JP2002327608A - Valve device for internal combustion engine - Google Patents

Valve device for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2002327608A
JP2002327608A JP2002059497A JP2002059497A JP2002327608A JP 2002327608 A JP2002327608 A JP 2002327608A JP 2002059497 A JP2002059497 A JP 2002059497A JP 2002059497 A JP2002059497 A JP 2002059497A JP 2002327608 A JP2002327608 A JP 2002327608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
valve
piston
valve seat
valve body
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.)
Pending
Application number
JP2002059497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Ichikawa
雅春 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to JP2002059497A priority Critical patent/JP2002327608A/en
Publication of JP2002327608A publication Critical patent/JP2002327608A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To interlock the operation of an intake and a discharge valves of a cylinder and a piston without using an additional interlock mechanism such as a gear. SOLUTION: An end surface of the cylinder is formed with a valve seat by providing a small-area opening part for flowing the fluid, and a valve element abutting on the valve seat is arranged outside of the valve seat. The cylinder can move in the axial direction, and the end surface of the cylinder can separate and come from/close to the valve element. When the valve seat and the valve element abut on each other to pressurize the inside of the cylinder, the end surface of the cylinder is energized to the valve element side so that the valve seat and the valve element are crimped, and the movement of the cylinder is controlled by the movement of the piston. A flow-in passage to be opened when the cylinder is lowered is provided between the upper end surface of the cylinder and the valve element, and this flow-in passage is communicated with a crank chamber through a flow-out pipe. The crank chamber is provided with a flow-in port, and the cylinder is provided with an outer flange to be brought in contact with the inner wall of an engine main body, and a discharge port is provided over the outer flange to form a valve device for an internal combustion engine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、エンジン又は外燃機
関及びポンプにおけるシリンダーの吸排出用弁装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve device for intake and discharge of a cylinder in an engine or an external combustion engine and a pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のエンジンは、シリンダーの吸排出
用弁として、茸弁といわれる傘型の弁を使用し、ピスト
ンの上下動と弁の開閉とのタイミングをとるために、歯
車やチェーン、カムなどで両者を連動させている。前記
茸弁は弁の開口面積が小さく構造上開口面積を大きくす
ることができないので、高速回転を可能にするために吸
排出効率を向上させる場合は、茸弁を複数取り付けるこ
とが必要であり、ピストンとの連動機構が複雑となる。
しかも従来のエンジンに使用されている茸弁などの弁装
置においては、弁体にかかる内圧は、シリンダーの直径
とは関係なく、バルブ面積(弁座の開口面積、弁が複数
設けられている場合はその合計面積)のみで決定され
る。そのため、排出効率を向上させるためにバルブ面積
を増大させると、弁を開放するためのエネルギー損失が
増大する。また、クランク室圧縮型2サイクルエンジン
は、クランク室を掃気に利用しているので掃気効率が悪
く、潤滑油を燃料に混合しなければならない。そのため
に排出ガスの問題の解決が困難である。
2. Description of the Related Art A conventional engine uses an umbrella-shaped valve called a mushroom valve as a valve for intake and discharge of a cylinder. Both are linked by a cam. Since the mushroom valve has a small valve opening area and cannot have a large opening area due to its structure, it is necessary to attach a plurality of mushroom valves when improving the suction and discharge efficiency to enable high-speed rotation. The interlocking mechanism with the piston becomes complicated.
In addition, in a valve device such as a mushroom valve used in a conventional engine, the internal pressure applied to the valve body is independent of the cylinder diameter, and the valve area (the opening area of the valve seat, when a plurality of valves are provided) Is determined only by the total area). Therefore, when the valve area is increased to improve the discharge efficiency, the energy loss for opening the valve increases. In addition, the crankcase compression type two-cycle engine uses the crankcase for scavenging, and therefore has poor scavenging efficiency, and must mix lubricating oil with fuel. Therefore, it is difficult to solve the problem of the exhaust gas.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この発明の第一の課題
は、シリンダーの吸排出用弁とピストンの運動とを歯車
など付加的な連動機構を用いずに連動させることであ
る。この発明の第二の課題は、弁の開放のためのエネル
ギー損失を可及的に小さくしつつ、バルブ面積を増大
し、吸排出効率が高く、高効率運転に適したものとする
ことである。この発明の第三の課題は、2サイクルエン
ジンにおいても、クランク室を掃気に利用せず、潤滑油
の燃料との混合を不要にし、排出ガスの改善を図ること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to interlock the movement of the intake / discharge valve of the cylinder and the movement of the piston without using an additional interlocking mechanism such as a gear. A second object of the present invention is to increase the valve area while reducing the energy loss for opening the valve as much as possible, to increase the intake / exhaust efficiency, and to be suitable for high-efficiency operation. . A third object of the present invention is to improve the exhaust gas even in a two-cycle engine without using the crank chamber for scavenging, eliminating the need to mix lubricating oil with fuel.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、流体
が供給されるシリンダーと、このシリンダー内に装着さ
れたピストンと、前記シリンダーへの圧力流体の吸排出
を切り替えるバルブとを備えた発動機において、前記シ
リンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積の流体
流入用の開口部を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側
に前記弁座に当接する弁体を配設する。前記シリンダー
は軸方向へ移動可能とし、シリンダーの端面は前記弁体
に離接可能とし、前記弁座と弁体が当接してシリンダー
内が加圧されたときに、前記シリンダーの端面が弁体側
へ付勢されて弁座と弁体とが圧着するようにし、前記シ
リンダーの移動はピストンの移動によって制御されるよ
うにする。前記シリンダーの上端面と弁体との間に、前
記シリンダーが下降したときに開通する流入路を設ける
と共に、この流入路は流入管でクランク室と連通し、前
記クランク室には流入口を設け、前記したシリンダーに
エンジン本体内壁に接する外鍔を設け、この外鍔の上方
には排出口を設けて発動機の弁装置を構成する。なおこ
の発明における発動機は、内燃機関、外燃機関の他ポン
プも含むものである。前記シリンダーの端面は、シリン
ダーが本体と一体化された通常のシリンダーの他、シリ
ンダー本体の一端部にシリンダーの中心軸に沿って移動
可能にシリンダー端面部材を装着した構成とすることも
できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cylinder to which a fluid is supplied, a piston mounted in the cylinder, and a valve for switching suction and discharge of a pressure fluid to and from the cylinder. In the engine, a valve seat is formed by providing an opening for fluid inflow with a smaller area than the end face of the piston on the end face of the cylinder, and a valve body abutting on the valve seat is provided outside the valve seat. I do. The cylinder is movable in the axial direction, the end face of the cylinder is detachable from the valve body, and when the valve seat comes into contact with the valve body and the inside of the cylinder is pressurized, the end face of the cylinder is on the valve body side. And the valve seat and the valve element are pressed against each other, and the movement of the cylinder is controlled by the movement of the piston. Between the upper end surface of the cylinder and the valve body, there is provided an inflow passage that opens when the cylinder is lowered, and this inflow passage communicates with a crank chamber through an inflow pipe, and an inflow port is provided in the crank chamber. The cylinder is provided with an outer flange in contact with the inner wall of the engine body, and a discharge port is provided above the outer flange to constitute a valve device of the motor. The engine according to the present invention includes an internal combustion engine, an external combustion engine, and a pump. The end surface of the cylinder may be a normal cylinder in which the cylinder is integrated with the main body, or may have a structure in which a cylinder end surface member is attached to one end of the cylinder main body so as to be movable along a central axis of the cylinder.

