Antecámara de un motor de gas.

Un motor de gas de combustión pobre, que comprende una unidad de antecámara (10) en forma de un cuerpo alargado

(12) dispuesto para situarse en una parte superior del cilindro del motor, y donde el cuerpo alargado (12) comprende una válvula de gas de la antecámara (20) y un medio de encendido (22) dispuestos lado a lado, y uno o más canales (24) para el suministro de gas combustible a través de la válvula de gas de la antecámara (20) hasta una antecámara (26) en una parte inferior del cuerpo alargado (12), dicha antecámara (26) comprende además una cavidad (28) que se extiende en una dirección axial, dividida en al menos una cavidad superior (28a) que es más ancha en la dirección transversal y una cavidad inferior (28c) que es más estrecha en la dirección transversal, y con boquillas (30) dispuestas en el extremo para el suministro de, con la ayuda del medio de encendido (22), gas combustible encendido al cilindro del motor, caracterizado por

- que la cavidad alargada (28) de la antecámara (26) se divide en diversas cavidades conectadas y transversalmente graduadas (28a, 28b, 28c), en donde se proporciona un saliente graduado (32, 34) en la transición entre dichas cavidades, y dicho saliente (32, 34) está dispuesto para generar turbulencia durante la inyección en la antecámara (26),

- la cavidad alargada (28) está dispuesta en el centro de la línea central (18) del cuerpo alargado (12), en el que la cavidad superior (28a) recibe gas combustible desde la válvula de gas de la antecámara (20) y comprende el mecanismo de encendido del medio de encendido (22),

- la válvula de gas de la antecámara (20) y el medio de encendido (22) están dispuestos lado a lado en perforaciones separadas (14, 16) y que cada perforación está situada, en la dirección transversal, completa, o parcialmente, a cada lado de la línea central (18) del cuerpo alargado (12), y

que el volumen de la antecámara (26) constituye menos de, o corresponde a, el 1,2% del volumen de compresión.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NO2005/000357.

Solicitante: ROLLS-ROYCE MARINE AS.

Nacionalidad solicitante: Noruega.

Dirección: ENGINES BERGEN P.O. BOX 924 5808 BERGEN NORUEGA.

Inventor/es: NERHEIM,LARS MAGNE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > Motores   caracterizados por   las cámaras... > F02B19/12 (con encendido provocado (F02B 19/02 - F02B 19/10 tienen prioridad))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > Motores   caracterizados por   las cámaras... > F02B19/16 (Forma o estructura de las cámaras no específicas de los grupos F02B 19/02 - F02B 19/10)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > Motores   caracterizados por   las cámaras... > F02B19/10 (con introducción parcial del combustible en la cámara de precombustión e introducción parcial en el cilindro (F02B 19/02 - F02B 19/08 tienen prioridad))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > F02B19/00 (Motores   caracterizados por   las cámaras de precombustión (motores con cámaras incandescentes F02B 9/08))

PDF original: ES-2501265_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Antecámara de un motor de gas La presente invención se refiere a un dispositivo para una unidad de antecámara de un motor de gas, que comprende una unidad de antecámara en la forma de un cuerpo alargado dispuesto para colocarse en una parte superior del cilindro del motor, y donde el cuerpo alargado comprende un válvula de gas de la antecámara y un medio de encendido dispuesto a cada, y uno o más canales para el suministro de gas combustible a través de la válvula de gas de la antecámara hasta una antecámara en una parte inferior del cuerpo alargado y donde dicha antecámara comprende una cavidad alargada en la dirección axial con boquillas situadas en el extremo para el suministro de gas combustible encendido al cilindro del motor con la ayuda del medio de encendido.

La invención se refiere en general a una antecámara para un motor de gas de combustión pobre, incluso si la invención puede, en principio, utilizarse también en otros motores de gas. En un motor de gas de combustión pobre (motor Otto) el cilindro se llena con una mezcla homogénea, mezcla pobre de aire y gas combustible. Para lograr un encendido constante y segura de la carga, se utiliza a menudo un amplificador de encendido en la forma de una antecámara, donde la carga se hace más rica porque el gas combustible se suministra a través de una válvula de gas de la antecámara separada, y donde se sitúa un medio de encendido en la forma de, por ejemplo, una bujía o válvula de inyección piloto. Para la presente invención, se ha realizado mucho trabajo en hacer que la cantidad relativa de energía que se libera en la antecámara sea tan pequeña como sea posible. La razón de esto es que la antecámara es un contribuyente importante a la formación de NOx durante la combustión. Además, la antecámara se somete a altas cargas térmicas y requiere mucha refrigeración. Un tamaño reducido y la posterior cantidad reducida de energía liberada en la antecámara conducen también a una ganancia en la forma de menor carga térmica y reducción del desgaste del medio de encendido y de la válvula de gas de la antecámara.

