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公開番号2025007356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108691
出願日2023-06-30
発明の名称内燃機関システム及び圧縮機
出願人カワサキモータース株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F02M 41/12 20060101AFI20250109BHJP(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】システムの大型化を防ぎながらも内燃機関に供給できる燃料ガスを増やす。
【解決手段】内燃機関システムは、燃料ガスを圧縮状態で貯留する燃料貯留源を内燃機関に接続する燃料ガス流路と、前記燃料ガス流路の前記燃料ガスを加圧する圧縮機と、を備える。前記圧縮機は、吸込口及び吐出口を有するシリンダと、前記シリンダに収容され且つ前記吸込口及び前記吐出口に面した圧縮室を画定するピストンと、前記ピストンから突出したロッドと、前記ロッドを往復動させるカムと、を含む少なくとも1つのレシプロ構造を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスを圧縮状態で貯留する燃料貯留源を内燃機関に接続する燃料ガス流路と、
前記燃料ガス流路の前記燃料ガスを加圧する圧縮機と、を備え、
前記圧縮機は、吸込口及び吐出口を有するシリンダと、前記シリンダに収容され且つ前記吸込口及び前記吐出口に面した圧縮室を画定するピストンと、前記ピストンから突出したロッドと、前記ロッドを往復動させるカムと、を含む少なくとも１つのレシプロ構造を有する、内燃機関システム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記レシプロ構造は、
前記ロッドの外周面と前記シリンダの内周面との間に介在する第１ロッドシールと、
前記シリンダの軸線方向における前記ピストンと前記第１ロッドシールとの間に配置された再圧縮室と、を更に含み、
前記再圧縮室は、前記ロッドの前記外周面と前記シリンダの前記内周面とで画定され、前記ピストンの後退によって容積が減少し、
前記シリンダは、前記再圧縮室に流体的に連通した流出口を有する、請求項１に記載の内燃機関システム。
【請求項３】
前記レシプロ構造は、前記再圧縮室から前記流出口を介して前記再圧縮室の外部に向かう流れを許容し且つ前記再圧縮室の外部から前記流出口を介して前記再圧縮室に向かう流れを阻害する逆止弁を更に含み、
前記流出口は、前記逆止弁を介して前記内燃機関に流体的に接続された流路に流体的に接続されている、請求項２に記載の内燃機関システム。
【請求項４】
前記シリンダの前記内周面は、前記ピストンが収容される空間を画定する第１内周面と、前記ロッドが収容される空間を画定する第２内周面と、を有し、
前記第２内周面の内径は、前記第１内周面の内径よりも小さく、
前記シリンダは、径方向に延びて前記第１内周面を前記第２内周面に接続し且つ前記軸線方向において前記ピストンに対向する対向面を更に有し、
前記再圧縮室は、前記ピストンと前記シリンダの前記対向面との間に画定されている、請求項２に記載の内燃機関システム。
【請求項５】
前記圧縮機は、前記カムが収容されるカム室を画定するカムケースを更に備え、
前記レシプロ構造は、
前記シリンダの前記軸線方向における前記第１ロッドシールと前記カム室との間において、前記ロッドの前記外周面と前記シリンダの前記内周面との間に介在する第２ロッドシールと、
前記シリンダの前記軸線方向における前記第１ロッドシールと前記第２ロッドシールとの間に配置された再リーク室と、を更に含み、
前記再リーク室は、前記ロッドの前記外周面と前記シリンダの前記内周面とで画定され、前記ロッドの後退によって容積が減少し、
前記シリンダは、前記再リーク室に流体的に連通した排出口を有する、請求項２に記載の内燃機関システム。
【請求項６】
前記再圧縮室に連通した前記流出口は、前記内燃機関の燃料噴射装置に燃料ガスを供給する流路に流体的に接続されており、
前記再リーク室の前記排出口は、前記内燃機関に流体的に接続された吸気通路に流体的に接続されている、請求項５に記載の内燃機関システム。
【請求項７】
前記圧縮機は、前記カムが収容されるカム室を更に有し、
前記ピストンが上死点から下死点に移動する行程において、前記カム室の内圧は、前記圧縮室の内圧よりも低く設定されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関システム。
【請求項８】
前記圧縮機は、前記カムを回転させるカム軸を更に備え、
前記レシプロ構造は、前記カムの外周面を覆って前記カムに対して相対回転可能なリングを更に含み、
前記カムの前記外周面は、真円形状を有し、
前記カム軸は、前記カムに偏心して接続され、