【0005】請求項2の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設する。前記シリンダーは軸方向へ移動
可能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能と
し、前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧され
たときに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて
弁座と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移
動はピストンの移動によって制御されるようにする。前
記シリンダーの上端面と弁体との間に、前記シリンダー
が下降したときに開通する流入路を設け、シリンダー
は、上シリンダーと下シリンダーとで構成し、前記上シ
リンダーは下方へ、下シリンダーは上方へそれぞれ付勢
して上下のシリンダーの間に間隙が形成されることによ
り排気されるようにする。下シリンダーの上部外側に外
鍔を設け、前記外鍔の下方を新気の流入室とし、この流
入室に流入口を設けると共に、流入管で流入路と連通さ
せて発動機の弁装置を構成する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cylinder to which a fluid is supplied, a piston mounted in the cylinder,
An engine having a valve for switching the suction and discharge of the pressurized fluid to and from the cylinder, wherein an end portion of the cylinder is provided with an opening for fluid inflow having a smaller area than the end surface of the piston to form a valve seat; A valve body abutting on the valve seat is disposed outside the valve seat. The cylinder is movable in the axial direction, the end face of the cylinder is detachable from the valve body, and when the valve seat comes into contact with the valve body and the inside of the cylinder is pressurized, the end face of the cylinder is on the valve body side. And the valve seat and the valve element are pressed against each other, and the movement of the cylinder is controlled by the movement of the piston. An inflow passage is provided between the upper end surface of the cylinder and the valve body that opens when the cylinder descends.The cylinder is composed of an upper cylinder and a lower cylinder. Each of the cylinders is urged upward to form a gap between the upper and lower cylinders, thereby exhausting gas. An outer flange is provided on the upper outer side of the lower cylinder, a lower portion of the outer flange is used as a fresh air inflow chamber, an inflow port is provided in the inflow chamber, and an inflow pipe communicates with the inflow path to constitute a valve device of the motor. I do.

【0006】請求項3の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーは昇降自
在とし、このシリンダー内に装着されたピストンの底面
にシリンダーへの流体流入用の開口部を設けて弁座を形
成し、前記弁座の上方に弁体装着部を設け、前記弁体装
着部に前記開口部を開閉する弁体を昇降自在に配設し、
前記弁体は下端が弁座に当接すると共に上縁が前記弁体
装着部の上縁に当接する有頂筒状とし、前記ピストンが
上昇したときにピストンの弁座が弁体下端に当接して弁
体を押し上げ、流体がピストンとシリンダーとの間に流
入してシリンダーを押し上げ、シリンダー内が加圧され
たときに、前記弁座が弁体側へ付勢されるようにして発
動機の弁装置を構成する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a cylinder to which a fluid is supplied, a piston mounted in the cylinder,
An engine having a valve for switching the suction and discharge of the pressure fluid to and from the cylinder, wherein the cylinder is movable up and down, and an opening for fluid inflow to the cylinder is provided on a bottom surface of a piston mounted in the cylinder. Forming a valve seat, providing a valve body mounting portion above the valve seat, and disposing a valve body for opening and closing the opening in the valve body mounting portion so as to be movable up and down;
The valve body has a top-end cylindrical shape in which a lower end abuts on a valve seat and an upper edge abuts on an upper edge of the valve body mounting portion. When the piston rises, a valve seat of the piston abuts on a lower end of the valve body. The valve seat is urged to the valve body side when the fluid flows between the piston and the cylinder to push up the cylinder and pressurize the cylinder, so that the valve seat is urged toward the valve body side. Configure the device.

【0007】[0007]

【作用】この発明の基本的な作用を、2サイクルエンジ
ンに適用した図1ないし図7に基づいて説明する。図1
に示すように、エンジン1において、クランク室2の上
方にシリンダー3が昇降可能に設置してある。このシリ
ンダー3は上端をシリンダー3の外鍔31に受けさせた
シリンダースプリング4によって上方へ付勢されてお
り、前記シリンダー3内にピストン5が装着してあり、
前記祖と鍔31の外縁はエンジン本体の内壁に接してい
る。図中符号6はクランクである。前記シリンダー3の
上端面には流体流入用の開口部7が形成してあり、開口
部7の周縁が弁座8となっている。そして、前記弁座8
の上方に、シリンダー3が上昇したときに弁座8に当接
する弁体9が配置してある。前記シリンダー3の上端面
と弁体9との間には、シリンダー3が下降したときに開
通する流入路10が形成してあり、流入路10は流入管
11でクランク室2につながっており、クランク室2の
流入口12から吸引した新気が流入路10を経てシリン
ダー3へ供給されるようになっている。図中符号13は
シリンダー3の下部、前記外鍔31の上方に設けられた
排出口である。
The basic operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 applied to a two-stroke engine. FIG.
As shown in FIG. 1, in the engine 1, a cylinder 3 is installed above the crank chamber 2 so as to be able to move up and down. The cylinder 3 is urged upward by a cylinder spring 4 whose upper end is received by an outer flange 31 of the cylinder 3, and a piston 5 is mounted in the cylinder 3.
The outer edges of the ancestor and the flange 31 are in contact with the inner wall of the engine body. In the figure, reference numeral 6 denotes a crank. An opening 7 for fluid inflow is formed in the upper end surface of the cylinder 3, and the periphery of the opening 7 is a valve seat 8. And the valve seat 8
A valve body 9 that comes into contact with the valve seat 8 when the cylinder 3 is lifted is disposed above the valve body 9. An inflow passage 10 is formed between the upper end surface of the cylinder 3 and the valve body 9 and opens when the cylinder 3 descends. The inflow passage 10 is connected to the crank chamber 2 by an inflow pipe 11, Fresh air sucked from the inlet 12 of the crank chamber 2 is supplied to the cylinder 3 through the inflow path 10. Reference numeral 13 in the figure denotes a discharge port provided at a lower portion of the cylinder 3 and above the outer flange 31.

【0008】図2は、ピストン5が下死点(クランク角
0度)にある状態を示し、この状態でピストン5の下端
がシリンダー3の下端に設けた凸部14に当接して、シ
リンダー3はピストン5に押されて下降しており、弁座
8と弁体9は離れて流入路10から新気がシリンダー3
内へ流入し、また排出口13も開口しているのでシリン
ダー3内の残留ガスが排出管13aから排出され、シリ
ンダー3内は新気に入れ替わる。
FIG. 2 shows a state in which the piston 5 is at the bottom dead center (crank angle 0 °). In this state, the lower end of the piston 5 comes into contact with the projection 14 provided at the lower end of the cylinder 3, Is pushed down by the piston 5 and the valve seat 8 and the valve element 9 are separated from each other and fresh air is discharged from the inflow passage 10 into the cylinder 3.
Since the gas flows into the inside and the discharge port 13 is also open, the residual gas in the cylinder 3 is discharged from the discharge pipe 13a, and the inside of the cylinder 3 is replaced with fresh air.

【0009】図3は、クランク角60度の状態を示し、
この状態でピストンの上昇に伴いシリンダー3はシリン
ダースプリング4の力で上昇し、弁座8は弁体9に当接
して開口部7が閉じるが、排出口13は開口したままで
ある。
FIG. 3 shows a state at a crank angle of 60 degrees.
In this state, as the piston rises, the cylinder 3 rises with the force of the cylinder spring 4, and the valve seat 8 contacts the valve body 9 to close the opening 7, but the discharge port 13 remains open.

【0010】図4は、クランク角85度の状態を示し、
排出口13はピストン5によって閉じられ、シリンダー
内は圧縮工程に入る。この圧縮工程において、弁座8と
弁体9の圧接力は圧縮が増すにつれて増大する。すなわ
ち、シリンダー3は昇降可能であり、ピストン上昇時に
はこのシリンダーの上端面に上向きの力が働く。したが
って、弁座8は固定された弁体9に圧着することとな
る。そのために、開口部7の面積が大きくとも、簡易な
弁構造でシリンダー内の圧縮された流体の漏れを防止で
きる。
FIG. 4 shows a state at a crank angle of 85 degrees.
The outlet 13 is closed by the piston 5, and the inside of the cylinder enters a compression step. In this compression process, the pressure contact force between the valve seat 8 and the valve body 9 increases as the compression increases. That is, the cylinder 3 can be moved up and down, and when the piston is raised, an upward force acts on the upper end surface of the cylinder. Therefore, the valve seat 8 is pressed against the fixed valve element 9. Therefore, even if the area of the opening 7 is large, the leakage of the compressed fluid in the cylinder can be prevented with a simple valve structure.

