JP2015117581A - Gas engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、副室を備えたガスエンジンに関する。 The present invention relates to a gas engine having a sub chamber.
エンジンの一形式として、天然ガス、都市ガス等の気体燃料(燃料ガス)を燃焼させて運転するガスエンジンが知られている。このガスエンジンは、高効率且つ高出力を得られることから、主に常用・非常用の発電用エンジン、建設機械用エンジン、船舶、鉄道等に搭載されるエンジン等に幅広く利用されている。 As one type of engine, a gas engine that operates by burning a gaseous fuel (fuel gas) such as natural gas or city gas is known. Since this gas engine can obtain high efficiency and high output, it is widely used mainly for engines for power generation for ordinary use and emergency use, engines for construction machinery, ships, railways, and the like.
ガスエンジンとして、シリンダヘッドに点火用の副室を備えたものが知られている。このガスエンジンは、シリンダヘッド内の主燃焼室に、燃料ガスと空気とを混合させた混合気が供給される。また、副室にも、燃料ガスが供給される。そして、主燃焼室内でピストンが圧縮上死点近くになり、主燃焼室内の燃料ガスが圧縮されると、副室内に供給された燃料ガスが、副室に備えた点火プラグのスパークにより点火される。これによって副室から火炎が発生し、副室に設けられた口金から主燃焼室内へと噴出する。すると、この火炎によって主燃焼室内の混合気が点火され、ガスエンジンの燃焼運転が行われる(例えば特許文献1参照)。 As a gas engine, a cylinder head provided with a sub chamber for ignition is known. In this gas engine, an air-fuel mixture obtained by mixing fuel gas and air is supplied to a main combustion chamber in a cylinder head. Further, fuel gas is also supplied to the sub chamber. When the piston is close to the compression top dead center in the main combustion chamber and the fuel gas in the main combustion chamber is compressed, the fuel gas supplied into the sub chamber is ignited by the spark of the spark plug provided in the sub chamber. The As a result, a flame is generated from the sub chamber and is ejected from a base provided in the sub chamber into the main combustion chamber. Then, the air-fuel mixture in the main combustion chamber is ignited by this flame, and the combustion operation of the gas engine is performed (see, for example, Patent Document 1).
ここで、副室は、火炎を主燃室内に供給する口金と、口金を保持するとともに、その内部に燃料ガスが供給される副室を形成する副室ホルダと、から構成されている。副室ホルダには、副室と、燃料ガスを副室に導入するガス導入路と、副室内の燃料ガスに点火するため、先端部が副室内に臨むよう点火プラグを保持するプラグ保持孔とが設けられている。 Here, the sub chamber includes a base for supplying a flame into the main combustion chamber, and a sub chamber holder for holding the base and forming a sub chamber in which fuel gas is supplied. The sub chamber holder includes a sub chamber, a gas introduction path for introducing fuel gas into the sub chamber, and a plug holding hole for holding the spark plug so that the tip portion faces the sub chamber to ignite the fuel gas in the sub chamber. Is provided.
シリンダヘッドにおいて、主燃焼室の頂面を形成するルーフ面には、主燃焼室内に混合気を供給する吸気ポート、混合気を燃焼させた排気ガスを排出する排気ポートが形成されている。そして、副室ホルダは、シリンダヘッドのルーフ面において、吸気ポートや排気ポートと干渉しない位置、例えばルーフ面の中央部に配置されている。この副室ホルダは、その外周部が円形に形成されている。 In the cylinder head, on the roof surface forming the top surface of the main combustion chamber, an intake port for supplying an air-fuel mixture into the main combustion chamber and an exhaust port for discharging an exhaust gas combusting the air-fuel mixture are formed. The sub chamber holder is disposed on the roof surface of the cylinder head so as not to interfere with the intake port or the exhaust port, for example, at the center of the roof surface. The sub chamber holder has a circular outer periphery.
しかしながら、上記ガスエンジンにあっては、以下に示すような課題が存在する。
ガスエンジンの排気量から、シリンダおよびピストンの径が決まり、これに伴ってシリンダヘッドのルーフ面(頂面)も、その面積が制限される。シリンダヘッドには、このように面積が制限されたルーフ面に、吸気ポート、排気ポートに加え、副室ホルダを配置する必要がある。
However, the gas engine has the following problems.
