JPH07208167A - 縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法を提供
することにより主としてディーゼル機関の排気公害を飛
躍的に低減して出力と燃費効率を上昇する。 【構成】通常のピストンと燃焼室を大きい方の往復ポン
プとして中心付近に小さい方の往復ポンプ，例えば６分
の１断面のポンプを設けて，ピストンが上死点に近づく
寸前の適時に小さい方の往復ポンプを急構成するもの
で，その位置から上死点までの瞬時に圧縮比の差を利用
して外周の６分の５断面の空気のほぼ全部を６分の１ポ
ンプの隙間から縮形燃焼室に噴射して，燃料と撹拌混合
燃焼する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はクランク式往復機関に
関し，詳しくは縮形燃焼室内燃機関に関し，主として２
サイクル燃料噴射圧縮点火機関の燃焼法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮点火機関の燃焼室には直接噴射式燃
焼室及び予燃焼室式燃焼室及び渦流室式燃焼室がありま
す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は主としてデ
ィーゼル機関の排気ガス公害を低減して燃費効率を上昇
させるため，新燃焼室と新燃焼法を採用した縮形燃焼室
内燃機関を提供することを目的として多くの同燃焼法を
提供することも目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明はピスト
ンが上死点に近づく寸前の適時に大小２つの往復ポンプ
を急構成して燃焼室を急分割し，例えば中央の５分の１
通路断面積燃焼室と外周圧縮比最大の５分の４空気室に
急分割すると，上死点までの瞬時に外周５分の４空気の
ほぼ全部が中央５分の１通路断面積の燃焼室に急移動し
て噴射された燃料を通常では考えられない程の速度で撹
拌混合燃焼させて瞬時に完全燃焼を終了させる理想のデ
ィーゼル燃焼法とします。

【０００５】

【作 用】この発明は大小２つの往復ポンプを急構成と
急解体する非常に簡単な構成のため，撹拌混合も必要な
時に必要量だけ可能なためエネルギ損失が非常に少な
く，圧縮点火機関から火花点火機関まですべて理想の燃
焼法となり，往復ポンプの大小断面積の比を１対１から
１０対１まで変化させるのに加えて高速気流噴射溝等を
多採に組合わせると，超超高速強力撹拌混合燃焼からゆ
るやかな撹拌混合燃焼まで，あらゆる燃料の燃焼に最適
の撹拌混合燃焼が得られます。特に圧縮点火機関では圧
縮比を増大して最高燃焼圧力を上昇させても，上死点付
近だけ燃焼室を大きく縮形してあるため，衝撃や振動を
大きく縮小して燃費効率を上昇できる大きな効果があ
り，黒煙微粒子等を皆無にできる大きな効果もありま
す。

【０００６】

【実施例】図１の第１実施例を参照すると通常の２サイ
クルユニフロー掃気圧縮点火機関を改良した縮形燃焼室
圧縮点火機関を図示している。シリンダ１の摺動面３の
下部にピストン２により開閉する掃気穴群４を貫設して
その外周に環状掃気室５を通常の如く具備して，シリン
ダカバー７の中心付近に燃料噴射器１０を具備したカバ
ー側ピストン１９Ａを突設してピストン２が上死点に近
づく寸前の適時にピストン２に具備したピストン燃焼室
２０Ａと往復ポンプを急構成できる長さとしてその外側
に排気弁８を用途にあわせて適当数具備して，ピストン
２が上死点までの瞬時に，例えば燃焼室６内外周５分の
４断面積の空気のほぼ全部を圧縮比の差により５分の１
通路断面積のピストン燃焼室２０Ａ内に高速噴射して，
カバー側ピストン１９Ａに具備された燃料噴射器１０よ
り噴射された燃料を強力に超超高速撹拌混合燃焼させま
す。

【０００７】図２を参照するとカバー側ピストン１９Ａ
・１９Ｂ・１９Ｃ・１９Ｄを図示している。実施例が限
りなく多いため一応大別してすべてを含めたものです。
縮形燃焼室による燃焼法では圧縮点火機関から火花点火
機関まですべて理想に近い燃焼法が得られるのに加え
て，燃料噴射器１０より噴射できるあらゆる液体気体燃
料を理想的に燃焼できるように多採としたものです。１
９Ａは第１実施例に使用しており基本形で太さや隙間を
変化させて用途に対応します。１９Ｂは１９Ａの外面に
高速気流噴射溝１６を設けたもので，溝の数と大きさや
深さを変化させて用途に対応します。１９Ｃは１９Ａの
外面に回転気流噴射溝１７を設けたもので，回転気流を
得るための溝の傾斜角度と数と大きさや深さを変化させ
て用途に対応します。１９Ｄは１９Ａの外面に撹拌気流
噴射溝１８を設けたもので，噴射方向の異なる溝を適当
数併設して撹拌を主目的とする用途に対応します。

