JP6588868B2 - 多気筒エンジン - Google Patents

Description

本発明は、多気筒エンジンに関する。詳細には、多気筒エンジンにおけるパイロット燃料供給用の配管の配置に関する。

従来からある多気筒エンジンとして、例えば、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式と、重油等の液体燃料（燃料油）を拡散させて燃焼させる拡散燃焼方式との何れかを択一的に選択して駆動させることができる、いわゆるデュアルフューエルエンジンが知られている。特許文献１は、この種の多気筒エンジンであるエンジン装置を開示する。

この特許文献１のエンジン装置では、予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として燃焼室にパイロット燃料を供給するためのコモンレール配管（パイロット燃料供給用コモンレール配管）が、クランク軸に対して左側の、平面視で排気マニホールドのすぐ側方、より具体的には、排気マニホールドの排気枝管の上方の位置に設けられている。

特開２０１５−８６７２８号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、パイロット燃料供給用コモンレール配管が排気マニホールドの近傍に配管されているため、燃焼室に供給される前のパイロット燃料が仮に漏れた場合に、高温の排気マニホールドの表面に接触して火災に繋がるおそれがあった。

なお、パイロット燃料供給用コモンレール配管を排気マニホールドとは離れた場所に配置するために、パイロット燃料供給用コモンレール配管を、クランク軸に対して排気マニホールドが配置される側とは反対側に配置することが考えられる。

しかしその場合、従来、燃焼室にパイロット燃料を供給するパイロット燃料噴射弁は、シリンダヘッド上部のヘッドカバーに対して、排気マニホールドが配置される側からその先端部がヘッドカバーの下側に潜り込むように燃焼室内に挿入されているため、前記のパイロット燃料供給用コモンレール配管と、このパイロット燃料噴射弁と、を接続する枝管を合理的に配置することが困難であった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、パイロット燃料供給用レール配管を、パイロット燃料噴射弁がヘッドカバーに対して挿入される側とは反対側に配置した場合でも、パイロット燃料供給用レール配管とパイロット燃料噴射弁とを合理的に接続する枝管の構成を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の多気筒エンジンが提供される。即ち、この多気筒エンジンは、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を前記燃焼室内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、に対応可能である。この多気筒エンジンは、ヘッドカバーと、パイロット燃料噴射弁と、パイロット燃料供給用レール配管と、複数のヘッドボルトと、パイロット燃料枝管と、を備える。前記ヘッドカバーは、前記多気筒エンジンの動弁機構を覆うために気筒ごとに設けられ、前記多気筒エンジンのクランク軸の軸線方向に複数並んで配置される。前記パイロット燃料噴射弁は、前記気筒ごとに、前記クランク軸の軸線を含む仮想鉛直平面よりも一側から前記燃焼室に向かって斜下方に延びるように配置され、前記予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として前記燃焼室にパイロット燃料を供給する。前記パイロット燃料供給用レール配管は、前記仮想鉛直平面に対して前記一側とは反対側に配置され、前記パイロット燃料噴射弁にパイロット燃料を供給するために複数の前記気筒で共通で用いられる。前記ヘッドボルトは、平面視で、隣接する前記ヘッドカバーの間で、当該ヘッドカバーが並ぶ方向と同一の方向で並ぶ複数の列をなすように配置され、前記多気筒エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとを固定する。前記パイロット燃料枝管は、前記パイロット燃料供給用レール配管から分岐して、隣接する前記ヘッドカバーの間で複数の前記列のうち一部のみの列の前記ヘッドボルトの上方を通過し、前記パイロット燃料噴射弁に接続する。

これにより、隣接するヘッドカバーの間の空間を活用して、パイロット燃料枝管を合理的に配置することができる。また、上方をパイロット燃料枝管が通過しない列のヘッドボルトについては吊上げ用の治具を容易に装着可能であるので、エンジンの設置等のためにヘッドボルトを介して多気筒エンジンを吊り上げることが容易である。

前記の多気筒エンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、複数の前記ヘッドカバーのうち、互いに隣接するヘッドカバーの間には空間がそれぞれ形成されている。前記ヘッドカバーが並べられる方向で、前記パイロット燃料枝管が通過する前記空間と、前記パイロット燃料枝管が通過しない前記空間と、が交互に配置される。

これにより、パイロット燃料枝管の迂回の程度を小さくすることができるので、長さを短くすることができる。

前記の多気筒エンジンにおいては、複数の前記パイロット燃料枝管が、１つの列の前記ヘッドボルトの上方を通過するように配置されていることが好ましい。

これにより、吊上げ用の治具を装着可能なヘッドボルトの列を増やすことができるので、多気筒エンジンの吊上げが更に容易になる。また、共通の部材で複数のパイロット燃料枝管を支持することで、構成の簡素化及びコンパクト化を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジン及び２系統の燃料供給経路を概略的に示す説明図。 エンジンの背面図。 燃焼室の周辺の構成を詳細に示す背面一部断面図。 エンジンの正面図。 エンジンの平面図。 エンジンの右側面図。 液体燃料供給経路を示す模式的な前方斜視図。 エンジンの左側面図。 サイドカバーの一部及び遮熱カバーを取り外したときの様子を示すエンジンの斜視図。 シリンダヘッド上部の構成を示す斜視図。 パイロット燃料枝管支持構造の構成を示す斜視図。 吊上げ用の治具をヘッドボルトに取り付けた様子を示す斜視図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン２１及び２系統の燃料供給経路３０，３１を概略的に示す説明図である。図２は、エンジン２１の背面図である。図３は、燃焼室１１０の周辺の構成を詳細に示す背面一部断面図である。図４は、エンジン２１の正面図である。図５は、エンジン２１の平面図である。図６は、エンジン２１の右側面図である。図７は、液体燃料供給経路を示す模式的な前方斜視図である。図８は、エンジン２１の左側面図である。図９は、サイドカバー４３の一部及び遮熱カバー４５を取り外したときの様子を示すエンジン２１の斜視図である。

