JPH01116211A - 残留燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関に関し、特に訓滑剤が燃料と混合さ
れ、機関内に蓄積された残留燃料を収集して再循環させ
るためドレンが設けられる２サイクルの内燃機関に関す
る。

〔従来の技術および解決しようとする課迎〕大部分の２
サイクル内燃機関における運動部分は、機関の運転中液
滴の噴霧即ちミストとして機関のクランクケース内に導
入された燃料／潤滑油の混合物により潤滑される。この
燃料／油混合物はクランクケース内に導入される時液滴
の噴霧即ちミストの形態であるが、この液滴ミストの一
部は凝結してクランクケース内の色々な運動および静止
面上に潤滑膜を形成する。

このように形成された潤滑膜の厚さは、機関および燃料
の温度、空気／燃料の混合比、燃料／油の混合比、およ
びクランクケース内の空気の流動速度の如き種々の要因
に依存している。

潤滑ｉ１Ｑは、おそらくは軽い荷重で低速の条件下で最
も厚い状態である。

２サイクル機関がシャット・ダウン即ち停止される時、
残留燃料は機関内部の壁面および他の表面から落下して
クランクケース内の最も低い地点に集まる。例えば舶用
の船外機において使用される如き水平シリンダの２サイ
クル機関においては、シリンダの燃焼室と連通ずる移送
路は各シリンダの下方に設けられるのが典型的である。

このような移送路はしばしば、特にループ掃気機関の場
合にクランクケース内の最も低い地点を形成する故に、
この移送路が残留燃料の最も蓄積し易い場所となり、機
関がシャット・ダウンされる時、充分な残留燃料がこの
移送路内に蓄積して大きな溜りを形成し得る。

その後機関を再始動する間、溜った燃料が略々瞬間的に
移送路を介して燃焼室内に吹込まれ得る。蓄積した残留
燃料は完全に燃焼し得ないため、著しい排煙塊が機関の
排気に生じる。

例えば、Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓの米国特許第４，３８３，
５０３号に示される如き２サイクル内燃機関においては
、機関が運転中残留燃料の蓄積を避けるため、機関の運
転中前記移送路から燃焼室へ残留燃料を再循環させるた
め逆止弁と関連して、管路が使用される。しかし、この
装置は、機関が停止した時残留燃料の蓄積を防止せず、
また機関の再始動に際して煙が依然として生じ得る。

例えばｌｌｕｎｄｅｒｔｍａｒｋの米国特許第１１，５
９０，８９７号に示される如き別の２サイクルの内燃機
関においては、機関のクランクケースから残留燃料を収
集するためのサンプが設けられ、機関が予め定めた速度
より早く運転される時、送り管路が収集された残留燃料
を機関へ還流する。しかし、機関が停止中蓄積した残留
燃料を移送路から排出するためには管路が設けられず、
以降の機関の再始動中蓄積した残留燃料が燃焼室内に流
れ込むため排煙が依然として生じ得る。

下記の米国特許も参照されたい。即ち、牲血五３　　　
　Ｒｒ−丘且旦　　　　ｉ且考名４．１５９，９７５　
　１９８２年１１月２３日　　１１ｅｉｄｎｃｒ４．２
８６．５５：］　　　１９旧年　９月　１日　　　ロａ
ｌｔｚ等４．２１：１，４３１　　１９８０年７月２２
ＥＩ　　　０ｎｔｓｂｉ４、ＩＪ）１，１旧　　１９８
０年　１月　１日　　Ｙａｍａｍｏｔ。

