JP5287750B2 - 往復動エンジン - Google Patents
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Description
本発明は、爆発膨張行程において、ピストンに作用する側圧に対抗して、ピストンを高圧燃焼ガスによって支持(ガス圧フロート)し、ピストンとシリンダとの摩擦抵抗を減少させた往復動エンジンの改良に関する。
これら(特許文献1から4)に記載の技術は、ピストンのセカンドランド部にガス室を形成し、爆発膨張行程初期に、このガス室に、シリンダ内面に設けたガス通路穴から、ピストン上方の高圧燃焼ガスを導入、保持させ、この導入、保持の高圧燃焼ガスによりピストンをスラスト側から支持し、ピストンとシリンダ内面との摩擦抵抗を減少する技術である。
しかし、エンジン運転中、上記ガス室には、ピストン上方の高圧燃焼ガスの導入、保持、排出が繰り返される。すると、ガス室の表面には次第にカーボンの付着堆積が発生してくる。
そこで、本発明は、エンジン運転が長期に渡り、上記ガス室に高圧燃焼ガスの導入、保持、排出が繰り返されても、ガス室にはカーボンの付着、堆積が発生しない往復動エンジンを提供するものである。
ピストンのトップリングとセカンドリングとセカンドランド、及びシリンダ内面とにより囲まれて形成されたガス室に、膨張行程の初期においてシリンダ内面のスラスト側の上部位に設けたガス通路穴からピストン上方の高圧燃焼ガスを導入し、この導入高圧燃焼ガスによってピストンをスラスト側から支持するようにした往復動エンジンにおいて、上記ガス室内に、半割リングがスラスト側からセカンドランドに被せた状態で、かつ上下方向に隙間をもって上下動自在に挿入され、ピストンの往復運動によって上記隙間分上下運動しガス室内が常に掃除されるようにした往復動エンジンである。
尚、本発明往復動エンジンにおいて、上記「上下方向」及び「上下動」はピストンの往復運動方向に沿った方向であり、動きである。
上記ガス室が高圧燃焼ガスの導入、保持、排出の繰り返しにさらされていても、ガス室内は半割リングが常に上下動を続け、掃除行為を行っているため、ガス室内はカーボンの付着、堆積が発生しない。
以下、本発明の実施形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。
図1及び図2は、爆発膨張行程におけるピストン2の降下工程初期の様子を示す。
図1及び図2には、爆発膨張行程初期にある本実施例の往復動エンジン1が示されている。
2はピストン、3はシリンダである。そして、4はガス室である。
ガス室4は、ピストン2のトップリング5とセカンドリング6と、セカンドランド7とシリンダ内面8とにより囲まれて形成されている。ガス室4は縦巾9がスラスト側10で広く、反スラスト側11で狭くなっている。
これは、ガス圧を受ける面積をスラスト側10において広くし、反スラスト側11で小さくし、導入、保持した高圧燃焼ガス12によってピストン2をスラスト側10から支持(ピストン側圧に対抗して)し、反スラスト側11からの押し返しをわずかにするためにある。
さて、上記ガス室4には、円弧形状の半割リング13がスラスト側10から上記セカンドランド7に被せた状態で挿入されている。
かつ、上記半割リング13はガス室4内において、上下方向(ピストン2の往復動方向)に隙間17をもって上下動自在に挿入されている。
以下、図3に示すように、上記半割リング13は、上記セカンドランド7の円周面に合わせた円弧形状に形成されている。
また、半割リング13は、正面、側面をガス室4の形状に合わせ、縦巾14が正面中央部15において、広く、両側端16、16で狭く形成されている。
さらに半割リング13は上記縦巾14が全体として、ガス室4の縦巾9より短くしてある。これは、この半割リング13がガス室4に挿入された状態で、上下方向に隙間17を作るためである。この隙間17の距離分、半割リング13はガス室4内で上下動する。
図1及び図2に示すように、半割リング13はその正面中央部15をスラスト側10に合わせてガス室4に挿入されている。
特に、半割リング13はエンジン運転中、ピストン2の往復運動によって、ガス室4を形成するセカンドランド7の表面を上下に掃くように上下動する。
また、もちろん、半割リング13の厚みtは、シリンダ内面8とセカンドランド7の表面19との隙間20内において、エンジン運転中、自由に上下(ピストン2の往復動方向に沿って)移動できる厚さである。
また、上記半割リング13は、ステンレス、バネ鋼等耐熱性金属板により形成されている。
尚、本実施例往復動エンジン1のピストン2について、ガス室4を形成するところのトップリング5は、ピストン頂面18と平行に設けられており、他方セカンドリング6はスラスト側10に向かって下り傾斜して設けられている。即ち、セカンドリング6はスラスト側10において上記トップリング5から遠く離れ、反スラスト側に近づくにつれて接近して設けられている。