【0011】図5は、クランク角180度の状態を示
し、ピストンの上死点付近で点火が行われる。点火燃焼
したガスが発生する圧力によってピストンは下降する
が、前記のようにシリンダーには上向きの力が働くの
で、弁座と弁体の圧着状態は維持される。開口部7は、
ピストンが更に下降して排出口13が開口し(クランク
角280度の状態を示す図6)、エンジン本体に連通し
た排出管13aから燃焼ガスが排出される。前記排出口
13は、ピストンによってシリンダーが押し下げられる
まで開口する。
FIG. 5 shows a state in which the crank angle is 180 degrees, and ignition is performed near the top dead center of the piston. Although the piston descends due to the pressure generated by the ignited gas, the upward force acts on the cylinder as described above, so that the pressed state of the valve seat and the valve body is maintained. The opening 7 is
The piston further descends to open the exhaust port 13 (FIG. 6 showing a state where the crank angle is 280 degrees), and the combustion gas is exhausted from the exhaust pipe 13a communicating with the engine body. The outlet 13 is open until the cylinder is pushed down by the piston.

【0012】図7は、クランク角315度の状態を示
し、ピストン5がシリンダー3の底部の凸部14に当接
してシリンダーを押し下げている。このとき弁座8と弁
体9とは離れて開口部7が開通し、クランク室で圧縮さ
れていた新気が流入し、図2の状態に戻る。
FIG. 7 shows a state in which the crank angle is 315 degrees, and the piston 5 is in contact with the convex portion 14 at the bottom of the cylinder 3 to push down the cylinder. At this time, the valve seat 8 and the valve element 9 are separated from each other to open the opening 7, and the fresh air compressed in the crank chamber flows in, and returns to the state of FIG.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態1】図8ないし図11は、請求項1
の発明に係るもので、2サイクルエンジンに適用した例
である。図8に示すように、エンジン1において、クラ
ンク室2の上方にシリンダー3が昇降可能に設置してあ
る。このシリンダー3はシリンダーの外鍔31で受けた
シリンダースプリング4によって上方へ付勢されてい
る。前記外鍔31の外縁はエンジン本体の内壁に接して
いる。またシリンダー3の下端は下降時にエンジン本体
の凸部15に当接するようにして、シリンダー3が排出
口13を開放するのに必要な限度において下降するよう
にしてある。前記シリンダー3内にピストン5が装着し
てあり、シリンダー3の下端に支持されたピストンスプ
リング16によって上方へ付勢されている。図中符号6
はクランクである。前記シリンダー3の上端面には流体
流入用の開口部7が形成してあり、開口部7の周縁が弁
座8となっている。そして、前記弁座8の上方に、シリ
ンダー3が上昇したときに弁座8に当接する弁体9が配
置してある。前記シリンダー3の上端面と弁体9との間
には、シリンダー3が下降したときに開通する流入路1
0が形成してあり、流入路10は流入管11でクランク
室2につながっており、クランク室2の流入口12から
吸引した新気が流入路10を経てシリンダー3へ供給さ
れるようになっている。前記ピストンスプリング16は
シリンダースプリング4よりも強く、ピストンスプリン
グ16が伸びきったときにピストン5が上昇して排出口
13を閉じるようにしてある。
FIG. 8 to FIG. 11 show a first embodiment of the present invention.
This is an example applied to a two-stroke engine. As shown in FIG. 8, in the engine 1, a cylinder 3 is installed above the crank chamber 2 so as to be able to move up and down. The cylinder 3 is urged upward by a cylinder spring 4 received by an outer flange 31 of the cylinder. The outer edge of the outer flange 31 is in contact with the inner wall of the engine body. The lower end of the cylinder 3 is brought into contact with the projection 15 of the engine body when descending, so that the cylinder 3 descends to the extent necessary to open the discharge port 13. A piston 5 is mounted in the cylinder 3 and is urged upward by a piston spring 16 supported at a lower end of the cylinder 3. Reference numeral 6 in the figure
Is a crank. An opening 7 for fluid inflow is formed in the upper end surface of the cylinder 3, and the periphery of the opening 7 is a valve seat 8. Above the valve seat 8, a valve body 9 which comes into contact with the valve seat 8 when the cylinder 3 is raised is arranged. An inflow passage 1 opened between the upper end surface of the cylinder 3 and the valve body 9 when the cylinder 3 descends.
0 is formed, the inflow passage 10 is connected to the crank chamber 2 by an inflow pipe 11, and fresh air sucked from an inlet 12 of the crank chamber 2 is supplied to the cylinder 3 through the inflow passage 10. ing. The piston spring 16 is stronger than the cylinder spring 4 so that when the piston spring 16 is fully extended, the piston 5 rises and closes the outlet 13.

【0014】図8は、ピストン5が下死点(クランク角
0度)にある状態を示し、この状態でピストンスプリン
グ16は圧縮し、シリンダー3はピストン5に押されて
下降しており、弁座8と弁体9は離れている。したがっ
て、流入路10から新気がシリンダー3内へ流入し、ま
た排出口13も開口しているのでシリンダー3内の残留
ガスが排出管13aから排出され、シリンダー3内は新
気に入れ替わる。図9は、クランク角60度の状態を示
し、この状態でピストン5は上昇するがピストンスプリ
ング16の力でシリンダー3は押さえられて上昇しな
い。したがって、開口部7は開口状態を維持し、排出口
13はピストン5により閉塞される。したがって、開口
部7からの新気の流入は排出口13の閉鎖後も継続する
ので、いわゆる慣性過給が行われる。図10は、クラン
ク角85度の状態を示し、ピストン5が更に上昇してピ
ストンスプリング16が伸びると、シリンダースプリン
グ4の力がピストンスプリング16の力に打ち勝ち、シ
リンダー3が上昇し弁座8が弁体9に当接して開口部7
が閉じられ、シリンダー内は圧縮工程に入る。この圧縮
工程において、弁座8と弁体9の圧接力は圧縮が増すに
つれて増大する。すなわち、シリンダー3は昇降可能で
あり、ピストン上昇時にはこのシリンダーの上端面に上
向きの力が働く。したがって、弁座8は固定された弁体
9に圧着することとなる。そのために、開口部7の面積
が大きくとも、簡易な弁構造で漏れを防止できる。図1
1は、クランク角180度の状態を示し、ピストンの上
死点付近で点火が行われる。点火燃焼したガスが発生す
る圧力によってピストンは下降するが、前記のようにシ
リンダーには上向きの力が働くので、弁座と弁体の圧着
状態は維持される。開口部7は、ピストンが更に下降し
て排出口13が開口して燃焼ガスが排出され、ピストン
によってシリンダーが押し下げられるまで閉鎖される。
ピストン5が更に下降すると、ピストンスプリング16
によって押し下げられたシリンダー3の下端が本体の凸
部15に当接するので、ピストン5はピストンスプリン
グ16を圧縮しつつ下降し、図8の状態に戻る。
FIG. 8 shows a state in which the piston 5 is at the bottom dead center (the crank angle is 0 degree). In this state, the piston spring 16 is compressed, the cylinder 3 is pushed by the piston 5 and descends. The seat 8 and the valve 9 are separated. Therefore, fresh air flows into the cylinder 3 from the inflow passage 10, and the discharge port 13 is also open, so that residual gas in the cylinder 3 is discharged from the discharge pipe 13a, and the inside of the cylinder 3 is replaced with fresh air. FIG. 9 shows a state in which the crank angle is 60 degrees. In this state, the piston 5 rises, but the cylinder 3 is pressed by the force of the piston spring 16 and does not rise. Therefore, the opening 7 maintains the open state, and the outlet 13 is closed by the piston 5. Therefore, since the inflow of fresh air from the opening 7 continues even after the outlet 13 is closed, so-called inertial supercharging is performed. FIG. 10 shows a state at a crank angle of 85 degrees. When the piston 5 further rises and the piston spring 16 expands, the force of the cylinder spring 4 overcomes the force of the piston spring 16, the cylinder 3 rises, and the valve seat 8 is moved. The opening 7 contacts the valve 9
Is closed, and the inside of the cylinder enters a compression process. In this compression process, the pressure contact force between the valve seat 8 and the valve body 9 increases as the compression increases. That is, the cylinder 3 can be moved up and down, and when the piston is raised, an upward force acts on the upper end surface of the cylinder. Therefore, the valve seat 8 is pressed against the fixed valve element 9. Therefore, even if the area of the opening 7 is large, leakage can be prevented with a simple valve structure. FIG.
1 indicates a state where the crank angle is 180 degrees, and ignition is performed near the top dead center of the piston. Although the piston descends due to the pressure generated by the ignited gas, the upward force acts on the cylinder as described above, so that the pressed state of the valve seat and the valve body is maintained. The opening 7 is closed until the piston is further lowered to open the discharge port 13 to discharge the combustion gas and the cylinder is pushed down by the piston.
When the piston 5 further descends, the piston spring 16
Since the lower end of the cylinder 3 depressed by the above comes into contact with the projection 15 of the main body, the piston 5 descends while compressing the piston spring 16 and returns to the state of FIG.

