JP2020084971A - Engine driven by parallel synchronous piston - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2組のシリンダーの両ピストン2を、共用する1組のクロスヘッド3に連結し、両ピストン2を同じエンジン行程で運転して、1組のコネクティングロッド4と、1組のクランクアーム5aを介して、1本のクランク軸5bに回転力を与えるクロスヘッド型往復動エンジンの構造に関するものである。 The present invention connects both
往復動エンジンには、トランクピストン型とクロスヘッド型があり、どちらもエンジン用途に応じて使用されている。クロスヘッド型は、クランク機構で発生する横方向スラストを、クロスヘッド構造で受け止めエンジンを大型化し易いことや、シリンダーエリア1xと、クランクエリア5xを、ピストンロッド気密装置2eで隔離できることや、潤滑油の選別や管理が合理的に行えることなどより、大型舶用2ストロークエンジンに多用されている。しかし、トランクピストン型に比べて構造が複雑で、エンジン高さも高くなる。 There are two types of reciprocating engines, a trunk piston type and a crosshead type, both of which are used according to the engine application. The crosshead type can easily receive the lateral thrust generated by the crank mechanism with a crosshead structure and enlarge the engine, and can separate the
一方、トランクピストン型は、構造が簡単でエンジン高さも低く抑えられるが、クランク機構で発生する横方向スラストを、ピストン自体で受け止める必要があるので、大型のエンジンには適用し難い。また、シリンダーエリア1xと、クランクエリア5xを、クロスヘッド型のように、ピストンロッド気密装置2eで隔離できないので、燃料や燃焼ガスが、クランクエリア5xに流れ込む場合がある。また、シリンダーオイルとシステムオイルを分離できない。小型、中型の4ストロークエンジンで多用されている。 On the other hand, the trunk piston type has a simple structure and can keep the engine height low, but it is difficult to apply it to a large engine because the piston itself needs to receive the lateral thrust generated by the crank mechanism. Further, since the
従来の往復動エンジンに、クロスヘッド型を採用する場合は、エンジン高さが高くなるので設置場所の寸法的な制約があり、一般に、シリンダー内径が300mm未満のエンジンでは、クロスヘッド型は採用されていない。また、従来のシリンダー内径300mm以上の中型クロスヘッド型エンジンにおいては、大型クロスヘッド型エンジンを相似形でサイズを小さくした構造であり、整備や修理でエンジンを分解する場合の作業性がよくないという問題がある。 When a crosshead type is adopted for a conventional reciprocating engine, the height of the engine is high, so there is a dimensional restriction on the installation location. Generally, the crosshead type is adopted for engines with a cylinder inner diameter of less than 300 mm. Not not. Further, in the conventional medium-sized crosshead engine having a cylinder inner diameter of 300 mm or more, the large crosshead engine has a similar structure and a small size, and workability when disassembling the engine for maintenance or repair is not good. There's a problem.
また、近年、液体燃料(例:石油燃料)と気体燃料(例:天然ガス)を両用する二元燃料エンジンが採用されているが、従来のトランクピストン型では、その構造よりシリンダーオイルとシステムオイルを基本的に分離できないので、合理的な潤滑油の選択や管理ができないという問題がある。 In recent years, a dual fuel engine that uses both liquid fuel (example: petroleum fuel) and gas fuel (example: natural gas) has been adopted. In the conventional trunk piston type, cylinder oil and system oil are used due to its structure. Since there is basically no separation, there is the problem that rational selection and management of lubricating oil cannot be performed.
また、従来のトランクピストン型で、天然ガスなどを予混合燃焼方式で使用する時は、ピストンエリア1xと、クランクエリア5xを分離する気密装置が装置されていないので、シリンダー1の内部に供給された予混合燃料が、未燃焼のガス状のままで、シリンダー1とピストン2の摺動面から漏洩した場合は、直ちに、クランクエリアに侵入することになり、何らかの原因で引火し爆発する危険があるという問題がある。 Further, when using a conventional trunk piston type and natural gas in a premixed combustion system, an airtight device for separating the
また、従来のクロスヘッド型およびトランクピストン型においても、それぞれのシリンダーのエンジン行程を単独に考えて、このエンジン行程を個別に行わせるだけでは、排気ガスの環境問題や高効率化への対応には、構造的に限界がある。 Even in the conventional crosshead type and trunk piston type, by considering the engine stroke of each cylinder independently and performing this engine stroke individually, it is possible to cope with environmental problems of exhaust gas and high efficiency. Is structurally limited.