The diameter of the cylinder and the piston is determined from the displacement of the gas engine, and the area of the roof surface (top surface) of the cylinder head is limited accordingly. In the cylinder head, it is necessary to arrange a sub chamber holder in addition to the intake port and the exhaust port on the roof surface whose area is limited as described above.
ガスエンジンは、高出力化、高効率化が常に望まれる。このため、主燃焼室における燃料ガスの吸気効率、排気効率を高めるべく、排気ポートや吸気ポートの断面積を大きくすることが望まれている。しかし、ルーフ面には、副室ホルダも配置されるため、排気ポートや吸気ポートの配置、大きさには制約がある。 For gas engines, high output and high efficiency are always desired. For this reason, in order to increase the intake efficiency and exhaust efficiency of the fuel gas in the main combustion chamber, it is desired to increase the cross-sectional area of the exhaust port and the intake port. However, since the sub chamber holder is also arranged on the roof surface, there are restrictions on the arrangement and size of the exhaust port and the intake port.
特に、希薄燃焼を行うガスエンジンの場合、混合気中の空気量が多いため、点火プラグのみでは着火し難い。そこで、副室に燃料を供給するガス導入路の断面積を設けることで、副室での火炎を発生させるための混合気中における燃料比率を高める場合がある。
この場合、ガス導入路には燃焼ガスの逆流を防止する逆止弁が必要となり、副室ホルダの外径が大きくなるので、排気ポートや吸気ポートとの干渉を避けようとすると、排気ポートや吸気ポートの断面積が制約されてしまう。
In particular, in the case of a gas engine that performs lean combustion, since the amount of air in the air-fuel mixture is large, it is difficult to ignite with only a spark plug. Therefore, by providing a cross-sectional area of the gas introduction path for supplying fuel to the sub chamber, the fuel ratio in the air-fuel mixture for generating a flame in the sub chamber may be increased.
In this case, a check valve for preventing the backflow of combustion gas is required in the gas introduction path, and the outer diameter of the sub chamber holder is increased. Therefore, when trying to avoid interference with the exhaust port or the intake port, the exhaust port or The cross-sectional area of the intake port is restricted.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、排気ポートや吸気ポートの断面積を大きく確保して吸気、排気の圧力損失を低めつつ、混合気への着火性を高めることのできるガスエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a gas capable of enhancing the ignitability of an air-fuel mixture while ensuring a large cross-sectional area of an exhaust port and an intake port to reduce pressure loss of intake and exhaust. The purpose is to provide an engine.
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明は、主燃焼室に向かって開口する吸気用および排気用の複数のポートが中心軸の周方向に間隔をあけて形成されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドから前記主燃焼室内に突出して、内部に副室を有するとともに、該副室で生成された火炎を前記主燃焼室に供給する副室口金と、前記シリンダヘッド内に設けられて前記中心軸に沿って延び、前記副室口金を保持する口金保持部、前記副室に副室ガスを導入するガス導入路、および前記副室ガスに点火して火炎を生成する点火プラグを保持するプラグ保持部が設けられた副室ホルダと、を備え、前記副室ホルダは、前記中心軸に直交する断面において、前記副室ホルダの外周面における前記ポートの少なくとも一つに対応する部分に、前記中心軸の径方向内側に向かって後退するよう切欠き部が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the following configuration is adopted.
The present invention includes a cylinder head in which a plurality of intake and exhaust ports that open toward the main combustion chamber are formed at intervals in the circumferential direction of the central axis, and projects from the cylinder head into the main combustion chamber. A sub-chamber base having a sub-chamber inside and supplying a flame generated in the sub-chamber to the main combustion chamber; and a sub-chamber base provided in the cylinder head and extending along the central axis. A sub-chamber holder provided with a base holding part for holding a gas, a gas introduction path for introducing a sub-chamber gas into the sub-chamber, and a plug holding part for holding a spark plug for igniting the sub-chamber gas to generate a flame; The sub chamber holder recedes inward in the radial direction of the central axis at a portion corresponding to at least one of the ports on the outer peripheral surface of the sub chamber holder in a cross section orthogonal to the central axis. Do Wherein the cormorants cutout portion is formed.
