(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024122831
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】ガスエンジン
(51)【国際特許分類】
F02B 23/08 20060101AFI20240902BHJP
F02B 43/04 20060101ALI20240902BHJP
F02B 43/00 20060101ALI20240902BHJP
F02P 13/00 20060101ALI20240902BHJP
F02B 43/08 20060101ALI20240902BHJP
F02B 31/04 20060101ALI20240902BHJP
F02D 19/02 20060101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
F02B23/08 C
F02B23/08 U
F02B23/08 M
F02B43/04
F02B43/00 Z
F02P13/00 302Z
F02B43/08
F02B31/04 540Z
F02D19/02 A
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023122055
(22)【出願日】2023-07-26
(62)【分割の表示】P 2023029708の分割
【原出願日】2023-02-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-04-11
(71)【出願人】
【識別番号】519042478
【氏名又は名称】ライズピットカンパニー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100080090
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 邦男
(72)【発明者】
【氏名】山崎 貴弘
【テーマコード（参考）】
3G019
3G023
3G092
【Ｆターム（参考）】
3G019AA00
3G019AB07
3G019KA17
3G023AA01
3G023AB02
3G023AB03
3G023AC01
3G023AC07
3G023AD03
3G023AD05
3G023AD06
3G023AD14
3G092AB06
3G092AC08
3G092DE04
(57)【要約】
【目的】食物残滓，動物の糞尿等の無酸素状態で加熱された有機物の燃料にて稼働し、燃料の可燃性物質を有効に燃焼させて稼働させる作動効率の極めて高いガスエンジンを提供すること。
【構成】吸気バルブシート１４を有する吸気ポート１３と排気バルブシート１６を有する排気ポート１５が設けられた燃焼室壁面１２ａを有するシリンダーヘッド１２と、吸気バルブ３１と排気バルブ３２と、２個の点火プラグ２１，２２と備える。シリンダヘッド１２に第１の点火プラグ２１，吸気バルブ３１，第２の点火プラグ２２及び排気バルブ３２が周回りに配置され、吸気ポート１３から吸気したガス燃料の噴射の中心線上に第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａが配置され、第１の前記点火プラグ２１と第２の点火プラグ２２との間隔ｄは、前記シリンダ部１１の内径Ｄの１／２以下とし、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物による気体を燃料とするガスエンジンとする。
【選択図】 図３
【構成】吸気バルブシート１４を有する吸気ポート１３と排気バルブシート１６を有する排気ポート１５が設けられた燃焼室壁面１２ａを有するシリンダーヘッド１２と、吸気バルブ３１と排気バルブ３２と、２個の点火プラグ２１，２２と備える。シリンダヘッド１２に第１の点火プラグ２１，吸気バルブ３１，第２の点火プラグ２２及び排気バルブ３２が周回りに配置され、吸気ポート１３から吸気したガス燃料の噴射の中心線上に第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａが配置され、第１の前記点火プラグ２１と第２の点火プラグ２２との間隔ｄは、前記シリンダ部１１の内径Ｄの１／２以下とし、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物による気体を燃料とするガスエンジンとする。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、シリンダ部と、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、
前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下とし、
食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジン。
前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下とし、
食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジン。
【請求項2】
請求項１に記載のガスエンジンにおいて、ガス発生炉から直接燃料ガスを導き、該燃料ガスの圧力が２.８kPa～４kPaの場合は、そのまま燃料圧力２．８ｋPa付近の圧力に調整する燃料圧力調整器に導きそこからエンジンのミキサに供給し、前記ガス発生炉出口のガス圧力が前記圧力の最低値より低い場合は、圧縮機で２.８kPa～４kPaになるようにして加圧して燃料圧力調整器に供給してなることを特徴とするガスエンジン。
【請求項3】
請求項１に記載のガスエンジンにおいて、ガス発生炉からのガスを圧力容器などに加圧して充填した場合は減圧弁で５０kPa以下になるように減圧して燃料圧力調整器に供給してなることを特徴とするガスエンジン。
【請求項4】
