JP6025564B2 - ２サイクルエンジンを潤滑するためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、２サイクルエンジンを潤滑するためのシステムに関する。

特開平０７−０５４６２７号は、別のシステムからシステム油およびシリンダ油を使用する４サイクルディーゼルエンジンの潤滑油分配システムに関する。本発明とは違って、特開平０７−０５４６２７号のシステムでは２つ以上の種類の油が使用される。

独国特許第１０１２４４７６号は油供給装置に関する。
米国特許出願公開第２００６／１４８６６１号は、２サイクルエンジンを作動中、燃料経済および環境影響を改善するための方法およびシステムに関する。

例えば国際公開第２００６／０３２２７１Ａ１号に説明されるように、海上または定置型の用途で使用される２サイクルエンジンは、通常、２つの別々の潤滑油システムを装備されている。一方の潤滑システムは、通常、エンジンの軸受と例えば油冷却ピストンなどの潤滑および冷却のため、ならびに様々な弁などの作動および／または制御のために使用されるいわゆるシステム油を備える。他方の潤滑システムは、通常、エンジンのシリンダ、ピストンリングおよびピストン組立体の潤滑のために使用されるシリンダ油を備える。

典型的な２サイクルクロスヘッド型エンジンでは、シリンダ油はエンジンの各回転により連続して消費される（換言すれば、使い果たされる）が、一方システム油は（意図しない少量の漏れによるものを除いて）原則的に消費されない。シリンダ油は、その油が消費されるのでしばしば「全損」潤滑油と言及される。システム油およびシリンダ油の両方の使用および様々な種類が当分野でよく知られている。

２サイクルエンジンを潤滑するための知られているシステムの問題は、システムが比較的大きく、とりわけ高価な設備投資を生じさせる。例示として、知られているシステムは、かなり高価な油受（または「潤滑油ドレインタンク」）サイズ、すなわち使用済みシステム油を回収するために必要な空間を必要とする。

本発明の目的は、上記の問題を最小にすることである。
本発明の別の目的は、２サイクルエンジンを潤滑するための知られているシステムを簡単にすることである。

本発明の別の目的は、２サイクルエンジンを潤滑するための代替システムを提供することである。

１つまたは複数の上記のまたは他の目的が、２サイクルエンジンを潤滑するためのシステムを提供することにより本発明によって達成され、そのシステムは、
−シリンダ油用の第１の入口ならびにシステム油用の第２の入口および第３の入口を有する２サイクルエンジンと、
−エンジン内で使用されたシステム油用の油受であって、入口および出口を有し、出口がエンジンの第２の入口および第３の入口に結合されている油受と、
−エンジンの第１の入口に結合された第１の出口、油受の入口に結合された第２の出口および油受の出口に結合された第１の入口を有する油溜めと、
−油受の出口、エンジンの第２の入口および第３の入口および油溜めの第１の入口に結合された分流器とを少なくとも備える。

本発明による驚くべき簡単なシステムを使用することにより、特により小さい油保管設備が要求されるので、設備投資および業務費が著しく減少され得る。この点で、システムが作動目的のために要求される油の体積を減少させることを促進するので、業務費が減少することに留意されたい。

本発明による特別な利点は、（例えば、シリンダ油およびシステム油が異なる組成を有する日本特許第０７０５４６２７号とは異なって）潤滑システム内でシリンダ油およびシステム油の両方用に１つの種類の油のみが必要とされ、使用されることである。これは、作動の簡単さだけでなく、保管容量の低減、油用の在庫の低減などにつながる。加えて、本発明によるシステムは、容易に新規の船舶内で実施され、かつ既存船舶に後付けすることができる。

本発明によって使用される２サイクルエンジンに関して特定の限定はない。２サイクルエンジンが海上ディーゼルエンジンで使用されるエンジンであることが好ましい。当業者は、「海上」という用語は水上輸送船舶で使用されるようなエンジンなどに限定するのではないことを容易に理解するであろう。すなわち、加えてそのような用語は、発電用途に使用されるエンジンも含む。