【０００８】図３を参照するとピストン燃焼室２０Ａ・
２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄを図示している。この実施例も
非常に多く存在するため一応大別してすべてを含めたも
のです。縮形燃焼室による燃焼法では圧縮点火機関から
火花点火機関まですべて理想に近い燃焼法が得られるの
に加えて，燃料噴射器１０より噴射できるあらゆる液体
気体燃料を理想的に燃焼できるように多採としたもので
す。２０Ａは第１実施例に使用しており基本形で大きさ
や隙間を変化させて用途に対応します。２０Ｂは２０Ａ
の内面に高速気流噴射溝１６を設けたもので，溝の数と
大きさや深さを変化させて用途に対応します。２０Ｃは
２０Ａの内面に回転気流噴射溝１７を設けたもので，回
転気流を得るための溝の傾斜角度と数と大きさや深さを
変化させて用途に対応します。２０Ｄは２０Ａの内面に
撹拌気流噴射溝１８を設けたもので，噴射方向の異なる
溝を併設して撹拌を主目的とする用途に対応します。
又，ピストン燃焼室２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ．２０Ｄと
カバー側ピストン１９Ａ・１９Ｂ・１９Ｃ・１９Ｄとの
組合せを色々と変化させることにより更に多くの用途に
対応します。

【０００９】図４を参照するとカバー側ピストン１９Ｅ
とピストン燃焼室２０Ｅを燃焼室６側から見て図示して
いる。前記０００７及び０００８に記載のカバー側ピス
トン１９Ａとピストン燃焼室２０Ａと殆んど同じですが
相違点は，１９Ａ及び２０Ａがそれぞれ基本形であり，
１９Ｅ及び２０Ｅはそれぞれの応用形で排気流路を拡大
してしかもピストン燃焼室２０Ｅの通路断面積を確保す
るためその形状を排気弁８．８・８・８にあわせて変り
形の変４角形として，カバー側ピストン１９Ｅの形状も
同形の変４角形としたものです。即ち排気流路を拡大し
た４弁式縮形燃焼室の実施例で，用途にあわせて使い分
けるものです。

【００１０】図５を参照するとカバー側ピストン１９Ｆ
及びピストン燃焼室２０Ｆを燃焼室６側から見て図示し
ている。前記０００９に記載のカバー側ピストン１９Ｅ
及びピストン燃焼室２０Ｅと殆んど同じですが相違点
は，４弁式縮形燃焼室の排気流路を拡大した実施例であ
ったものを３弁式の実施例に変更して排気弁８・８・８
にあわせてピストン燃焼室２０Ｆの通路断面を変り形の
変３角形として，カバー側ピストン１９Ｆの形状も同形
の変３角形にしたところです。即ち排気流路を拡大した
３弁式縮形燃焼室の実施例で，用途にあわせて使い分け
るものです。

【００１１】図６を参照するとカバー側ピストン１９Ｇ
及びピストン燃焼室２０Ｇを燃焼室６側から見て図示し
ている。前記０００９に記載のカバー側ピストン１９Ｅ
及びピストン燃焼室２０Ｅと殆んど同じですが相違点
は，４弁式縮形燃焼室の排気流路を拡大した実施例であ
ったものを２弁式の実施例に変更して排気弁８・８にあ
わせてピストン燃焼室２０Ｇの通路断面を変り形の亜鈴
形として，カバー側ピストン１９Ｇの形状も同形の亜鈴
形にしたところです。即ち排気流路を拡大した２弁式縮
形燃焼室の実施例で，用途にあわせて使い分けるもので
す。

【００１２】図７の第２実施例を参照すると前記０００
６の第１実施例と殆んど同じですが相違点は，第１実施
例の縮形したピストン燃焼室２０Ａをシリンダカバー側
に移動して縮形したシリンダカバー燃焼室２１Ａとする
と共に，カバー側ピストン１９Ａもピストン２側に移動
してピストン側ピストン２２Ａとしてピストン２が上死
点に近づく寸前の適時に，シリンダカバー７に凹設され
たシリンダカバー燃焼室２１Ａと往復ポンプを急構成し
て上死点までの瞬時に，例えば燃焼室６内外周の７分の
６断面積の空気のほぼ全部を圧縮比の差を利用して，７
分の１通路断面積のシリンダカバー燃焼室２１Ａ内に高
速噴射して，シリンダカバー燃焼室２１Ａに具備した燃
料噴射器１０より噴射されたあらゆる気体液体燃料を，
強力に超超高速撹拌混合燃焼させます。