請求項１に記載のガスエンジンにおいて、前記点火ギャップにおける水素の体積割合が混合ガスである燃料と空気の混合気の体積に対して５％にしてなることを特徴とするガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、食物残滓，動物の糞尿などの無酸素状態で加熱された有機物から生成される燃料によって稼働し、且つ燃料の可燃性物質を有効に燃焼させて稼働させることができる作動効率の極めて高いガスエンジンに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、食物の生ゴミ，残滓或いは家畜等の動物の糞尿による有機物から生成されるガスを燃料(バイオ系ガス燃料とも呼ばれる)として稼働するエンジンが発電用或いは通常の動力用として使用されるようになってきた。生ゴミ，残滓，家畜動物の糞尿は、無酸素状態で蒸し焼きにして固化して埋め立てるというゴミ処理が一般的に行われており、その過程で発生するガスが大気に放出されると環境汚染になる。そこで、この燃え難いガスを燃焼させて発電のエネルギとして使えれば再生資源の有効活用となり、環境保全に大いに寄与することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－１７４３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような再生資源を活用したガスエンジンについては、多く存在するものであり、その一例として特許文献１を上げてみる。これらの従来技術は、より一層、発電効率を向上させるものであり、優れた効果を生み出している。しかし、ガスエンジンの燃料の再生資源として、生ゴミ，残滓，家畜動物の糞尿から生成したガスつまりバイオ系ガス燃料を使用する場合には、以下の問題点が存在する。
【0005】
生ゴミ，残滓，家畜動物の糞尿から生成したガスの燃料には、種々の物質が含まれており、粗悪な燃料となり、したがって、これをそのまま、ガスエンジンの燃料として使用した場合には、ガスエンジンは、その動作を十分に発揮することができないものである。そのために、再生資源を利用したガスエンジンの燃料は、有効に使用可能にするための精製装置等の種々の装置が必要となり、これらを使用すると、極めて大掛かりな装置及び設備となり、その結果、このような装置及び設備は高価且つ大型の施設となってしまう。
【0006】
そのため、中小の発電所等で使用するガスエンジンにおいて、再生資源を燃料とすることは、不可能又は極めて困難であった。そこで、本発明が解決しようとする課題(技術的
課題又は目的等)は、上記のように大掛かりな精製装置等の種々の装置を使用することな
く、バイオ系ガス燃料を略そのままガスエンジンの燃料として使用することができるガスエンジンを極めて簡単な構成で且つ低価格に提供することにある。
課題又は目的等)は、上記のように大掛かりな精製装置等の種々の装置を使用することな
く、バイオ系ガス燃料を略そのままガスエンジンの燃料として使用することができるガスエンジンを極めて簡単な構成で且つ低価格に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、シリンダ部と、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下とし、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
【0008】
請求項２の発明を、請求項１に記載のガスエンジンにおいて、ガス発生炉から直接燃料ガスを導き、該燃料ガスの圧力が２.８kPa～４kPaの場合は、そのまま燃料圧力２．８ｋPa付近の圧力に調整する燃料圧力調整器に導きそこからエンジンのミキサに供給し、前記ガス発生炉出口のガス圧力が前記圧力の最低値より低い場合は、圧縮機で２.８kPa～４kPaになるようにして加圧して燃料圧力調整器に供給してなることを特徴とするガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
【0009】
請求項３の発明を、請求項１又は２に記載のガスエンジンにおいて、ガス発生炉からのガスを圧力容器などに加圧して充填した場合は減圧弁で５０kPa以下になるように減圧し
て燃料圧力調整器に供給してなることを特徴とするガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
て燃料圧力調整器に供給してなることを特徴とするガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
【0010】
請求項４の発明を、請求項１又は２に記載のガスエンジンにおいて、前記点火ギャップにおける水素の体積割合が混合ガスである燃料と空気の混合気の体積に対して５％にしてなることを特徴とするガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【0011】
請求項１の発明では、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とするエンジンにおいて、燃料効率に優れたものにできる。また、このような、効果を有するものでありながら、極めて簡易な構成で且つ低価格に提供することができる。つまり、生ゴミ，残滓，家畜動物の糞尿から生成したガスの燃料は、一般的に粗悪なものである。したがって、これをそのまま、ガスエンジンの燃料として使用した場合には、ガスエンジンは、その動作を十分に発揮することができないものであった。
【0012】
本発明におけるガスエンジンでは吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置される構成としたものである。
【0013】
これによって、吸入行程時に吸気ポートから吸気バルブシートを介してシリンダヘッド内に流入するガス燃料と吸入空気との混合気は速度が付勢されて強いスワールを発生し、且つスワールが圧縮行程から膨脹行程初期まで持続することができ、前述したように燃料効率に優れたガスエンジンにすることができる。そして、上記のように大掛かりな精製装置等の種々の装置を使用することなく、バイオ系ガス燃料を略そのままガスエンジンの燃料として使用することができる。
【0014】
また、請求項１の発明において、第１の点火プラグ２１と第２の２２との間隔ｄを、シリンダ部１１の内径Ｄの略(１／２)以下とすることで、点火と着火、火炎伝播に影響を与えるものである。請求項２乃至請求項４の発明では、より一層効率の良いガスエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明のガスエンジンで発電システム全体を構成した全体図である。
【図2】（Ａ）は吸気バルブと排気バルブを含む部分のシリンダーヘッドの断面図、（Ｂ）は点火プラグを含むシリンダヘッドの要部断面図、（Ｃ）はスワールの状態を模式的に示す図である。
【図3】（Ａ）は吸気ポートから点火プラグに燃料噴射している状態を示す平面略示図、（Ｂ）は吸気ポートから吸気バルブシートを介して第１の点火プラグに燃料噴射している状態を示す要部縦断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の（β）部拡大図である。