典型的には、２サイクルエンジンは直結式、自己逆転式２サイクルエンジンである。２サイクルエンジンは、燃焼生成物がクランクケースに入り、システム油と混じることを防止するために、パワーシリンダをクランクケースから分離する仕切板およびパッキンボックスを有するクロスヘッド型構造のエンジンであることが好ましい。

上述のように、当業者は「シリンダ油」および「システム油」の使用および様々な種類に精通している。本発明によれば、同じ貯蔵タンクから供給される単一の種類の油がシリンダ油およびシステム油の両方に使用されるので、当業者は、良好な酸化および熱的安定性、水の抗乳化性、腐食保護および良好な泡止め性能を提供することが必要であると理解するであろう。

本発明の別の態様では、本発明によるシステムを含む船舶を提供する。船舶は通常は海上船舶である。
本発明の別の態様では、２サイクルエンジンを潤滑するための方法が提供され、エンジン内でシステム油およびシリンダ油として使用される油が同じ油受（および／または同じ油溜め）から供給される。その方法が、
（ａ）第１の油溜めから第１の入口でシリンダ油を、第２の入口および第３の入口でシステム油をエンジンに供給するステップと、
（ｂ）エンジンから油受に使用済みシステム油を除去するステップと、
（ｃ）使用済みシステム油の第１の部分および第２の部分をエンジンの第２の入口および第３の入口に戻し、使用済みシステム油の第３の部分を油溜めに戻すステップであって、使用済みシステム油の第１の部分、第２の部分および第３の部分が分流器を介して供給されるステップと
を少なくとも備えることが好ましい。

下文において、本発明が以下の制限しない図面によってさらに説明される。

本発明による２サイクルエンジンを潤滑するためのシステムの第１の実施形態の概略図である。 本発明による２サイクルエンジンを潤滑するためのシステムの第２の実施形態の概略図である。

図示の目的のために、単一の参照符号は、管路ならびにその管路内で運搬される流れに割り当てられる。同じ参照符号は同じ構成要素を指す。
図１は、２サイクルエンジンを潤滑するためのシステム（全体的に参照符号１で示される）を概略的に示す。

図１のシステム１は２サイクルエンジン２、油受３および油溜め４を備える。
２サイクルエンジン２は、シリンダ油１０がピストン２４（続いてピストン２４はその動きによってシリンダ油を分配することができる）に供給されるための第１の入口２１、システム油２０のための第２の入口２２およびシステム油３０のための第３の入口２３を有する。エンジン２は、消費されたシリンダ油を回収するための廃油タンクに結合された出口（図示せず）をさらに備えることができる。エンジン２は、典型的には、ピストン棒２５、軸受２６、軸受２６（クロスヘッド型）のための案内面２７、連接棒２８およびプロペラ軸（図示せず；図１の紙面に垂直である）に結合されたクランク軸２９をさらに備える。図１の実施形態に示すように、エンジン２は、２サイクルクロスヘッド型エンジンであることが好ましい。したがって、この実施形態では、入口２２でシステム油２０が、クロスヘッド型軸受２６および案内面２７への送り流として供給され、一方入口２３でシステム油３０が、軸受支持クランク軸２９への送り流として、およびピストン２４用の冷却油として供給される。

エンジン２内で使用されるシステム油用油受３は、入口３１および出口３２を有し、出口３２はエンジン２の第２の入口２２および第３の入口２３に結合されている。典型的には、図１の実施形態で示すように、油受３はエンジン２の一部を形成するが、油受３はエンジン２からかなり離れて配置されてもよい。後者の場合、油受３は使用済みシステム油用の別の入口を有することになる。

油溜め４はエンジン２の第１の入口２１に結合された第１の出口４１、油受３の入口３１に結合された第２の出口４２および油受３の出口３２に結合された第１の入口４３を有する。油溜め４は「堰」として作動させることができるので、油溜め４は液面調節器の存在を必要とせず、油溜め４の溢流を第２の出口４２を介して除去され、流れ６０を介して油受３の入口３１に供給することができる。