４．１８０，０２９　　１９７９年！２月２５０　　０
ｎｉｓｈｉ４．１７６．６３１　　１９７９年１２月　
４日　　　にａｎａ。

４．１２１，５５１　　１９７８年１０ＪＪ２４日　　
　Ｔｕｒｎｅｒ４．０６４１，５４０　　１９７７年１
２Ｊ］２０日　　　Ｐａｃｅ３．９２９．ＩＩ！　　　
１９７５年１２月３０日　　　Ｔｕｒｎｅｒ等：ｌ、８
５９，９６７　　１９７５年　１月１４日　　　Ｔｕｒ
ｎｅｒ等：ｌ、８０５，７５１　　１９７４年　４月２
３日　　　Ｒｅ５ｎｉｃｋ等：ｌ、８００，７５３　　
１９７４年　４月　２日　　　Ｓｕｌ　１ｉｖａｎ等：
ｌ、７６２，３８０　　１９７３年１’０Ｊ１２日　　
　５ｃｈｕｌｔｚ３．７３０，１４９　　１９７：１年
　５月　１日　　　Ｂｒｏｗｎ３．７０９，２０２　　
１９７３年　１月　９日　　　Ｂ　ｒｏｗｎ３．５２１
＋、：１９５　　１９７０年　９月１５日　−Ｇｏｇｇ
ｉ３．１７０，４４！ｌ　　　１９６５年　２月２３日
　　　Ｇｏｇｇｉ３．１２８．７４８　　１９６４年　
４月１４日　　　Ｇｏｇｇｉ２．８５７，９０：ｌ　　
　１９５８年１０月２８日　　　Ｗａｔｋｉｎｓ２．７
８１．６３２　　１９５７年　２月１９日　　　Ｍｅｉ
ｊｅｒ２．７１７，５８４　　１９５５年　９月１３日
　　　Ｕｐｔｏｎ２．６８２，２５９　　１９５４年　
６月２９日　　　Ｗａｔｋｉｎｓ２．５０２，９６８　
　１９５０年　４月　４日　　　Ｌｕｎｇｑｕｓｔ等１
．７３３，４３１　　１９２９年１０月２９日　　　Ｓ
ｈｅｒｍａｎ（課題を解決するための手段） 本発明は、予め定めたモデルで作動可能な内燃機関を提
供するもので、この機関は機関ブロックと、出口を有し
かつ前記機関ブロックと連通してこの機関ブロックから
サンプ内への自由落下流路を提供する妨げのない入口を
有するサンプと、前記出口と連通ずる制御可能な弁と、
この制御可能弁および機関ブロック内の予め選択された
場所と連通ずる流体管路と、機関が予め定めたモードで
運転中この予め定めたモードにおける機関の作動に応答
して弁を開く制御装置とからなっている。

本発明の一実施態様について詳細に説明するに先立ち、
本発明はその用途において以降の本文に記し図面に示さ
れる構造の細部および構成要素の配置に限定されるもの
ではないことを理解すべきである。本発明は他の実施態
様が可能であり、色々な方法で実施することが可能であ
る。また、本文に用いられる語句は説明の目的のためで
あり限定と見做すべきではないことを理解すべきである
。

（実施例） 本発明による残留燃料処理装置を内蔵した２サイクルの
水平型多シリンダ火花点火内燃機関ＩＯが図面に示され
ている。このような機関は、船外機１１（第１図）又は
船尾駆動装置（図示せず）の如き舶用推進装置における
使用に特に適している。しかし、２サイクルの内燃機関
１０はまた他の用途にも適していることが理解されよう
。

第１図に最もよく示されるように、舶用推進装置即ち船
外機１１は、艇体１３の船尾梁材１２に対して固定的に
取付けられた支持組立体を含む。

種々の適当な支持組立体が使用できるが、望ましい実施
態様においては、この支持組立体は船尾梁材１２に固定
的に取付けられた船尾梁材ブラケット１４と、略々水平
な傾斜軸心１７の周囲で前記船尾梁材ブラケット１４に
対して旋回ブラケット１６を枢動運動させるように船尾
梁材ブラケット１４上に取付けられた旋回ブラケット１
６とを含む。

舶用推進装置即ち船外機１１はまた、略々垂直な操舵軸
心１９の周囲で前記旋回ブラケット１６に対し推進装置
１８を枢動運動させるように旋回ブラケットＩ６上に取
付けられた推進装置１８を含む。この推進装置１８は、
回転自在に取付けられたプロペラ２２を有する下部装置
２１を含む。

２サイクル、水平シリンダの火花点火内燃機関１０はこ
の下部装置２１の上方に支持され、駆動軸２３および制
御自在に係合可能な変速機２４により前記プロペラ２２
と駆動作用的に結合されている。