【図4】(Ａ)は吸気バルブシートのスロート側から見た平面図、（Ｂ）は吸気バルブシートのバルブ当たり面側から見た平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ1－Ｘ1矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ2－Ｘ2矢視断面図、（Ｅ）の（Ｂ）のＸ3－Ｘ3矢視断面図。
【図6】点火にける燃料ガスの分布状態を模式的に示すグラフである。
【図7】（Ａ）乃至（Ｅ）は点火にける燃料ガスの分布状態を模式的に示す図。
【図8】ガス燃料の分子量と不燃ガス／可燃ガスの割合の算出を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本発明におけるガスエンジンＡは、直列４シリンダの構成としたエンジンとして説明する。基本的な構造としては、シリンダ部１１とシリンダヘッド１２とから構成されるシリンダブロック１とを備えている〔図２(Ａ)参照〕。シリンダブロック１は、複数のシリンダ部１１，１１，…が直列に配置された構造を有するものである。本発明では、発電機用ガスエンジンを４気筒として説明する。つまり、シリンダ部１１の数を４として説明する(図１参照)。
【0017】
ピストンが上下運動可能に収納されたシリンダ部１１の上部にはシリンダヘッド１２が設けられ、該シリンダヘッド１２の下面が燃焼室壁面１２ａとして形成されている〔図３(Ｂ)，（Ｃ）参照〕。該燃焼室壁面１２ａは、略球面形状さらに具体的には扁平球面状凹面をなしている。前記シリンダヘッド１２（又は前記シリンダ部１１）の上面側から平面的に見て、２個の点火プラグ２１，２２〔図２(Ｂ)参照〕と、吸気バルブ３１及び排気バルブ３２〔図２(Ａ)参照〕が設けられている。
【0018】
具体的には、前記吸気バルブ３１，点火プラグ２１，前記排気バルブ３２及び点火プラグ２２が４等分で周回りに配されている〔図３(Ａ)参照〕。２個の点火プラグ２１，２２は、同一物であるが、燃焼室壁面１２ａに設置される位置が異なり、点火プラグ２１は、吸気ポート１３からシリンダヘッド１２内に流入するガス燃料による混合気(混合気体又
は混合ガスと称することもある)の噴射を最初に受けるものである。したがって、点火プ
ラグ２１は、混合気を最初に受けるので、第１の点火プラグ２１と称する。また、点火プラグ２２は、ガス燃料による混合気を第１の点火プラグ２１の次(つまり２番目)に受けるので、第２の点火プラグ２２と称する。
は混合ガスと称することもある)の噴射を最初に受けるものである。したがって、点火プ
ラグ２１は、混合気を最初に受けるので、第１の点火プラグ２１と称する。また、点火プラグ２２は、ガス燃料による混合気を第１の点火プラグ２１の次(つまり２番目)に受けるので、第２の点火プラグ２２と称する。
【0019】
第１の点火プラグ２１は、吸気ポート１３からの燃料吸気による混合気を吸気バルブシート１４からの噴射方向の線上に位置している。換言すると、吸気ポート１３の燃焼室壁面１２ａの開口箇所から該開口箇所に装着された吸気バルブシート１４を介してシリンダヘッド１２内に噴射されるガス燃料の噴射方向の中心線の延長上に第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａが配置されるように第１の点火プラグ２１が配置されている。
【0020】
このような構成としているので、第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａには、吸気ポート１３から噴射されるガス燃料を直接受けることになる。そして、ガス燃料による吸気の速度を付勢して強いスワール（渦流とも言う）Ｓを発生させ、且つ該スワール（渦流）Ｓが圧縮行程から膨脹行程初期まで持続するようにしている。
【0021】
強いスワール（渦流）Ｓを発生させることにより、シリンダヘッド１２内に流入した混合気に大きな遠心力を与え、混合気内の質量の小さい成分と、質量の大きい成分とを分離することができる。強いスワールＳを発生させるために、燃焼室壁面１２ａにおける吸気ポート１３の開口に装着された吸気バルブシート１４は、シリンダヘッド１２内に流入する混合気のほとんどが点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａに集中して向うかうようにするための形状構造を有している。この構造については、後述する。
【0022】
前記燃焼室壁面１２ａの曲率半径Ｒは、前記シリンダ部１１の中心軸ｎ上の任意の点Ｐに位置している。さらに、２個の前記点火プラグ２１及び点火プラグ２２のそれぞれの中心軸ｍ，ｍ及び、前記吸気バルブ３１及び排気バルブ３２のそれぞれの中心軸ｎ，ｎは、前記点Ｐ上を通過するように構成されている。つまり、中心軸ｍ，ｍ及び中心軸ｎ，ｎは、前記点Ｐで交わる構成となっている。前述したように、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１３及び排気ポート１５が設けられており、燃焼室壁面１２ａには吸気ポート１３の開口及び排気ポート１５の開口が形成されている。
【0023】
そして、シリンダヘッド１２の燃焼室壁面１２ａにおいて、吸気ポート１３の開口に吸気バルブシート１４が設けられ、排気ポート１５の開口には排気バルブシート１６が設けられている〔図２(Ａ)，図３（Ａ）参照〕。吸気バルブシート１４及び排気バルブシート１６は、リング状の肩部が一致するように、また点火プラグ２１の先端の縁も一致するように取り付けられている。これらの中心線は、燃焼室壁面１２ａの半径Ｒの中心点Ｐを通る放射状の線分である。排気バルブシート１６は、吸気バルブシート１４とは異なり、通常のバルブシートが使用されても構わない。
【0024】
第１の点火プラグ２１と第２の２２との間隔ｄは、シリンダ部１１の内径Ｄの略(１／２)以下であり、数式で示すとｄ≦(１／２)Ｄとなる。このような構成は、点火と着火、火炎伝播に影響を与えるものである。第１，第２の両点火プラグ２１，２２の点火ギャップ２１ａ，２２ａは，燃焼室壁面１２ａより僅かに(具体的には、６mm以下)突き出た方がスワールＳに厚みがあることにより、点火時のスワールＳの厚さ方向の中央にした方が着火性に有利である。
【0025】
本発明のガスエンジンＡにおいて、後述するバイオマス系のガス燃料を有効に活用し、スワールＳを強めるための構成を有するものである。つまり、吸気ポート１３からシリンダヘッド１２及びシリンダ部１１内に流入するガス燃料の混合気の噴射によって、最初にスワールＳが高速で第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａに向かいつつ、スワールＳに強い遠心力が発生するようにしたものである。そのために、吸気バルブシート１４を以下のような構成としている。その構成としては、吸気バルブシート１４を非対称の形状としている(図４，図５参照)。