図１に示すように、システム１は油溜め４の第１の出口４１とエンジン２の第１の入口２１との間に粒子状物質を除去するために洗浄ユニット５をさらに備えることが好ましい。この粒子状物質は、エンジン２で使用されたときのシステム油の変質によって生成された可能性があり、システム油と共に油溜め４に再循環されている。典型的には、洗浄ユニット５は、網目フィルタまたは遠心フィルタなどのフィルタの形態であり、フィルタは、ＢＯＬＬ ＆ ＫＩＲＣＨ Ｆｉｌｔｅｒｂａｕ ＧｍｂＨから入手可能なものなど、自動逆洗式フィルタであることが好ましい。

必要であれば、油溜め４の第１の出口４１とエンジン２の第１の入口２１との間に追加の添加剤が、例えば噴射ノズルによってシリンダ油に加えられ得る。
加えて、図１に示すように、システム１は油受３の出口３２とエンジン２の第２の入口２２および第３の入口２３との間に加圧ユニット６をさらに備えることが好ましい。

システム１は、油受３の出口３２、エンジン２の第２の入口２２および第３の入口２３、ならびに油溜め４の第１の入口４３に結合された分流器７をさらに備える（典型的には加圧ユニット６の下流に）ことが好ましく、分流器７はユニット６から来る流れ４０を２つの流れ２０および３０に分割し、流れ２０および３０は、入口２２および２３でエンジン２の２つの別々の場所に流れ込む。ユニット６から油タンク４までの戻り管路５０は分流器７のちょうど上流に位置することもできることは言うまでもない。

もし必要ならば、適切な弁が様々な管路で所望の圧力を達成するために存在することができる。図１の実施形態では、弁７１が分流器７と油受３の入り口３２との間、弁７２が分流器７と油溜め４の第１の入口４３との間に配置されている。

当業者は、所望されれば、追加の要素が存在することができると容易に理解するであろう。
図１のシステムの使用中に、第１のタンク４の第１の出口４１から油が洗浄ユニット５を介してシリンダ油１０としてエンジン２の第１の入口２１でピストン２４まで供給される。シリンダ油は、ピストン２４を潤滑する間に消費され（「全損」潤滑油として）、残留物が消費済みシリンダ油を回収するための廃油タンク（図示せず）に送られ得る。典型的には消費されたシリンダ油は油受３に送られないが、これはシステム１で使用される油の品質に非常に悪影響を及ぼすことがあるからである。

加えて、油６０は油溜め４から、その出口４２を介して油受の入口３１に送られる。油４０が油受３から、その出口３２を介して、加圧ユニット６を介して分流器７に送られる。分流器７から油の第１の部分２０および第２の部分３０がシステム油としてエンジン２にその第２の入口２２および第３の入口２３で供給される。エンジン２の第２の入口２２での供給圧力は、典型的には第３の入口２３での圧力よりも高く、典型的な圧力は、それぞれ第２の入口２２では１５バール、第３の入口２３では５バールである（しかしそれは当然ながら実際に使用されるエンジンに依拠し得る）。その後、エンジン２からの使用済みシステム油（例えば軸受２６からの流出油およびピストン２４を冷却するために使用された戻り油）は、油受３に回収される。分流器７から来るシステム油の第３の部分５０は油溜め４の入口４３に再利用のために戻される。

図２の実施形態では、システム１は（第１の）油溜め４に加えて第２の油溜め８をさらに備える。油溜め４の第２の出口４２は第２の油溜め８の入口８１に結合され、第２の油溜め８は油溜め４の第２の入口４４に結合された出口８２を有する。

