JPH0828274A

JPH0828274A - 縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法

Info

Publication number: JPH0828274A
Application number: JP6196341A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Tanigawa; 浩保谷川; Kazunaga Tanigawa; 和永谷川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】運動エネルギーの減少が４サイクル機関の半分
で比出力が１．５〜２倍の２サイクル機関を、飛躍的に
小形軽量大出力低燃費低振動にすると共に燃焼を改良し
て超低公害の高速２サイクル多気筒大行程容積の圧縮点
火機関及び火花点火機関として全面的に提供することを
目的とする。【構成】通常の２サイクルクランク機関の燃焼室を大出
力を得るための出力燃焼室及び出力ピストンとして上死
点付近で縮形主燃焼室を急構成してシリンダーの熱負荷
を飛躍的に低減するため最大燃焼圧力と最高燃焼温度を
上死点後６０゜前後まで縮形燃焼室に隔離して最良の燃
焼条件のまま完全燃焼終了する超低公害燃焼室として例
えば縮形燃焼室の入り口の受圧断面積を出力燃焼室の２
０分の１として肉厚４分の１以下の軽量とし出力燃焼室
のガス最高温度は半分以下としてシリンダーの熱負荷を
激減して上記目的を達成します。【効果】上記目的を達成する大きな効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２重往復ピストン２重
燃焼室クランク機関に関し詳しくは縮形燃焼室内燃機関
の燃焼室及び燃焼法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等排気ガス公害の低減技術を一刻
も早く確立することを今や万人が望んでおりますが、発
想が全部教科書と同じに近いため結論も同じになって展
望がなく発想の転換が急務となっております。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】発想を転換して上死点
付近での出力を低減して掃気効率を低下させる２重往復
ピストン２重燃焼室の縮形往復ピストン縮形燃焼室を採
用して、上死点付近のみ燃焼室断面積を必要なら、例え
ば２０分の１に縮形してピストンが下死点側に移動した
ときの容積形エネルギーの減少を２０分の１に近づけ
て、等容完全燃焼短早期終了に近づけて燃焼法を飛躍的
に改良して、超低公害の２サイクル機関即ち、縮形燃焼
室により最大燃焼圧力と最高燃焼温度を縮形隔離して、
低公害低燃費低振動低騒音低摩擦損失高圧縮比高燃焼圧
力高速回転薄肉好冷却小形軽量大出力長寿命２サイクル
多気筒大行程容積を同時に実現することを目的としま
す。

【０００４】

【課題を解決するための手段】ＮＯｘを低減させる燃焼
法はＥＧＲを最大にできる等容燃焼法となり、最良の燃
焼条件（燃焼圧力燃焼温度最高・乱流最大）のまま完全
燃焼終了出来る縮形燃焼室燃焼法となり、燃焼法を飛躍
的に改良できるため、ＰＭ・ＨＣ・ＣＯを皆無に近づけ
る効果に加えて低燃費にできる効果もあります。

【０００５】ＰＭ皆無燃焼法は燃料噴射後の熱分解前の
超短期間に気化拡散を終了出来る構成が必須で、燃料は
微細な程高速空気接触する程良いため対向噴射にするの
が良く、気化拡散は噴流の先端から外周で行われるため
噴流数は多い程良く高温燃焼ガスの超高速分離は円筒形
燃焼室に大遠心力大求心力となり、通常のディーゼル燃
焼室は何れも最悪に近く、ＰＭ皆無燃焼法も瞬時に理論
空燃比近傍が可能な縮形燃焼室圧縮点火燃焼法になりま
す。