図１に示す本実施形態のエンジン（多気筒エンジン）２１は、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を燃焼室内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、の何れにも対応可能な、いわゆるデュアルフューエルエンジンである。本実施形態のエンジン２１は、図示しない船舶の推進兼発電機構の駆動源として、船舶の機関室の内底板上に、ベース台を介して据え付けられる。

エンジン２１の後端部からは、エンジン出力軸としてのクランク軸２４が後方に向かって突出している。クランク軸２４の一端には、図示しない減速機が動力伝達可能に連結される。この減速機を間に挟んで、船舶の図示しない推進軸が、クランク軸２４と軸線を一致させるように配置される。推進軸の端部には、船舶の推進力を発生させるプロペラが取り付けられる。前記減速機はＰＴＯ軸を有しており、このＰＴＯ軸に、図示しない軸駆動発電機が動力伝達可能に連結される。

この構成により、エンジン２１の動力が減速機を介して、推進軸と軸駆動発電機とに分岐して伝達される。これにより、船舶の推進力を発生させるとともに、軸駆動発電機の駆動にて生じた電力が船舶内の電気系統に供給される。

次に、エンジン２１について、図面を参照して詳細に説明する。エンジン２１は、上述したようにデュアルフューエルエンジンであり、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式と、重油等の液体燃料（燃料油）を拡散させて燃焼させる拡散燃焼方式と、の何れかを選択して駆動させることができる。

なお、以下では、減速機と接続される側（フライホイールが配置される側）を後側として、エンジン２１の構成における前後左右の位置関係を説明する。従って、前後方向は、クランク軸２４の軸線に平行な方向と言い換えることができ、左右方向は、クランク軸２４の軸線に垂直な方向と言い換えることができる。ただし、この説明はエンジン２１の向きを限定するものではなく、エンジン２１は用途等に応じて様々な向きで設置することができる。

エンジン２１には、図１に示すように、２系統の燃料供給経路３０，３１が接続されている。一方の燃料供給経路３０には、液化天然ガス（ＬＮＧ）を貯留するガス燃料タンク３２が接続されるとともに、他方の燃料供給経路３１には、船舶用ディーゼルオイル（ＭＤＯ）を貯留する液体燃料タンク３３が接続される。この構成で、一方の燃料供給経路３０はエンジン２１に燃料ガスを供給し、他方の燃料供給経路３１はエンジン２１に燃料油を供給する。

燃料供給経路３０には、上流側から順に、液化状態の気体燃料を貯蔵するガス燃料タンク３２と、ガス燃料タンク３２の液化燃料を気化させる気化装置３４と、気化装置３４からエンジン２１への燃料ガスの供給量を調整するガスバルブユニット３５と、が配置されている。

エンジン２１は、図２から図４までに示すように、シリンダブロック２５の上にシリンダヘッド２６を組み付けて構成される直列多気筒エンジンである。図２及び図４に示すように、シリンダブロック２５の下部には、前記クランク軸２４が、軸線２４ｃを前後方向に向けた状態で回転可能に支持されている。

シリンダブロック２５には、複数（本実施形態では、６つ）の気筒がクランク軸２４の軸線に沿うように一列（直列）に並べて形成される。各気筒には、図３に示すように、ピストン７８が上下方向にスライド可能に収容される。このピストン７８は、図示しないロッドを介して前記クランク軸２４に連結される。

図５及び図６に示すように、それぞれの気筒を上側から覆うように、シリンダブロック２５には複数（本実施形態では６つ）のシリンダヘッド２６が取り付けられる。シリンダヘッド２６はそれぞれの気筒に対して設けられ、ヘッドボルト９９を用いてシリンダブロック２５に固定される。図３に示すように、それぞれの気筒において、ピストン７８の上面とシリンダヘッド２６で取り囲まれた空間に燃焼室１１０が形成される。

複数のヘッドカバー４０は、図５に示すように、各気筒に対応するように、クランク軸２４の軸線２４ｃの方向（前後方向）に沿って一列に並んでシリンダヘッド２６上に配置されている。図３に示すように、それぞれのヘッドカバー４０の内部には、吸気弁及び排気弁を動作させためのプッシュロッド及びロッカーアーム等からなる動弁機構が収容されている。前記吸気弁を開いた状態では、燃焼室１１０に吸気マニホールド６７からの吸気を取り込むことができる。前記排気弁を開いた状態では、燃焼室１１０からの排気を排気マニホールド４４に排出することができる。

図３に示すように、ヘッドカバー４０の左側の近傍には、後述するパイロット燃料噴射弁８２の上端部が配置されている。このパイロット燃料噴射弁８２は、クランク軸２４の軸線２４ｃを含む仮想鉛直平面Ｐ１（図７を参照）を考えたときに、当該仮想鉛直平面Ｐ１に対して一側（本実施形態では左側）からシリンダヘッド２６の内部に挿入され、燃焼室１１０に向かって斜下方に延びている。