【0015】前記圧縮工程において、開口部7の面積は
ピストン5の平面積よりも小さいので、前記面積の差に
相当するシリンダーにかかる軸方向の力が弁を押しつけ
る方向に働き、前記シリンダースプリング4とピストン
スプリング16の力の差により得られる上向きの力と合
算される。したがって、シリンダー内圧が高まるほど弁
座と弁体の圧接力は大きくなり、圧縮気や次の燃焼ガス
の圧力を外部に漏らすことはない。また、上記実施形態
においては、ピストンスプリング16の働きによってシ
リンダー3を押し下げつつピストン5のみが上昇するの
で、図9のように、排出口13を閉じた状態で流入を継
続することができ、流入効率が向上する。
In the compression step, since the area of the opening 7 is smaller than the plane area of the piston 5, the axial force applied to the cylinder corresponding to the difference in the area acts in the direction of pressing the valve, and the cylinder spring 4 And the upward force obtained by the difference between the force of the piston spring 16 and the force of the piston spring 16. Therefore, as the cylinder internal pressure increases, the pressure contact force between the valve seat and the valve element increases, and the pressure of the compressed air or the next combustion gas does not leak to the outside. Further, in the above embodiment, only the piston 5 moves up while the cylinder 3 is pushed down by the action of the piston spring 16, so that the inflow can be continued with the outlet 13 closed as shown in FIG. Efficiency is improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態2】図12ないし図15は請求項2
の発明に係り、2サイクルエンジンに適用した例であ
る。図12において、エンジン1のクランク室2の上方
にシリンダー3が昇降可能に設置してあり、前記シリン
ダー3内にピストン5が装着してある。前記シリンダー
3は、上シリンダー3aと下シリンダー3bとで構成さ
れ、上シリンダー3aはバルブスプリング17によって
下方へ付勢され、下シリンダー3bはバルブスプリング
17よりも強いシリンダースプリング4によって上方へ
付勢されている。前記シリンダースプリング4は下シリ
ンダー3bの上部に設けた外鍔31で受けられており、
外鍔31の下方に流入室18が形成されている。前記上
シリンダー3aの上端面には開口部7が形成してあり、
開口部7の周縁が弁座8となっている。そして、前記弁
座8の上方に、上シリンダー3aが上昇したときに弁座
8に当接する弁体9が配置してある。前記上シリンダー
3aの上端面と弁体9との間には、上シリンダー3aが
下降したときに開通する流入路10が形成してあり、流
入路10は流入管11で前記流入室18につながってお
り、流入室18の流入口12から吸引した新気が流入路
10を経てシリンダー3へ供給されるようになってい
る。
Second Embodiment FIGS. 12 to 15 show a second embodiment.
This is an example in which the present invention is applied to a two-stroke engine. In FIG. 12, a cylinder 3 is installed above the crank chamber 2 of the engine 1 so as to be able to move up and down, and a piston 5 is mounted in the cylinder 3. The cylinder 3 includes an upper cylinder 3a and a lower cylinder 3b. The upper cylinder 3a is urged downward by a valve spring 17, and the lower cylinder 3b is urged upward by a cylinder spring 4 stronger than the valve spring 17. ing. The cylinder spring 4 is received by an outer flange 31 provided above the lower cylinder 3b.
The inflow chamber 18 is formed below the outer flange 31. An opening 7 is formed in the upper end surface of the upper cylinder 3a,
The periphery of the opening 7 serves as a valve seat 8. Above the valve seat 8, a valve body 9 which comes into contact with the valve seat 8 when the upper cylinder 3a is raised is arranged. An inflow passage 10 is formed between the upper end surface of the upper cylinder 3a and the valve body 9 and opens when the upper cylinder 3a is lowered. The inflow passage 10 is connected to the inflow chamber 18 by an inflow pipe 11. The fresh air sucked from the inflow port 12 of the inflow chamber 18 is supplied to the cylinder 3 via the inflow path 10.

【0017】図12は、ピストン5が下死点(クランク
角0度)にある状態を示し、この状態で、上シリンダー
3aはバルブスプリング17によって押し下げられてお
り、弁座8と弁体9は離れて流入路10から新気がシリ
ンダー3内へ流入する。一方ピストン5の下端が下シリ
ンダー3bの下端に設けた凸部14に当接して、下シリ
ンダー3bはピストン5に押されて下降しており、上シ
リンダー3aと下シリンダー3bとの間に間隙が生じ、
この間隙が排出口13となり排出管13aが開通してい
るので、シリンダー3内の残留ガスが排出され、シリン
ダー3内は新気に入れ替わる。ピストン5が上昇する
と、シリンダースプリング4の力で下シリンダ3bが上
昇し、上シリンダー3aの下端に当接し、排出口13が
閉じられる。ピストン5が更に上昇すると、図13(ク
ランク角75度の状態を示す)のように上シリンダー3
aは下シリンダー3bに押し上げられて上昇し、弁座8
は弁体9に当接して開口部7が閉じ、シリンダー内は圧
縮工程に入る。
FIG. 12 shows a state in which the piston 5 is at the bottom dead center (the crank angle is 0 degree). In this state, the upper cylinder 3a is pushed down by the valve spring 17, and the valve seat 8 and the valve body 9 are separated. The fresh air flows away from the inflow passage 10 into the cylinder 3. On the other hand, the lower end of the piston 5 comes into contact with the convex portion 14 provided at the lower end of the lower cylinder 3b, and the lower cylinder 3b is pushed down by the piston 5 and descends, so that a gap is formed between the upper cylinder 3a and the lower cylinder 3b. Arises
Since this gap serves as the discharge port 13 and the discharge pipe 13a is open, the residual gas in the cylinder 3 is discharged, and the inside of the cylinder 3 is replaced with fresh air. When the piston 5 rises, the lower cylinder 3b rises by the force of the cylinder spring 4, comes into contact with the lower end of the upper cylinder 3a, and the outlet 13 is closed. When the piston 5 further rises, as shown in FIG. 13 (showing a state at a crank angle of 75 degrees), the upper cylinder 3
a is pushed up by the lower cylinder 3b and rises, and the valve seat 8
Abuts on the valve body 9 to close the opening 7, and the inside of the cylinder enters a compression process.