前記カムは、前記リングを介して前記ロッドを押圧する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関システム。
【請求項９】
前記レシプロ構造は、
前記チャージ流路から前記吸込口を介して前記圧縮室に向かう流れを許容し且つ前記圧縮室から前記吸込口を介して前記チャージ流路に向かう流れを阻害する逆止弁と、
前記圧縮室から前記吐出口を介して前記チャージ流路に向かう流れを許容し且つ前記チャージ流路から前記吐出口を介して前記圧縮室に向かう流れを阻害する逆止弁と、を更に含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのレシプロ構造は、複数のレシプロ構造を含み、
前記複数のレシプロ構造の前記カムは、互いに等間隔にずれた位相を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関システム及び圧縮機に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高圧の水素ガスタンクから減圧弁を介して供給される水素ガスを燃料として内燃機関で燃焼させて駆動力を発生する内燃機関システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１７３１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の運転により燃料タンク内の燃料ガスが消費され続けると、最終的には燃料タンクの内圧が所定値未満にまで下がることになる。その状態になると、燃料タンク内の燃料ガスを適切に内燃機関に供給できず、燃料タンクは燃料ガスが残存しているにもかかわらずエンプティ状態として扱われる。
【０００５】
そこで本開示の一態様は、システムの大型化を防ぎながらも内燃機関に供給できる燃料ガスを増やすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る内燃機関システムは、燃料ガスを圧縮状態で貯留する燃料貯留源を内燃機関に接続する燃料ガス流路と、前記燃料ガス流路の前記燃料ガスを加圧する圧縮機と、を備える。前記圧縮機は、吸込口及び吐出口を有するシリンダと、前記シリンダに収容され且つ前記吸込口及び前記吐出口に面した圧縮室を画定するピストンと、前記ピストンから突出したロッドと、前記ロッドを往復動させるカムと、を含む少なくとも１つのレシプロ構造を有する。
【０００７】
本開示の一態様に係る圧縮機は、吸込口及び吐出口を有するシリンダと、前記シリンダに収容され且つ前記吸込口及び前記吐出口に面した圧縮室を画定するピストンと、前記ピストンから突出したロッドと、前記ロッドを往復動するカムと、前記カムを回転させるカム軸と、前記カムの外周面を覆って前記カムに対して相対回転可能なリングと、を備える。前記カムの前記外周面は、真円形状を有し、前記カム軸は、前記カムに偏心して接続され、前記カムは、前記リングを介して前記ロッドを押圧する。
【０００８】
本開示の他態様に係る圧縮機は、吸込口及び吐出口を有するシリンダと、前記シリンダに収容され且つ前記吸込口及び前記吐出口に面した圧縮室を画定するピストンと、前記ピストンから突出したロッドと、前記ロッドの外周面と前記シリンダの内周面との間に介在する第１ロッドシールと、前記シリンダの軸線方向における前記ピストンと前記第１ロッドシールとの間に配置された再圧縮室と、を備える。前記再圧縮室は、前記ロッドの前記外周面と前記シリンダの前記内周面とで画定され、前記ピストンの後退によって容積が減少し、前記シリンダは、前記再圧縮室に流体的に連通した流出口を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様に係る内燃機関システムによれば、システムの大型化を防ぎながらも内燃機関に供給できる燃料ガスを増やすことができる。本開示の一態様に係る圧縮機によれば、クランク軸及びコンロッドによってピストンを往復動させるレシプロ圧縮機に比べてコンパクト化できる。本開示の他態様に係る圧縮機によれば、リークした燃料ガスがシリンダ内に溜まることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態に係る内燃機関システムを搭載した移動体の概略図である。
図２は、図１の圧縮機アッセンブリを拡大した模式図である。
図３は、図２の圧縮機の斜視図である。
図４は、図３の圧縮機の鉛直断面図である。
図５は、図４のＶ－Ｖ線断面図である。
図６は、図５の圧縮機の再圧縮室及び再リーク室の水平断面図である。
図７は、減速機及び電気モータの配置例のブロック図である。
図８は、減速機及び電気モータの他の配置例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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