なお、以後の説明では、クランク軸２４の軸線２４ｃを含む仮想鉛直平面Ｐ１に対して一側／他側に位置することを、クランク軸２４に対して一側／他側と表現することがある。仮想鉛直平面Ｐ１は、クランク軸２４の軸線２４ｃの方向にも上下方向にも無限に広い平面であると考えることができるが、図７では、斜視図での表現の都合により、エンジン２１の近傍の一部のみの仮想鉛直平面Ｐ１が示されている。

図２、図３及び図８に示すように、シリンダヘッド２６の左側には、予混合燃焼方式での燃焼時に各気筒の燃焼室１１０にガス燃料を分配して供給するためのガスマニホールド４１が設けられる。ガスマニホールド４１は、シリンダヘッド２６の左側面に沿って前後方向に延びるように配置される。ガスマニホールド４１には、各気筒の燃焼室１１０に対応する複数（本実施形態では６つ）のガス枝管４１ａが接続され、当該ガス枝管４１ａの先端部には、図３に示すように、ガス燃料を噴射するためのガスインジェクタ９８が設けられる。ガスインジェクタ９８の先端部は、気筒に対応してシリンダヘッド２６の内部に形成される吸気枝管６７ａに臨んでいる。ガスインジェクタ９８からガス燃料を噴射することにより、吸気マニホールド６７の吸気枝管６７ａにガス燃料を供給することができる。

図３、図７及び図９に示すように、シリンダブロック２５の右側には、拡散燃焼方式での燃焼時に各気筒の燃焼室１１０に液体燃料を分配して供給するための液体燃料供給用レール配管４２が設けられる。液体燃料供給用レール配管４２は、シリンダブロック２５の右側面に沿って前後方向に延びるように配置されている。液体燃料供給用レール配管４２に供給された液体燃料は、各気筒に対応して設けられた燃料噴射ポンプ８９に分配して供給される。それぞれの気筒には、図３に示すように、燃料噴射ポンプ８９から供給された液体燃料を噴射するメイン燃料噴射弁７９が配置されている。メイン燃料噴射弁７９はシリンダヘッド２６に上方から垂直に差し込まれるように配置され、その上端部はヘッドカバー４０の内部に配置され、下端部は気筒の燃焼室１１０に臨んでいる。燃料噴射ポンプ８９とメイン燃料噴射弁７９とは、シリンダヘッド２６に形成された液体燃料供給路１０６を介して接続される。

液体燃料供給用レール配管４２の下方近傍の位置に、それぞれの燃料噴射ポンプ８９から戻された余分な燃料を集めるための液体燃料戻し集約管４８が設けられる。液体燃料戻し集約管４８は、液体燃料供給用レール配管４２と平行に配置され、燃料噴射ポンプ８９に接続される。液体燃料戻し集約管４８の端部には、液体燃料を液体燃料タンク３３まで戻すための燃料戻し管１１５が接続される。

図３、図７及び図９に示すように、シリンダブロック２５の右側であって、液体燃料供給用レール配管４２よりも上方の位置には、予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として各気筒の燃焼室１１０にパイロット燃料を分配して供給するためのパイロット燃料供給用レール配管（パイロット燃料供給用コモンレール配管）４７が設けられる。パイロット燃料供給用レール配管４７は、シリンダブロック２５の右側面に沿って前後方向に延びるように配置されている。それぞれの気筒には、図３及び図７に示すように、パイロット燃料供給用レール配管４７から供給された液体燃料（パイロット燃料）を噴射するパイロット燃料噴射弁８２が配置されている。パイロット燃料噴射弁８２はシリンダヘッド２６に上方から斜めに差し込まれるように配置され、その上端部はヘッドカバー４０のすぐ左脇の位置に配置され、下端部は気筒の燃焼室１１０に臨んでいる。図７に示すように、それぞれの気筒に対応して、パイロット燃料枝管１０９がパイロット燃料供給用レール配管４７から分岐するように設けられている。パイロット燃料枝管１０９は、並べて配置されたヘッドカバー４０の間を通過するように配置され、パイロット燃料噴射弁８２の上端部に接続される。

図３、図７及び図９に示すように、シリンダブロック２５及びシリンダヘッド２６で構成されるエンジン２１の右側面の上部には段差が形成されており、この段差の部分に、パイロット燃料供給用レール配管４７と液体燃料供給用レール配管４２と燃料噴射ポンプ８９とが配置されている。シリンダブロック２５及びシリンダヘッド２６には、この段差部分を覆うようにサイドカバー４３が取り付けられている。パイロット燃料供給用レール配管４７、液体燃料供給用レール配管４２、及び燃料噴射ポンプ８９は、サイドカバー４３で被覆されている。なお、図９には、サイドカバー４３の一部が取り外された状態が描かれている。

図２、図３及び図９に示すように、シリンダヘッド２６の左上方であって、ガスマニホールド４１よりも上方の位置には、各気筒の燃焼室１１０での燃焼により発生した排気を集めて外部に排出するための排気マニホールド４４が、ガスマニホールド４１と平行に配置される。排気マニホールド４４の外周は、遮熱カバー４５で覆われている（ただし、図９においては遮熱カバー４５が取り外されている）。図３に示すように、排気マニホールド４４には各気筒に対応する排気枝管４４ａが接続されている。この排気枝管４４ａは、各気筒の燃焼室１１０に通じている。