【0026】
シリンダヘッド１２の燃焼室壁面１２ａにおける吸気ポート１３のガス燃料の流入開口に吸気バルブシート１４が設けられている。該吸気バルブシート１４は、バルブ当たり面１４１，スロート部１４２及び内周側面部１４３を有している。バルブ当たり面１４１には、吸気バルブ３１の円錐状側面を有する傘形状部３１ａが密着状に当接する部位である。したがって、バルブ当たり面１４１は、吸気バルブ３１の樹傘形状部３１ａの円錐側面に対応する円錐状凹み面をなしている。
【0027】
バルブ当たり面１４１の円錐状凹み面を構成する開口部分は吸気バルブシート１４の外周側面１４４と同心円である。また、吸気バルブシート１４の裏側、つまり吸気ポート１３につながる部分の開口部分断面積は最も小さく、この箇所がスロート部１４２である。吸気バルブシート１４のスロート部１４２は、外周側面１４４と同心円ではなく、また真円又は略真円でもない〔図４(Ａ)参照〕。そして、吸気バルブシート１４における吸気バルブ３１とのバルブ当たり面１４１は円形である。シリンダヘッド１２の母材はアルミ合金の鋳物であるが、吸気バルブシート１４，排気バルブシート，バルブガイドは、熱伝導のよい耐磨耗性の合金や金属である。
【0028】
一般の吸気バルブシートでは、吸気バルブシートの外周、スロート部、吸気バルブの当たり面は全て同心円となるように構成されている。これに対し本発明では、シリンダヘッド１２の上方から見て〔図３(Ａ)参照〕、吸気ポート１３の中心線ｇ上に第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａが配置された構成としている。換言すると、吸気ポート１３に設けられた吸気バルブシート１４を介してシリンダヘッド１２内に中心線ｇに沿って噴射される混合気の流れの先に点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａが配置された構成としている(図３参照)。
【0029】
吸気ポート１３の前記中心線ｇとは、吸気ポート１３の長手方向に直交する断面における径方向の中心が集合して構成されてなる、混合気の流れを代表する仮想線である〔図３(Ａ)参照〕。つまり、吸気ポート１３を流れる混合気の流線を一本にまとめた代表の線である。中心線ｇは、吸気ポート１３からシリンダヘッド１２内に飛び出した部分は、平面(上面)より見て、第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａに位置まで直線に延びている〔図３(Ａ)参照〕。
【0030】
また、吸気バルブシート１４の外周側面１４４及びバルブ当たり面１４１の直径中心は、平面(上面)より見て、吸気ポート１３の中心線ｇ上に位置している〔図３(Ａ)参照〕。そして、シリンダヘッド１２及びシリンダ部１１に流入する混合気の主流が点火ギャップ２１ａの位置に向いてスワールＳを発生させるようになっている〔図２(Ｃ)参照〕。また、前述の結果、吸気バルブシート１４のスロート部１４２の中心は吸気バルブシート１４の外周側面１４４の中心から偏心している。
【0031】
ここで、吸気バルブシート１４は、平面より見て環状であり、シリンダヘッド１２の吸気ポート１３に適正に装着された状態で、吸気バルブシート１４の外周側面１４４の直径中心と、第１の点火プラグ２１とを結ぶ方向に対して直交する径方向線で二つに分けた領域を設定する。円周方向において、二つに分けた領域は、第１の点火プラグ２１に近い半周部分を前方側半周領域１４ｆとし、該前方側半周領域１４ｆとは反対側で、第１の点火プラグ２１から遠い半周部分を後方側半周領域１４ｒとする。
【0032】
吸気バルブシート１４の内周の一部で且つ第１の点火プラグ２１側の周壁面の断面は直線状とすると共に吸気バルブシート１４の内周の一部で且つ第１の点火プラグ２１側と反対側の周壁面の断面は弧状として構成されている。具体的には、内周側面部１４３の前方側半周領域１４ｆには、直線状内周面１４３ａが形成され、後方側半周領域１４ｒには後述する凸円弧状内周面１４３ｂが形成されている。図４（Ａ），（Ｂ）は、吸気バルブシート１４のバルブ当たり面１４１とスロート部１４２とから見た形状を示すものであり、図４（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）において、各部分の断面形状を示している。
【0033】
内周側面部１４３における第１の点火プラグ２１側寄りの部分、つまり前方側半周領域１４ｆにおける周方向に直交する断面形状は傾斜直線状であり、直線状内周面１４３ａが形成されている。また前方側半周領域１４ｆと反対側の後方側半周領域１４ｒ部分は略円弧状ｒからなる断面凸円弧状に膨出する凸円弧状内周面１４３ｂが形成されている。
【0034】
そして、第１の点火プラグ２１に近い側となる一方の内周側面部１４３の前方側半周領域１４ｆの周方向に直交する断面形状は傾斜直線状に形成され、バルブ当たり面１４１側に向かうに従い内径が拡がるように形成されている〔図４(Ｃ),（Ｄ）,（Ｅ），図５参照〕。この直線状断面部分が傾斜直線状内周面１４３ａである。該傾斜直線状内周面１４３ａは前方側半周領域１４ｆ全体に亘って形成されており、周方向に直交する断面形状は同一又は略同一である。
【0035】
また、吸気バルブシート１４の内周側面部１４３において、第１の点火プラグ２１に近い側とは反対側となる後方側半周領域１４ｒでは、周方向に直交する断面形状は、内周側面部１４３の内方側に向かって凸形弧状に膨出する形状となっている〔図４(Ｃ),（Ｄ）,（Ｅ）参照〕。具体的には、吸気バルブシート１４のスロート部１４２の開口周縁から内周側面部１４３に向かって一旦内方に食い込むように膨出しつつ、そのままバルブ当たり面１４１側に向かうに従い膨出量が少なくなり凹むように形成されている。
【0036】
凸円弧状内周面１４３ｂは、周方向に直交する径上は小さい円弧ｒで滑らかに連続する弧状面としている。凸円弧状内周面１４３ｂの断面は、略円弧状であるが、必ずしも真円ではなく、略円弧状であるということである。後方側半周領域１４ｒにおいて、周方向における第１の点火プラグ２１から最も離れた位置で凸円弧状内周面１４３ｂの膨出量は最大となり、前方側半周領域１４ｆに近づくに従い、凸円弧状内周面１４３ｂの膨出量は小さくなる。
【0037】