よって、トップリング5とセカンドリング6との間(距離)、即ちガス室4の縦巾9はスラスト側10において幅広く、反スラスト側11に近づくにつれて次第に幅狭になっている。
また、シリンダ内面8のスラスト側10の上部位22には、複数のガス通路穴23が設けられている。ピストン2の降下行程において、ピストン2のトップリング5が上記ガス通路穴23上を通過するとき、このガス通路穴23の凹み24を介して、ピストン2上方の燃焼室25とピストン2の上記ガス室4とが連通し、燃焼室25の高圧燃焼ガス12がガス室4に導入され保持される。
即ち、爆発膨張行程の初期において、ピストン2のトップリング5がシリンダ内面8の上部位のガス通路穴23を通過するとき、ピストン2の上方の燃焼室25とピストン2のガス室4とが通じ合い、高圧燃焼ガス12がガス室4に導入、保持される。
このとき、ピストン2は側圧の作用を受けスラスト側10にシリンダ内面8に押し付けられようとするが、上記ガス室4に導入、保持された上記高圧燃焼ガス12によってスラスト側10から支持(ピストン2に作用する側圧に対抗して)された状態で降下行程を降下する。
上記の如くなる本実施例往復動エンジン1によれば、エンジン運転中、即ち、ピストン2が往復運動中、ピストン2のガス室4には、燃焼ガス12の導入(流入)、保持、排出が繰り返し行われていると共に、このガス室4内は半割リング13が上下動を続け、そのガス室4内の掃除行為を常に行っている。このため、ガス室4は繰り返して高圧燃焼ガス12の導入、保持を受けるが、上記半割リング13の掃除行為によって、ガス室4内、特に、セカンドランド7の表面19等にカーボンの付着、堆積の発生が防止される。
1 往復動エンジン
2 ピストン
3 シリンダ
4 ガス室
5 トップリング
6 セカンドリング
7 セカンドランド
8 シリンダ内面
9 ガス室の縦巾
10 スラスト側
11 反スラスト側
12 高圧燃焼ガス
13 半割リング
14 半割リングの縦巾
15 正面中央部
16 両側端
17 上下隙間
18 ピストン頂面
19 セカンドランドの表面
20 隙間
22 上部位
23 ガス通路穴
24 凹み
25 燃焼室
2 ピストン
3 シリンダ
4 ガス室
5 トップリング
6 セカンドリング
7 セカンドランド
8 シリンダ内面
9 ガス室の縦巾
10 スラスト側
11 反スラスト側
12 高圧燃焼ガス
13 半割リング
14 半割リングの縦巾
15 正面中央部
16 両側端
17 上下隙間
18 ピストン頂面
19 セカンドランドの表面
20 隙間
22 上部位
23 ガス通路穴
24 凹み
25 燃焼室
Claims (1)
- ピストンのトップリングとセカンドリングとセカンドランド、及びシリンダ内面とにより囲まれて形成されたガス室に、膨張行程の初期において、シリンダ内面のスラスト側の上部位に設けたガス通路穴からピストン上方の高圧燃焼ガスを導入し、この導入高圧燃焼ガスによってピストンをスラスト側から支持するようにした往復動エンジンにおいて、上記ガス室内に、半割リングがスラスト側からセカンドランドに被せた状態で、かつ上下方向に隙間をもって上下動自在に挿入され、ピストンの往復運動によって、上記隙間分上下運動し、ガス室内が常に掃除されるようにした往復動エンジン。
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JP2010020781A JP5287750B2 (ja) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | 往復動エンジン |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013072346A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Bando Kiko Co Ltd | 往復動エンジン |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2929777B2 (ja) * | 1991-06-08 | 1999-08-03 | 坂東機工株式会社 | エンジン |
JP2009114927A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Bando Kiko Co Ltd | 往復動エンジン |
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2010
- 2010-02-01 JP JP2010020781A patent/JP5287750B2/ja not_active Expired - Fee Related
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