そこで、本発明は、A列およびB列の2組のピストン2を、共用する1組のクロスヘッド3に連結し、この両ピストン2を同じエンジン行程で運転することにより、従来のエンジンよりシリンダー内径を小さくできる結果、エンジン高さを低くできるので、従来、クロスヘッド化されていないシリンダー内径が300mm未満のエンジンのクロスヘッド化を実現する。また、このA列およびB列の2組のシリンダーの燃焼室を、燃焼室連結器1cで連結することにより、従来の単列1組のシリンダー群のエンジンでは不可能であった掃気方式や、燃焼改善方式などを採用する。 Therefore, according to the present invention, two sets of
本発明により、従来の単列1組のシリンダーを、A列およびB列の2組のシリンダー1に分割することにより、従来のシリンダーが1個の場合に比べて、シリンダー内径を約30パーセント小さくでき、その結果、エンジン高さも30パーセント低くできるので、従来はクロスヘッド化が困難であった小型エンジンも、クロスヘッド化が可能となる。 According to the present invention, by dividing a conventional single row cylinder into two pairs of
また、本発明により、ピストン2内部への潤滑油供給に、テレスコピック方式やスイングレバー方式の採用が可能となり、ピストン2に充分な量の潤滑油を供給できる。この結果、ピストン2の温度を、従来より低下させることができるので、予混合燃焼方式のエンジンにおける過早着火や、ノッキングの発生の抑制あるいは回避に寄与できる。 Further, according to the present invention, it is possible to adopt a telescopic method or a swing lever method for supplying the lubricating oil into the
また、本発明により、従来、コネクティングロッド4と結合するために、ピストン2に設けられていたピストンピン用のボス構造が不要となることより、ピストン2の構造を簡素化でき、熱分布を均等化し易くなるので、ピストンの冷却が改善され、予混合燃焼方式のエンジンにおける過早着火や、ノッキングの発生の抑制あるいは回避に寄与できる。 Further, according to the present invention, since the boss structure for the piston pin, which is conventionally provided in the
本発明の具体例としては、本発明を4ストロークエンジンに採用した場合においては、本来の4ストロークエンジンの排気行程の直前に、一方のシリンダー1の下部に設けた給気孔より、他方のシリンダー1の下部に設けた排気孔を使用した横断掃気(=クロス掃気)行程を付加できるので、排気ガスの温度による弁別回収や、排気弁やシリンダーヘッド部分の冷却改善や、2組のシリンダーの燃焼室連結による燃焼改善方式などの採用が可能となる。なお、この効果については、別途特許願を提出しているので、ここでは説明を割愛する。 As a specific example of the present invention, in the case where the present invention is applied to a four-stroke engine, immediately before the original exhaust stroke of the four-stroke engine, one
また、本発明の別の具体例としては、本発明を2ストロークエンジンに採用した場合においては、従来のシリンダー頂部に設置していた排気弁に代えて、シリンダー頂部に給気弁を設置することにより、排気ガスの温度による弁別回収や、高温の排気ガスに晒される排気弁の廃止や、シリンダーヘッド部分の冷却改善や、燃焼改善などが可能となる。なお、この効果については、別途特許願を提出しているので、ここでは説明を割愛する。 As another specific example of the present invention, when the present invention is applied to a two-stroke engine, an air supply valve is installed at the top of the cylinder instead of the exhaust valve installed at the top of the conventional cylinder. As a result, it is possible to perform discriminative recovery according to the temperature of exhaust gas, abolishment of an exhaust valve exposed to high-temperature exhaust gas, improvement of cooling of a cylinder head portion, improvement of combustion, and the like. Note that a patent application for this effect has been separately filed, so a description thereof will be omitted here.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、この構造の断面的な概念を示す。A列とB列の2組のシリンダー1を、同じエンジン行程で運転し、この両ピストン2の往復動を、共用する1組のクロスヘッド3を介して、1組のコネクティングロッド4に伝達し、1本のクランク軸5bに回転力を与える基本構造である。クランク軸5bの回転方向は、右回転でも左回転でもよい。 FIG. 1 shows the cross-sectional concept of this structure. Two sets of
シリンダーエリア1xと、クランクエリア5xは、A列およびB列の両ピストンロッド気密装置2eにより隔離される。クロスヘッド3の両端には、スラストシュー3bが設けられており、エンジン架台6に設けられたスラストガイド3a上を摺動し、コネクティングロッド4により発生する横方向スラストを受ける。 The
A列とB列のシリンダー1を、燃焼室連結器1cで結合すれば、この両シリンダー1の燃焼室を1個の燃焼室と看做して使用できる。この結合により、例えば、A列シリンダーの燃焼室からB列シリンダーの燃焼室あるいはその逆方向に、拡散燃焼の燃料(例:石油燃料)を噴射することができるので、燃料のシリンダー内への噴霧が効果的に行える。 If the
排気弁、吸気弁あるいは給気弁などは、A列またはB列のシリンダー1にそれぞれ設置できるし、A列およびB列シリンダーのこれらの諸弁を、燃焼室連結器1cに集約して設置することもできる。また、燃料の供給装置は、A列シリンダー1またはB列シリンダー1にそれぞれ設置できるし、A列およびB列のこの燃料の供給装置を、燃焼室連結器1cに集約して設置することもできる。 Exhaust valves, intake valves, intake valves, etc. can be installed in the
1 シリンダー
1c 燃焼室連結器
1x シリンダーエリア
2 ピストン
2e ピストンロッド気密装置
2d ピストンロッド
3a スラストガイド
3b スラストシュー
3c クロスヘッドピン
4 コネクティングロッド
5a クランクアーム
5b クランク軸
5c クランクピン
5x クランクエリア
6 エンジン架台1 cylinder 1c
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018225919A JP2020084971A (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Engine driven by parallel synchronous piston |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018225919A JP2020084971A (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Engine driven by parallel synchronous piston |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020084971A true JP2020084971A (en) | 2020-06-04 |
Family
ID=70907157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018225919A Pending JP2020084971A (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Engine driven by parallel synchronous piston |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020084971A (en) |
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2018
- 2018-11-14 JP JP2018225919A patent/JP2020084971A/en active Pending
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