JPH076458B2 - 内燃機関における高温水噴射装置 - Google Patents

内燃機関における高温水噴射装置

Info

Publication number
JPH076458B2
JPH076458B2 JP63150521A JP15052188A JPH076458B2 JP H076458 B2 JPH076458 B2 JP H076458B2 JP 63150521 A JP63150521 A JP 63150521A JP 15052188 A JP15052188 A JP 15052188A JP H076458 B2 JPH076458 B2 JP H076458B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
high temperature
water injection
temperature water
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63150521A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01318707A (ja
Inventor
明 中村
Original Assignee
三岬商機有限会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三岬商機有限会社 filed Critical 三岬商機有限会社
Priority to JP63150521A priority Critical patent/JPH076458B2/ja
Publication of JPH01318707A publication Critical patent/JPH01318707A/ja
Priority to US07/501,365 priority patent/US5012772A/en
Publication of JPH076458B2 publication Critical patent/JPH076458B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高温水が気化する際の強大な膨張力により内燃
機関の出力を増大させる内燃機関における高温水噴射装
置の改良に関し、特には高温水を得るのに排気ガスの熱
エネルギーを利用するものである。
従来の技術 一般に内燃機関は使用中に高温の燃焼ガスにより極めて
高温度に加熱されてしまうため、冷却装置が不可欠であ
るが、更に従来から各種の内燃機関において前記燃焼ガ
スに起因するシリンダ本体の過熱を防止することを目的
として、シリンダ本体の内方へ強制的に水分を噴射する
技術が知られている。
発明が解決しようとする課題 上記のシリンダ本体の内方へ噴射される水分は、単に該
シリンダ本体の冷却効果のみを有しているものであっ
て、他には何等の付加的機能をも有していないのが実情
である。
これに対して本願出願人は、先に特公昭62−37208号に
より、内燃機関のシリンダヘッド部に形成された予燃焼
室に、内燃機関の爆発工程とタイミングを合わせて所定
の高温度に加熱された水分を一定量噴射する高温水噴射
弁を設けた装置を提案している。このような装置によれ
ば、水分の膨張力を利用して燃料ガスの爆発力を助勢
し、内燃機関の出力を高めることが出来る。尚上記提案
にあっては、高温水を直接シリンダ本体内に噴射するよ
うにすると水分の膨張効果が弱くなり、また高温水を得
るための装備や吸気系と高温水の噴射系との距離をでき
るだけ離して接地する等燃料ガスの着火性能を高めるた
めの構成等が必要となり、水分の膨張を有効に活用する
ことができなくなることを避けるため、前記した如くシ
リンダヘッド部に形成された予燃焼室に、内燃機関の爆
発工程とタイミングを合わせて予め所定の高温度に加熱
された水分を一定量噴射する高温水噴射弁を設けた構成
にしてある。
そこで本発明は前記した特公昭62−37208号に開示され
た装置を更に改良して、前記高温水を得るために内燃機
関の排気ガスの熱を有効に利用することができる内燃機
関における高温水噴射装置を得ることを目的とするもの
である。
課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、シリンダ本体の
内方を往復摺動するピストンと、該シリンダ本体に燃料
ガスを送り込む燃料噴射弁と、シリンダ本体内の燃料ガ
スを排出する排気管と、シリンダ本体への燃料ガスの吸
気及び排気を制御する吸排気弁とを備えた内燃機関にお
いて、前記排気管の内方に、高温の排気ガスにより予備
加熱されて、内燃機関の爆発工程とタイミングを合わせ
てシリンダ本体内に所定の高温度に加熱された水分を一
定量噴射する高温水噴射弁を設けた構成にしてある。更