シリンダブロック２５の内部の左側寄りには、外部からの空気（吸気）を各気筒の燃焼室１１０に分配して供給するための吸気マニホールド６７が、ガスマニホールド４１と平行に配置される。図３に示すように、吸気マニホールド６７から分岐するように６つの吸気枝管６７ａがシリンダヘッド２６の内部に形成され、それぞれの吸気枝管６７ａは燃焼室１１０に通じている。

この構成により、拡散燃焼方式での燃焼時には、各気筒に吸気マニホールド６７から供給された空気がピストン７８のスライドにより圧縮された適宜のタイミングで、メイン燃料噴射弁７９から燃焼室１１０内に適宜の量の液体燃料が噴射されるようになっている。液体燃料を燃焼室１１０内に噴射することにより、ピストン７８は、燃焼室１１０で生じる爆発から得られる推進力によって気筒内を往復運動し、ピストン７８の往復運動がロッドを介してクランク軸２４の回転運動に変換されて動力が得られる。

一方、予混合燃焼方式での燃焼時には、ガスマニホールド４１からのガス燃料がガスインジェクタ９８から吸気枝管６７ａ内で噴射されることにより、吸気マニホールド６７から供給された空気と、ガス燃料とが混合される。気筒に導入された空気とガス燃料の混合気がピストン７８のスライドにより圧縮された適宜のタイミングで、パイロット燃料噴射弁８２から燃焼室１１０内に少量のパイロット燃料が噴射されることにより、ガス燃料に着火される。ピストン７８は、燃焼室１１０での爆発により得られる推進力によって気筒内を往復運動し、ピストン７８の往復運動がロッドを介してクランク軸２４の回転運動に変換されて動力が得られる。

拡散燃焼方式で燃焼した場合にも、予混合燃焼方式で燃焼した場合にも、燃焼により生じた排気はピストン７８の運動により気筒から押し出され、排気マニホールド４４に集められた後、外部に排出される。

図４に示すように、エンジン２１の前端面（正面）には、クランク軸２４の前端部分を取り囲むようにして、冷却水ポンプ５３、潤滑油ポンプ５５、及び燃料高圧ポンプ５６がそれぞれ設けられている。燃料高圧ポンプ５６は、クランク軸２４の右側寄りに配置される。また、エンジン２１の前端部分には、クランク軸２４の回転動力を伝達する図略の回転伝達機構が設けられている。これにより、クランク軸２４からの回転動力が前記回転伝達機構を介して伝達されることで、クランク軸２４の外周側に設けられた冷却水ポンプ５３、潤滑油ポンプ５５、及び燃料高圧ポンプ５６がそれぞれ駆動される。

図８に示すように、シリンダブロック２５の左側面には、潤滑油クーラ５８と、潤滑油漉し器５９と、が取り付けられている。潤滑油ポンプ５５から供給された潤滑油は、潤滑油クーラ５８で冷却された後、潤滑油漉し器５９で浄化されて、エンジン２１の各部に供給される。

図４に示す冷却水ポンプ５３から送られてくる冷却水は、エンジン２１の各気筒を冷却した後、図５等に示すシリンダヘッド上冷却水配管４６に集められる。

インタークーラ５１は、エンジン２１の前端面に沿って配置され、過給機４９のコンプレッサで圧縮された空気を冷却する。シリンダブロック左冷却水配管６０は、図８に示すように、シリンダブロック２５の前方からガスマニホールド４１に沿うようにして、潤滑油クーラ５８及び潤滑油漉し器５９の間となる位置まで後方に向かって延びており、潤滑油クーラ５８に冷却水を供給する。

図５及び図９に示すように、シリンダヘッド上冷却水配管４６は、それぞれがシリンダヘッド２６の上方に配置された複数のヘッドカバー４０と、排気マニホールド４４と、の間の位置に、当該排気マニホールド４４と平行に配置されている。シリンダヘッド上冷却水配管４６は、各気筒に対応して設けられた冷却水枝管と連結されて、この冷却水枝管を介して各気筒の冷却水路（シリンダヘッド２６に形成された冷却水路）と接続している。

図４に示す燃料高圧ポンプ５６は、回転駆動されることにより、図１の液体燃料タンク３３から燃料フィードポンプ１６６を介して供給される燃料油（液体燃料）を昇圧して、図７等に示すパイロット燃料供給用主管１０７を経由して、パイロット燃料供給用レール配管４７に送る。液体燃料タンク３３から燃料高圧ポンプ５６への燃料経路の中途部には、燃料油を濾過するパイロット燃料用フィルタが設けられている。

また、図１に示す燃料フィードポンプ１６５が電動で駆動されることにより、当該燃料フィードポンプ１６５は液体燃料タンク３３からの燃料油を吸い込んで、図７等に示す液体燃料供給用主管１０８を経由して液体燃料供給用レール配管４２に送る。液体燃料タンク３３から液体燃料供給用レール配管４２への燃料油の供給経路の中途部には、燃料油を濾過するメイン燃料用フィルタが設けられている。

図７に示すように、パイロット燃料供給用主管１０７、液体燃料供給用主管１０８及び燃料戻し管１１５は、シリンダブロック２５の右側面に沿うように、シリンダブロック２５のすぐ前方に配置されている。パイロット燃料供給用主管１０７、液体燃料供給用主管１０８及び燃料戻し管１１５は、シリンダブロック２５の前端面から右方に突出するように設けられた複数のクランプ部材１１１を介して、シリンダブロック２５の右側面に沿って上下方向に延びるように配置される。