好ましくは、油受３には液面調節器３３が設けられ、その液面調節器３３が第２の油溜め８に機能的に結合される。例えば液面調節器３３が油受３の油面が所定の下限より下に低下したと判定する場合などに、必要であれば、追加の油７０が第２の油溜め８から油溜め４まで（その後、油受３まで）移送され得る。

当業者は、多くの改変形態が本発明の範囲から離れずに作成され得ることを容易に理解するであろう。

Claims (9)

1. ２サイクルエンジン（２）を潤滑するためのシステム（１）であって、
   シリンダ油用の第１の入口（２１）と、システム油用の第２の入口（２２）および第３の入口（２３）とを有する２サイクルエンジン（２）と、
   前記エンジン（２）内で使用されたシステム油用の油受（３）であって、入口（３１）および出口（３２）を有し、前記出口（３２）が前記エンジン（２）の前記第２の入口および前記第３の入口（２２，２３）に結合されている油受（３）と、
   前記エンジン（２）の前記第１の入口（２１）に結合された第１の出口（４１）、前記油受（３）の前記入口（３１）に結合された第２の出口（４２）および前記油受（３）の前記出口（３２）に結合された第１の入口（４３）を有する油溜め（４）と、
   前記油受（３）の前記出口（３２）、前記エンジン（２）の前記第２の入口および前記第３の入口（２２，２３）および前記油溜め（４）の前記第１の入口（４３）に結合された分流器（７）と
   を少なくとも備える、システム（１）。
2. 前記油溜め（４）の前記第１の出口（４１）と前記エンジン（２）の前記第１の入口（２１）との間に、粒子状物質を除去するための洗浄ユニット（５）をさらに備える、請求項１に記載のシステム（１）。
3. 前記油受（３）の前記出口（３２）と前記エンジン（２）の前記第２の入口および前記第３の入口（２２，２３）との間に加圧ユニット（６）をさらに備える、請求項１または２に記載のシステム（１）。
4. 前記油溜め（４）の前記第２の出口（４２）が第２の油溜め（８）の入口（８１）に結合されており、前記第２の油溜め（８）が、前記油溜め（４）の第２の入口（４４）に結合されている出口（８２）を有する、請求項１〜３の１つまたは複数の請求項に記載のシステム（１）。
5. 前記油受（３）には、前記第２の油溜め（８）に機能的に結合された液面調節器（３３）が設けられている、請求項１〜４の１つまたは複数の請求項に記載のシステム。
6. 前記エンジン（２）が２サイクルクロスヘッド型エンジンである、請求項１〜５の１つまたは複数の請求項に記載のシステム。
7. 前記エンジンのクロスヘッドは、前記エンジン（２）の前記第２の入口（２２）で油を供給されることができる、請求項６に記載のシステム（１）。
8. 請求項１〜７の１つまたは複数の請求項に記載のシステム（１）を含む船舶。
9. ２サイクルエンジン（２）を潤滑するための方法であって、前記エンジン（２）内でシステム油およびシリンダ油として使用される油が同じ油受（３）から供給され、シリンダ油とシステム油との両方に対して唯一のタイプの油が使用され、
   （ａ）第１の油溜め（４）の第１の出口（４１）から第１の入口（２１）でシリンダ油を、第２の入口（２２）および第３の入口（２３）でシステム油を前記エンジン（２）に供給するステップと、
   （ｂ）前記エンジン（２）から油受（３）に使用済みシステム油を除去するステップと、
   （ｃ）前記使用済みシステム油の第１の部分および第２の部分を前記エンジン（２）の前記第２の入口（２２）および前記第３の入口（２３）に戻し、前記使用済みシステム油の第３の部分を前記油受（３）の出口（３２）から前記油溜め（４）の第１の入口（４３）に戻すステップであって、前記使用済みシステム油の前記第１の部分、前記第２の部分および前記第３の部分が分流器（７）を介して供給されるステップと
   （ｄ）前記油溜め（４）の溢流を前記油溜め（４）の第２の出口（４２）から前記油受（３）の入口（３１）に供給するステップと
   を少なくとも備える、方法。

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