JP7090433B2 - 舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造 - Google Patents

Description

本発明は、船舶に搭載される舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造に関するものである。

一般に、舶用ディーゼルエンジンでは、シリンダ内に新たな燃焼用気体を導入することによって当該シリンダ内の残留ガスを排出すること（すなわちシリンダの掃気）が行われている。例えば、舶用ディーゼルエンジンのシリンダは、円筒形状のシリンダライナと、このシリンダライナの上部に固定されるシリンダカバーとによって構成される。シリンダライナの内部には、ピストンが往復運動し得るように設けられる。シリンダライナの下部には、ピストンが下死点に位置した際に開状態となる掃気ポートが形成されている。また、シリンダライナは、シリンダジャケットによって支持される。シリンダジャケットは、掃気トランクに通じる開口部を有し、且つ、シリンダライナの掃気ポートが臨む内部空間（以下、掃気室と適宜いう）を形成する。シリンダの掃気では、過給機等によって圧縮された燃焼用気体が掃気トランクからシリンダジャケットの掃気室に流入し、この流入した燃焼用気体が、掃気室から掃気ポートを通じてシリンダライナの内部に流入する。

舶用ディーゼルエンジンの分野においては、従来、このような掃気時の燃焼用気体（圧縮気体）の流れを整流する掃気整流構造が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２には、掃気トランクと掃気室とを連通するシリンダジャケットの開口部の近傍に制御板が設けられ、掃気トランクから掃気室に流入する燃焼用気体の流れが当該制御板によって制御される掃気整流構造が開示されている。

特許第３０２９９４６号公報 特許第３０２９９３７号公報

しかしながら、上述した従来技術では、掃気トランクからシリンダジャケットの開口部を通じて掃気室に流入した燃焼用気体が、掃気ポートを通じてシリンダライナの内部に流入する前に掃気室内で意図せず滞留してしまう場合がある。この場合、滞留に伴って燃焼用気体の圧力損失が増大し、この結果、シリンダの掃気効率が低下する恐れがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、掃気ポートを通じてシリンダの内部に燃焼用気体を円滑に流入させることができる舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造は、ピストンの往復運動が行われるシリンダの筒部を構成し、下死点に位置する前記ピストンよりも上側に掃気ポートを有するシリンダライナと、圧縮された燃焼用気体が送り込まれる掃気トランクと前記掃気ポートとを連通させる開口部を有し、前記シリンダライナを支持するシリンダジャケットと、前記掃気ポートよりも上側および下側の少なくとも一方の位置で前記シリンダライナと前記シリンダジャケットとの間に介在し、前記掃気トランクから前記開口部を通じて前記シリンダジャケットの内部空間に流入した前記燃焼用気体の流れを、前記掃気ポートに向かう方向の流れに整流する整流板と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造は、上記の発明において、前記整流板は、前記シリンダライナの径方向に延在することを特徴とする。

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造は、上記の発明において、前記整流板は、前記開口部の上端部側から前記掃気ポートの上端部側に向かって傾斜し、または、前記開口部の下端部側から前記掃気ポートの下端部側に向かって傾斜することを特徴とする。

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造は、上記の発明において、前記整流板は、弧状に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、掃気ポートを通じてシリンダの内部に燃焼用気体を円滑に流入させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係る掃気整流構造が適用された舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。 図３は、本発明の実施形態１に係る掃気整流構造での圧縮気体の流れをシミュレーションした結果の一例を示す図である。 図４は、本発明に対する比較例の掃気整流構造での圧縮気体の流れをシミュレーションした結果の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施形態２に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。 図６は、本発明の実施形態３に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態４に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。 図８は、本発明の実施形態５に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。 図９は、本発明の実施形態６に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る掃気整流構造が適用された舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。この舶用ディーゼルエンジン１０は、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラ（いずれも図示せず）を回転運動させる推進用の機関（主機関）である。例えば、舶用ディーゼルエンジン１０は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。

本実施形態１において、図１に示すように、舶用ディーゼルエンジン１０は、下方に位置する台板１と、台板１上に設けられる架構５と、架構５上に設けられるシリンダジャケット１１とを備える。これらの台板１と架構５とシリンダジャケット１１とは、上下方向に延在する複数のタイボルト（連結部材）２４およびナット２５により、一体に締結されて固定されている。また、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダジャケット１１に設けられるシリンダ１２と、シリンダ１２内に設けられるピストン１５と、ピストン１５の往復運動に連動して回転する出力軸（例えばクランクシャフト２）とを備える。