【０００６】低燃費とするための希薄燃焼を含む縮形燃
焼室２サイクル火花点火燃焼法は、直噴層状給気希薄燃
焼機関に最適の筒形燃焼室に多数の噴口から空気と燃料
を対向に噴射するため、高速撹拌混合になるのに加え
て、回転空気流にすると遠心力により濃混合気を外周に
した混合濃度を傾斜させた希薄燃焼法も可能です。又、
アイドリング時の希薄燃焼は燃料噴射時期遅延少量噴射
にすれば、縮形主燃焼室は円筒内対向流のため点火栓付
近のみ着火容易な混合気を形成できるし、又給気絞りを
大きくした通常のアイドリング時は、燃料噴射回数を半
分の２回掃気１回噴射にしてＥＧＲを低減する燃焼法も
可能となり、重負荷時には濃空燃比となってＣＯを多量
に生成しますが、爆発逆噴射燃焼は多数の噴口より比重
の重い不完全燃焼ガスから、遠心力を利用して選別高速
逆噴射が可能なため、短早期完全燃焼終了となり、特に
着火寸後の縮形燃焼室燃焼は最良の燃焼条件のまま燃焼
する等容完全燃焼終了に近づくため、希薄混合気の燃焼
にも最適となって熱効率を上昇できるし、掃気効率の低
下によるＥＧＲの増大はＮＯｘを低減するために大きな
効果があります。

【０００７】低公害低燃費にする最良の方法は運動エネ
ルギーの減少を低減することです。教科書では重量部品
を毎分２百往復〜１万５千往復もさせて運動エネルギー
の減少を計上しておりませんが、計上した発想に転換し
ましょう。即ち、摩擦損失のない状態で毎分５千往復し
ている単気筒クランク機関を想定しながら、はずみ車を
Ｏにしたときと無限大にしたときを比較すると、はずみ
車をＯにしたときは運動エネルギーの減少が最大になる
ため、ピストン頂部にいくら大きな力を加えても往復運
動を継続できませんが、はずみ車を無限大にすると運動
エネルギーの減少が最少になるため、無限少の力で往復
運動を継続できます。従ってモータリング測定では運動
エネルギーの減少が無限少側に近づくため測定できませ
んが、実際のはずみ車は可能な範囲の最軽量に近いの
で、４サイクル機関で２０％〜３０％そして２サイクル
機関では半分の１０％〜１５％の運動エネルギーの減少
を計上します。即ち、研究開発の主眼を４サイクル機関
から２サイクル機関に転換することにより、低公害低燃
費低振動小形軽量大出力で構造が簡単なエンジンを提供
できます。

【０００８】低振動低騒音低摩擦損失高圧縮比高燃焼圧
力高速回転薄肉好冷却小形軽量大出力長寿命２サイクル
多気筒大行程容積を同時に、実現する方法も同様に縮形
燃焼室燃焼法となります。例えば縮形主燃焼室の受圧断
面積を出力燃焼室の２０分の１に縮形して最大燃焼圧力
と最高燃焼温度を上死点後クランク角度で６０゜まで縮
形燃焼室に隔離しますと、最良の燃焼条件のまま完全燃
焼を終了できるのに加えて、最大軸受荷重や最大摩擦圧
力を２０分の１側に近づけるため、頑丈に造る部分を皆
無にできるのに加えて、往復運動部分の軽量化が加わ
り、低振動低騒音低摩擦損失高圧縮比高燃焼圧力高速回
転薄肉好冷却小形軽量大出力を同時に実現できるし、最
高燃焼温度の隔離により、出力燃焼室での燃焼を最少に
できるのに加えて、縮形主燃焼室の高温ガスは出力燃焼
室で断熱膨張して飛躍的に温度低下するため、シリンダ
ーの熱負荷を大幅低下させて、長寿命２サイクル多気筒
大行程容積を実現すると共に、上死点後６０゜付近の最
大トルク発生直前に、縮形主燃焼室に保存していた容積
型ネルギーが追加されて、動圧エネルギー＋容積形エネ
ルギーが加わり、更に大出力が追加されます。