前記変速機２４の係合状態は、下部装置２１の上端部に
隣接して取付けられた手動シフト・レバー２６により制
御される。

第２図によれば、内燃機関ｌＯは、作用的に共通のクラ
ンク軸２９を駆動する１対の水平に置かれたシリンダ２
７．２８を備えた機関ブロック２５を含む。

シリンダ２７は、水平方向に延在するシリンダ内孔３２
を有するクランクケース３１と、このシリンダ内孔３２
内で往復運動するように取付けられたピストン３３とを
含む。結合ロッド３４は、ピストン３３をクランク軸２
９に対して作用的に結合している。この結合ロッド３４
の反対側で、シリンダ２７は、ピストン３３とシリンダ
・ヘッド３６との間でシリンダ内孔３２内に燃焼室３７
を画成するシリンダ・ヘッド３６を含む。

ピストン３３のシリンダ・ヘッド３６への運動中、燃料
／油の混合物は、この燃料／油の混合物を空気と混合し
て燃焼可能な燃料／油／空気の混合気を形成する気化器
３９を介してクランクケース３１内に吸引される。ピス
トン３３がシリンダ・ヘッド３６から遠去る運動中、ク
ランクケース内の燃料／油／空気の混合気は部分的に圧
縮される。火花点火プラグ３８がシリンダ・ヘッド３６
に取付けられ、燃焼室３７内の燃料／油／空気の混合気
を点火するように機能する。

部分的に圧縮された燃料／油／空気の混合気を燃焼室３
７内に移送するため、シリンダ３７は、シリンダ内孔３
２の下方で機関ブロック２５に形成された移送路４１を
含む。この移送路４１は、クランクケース３１の内部に
開く一端部４２と、ピストン３３がシリンダ内孔３２内
の往復運動中シリンダ・ヘッド３６から最も遠い位置に
達する時燃焼室内に開く反対側端部４３とを有する略々
Ｕ字形の端部が開口した通路を含む。

シリンダ２８は、構造および作用においてシリンダ２７
と略々類似しあるいは同じであり、シリンダ内孔４６と
、このシリンダ内孔４６内で往復運動するように取付け
られたピストン４７とを有するクランクケース４４を含
む。結合ロッド４８は、ピストン４７を共通のクランク
ケース２９と結合し、シリンダ２８は更にシリンダ・ヘ
ッド４９を含み、これがピストン４７と一緒にシリンダ
２８内に燃焼室５１を形成する。シリンダ２８はまた、
これと関連した点火プラグ５２と、気化器５３と、シリ
ンダ内孔４６の下方で機関ブロック２５内に形成された
移送路５４とを有する。従来の慣例に従って、機関１０
はピストン３３および４７がそれぞれその各シリンダ内
孔３２および４６内の上死点に異なる時点で達するよう
に構成されている。

図示したように、前記移送路４１および５４は、機関ブ
ロック２５内で最も低い地点を形成する。

従って、移送路４１および５４は、機関がある運転期間
の後に停止された後、機関ブロック２５内の残留燃料／
油の混合物が最も溜り易い場所である。もしこのような
残留混合物が移送路４１および５４内に残ることが許さ
れるならば、このような蓄積した残留混合物は、以降の
機関の再始動と同時に略々−時に燃焼室３７および５１
内に吹込まれることになる。このことは更に、機関が再
始動される時非常に煙の濃い排気を生じる結果となり得
る。

内燃機関ｌＯが運転していない間移送路４１および５４
内に残留混合物の蓄積を防止するため、内燃機関ｌＯは
、移送路から過剰な残留混合物を排出し、以降の機関の
再始動の間排出された過剰残留燃料を貯溜し、次いで排
出された過剰燃料を機関内に再び導入するため適当な予
め定めた運転モードで機関が運転している時にのみこの
過剰燃料を再び導入するよう機能する残留燃料処理装置
を含む。