【００１３】図８を参照するとピストン側ピストン２２
Ａ・２２Ｂ・２２Ｃ・２２Ｄを図示している。実施例が
非常に多いため一応大別してすべてを含めたものです。
縮形燃焼室による燃焼法では圧縮点火機関から火花点火
機関まですべて理想に近い燃焼法が得られるのに加え
て，燃料噴射器１０より噴射できるあらゆる液体気体燃
料を理想的に燃焼できるように多採としたものです。２
２Ａは第２実施例に使用しており基本形で太さや隙間を
変化させて用途に対応します。２２Ｂは２２Ａの外面に
高速気流噴射溝１６を凹設したもので，溝の数と大きさ
や深さを変化させて用途に対応します。２２Ｃは２２Ａ
の外面に回転気流噴射溝１７を凹設したもので，回転気
流を得るための溝の傾斜角度と数と大きさや深さを変化
させて用途に対応します。２２Ｄは２２Ａの外面に撹拌
気流噴射溝１８を凹設したもので，噴射方向の異なる溝
を適当数併設して撹拌を主目的とする用途に対応しま
す。

【００１４】図９を参照するとシリンダカバー燃焼室２
１Ａ・２１Ｂ・２１Ｃ・２１Ｄを図示している。この実
施例も非常に多いため一応大別してすべての実施例を含
めたものです。縮形燃焼室による燃焼法では圧縮点火機
関から火花点火機関まですべて理想に近い燃焼法が得ら
れるのに加えて，燃料噴射器１０より噴射できるあらゆ
る液体気体燃料を理想的に燃焼できるように多採とした
ものです。２１Ａは第２実施例に使用している基本形で
大きさや隙間を変化させて用途に対応します。２１Ｂは
２１Ａの内面に高速気流噴射溝１６を設けたもので，溝
の数と大きさや深さを変化させて用途に対応します。２
１Ｃは２１Ａの内面に回転気流噴射溝１７を凹設したも
ので，回転気流を得るための溝の傾斜角度と数と大きさ
や深さを変化させて用途に対応します。２１Ｄは２１Ａ
の内面に撹拌気流噴射溝１８を凹設したもので，噴射方
向の異なる適当数の溝を併設して撹拌を主目的とする用
途に対応します。又このシリンダカバー燃焼室２１Ａ・
２１Ｂ・２１Ｃ・２１Ｄとピストン側ピストン２２Ａ・
２２Ｂ・２２Ｃ・２２Ｄとの組合わせを色々と変化させ
ることにより更に多くの用途に対応します。

【００１５】図１０を参照するとシリンダカバー燃焼室
２１Ｅとピストン側ピストン２２Ｅを燃焼室６側から見
て図示している。前記０００９の図４と殆んど同じです
が相違点は，ピストン燃焼室２０Ｅがピストン２側であ
った燃焼室をシリンダカバー７側に移動して，シリンダ
カバー燃焼室２１Ｅとすると共にカバー側ピストン１９
Ｅもピストン２側に移動してピストン側ピストン２２Ｅ
としたところです。排気流路を拡大してしかもシリンダ
カバー燃焼室２１Ｅの通路断面積を確保するため，その
形状を排気弁８・８・８・８にあわせて変り形の変４角
形として，ピストン側ピストン２２Ｅの形状も同形の変
４角形としたものです。即ち排気流路を拡大した４弁式
縮形燃焼室の実施例で，用途にあわせて使い分けるもの
です。

【００１６】図１１を参照するとシリンダカバー燃焼室
２１Ｆ及びピストン側ピストン２２Ｆを燃焼室６側から
見て図示している。前記００１５に記載のシリンダカバ
ー燃焼室２１Ｅ及びピストン側ピストン２２Ｅと殆んど
同じですが相違点は，４弁式縮形燃焼室の排気流路を拡
大した実施例であったものを３弁式の実施例に変更して
排気弁８・８・８にあわせてシリンダカバー燃焼室２１
Ｆの通路断面を変り形の変３角形として，ピストン側ピ
ストン２２Ｆの形状も同形の変３角形にしたところで
す。即ち排気流路を拡大した３弁式縮形燃焼室の実施例
で，図５の実施例と同様に用途にあわせて使い分けるも
のです。

【００１７】図１２を参照するとシリンダカバー燃焼室
２１Ｇ及びピストン側ピストン２２Ｇを燃焼室６側から
見て図示している。前記００１６に記載のシリンダカバ
ー燃焼室２１Ｆ及びピストン側ピストン２２Ｆと殆んど
同じですが相違点は，３弁式縮形燃焼室の排気流路を拡
大した実施例であったものを２弁式の実施例に変更して
排気弁８・８にあわせてシリンダカバー燃焼室２１Ｇの
通路断面を変り形の亜鈴形にして，ピストン側ピストン
２２Ｇの形状も同形の亜鈴形にしたところです。即ち排
気流路を拡大した２弁式縮形燃焼室の実施例で，用途に
あわせて使い分けるものです。