に水分の加熱効果を高めるために、前記高温水噴射弁の
内方に多数個の高温水の流路、もしくは高温の排気ガス
を通過させるための多数個のガス流路を形成した構成に
してある。
作用 上記構成にしたことにより、内燃機関の爆発工程で発生
する高温度の熱が排気管を通過する際に、高温水噴射弁
内の水を加熱するので、排気ガスの熱エネルギーの有効
利用がはかれるとともに、水分の加熱効果がより一層高
められるという作用が得られる。更に所定の高温度に加
熱された水分を内燃機関の爆発工程とタイミングを合わ
せてシリンダ本体内に噴射することにより、該高温水が
点火爆発により急激に膨張し、ピストンを強大な力で押
圧してエンジン出力をアップすることが可能となる。ま
た前記高温水噴射弁の内方に多数個の高温水の流路、も
しくは高温の排気ガスを通過させるための多数個のガス
流路を形成したことにより、水分の加熱効果がより一層
高められるという作用が得られる。
実施例 以下図面を参照して本発明にかかる内燃機関における高
温水噴射装置の一実施例を説明する。
第1図〜第3図において、1はシリンダ本体、2はピス
トン、3はシリンダヘッドであり、4は吸排気弁、5は
吸気管、6は排気管、7は燃料噴射弁、7aは燃料ポン
プ、Fは燃料タンク、Wは清水槽、8aは水噴射ポンプ、
9は水噴射ポンプ接続管、10は水噴射ポンプ駆動用チェ
ーンギヤであって、エンジンのカム軸よりタイミング駆
動される。11はエンジンの冷却水ポンプ、12は海水吸入
弁、13,14は逆止弁、15は空気調整器、17は自動開閉
器、18は冷却水用接続管、Eはフライホイール側から見
たエンジン本体の概要で、前記各部品及び配管系が該エ
ンジン本体Eに配設されている。
更に上記排気管6の内方に高温水噴射弁8が設けられて
いる。該高温水噴射弁8は第3図に示した如くシリンダ
ヘッド3の上部で、かつ、排気管6の直上から内方へ挿
通されており、この高温水噴射弁8の先端部に形成され
たノズル8bがシリンダ本体1の内方に突出されていて、
排気管6内を通過する高温の排気ガスにより加熱された
水分が前記水噴射ポンプ8aの作動に基づいて該ノズル8b
から噴射されるようにしてある。
第4図は前記高温水噴射弁8の一例を示すものであっ
て、本例の場合には内壁部に螺旋状の吸熱フィン20を設
けてあり、この吸熱フィン20によって排気管6内を通過
する排気ガスの熱を吸収して、水噴射ポンプ接続管9内
を通過する水分の加熱効果を高めるようにしている。
かかる構成によれば、シリンダ本体1が圧縮工程にあっ
て、燃料が燃料噴射弁7から噴射されて点火爆発を起す
と、清水槽Wから水噴射ポンプ8a,水噴射ポンプ接続管
9を経て、エンジンEのカム軸に連係してタイミングを
設定した水噴射ポンプ8aより送り込まれた水が高温水噴
射弁8内に入り、排気管6内を流れる排気ガスの高温度
により昇温されて、ノズル8bからシリンダ本体1内に噴
射される。図示例の場合、シリンダヘッド3には海水吸
入弁12から吸入された冷却水が逆止弁14を介して冷却水
ポンプ11に送られ、熱交換された冷却水用接続管18、自
動開閉器17から外部に放出されるが、この自動開閉器17
にサーモスタットを組み込んで充分に高温化された水を
逆止弁13を介してシリンダヘッド3へ戻すことにより高
温水噴射弁8の水を高温度に保つようにしてある。従っ
て該高温水噴射弁8に入る前の水は既に70〜80℃の高温
にまで昇温されており、この水が排気管6内で排気ガス
の熱エネルギーを受けて更に昇温された後、シリンダ本
体1内での燃料ガスの点火爆発が終了したタイミングを
はかってシリンダ本体1内に噴射される。従ってこの高
温水はシリンダ本体1内で直ちに気化してピストン2を
高圧で押動した後、排気管6から排出される。上記燃料
ガスの点火爆発と、高温水の噴射とが繰り返し行われる
ことによって、内燃機関の出力を高めることが可能にな
る。そして、上記動作に基づき前記特公昭62−37208号
に開示した内燃機関における高温水噴射装置よりも高温
水の噴射が早期に行なえて、より大きい出力増大を得る
ことができた。
第5図(A)(B)は前記高温水噴射弁8及びノズル8b
の変形例を示すものであって、該高温水噴射弁8の内方
に多数個の水の流路21,21を形成することにより、高温
水への加熱効果をより一層高めるようにしてある。
第6図(A)(B)は前記高温水噴射弁8及びノズル8b
の他の変形例を示すものであって、該高温水噴射弁8の
内方に多数個のガス流路22,22が形成され、このガス流
路22,22内を高温の排気ガスを通過させることによって
高温水への加熱効果をより一層高めるようにしてある。
尚高温水噴射弁8は上記の第5図及び第6図に示した構
造以外にも種々の変形例を考えることができる。
発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明にかかる内燃機関にお