【0018】図14は、クランク角180度の状態を示
し、ピストンの上死点付近で点火が行われる。点火燃焼
したガスが発生する圧力によってピストンは下降する
が、前記のようにシリンダー3には上向きの力が働くの
で、弁座と弁体の圧着状態は維持される。ピストン5が
更に下降してピストン5の下端が下シリンダー3bの凸
部14に当接すると、下シリンダー3bは下降する。下
シリンダー3bの下降によって排出口13が開口すると
同時に燃焼ガスはいわゆるブローダウンし、一気に排出
される。一方、下シリンダー3bの下降によって上向き
の力を失った上シリンダー3aは、前記燃焼ガスの排出
によってシリンダー内圧が低下すると、バルブスプリン
グ17によって押し下げられ、弁座8が弁体9から離れ
て開口部7が開通する。
FIG. 14 shows a state where the crank angle is 180 degrees, and ignition is performed near the top dead center of the piston. Although the piston descends due to the pressure generated by the ignited and combusted gas, the cylinder 3 is subjected to an upward force as described above, so that the compressed state between the valve seat and the valve body is maintained. When the piston 5 further descends and the lower end of the piston 5 comes into contact with the projection 14 of the lower cylinder 3b, the lower cylinder 3b descends. At the same time as the discharge port 13 is opened by the lowering of the lower cylinder 3b, the combustion gas blows down and is discharged at a stretch. On the other hand, the upper cylinder 3a, which has lost the upward force due to the lowering of the lower cylinder 3b, is pushed down by the valve spring 17 when the internal pressure of the cylinder is reduced due to the discharge of the combustion gas, and the valve seat 8 is separated from the valve body 9 to open the opening. 7 opens.

【0019】図15は燃料が点火されなかった場合の動
きを示し、点火されなかった場合はシリンダー内圧は圧
縮圧のみであるから、ピストン5の上死点近辺では弁座
8が弁体9に押し付けられているが、ピストンが下降す
ると内圧が低下し、上シリンダー3aは下シリンダー3
bと共に下降し、ピストンが下死点付近まで下降したと
きに初めて排出口13が開口する。前記圧縮工程におい
ても第一の実施形態と同様、シリンダー内圧が高まるほ
ど弁座と弁体の圧接力は大きくなり、圧縮気や次の燃焼
ガスの圧力を外部に漏らすことはない。
FIG. 15 shows the operation when the fuel is not ignited. If the fuel is not ignited, the cylinder pressure is only the compression pressure. It is pressed, but when the piston descends, the internal pressure decreases, and the upper cylinder 3a
The discharge port 13 is opened only when the piston descends along with b and the piston descends to the vicinity of the bottom dead center. In the compression step, as in the first embodiment, as the cylinder internal pressure increases, the pressure contact force between the valve seat and the valve element increases, and the pressure of the compressed air or the next combustion gas does not leak to the outside.

【0020】上記において、上シリンダー3aと下シリ
ンダー3bの間に形成される排出間隙(排出口13)の
最適な大きさは運転状況で異なるが、上シリンダーの下
降移動量を規制する本体の段部15aの位置を変化可能
とし、最適な排出状態が得られるようにすることができ
る。また、シリンダー内圧が0か負圧のときには完全に
閉じられるように調整すると、カデナジー・エンジン
(排出直後のシリンダー内減圧効果による流入利用の2
サイクルエンジン)と同様の効果を得ることができる。
In the above description, the optimum size of the discharge gap (discharge port 13) formed between the upper cylinder 3a and the lower cylinder 3b differs depending on the operating conditions, but the step of the main body that regulates the amount of downward movement of the upper cylinder is different. The position of the portion 15a can be changed so that an optimal discharge state can be obtained. When the cylinder pressure is adjusted to be completely closed when the pressure in the cylinder is zero or negative pressure, the engine can be used to reduce the engine pressure.
(Cycle engine).

【0021】上記実施形態においては、以下のように、
従来の2サイクルエンジンの問題点が解決される。 (1)流入口が閉じる前に排出口が閉じるので、新気の
流出が少なく、かつ過給できるので、燃焼効率が向上す
ると共に、未燃焼HCの排出も少なく、特に低速トルク
性能が向上する。 (2)流入室18を独立して設けたので流入にクランク
室2を利用しない。したがって、4サイクルエンジンと
同様に潤滑油をクランク室に溜めておくことができ、潤
滑油が燃料と一緒に燃焼することがなく、点火プラグへ
のカーボンの付着や排出ガスが青煙になることもない。 (3)排出口はエンジンの円筒状部の端部に位置させる
ことができ、排出熱はシリンダーの周囲に均等に分散さ
せることがきるので、シリンダー自体に局部的温度むら
が発生せず熱変形が少ない。そのため、ピストンやピス
トンリングとのはめ合わせ精度を高めることができ、気
密性が高まり、燃焼ガスや潤滑油の漏れが可及的に防止
される。 (4)燃料が点火されない場合は排出口の開口を遅らせ
て排出を抑制することができ、始動時の燃料の吹き抜け
が抑制され、始動性能を向上させることができる。 (5)運転時の吸排出条件を自動的に調整することがで
きる。すなわち、運転時の燃焼圧力が低いとき(低負荷
時)には、点火後短時間で排出されてシリンダー内圧が
低下するので、上シリンダー3aが短時間で下降して排
出口が閉鎖され、流入口が開放され、排出が抑制され
る。一方燃焼圧力が高いときは、点火後排出によって内
圧が低下するまでの時間が長いので、上シリンダーの下
降は遅れる。したがって、排出口の開放時間は長くな
り、効率よく排出される。 (6)ポンプ室を取り払い、別途流入側に圧縮機などを
取り付けることにより、本体の直径を小さくして、多気
筒エンジンとすることもできる。
In the above embodiment, as follows:
The problem of the conventional two-stroke engine is solved. (1) Since the discharge port is closed before the inlet port is closed, the outflow of fresh air is small, and supercharging can be performed, so that combustion efficiency is improved, unburned HC is also reduced, and especially low-speed torque performance is improved. . (2) Since the inflow chamber 18 is provided independently, the crank chamber 2 is not used for inflow. Therefore, the lubricating oil can be stored in the crankcase as in the case of a four-stroke engine, so that the lubricating oil does not burn together with the fuel, and carbon is attached to the ignition plug and the exhaust gas becomes blue smoke. Nor. (3) The exhaust port can be located at the end of the cylindrical part of the engine, and the exhaust heat can be evenly distributed around the cylinder, so that there is no local temperature unevenness in the cylinder itself and thermal deformation Less is. Therefore, the fitting accuracy with the piston or the piston ring can be improved, the airtightness is improved, and the leakage of the combustion gas and the lubricating oil is prevented as much as possible. (4) When the fuel is not ignited, the opening of the discharge port can be delayed to suppress the discharge, the blow-through of the fuel at the time of starting can be suppressed, and the starting performance can be improved. (5) The suction and discharge conditions during operation can be automatically adjusted. That is, when the combustion pressure during operation is low (at a low load), the fuel is discharged in a short time after ignition and the internal pressure of the cylinder is reduced. The inlet is open and emissions are suppressed. On the other hand, when the combustion pressure is high, the lowering of the upper cylinder is delayed because the time until the internal pressure is reduced by the discharge after ignition is long. Therefore, the opening time of the discharge port becomes long, and the discharge is efficiently performed. (6) By removing the pump chamber and separately installing a compressor or the like on the inflow side, the diameter of the main body can be reduced, and a multi-cylinder engine can be obtained.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態3】図16の左側において符号Aで
示す外燃エンジンは、請求項3に対応するものであっ
て、ピストン5に弁座8を設けてある。図16におい
て、エンジン本体にシリンダー3が昇降自在に装着して
ある。このシリンダー3はクランク6に連結されて、そ
の昇降運動が回転運動に変換されて出力されるようにし
てある。前記シリンダー3内にピストン5が装着してあ
る。このピストン5は有底筒状であり、底面に開口部4
7を有し、その周縁部が弁座8となっていると共に、ピ
ストンスプリング16で下方へ付勢されている。前記エ
ンジン本体にの上部には圧力流体の流入口45が設けて
あり、その下方に弁体9が装着してある。この弁体は9
は上部が閉塞板9aによって閉塞された筒状体であり、
その下端部が前記ピストンの弁座8に当接するようにし
てあると共に、バルブスプリング17で下方に付勢され
ている。そして、前記閉塞板9aの周縁部はエンジン本
体に形成された弁体装着座50に当接し、ピストンの下
降時には弁体装着座50に当接するようにしてある。ま
た、前記弁体9の周壁には排出用の開口部51が設けて
あり、弁体の下降時にエンジン本体の排出口22に連通
するようにしてある。図中符号52は加熱器、53は冷
却器である。
Third Embodiment An external combustion engine indicated by a reference symbol A on the left side of FIG. 16 corresponds to the third aspect, in which a piston 5 is provided with a valve seat 8. In FIG. 16, the cylinder 3 is mounted on the engine body so as to be able to move up and down. The cylinder 3 is connected to a crank 6 so that the ascending and descending motion is converted into a rotational motion and output. A piston 5 is mounted in the cylinder 3. The piston 5 has a bottomed cylindrical shape and has an opening 4 at the bottom.
7, the periphery of which forms a valve seat 8 and is urged downward by a piston spring 16. An inflow port 45 for a pressure fluid is provided at an upper portion of the engine body, and a valve body 9 is mounted below the inflow port 45. This valve is 9
Is a cylindrical body whose upper part is closed by a closing plate 9a,
The lower end thereof is in contact with the valve seat 8 of the piston, and is urged downward by a valve spring 17. The peripheral edge of the closing plate 9a abuts on a valve body mounting seat 50 formed on the engine body, and comes into contact with the valve body mounting seat 50 when the piston descends. Further, a discharge opening 51 is provided in the peripheral wall of the valve body 9 so as to communicate with the discharge port 22 of the engine body when the valve body is lowered. In the figure, reference numeral 52 denotes a heater, and 53 denotes a cooler.