【００１８】前記はすべて排気弁８のみ複数箇具備され
ておりましたが，図１３を参照するとそれぞれすべての
図に給気弁１３を含めて排気弁８を図示している。即ち
前記はいづれもシリンダカバー７に排気弁８のみ複数箇
具備して２サイクル用縮形燃焼室としていたものを，適
当数の排気弁８を給気弁１３に変更して４サイクル用縮
形燃焼室にも利用できるようにしたもので，多数の実施
例に換えて４例を図示したものです。（イ）に図示した
ものはシリンダカバー７の中心付近に燃料噴射器１０を
具備したカバー側ピストン１９Ａを突設してその外側に
排気弁８・８及び給気弁１３・１３を具備して４サイク
ル用縮形燃焼室にも利用できるようにしたものです。
（ロ）に図示したものはシリンダカバー７の中心付近に
燃料噴射器１０を具備したシリンダカバー燃焼室２１Ａ
を凹設してその外側に排気弁８・８及び給気弁１３・１
３を具備して４サイクル用縮形燃焼室にも利用できるよ
うにしたものです。（ハ）に図示したものはシリンダカ
バー７の中心付近に燃料噴射器１０を具備したシリンダ
カバー燃焼室２１Ｆを凹設してその外側に排気弁８・８
及び給気弁１３を具備して４サイクル用縮形燃焼室にも
利用できるようにします。（ニ）に図示したものはシリ
ンダカバー７の中心付近に燃料噴射器１０を具備したシ
リンダカバー燃焼室２１Ｇを凹設してその外側に排気弁
８及び給気弁１３を具備して４サイクル縮形燃焼室にも
利用できるようにします。いづれも用途により使い分け
るものです。

【００１９】図１４を参照すると（イ）ではカバー側ピ
ストン１９に燃料噴射器１０と共にグロープラグ１５が
具備されており，（ロ）ではシリンダカバー燃焼室２１
に燃料噴射器１０と共にグロープラグ１５が具備されて
おります。このグロープラグも用途に対応して具備しま
すがピストン燃焼室２０とシリンダカバー燃焼室２１と
に使い分けられる効果も大きく，加えて残留ガスの柱が
出来る位置に燃焼室を凹設するので掃気や排気の影響が
少ないため，燃焼室内は希薄酸素となって燃焼が新空気
の大量供給される上死点に集中するため，非常に優秀な
焼玉機関を得る大きな効果があります。又，多種燃料の
使用が容易になるのに加えて始動時の燃焼を良くする効
果があります。

【００２０】図１５を参照すると（イ）ではカバー側ピ
ストン１９に燃料噴射器１０と共に点火栓１４が具備さ
れており，（ロ）ではシリンダカバー側燃焼室２１に燃
料噴射器１０と共に点火栓１４が具備されております。
この点火栓１４も用途に対応して具備しますがピストン
燃焼室１９とシリンダカバー燃焼室２１とに使い分けら
れる効果も大きく，しかも燃焼室の容積や形状の選択が
自由自在であるのに加えて，往復ポンプの構成時期も最
適に選択できるため，燃料噴射火花点火希薄燃焼から通
常燃焼までと，通常の気化器を使った火花点火燃焼まで
広範に利用できる大きな効果があります。

【００２１】前記カバー側ピストン１９Ａ・１９Ｂ・１
９Ｃ・１９Ｄ・１９Ｅ・１９Ｆ・１９Ｇは最高燃焼圧力
時の高温高圧高速の逆噴射ガスによる熱負荷が非常に大
きくしかも燃料噴射器１０等を具備するため，外面から
内部に向う熱の移動を少なくするため，用途により断熱
セラミックス等で被覆したり一体成形により耐熱断熱し
ます。

【００２２】前記ピストン燃焼室２０Ａ・２０Ｂ・２０
Ｃ・２０Ｄ・２０Ｅ・２０Ｆ・２０Ｇも最高燃焼圧力時
付近の高温高圧高速の撹拌混合燃焼ガスや逆噴射ガスに
よる熱負荷が非常に大きいため，ピストン２及びシリン
ダ１側への熱の移動を少なくするため，用途により適宜
に断熱セラミックス等で被覆したり一体成形により耐熱
断熱します。

【００２３】前記シリンダカバー燃焼室２１Ａ・２１Ｂ
・２１Ｃ・２１Ｄ・２１Ｅ・２１Ｆ・２１Ｇも最高燃焼
圧力時付近の高温高圧高速の撹拌混合燃焼ガスや逆噴射
ガスによる熱負荷が非常に大きいため，シリンダカバー
７側への熱の移動を少なくするため，用途により適宜に
断熱セラミックス等で被覆したり一体成形等により耐熱
断熱します。

【００２４】前記ピストン側ピストン２２Ａ・２２Ｂ・
２２Ｃ・２２Ｄ・２２Ｅ・２２Ｆ・２２Ｇも最高燃焼圧
力時付近の高温高圧高速の逆噴射ガス等による熱負荷が
非常に大きいため，ピストン２側への熱の移動を少なく
するためと耐熱のため，用途により適宜に断熱セラミッ
クス等で被覆したり一体成形等により耐熱断熱します。