そして、前方側半周領域１４ｆと後方側半周領域１４ｒとの境界では、凸円弧状内周面１４３ｂは、円弧状の膨出部分が消滅し、略傾斜直線状内周面１４３ａの断面形状と等しく又は略等しい形状となる。また、弧状内周面１４３ｂにおいて、凸円弧状内周面１４３ｂは、周方向において、前方側半周領域１４ｆに近づくにつれて、緩やかに膨出量が減少するように形成されており、凸円弧状内周面１４３ｂから直線状内周面１４３ａへの形状の変形は極めて緩やかに行われる。
【0038】
このような形状とすることにより、吸気ポート１３から流入するガス燃料の流れにおいて、吸気バルブシート１４における前方側半周領域１４ｆでは、内周側面部１４３は直線状内周面１４３ａとして形成されているので、混合気が流れる流路は直線状であり、抵抗が小さく噴射(流入)速度を速くすることができる。また、後方側半周領域１４ｒにおいて、第１の点火プラグ２１から離れた位置にある凸円弧状内周面１４３ｂ側では、凸円弧状内周面１４３ｂの膨出により、混合気の流れに対して抵抗となり、後方側半周領域１４ｒからシリンダヘッド１２内に流入する混合気の量は少なくなる。
【0039】
これによって、吸気バルブシート１４の前方側半周領域１４ｆ側、つまり、第１の点火プラグ２１に近い側からの混合気のシリンダヘッド１２内への噴射流入量が後方側半周領域１４ｒよりも多く、また混合気の噴射の勢いも前方側半周領域１４ｆが後方側半周領域１４ｒよりも強いものである。これよって、吸気バルブシート１４の前方側半周領域１４ｆからの混合気の噴射によってスワールＳの勢いを増し、該スワールＳの速度を速くすると共に遠心力を大きくし、ガス燃料の可燃性成分と、不燃性成分を分離し、可燃性成分を中央に集中させ、不燃性成分を外周に集中させ、燃焼効率を向上させることができる(図
７参照)。
７参照)。
【0040】
前述したように、吸気バルブシート１４における吸気バルブ３１の傘形状部３１ａが当接，離間するバルブ当たり面１４１と外周側面１４４とは同心円になるが、吸気バルブシート１４のスロート部１４２は同心とはならず、また円形でもない。吸気バルブシート１４の内周１４ｃ，吸気バルブ３１とのバルブ当たり面１４１はすべて円形である。シリンダヘッド１２の母材はアルミ合金の鋳物であるが、吸気バルブシート１４，排気バルブシート１５，バルブガイドは、熱伝導のよい耐磨耗性の合金や金属である。
【0041】
吸気バルブ３１が開きピストン時では、上死点が下方向に動くと吸気ポート１３内よりシリンダ内の圧力が低くなるので吸気ポート１３から混合気がシリンダに流入しはじめる。ピストンの下降する速さは一様ではなく、上死点付近では遅く、クランク角が８０度位でもっとも速くなり、それから減速し、下死点でゼロになるが、それでも吸気ポート１３はまだ開いている。これは混合気には慣性があるのでその勢いでピストンが下死点を過ぎて、再び上昇しだしてもまだ混合気のシリンダへの流入が続くからである。
【0042】
図３では、吸気バルブシート１４の吸気バルブ３１とのバルブ当たり面１４１と吸気バルブ３１の傘形状部３１ａの隙間を通ってシリンダ部１１に流入する混合気の運動量(ガ
スの分子の質量×流速)がスワールＳの元となる。前記吸気バルブ３１によって吸気させ
る吸気ポート１３は、前記吸気バルブ３１からの吸気が前記シリンダ部１１を平面的に見て、接線方向乃至接線に近似する方向から該シリンダ部１１内に流入して渦流になるように構成されている。該シリンダ部１１内のピストンが下降時において、このスワールＳが発生する。
スの分子の質量×流速)がスワールＳの元となる。前記吸気バルブ３１によって吸気させ
る吸気ポート１３は、前記吸気バルブ３１からの吸気が前記シリンダ部１１を平面的に見て、接線方向乃至接線に近似する方向から該シリンダ部１１内に流入して渦流になるように構成されている。該シリンダ部１１内のピストンが下降時において、このスワールＳが発生する。
【0043】
エンジンの中心線を挟んで吸気側／排気側に分かれる。それぞれに吸気マニホールド５１、ブランチ５１ａ、吸気バルブシート１４のスロート部１４２，排気マニホールド５２、排気バルブシートのスロート部があり、吸気系／排気系を形成する。シリンダヘッド１２のクランク軸後端に取り付けられたカップリング５３から該カップリング５３を介して発電機５４が駆動される。
【0044】
排気マニホールド５２の後流に装着された三元触媒５５で排気中のＨＣ／ＣＯ／ＮＯｘを無害化するが、そのためにはシリンダ部１１内で燃焼後には、酸素も可燃性の物質(燃
料)も余らないように、エンジンを理論空燃比で作動させなければならない。そのために
空燃比センサ又はＯ２センサ５６で排気中のＯ２濃度を検出して空燃比を理論空燃比になるようにＥＣＵ(エンジンコントロールユニット)５７でフィードバック制御を行う。即ち、燃料圧力調整器５８でミキサ５９に供給する燃料の圧力を制御する。Ｏ２があれば理論空燃比より薄いので燃料圧力調整器５８の出口の燃料の圧力を基準値(例えば、２.８kPa)より高く、Ｏ２が無ければ基準値より低くなるようにフィードバック制御する。
料)も余らないように、エンジンを理論空燃比で作動させなければならない。そのために
空燃比センサ又はＯ２センサ５６で排気中のＯ２濃度を検出して空燃比を理論空燃比になるようにＥＣＵ(エンジンコントロールユニット)５７でフィードバック制御を行う。即ち、燃料圧力調整器５８でミキサ５９に供給する燃料の圧力を制御する。Ｏ２があれば理論空燃比より薄いので燃料圧力調整器５８の出口の燃料の圧力を基準値(例えば、２.８kPa)より高く、Ｏ２が無ければ基準値より低くなるようにフィードバック制御する。
【0045】
燃料圧力調整器５８でミキサ５９に供給する燃料の圧力を±２kPaの範囲程度で制御す
る。ここでＳガスを圧力容器に充填する場合は１０MPa(１００気圧)以上と高いため、そ
のまま燃料圧力調整器５８に導くと該燃料圧力調整器５８が破損するのでボンベと燃料圧力調整器５８との間に減圧弁（減圧バルブ）６６を介在させて５０kPa程度に減圧するこ
ともある(図１参照)。
る。ここでＳガスを圧力容器に充填する場合は１０MPa(１００気圧)以上と高いため、そ
のまま燃料圧力調整器５８に導くと該燃料圧力調整器５８が破損するのでボンベと燃料圧力調整器５８との間に減圧弁（減圧バルブ）６６を介在させて５０kPa程度に減圧するこ
ともある(図１参照)。
【0046】
発生するガスには水分(水蒸気)や固形物などを除去する。また、エアクリーナ６１で吸入空気を濾過して、ミキサ５９で流量を制御しながらシリンダヘッド１２に供給する。図１において、符号６７はモータ付きのタービンであり、符号６８はバッテリであり、符号６９はフライホイールである。タービン６７のモータはＥＣＵ５７によって制御される。
【0047】
エンジン回転数とクランク角度をクランクセンサ６２で検出して、点火時期をＥＣＵ５７で調整したり、エンジン回転数を調整する。所定の回転数(例えば、２０００rpm)より高ければスロットルモータ６３でミキサ５９のスロットル開度を小さくなるように、また低くければ大きくなるようにスロットル開度を大きくなるようにフィードバック制御を行う。