【０００９】

【作用】縮形燃焼室燃焼法を教科書の発想で評価する
と、上死点付近の出力を低減して掃気効率を低下させる
ため最悪の発想となりますが、発想を逆転することによ
りあらゆる懸案を解決できます。例えば上死点付近の出
力を低減して、圧縮点火機関では火花点火機関並の上死
点付近出力にし、火花点火機関では更に低い上死点付近
出力に低減しますが、縮形主燃焼室は出力燃焼室の受圧
断面積の２０分の１断面積にする等縮形されており、爆
発行程で出力ピストンが下死点側に移動したときの容積
形エネルギーの減少も２０分の１側に近づき、爆発逆噴
射以外の燃焼ガスは容積形エネルギーとして縮形燃焼室
に保存されて、最適時の活用により最大トルクを増大し
て大出力にできるのに加えて、往復運動部分を含めた飛
躍的軽量化により小形軽量大出力高速回転低燃費低振動
低騒音低摩擦損失が可能になるのに加えて、悠々等容完
全燃焼終了できるためＥＧＲを最大にしてＮＯｘを低減
できるし、燃焼室内の形状や配置を最良にして隔離でき
るため、低公害低燃費低摩擦損失高圧縮比高燃焼圧力高
速回転としてＰＭ・ＨＣ・ＣＯを皆無に近づけるのに加
えて、最高燃焼温度も隔離してシリンダーの熱負荷を大
幅低減できるため、長寿命２サイクル多気筒大工程容積
を同時に実現できる大きな効果があります。

【００１０】即ち、通常のディーゼル機関のように大径
のままが上死点付近の出力は大きいのですが、ピストン
が、下死点側に移動したときの容積形エネルギーの減少
も大きく、力学的に力の方向が悪いために回転力になり
難いのに加えて、最大燃焼圧力が大径に加わるため機関
全体が大重量となり、特に往復運動部分の大重量化は運
動エネルギーの減少を増大して、低回転低出力低効率高
振動高騒音となり、最大燃焼荷重の急増大は摩擦損失を
急増大して高圧縮比高速回転を不可にして短寿命となる
ため、上死点付近では出力を低減して上記の悪影響を皆
無にして容積形エネルギーは保存しておき、上死点後ク
ランク角度で６０゜〜１２０°間の最大トルク発生時
に、動圧エネルギー＋容積形エネルギーとして追加する
ことにより、最大トルクを飛躍的に急増大して大出力と
し、縮形燃焼室により頑丈に造る部分を皆無にして往復
運動部分を全力で軽量化努力すれば、比出力が自動車用
ガソリン機関の２倍に近い高速２サイクル圧縮点火機関
や、同火花点火機関を得る大きな効果があります。

【００１１】縮形燃焼室は掃気効率を低下させますが、
縮形燃焼室燃焼法では千変万化の燃焼法が可能なのに加
えて、いずれも撹拌混合が非常に良い等容完全燃焼短早
期終了に非常に近づくため、高温燃焼の極限も予想され
ますが、燃焼法を改良してＮＯｘを低減するためには、
ＥＧＲを最大にできる燃焼法が待望され、縮形燃焼室燃
焼法がＥＧＲを最大にできる唯一の往復機関燃焼法とな
ります。即ち、ＮＯｘを低減するためのＥＧＲを最大に
できるため掃気効率の低下に寛容になり、ＮＯｘの生成
を皆無に近づけると共に、理想のＰＭ皆無燃焼法も構成
できるため、ＰＭ・ＨＣ・ＣＯも同時に低減或いは皆無
に近づける唯一の燃焼法ともなります。しかしＥＧＲを
最大にすると理論空燃比完全燃焼終了により発熱量を最
大にしても、排気量当たりの比出力が低下する恐れも有
りますので、比出力が４サイクルの１，５倍の２サイク
ル機関優先開発となり、構造が簡単で研究開発が容易で
高温燃焼になり難い、動弁機構が無く小型軽量大出力低
燃費低振動低公害の縮形燃焼室２サイクル圧縮点火機関
及び縮形燃焼室２サイクル火花点火機関の研究出発とな
ります。