Las antecámaras de este tipo están principalmente destinadas para su uso en motores con perforaciones de aproximadamente de 200 mm y más grandes. Esto se debe a las limitaciones físicas en relación a cuán pequeña se puede hacer la antecámara en realidad, pero no debe considerarse como una limitación de la invención. La tecnología es aplicable tanto en motores estacionarios como en motores de propulsión con revoluciones variables por minuto.

Las ventajas de la presente invención son que el volumen de la antecámara puede constituir una parte muy pequeña del volumen de compresión. En una realización ventajosa, es probable que este volumen pueda ser menor que el 1, 2% del volumen de compresión. Sin embargo, hay que señalar que el volumen también puede ser mayor si es necesario.

Otras ventajas de la invención son que puede haber una transferencia rápida de sección transversal en la boquilla de la antecámara para generar turbulencia durante la inyección de la antecámara. Por otra parte, la válvula de gas de la antecámara se puede colocar tan cerca de la antecámara como sea posible para conseguir una rápida respuesta de la válvula, retardo de transporte mínimo y un buen control de la formación de la mezcla en la antecámara. La forma de la válvula de gas de la antecámara se puede modificar también para contribuir aún más a las ventajas antes mencionadas.

Por otra parte, el medio de encendido y el suministro de gas de la antecámara se pueden situar fuera de la línea central de la antecámara para lograr un diseño compacto y una buena formación de la mezcla y una buena refrigeración y la parte de boquilla de la antecámara se puede hacer especialmente para proporcionar una óptima distribución de la energía liberada.

Las antecámaras para tales motores de gas son, por supuesto, previamente conocidas. Sin embargo, una desventaja con la mayoría de las soluciones es que se debe utilizar una cantidad relativamente grande de una carga rica, lo que contribuye de esa manera a la formación de mucho NOx durante la combustión. El uso de una cantidad relativamente grande de carga rica conlleva a que se forme mucha cantidad de calor en la antecámara. Esto a su vez conlleva a que el espesor de material y calidad del material, etc., de la antecámara se tenga que aumentar para adaptarse a la evolución de calor. Por lo tanto, la complejidad y los costes de fabricación aumentarán también.

De la técnica anterior, los documentos US 5.947.076, EP-0957246 y EP 1091104 A1 se deben señalar entre otros. Estos documentos muestran una antecámara de un motor de combustión, donde la antecámara se suministra con combustible y tiene una bujía. Además, hay aberturas de boquilla a la salida de la antecámara y en el propio cilindro del motor. La antecámara en ambos documentos tiene cavidades cónicas, donde una cavidad superior es más ancha en la dirección transversal y la cavidad inferior es más estrecha en la dirección transversal. Sin embargo, las cavidades graduadas no son conocidas a partir de dichos documentos.

Del documento US 5.222.993, se conoce una antecámara de un motor de gas que se divide en dos cámaras, en concreto, una primera y una segunda cámara. La segunda cámara tiene un suministro de combustible y una bujía. Hay una abertura entre las cámaras para crear turbulencia de la segunda cámara a la primera cámara. Por otra parte, hay una graduación en la primera cámara para una abertura que sale en la cámara de combustión principal.

Sin embargo, las boquillas en la abertura de la antecámara a la cámara de combustión principal en sí misma no se conocen a partir del presente documento.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de antecámara que tenga una antecámara donde se eviten las desventajas antes mencionadas y que tenga un diseño compacto, una buena formación de mezcla y una buena refrigeración.

Este objeto se consigue con una antecámara como se define en la característica en la reivindicación independiente 1, en que la cavidad alargada de la antecámara se divide en diversas cavidades conectadas y transversalmente graduadas o cónicas, donde una cavidad superior es más ancha en la dirección transversal y una cavidad inferior es más estrecha en la dirección transversal.

Las realizaciones ventajosas se caracterizan por las reivindicaciones dependientes 2-13, en que la cavidad alargada se puede disponer en el centro de la línea central del cuerpo alargado, y en que la cavidad superior que recibe gas combustible desde la válvula de gas de la antecámara y que comprende el mecanismo de encendido del medio de encendido, discurre en una cavidad, más pequeña en la dirección transversal, y que a su vez discurre en una cavidad aún más pequeña en la dirección transversal.