ける高温水噴射装置によれば、シリンダ本体の内方を往
復摺動するピストンと、該シリンダ本体に燃料ガスを送
り込む燃料噴射弁と、シリンダ本体内の燃料ガスを排出
する排気管と、シリンダ本体への燃料ガスの吸気及び排
気を制御する吸排気弁とを備えた内燃機関において、前
記排気管の内方に、高温の排気ガスにより予備加熱され
て、内燃機関の爆発工程とタイミングを合わせてシリン
ダ本体内に所定の高温度に加熱された水分を一定量噴射
する高温水噴射弁を設けた構成にしてあり、更に水分の
加熱効果を高めるために、前記高温水噴射弁の内方に多
数個の高温水の流路、もしくは高温の排気ガスを通過さ
せるための多数個のガス流路を形成した構成にしたの
で、以下に記す作用効果が得られる。即ち所定の高温度
に加熱された水分を内燃機関の爆発工程とタイミングを
合わせてシリンダ本体内に噴射することにより、該高温
水が点火爆発により急激に膨張し、ピストンを強大な力
で押圧してエンジン出力をアップすることが可能とな
る。また前記高温水を得る手段として、内燃機関の爆発
工程で発生する高温度の熱が排気管を通過する際の熱エ
ネルギーを利用しているので、排気ガスの有効利用がは
かれるとともに水分の加熱効果がより一層高められると
いう効果が得られる。
更に前記高温水噴射弁の内方に多数個の高温水の流路、
もしくは高温の排気ガスを通過させるための多数個のガ
ス流路を形成したことにより、排気ガスの熱エネルギー
が効率良く吸収されて水分の加熱効果がより一層高めら
れるという大きな効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる内燃機関における高温水噴射装
置の一実施例を示す要部断面図、第2図は本発明を適用
した内燃機関の駆動系を示す概要図、第3図は同要部平
面図、第4図は同要部断面図、第5図(A)は高温水噴
射弁の一例を示す平面図、第5図(B)は第5図(A)
のB−B線に沿う断面図、第6図(A)は高温水噴射弁
の他の一例を示す平面図、第6図(B)は第6図(A)
のB−B線に沿う断面図である。 1……シリンダ本体、2……ピストン 3……シリンダヘッド、4……吸排気管 5……吸気管、6……排気管 7……燃料噴射弁、8……高温水噴射弁 8a……水噴射ポンプ、8b……ノズル 9……水噴射ポンプ接続管 10……水噴射ポンプ駆動用チェーンギヤ 11……冷却水ポンプ、12……海水吸入弁 13,14……逆止弁、15……空気調整器 17……自動開閉器、18……冷却水用接続管 20……吸熱フィン、21……流路 22……ガス流路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダ本体の内方を往復摺動するピスト
    ンと、該シリンダ本体に燃料ガスを送り込む燃料噴射弁
    と、シリンダ本体内の燃料ガスを排出する排気管と、シ
    リンダ本体への燃料ガスの吸気及び排気を制御する吸排
    気弁とを備えた内燃機関において、 前記排気管の内方に、高温の排気ガスにより予備加熱さ
    れて、内燃機関の爆発工程とタイミングを合わせてシリ
    ンダ本体内に所定の高温度に加熱された水分を一定量噴
    射する高温水噴射弁を設けたことを特徴とする内燃機関
    における高温水噴射装置。
  2. 【請求項2】高温水噴射弁の内方に、多数個の高温水の
    流路を形成して成る請求項1記載の内燃機関における高
    温水噴射装置。
  3. 【請求項3】高温水噴射弁の内方に、高温の排気ガスを
    通過させるための多数個のガス流路を形成して成る請求
    項1記載の内燃機関における高温水噴射装置。
JP63150521A 1988-06-17 1988-06-17 内燃機関における高温水噴射装置 Expired - Lifetime JPH076458B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63150521A JPH076458B2 (ja) 1988-06-17 1988-06-17 内燃機関における高温水噴射装置
US07/501,365 US5012772A (en) 1988-06-17 1990-03-27 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63150521A JPH076458B2 (ja) 1988-06-17 1988-06-17 内燃機関における高温水噴射装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01318707A JPH01318707A (ja) 1989-12-25
JPH076458B2 true JPH076458B2 (ja) 1995-01-30