【0048】
ガス発生炉６４で発生する燃え難い分子や燃えない二酸化炭素ＣＯ２などを含んでいるためにシリンダ部１１内で間欠燃焼させるのは困難である。そして、燃えにくい分子、重質の炭化水素などを十分に燃焼させるためには、各シリンダ部１１に最低でも二つの点火プラグ２１を最適な位置に配設し、その点火ギャップ２１ａの間に水素Ｈ２が後述する濃度以上になるように集める構成とする。ガス発生炉６４には燃料フィルタ兼水分除去器６５が繋がっている。
【0049】
その水素(分子量は２)と分子量の大きな二酸化炭素(分子量４４)や重質の炭化水素を、遠心力を使って分離するのにシリンダ内のスワールＳを利用するものである。そのために、シリンダヘッド１２内の吸気ポート１３を滑らかに歪曲させて該吸気ポート１３の中心線ｇの延長が点火プラグ２１の先端の方向に向くように設定する。また、第１の点火プラグ２１と第２の点火プラグ２２の位置は吸気バルブ３１と排気バルブ３２とを結ぶ線と直交する線上で且つ、シリンダ径Ｄの１／２かそれより若干小さい直径ｄのシリンダ１１と同芯円となる円周上に配置される〔図３(Ａ)参照〕。
【0050】
以上の構成を述べると、シリンダ列あるいは単シリンダエンジンにおいてはクランク軸中心線上に、シリンダ毎に２個の点火プラグ、つまり第１の点火プラグ２１及び第２の点火プラグ２２をシリンダ１１の直径の１／２或いはこれより若干狭い間隔をあけて配設し、シリンダ１１の直径中心で前記クランク軸中心線上と直交する線分上に対称に吸気バルブ３１と排気バルブ３２とを１個ずつ配設すると共に、上(又は平面)から見て吸気ポート１３の中心線ｇ、つまり該吸気ポート１３からシリンダヘッド１２内に流入する混合気の噴射方向を示す中心線ｇの直線部分の延長が第１の点火プラグ２１の点火ギャップ２１ａに向かうようにしたものである。
【0051】
強いスワールにより空気と混合された複数の成分で構成される気体燃料を大まかに分離する原理を次の手順で算出し説明する。
(1)燃料の成分を仮定し理論空燃比を求める
(2)理論空燃比における燃料と空気の密度を求める
(3)吸入負圧によるスワールの速度を求める
(4)スワールによる各分子に働く遠心力を求める。
(1)燃料の成分を仮定し理論空燃比を求める
(2)理論空燃比における燃料と空気の密度を求める
(3)吸入負圧によるスワールの速度を求める
(4)スワールによる各分子に働く遠心力を求める。
【0052】
〔仮定した組成の燃料の理論空燃比〕
ガス発生炉６４で蒸し焼きにされて発生する燃料の組成を体積割合でＣＯ２を３０％、ＣＯを２１％、Ｈ２を２０％、ＣＨ４を１０％、Ｃ２Ｈ６を８％、Ｃ３Ｈ８を６％、
Ｃ４Ｈ１０を５％として計算する。質量割合で可燃性ガスの質量５４.５％、不燃性ガス
の質量４５．５％となる。これらのことは、図８に体積割合及び質量割合等をまとめた表に開示されている。
ガス発生炉６４で蒸し焼きにされて発生する燃料の組成を体積割合でＣＯ２を３０％、ＣＯを２１％、Ｈ２を２０％、ＣＨ４を１０％、Ｃ２Ｈ６を８％、Ｃ３Ｈ８を６％、
Ｃ４Ｈ１０を５％として計算する。質量割合で可燃性ガスの質量５４.５％、不燃性ガス
の質量４５．５％となる。これらのことは、図８に体積割合及び質量割合等をまとめた表に開示されている。
【0053】
炉で発生する燃料ガスの１モル(２２.４、分子数で約６×１０２３個)の質量は２９．
０２ｇであり、これを燃焼させるのに必要な空気(Ｏ２は空気の体積の２１％、空気１モ
ル中のＯ２の質量は６.７ｇ)の質量は１８０.９(６.２３モル)、従って理論空気燃比＝１８０.９ｇ／２９.０２ｇ＝６.２３となる。ちなみにＣ３Ｈ８は１５.６である。
０２ｇであり、これを燃焼させるのに必要な空気(Ｏ２は空気の体積の２１％、空気１モ
ル中のＯ２の質量は６.７ｇ)の質量は１８０.９(６.２３モル)、従って理論空気燃比＝１８０.９ｇ／２９.０２ｇ＝６.２３となる。ちなみにＣ３Ｈ８は１５.６である。
【0054】
〔理論空気燃比における燃料と空気の混合ガス(１気圧，０℃)の密度〕
燃料１モルと空気６.２３モルの混合気の体積は
Ｖ＝(１＋６.２３)×２２.４リットル＝１６２リットルである。
一方その質量はＭ＝２９.０２ｇ＋２９×６.２３ｇ＝２０９.７ｇ
従って、混合気の密度は
ρ＝２０９.７ｇ／１６２.８リットル＝１.２９４kg/ｍ２となる。
燃料１モルと空気６.２３モルの混合気の体積は
Ｖ＝(１＋６.２３)×２２.４リットル＝１６２リットルである。
一方その質量はＭ＝２９.０２ｇ＋２９×６.２３ｇ＝２０９.７ｇ
従って、混合気の密度は
ρ＝２０９.７ｇ／１６２.８リットル＝１.２９４kg/ｍ２となる。
【0055】
〔吸入負圧によるスワール速度と遠心方向の加速度〕
吸気ポート１３とシリンダ部１１内との圧力差を４kPa、流速をｖm/sとすると、
４×１０３Pa＝(１／２)×１.２９４kg／ｍ３×ｖ２、
ｖ＝７８.６ｍ／ｓとなる。
もし、この速度でシリンダ部１１の内周部(１００mm＝０.１m)を回るとすれば、旋回数はＮ＝７８.６(m/s)／０.１π＝２５０回／ｓ
角速度はω＝２π×２５＝１５７rad／sとなる。
シリンダ部１１中心から０.０２ｍ離れた点火プラグ付近での(遠心力の元となる遠心方向(半径方向の)の加速度は
α＝０.０２×ω２＝４９２ｍ／ｓ２＝５０Ｇ
これに質量を掛けたら遠心力になる。
吸気ポート１３とシリンダ部１１内との圧力差を４kPa、流速をｖm/sとすると、
４×１０３Pa＝(１／２)×１.２９４kg／ｍ３×ｖ２、
ｖ＝７８.６ｍ／ｓとなる。
もし、この速度でシリンダ部１１の内周部(１００mm＝０.１m)を回るとすれば、旋回数はＮ＝７８.６(m/s)／０.１π＝２５０回／ｓ
角速度はω＝２π×２５＝１５７rad／sとなる。
シリンダ部１１中心から０.０２ｍ離れた点火プラグ付近での(遠心力の元となる遠心方向(半径方向の)の加速度は
α＝０.０２×ω２＝４９２ｍ／ｓ２＝５０Ｇ
これに質量を掛けたら遠心力になる。
【0056】
５０Ｇとは、地上で１kgのものが５０kgの力を発生させることになる。１Ｇでも地表から深い穴や古井戸の底に分子量の大きい、すなわち重いガスＣＯ２が溜まるように、スワールにより重いＣＯ２や重質の炭化水素がシリンダの周辺部に集まり、軽いＨ２がシリンダの中央部分に集まり易くなる。
【0057】
吸気バルブ３１と排気バルブ３２はシリンダ部１１の中心線に対して対称である。ただし、吸気バルブ３１につながる吸気ポート１３は滑らかに歪曲してその中心線の延長は点火プラグ２１，２２の中心の方向に向いている。半径Ｒの球殻状の燃焼室壁面１２ａに、吸気バルブシート１４や排気バルブシート１６におけるリング状の肩部が一致するように設けられ、また第１及び第２の点火プラグ２１，２２の先端の縁も一致するように取り付けられている。