このようなガスエンジンによれば、ガス導入路の断面積を確保しながらも、シリンダヘッド内における副室ホルダの占める面積を小さくすることができる。これにより、排気ポートや吸気ポートの断面積を稼ぐことができる。 According to such a gas engine, the area occupied by the sub chamber holder in the cylinder head can be reduced while securing the cross-sectional area of the gas introduction path. Thereby, the cross-sectional area of an exhaust port or an intake port can be earned.
さらに、この発明に係るガスエンジンは、上記ガスエンジンにおいて、前記副室ホルダの外周面の周方向に前記切欠き部が複数設けられ、前記副室ホルダにおいて前記ガス導入路が配置される側の前記切欠き部よりも、前記ガス導入路が配置される側とは反対側の前記切欠き部の方が、前記中心軸の径方向内側に向かって後退する寸法が大きく形成されているようにしてもよい。 Furthermore, in the gas engine according to the present invention, a plurality of the cutout portions are provided in a circumferential direction of the outer peripheral surface of the sub chamber holder in the gas engine, and the gas introduction path is arranged on the sub chamber holder on the side where the gas introduction path is disposed. The cutout portion on the side opposite to the side where the gas introduction path is disposed is larger in size than the cutout portion so as to recede toward the radially inner side of the central axis. May be.
このようなガスエンジンによれば、さらにシリンダヘッド内における副室ホルダの占める面積を小さくすることができる。 According to such a gas engine, the area occupied by the sub chamber holder in the cylinder head can be further reduced.
さらに、この発明に係るガスエンジンは、上記ガスエンジンにおいて、前記副室ホルダが、前記中心軸に直交する断面が前記切欠き部を含む多角形状に形成されているようにしてもよい。 Furthermore, in the gas engine according to the present invention, in the gas engine, the sub chamber holder may be formed such that a cross section perpendicular to the central axis has a polygonal shape including the notch.
このようなガスエンジンによれば、シリンダヘッド内の面積を小さく抑えた副室ホルダを、容易に製造することができる。 According to such a gas engine, it is possible to easily manufacture a sub chamber holder with a small area in the cylinder head.
さらに、この発明に係るガスエンジンは、上記ガスエンジンにおいて、主燃焼室に向かって開口する吸気用および排気用の複数のポートが中心軸の周方向に間隔をあけて形成されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドから前記主燃焼室内に突出して、内部に副室を有するとともに、該副室で生成された火炎を前記主燃焼室に供給する副室口金と、前記シリンダヘッド内に設けられて前記中心軸に沿って延び、前記副室口金を保持する口金保持部、前記副室に副室ガスを導入するガス導入路、および前記副室ガスに点火して火炎を生成する点火プラグを保持するプラグ保持部が設けられた副室ホルダと、を備え、前記副室ホルダは、前記中心軸に直交する断面において、前記中心軸を中心とした周方向に、大径部と小径部とが形成され、前記小径部が前記副室ホルダの外周面における前記ポートの少なくとも一つに対応する部分に形成され、前記大径部が前記周方向において互いに隣接する二つの前記ポートの間に位置するよう形成されていることを特徴とすることもできる。 Furthermore, in the gas engine according to the present invention, in the gas engine, a plurality of intake and exhaust ports that open toward the main combustion chamber are formed at intervals in the circumferential direction of the central axis; The cylinder head protrudes from the cylinder head into the main combustion chamber, has a sub chamber inside, and a sub chamber base for supplying a flame generated in the sub chamber to the main combustion chamber, and is provided in the cylinder head. A base holding part that extends along the central axis and holds the sub-chamber base, a gas introduction path for introducing the sub-chamber gas into the sub-chamber, and a spark plug that ignites the sub-chamber gas to generate a flame are held. A sub-chamber holder provided with a plug holding portion, wherein the sub-chamber holder is formed with a large-diameter portion and a small-diameter portion in a circumferential direction around the central axis in a cross section perpendicular to the central axis. Before A small-diameter portion is formed at a portion corresponding to at least one of the ports on the outer peripheral surface of the sub chamber holder, and the large-diameter portion is formed between two ports adjacent to each other in the circumferential direction. It can also be characterized.