【0023】ここで、図に示すようにシリンダー3が下
死点にあるとき、ピストン5もまた下方に位置する。し
たがって、弁体9は下降し、バルブスプリング17の力
で弁は閉塞されるので圧力流体は流入せず、弁体9の開
口部51、排出口22を経てシリンダー内の流体は排出
され、アンバランスウエイト及び慣性によってシリンダ
ー3は上昇する。シリンダー3が上昇するとピストン5
も上昇して弁座8が弁体9に当接して弁体9を押し上げ
る。弁体9が上昇すると弁体9の閉塞板9aが弁体の装
着座50から離れるので、流入口45とシリンダー3と
が連通し、圧力流体がシリンダー3内に流入する。圧力
流体の流入に伴いシリンダー3は押し下げられるので、
ピストン5はピストンスプリング16の作用によって押
し下げられ、弁体9から離れる。ピストン5が下降する
と弁体9はバルブスプリング17の作用によって下降す
るので、開口部51が排出口22と連通すると共に、開
口部51とシリンダー3とが連通するので、シリンダー
内の流体は排出され、図の状態に戻る。
Here, as shown in the figure, when the cylinder 3 is at the bottom dead center, the piston 5 is also located below. Therefore, the valve body 9 is lowered, and the valve is closed by the force of the valve spring 17, so that the pressure fluid does not flow in, the fluid in the cylinder is discharged through the opening 51 and the discharge port 22 of the valve body 9, and the fluid is released. The cylinder 3 is raised by the balance weight and inertia. When the cylinder 3 rises, the piston 5
And the valve seat 8 comes into contact with the valve body 9 to push up the valve body 9. When the valve 9 rises, the closing plate 9a of the valve 9 moves away from the mounting seat 50 of the valve, so that the inflow port 45 and the cylinder 3 communicate with each other, and the pressure fluid flows into the cylinder 3. Since the cylinder 3 is pushed down with the inflow of the pressure fluid,
The piston 5 is pushed down by the action of the piston spring 16 and separates from the valve body 9. When the piston 5 is lowered, the valve body 9 is lowered by the action of the valve spring 17, so that the opening 51 communicates with the discharge port 22 and the opening 51 communicates with the cylinder 3, so that the fluid in the cylinder is discharged. Return to the state shown in FIG.

【0024】この実施形態によれば、シリンダー自体が
ピストンのストロークで移動するので、ピストンにクラ
ンクを連結したものに比べて同じエンジン本体の大きさ
において案内距離を長くすることができる。したがっ
て、フラッタリングが減少し特に大径のシリンダーで有
利である。また、圧力流体の流入口45と弁体装着座5
0との間およびクランク室に外部への流路はない。そし
て、圧力流体の流入によってシリンダー3の内圧が増大
すると、その内圧によってピストン5は上方へ押される
ので、弁座8と弁体9とは一層圧着して気密性は増大す
る。したがって、圧力流体がクランク室などシリンダー
外部に漏れるおそれが少なく、簡易な構造でエネルギー
損失の少ない外燃エンジンを得ることができる。このよ
うに、エネルギー損失が少ないので、僅かな圧力差を利
用した、波力や火山の噴出ガス等を利用した小規模発電
にも有効である。
According to this embodiment, since the cylinder itself moves with the stroke of the piston, the guide distance can be made longer with the same size of the engine main body as compared with the case where the crank is connected to the piston. Therefore, fluttering is reduced, which is particularly advantageous for a large-diameter cylinder. The pressure fluid inlet 45 and the valve body mounting seat 5
There is no flow path between 0 and the outside of the crankcase. Then, when the internal pressure of the cylinder 3 increases due to the inflow of the pressurized fluid, the piston 5 is pushed upward by the internal pressure, so that the valve seat 8 and the valve element 9 are further pressed against each other to increase the airtightness. Therefore, there is little possibility that the pressure fluid leaks to the outside of the cylinder such as the crank chamber, and an external combustion engine having a simple structure and low energy loss can be obtained. As described above, since the energy loss is small, it is also effective for small-scale power generation using wave force, volcanic gas emitted from a volcano, or the like using a slight pressure difference.

【0025】図16の右側に符号Bで示すポンプ、前記
エンジンAと逆の動きを行うように構成してある。すな
わち、排出口22がポンプ本体の上部に設けてあり、そ
の下方に流入口45が設けてある。そして、弁体9は有
底筒状であって、その底部は開口し、この開口部54を
開閉する球状の補助弁体46が装着してある。また、ピ
ストン5は開口部49を有する基板5aの上方に筒状部
5bを有し、この筒状部5bとポンプ本体との間に装着
されたピストンスプリング16によって、ピストン5は
上方に付勢されている。
The pump indicated by reference numeral B on the right side of FIG. That is, the discharge port 22 is provided in the upper part of the pump body, and the inflow port 45 is provided below the discharge port 22. The valve body 9 has a bottomed cylindrical shape, and its bottom is open, and a spherical auxiliary valve body 46 for opening and closing the opening 54 is mounted. The piston 5 has a cylindrical portion 5b above a substrate 5a having an opening 49, and the piston 5 is urged upward by a piston spring 16 mounted between the cylindrical portion 5b and the pump body. Have been.