【００２５】図１６を参照すると（イ）にカバー側ピス
トン１９を図示している。前記シリンダカバー７に具備
されたカバー側ピストン１９を軸方向に摺動可能に貫設
すると共に，取付座２３に特殊皿バネ２４Ａを用途に応
じて適当数具備して，燃焼最大圧力時にカバー側ピスト
ン１９が特殊皿バネ２４Ａのたわみにより後退してピス
トン燃焼室２０内を拡大して，燃焼最大圧力を抑制して
窒素酸化物の生成を抑制して圧縮比を増大容易にしま
す。

【００２６】（ロ）にピストン側ピストン２２を円板状
の特殊皿バネ２４Ｂに連続してピストン２にパッキング
２５Ｂを介して固着したところを図示している。上記０
０２５と同様に燃焼最大圧力を抑制して窒素酸化物の生
成を抑制すると共に圧縮比の増大を容易にするもので，
ピストン２が上死点付近で燃焼最大圧力に近づいたと
き，特殊皿バネ２４Ｂがたわみにより後退してシリンダ
カバー燃焼室２１内を拡大して燃焼最大圧力を抑制する
ものです。

【００２７】（ハ）にピストン燃焼室２０を円板状の特
殊皿バネ２４Ｃに連続してピストン２にパッキング２５
Ｃを介して固着したところを図示している。上記００２
６と同様に燃焼最大圧力を抑制して窒素酸化物の生成を
抑制すると共に圧縮比の増大を容易にするもので，ピス
トン２が上死点付近で燃焼最大圧力に近づいたとき特殊
皿バネ２４Ｃがたわんでピストン燃焼室２０がピストン
２側に移動してピストン燃焼室２０を拡大して，燃焼最
大圧力を抑制するものです。

【００２８】

【発明の効果】この発明を２サイクル圧縮点火機関とし
て利用する場合は，燃焼室６とピストン燃焼室２０の縮
形比を例えば６：１として圧縮比の差を最大にします。
そしてピストン２が上死点に近づく寸前の適時にピスト
ン燃焼室２０とカバー側ピストン１９と往復ポンプを急
構成すると，７分の１断面積のピストン燃焼室２０ポン
プと７分の６断面積の燃焼室６ポンプに急分割され，そ
の位置から上死点までの瞬時に７分の６ポンプのほぼ全
量が７分の１ポンプ即ちピストン燃焼室２０に急移動し
ます。しかもこの急移動を理想的に利用できる万能の空
間巨離があるため，撹拌混合燃焼の超超高速化も可能と
なって，しかも燃料噴射器で噴射できるあらゆる液体気
体燃料でも瞬時撹拌混合して完全燃焼を終了できるのは
明白なため，小型高速２サイクル多気筒圧縮点火機関と
して実用化も可能となり，燃費効率の上昇に加えて排気
量当りの出力を２倍に近づけるか越える効果も大きく，
理論空燃比付近での完全燃焼が可能になるため黒煙公害
を皆無にできる効果も大きく，触媒による窒素酸化物の
除去もガソリン車並に近づける大きな効果があります。
舶用大型２サイクル多気筒圧縮点火機関として実用化す
る場合は，低質重油を完全燃焼できる効果に加えて理論
空燃比付近での完全燃焼が可能になるため，排気量当り
の出力を増大して触媒による窒素酸化物の除去が可能に
なる大きな効果があります。

【００２９】この発明を４サイクル圧縮点火機関として
利用する場合も上記００２８の説明と殆んど同じになり
ますので説明を続けます。縮形燃焼室内燃機関は燃焼室
をピストン側とシリンダカバー側に選択して具備できる
ため，ピストン燃焼室２０を選択するだけで無冷却断熱
エンジンに大きく近づく効果があり，シリンダカバー燃
焼室２１を選択すると燃焼室の形状や内容を自由自在に
変化できるため，あらゆる技術を利用できる大きな効果
があります。又，あらゆる液体気体燃料を瞬時撹拌混合
燃焼できるのに加えて２０又は２１燃焼室内からの逆噴
射燃焼速度は更に高速となり，上述の理論空燃比完全燃
焼に大きな効果があります。この縮形燃焼室を圧縮点火
機関に利用する場合は縮形比が大きくなるため，燃焼最
大圧力の影響を受ける断面積も例えば５分の１以下とな
り，振動を低減して圧縮比を増大できる大きな効果があ
り，更に特殊皿バネ２４のたわみを利用して燃焼最大圧
力を低減すれば効果は更に拡大し，窒素酸化物の生成を
低減する効果も発生します。以上いづれも燃焼ガスの流
速が非常に高速で熱負荷も非常に大きいのですが，耐熱
断熱セラミックス等の実用化技術が発達しておりますの
で利用します。