台板１は、舶用ディーゼルエンジン１０のクランクケースを構成するものである。図１に示すように、台板１内には、クランク４を有するクランクシャフト２と軸受３とが設けられる。クランクシャフト２は、船舶の推進力を出力する出力軸の一例であり、軸受３によって回転自在に支持されている。このクランクシャフト２には、クランク４を介して連接棒６の下端部が回動自在に連結されている。

架構５には、図１に示すように、連接棒６と、ガイド板７と、クロスヘッド８とが設けられる。本実施形態１において、架構５は、ピストン軸方向に沿って設けられるガイド板７が幅方向に間隔を空けて一対をなすように配置されている。連接棒６は、その下端部がクランクシャフト２に連接された態様で、一対のガイド板７の間に配置されている。クロスヘッド８には、ピストン棒１６の下端部に接続されるクロスヘッドピン９と、連接棒６の上端部に接続されるクロスヘッド軸受（図示せず）とが、クロスヘッドピン９の下半部においてそれぞれ回動自在に連結される。このクロスヘッド８は、図１に示すように一対のガイド板７の間に配置され、この一対のガイド板７に沿って移動自在に支持されている。

シリンダジャケット１１は、図１に示すように、架構５の上部に設けられ、シリンダ１２を支持する。本実施形態１において、シリンダ１２は、シリンダライナ１３とシリンダカバー１４とによって構成される筒状の構造体（気筒）であり、燃料を燃焼させるための燃焼室１７を有する。シリンダライナ１３は、例えば円筒形状の構造体であり、シリンダジャケット１１内に配置される。シリンダライナ１３の上部にはシリンダカバー１４が固定され、これにより、シリンダライナ１３内の空間部（燃焼室１７等）が区画される。このシリンダライナ１３の空間部内には、ピストン１５がピストン軸方向（図１では上下方向）に往復運動自在に設けられる。このピストン１５の下端部には、図１に示すように、ピストン棒１６の上端部が連結されている。図１には図示しないが、シリンダライナ１３の下部には掃気ポートが形成されている。シリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間には整流板が設けられている。これらのシリンダライナ１３、シリンダジャケット１１および整流板は、舶用ディーゼルエンジン１０の掃気整流構造を構成する。

また、シリンダカバー１４には、図１に示すように、排気弁１８と動弁装置１９とが設けられている。排気弁１８は、シリンダ１２内の燃焼室１７に通じる排気管２１の排気口（排気ポート）を開閉可能に閉止する弁である。動弁装置１９は、排気弁１８を開閉駆動させる装置である。燃焼室１７は、このような排気弁１８と、上述したシリンダライナ１３、シリンダカバー１４およびピストン１５とによって囲まれた空間である。また、舶用ディーゼルエンジン１０は、シリンダ１２の近傍に、排気マニホールド２０を備える。排気マニホールド２０は、シリンダ１２の燃焼室１７から排気管２１を通じて排ガスを受け入れ、受け入れた排ガスを一時貯留して、この排ガスの動圧を静圧に変える。

また、舶用ディーゼルエンジン１０は、空気等の燃焼用気体を過給する過給機２２と、過給機２２によって圧縮された燃焼用気体を一時貯留する掃気トランク２３とを備える。過給機２２は、排ガスの圧力を利用してタービンとともに圧縮機（いずれも図示せず）を回転させ、これにより、燃焼用気体を圧縮する。掃気トランク２３は、シリンダジャケット１１の内部空間と連通するように設けられる。過給機２２によって圧縮された燃焼用気体（以下、圧縮気体と適宜いう）は、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の内部空間に流入し、この内部空間から掃気ポートを通じてシリンダライナ１３の内部空間（例えばシリンダ１２内の燃焼室１７）に送給される。

特に図示しないが、舶用ディーゼルエンジン１０は、燃料噴射弁および燃料噴射ポンプを備える。舶用ディーゼルエンジン１０において、燃料噴射ポンプは、配管等を通じて燃料噴射弁に燃料を圧送する。

上述したような構成を有する舶用ディーゼルエンジン１０において、シリンダ１２内の燃焼室１７には、燃料噴射弁から燃料が供給され、且つ、掃気トランク２３から掃気ポート等を通じて圧縮気体が供給される。これにより、燃焼室１７内においては、供給された燃料が圧縮気体によって燃焼する。そして、燃焼室１７での燃料の燃焼によって発生したエネルギーにより、ピストン１５は、シリンダライナ１３内をピストン軸方向に往復運動する。このとき、動弁装置１９によって排気弁１８が作動してシリンダ１２の排気ポートが開放されると、燃料の燃焼後にシリンダライナ１３内に残留する残留ガスが排ガスとして排気管２１に排出される。これとともに、シリンダライナ１３の内部空間には、掃気トランク２３から掃気ポート等を通じて新たに圧縮気体が導入される。このようにして、シリンダ１２の掃気が行われる。