La cavidad inferior comprende preferentemente dichas boquillas para el suministro de gas combustible encendido al cilindro del motor. Por otra parte, la cavidad superior puede tener la forma de una cámara cilíndrica con esquinas redondeadas en sección transversal. La cavidad intermedia puede tener la forma de una perforación cilíndrica circular, donde se proporciona un saliente en la transición entre la cámara más superior y dicha perforación. Correspondientemente, la cavidad inferior se puede conformar como una perforación principalmente cilíndrica circular, donde se proporciona un saliente en la transición entre la perforación de la cavidad intermedia y la perforación de la cavidad inferior. Dichos salientes pueden ser dispuestos para generar turbulencia durante la inyección en la antecámara.

La parte inferior del cuerpo alargado, que abarca la totalidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un motor de gas de combustión pobre, que comprende una unidad de antecámara (10) en forma de un cuerpo alargado (12) dispuesto para situarse en una parte superior del cilindro del motor, y donde el cuerpo alargado (12) 5 comprende una válvula de gas de la antecámara (20) y un medio de encendido (22) dispuestos lado a lado, y uno o más canales (24) para el suministro de gas combustible a través de la válvula de gas de la antecámara (20) hasta una antecámara (26) en una parte inferior del cuerpo alargado (12) , dicha antecámara (26) comprende además una cavidad (28) que se extiende en una dirección axial, dividida en al menos una cavidad superior (28a) que es más ancha en la dirección transversal y una cavidad inferior (28c) que es más estrecha en la dirección transversal, y con boquillas (30) dispuestas en el extremo para el suministro de, con la ayuda del medio de encendido (22) , gas combustible encendido al cilindro del motor, caracterizado por -que la cavidad alargada (28) de la antecámara (26) se divide en diversas cavidades conectadas y transversalmente graduadas (28a, 28b, 28c) , en donde se proporciona un saliente graduado (32, 34) en la transición entre dichas cavidades, y dicho saliente (32, 34) está dispuesto para generar turbulencia durante la inyección en la antecámara (26) , -la cavidad alargada (28) está dispuesta en el centro de la línea central (18) del cuerpo alargado (12) , en el que la cavidad superior (28a) recibe gas combustible desde la válvula de gas de la antecámara (20) y comprende el mecanismo de encendido del medio de encendido (22) , -la válvula de gas de la antecámara (20) y el medio de encendido (22) están dispuestos lado a lado en perforaciones separadas (14, 16) y que cada perforación está situada, en la dirección transversal, completa, o parcialmente, a cada lado de la línea central (18) del cuerpo alargado (12) , y que el volumen de la antecámara (26) constituye menos de, o corresponde a, el 1, 2% del volumen de compresión.

2. Motor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la cavidad superior (28a) discurre en una cavidad (28b) más estrecha en la dirección transversal, que a su vez discurre en una cavidad (28c) , que es aún más estrecha en el dirección transversal.

3. Motor de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la cavidad inferior (28c) comprende dichas boquillas (30) para el suministro de gas combustible encendido al cilindro del motor.

4. Motor de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que la cavidad más superior (28a) tiene la forma de una cámara cilíndrica con esquinas redondeadas en sección transversal. 35

5. Motor de acuerdo con las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que la cavidad intermedia (28b) está formada forma como una perforación cilíndrica circular, y que un saliente (32) se proporciona en la transición entre la cámara más superior (28a) y dicha perforación.

6. Motor de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que la cavidad inferior (28c) está formada como una perforación cilíndrica principalmente circular y que un saliente (34) se proporciona en la transición entre la perforación de la cavidad intermedia (28b) y la perforación de la cavidad inferior.

7. Motor de acuerdo con las reivindicaciones 1-6, caracterizado por que la parte inferior del cuerpo alargado (12) , 45 incorporando la totalidad o parte de la antecámara (26) , se fija de forma liberable.

8. Motor de acuerdo con las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que la antecámara (26) está fabricada integrada con el cuerpo alargado (12) .

9. Motor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que una válvula anti-retorno está dispuesta como una válvula de gas de la antecámara (20) para el suministro de gas combustible a la cámara más superior (28a) .

10. Motor de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la antecámara (26)

está dividida en más de tres cavidades conectadas y transversalmente graduadas o cónicas, donde la cavidad más 55 superior es más ancha en la dirección transversal y la cavidad inferior es más estrecha en el dirección transversal.