【００３０】この発明の縮形燃焼室にグロープラグ１５
を追加して準圧縮点火機関として利用する場合も殆んど
同じですが，スワール有機関として利用する場合はピス
トン燃焼室２０又はシリンダカバー燃焼室２１が残留ガ
スの柱ができるスワール中心になるし，掃気や排気の影
響が少なく理論空燃比完全燃焼では，ピストン燃焼室２
０又はシリンダカバー燃焼室２１内に早期に燃料噴射し
ても燃焼が始まらない予熱主動の燃焼法，即ち完全燃焼
が容易な燃焼法が得られる大きな効果があります。

【００３１】この縮形燃焼室に点火栓１４を追加して火
花点火機関として利用する場合も主要部は殆んど同じで
すが，縮形比や圧縮比が小さくなります。従って撹拌混
合燃焼も少しゆるやかになりますが，縮形往復ポンプを
少し早期に構成して燃料を早期に噴射する予熱主動の燃
焼法が主流となるため，着火後の燃焼を非常な高速にし
て完全燃焼できる大きな効果があります。随時希薄燃焼
火花点火機関として利用する場合も縮形燃焼室燃焼法
は，圧縮火花点火時の正噴射撹拌混合燃焼と爆発燃焼時
の逆噴射撹拌混合燃焼と縮形往復ポンプ解消時の撹拌混
合燃焼の３段燃焼に加えて，縮形燃焼室内の空気量は圧
縮上死点に向って正確に変化するため，火花点火時の空
燃比制御が容易になるのに加えて，点火最適空燃比燃焼
付近で充分な希薄燃焼となるため，運転範囲を随時希薄
燃焼にできる大きな効果があります。又，２サイクル火
花点火機関にも４サイクル火花点火機関にも殆んど同じ
ように利用できる効果もあります。

【図面の簡単な説明】

【図 １】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図 ２】本発明のカバー側ピストン１９の実施例の４
例を示す正面図である。

【図 ３】本発明のピストン燃焼室２０の実施例の４例
を示す断面図である。

【図 ４】本発明のカバー側ピストン１９Ｅとピストン
燃焼室２０Ｅを燃焼室側から見た図である。

【図 ５】本発明のカバー側ピストン１９Ｆとピストン
燃焼室２０Ｆを燃焼室側から見た図である。

【図 ６】本発明のカバー側ピストン１９Ｇとピストン
燃焼室２０Ｇを燃焼室側から見た図である。

【図 ７】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図 ８】本発明のピストン側ピストン２２の実施例の
４例を示す正面図である。

【図 ９】本発明のシリンダカバー燃焼室２１の実施例
の４例を示す断面図である。

【図 １０】本発明のシリンダカバー燃焼室２１Ｅとピ
ストン側ピストン２２Ｅを燃焼室側から見た図である。

【図 １１】本発明のシリンダカバー燃焼室２１Ｆとピ
ストン側ピストン２２Ｆを燃焼室側から見た図である。

【図 １２】本発明のシリンダカバー燃焼室２１Ｇとピ
ストン側ピストン２２Ｇを燃焼室側から見た図である。

【図 １３】本発明を２サイクル機関と４サイクル機関
の兼用とした場合の排気弁と給気弁の配置例４例を示す
図である。

【図 １４】本発明を準圧縮点火機関として実施した場
合の２例を示す断面図である。

【図 １５】本発明を火花点火機関として実施した場合
の２例を示す断面図である。

【図 １６】本発明のたわみを利用した燃焼室の３例を
示す断面図である。

【符号の説明】

同一の部品に複数の実施例があるときは数字をもってそ
の部品を代表し，ＡＢ・・・を付して区別します。 １：シリンダ ２：ピストン ３：摺動面 ４：
掃気穴群 ５：環状掃気室 ６：燃焼室 ７：シ
リンダカバー ８：排気弁 ９：縮形 １０：燃
料噴射器 １１：排気ポート １３：給気弁 １
４：点火栓 １５：グロープラグ １６：高速気
流噴射溝 １７：回転気流噴射溝 １８：撹拌気流噴
射溝 １９：カバー側ピストン ２０：ピストン燃
焼室 ２１：シリンダカバー燃焼室 ２２：ピストン
側ピストン ２３：取付座 ２４：特殊皿バネ ２
５：パッキング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷川 幸永 岡山県岡山市江並428−35