【0026】ここで、図に示すシリンダー3が下死点に
ある状態においては、ピストン5はピストンスプリング
16によって上方へ付勢されているので、弁体9に当接
し、かつ補助弁体46も下降しているので、シリンダー
3内は外部と遮断され、アンバランスウエイト及び慣性
によってシリンダー3が上昇する。シリンダー3の上昇
に伴い、シリンダー3内の流体圧によってバルブ5が押
し上げられると共に、補助弁体46を押し上げるので開
口部54が開放され、シリンダー3内の流体は排出口2
2から排出される。流体が排出されると補助弁体46は
下降して開口部54は閉鎖される。このとき流入口45
からは常時流体が流入しており、その流体圧がピストン
スプリング16の力を上回ると、ピストン5は押し下げ
られ、弁座8は弁体9から離れる。したがって、流入口
45とシリンダー3とが連通するので、シリンダー3内
に流体がたまり、シリンダー3を押し下げ、図の状態に
戻る。このポンプもシリンダー内の圧力流体が外部に漏
れるおそれがなく、圧力差の小さな流体でも利用でき、
空調用のポンプなどにも有効である。上記エンジンAと
ポンプBを図16のように組み合わせると、加熱器52
によって加熱された圧力流体によってエンジンAを作動
し、エンジンAで利用された流体をポンプBに導いてポ
ンプBを作動させることが可能であるから、流体を循環
させることができ、水や空気以外の流体を用いた外燃式
エンジンへの適用に有効である。
Here, when the cylinder 3 shown in the drawing is at the bottom dead center, the piston 5 is urged upward by the piston spring 16, so that it comes into contact with the valve body 9 and the auxiliary valve body 46 Since the cylinder 3 is lowered, the inside of the cylinder 3 is cut off from the outside, and the cylinder 3 is raised by an unbalance weight and inertia. As the cylinder 3 rises, the fluid pressure in the cylinder 3 pushes up the valve 5 and pushes up the auxiliary valve body 46, so that the opening 54 is opened.
Exhausted from 2. When the fluid is discharged, the auxiliary valve body 46 descends and the opening 54 is closed. At this time, the inlet 45
When the fluid pressure exceeds the force of the piston spring 16, the piston 5 is pushed down and the valve seat 8 is separated from the valve body 9. Therefore, since the inflow port 45 and the cylinder 3 communicate with each other, fluid accumulates in the cylinder 3 and pushes down the cylinder 3 to return to the state shown in the figure. This pump also has no danger of leakage of the pressure fluid in the cylinder to the outside, and can be used with fluids with a small pressure difference.
It is also effective for air conditioning pumps. When the engine A and the pump B are combined as shown in FIG.
It is possible to operate the engine A by the pressure fluid heated by the above, and to guide the fluid used in the engine A to the pump B to operate the pump B. Therefore, the fluid can be circulated and other than water and air. It is effective for application to an external combustion type engine using the above fluid.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明によれば、シリンダーに装着し
たピストンの直径、又はシリンダーの直径よりも小さい
開口部に吸排出用の弁を設けたので、シリンダー内圧の
増加に伴い弁の気密性は増大することとなり、簡易な構
造で機密性の高い弁装置を得ることができると共に、開
口部の面積をピストンの直径極限まで大きくすることが
できるので、排出効率の高いエンジンなど発動機を得る
ことができる。また、弁体はシリンダー又はピストンに
設けられた弁座との間でシリンダーの圧力を制御するの
で、従来の原動機やポンプなどに見られるシリンダーヘ
ッドと本体との間のガスケット(故障が多い)が不要に
なる。更に、この発明の内燃機関において、弁体の上下
位置を変化させることによりシリンダーの昇降距離が変
化する。そして、ピストンの昇降距離は一定であるか
ら、弁体を上方に位置させてシリンダーの上死点を高く
設定するとシリンダー内の圧縮比が小さく、逆に弁体を
下方に位置させてシリンダーの上死点を低く設定すると
シリンダー内の圧縮比が大きい。すなわち、弁体を上下
させることによって、エンジン運転中にシリンダー内の
圧縮比を変化させて燃焼効率の制御を行うことができ
る。以上のように、この発明の弁装置は、簡易な構造で
シリンダーの吸排出用弁をピストンに連動して開閉する
ことができ、かつバルブ面積を増大による高効率運転を
可能にするものであり、2サイクル、4サイクルを問わ
ず、内燃機関、外燃機関に広く適用できるものである。
According to the present invention, since the intake / discharge valve is provided at the opening smaller than the diameter of the piston mounted on the cylinder or the diameter of the cylinder, the airtightness of the valve is increased as the cylinder internal pressure increases. It is possible to obtain a highly confidential valve device with a simple structure and increase the area of the opening to the limit of the piston diameter, so that an engine such as an engine with high discharge efficiency can be obtained. Can be. In addition, since the valve body controls the pressure of the cylinder between the cylinder and the valve seat provided on the piston, the gasket between the cylinder head and the main body found in conventional motors and pumps (many failures) It becomes unnecessary. Further, in the internal combustion engine of the present invention, the vertical movement of the cylinder is changed by changing the vertical position of the valve body. Since the piston is moved up and down at a constant distance, setting the valve body upward and setting the top dead center of the cylinder high will reduce the compression ratio in the cylinder. When the dead center is set low, the compression ratio in the cylinder is large. That is, by moving the valve body up and down, the compression ratio in the cylinder can be changed during operation of the engine to control the combustion efficiency. As described above, the valve device of the present invention can open and close the intake / discharge valve of the cylinder in conjunction with the piston with a simple structure, and enables highly efficient operation by increasing the valve area. It can be widely applied to internal combustion engines and external combustion engines regardless of two cycles or four cycles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の原理を説明する断面図FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the principle of the present invention.

【図2】 同じくクランク角0度の状態を示す説明図FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is 0 degree.

【図3】 同じくクランク角60度の状態を示す説明図FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 60 degrees.

【図4】 同じくクランク角85度の状態を示す説明図FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is 85 degrees.

【図5】 同じくクランク角180度の状態を示す説明
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 180 degrees.

【図6】 同じくクランク角280度の状態を示す説明
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the crank angle is 280 degrees.

【図7】 同じくクランク角315度の状態を示す説明
FIG. 7 is an explanatory view showing a state where the crank angle is 315 degrees.

【図8】 この発明の実施形態1を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing Embodiment 1 of the present invention.

【図9】 同じくクランク角60度の状態を示す説明図FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 60 degrees.

【図10】 同じくクランク角85度の状態を示す説明
FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 85 degrees.

【図11】 同じくクランク角180度の状態を示す説
明図
FIG. 11 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 180 degrees.

【図12】 この発明の実施形態2を示す断面図FIG. 12 is a sectional view showing Embodiment 2 of the present invention.

【図13】 同じくクランク角75度の状態を示す説明
FIG. 13 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 75 degrees.

【図14】 同じくクランク角180度の状態を示す説
明図
FIG. 14 is an explanatory view showing a state in which the crank angle is also 180 degrees.

【図15】 同じく点火不良時のクランク角300度の
状態を示す説明図
FIG. 15 is an explanatory view showing a state at a crank angle of 300 degrees when ignition is poor.

【図16】 この発明の実施形態3を示す断面図FIG. 16 is a sectional view showing Embodiment 3 of the present invention.

【符号の説明】 1 エンジン 2 クランク室 3 シリンダー 3a 上シリンダ 3b 下シリンダー 3c 受溝 3d シリンダー本体 3e シリンダー端面体 4 シリンダースプリング 5 ピストン 5a ピストンの筒状部 6 クランク 7 開口部 8 弁座 9 弁体 9a 弁体の閉塞板 10 流入路 11 流入管 12 流入口 13 排出口 14 凸部 15 凸部 15a 段部 16 ピストンスプリング 17 バルブスプリング 18 流入室 22 排出口 45 流入口 46 補助弁体 50 弁体装着座 51 開口部 52 加熱器 53 冷却器 54 開口部[Description of Signs] 1 Engine 2 Crankcase 3 Cylinder 3a Upper cylinder 3b Lower cylinder 3c Receiving groove 3d Cylinder main body 3e Cylinder end face body 4 Cylinder spring 5 Piston 5a Piston cylindrical part 6 Crank 7 Opening 8 Valve seat 9 Valve body 9a Closure plate of valve body 10 Inflow path 11 Inflow pipe 12 Inlet 13 Outlet 14 Convex part 15 Convex part 15a Step 16 Piston spring 17 Valve spring 18 Inflow chamber 22 Outlet 45 Inlet 46 Auxiliary valve body 50 Valve body mounting Seat 51 Opening 52 Heater 53 Cooler 54 Opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02B 25/04 F02B 25/04 F02F 1/18 F02F 1/18 B F ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02B 25/04 F02B 25/04 F02F 1/18 F02F 1/18 B F