また、ピストン１５が上述したようにピストン軸方向に往復運動すると、ピストン１５とともにピストン棒１６がピストン軸方向に往復運動する。これに伴い、クロスヘッド８は、ガイド板７に沿ってピストン軸方向に往復運動する。これにより、クロスヘッド８のクロスヘッドピン９は、クロスヘッド軸受を介して連接棒６に回転駆動力を加える。この回転駆動力により、連接棒６の下端部に接続されるクランク４がクランク運動し、この結果、クランクシャフト２が回転する。クランクシャフト２は、このようにピストン１５の往復運動を回転運動に変換してプロペラ軸とともに船舶の推進用プロペラを回転させ、これにより、船舶の推進力を出力する。

図２は、本発明の実施形態１に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。図２には、図１に示した舶用ディーゼルエンジン１０のシリンダジャケット１１およびシリンダライナ１３等の内部構造が拡大して図示されている。なお、図２中の一点鎖線矢印は、圧縮気体の流れを示している。図２に示すように、この掃気整流構造１００は、シリンダジャケット１１と、シリンダライナ１３と、整流板１０１とを備える。

シリンダジャケット１１は、シリンダライナ１３を支持する構造体である。具体的には、図２に示すように、シリンダジャケット１１は、掃気トランク２３側に開口する開口部１１ａと、掃気トランク２３から送給された圧縮気体を受け入れる掃気室１１ｂとを有する。開口部１１ａは、過給機２２（図１参照）または補助ブロワ（図示せず）等によって圧縮された燃焼用気体（圧縮気体）が送り込まれる掃気トランク２３とシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａとを連通させる。掃気室１１ｂは、開口部１１ａと掃気ポート１３ａとを連通させる内部空間である。図２に示すように、掃気室１１ｂには、シリンダジャケット１１によるシリンダライナ１３の支持部分から下側の部分が収容されている。このような掃気室１１ｂは、例えば、シリンダジャケット１１の締結や熱等による応力を緩和するという観点から、図２に示すように上側から下側に向かって空間寸法が増加する形状（逆コップ型の形状）に形成されることが好ましい。

シリンダライナ１３は、ピストン１５の往復運動が行われるシリンダ１２（図１参照）の筒部を構成する。シリンダライナ１３は、図２に示すように下死点に位置するピストン１５よりも上側の位置に掃気ポート１３ａを有する。掃気ポート１３ａは、掃気室１１ｂからシリンダライナ１３の内部空間への圧縮気体の流入口である。例えば、掃気ポート１３ａは、シリンダライナ１３の周方向に複数並ぶように（好ましくはシリンダライナ１３の全周に亘って）形成される。本実施形態１において、掃気ポート１３ａは、図２に示すように、掃気室１１ｂを介して開口部１１ａを臨むように形成されている。すなわち、掃気ポート１３ａの上端部から下端部までの領域は、開口部１１ａの上端部から下端部までの領域内に収まっている。掃気ポート１３ａは、ピストン１５が下死点に位置した際に開状態となり、掃気室１１ｂとシリンダライナ１３の内部空間とを連通させる。

整流板１０１は、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の少なくとも一方の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在し、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを整流する整流板の一例である。本実施形態１において、図２に示すように、整流板１０１は、掃気ポート１３ａよりも上側の位置において、シリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在する。整流板１０１は、例えば、シリンダライナ１３の径方向（図２の紙面横方向）に延在するように形成される。図２では、シリンダジャケット１１からシリンダライナ１３に向かって延出する態様の整流板１０１が例示されている。

このような整流板１０１は、図２に示すように、シリンダジャケット１１内の上側空間１１ｃへ圧縮気体が流入することを抑制しながら、この圧縮気体を掃気ポート１３ａ側へ導く。なお、上側空間１１ｃは、掃気室１１ｂのうち、掃気ポート１３ａの上端部よりも上側の位置でシリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面とに囲まれる内部空間である。このようにして、整流板１０１は、掃気トランク２３から開口部１１ａを通じてシリンダジャケット１１の内部空間（掃気室１１ｂ）に流入した圧縮気体の流れを、掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流する。整流板１０１による圧縮気体の整流能力を高めるという観点から、整流板１０１は、シリンダライナ１３の周方向の全域に亘って連続的に形成されることが好ましい。