第２図において最もよく示されるように、シリンダ２７
は、移送路内の略々最も低い地点で移送路４１と連通ず
る妨げのない入口５７を備えた、中空の燃料貯溜室即ち
サンプ５６が設けられている。人口５７は障害物がない
ため、この入口は移送路４１からサンプ５６内への重力
による自由落下経路を提供する。従って、機関が運転し
ていない間移送路４１内に溜る残留混合物は入口５７か
ら自由に流出してサンプ５６内に溜ることになる。

妨げのない人Ｌ１５７の形状および寸法は、機関の以降
の再始動の間、サンプ５６内に溜った残留混合物がサン
プから移送路４１内に容易にはねたり吸引されたりしな
い如きものである。従って、サンプ５６の容積即ち容１
１は、機関が停止された後集まろうとする残留混合物の
総量を完全に保有するに充分なものである。このｆｆｔ
は、機関毎に異なり、最善の方法は実験により決定され
る。実施においては、入［１５７は、移送路４１と連通
ずる流体取付は具を含み、サンプ５６はこの取付は具と
結合されるある長さの配管を含むことができる。

サンプ５６から溜った残留燃料の排出を行なうため、本
残留燃料処理装置は更に、サンプ５６と連通ずる出口５
８と、この出口５Ｂと結合されサンプ５６から出［１５
８への溜った残留燃料の一方向の流れを許容するように
指向された逆止弁５９とを含む。

また、本残留燃料処理装置は更に、一端部が逆止弁５９
を介してサンプ５６の出口５Ｂと連通しまた他端部が流
体管路６２を介して機関ブロック２５内の予め選定した
位置と連通ずる制御可能な弁６１を含む。例示した実施
態様においてはこの逆止弁５９は＋ｔ、ｌＪ御可能弁６
１の上流側に配置されているが、逆止弁５９は制御可能
弁６１の下流側に置くことができることが理解されよう
。

サンプ５６から溜った残留燃料の抜取りを更に容易にす
るため、前記の予め定めた場所が、移送路４１内の圧力
が比較的高い時、比較的低い圧力を提供することが望ま
しい。第２図に示された実施態様においては、溜った残
留燃料がサンプ５６から連通状態となるこの予め定めた
場所は他のシリンダ２８のクランクケース４４である。

ピストン３３および４７が機関の運転中相互に略々反対
方向に運動する故に、移送路４１内の圧力が比較的高い
時はクランクケース４４内の圧力は比較的低く、逆の場
合は反対となる。排出場所における圧力が移送路内より
も低ければ、逆止弁５９は開き、また制御可能な弁６１
もまた開くならば、溜った残留燃料がサンプ５６から排
出される。

排出場所における圧力が移送路４１内の圧力を越える時
、逆止弁５９は閉じ、管路６２からサンプ５６への流体
の逆流は阻止される。

制御可能弁６１は、適当な制御電流の付加に応答して開
閉するソレノイド作動弁であることが望ましい。あるい
はまた、この弁は、適当な機械的人力に応答して開閉す
る機械的に操作される弁であってもよい。

他のシリンダ２８はまた、移送路５４からサンプ６３へ
重力の自由落下経路を提供する妨げのない入口６４を持
つサンプが設けられている。このサンプ６３は、逆止弁
６７、制御可能弁６８および流体管路６９を介して機関
ブロック２５内の別の予め選択された場所と連通ずる出
口６Ｂを容量する。図示した実施態様においては、この
予め選択された場所は、他のシリンダ２７のクランクケ
ース３１である。

機関が溜った残留燃料の再導入に適する予め定めたモー
ドで作動しつつある時のみ、このような残留燃料がサン
プ５６および６３から排出されることを保証するため、
本残留燃料処理装置は更に、予め定めたモードにおける
内燃機関ｌＯの作動に応答して、機関がこの予め定めた
モードで運転する時制御可能弁６１および６８を開く制
御装置を含んでいる。種々の適当な制御装置が使用でき
るが、第２図に示された実施態様においては、本制御装
置はシリンダ２８に隣接して機関ブロック２５と熱的に
結合されかつ制御可能弁６１および６８の各々と電気的
に結合された温度検出要素７１を含む。この温度センサ
７１は、内燃機関ｌＯがシリンダ２８に隣接するシリン
ダ・ブロック２５の温度により示される如き予め定めた
運転温度に達する時のみ、ｔす外回能弁６１および６８
を開くため適当な電気出力を生じるように選定される。

