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公開番号2024064493
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022173114
出願日2022-10-28
発明の名称エンジン
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類F02B 23/10 20060101AFI20240507BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】点火プラグを用いることなく燃焼を可能にするエンジンを構成する。
【解決手段】ピストン4とシリンダヘッド3との間に形成された燃焼室Cに空気を供給する吸気流路15を開閉する吸気バルブVaと、燃焼室Cから燃焼ガスを排出する排気流路16を開閉する排気バルブVbと、燃焼室Cに水素ガスを噴射するインジェクタ9と、を備え、インジェクタ9から水素ガスを噴射して前記燃焼室の内面に接触させることにより燃焼室の内面に静電気を帯電させ、ピストン4の圧縮作動時にピストン4と燃焼室Cとの間で火花放電を行わせる静電気点火機構Aを備えた。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
クランクシャフトの回転に連係して往復作動するピストンと、
前記ピストンとシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室に空気を供給する吸気流路を開閉する吸気バルブと、
前記燃焼室から燃焼ガスを排出する排気流路を開閉する排気バルブと、
前記燃焼室に水素ガスを噴射するインジェクタと、を備え、
前記インジェクタから水素ガスを噴射して前記燃焼室の内面に接触させることにより当該内面に静電気を帯電させ、前記ピストンの圧縮作動時に前記ピストンと前記燃焼室との間で火花放電を行わせる静電気点火機構を備えているエンジン。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記静電気点火機構が、前記インジェクタから噴射された水素ガスが接触することにより静電気が帯電するように前記燃焼室に形成された帯電体を有し、
前記帯電体は、前記ピストンの圧縮作動に伴い前記ピストンにおける前記燃焼室に露出する冠面との間隔が設定値未満に達した時点で火花放電を行わせるように静電気の帯電量が設定されている請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記インジェクタは、前記帯電体の表面に沿う平行方向に水素ガスを噴射する請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記帯電体が、前記燃焼室のうち前記ピストンの前記冠面に向かい合う位置に配置されている請求項２に記載のエンジン。
【請求項５】
前記静電気点火機構が、前記燃焼室のうち、前記ピストンにおける前記燃焼室に露出する冠面に向かい合う部位から前記冠面の方向に突出する突出体と、
前記突出体の突出側の端部に形成され、前記インジェクタから噴射された水素ガスが接触することにより帯電する帯電体と、
前記ピストンの圧縮作動に伴い前記帯電体が入り込むように前記ピストンの前記冠面に形成された凹部とで構成されている請求項１に記載のエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスを燃料とするエンジンに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
水素ガスを燃料とするエンジンとして、特許文献１には、水素タンク内の水素の圧力が設定値以下まで低下した場合でも、継続的な運転を可能にするエンジンが記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されるエンジンは、燃焼室に酸素と、作動ガスであるアルゴンガスとを供給した後に圧縮し、水素噴射弁から水素ガスを噴射し、点火プラグによる点火により混合気を燃焼させている。
【０００４】
尚、特許文献１に記載されるエンジンは、水素タンク内の水素圧が低下し、燃料噴射手段から高圧噴射を行えない場合に、第１噴射時期における筒内圧よりも低い筒内圧となる第２噴射時期において水素ガスが噴射され、その水素ガスを火花点火で燃焼させることにより、エンジンの継続運転を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－６８３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水素ガスを燃料とするエンジンでは、特許文献１にも示されるように、ガソリンエンジンと同様の構造のエンジンを用い、燃焼室の空気と水素ガスとの混合気に、点火プラグにより着火させることで燃焼を開始する。
【０００７】
しかしながら、点火プラグを用いて混合気に着火するエンジンでは、点火プラグを必要とするだけでなく、点火プラグで火花放電を可能にする高電圧を作り出す回路を必要とし、構造の複雑化を招いていた。
【０００８】
このような理由から、点火プラグを用いることなく燃焼を可能にするエンジンが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジンの特徴構成は、クランクシャフトの回転に連係して往復作動するピストンと、前記ピストンとシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室に空気を供給する吸気流路を開閉する吸気バルブと、前記燃焼室から燃焼ガスを排出する排気流路を開閉する排気バルブと、前記燃焼室に水素ガスを噴射するインジェクタと、を備え、前記インジェクタから水素ガスを噴射して前記燃焼室の内面に接触させることにより当該内面に静電気を帯電させ、前記ピストンの圧縮作動時に前記ピストンと前記燃焼室との間で火花放電を行わせる静電気点火機構を備えている点にある。
【００１０】
本構成によると、例えば、吸気行程から圧縮行程に亘る行程においてインジェクタで水素ガスを噴射し、噴射した水素ガスを燃焼室の内面に接触させると共に、水素ガスの噴射に伴い吸気に含まれる水などの微粒子も接触することにより燃焼室の内面を静電気で帯電させるように静電気点火機構を構成することが可能である。このように帯電した後に、圧縮行程において燃焼室の内面とピストンとが近接することにより、帯電部分とピストンとの間で火花放電を行わせ、空気と水素ガスとの混合気の着火が可能となる。このように、点火プラグを用いることなく燃焼を可能にするエンジンが構成された。
（【００１１】以降は省略されています）

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