【００１２】

【実施例】図１の第１実施例を参照すると本発明を縮形
燃焼室圧縮点火機関の燃焼室として、出力ピストン２が
上死点にある場合を図示している。ピストン側縮形ピス
トン２２Ａを突出した出力ピストン２が上死点に近づく
寸前の適時（上死点前４０゜〜７０゜）にカバー側縮形
燃焼室２１の入口の縮形９Ａと縮形小往復ポンプを急構
成して上死点まで移動する間に、例えば出力燃焼室６内
外周の２０分の１９断面積の空気の大部分を圧縮比の差
を大きくして２０分の１断面積の縮形９Ａを入り口とす
るカバー側縮形燃焼室２１内に縮形小往復ポンプの隙間
と複数の近路逆止弁１３Ａより高速噴射して、カバー側
縮形燃焼室２１にグロープラグ１５と共に具備された燃
料噴射器１０より噴射されたあらゆる液体気体燃料を高
速撹拌混合燃焼させることを目的とした縮形燃焼室圧縮
点火機関に於いてカバー側縮形燃焼室２１及び縮形９Ａ
及びピストン側縮形ピストン２２Ａをセラミックス等の
被覆を含めて熱伝導率の小さい耐熱耐摩耗合金で構成す
ることで、高温高速の燃焼ガスに対する耐蝕性を向上す
ると共に、隙間を最小にするときは低摩擦損失で耐摩耗
の組み合わせが良く、適当な断熱構造としす。

【００１３】縮形燃焼室内燃機関では用途に合わせて最
適の燃焼が得られるように燃焼室を縮形すると共に、最
良の燃焼条件のまま完全燃焼を終了させるため隔離しま
すので、上死点付近での出力を低減して掃気効率を低下
させますが、前述のように往復機関に要求される殆どの
懸案を理想的に解決できます。従って大形機関では用途
により縮形燃焼室２１の入り口の受圧断面積を出力燃焼
室６の２０分の１に縮形しますが縮形燃焼室の燃焼は等
容完全燃焼終了に近いため、ＥＧＲを最大にしても燃焼
が飛躍的に改良されるため完全燃焼終了できるし、重負
荷時は最大燃焼圧力や最高燃焼温度が上昇する恐れもあ
りますが、最大燃焼圧力の上昇は熱効率を上昇するので
良く、最高燃焼温度の上昇によるＮＯｘの生成は理論空
燃比燃焼による触媒浄化が可能になります。即ち、重負
荷時は空気不足によりＣＯを多量生成しますが、縮形燃
焼室に空気を圧縮正噴射する場合に回転空気流として圧
縮正噴射することで、遠心力により比重の重い不完全燃
焼ガス（ＣＯ）から選別逆噴射（縮形小往復ポンプ隙間
から逆噴射）理論空燃比完全燃焼終了となり、理想の燃
焼法となります。

【００１４】図２の第２実施例を参照すると本発明を縮
形燃焼室圧縮点火機関の燃焼室として実施して、出力ピ
ストン２が上死点にある場合を図示している。ピストン
側縮形ピストン２２Ａを突出した出力ピストン２が上死
点に近づく寸前の適時（上死点前４０゜〜７０゜）にカ
バー側縮形燃焼室２１の入り口の縮形９Ａと縮形小往復
ポンプを急構成して上死点まで移動する間に、例えば出
力燃焼室６内外周の２０分の１９断面積の空気の大部分
を圧縮比の差を大きくして２０分の１断面積の縮形９Ａ
を入り口とするカバー側縮形燃焼室２１内に縮形小往復
ポンプの隙間と複数の近路逆止弁１３Ｂより高速噴射し
て、カバー側縮形燃焼室２１にグロープラグ１５と共に
具備された燃料噴射器１０より噴射されたあらゆる液体
気体燃料を高速撹拌混合燃焼させることを目的とした縮
形燃焼室圧縮点火機関に於いて、カバー側縮形燃焼室２
１及び縮形９Ａ及びピストン側縮形ピストン２２Ａを断
熱耐熱耐摩耗セラミックス等で構成すると共にカバー側
縮形燃焼室２１と縮形９Ａの継手部付近で分割して組み
立て構造にしたため用途に合わせたカバー側縮形燃焼室
２１及び縮形９及びピストン側縮形ピストン２２と容易
に交換できるようにします。