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縮形したピストン燃焼室（２０Ａ）を有す
   るピストン（２）が上死点に近づく寸前の適時にシリン
   ダカバー（７）より突出したカバー側ピストン（１９
   Ａ）と往復ポンプを急構成して上死点までの瞬時に，た
   とえば燃焼室（６）の外周の５分の４断面積の空気のほ
   ぼ全部を５分の１断面積のピストン燃焼室（２０Ａ）に
   高速噴射して，カバー側ピストン（１９Ａ）に具備され
   た燃料噴射器（１０）より噴射された燃料を高速撹拌混
   合燃焼させることを特徴とした縮形燃焼室内燃機関の燃
   焼室及び燃焼法。
2. 【請求項２】前記カバー側ピストン（１９Ａ）の外面に
   高速気流噴射溝（１６）を具備してカバー側ピストン
   （１９Ｂ）としたことを特徴とする請求項１に記載の縮
   形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
3. 【請求項３】前記カバー側ピストン（１９Ａ）の外面に
   回転気流噴射溝（１７）を具備してカバー側ピストン
   （１９Ｃ）としたことを特徴とする請求項１に記載の縮
   形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
4. 【請求項４】前記カバー側ピストン（１９Ａ）の外面に
   撹拌気流噴射溝（１８）を具備してカバー側ピストン
   （１９Ｄ）としたことを特徴とする請求項１に記載の縮
   形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
5. 【請求項５】前記ピストン燃焼室（２０Ａ）の通路内面
   に高速気流噴射溝（１６）を具備してピストン燃焼室
   （２０Ｂ）としたことを特徴とする請求項１に記載の縮
   形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
6. 【請求項６】前記ピストン燃焼室（２０Ａ）の通路内面
   に回転気流噴射溝（１７）を具備してピストン燃焼室
   （２０Ｃ）としたことを特徴とする請求項１に記載の縮
   形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
7. 【請求項７】前記ピストン燃焼室（２０Ａ）の通路内面
   に撹拌気流噴射溝（１８）を具備してピストン燃焼室
   （２０Ｄ）としたことを特徴とする請求項１に記載の縮
   形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
8. 【請求項８】燃焼室を縮形してしかも排気流路を拡大す
   るため，前記ピストン燃焼室（２０Ａ）の形状を排気弁
   （８）（８）（８）（８）にあわせて変４角形としてピ
   ストン燃焼室（２０Ｅ）とすると共に，前記カバー側ピ
   ストン（１９Ａ）の形状も変４角形としてカバー側ピス
   トン（１９Ｅ）としたことを特徴とする請求項１から請
   求項７までに記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃
   焼法。
9. 【請求項９】燃焼室を縮形してしかも排気流路を拡大す
   るため，前記ピストン燃焼室（２０Ａ）の形状を排気弁
   （８）（８）（８）にあわせて変３角形としてピストン
   燃焼室（２０Ｆ）とすると共に，前記カバー側ピストン
   （１９Ａ）の形状も変３角形としてカバー側ピストン
   （１９Ｆ）としたことを特徴とする請求項１から請求項
   ７までに記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼
   法。
10. 【請求項１０】燃焼室を縮形してしかも排気流路を拡大
    するため，前記ピストン燃焼室（２０Ａ）の形状を排気
    弁（８）（８）にあわせて亜鈴形としてピストン燃焼室
    （２０Ｇ）とすると共に，前記カバー側ピストン（１９
    Ａ）の形状も亜鈴形としてカバー側ピストン（１９Ｇ）
    としたことを特徴とする請求項１から請求項７までに記
    載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
11. 【請求項１１】前記請求項１に記載の縮形したピストン
    燃焼室（２０Ａ）をシリンダカバー側に移動して縮形し
    たシリンダカバー燃焼室（２１Ａ）とすると共にピスト
    ン燃焼室も変更して，ピストン側ピストン（２２Ａ）と
    してピストン（２）が上死点に近づく寸前の適時にシリ
    ンダカバー（７）に凹設されたシリンダカバー燃焼室
    （２１Ａ）と往復ポンプを急構成して上死点までの瞬時
    に，例えば燃焼室（６）内の外周の７分の６断面積の空
    気のほぼ全部を圧縮比の差により７分の１通路断面積の
    シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）内に高速噴射して，シ
    リンダカバー燃焼室（２１Ａ）に具備された燃料噴射器
    （１０）より噴射された燃料を高速撹拌混合燃焼させる
    ことを特徴とした縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼
    法。
12. 【請求項１２】前記ピストン側ピストン（２２Ａ）の外
    面に高速気流噴射溝（１６）を具備してピストン側ピス
    トン（２２Ｂ）としたことを特徴とする請求項１１に記
    載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
13. 【請求項１３】前記ピストン側ピストン（２２Ａ）の外
    面に回転気流噴射溝（１７）を具備してピストン側ピス
    トン（２２Ｃ）としたことを特徴とする請求項１１に記
    載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
14. 【請求項１４】前記ピストン側ピストン（２２Ａ）の外
    面に撹拌気流噴射溝（１８）を具備してピストン側ピス
    トン（２２Ｄ）としたことを特徴とする請求項１１に記
    載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
15. 【請求項１５】前記シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）の
    通路内面に高速気流噴射溝（１６）を具備してシリンダ
    ーカバー燃焼室（２１Ｂ）としたことを特徴とする請求