ここで、本実施形態１におけるシリンダ１２の掃気では、図２に示すように、圧縮気体が掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入する。流入した圧縮気体は、シリンダライナ１３の外周面等に沿って掃気室１１ｂ内を流れながら、掃気ポート１３ａに向かう。この際、整流板１０１は、上側空間１１ｃに向かう圧縮気体の流れを抑制しながら、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに変える。掃気室１１ｂ内の圧縮気体は、このように整流板１０１によって整流されつつ、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に順次流入する。これにより、圧縮気体は、シリンダライナ１３内の残留ガスを排気ポートから排気管２１（図１参照）へ押し出しながら、シリンダライナ１３内に充填される。

図３は、本発明の実施形態１に係る掃気整流構造での圧縮気体の流れをシミュレーションした結果の一例を示す図である。図４は、本発明に対する比較例の掃気整流構造での圧縮気体の流れをシミュレーションした結果の一例を示す図である。図３、４において、実線矢印は、シリンダ１２の掃気時における圧縮気体の流れを示している。また、図４に示すように、比較例の掃気整流構造１００Ａは、整流板１０１を備えていないこと以外、本実施形態１に係る掃気整流構造１００と同様に構成される。

図３、４に示される各シミュレーション結果を比較して分かるように、掃気整流構造１００では、シリンダジャケット１１の開口部１１ａから掃気室１１ｂに流入した圧縮気体は、整流板１０１によって上側空間１１ｃへの流入が抑制されている。このため、掃気整流構造１００での圧縮気体は、図４に示す比較例の掃気整流構造１００Ａの場合に比べて円滑に掃気ポート１３ａからシリンダライナ１３内へ流入している。

これに対し、比較例の掃気整流構造１００Ａでは、図３に示す掃気整流構造１００の場合に比べて多くの圧縮気体が、シリンダジャケット１１の開口部１１ａから掃気室１１ｂに流入した後、上側空間１１ｃへ流入して滞留している。このため、比較例の掃気整流構造１００Ａでの圧縮気体は、多くの場合、上側空間１１ｃで滞留してから掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に流入している。すなわち、比較例の掃気整流構造１００Ａでは、圧縮気体が上側空間１１ｃで滞留する分、掃気室１１ｂから掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内へ流入する圧縮気体の流れが円滑になっていない。この結果、比較例の掃気整流構造１００Ａでは、図４に示すように、圧縮気体の圧力の損失が著しく大きい圧力損失領域Ａ１、Ａ２が、シリンダライナ１３内に発生した。この圧縮気体の著しい圧力損失は、シリンダ１２の掃気効率の低下を招来する。

以上、説明したように、本発明の実施形態１に係る掃気整流構造１００では、シリンダライナ１３の掃気ポート１３ａよりも上側の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に整流板１０１を介在させ、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを、整流板１０１によって掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流している。このため、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体が掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に流入する前に掃気室１１ｂの上側空間１１ｃで意図せず滞留する事態を抑制することができる。これにより、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に圧縮気体（圧縮された燃焼用気体）を円滑に流入させることができ、この結果、シリンダ１２の掃気時における圧縮気体の圧力損失を低減できることから、シリンダ１２の掃気効率を向上させることができる。

また、本発明の実施形態１に係る掃気整流構造１００では、整流板１０１をシリンダライナ１３の径方向（ピストン軸方向に対して垂直な方向）に延在するように形成している。このため、上側空間１１ｃに向かって流れてくる圧縮気体を整流板１０１によって掃気ポート１３ａ側へ円滑に流すことができる。

（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２について説明する。上述した実施形態１では、シリンダライナ１３の径方向に延在するように形成した整流板１０１を例示したが、本実施形態２では、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの上端部側から掃気ポート１３ａの上端側に向かって傾斜する整流板を形成している。

図５は、本発明の実施形態２に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。図５に示すように、この掃気整流構造１１０は、上述した実施形態１に係る掃気整流構造１００の整流板１０１に代えて整流板１１１を備える。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この掃気整流構造１１０が適用される本実施形態２の舶用ディーゼルエンジン（図示せず）は、整流板１０１に代えて整流板１１１を備えること以外、上述した実施形態１の舶用ディーゼルエンジン１０（図１参照）と同様に構成される。

整流板１１１は、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の少なくとも一方の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在し、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを整流する整流板の一例である。本実施形態２において、図５に示すように、整流板１１１は、掃気ポート１３ａよりも上側の位置において、シリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在する。例えば、整流板１１１は、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの上端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの上端部側に向かって傾斜するように形成される。図５では、シリンダジャケット１１からシリンダライナ１３に向かって下降傾斜するように延出する態様の整流板１１１が例示されている。