このようなガスエンジンによれば、ガス導入路の断面積を確保しながらも、シリンダヘッド内における副室ホルダの占める面積を小さくすることができる。これにより、排気ポートや吸気ポートの断面積を稼ぐことができる。 According to such a gas engine, the area occupied by the sub chamber holder in the cylinder head can be reduced while securing the cross-sectional area of the gas introduction path. Thereby, the cross-sectional area of an exhaust port or an intake port can be earned.
この発明に係るガスエンジンによれば、排気ポートや吸気ポートの断面積を大きく確保して吸気、排気の圧力損失を低めつつ、混合気への着火性を高めることが可能となる。 According to the gas engine of the present invention, it is possible to increase the ignitability of the air-fuel mixture while ensuring a large cross-sectional area of the exhaust port and the intake port to reduce the pressure loss of the intake and exhaust.
以下、この発明の一実施形態に係るガスエンジンについて、図面に基づき説明する。
図1は、この実施形態に係るガスエンジンのシリンダヘッド周辺の構成を示すシリンダ中心軸に沿う断面図である。
図1に示すように、ガスエンジン10は、副室式ガスエンジンであって、シリンダブロック20と、シリンダヘッド30と、副室部材40と、を少なくとも備えている。この実施形態におけるガスエンジン10は、発電設備などに用いられる定置型のガスエンジンである。
Hereinafter, a gas engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view along a cylinder central axis showing a configuration around a cylinder head of a gas engine according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the
シリンダブロック20には、円筒状のシリンダ21が形成されている。シリンダ21内には、ピストン22が、シリンダ21の中心軸Cに沿って直線往復動可能に収納されている。ピストン22は、コンロッド23を介して、不図示のクランクケース内に収容されたクランクシャフト24に連結されている。コンロッド23は、その両端部が、ピン25,26を介してピストン22,クランクシャフト24にそれぞれ回動自在に連結されている。これにより、ピストン22がシリンダ21内で中心軸Cに沿った方向に直線運動すると、このピストン22の運動がコンロッド23によってクランクシャフト24の回転運動に変換される。
A
シリンダヘッド30は、シリンダブロック20においてシリンダ21が開口した端面20aに連結されている。これにより、シリンダヘッド30は、シリンダ21の開口を閉塞する蓋状をなしている。
シリンダヘッド30におけるシリンダブロック20側を向く面には、シリンダ21に対向する領域に、シリンダ21の中心軸Cに直交する平坦状、あるいは半球面状、湾曲面状をなすルーフ面31が形成されている。
そして、シリンダブロック20とシリンダヘッド30とピストン22によって主燃焼室33が画成されている。
The
On the surface facing the
A
シリンダヘッド30には、吸気ポート(ポート)34、排気ポート(ポート)35が形成されている。吸気ポート34の一方の端部34a、および、排気ポート35の一方の端部35aは、ルーフ面31に開口して主燃焼室33に臨むように配されている。この実施形態において、吸気ポート34、排気ポート35は、それぞれ2個ずつ形成されている。
The
吸気ポート34、および、排気ポート35は、シリンダ21の中心軸Cに対して周方向に間隔をあけて同心円状に配されている。2個の吸気ポート34は、シリンダ21の周方向において互いに隣り合うように配置されている。同様に、2個の排気ポート35も、シリンダ21の周方向において互いに隣り合うように配されている。
The
吸気ポート34は、主燃焼室33とは反対側の端部(不図示)が、混合ガス供給源(不図示)に接続されている。吸気ポート34は、混合ガス供給源から空気と燃焼ガスとの混合ガスが供給される。吸気ポート34には、その主燃焼室33側の端部34aに、吸気弁36が設けられている。吸気弁36を不図示の弁駆動機構により閉位置から開位置に変位させることで、混合ガス供給源から供給された混合ガスが、吸気ポート34から主燃焼室33へと供給される。
The
排気ポート35は、主燃焼室33とは反対側の端部(不図示)が、排気ガス流路(不図示)に接続されている。排気ポート35には、その主燃焼室33側の端部35aに、排気弁37が設けられている。排気弁37を不図示の弁駆動機構により閉位置から開位置に変位させることで、主燃焼室33で燃焼に供された混合ガスの排気ガスが、主燃焼室33から排気ポート35を経て、排気ガス流路を介して外部に排出される。
The
図2は、この実施形態に係るガスエンジンの副室周りの構成を示すシリンダ中心軸に沿う断面図である。図3は、この実施形態に係る副室ホルダの中心軸に直交する断面図である。