シリンダヘッド２６の前方の右側寄り、より具体的には、インタークーラ５１の右側面には、ステーを介して、エンジン２１の始動・停止等の制御を行う機側操作用制御装置７１が設けられている（図６及び図９を参照）。機側操作用制御装置７１には、オペレータによるエンジン２１の始動・停止を受け付けるスイッチ等の操作部と、エンジン２１の運転状態を表示するディスプレイと、が設けられている。オペレータが機側操作用制御装置７１を操作することにより、エンジン２１を、予混合燃焼方式又は拡散燃焼方式の何れかで駆動させることができるようになっている。

次に、エンジン２１における液体燃料供給用の配管の配置について、主として図７を参照してより詳細に説明する。

拡散燃焼方式での燃焼時に燃焼室１１０に液体燃料を供給するための液体燃料供給経路は、上述のように、液体燃料供給用主管１０８や液体燃料供給用レール配管４２等を備えて構成される。また、液体燃料供給用主管１０８の中途部には、前記メイン燃料用フィルタが設けられている。前記メイン燃料用フィルタは、エンジン２１の前端面の右側寄りに配置されている。また、液体燃料供給用主管１０８は、シリンダブロック２５の前端面から右方に突出するように設けられた複数のクランプ部材１１１を介して、シリンダブロック２５の右側面に沿って上下方向に延びるように配管される。液体燃料供給用主管１０８の下流側には、液体燃料供給用レール配管４２が接続される。液体燃料供給用レール配管４２は、シリンダブロック２５の右側面に沿うように前後方向に延びた状態で、サイドカバー４３により覆われている。

燃料フィードポンプ１６５から液体燃料供給用主管１０８を経由して液体燃料供給用レール配管４２に圧送された液体燃料は、各気筒に対応して設けられた燃料噴射ポンプ８９に分配されるようになっている。燃料噴射ポンプ８９は、サイドカバー４３で覆われている。燃料噴射ポンプ８９に供給された液体燃料は、図３に示すように、シリンダヘッド２６の内部に形成された液体燃料供給路１０６を経由してメイン燃料噴射弁７９に供給される。

このように、拡散燃焼方式での燃焼時に燃焼室１１０に液体燃料を供給するための液体燃料供給経路は、全体として、クランク軸２４に対して右側（クランク軸２４の軸線２４ｃを含む仮想鉛直平面Ｐ１の右側）に配置されている。よって、オペレータは、エンジン２１の右側面からこの液体燃料供給経路にアクセスし、液体燃料供給用主管１０８や液体燃料供給用レール配管４２や前記メイン燃料フィルタ等のメンテナンスをまとめて行うことができる。とりわけ、エンジン２１の右側面は、従来から機側操作用制御装置７１が配置される側であり、オペレータにとってアクセスし易い構成となっている。

拡散燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として燃焼室１１０にパイロット燃料を供給するためのパイロット燃料供給経路は、上述のように、パイロット燃料供給用主管１０７やパイロット燃料供給用レール配管４７等を備えて構成される。パイロット燃料供給用主管１０７の上流側には、燃料高圧ポンプ５６が接続されている。また、燃料高圧ポンプ５６の上流側には燃料経路が接続されており、この燃料経路の中途部に前記パイロット燃料用フィルタが設けられている。この燃料経路の上流側は、液体燃料タンク３３に接続されている。この燃料高圧ポンプ５６と、前記パイロット燃料用フィルタは、エンジン２１の前端面の右側寄りに配置されている。また、パイロット燃料供給用主管１０７は、液体燃料供給用主管１０８を支持するのに用いられている前記クランプ部材１１１を介して、シリンダブロック２５の右側面に沿って上下方向に延びるように配置される。このように、パイロット燃料供給用主管１０７と液体燃料供給用主管１０８とを共通のクランプ部材１１１により支持しているので、部品点数を削減できる。

パイロット燃料供給用主管１０７の下流側には、パイロット燃料供給用レール配管４７が接続される。パイロット燃料供給用レール配管４７は、シリンダブロック２５の右側面に沿うように前後方向に延びた状態で、サイドカバー４３により覆われている。

前記パイロット燃料フィルタで濾過された後、燃料高圧ポンプ５６からパイロット燃料供給用主管１０７を経由してパイロット燃料供給用レール配管４７に圧送されたパイロット燃料は、各気筒に対応して設けられたパイロット燃料枝管１０９に分配される。パイロット燃料枝管１０９は、隣接するヘッドカバー４０の間のスペースを通るように配管されている。なお、図７では図示していないが、パイロット燃料枝管１０９は、上方から枝管カバー１０５で覆われている。パイロット燃料枝管１０９に供給されたパイロット燃料は、その下流側の先端部に設けられるパイロット燃料噴射弁８２から適宜のタイミングで噴射される。

このように、予混合燃焼方式での燃焼時に燃焼室１１０にパイロット燃料を供給するためのパイロット燃料供給経路は、上述の液体燃料供給経路と同様に、全体としてクランク軸２４に対して右側（クランク軸２４の軸線２４ｃを含む仮想鉛直平面Ｐ１の右側）に配置されている（図７を参照）。よって、オペレータがエンジン２１の右側面からこのパイロット燃料供給経路にアクセスし、パイロット燃料供給用主管１０７やパイロット燃料供給用レール配管４７や前記パイロット燃料用フィルタ等のメンテナンスをまとめて行うことが容易である。このように、液体燃料供給経路（パイロット燃料供給経路を含む。）に関するメンテナンスをエンジン２１の一側の側面（本実施形態では、右側面）からまとめて行うことができ、オペレータにとってメンテナンスが行い易いレイアウトとなっている。