このような整流板１１１は、図５に示すように、シリンダジャケット１１内の上側空間１１ｃへ圧縮気体が流入することを抑制しながら、この圧縮気体を掃気ポート１３ａ側へ導く。また、整流板１１１は、掃気ポート１３ａよりも上側の掃気室１１ｂの領域に流入した圧縮気体を、掃気ポート１３ａに向けて下降させながら導く。このようにして、整流板１１１は、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを、掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流する。整流板１１１による圧縮気体の整流能力を高めるという観点から、整流板１１１は、シリンダライナ１３の周方向の全域に亘って連続的に形成されることが好ましい。

ここで、本実施形態２におけるシリンダ１２の掃気では、図５に示すように、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体は、シリンダライナ１３の外周面等に沿って掃気室１１ｂ内を流れながら、掃気ポート１３ａに向かう。この際、整流板１１１は、上側空間１１ｃに向かう圧縮気体の流れを抑制しながら、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向（図５では下降する方向）の流れに変える。掃気室１１ｂ内の圧縮気体は、このように整流板１１１によって整流されつつ、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に順次流入する。これにより、圧縮気体は、シリンダライナ１３内の残留ガスを排気ポートから排気管２１へ押し出しながら、シリンダライナ１３内に充填される。

以上、説明したように、本発明の実施形態２に係る掃気整流構造１１０では、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの上端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの上端部側に向かって傾斜する態様の整流板１１１を、掃気ポート１３ａよりも上側の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在させ、この整流板１１１によって圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流するようにし、その他を実施形態１と同様に構成している。このため、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、掃気室１１ｂ内の圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向に集中させることができ、この結果、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に圧縮気体をより円滑に流入させることができる。

（実施形態３）
つぎに、本発明の実施形態３について説明する。上述した実施形態１では、シリンダライナ１３の径方向に延在するように形成した整流板１０１を例示したが、本実施形態３では、弧状の整流板を形成している。

図６は、本発明の実施形態３に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。図６に示すように、この掃気整流構造１２０は、上述した実施形態１に係る掃気整流構造１００の整流板１０１に代えて整流板１２１を備える。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この掃気整流構造１２０が適用される本実施形態３の舶用ディーゼルエンジン（図示せず）は、整流板１０１に代えて整流板１２１を備えること以外、上述した実施形態１の舶用ディーゼルエンジン１０（図１参照）と同様に構成される。

整流板１２１は、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の少なくとも一方の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在し、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを整流する整流板の一例である。本実施形態３において、図６に示すように、整流板１２１は、掃気ポート１３ａよりも上側の位置において、シリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在する。例えば、整流板１２１は、上側空間１１ｃに向かって凸の弧状をなすように形成される。図６では、シリンダジャケット１１からシリンダライナ１３に向かって延出するように弧状に形成された整流板１２１が例示されている。

このような整流板１２１は、図６に示すように、シリンダジャケット１１内の上側空間１１ｃへ圧縮気体が流入することを抑制するとともに、この圧縮気体を弧状に旋回させながら掃気ポート１３ａ側へ導く。このようにして、整流板１２１は、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを、掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流する。整流板１２１による圧縮気体の整流能力を高めるという観点から、整流板１２１は、シリンダライナ１３の周方向の全域に亘って連続的に形成されることが好ましい。

ここで、本実施形態３におけるシリンダ１２の掃気では、図６に示すように、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体は、シリンダライナ１３の外周面等に沿って掃気室１１ｂ内を流れながら、掃気ポート１３ａに向かう。この際、整流板１２１は、上側空間１１ｃに向かう圧縮気体の流れを抑制するとともに、この圧縮気体を弧状に旋回させることにより、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに変える。掃気室１１ｂ内の圧縮気体は、このように整流板１２１によって整流されつつ、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に順次流入する。これにより、圧縮気体は、シリンダライナ１３内の残留ガスを排気ポートから排気管２１へ押し出しながら、シリンダライナ１３内に充填される。

以上、説明したように、本発明の実施形態３に係る掃気整流構造１２０では、掃気ポート１３ａよりも上側の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に弧状の整流板１２１を介在させ、この整流板１２１によって圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流するようにし、その他を実施形態１と同様に構成している。このため、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、整流板１２１によって受けた圧縮気体を掃気ポート１３ａに向けて円滑に流すことができ、この結果、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に圧縮気体をより円滑に流入させることができる。