    項１１に記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼
    法。
16. 【請求項１６】前記シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）の
    通路内面に回転気流噴射溝（１７）を具備してシリンダ
    カバー燃焼室（２１Ｃ）としたことを特徴とする請求項
    １１に記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
17. 【請求項１７】前記シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）の
    通路内面に撹拌気流噴射溝（１８）を具備してシリンダ
    カバー燃焼室（２１Ｄ）としたことを特徴とする請求項
    １１に記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
18. 【請求項１８】燃焼室を縮形してしかも排気流路を拡大
    するため，前記シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）の形状
    を排気弁（８）（８）（８）（８）にあわせて変４角形
    としてシリンダカバー燃焼室（２１Ｅ）とすると共に，
    前記ピストン側ピストン（２２Ａ）の形状も変４角形と
    してピストン側ピストン（２２Ｅ）としたことを特徴と
    する請求項１１から請求項１７までに記載の縮形燃焼室
    内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
19. 【請求項１９】燃焼室を縮形してしかも排気流路を拡大
    するため，前記シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）の形状
    を排気弁（８）（８）（８）にあわせて変３角形として
    シリンダカバー燃焼室（２１Ｆ）とすると共に，前記ピ
    ストン側ピストン（２２Ａ）の形状も変３角形としてピ
    ストン側ピストン（２２Ｆ）としたことを特徴とする請
    求項１１から請求項１７までに記載の縮形燃焼室内燃機
    関の燃焼室及び燃焼法。
20. 【請求項２０】燃焼室を縮形してしかも排気流路を拡大
    するため，前記シリンダカバー燃焼室（２１Ａ）の形状
    を排気弁（８）（８）にあわせて亜鈴形としてシリンダ
    カバー燃焼室（２１Ｇ）とすると共に，前記ピストン側
    ピストン（２２Ａ）の形状も亜鈴形としてピストン側ピ
    ストン（２２Ｇ）としたことを特徴とする請求項１１か
    ら請求項１７までに記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室
    及び燃焼法。
21. 【請求項２１】前記はいづれもシリンダカバー（７）に
    排気弁（８）のみ複数箇具備して２サイクル用縮形燃焼
    室としていたものを，適当数の排気弁（８）を給気弁
    （１３）に変更して４サイクル用縮形燃焼室にも利用で
    きるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項２
    ０までに記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼
    法。
22. 【請求項２２】前記はいづれもグロープラグ（１５）を
    具備していないので，用途に応じて燃料噴射器（１０）
    の近くにグロープラグ（１５）を具備して始動時の燃焼
    を改良すると共に多種燃料使用を有利にしたことを特徴
    とする請求項１から請求項２１までに記載の縮形燃焼室
    内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
23. 【請求項２３】前記はいづれも点火栓（１４）を具備し
    ていないので，用途に応じて燃料噴射器（１０）の近く
    に点火栓（１４）を具備して火花点火内燃機関としたこ
    とを特徴とする請求項１から請求項２１までに記載の縮
    形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
24. 【請求項２４】前記カバー側ピストン（１９）の外面か
    ら内部に向かう熱の移動を少なくするための耐熱断熱手
    段を設けたことを特徴とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼
    室及び燃焼法。
25. 【請求項２５】前記ピストン燃焼室（２０）からピスト
    ン（２）及びシリンダ（１）側への熱の移動を少なくす
    るための耐熱断熱手段を設けたことを特徴とする縮形燃
    焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
26. 【請求項２６】前記シリンダカバー燃焼室（２１）から
    シリンタカバー（７）側への熱の移動を少なくするため
    の耐熱断熱手段を設けたことを特徴とする縮形燃焼室内
    燃機関の燃焼室及び燃焼法。
27. 【請求項２７】前記ピストン側ピストン（２２）からピ
    ストン（２）側への熱の移動を少なくするための耐熱断
    熱手段を設けたことを特徴とする縮形燃焼室内燃機関の
    燃焼室及び燃焼法。
28. 【請求項２８】前記カバー側ピストン（１９）を軸方向
    に摺動可能にすると共に，取付座（２３）に特殊皿バネ
    （２４Ａ）を適数具備して，燃焼最大圧力時のピストン
    燃焼室（２０）を拡大して燃焼最大圧力を抑制したこと
    を特徴とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
29. 【請求項２９】前記ピストン側ピストン（２２）を特殊
    皿バネ（２４Ｂ）と連続に形成してパッキング（２５
    Ｂ）を介してピストン（２）に固着して，たわみにより
    燃焼最大圧力時のシリンダカバー燃焼室（２１）内を拡
    大して燃焼最大圧力を抑制したことを特徴とする縮形燃
    焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
30. 【請求項３０】前記ピストン燃焼室（２０）を特殊皿バ
    ネ（２４Ｃ）と連続に形成してパッキング（２５Ｃ）を
    介してピストン（２）に固着して，たわみにより燃焼最
    大圧力時の燃焼室内を拡大して燃焼最大圧力を抑制した
    ことを特徴とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼
    法。