パイロット燃料供給用主管１０７、パイロット燃料供給用レール配管４７及びパイロット燃料枝管１０９は、何れも２重管構造となっており、燃料高圧ポンプ５６側からの燃料油をパイロット燃料噴射弁８２に供給するとともに、パイロット燃料噴射弁８２からリークした燃料油を燃料高圧ポンプ５６へ戻すこともできる。

次に、シリンダヘッド２６の上方におけるパイロット燃料枝管１０９の配置について、主として図１０及び図１１を参照してより詳細に説明する。図１０は、シリンダヘッド２６の上方の構成を示す斜視図である。図１１は、パイロット燃料枝管支持構造１２０の構成を示す斜視図である。図１２は、吊上げ用の治具９５，９５ｘをヘッドボルト９９に取り付けた様子を示す斜視図である。

図１０に示すように、直線状に並べて配置される６つのヘッドカバー４０のうち、隣接するヘッドカバー４０とヘッドカバー４０との間のスペースにはそれぞれ、前記ヘッドボルト９９が複数本ずつ（本実施形態では４本ずつ）配置される。この４本のヘッドボルト９９のうち、一側のヘッドカバー４０に近い側の２本と、他側のヘッドカバー４０に近い側の２本は、それぞれ１つの列をなしている。言い換えれば、４本のヘッドボルト９９は、平面視で、隣接するヘッドカバー４０とヘッドカバー４０との間で２つの列をなすように並べて配置されている。なお、図１０等には、それぞれの列においてヘッドボルト９９が並べられる方向（具体的には、左右方向）が、矢印Ａ１で示されている。ヘッドボルト９９の２つの列は、ヘッドカバー４０が並ぶ方向と同一の方向（具体的には、前後方向）で並んでいる。

本実施形態ではヘッドカバー４０は６つ設けられているので、図１０に示すように、ヘッドカバー４０の間の空間は５つ形成される。この５つの空間はヘッドカバー４０が並べられる方向と同じ方向に並んでいるが、その並べられる方向で１つおきの空間に、パイロット燃料枝管支持構造１２０がそれぞれ配置されている。そして、１つのパイロット燃料枝管支持構造１２０につきパイロット燃料枝管１０９が２本ずつ支持され、この２本のパイロット燃料枝管１０９は、ヘッドカバー４０の間に２つの列をなして配置されるヘッドボルト９９のうち、１つの列のヘッドボルト９９の上方を、当該列に沿って通過している。

図１０及び図１１に示すように、それぞれのヘッドボルト９９には円筒状のナット９４が取り付けられており、このナット９４を締め付けることにより、シリンダヘッド２６をシリンダブロック２５に締結することができる。ヘッドボルト９９の上端はナット９４から上方に突出しており、この突出部分には、図１０に示す治具９５を取り付けることができる。この治具９５は、船舶にエンジン２１を設置するために、例えば起重機船のクレーンでエンジン２１を吊り上げるために用いられる。治具９５の下端部には、ヘッドボルト９９に対してネジ結合するための図略のメネジ穴が形成されている。

吊上げ時のエンジン２１のバランスを確保するため、治具９５は原則として、同一の列に属する２つのヘッドボルト９９にそれぞれ取り付けられる。ただし、ヘッドボルト９９がなす上記の列のうち、上方にパイロット燃料枝管支持構造１２０（パイロット燃料枝管１０９）が配置される列においては、当該ヘッドボルト９９に治具９５を取り付けることはできない。

図１１に示すように、パイロット燃料枝管支持構造１２０は、支持ナット１２２，１２２と、ステー取付部材１２３と、Ｌ字型ステー１２４，１２４，・・・と、枝管クランプ部材１２５，１２５，・・・と、枝管カバー１０５と、を主として備えて構成される。なお、図１１においては、パイロット燃料枝管支持構造１２０を分かり易く示すために、枝管カバー１０５が鎖線で透視的に描かれている。

図１１に示すように、支持ナット１２２は、パイロット燃料枝管支持構造１２０が配置される列のヘッドボルト９９のそれぞれにおいて、ナット９４から上方に突出した部分に捩じ込むことにより取り付けられる。ステー取付部材１２３は、細長い長方形状の水平な板状部と、板状部から上方に突出する支持壁部と、を有している。水平な板状部には、ヘッドボルト９９を差込可能な図略の貫通孔が形成されており、当該板状部がナット９４と支持ナット１２２の間で挟まれることによりヘッドボルト９９に固定される。支持壁部には、Ｌ字型ステー１２４を介して枝管クランプ部材１２５が取り付けられている。また、この支持壁部と、支持ナット１２２の頭部とは固定ステーにより互いに接続されており、これにより強固な固定が実現されている。