このように、第２図に示される実施態様においては、機
関１０が前記の予め定めた温度もしくはそれ以上で運転
中である時のみ燃料がサンプ５６および６３からｔ非出
されることになる。

このような温度には機関が数秒もしくは数分間運転され
るまで通常速しないため、溜った残留燃料をシリンダ２
７および２８内への再導入は、過度の排煙を生じる最適
の時である機関の再始動の間は行なわれない。温度セン
サ７１はシリンダ２８に隣接して取付けられるように示
されるが、温度センサのための他の場所を選択できるこ
とが判るであろう。

燃料処理装置の別の実施態様が第１図に示されている。

内燃機関ＩＯが船外機として示される如き舶用推進装置
に内蔵される時、残留燃料処理装置は、溜った残留燃料
のサンプ５６および６３からの排出が、変速機２４が係
合状態にあって舶用推進装置が実際に艇体に推力を与え
つつある時のみ許容されるように構成することができる
。

舶用推進装置がこのようなモードで運転しつつある（即
ち、手動操作レバー２６が「中立」以外の位置にある）
時、内燃機関ＩＯにより生じる排気は下部装置２！を通
って通気され、水面下で排出される。従って、溜った残
留燃料がシリンダのクランクケース３１および４４に再
び導入される際生じる如き排煙は、変速機２４が中立状
態にあり艇体が静止状態にある時程顕著ではない。

第１図に示される実施態様においては、温度センサ７１
は、シフト制御レバー２６と機械的に結合される電気的
スイッチ７２により置換され、シフト制御レバー２６が
中立以外の位置にある時のみ制御可能弁６１および６８
を開くための適当な電気的信号を生じるように構成され
ている。あるいはまた、純粋に機械的に操作される弁が
、適当なリンク装置を介してシフト制御レバーと機械的
に結合することができる。

本残留燃料処理装置の更に別の実施態様が第３図に示さ
れ、同図は水平多重シリンダ機関ｌＯの１つのシリンダ
２７を示している。第３図においては、電気のバッテリ
７３が設けられ、点火スイッチ７４を介して全体的に７
６で示される機関の点火系統を構成する種々の回路と電
気的に結合されている。始動モータ７７が、始動中機関
ｌＯをクランク運動させるため設けられ、始動スイッチ
７８および点火スイッチ７４を介してバッテリ７３と結
合されている。始動モータ７７を作動させるためには、
始動スイッチ７８および点火スイッチ７４の双方が閉路
されねばならない。

機関が始動、された後円滑に運転するまで溜った残留燃
料がサンプ５６から排出されないことを保証するために
、第３図に示された実施態様における残留燃料処理装置
は、点火および始動スイッチ７４および７７の双方の閉
路と同時に付勢されトリガーさ°れ、かつ予め定めた期
間Ｔの後制御可能弁６１に対し制御電流を与えて溜った
残留燃料のサンプ５６からの排出を許すタイマー回路７
９を含む。

木実施悪様においては、溜った残留燃料は、点火および
始動スイッチ７４および７８の閉路以後期間Ｔが経過す
るまではサンプ５６から排出することができない。この
ため、機関が始動され運転状態になるまで燃料の再導入
が開始されないことを保証する。

内燃機関ｌＯについて舶用推進装置に関して示し記した
が、機関は他の舶用ではない用途においても使用できる
ことは理解されよう。更にまた、２シリンダ機関を例示
の目的のため説明したが、本残留燃料処理装置がシリン
ダ数がより少ないか多い機関においても使用できること
が理解されよう。同様に、本発明は気化器付き機関に関
して示し記したが、燃料噴射の如き他の形態の燃料供給
を用いる機関においても等しく使用に適するものである
。最後に、機関ブロック２５内に溜った残留燃料を再び
導入するための特定の場所について示したが、他の場所
も選択できることが理解されよう。