（実施形態４）
つぎに、本発明の実施形態４について説明する。上述した実施形態１では、掃気ポート１３ａよりも上側の位置に設けた整流板１０１を例示したが、本実施形態４では、掃気ポート１３ａよりも下側に整流板を設けている。

図７は、本発明の実施形態４に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。図７に示すように、この掃気整流構造１３０は、上述した実施形態１に係る掃気整流構造１００の整流板１０１に代えて整流板１３１を備える。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この掃気整流構造１３０が適用される本実施形態４の舶用ディーゼルエンジン（図示せず）は、整流板１０１に代えて整流板１３１を備えること以外、上述した実施形態１の舶用ディーゼルエンジン１０（図１参照）と同様に構成される。

整流板１３１は、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の少なくとも一方の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在し、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを整流する整流板の一例である。本実施形態４において、図７に示すように、整流板１３１は、掃気ポート１３ａよりも下側の位置において、シリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在する。例えば、整流板１３１は、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの下端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの下端部側に向かって傾斜するように形成される。図７では、シリンダジャケット１１からシリンダライナ１３に向かって上昇傾斜するように延出する態様の整流板１３１が例示されている。

このような整流板１３１は、図７に示すように、シリンダジャケット１１内の下側空間１１ｄへ圧縮気体が流入することを抑制しながら、この圧縮気体を掃気ポート１３ａ側へ導く。また、整流板１３１は、掃気ポート１３ａよりも下側の掃気室１１ｂの領域に流入した圧縮気体を、掃気ポート１３ａに向けて上昇させながら導く。なお、下側空間１１ｄは、掃気室１１ｂのうち、掃気ポート１３ａの上端部よりも下側の位置でシリンダジャケット１１の内壁面に囲まれる内部空間である。このようにして、整流板１３１は、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを、掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流する。整流板１３１による圧縮気体の整流能力を高めるという観点から、整流板１３１は、シリンダライナ１３の周方向の全域に亘って連続的に形成されることが好ましい。

ここで、本実施形態４におけるシリンダ１２の掃気では、図７に示すように、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体は、シリンダライナ１３の外周面等に沿って掃気室１１ｂ内を流れながら、掃気ポート１３ａに向かう。この際、整流板１３１は、下側空間１１ｄに向かう圧縮気体の流れを抑制しながら、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向（図７では上昇する方向）の流れに変える。掃気室１１ｂ内の圧縮気体は、このように整流板１３１によって整流されつつ、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に順次流入する。これにより、圧縮気体は、シリンダライナ１３内の残留ガスを排気ポートから排気管２１へ押し出しながら、シリンダライナ１３内に充填される。

以上、説明したように、本発明の実施形態４に係る掃気整流構造１３０では、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの下端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの下端部側に向かって傾斜する態様の整流板１３１を、掃気ポート１３ａよりも下側の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在させ、この整流板１３１によって圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流するようにし、その他を実施形態１と同様に構成している。このため、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、掃気室１１ｂ内の圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向に集中させることができ、この結果、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に圧縮気体をより円滑に流入させることができる。

（実施形態５）
つぎに、本発明の実施形態５について説明する。上述した実施形態１では、掃気ポート１３ａよりも上側の位置にシリンダライナ１３の径方向に延在する整流板１０１を形成していたが、本実施形態３では、掃気ポート１３ａよりも下側の位置に弧状の整流板を形成している。

図８は、本発明の実施形態５に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。図８に示すように、この掃気整流構造１４０は、上述した実施形態１に係る掃気整流構造１００の整流板１０１に代えて整流板１４１を備える。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この掃気整流構造１４０が適用される本実施形態５の舶用ディーゼルエンジン（図示せず）は、整流板１０１に代えて整流板１４１を備えること以外、上述した実施形態１の舶用ディーゼルエンジン１０（図１参照）と同様に構成される。

整流板１４１は、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の少なくとも一方の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在し、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを整流する整流板の一例である。本実施形態５において、図８に示すように、整流板１４１は、掃気ポート１３ａよりも下側の位置において、シリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在する。例えば、整流板１４１は、下側空間１１ｄに向かって凹の弧状をなすように形成される。図８では、シリンダジャケット１１からシリンダライナ１３に向かって延出するように弧状に形成された整流板１４１が例示されている。

このような整流板１４１は、図８に示すように、シリンダジャケット１１内の下側空間１１ｄへ圧縮気体が流入することを抑制するとともに、この圧縮気体を整流板１４１の弧状の凸面（上面）に沿って流しながら掃気ポート１３ａ側へ導く。このようにして、整流板１４１は、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを、掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流する。整流板１４１による圧縮気体の整流能力を高めるという観点から、整流板１４１は、シリンダライナ１３の周方向の全域に亘って連続的に形成されることが好ましい。