図1、図2に示すように、シリンダヘッド30には、副室ガスが供給される副室41を形成する副室部材40が設けられている。この副室部材40は、ルーフ面31の中心、すなわちシリンダ21の中心軸Cの延長線上に位置するよう設けられている。そして、副室部材40は、その中心軸が、シリンダ21の中心軸Cの延長線と重なるように配されている。つまり、図3に示すように、副室部材40は、シリンダ21の中心軸C周りに周方向に間隔をあけて配された吸気ポート34,排気ポート35に対し、その中心部に位置するよう設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view along the cylinder central axis showing the configuration around the sub chamber of the gas engine according to this embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view orthogonal to the central axis of the sub chamber holder according to this embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、副室部材40は、副室ホルダ42と、副室口金43と、を備えている。
副室ホルダ42は、シリンダヘッド30内に設けられている。副室ホルダ42の中心軸は、シリンダ21の中心軸Cの延長線上に設けられている。この副室ホルダ42には、外部から副室41に副室ガスを導入するガス導入路44と、ガス導入路44に隣接して設けられ、副室41内の副室ガスに点火して火炎を生成する点火プラグ45を保持するプラグ保持孔(プラグ保持部)46と、副室口金43を保持する口金保持部47と、が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
The
副室口金43は、シリンダヘッド30のルーフ面31の中心から主燃焼室33内に突出するよう設けられている。副室口金43は、中空に形成され、その内部空間が副室41になっている。また、副室口金43には、副室41で生成された火炎を主燃焼室33内に噴出させるための噴出孔43aが複数形成されている。上記火炎は、副室41内の副室ガスを点火プラグ45により点火することで生成される。
The
ガス導入路44は、外部から副室41へ燃料ガス(副室ガス)を供給する。ガス導入路44には、逆止弁49が設けられている。この逆止弁49を介して、上記燃料ガスがガス導入路44から副室41内に噴出される。
The
点火プラグ45は、火花放電により燃料ガスを着火燃焼させる。この点火プラグ45の先端部45aは、副室41内に突出している。点火プラグ45は、先端部45aで火花放電することで、ガス導入路44から副室41内に供給された燃料ガスを着火燃焼させ、火炎を発生させる。この点火によって発生する火炎は、副室口金43の噴出孔43aから主燃焼室33に噴出される。この火炎により、主燃焼室33内に吸気ポート34(図1参照)を通して供給された混合ガスが燃焼される。すると、シリンダ21内でピストン22が中心軸Cに沿って直線運動し、ガスエンジン10が駆動される。
The
図3に示すように、副室ホルダ42は、複数の切欠き部50を備えている。これら切欠き部50は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面において、副室ホルダ42における吸気ポート34および排気ポート35の少なくとも一つに対応する部分に形成されている。また、切欠き部50は、副室ホルダ42の中心軸Cを中心とする径方向内側に向かって後退するように形成されている。
As shown in FIG. 3, the
この実施形態においては、吸気ポート34、排気ポート35が2つずつ、合計4つが形成されており、副室ホルダ42において各ポートに対応する外周面に、合計4つの直線状の切欠き部50が形成されている。また、副室ホルダ42には、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面において、吸気ポート34側の切欠き部50と排気ポート35側の切欠き部50との間を繋ぐ、直線状部53が形成されている。そして、互いに隣接する切欠き部50同士の間、切欠き部50と直線状部53との間には、角部54が形成されている。つまり、この実施形態における副室ホルダ42は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面が六角形状とされている。
In this embodiment, two
上記副室ホルダ42の断面形状は、以下のように捉えることもできる。
すなわち、副室ホルダ42は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面において、中心軸C周りの周方向に、中心軸Cからの距離が相対的に長い大径部51と、中心軸Cからの距離が相対的に短い小径部52とを有している。切欠き部50に相当する小径部52は、吸気ポート34、および、排気ポート35の少なくとも一つに対向する部分に形成され、角部54に相当する大径部51が、互いに隣接する吸気ポート34,34、排気ポート35,35の間に位置するよう形成されている。
The cross-sectional shape of the
That is, the
したがって、上述した実施形態のガスエンジンによれば、副室ホルダ42を断面円形とする場合に比較して、切欠き部50を形成することによって、ガス導入路44の断面積を大きく確保しして着火性を高めつつ、シリンダヘッド30内における副室ホルダ42の占めるスペースを小さくすることができる。そして、副室ホルダ42の断面積を小さくすることで、その分、吸気ポート34及び排気ポート35の面積を大きくすることができ、吸気、排気の圧力損失を低めることが可能となる。その結果、ガスエンジン10を小型化することが可能となる。