Family

ID=15498682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63150521A Expired - Lifetime JPH076458B2 (ja) 1988-06-17 1988-06-17 内燃機関における高温水噴射装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5012772A (ja)
JP (1) JPH076458B2 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5125366A (en) * 1990-10-11 1992-06-30 Hobbs Cletus L Water introduction in internal combustion engines
DE4137179C2 (de) * 1991-11-12 1997-02-27 Hdc Ag Vorrichtung zum Erzeugen einer Wasser-in-Öl Emulsion und Verwendung der Vorrichtung an einem Dieselmotor
US5174247A (en) * 1992-01-22 1992-12-29 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Water injection diesel engine
US5154142A (en) * 1992-03-23 1992-10-13 Adiabatics, Inc. Ionic combustion system with ignitor assist
JP3337307B2 (ja) * 1994-02-21 2002-10-21 三菱重工業株式会社 水噴射式ディーゼル機関
AU3540195A (en) * 1994-08-29 1996-03-27 Anju Nelson Combustion and steam engine system and methods
US5540191A (en) * 1994-12-12 1996-07-30 Caterpillar Inc. High efficiency thermal regenerated internal combustion engine
US5582139A (en) * 1995-02-08 1996-12-10 Feuerman; Arnold I. Fuel injector for a gaseous fuel supply
US6095100A (en) * 1995-11-01 2000-08-01 Hughes; Barry Frank Combination internal combustion and steam engine
EP1028248A1 (de) * 1999-02-09 2000-08-16 von Görtz & Finger Techn. Entwicklungs Ges.m.b.H. 4 Takt - 2 Stoff Motor
DE19938356A1 (de) * 1999-08-13 2001-02-15 Munters Euroform Gmbh Carl Befeuchtungsvorrichtung für die Einlaßluft von Brennkraftmaschinen
CA2582529A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-23 Steven Keays Internal combustion water injection engine
EP2014903A1 (en) * 2007-03-23 2009-01-14 LoNox Engine Company, Inc. Internal combustion water injection engine
GB2455500A (en) * 2007-12-04 2009-06-17 Ronald Aspden I.c. engine with water injection to generate steam
TWI394670B (zh) * 2008-10-28 2013-05-01 Kwang Yang Motor Co A locomotive jet engine with water nozzles
EP3441591B1 (en) 2011-04-11 2020-03-18 Nostrum Energy Pte. Ltd. Internally cooled high compression lean-burning internal combustion engine
AT511821B1 (de) * 2012-02-21 2013-03-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Verfahren zum Betreiben einer mit wenigstens einer gespülten Vorkammer versehenen Brennkraftmaschine
US10527007B2 (en) 2015-06-29 2020-01-07 Russel Energy Corporation Internal combustion engine/generator with pressure boost
US11047341B2 (en) * 2018-11-13 2021-06-29 Caterpillar Inc. Prechamber fluid injection
CN111237037B (zh) * 2020-01-14 2021-06-29 高长生 一种热能高效回收利用发动机组

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3074228A (en) * 1960-12-09 1963-01-22 Lee Royal Combined internal combustion and steam engines
US3608529A (en) * 1969-05-01 1971-09-28 Combustion Power Air-pollution-free automobile and method of operating same
FR2356815A1 (fr) * 1976-07-02 1978-01-27 Semt Dispositif permettant d'injecter de l'eau dans les cylindres d'un moteur a combustion interne, notamment pour reduire le taux de pollution de ce dernier
GB2059501A (en) * 1979-10-01 1981-04-23 Goodridge W H Internal Combustion Engine with Hot Water Injection
SE431009B (sv) * 1981-10-16 1983-12-27 J Jet Konstruktion Hb Sett att driva en forbrenningsmotor med alternativa brenslen och forbrenningsmotor for drift med alternativa brenslen
US4417447A (en) * 1982-05-03 1983-11-29 Thomas Luther B Combined internal combustion and steam engine

Also Published As

Publication number Publication date
US5012772A (en) 1991-05-07
JPH01318707A (ja) 1989-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH076458B2 (ja) 内燃機関における高温水噴射装置
US6834503B2 (en) Method for the operation of a steam thermal engine, in particular as a vehicle power unit
US7367306B1 (en) Internal combustion engine and method of operating
US6981484B2 (en) Internal combustion engine with divided combustion chamber
US20080066724A1 (en) Method of operating an internal combustion engine in an engine warm-up phase
US20100327039A1 (en) Combustion chamber and cooling system for fastener-driving tools
US20170138314A1 (en) Control system of engine
US3921404A (en) Internal combustion and steam powered engine
JP2001164998A (ja) フォーストロークディーゼルエンジンを動作させるための方法
JP2006242165A (ja) 排気ガス利用水蒸気爆発エンジン
US20210010413A1 (en) Combustion chamber structure of engine
JP7268512B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
JP2007278114A (ja) 断熱複合エンジン
JP2019183793A (ja) エンジンの排熱回収装置
US6213088B1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
JPH08319897A (ja) 内燃機関の燃料燃焼方法および装置
JP2001012310A (ja) 水蒸気爆発により出力を増す内燃機関
SU1090906A1 (ru) Способ работы теплового двигател
JP2844082B2 (ja) 断熱エンジン
WO2016072943A1 (en) An internal combustion engine providing waste heat recovery
JPH0759888B2 (ja) 水噴射式断熱セラミツクデイ−ゼルエンジン
RU2018017C1 (ru) Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания
RU2821672C1 (ru) Способ работы двигателя внутреннего сгорания
JP7310387B2 (ja) エンジンの燃焼室構造
JPH07224724A (ja) 内燃機関とその運転方法