ここで、本実施形態５におけるシリンダ１２の掃気では、図８に示すように、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体は、シリンダライナ１３の外周面等に沿って掃気室１１ｂ内を流れながら、掃気ポート１３ａに向かう。この際、整流板１４１は、下側空間１１ｄに向かう圧縮気体の流れを抑制するとともに、この圧縮気体を弧状の凸面に沿って旋回させることにより、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに変える。掃気室１１ｂ内の圧縮気体は、このように整流板１４１によって整流されつつ、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に順次流入する。これにより、圧縮気体は、シリンダライナ１３内の残留ガスを排気ポートから排気管２１へ押し出しながら、シリンダライナ１３内に充填される。

以上、説明したように、本発明の実施形態５に係る掃気整流構造１４０では、掃気ポート１３ａよりも下側の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に弧状の整流板１４１を介在させ、この整流板１４１によって圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流するようにし、その他を実施形態１と同様に構成している。このため、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、整流板１４１によって受けた圧縮気体を掃気ポート１３ａに向けて円滑に流すことができ、この結果、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に圧縮気体をより円滑に流入させることができる。

（実施形態６）
つぎに、本発明の実施形態６について説明する。上述した実施形態１では、掃気ポート１３ａよりも上側の位置に整流板１０１を設けた場合を例示したが、本実施形態６では、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の双方に整流板を設けている。

図９は、本発明の実施形態６に係る舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造の一構成例を示す模式図である。図９に示すように、この掃気整流構造１５０は、実施形態１に係る掃気整流構造１００と同様の整流板１０１と、実施形態４に係る掃気整流構造１３０と同様の整流板１３１とを備える。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この掃気整流構造１５０が適用される本実施形態６の舶用ディーゼルエンジン（図示せず）は、これら２種類の整流板１０１、１３１を備えること以外、実施形態１の舶用ディーゼルエンジン１０（図１参照）と同様に構成される。

整流板１０１、１３１は、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の少なくとも一方の位置でシリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在し、掃気トランク２３から掃気室１１ｂに流入した圧縮気体の流れを整流する整流板の一例である。本実施形態６において、図９に示すように、一方の整流板１０１は、上述した実施形態１の場合と同様に、掃気ポート１３ａよりも上側の位置でシリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在するように形成される。他方の整流板１３１は、上述した実施形態４の場合と同様に、掃気ポート１３ａよりも下側の位置でシリンダライナ１３の外壁面とシリンダジャケット１１の内壁面との間に介在するように形成される。

ここで、本実施形態６におけるシリンダ１２の掃気では、図９に示すように、掃気トランク２３からシリンダジャケット１１の開口部１１ａを通じて掃気室１１ｂに流入した圧縮気体は、シリンダライナ１３の外周面等に沿って掃気室１１ｂ内を流れながら、掃気ポート１３ａに向かう。この際、上側の整流板１０１は、上側空間１１ｃに向かう圧縮気体の流れを抑制しながら、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに変える。これに並行して、下側の整流板１３１は、下側空間１１ｄに向かう圧縮気体の流れを抑制しながら、この圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに変える。掃気室１１ｂ内の圧縮気体は、これらの整流板１０１、１３１によって上下両側から整流されつつ、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に順次流入する。これにより、圧縮気体は、シリンダライナ１３内の残留ガスを排気ポートから排気管２１へ押し出しながら、シリンダライナ１３内に充填される。

以上、説明したように、本発明の実施形態６に係る掃気整流構造１５０では、掃気ポート１３ａよりも上側および下側の各位置に整流板１０１、１３１を各々設け、これらの整流板１０１、１３１によって圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向の流れに整流するようにし、その他を実施形態１と同様に構成している。このため、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、上側の整流板１０１の整流作用と下側の整流板１３１の整流作用との相乗作用により、掃気室１１ｂ内の圧縮気体の流れを掃気ポート１３ａに向かう方向に効率よく集中させることができ、この結果、掃気ポート１３ａを通じてシリンダライナ１３内に圧縮気体をより一層円滑に流入させることができる。

なお、上述した実施形態１～６では、シリンダライナ１３とシリンダジャケット１１との間に介在する整流板として、シリンダジャケット１１からシリンダライナ１３に向かって延出する整流板を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明における整流板は、シリンダライナ１３からシリンダジャケット１１に向かって延出するものであってもよい。