Therefore, according to the gas engine of the above-described embodiment, the cross-sectional area of the
(その他の実施形態)
なお、この発明に係るガスエンジンは、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、切欠き部50は、複数のポートのうち、少なくとも1つのポートに対応する位置に設けられれば良く、また、切欠き部50,小径部52の形状は、直線状でなく、円弧状でも良い。
また、上記実施形態では、副室ホルダ42は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面形状を六角形状(多角形状)としたが、これに限るものではない。例えば、変形例として図4に示すように、副室ホルダ42を、断面四角形状としてもよい。この場合も、副室ホルダ42は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面において、副室ホルダ42における吸気ポート34及び排気ポート35の少なくとも一つに対応する部分に、径方向内側に向かって後退するように切欠き部50が形成されている。そして、副室ホルダ42は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面において、前記中心軸C周りの周方向に、大径部51と小径部52とを有している。切欠き部50としての小径部52が、吸気ポート34及び排気ポート35の少なくとも一つに対向する部分に形成され、大径部51が、互いに隣接する吸気ポート34,34、排気ポート35,35の間に位置するよう形成されている。また、上述した多角形状は、直線のみで形成されるものや円弧のみで形成されるもの(例えば、星形多角形など)に限られず、直線と円弧とを適宜組み合わせて形成するようにしても良い。
(Other embodiments)
It should be noted that the gas engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. That is, the specific shapes, configurations, and the like given in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate. Various modifications are conceivable within the technical scope.
For example, the
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、副室ホルダ42は、シリンダヘッド30の中心軸Cに直交する断面形状を、楕円形状とすることも考えられる。ただし、副室ホルダ42は、このように断面楕円形状とするよりも、直線状の切欠き部50を設ける方が、製造容易性の点で有利となる。
Further, the
また、その他の変形例として図5及び図6に示すように、副室ホルダ42内部のガス導入路44が配置される位置と反対側に位置する切欠き部50Aの方が、ガス導入路44が配置される側の切欠き部50Bと比して、径方向内側に向かって後退する寸法が大きく形成されても良い。これにより、ガス導入路44の流路面積を確保しつつ、副室ホルダ42の断面積を小さくすることができる。
As another modified example, as shown in FIGS. 5 and 6, the
また、副室ホルダ42において、点火プラグ45は、点火プラグ45の中心軸線が、シリンダヘッド30の中心軸Cの延長線上に配されるように、またはシリンダヘッド30の中心軸C近傍に配置されることが好ましい。これは、副室41における燃焼に偏りを生じることを防ぐためである。
また、このように配置される点火プラグ45に近接してガス導入路44を形成する。これにより、例えば、図5に点線で示すように、円形の副室ホルダ42を用いた場合は、点火プラグ45側に余分な部分が形成されてしまうが、点火プラグ45側に大きく切欠き部50Aを大きく形成することで、より効率的に吸気ポート34、排気ポート35の面積を大きくすることができる。
Further, in the
Further, the
ここで、切欠き部50を設ける範囲は、副室口金43に副室ホルダ42を嵌合させる嵌合部Jを下限とし、Oリングによってシリンダヘッド30と副室ホルダ42をシールする位置Sを上限とするのが好ましい(図6にてAで示す範囲)。
これは、副室41を形成する副室口金43は、燃焼に偏りが生じないよう軸対象に形成することが好ましいため、切欠き部50を設けない方が良いからである。また、位置Sにおいて、Oリングにて副室ホルダ42とシリンダヘッド30をシールするため、Oリングの取り付け部分は円形断面を有することが好ましいためである。また、副室ホルダ42上部のOリングを取り付ける部分は、吸気ポート34・排気ポート35とは干渉しないため、切欠き部50を設ける必要はない。
Here, the range in which the
This is because the
また、上述した実施形態のガスエンジンは、発電設備などに用いられる定置型のガスエンジンを一例に説明したが、定置型のガスエンジンに限られない。 Further, the gas engine of the above-described embodiment has been described by taking a stationary gas engine used for power generation facilities as an example, but is not limited to a stationary gas engine.