枝管クランプ部材１２５は、２本のパイロット燃料枝管１０９を対で並べて挿入した状態で支持する固定用部材であり、Ｌ字型ステー１２４にボルト及びナットを用いて固定される。本実施形態では、ステー取付部材１２３に３つのＬ字型ステー１２４が取り付けられている。詳細には、３つのＬ字型ステー１２４のうち、パイロット燃料枝管１０９を最も上流側で支持する枝管クランプ部材１２５が、サイドカバー４３の上方の位置に、パイロット燃料枝管１０９を上下方向に挿入可能に配置されている。また、パイロット燃料枝管１０９をヘッドカバー４０とヘッドカバー４０の間のスペースの左側の位置で支持する枝管クランプ部材１２５が、パイロット燃料枝管１０９を左右方向に挿入可能に配置されている。また、パイロット燃料枝管１０９をヘッドカバー４０とヘッドカバー４０の間のスペースの右側の位置で支持する枝管クランプ部材１２５が、パイロット燃料枝管１０９を左右方向に挿入可能に配置されている。

上述の３つの枝管クランプ部材１２５にパイロット燃料枝管１０９を挿入して配管することにより、パイロット燃料枝管１０９を２本まとめてヘッドカバー４０とヘッドカバー４０の間のスペースに配置することができる。

ステー取付部材１２３の前記支持壁部には、枝管カバー１０５が取り付けられる。この枝管カバー１０５は、前述のヘッドボルト９９の列１つ分の幅に相当する幅を有している。また、枝管カバー１０５は逆Ｕ字状の断面形状を有しており、ヘッドボルト９９の列に沿って延びる２本のパイロット燃料枝管１０９の上方及び両脇を覆うように配置される。このように、２本まとめてシリンダヘッド２６の上方に配管されたパイロット燃料枝管１０９が枝管カバー１０５で覆われることにより、仮にパイロット燃料枝管１０９から燃料が漏れたとしても周囲に飛散することを防止することができ、メンテナンス性及び安全性が向上する。

以上の構成で、パイロット燃料枝管１０９は図７に示すように、実質的に２本１組となって、サイドカバー４３の内部においてパイロット燃料供給用レール配管４７から上方に延びて、図１０に示すように当該サイドカバー４３に形成された２つの切欠き４３ａをそれぞれ通過する。サイドカバー４３の上方に出た２本のパイロット燃料枝管１０９は、前後方向前側に若干延びた後、再び上に延びて、パイロット燃料枝管支持構造１２０により支持されながらヘッドカバー４０の間の空間（ヘッドボルト９９の上方の空間）を右から左に通過する。その後、２本のパイロット燃料枝管１０９のうち１本が一側のヘッドカバー４０に左側から回り込むように曲げられ、残りの１本が他側のヘッドカバー４０に左側から回り込むように曲げられる。そして、それぞれのパイロット燃料枝管１０９は、ヘッドカバー４０とシリンダヘッド上冷却水配管４６の間の空間を通過して、各ヘッドカバー４０の近傍に設置されたパイロット燃料噴射弁８２に接続される。

なお、本実施形態では、ある列のヘッドボルト９９に取り付けられるナット９４と、隣の列のナット９４と、の隙間が小さく、また、ナット９４と、隣接するヘッドカバー４０と、の隙間も小さい。従って、パイロット燃料枝管１０９がナット９４の脇を通過することができない。この点、本実施形態では、パイロット燃料枝管１０９がヘッドボルト９９の上方を左右に通過する構成となっているので、ヘッドカバー４０の周辺の構成の平面視での小型化を実現しつつ、パイロット燃料枝管１０９のためのスペースを確保することができる。

上述したように、パイロット燃料枝管支持構造１２０が配置された部分の列では、ヘッドボルト９９に吊上げのための治具９５を取り付けることができないが、それ以外の列ではヘッドボルト９９に治具９５を取り付けることができる。この点、本実施形態では、２本のパイロット燃料枝管１０９が、隣接するヘッドカバー４０の間の空間において２列配置されたヘッドボルト９９のうち１列分のヘッドボルト９９の上方を通過するように配置されている。また、ある前記空間で上記のようにパイロット燃料枝管１０９が２本まとめて通過するので、その隣の前記空間では、２列のヘッドボルト９９の何れの上方もパイロット燃料枝管１０９が通過しない。従って、上方をパイロット燃料枝管１０９が通過しないヘッドボルト９９の列を多くすることができるので、吊上げのための治具９５を装着するレイアウトの自由度を高めることができる。

なお、吊上げのための治具９５の構成は、図１０に示すものに限定されない。例えば図１２に示すように、上記の治具９５に加えて、別の形状の治具９５ｘをそれぞれヘッドボルト９９に装着するように構成することもできる。

以上に説明したように、本実施形態のエンジン２１は、気体燃料を空気と混合させてから燃焼室１１０に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を燃焼室１１０内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、に対応可能である。このエンジン２１は、ヘッドカバー４０と、パイロット燃料噴射弁８２と、パイロット燃料供給用レール配管４７と、複数のヘッドボルト９９と、パイロット燃料枝管１０９と、を備える。ヘッドカバー４０は、エンジン２１の動弁機構を覆うために気筒ごとに設けられ、エンジン２１のクランク軸２４の軸線方向に複数並んで配置される。パイロット燃料噴射弁８２は、気筒ごとに、クランク軸２４の軸線２４ｃを含む仮想鉛直平面Ｐ１よりも一側から燃焼室１１０に向かって斜下方に延びるように配置され、予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として燃焼室１１０にパイロット燃料を供給する。パイロット燃料供給用レール配管４７は、仮想鉛直平面Ｐ１に対して前記一側とは反対側に配置され、パイロット燃料噴射弁８２にパイロット燃料を供給するために複数の気筒で共通で用いられる。図１０に示すように、ヘッドボルト９９は、平面視で、隣接するヘッドカバー４０の間で、当該ヘッドカバー４０が並ぶ方向と同一の方向で並ぶ２つの列をなすように配置され、エンジン２１のシリンダヘッド２６とシリンダブロック２５とを固定する。パイロット燃料枝管１０９は、パイロット燃料供給用レール配管４７から分岐して、隣接するヘッドカバー４０の間で２つの列のうち１つのみの列のヘッドボルト９９の上方を通過し、パイロット燃料噴射弁８２に接続する。