【0058】
しかも、これらの中心線は前記の半径Ｒの中心点Ｐを通る放射状の線分である。こうすることにより、燃焼室壁面内に吸気バルブ３１、排気バルブ３２や点火プラグ２１，２２の先端部が燃焼室壁面１２ａの表面となだらかにつながり、該燃焼室壁面１２ａに凹凸ができるのを最小限にしている。
【0059】
これにより後述のスワールを発生させ易くすと同時に、該スワールが減衰するのを防ぐことができる。さらに燃焼室壁面の対称性を得るため、4本の放射状の線分とシリンダ部
１１の中心線となす角はすべてθである。このθは、約２０度程度以下が望ましい。吸気バルブ３１は、吸気カムシャフト３３がバルブリフタ３１ａを押し下げることによりリフト動作を行い、バルブスプリング３５により戻されて着座する。排気バルブ３２についても、吸気バルブ３１と同様に、排気カムシャフト３４がバルブリフタ３２ａを押し下げることによりリフト動作を行い、バルブスプリング３５により戻されて着座する。排気カムシャフト３４により開閉される〔図２(Ａ)参照〕。
１１の中心線となす角はすべてθである。このθは、約２０度程度以下が望ましい。吸気バルブ３１は、吸気カムシャフト３３がバルブリフタ３１ａを押し下げることによりリフト動作を行い、バルブスプリング３５により戻されて着座する。排気バルブ３２についても、吸気バルブ３１と同様に、排気カムシャフト３４がバルブリフタ３２ａを押し下げることによりリフト動作を行い、バルブスプリング３５により戻されて着座する。排気カムシャフト３４により開閉される〔図２(Ａ)参照〕。
【0060】
吸気バルブシート１４の吸気バルブのバルブ当たり面１４１と吸気バルブ３１の傘形状部３１ａの隙間を通ってシリンダヘッド１２内に流入する混合気の運動量(ガスの分子の
質量×流速)がスワールＳの元となる。そこでピストンの位置に対するスワールＳの接線
方向の速さをスワールＳの強さとして模式的に図６に示す。横軸は各行程でありのＴＤＣ(Top Dead Center)はピストンの上死点、ＢＤＣ(Bottom Dead Center)は下死点を示す。
質量×流速)がスワールＳの元となる。そこでピストンの位置に対するスワールＳの接線
方向の速さをスワールＳの強さとして模式的に図６に示す。横軸は各行程でありのＴＤＣ(Top Dead Center)はピストンの上死点、ＢＤＣ(Bottom Dead Center)は下死点を示す。
【0061】
吸入行程でスワールＳは発生し、吸気バルブ３１が閉じた後の圧縮行程で押しつぶされながら減衰しながらも、まだ持続している。圧縮行程が終了する一瞬手前で２箇所の点火ギャップ２１ａ，２２ａから火花が飛ぶ。ところがこのときにも、まだスワールＳが持続していて、Ｈ２などの燃え易い分子が点火ギャップ２１ａ，２２ａのギャップ間に多く存在するようにする。ここで燃えやすいＨ２などの燃え易い分子が先ず着火し、周囲のガスの燃焼の起爆剤のような役目を果たす。
【0062】
スワールＳによりＨ2などの燃え易い分子が中央付近に、絶対に燃えない二酸化炭素Ｃ
Ｏ２や燃えにくい重質の炭化水素が外側の外周ゾーン１２ｄに集まる。その中間ゾーン部１２ｂが高い温度になると何とか燃えだすガスの部分である。この中間ゾーン１２ｂが燃焼すると二酸化炭素や重質の炭化水素などの可燃性ガスの分子が集まる中心ゾーン１２ｃにある重質の炭化水素の大部分も燃やすことができる(図７参照)。
Ｏ２や燃えにくい重質の炭化水素が外側の外周ゾーン１２ｄに集まる。その中間ゾーン部１２ｂが高い温度になると何とか燃えだすガスの部分である。この中間ゾーン１２ｂが燃焼すると二酸化炭素や重質の炭化水素などの可燃性ガスの分子が集まる中心ゾーン１２ｃにある重質の炭化水素の大部分も燃やすことができる(図７参照)。
【0063】
ここで、初期の火炎が伝播しながら広がってゆくようにするため、初期における既燃領域の拡大が必須である。そのために点火プラグ２１を適度に離す方が、二箇所からの既燃領域が重なるまでは、既燃領域が２倍となる。そこで既述のように二つの第１の点火プラグ２１と第２の点火プラグ２２との間隔は図３（Ａ）に示すようにシリンダ１１の直径の１／２かこれよりより若干狭くすることが好適である。
【0064】
次に、本発明におけるガスエンジンのガス燃料による混合気の吸入行程から膨張行程に亘る状態を図６に基づいて説明する。エンジンのシリンダーヘッド１２で、吸気ポート１３からガス燃料による混合気が入り込む。このガス燃料は、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生するガス(気体)燃料を元にしたものである。このガス燃料はバイオ系ガス燃料とも称される。
【0065】
このガス燃料は、残滓等を無酸素状態で蒸し焼き酸にして製造するものであっても、加熱による熱で有機物中の炭素原子Ｃと、酸素Ｏが反応して、二酸化炭素ＣＯ２が生成され、二酸化炭素ＣＯ２がガス全体において体積割合で約３０％含まれることになる。ガス燃料としては粗悪なものである。また、ガス燃料に二酸化炭素ＣＯ２が多く含まれることで、燃焼し難くなるという特性を有することになる。本発明のガスエンジンは、上記の粗悪なガス燃料を有効に活用することができるものである。吸入行程の初期では、吸気ポート１３からガス燃料が流入する。ガス燃料は、吸気ポート１３からシリンダヘッド１２及びシリンダ部１１に流入する前行程でミキサ５９により成分が均一となるように混ぜられた状態である〔図７(Ａ)参照〕。
【0066】
次に、吸入行程の中期ではシリンダヘッド１２及びシリンダ部１１内への流入時におけるスワールＳによりガス燃料は各成分に分離され、シリンダヘッド１２及びシリンダ部１１内で中央部分にＨ２をはじめ、ＣＨ４のように軽い分子が集まり、外周にはＣ４Ｈ１０やＣＯ２のように重い分子が集まる〔図７(Ｂ)参照〕。つまり、スワールＳによって燃焼し易い分子と、燃焼し難い分子が分離される〔図７(Ｃ)参照〕。
【0067】
そして、中央部分に集中した成分は燃焼し易いＨ２，ＣＨ４のみとなり燃焼効率が向上し、点火プラグ２１により点火されることによって、良好な燃焼が行われる〔図７(Ｄ)参照〕。そして、水素は燃焼して水蒸気となり、その熱で一酸化炭素は二酸化炭素となり、同様に炭化水素は水蒸気と二酸化炭素となる。したがって、燃焼後は全て二酸化炭素と水蒸気だけになる〔図７(Ｅ)参照〕。
【符号の説明】
【0068】
１…シリンダブロック、１２…シリンダーヘッド、１２ａ…燃焼室壁面、
１３…吸気ポート、１４…吸気バルブシート、１５…排気ポート、
１６…排気バルブシート、２１…(第１の)点火プラグ、２１ａ…点火ギャップ、