本発明の他の色々な特徴および長所は、頭書の特許請求
の範囲に記載されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による燃料残留分処理装置を含む水平
シリンダの２サイクル機関を内蔵する、本発明を盛り込
んだ舶用推進装置を示す側面図、第２図は、第１図の舶
用推進装置において使用される、本発明を盛り込んだ燃
料残留分処理装置を含む水平２シリンダ、２サイクル機
関の概略図、および第３図は、本発明を盛り込んだ燃料
残留分処理装置の別の実施態様を含む水平シリンダ、２
サイクル内燃機関を示す概略図である。 ＩＯ・・・２サイクル水牟多重シリンダ火花点火内燃機
関、１１−・・船外機、Ｉ　２−・・船尾梁材、１３・
・・艇体、１４−・・船尾梁材ブラケット、１６・・・
旋回ブラケット、１７・・・傾斜軸心、ｔ　ａ−・・推
進装置、１９・・・操舵軸心、２１・・・下部装置、２
２−・・プロペラ、２３−・・駆動軸、２４−・・変速
機、２５・・・機関ブロック、２６・・・手動シフト・
レバー、２７．２８・・・シリンダ、２９−・・クラン
ク軸、３１．４４・・・クランクケース、３２．４６−
・・シリンダ内孔、３３．４７・・・ピストン、３４．
４８−・・結合ロッド、３６．４９−・・シリンダ・ヘ
ッド、３７．５１・・・燃焼室、３８．５２−・・点火
プラグ、３９．５３−・・気化器、４１．５４−・・移
送路、４２．４３・・・端部、５６．６３・・・サンプ
、５７．６４・・・入口、５８．６６−・・出口、５９
．６７・・・逆止弁、６１．６８・・・制御可能弁、６
２．６９−・・流体管路、７１・・・温度センサ、７２
−・・電気スイッチ、７３・・・バッテリ、７４・・・
点火スイッチ、７６−・・点火系統、７７・・・始動モ
ータ、７８−・・始動スイッチ、７９・・・タイマー回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予め定めたモードにおいて作動可能な内燃機関にお
   いて、機関ブロックと、出口を有し、前記機関ブロック
   と連通して該機関ブロックからサンプ内への重力による
   自由落下経路を提供する妨げのない入口を有するサンプ
   と、前記出口と連通する制御可能な弁と、該制御可能弁
   および前記機関ブロック内の予め定めた場所と連通する
   流体管路と、前記機関が前記予め定めたモードにおいて
   運動中、該機関の予め定めたモードにおける作動に応答
   して前記制御可能弁を開く制御装置とを設けることを特
   徴とする内燃機関。 ２、請求項１記載の内燃機関において、前記の予め定め
   たモードが、予め定めた期間を越える連続的な機関の運
   転であり、前記機関が前記予め定めた期間を越えて連続
   的に運転した後前記制御装置が前記弁を開くようになさ
   れいることを特徴とする内燃機関。 ３、請求項１記載の内燃機関において、前記予め定めた
   モードが、予め定めた機関運転温度における機関の運転
   であり、前記機関が実質的に前記の予め定めた運転温度
   に達する時前記制御装置が前記弁を開くようになされて
   いることを特徴とする内燃機関。 ４、請求項１記載の内燃機関において、該機関をプロペ
   ラに選択的に結合する変速機を更に設け、前記の予め定
   めたモードが、前記変速機が前記機関を前記プロペラに
   対して駆動作用的に結合する時前記制御装置が前記弁を
   開くように前記変速機の作動と関連して前記プロペラを
   駆動する機関の作動を含むことを特徴とする内燃機関。 ５、請求項１記載の内燃機関において、前記機関ブロッ
   クが複数のシリンダを含み、前記機関が更に、複数の前
   記サンプと、前記制御可能弁と、前記流体管路と、前記
   シリンダの各々とそれぞれ関連する前記制御装置とを含
   み、 前記各シリンダにおける前記の予め定めた場所が別のシ
   リンダであることを特徴とする内燃機関。 ６、請求項１記載の内燃機関において、前記機関が更に
   、前記制御可能弁と連通しかつ流体が前記出口から前記
   制御可能弁を流れることを許容するよう指向された逆止
   弁を含むことを特徴とする内燃機関。