これにより、隣接するヘッドカバー４０の間の空間を活用して、パイロット燃料枝管１０９を合理的に配置することができる。また、上方をパイロット燃料枝管１０９が通過しない列のヘッドボルト９９については吊上げ用の治具９５，９５ｘを容易に装着可能であるので、エンジン２１の設置等のためにヘッドボルト９９を介してエンジン２１を吊り上げることが容易である。

また、本実施形態のエンジン２１においては、複数のヘッドカバー４０のうち、互いに隣接するヘッドカバー４０の間には空間がそれぞれ形成されている。図１０に示すように、ヘッドカバー４０が並べられる方向で、パイロット燃料枝管１０９が通過する前記空間と、パイロット燃料枝管１０９が通過しない前記空間と、が交互に配置される。

これにより、パイロット燃料枝管１０９の迂回の程度を小さくすることができるので、長さを短くすることができる。

また、本実施形態のエンジン２１においては、図１１に示すように、１つの列のヘッドボルト９９の上方を、２本のパイロット燃料枝管１０９が通過するように配置されている。

これにより、吊上げ用の治具９５，９５ｘを装着可能なヘッドボルト９９の列を増やすことができるので、エンジン２１の吊上げが更に容易になる。また、共通の部材（枝管クランプ部材１２５）で２本のパイロット燃料枝管１０９を支持することで、構成の簡素化及びコンパクト化を実現することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記の実施形態では、エンジン２１は、船舶の推進兼発電機構の駆動源として用いられるものとしたが、これに限るものではなく、他の用途に用いられる駆動源であってもよい。

隣接するヘッドカバー４０の間の空間においてヘッドボルト９９がなす列は、２列に代えて、３列以上としても良い。

上記の実施形態においては、パイロット燃料枝管１０９は２本ずつまとめて隣接するヘッドカバー４０の間に配管されるものとしたが、これに限るものではなく、例えばこれに代えて、３本ずつまとめて配管されるものとしてもよい。

上記の実施形態では、液体燃料供給用レール配管４２とパイロット燃料供給用レール配管４７とがクランク軸２４に対して同じ側に配置されるものとしたが、必ずしもこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、液体燃料供給用レール配管４２をクランク軸２４に対して一側に配置し、パイロット燃料供給用レール配管４７をクランク軸２４に対して他側に配置してもよい。

２１ エンジン（多気筒エンジン）
２４ クランク軸
４２ 液体燃料供給用レール配管
４３ サイドカバー
４４ 排気マニホールド
４５ 遮熱カバー
４７ パイロット燃料供給用レール配管
７９ メイン燃料噴射弁
８２ パイロット燃料噴射弁
８９ 燃料噴射ポンプ
９９ ヘッドボルト（吊上げ部材）
１０５ 枝管カバー
１１０ 燃焼室
１２０ パイロット燃料枝管支持構造

Claims (3)

1. 気体燃料を空気と混合させてから燃焼室に流入させる予混合燃焼方式と、液体燃料を前記燃焼室内に噴射して燃焼する拡散燃焼方式と、に対応可能な多気筒エンジンにおいて、
   前記多気筒エンジンの動弁機構を覆うために気筒ごとに設けられ、前記多気筒エンジンのクランク軸の軸線方向に複数並んで配置されたヘッドカバーと、
   前記気筒ごとに、前記クランク軸の軸線を含む仮想鉛直平面よりも一側から前記燃焼室に向かって斜下方に延びるように配置され、前記予混合燃焼方式での燃焼時にガス燃料着火を目的として前記燃焼室にパイロット燃料を供給するパイロット燃料噴射弁と、
   前記仮想鉛直平面に対して前記一側とは反対側に配置され、前記パイロット燃料噴射弁にパイロット燃料を供給するために複数の前記気筒で共通で用いられるパイロット燃料供給用レール配管と、
   平面視で、隣接する前記ヘッドカバーの間で、当該ヘッドカバーが並ぶ方向と同一の方向で並ぶ複数の列をなすように配置され、前記多気筒エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとを固定する複数のヘッドボルトと、
   前記パイロット燃料供給用レール配管から分岐して、隣接する前記ヘッドカバーの間で複数の前記列のうち一部のみの列の前記ヘッドボルトの上方を通過し、前記パイロット燃料噴射弁に接続するパイロット燃料枝管と、
   を備えることを特徴とする多気筒エンジン。
2. 請求項１に記載の多気筒エンジンであって、
   複数の前記ヘッドカバーのうち、互いに隣接するヘッドカバーの間には空間がそれぞれ形成されており、
   前記ヘッドカバーが並べられる方向で、前記パイロット燃料枝管が通過する前記空間と、前記パイロット燃料枝管が通過しない前記空間と、が交互に配置されることを特徴とする多気筒エンジン。
3. 請求項１又は２に記載の多気筒エンジンであって、
   １つの前記列の前記ヘッドボルトの上方を複数の前記パイロット燃料枝管が通過するように配置されていることを特徴とする多気筒エンジン。

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