また、上述した実施形態２では、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの上端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの上端部側に向かって下降傾斜する態様の整流板１１１を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、整流板１１１は、これら開口部１１ａおよび掃気ポート１３ａの各上端部の相対位置関係に応じ、開口部１１ａの上端部側から掃気ポート１３ａの上端部側に向かって上昇傾斜する態様のものであってもよい。

また、上述した実施形態３では、上側空間１１ｃに向かって凸の弧状をなす整流板１２１を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、整流板１２１は、上側空間１１ｃに向かって凹の弧状をなすものであってもよい。

また、上述した実施形態４では、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの下端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの下端部側に向かって上昇傾斜する態様の整流板１３１を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、整流板１３１は、これら開口部１１ａおよび掃気ポート１３ａの各下端部の相対位置関係に応じ、開口部１１ａの下端部側から掃気ポート１３ａの下端部側に向かって下降傾斜する態様のものであってもよい。

また、上述した実施形態５では、下側空間１１ｄに向かって凹（すなわち上に凸）の弧状をなす整流板１４１が例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、整流板１４１は、下側空間１１ｄに向かって凸の弧状をなすものであってもよい。

また、上述した実施形態４、５では、傾斜状または弧状の整流板を掃気ポート１３ａよりも下側の位置に設けた場合を例示したが、本発明は、これに限定されない。例えば、掃気ポート１３ａよりも下側の位置には、シリンダジャケット１１の開口部１１ａおよび掃気ポート１３ａの各下端部の相対位置関係に応じ、シリンダライナ１３の径方向に延在する直線的な形状の整流板を設けてもよい。

また、上述した実施形態６では、シリンダライナ１３の径方向に延在する整流板１０１（実施形態１の整流板１０１）を上側の整流板として備え、シリンダジャケット１１の開口部１１ａの下端部側からシリンダライナ１３の掃気ポート１３ａの下端部側に向かって上昇傾斜する態様の整流板１３１（実施形態４の整流板１３１）を下側の整流板として備える場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。実施形態６において、上側の整流板は実施形態１～３のいずれの整流板であってもよいし、下側の整流板は実施形態４、５のいずれの整流板であってもよい。

また、上述した実施形態１～６により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態１～６に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 台板
２ クランクシャフト
３ 軸受
４ クランク
５ 架構
６ 連接棒
７ ガイド板
８ クロスヘッド
９ クロスヘッドピン
１０ 舶用ディーゼルエンジン
１１ シリンダジャケット
１１ａ 開口部
１１ｂ 掃気室
１１ｃ 上側空間
１１ｄ 下側空間
１２ シリンダ
１３ シリンダライナ
１３ａ 掃気ポート
１４ シリンダカバー
１５ ピストン
１６ ピストン棒
１７ 燃焼室
１８ 排気弁
１９ 動弁装置
２０ 排気マニホールド
２１ 排気管
２２ 過給機
２３ 掃気トランク
２４ タイボルト
２５ ナット
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０ 掃気整流構造
１００Ａ 比較例の掃気整流構造
１０１、１１１、１２１、１３１、１４１ 整流板
Ａ１、Ａ２ 圧力損失領域

Claims (4)

1. ピストンの往復運動が行われるシリンダの筒部を構成し、下死点に位置する前記ピストンよりも上側に掃気ポートを有するシリンダライナと、
   圧縮された燃焼用気体が送り込まれる掃気トランクと前記掃気ポートとを連通させる開口部を有し、前記シリンダライナを支持するシリンダジャケットと、
   前記掃気ポートよりも上側の位置で、前記シリンダジャケットの内部空間のうち前記掃気ポートよりも上側である上側空間に向かって凸の弧状に形成された状態で前記シリンダライナと前記シリンダジャケットとの間に介在し、前記掃気トランクから前記開口部を通じて前記シリンダジャケットの内部空間に流入した前記燃焼用気体の流れを、前記掃気ポートに向かう方向の流れに整流する上側の整流板と、
   を備えることを特徴とする舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造。
2. 前記掃気ポートよりも下側の位置で前記シリンダライナと前記シリンダジャケットとの間に介在し、前記掃気トランクから前記開口部を通じて前記シリンダジャケットの内部空間に流入した前記燃焼用気体の流れを、前記掃気ポートに向かう方向の流れに整流する下側の整流板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造。
3. 前記下側の整流板は、前記シリンダライナの径方向に延在し、または、前記開口部の下端部側から前記掃気ポートの下端部側に向かって傾斜することを特徴とする請求項２に記載の舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造。
4. 前記下側の整流板は、弧状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の舶用ディーゼルエンジンの掃気整流構造。

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