10 ガスエンジン
20 シリンダブロック
21 シリンダ
30 シリンダヘッド
33 主燃焼室
34 吸気ポート(ポート)
35 排気ポート(ポート)
40 副室部材
41 副室
42 副室ホルダ
43 副室口金
43a 噴出孔
44 ガス導入路
45 点火プラグ
46 プラグ保持孔(プラグ保持部)
47 口金保持部
50,50A,50B 切欠き部
51 大径部
52 小径部
53 直線状部
54 角部
DESCRIPTION OF
35 Exhaust port (port)
40
47
Claims (4)
前記シリンダヘッドから前記主燃焼室内に突出して、内部に副室を有するとともに、該副室で生成された火炎を前記主燃焼室に供給する副室口金と、
前記シリンダヘッド内に設けられて前記中心軸に沿って延び、前記副室口金を保持する口金保持部、前記副室に副室ガスを導入するガス導入路、および前記副室ガスに点火して火炎を生成する点火プラグを保持するプラグ保持部が設けられた副室ホルダと、を備え、
前記副室ホルダは、前記中心軸に直交する断面において、前記副室ホルダの外周面における前記ポートの少なくとも一つに対応する部分に、前記中心軸の径方向内側に向かって後退するよう切欠き部が形成されていることを特徴とするガスエンジン。 A cylinder head in which a plurality of ports for intake and exhaust opening toward the main combustion chamber are formed at intervals in the circumferential direction of the central axis;
A sub chamber base that protrudes from the cylinder head into the main combustion chamber, has a sub chamber therein, and supplies a flame generated in the sub chamber to the main combustion chamber;
A base holding portion that is provided in the cylinder head and extends along the central axis and holds the sub chamber base, a gas introduction path for introducing the sub chamber gas into the sub chamber, and the sub chamber gas is ignited. A sub chamber holder provided with a plug holding portion for holding a spark plug for generating a flame,
The sub-chamber holder is notched so as to recede inward in the radial direction of the central axis at a portion corresponding to at least one of the ports on the outer peripheral surface of the sub-chamber holder in a cross section perpendicular to the central axis. A gas engine in which a portion is formed.
前記シリンダヘッドから前記主燃焼室内に突出して、内部に副室を有するとともに、該副室で生成された火炎を前記主燃焼室に供給する副室口金と、
前記シリンダヘッド内に設けられて前記中心軸に沿って延び、前記副室口金を保持する口金保持部、前記副室に副室ガスを導入するガス導入路、および前記副室ガスに点火して火炎を生成する点火プラグを保持するプラグ保持部が設けられた副室ホルダと、を備え、
前記副室ホルダは、前記中心軸に直交する断面において、前記中心軸を中心とした周方向に、大径部と小径部とが形成され、前記小径部が前記副室ホルダの外周面における前記ポートの少なくとも一つに対応する部分に形成され、前記大径部が前記周方向において互いに隣接する二つの前記ポートの間に位置するよう形成されているガスエンジン。 A cylinder head in which a plurality of ports for intake and exhaust opening toward the main combustion chamber are formed at intervals in the circumferential direction of the central axis;
A sub chamber base that protrudes from the cylinder head into the main combustion chamber, has a sub chamber therein, and supplies a flame generated in the sub chamber to the main combustion chamber;
A base holding portion that is provided in the cylinder head and extends along the central axis and holds the sub chamber base, a gas introduction path for introducing the sub chamber gas into the sub chamber, and the sub chamber gas is ignited. A sub chamber holder provided with a plug holding portion for holding a spark plug for generating a flame,
The sub chamber holder is formed with a large diameter portion and a small diameter portion in a circumferential direction centering on the central axis in a cross section orthogonal to the central axis, and the small diameter portion is formed on the outer peripheral surface of the sub chamber holder. A gas engine formed in a portion corresponding to at least one of the ports, wherein the large-diameter portion is formed between two ports adjacent to each other in the circumferential direction.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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