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、前記シリンダーの端面に、ピストンの端面
よりも小面積の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成
し、前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設
し、前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダ
ーの端面は前記弁体に離接可能とし、前記弁座と弁体が
当接してシリンダー内が加圧されたときに、前記シリン
ダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座と弁体とが圧着す
るようにし、前記シリンダーの移動はピストンの移動に
よって制御されるようにし、前記シリンダーの上端面と
弁体との間に、前記シリンダーが下降したときに開通す
る流入路を設けると共に、この流入路は流入管でクラン
ク室と連通し、前記クランク室には流入口を設け、前記
したシリンダーにエンジン本体内壁に接する外鍔を設
け、この外鍔の上方には排出口を設けた、発動機の弁装
1. An engine comprising a cylinder to which a fluid is supplied, a piston mounted in the cylinder, and a valve for switching between suction and discharge of a pressurized fluid to and from the cylinder. A valve seat is formed by providing an opening for fluid inflow with a smaller area than the end surface of the valve seat, a valve body abutting on the valve seat is arranged outside the valve seat, and the cylinder is movable in the axial direction. The end face of the cylinder is detachable from the valve body, and when the valve seat and the valve body come into contact with each other and the inside of the cylinder is pressurized, the end face of the cylinder is urged toward the valve body and the valve seat and the valve are opened. When the body is press-fitted, the movement of the cylinder is controlled by the movement of the piston, and an inflow passage which is opened when the cylinder descends is provided between the upper end surface of the cylinder and the valve body. Both The inflow passage communicates with the crank chamber through an inflow pipe, the crank chamber is provided with an inflow port, the cylinder is provided with an outer flange in contact with the inner wall of the engine body, and the outer flange is provided with a discharge port above the outer flange. Movable valve device
【請求項2】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、前記シリンダーの端面に、ピストンの端面
よりも小面積の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成
し、前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設
し、前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダ
ーの端面は前記弁体に離接可能とし、前記弁座と弁体が
当接してシリンダー内が加圧されたときに、前記シリン
ダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座と弁体とが圧着す
るようにし、前記シリンダーの移動はピストンの移動に
よって制御されるようにし、前記シリンダーの上端面と
弁体との間に、前記シリンダーが下降したときに開通す
る流入路を設け、シリンダーは、上シリンダーと下シリ
ンダーとで構成し、前記上シリンダーは下方へ、下シリ
ンダーは上方へそれぞれ付勢して上下のシリンダーの間
に間隙が形成されることにより排気されるようにし、、
下シリンダーの上部外側に外鍔を設け、前記外鍔の下方
を新気の流入室とし、この流入室に流入口を設けると共
に、流入管で流入路と連通させた、発動機の弁装置
2. An engine comprising a cylinder to which a fluid is supplied, a piston mounted in the cylinder, and a valve for switching between suction and discharge of a pressurized fluid to and from the cylinder, wherein a piston is provided on an end face of the cylinder. A valve seat is formed by providing an opening for fluid inflow with a smaller area than the end surface of the valve seat, a valve body abutting on the valve seat is arranged outside the valve seat, and the cylinder is movable in the axial direction. The end face of the cylinder is detachable from the valve body, and when the valve seat and the valve body come into contact with each other and the inside of the cylinder is pressurized, the end face of the cylinder is urged toward the valve body and the valve seat and the valve are opened. Body and press-fit, the movement of the cylinder is controlled by the movement of the piston, between the upper end surface of the cylinder and the valve body is provided an inflow passage that opens when the cylinder descends, Siri The upper cylinder is constituted by an upper cylinder and a lower cylinder, the upper cylinder is urged downward, and the lower cylinder is urged upward, so that a gap is formed between the upper and lower cylinders, so that exhaust is performed,
A valve device for a motor, wherein an outer flange is provided on the upper outer side of the lower cylinder, a lower portion of the outer flange is used as an inflow chamber for fresh air, an inflow port is provided in the inflow chamber, and the inflow pipe communicates with the inflow path.
【請求項3】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、前記シリンダーは昇降自在とし、このシリ
ンダー内に装着されたピストンの底面にシリンダーへの
流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、前記弁座の
上方に弁体装着部を設け、前記弁体装着部に前記開口部
を開閉する弁体を昇降自在に配設し、前記弁体は下端が
弁座に当接すると共に上縁が前記弁体装着部の上縁に当
接する有頂筒状とし、前記ピストンが上昇したときにピ
ストンの弁座が弁体下端に当接して弁体を押し上げ、流
体がピストンとシリンダーとの間に流入してシリンダー
を押し上げ、シリンダー内が加圧されたときに、前記弁
座が弁体側へ付勢されるようにした、発動機の弁装置
3. An engine comprising a cylinder to which a fluid is supplied, a piston mounted in the cylinder, and a valve for switching suction and discharge of a pressurized fluid to and from the cylinder, wherein the cylinder is vertically movable, An opening for fluid inflow into the cylinder is provided on the bottom surface of the piston mounted in the cylinder to form a valve seat, a valve body mounting portion is provided above the valve seat, and the opening is provided in the valve body mounting portion. A valve body that opens and closes a part is disposed so as to be able to move up and down. When the valve seat of the piston comes into contact with the lower end of the valve body and pushes up the valve body, fluid flows between the piston and the cylinder to push up the cylinder, and when the inside of the cylinder is pressurized, the valve seat Energized to the valve body side Engine valve device
JP2002059497A 2002-01-28 2002-01-28 Valve device for internal combustion engine Pending JP2002327608A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002059497A JP2002327608A (en) 2002-01-28 2002-01-28 Valve device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002059497A JP2002327608A (en) 2002-01-28 2002-01-28 Valve device for internal combustion engine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000620221A Division JP3306053B2 (en) 1999-05-24 1999-05-24 Engine valve device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002327608A true JP2002327608A (en) 2002-11-15

Family

ID=19192973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002059497A Pending JP2002327608A (en) 2002-01-28 2002-01-28 Valve device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002327608A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102472153A (en) Split-cycle air-hybrid engine with expander deactivation
US9828886B1 (en) High efficiency steam engine and steam expander
JPS605770B2 (en) Supercharged two-stroke internal combustion engine
JP3306053B2 (en) Engine valve device
WO2007088560A1 (en) An improved hybrid internal combustion engine with extended expansion
JP3939294B2 (en) Secondary combustion system for gasoline engine
US6314923B1 (en) Opposed supercharged two-stroke engine module with crossflow transfer
KR20000023658A (en) Two-stroke engine operation method and internal combustion two-stroke engine
JP2002327608A (en) Valve device for internal combustion engine
CN102852577B (en) Four-stroke internal combustion engine including exhaust cam provided with two bulges
JP4558090B1 (en) Piston engine with parts that cover the bottom of the umbrella part of the valve
CN114294106A (en) Circular cylinder internal combustion engine
CN109322741B (en) Engine assembly
RU2397340C2 (en) Two-stroke ice
JPS63289204A (en) Intake and exhaust structure for internal combustion engine
JPS6118013B2 (en)
WO2018135190A1 (en) Internal combustion engine
JPH0573901B2 (en)
JP4439307B2 (en) engine
JP2730198B2 (en) 4-cycle insulated engine
CN115075976A (en) Engine with integrated intake valve and exhaust valve and working method
TW202413792A (en) Improvement of two-stroke fuel engine for the fuel mixture to exchange heat with the auxiliary rib to lower the temperature of the auxiliary rib
WO2022105984A1 (en) An internal combustion engine system
JP2007024018A (en) Internal combustion engine
JPH04140428A (en) Cylinder rotary type internal-combustion engine