２２…(第２の)点火プラグ、３１…吸気バルブ、３２…排気バルブ、５９…ミキサ、
５８…燃料圧力調整器、６４…ガス発生炉。
１３…吸気ポート、１４…吸気バルブシート、１５…排気ポート、
１６…排気バルブシート、２１…(第１の)点火プラグ、２１ａ…点火ギャップ、
２２…(第２の)点火プラグ、３１…吸気バルブ、３２…排気バルブ、５９…ミキサ、
５８…燃料圧力調整器、６４…ガス発生炉。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項1】
吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、シリンダ部と、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、
前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、第１の前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内にお けるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、
食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジン。
前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、第１の前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内にお けるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、
食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジン。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、シリンダ部と、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、第１の前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内にお けるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内にお けるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。
【手続補正書】
【提出日】2024-01-29
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項1】
吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、シリンダ部と、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、
前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線は前記シリンダヘッド内に飛び出した部分は、平面より見て、第１の前記点火プラグの点火ギャップの位置まで直線に延びると共に前記中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、第１の前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内におけるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、
排気マニホールドの排気側後流にＯ２センサが装着され、該Ｏ２センサの後流側に三元触媒が装着され、前記Ｏ２センサはＥＣＵにフィードバック制御が行われて、理論空燃比となるように制御され、
食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジン。
前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線は前記シリンダヘッド内に飛び出した部分は、平面より見て、第１の前記点火プラグの点火ギャップの位置まで直線に延びると共に前記中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、第１の前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、
第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内におけるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、
排気マニホールドの排気側後流にＯ２センサが装着され、該Ｏ２センサの後流側に三元触媒が装着され、前記Ｏ２センサはＥＣＵにフィードバック制御が行われて、理論空燃比となるように制御され、
食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジン。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、吸気バルブシートを有する吸気ポートと排気バルブシートを有する排気ポートが設けられた球殻状の燃焼室壁面を有するシリンダーヘッドと、シリンダ部と、吸気バルブと排気バルブと、２個の点火プラグと備え、前記シリンダヘッドを平面的に見て、該シリンダヘッドに第１の前記点火プラグ，前記吸気バルブ，第２の前記点火プラグ及び前記排気バルブが周回りに配置されると共に前記吸気ポートから吸気したガス燃料による混合気の噴射の中心線は前記シリンダヘッド内に飛び出した部分は、平面より見て、第１の前記点火プラグの点火ギャップの位置まで直線に延びると共に前記中心線上に第１の前記点火プラグの点火ギャップが配置され、第１の前記点火プラグの前記点火ギャップには、前記吸気ポートから噴射されるガス燃料を直接受けるようにし、第１の前記点火プラグと第２の前記前記点火プラグとの間隔は、前記シリンダ部の内径の１／２以下にすると共に、該シリンダ部内の中央部分に吸入行程の前記シリンダ部内におけるスワールにより可燃性ガスの分子が集中するようにし、排気マニホールドの排気側後流にＯ２センサが装着され、該Ｏ２センサの後流側に三元触媒が装着され、前記Ｏ２センサはＥＣＵにフィードバック制御が行われて、理論空燃比となるように制御され、食物残滓，動物の糞尿等の水分を含む有機物が無酸素状態で加熱されて熱分解されることによって発生する気体を燃料とすることを特徴としたガスエンジンとしたことにより、上記課題を解決した。