【００１５】往復機関で最大の問題が最大燃焼圧力によ
る最大の容積形エネルギーを、力学的に力の方向が悪く
回転力になり難い上死点付近で使い果たすことなく有効
利用できないかという問題です。即ち、今のままでは最
大軸受荷重等の急増大による摩擦損失の急増大や往復運
動部分の大重量化による損矢があまりにも大きすぎるの
です。そこで縮形燃焼室は摩擦損失の急増大や大重量化
損失を皆無にするために必要があれば縮形９の受圧断面
積を出力燃焼室６の２０分の１等にして、最大燃焼圧力
の悪影響を２０分の１の側に近づけて、最大の容積形エ
ネルギーは縮形燃焼室に保存しておき、最大トルクを増
大できる最適時に、動圧エネルギー＋容積形エネルギー
として、解放追加することで、大回転力大出力とするた
め上死点付近での出力を、圧縮点火機関では火花点火機
関並に低減し、火花点火機関では更に低減して、低燃費
低振動低騒音低摩擦損失高圧縮比高燃焼圧力高速回転薄
肉好冷却軽量大出力とするものです。

【００１６】図３の第３実施例を参照すると本発明を縮
形燃焼室火花点火機関の燃焼室として実施して、出力ピ
ストン２が上死点にある場合を図示している。ピストン
側縮形ピストン２２Ａを突出した出力ピストン２が上死
点に近づく寸前の適時（上死点前クランク角度で４０゜
〜７０゜）にカバー側縮形燃焼室２１の入り口の縮形９
Ａと縮形小往復ポンプを急構成して上死点まで移動する
間に、例えば出力燃焼室６内外周２０分の１９断面積の
空気の大部分を圧縮比の差を大きくして２０分の１断面
積の縮形９Ａを入り口とするカバー側縮形燃焼室２１内
に縮形小往復ポンプの隙間と複数の近路逆止弁１３Ｃよ
り高速噴射して、カパー側縮形燃焼室２１に点火栓１４
と共に具備された燃料噴射器１０より噴射されたあらゆ
る液体気体燃料を高速撹拌混合燃焼させることを目的と
した縮形燃焼室火花点火機関に於いて、カバー側縮形燃
焼室２１及び縮形９Ａ及びピストン側縮形ピストン２２
Ａをセラミックスの被覆を含めて熱伝導率の小さい耐熱
合金又は断熱耐熱耐摩耗セラミックスで構成するととも
に、それぞれを用途に合わせて交換使用するためカバー
側縮形燃焼室２１と縮形９Ａの継ぎ手部付近でシリンダ
カバー７を２分割して、互換性燃焼室にすることで千変
万化の用途に対応すると共に、ピストンとシリンダカバ
ーを交換することで、あらゆる往復機関に縮形燃焼室を
容易に使用できるようにします。

【００１７】火花点火機関を低公害低燃費とする最良の
方法も、運動エネルギーの減少が４サイクルの半分の２
サイクル機関を全面的に使用することですが、そのため
には燃料の吹き抜けを絶無にして然も完全燃焼終了期間
を飛躍的に短縮することが条件となり、アイドリング時
等の低負荷時は超希薄燃焼も可能な燃焼法が最良になり
ます。従って縮形燃焼室燃焼法は千変万化の燃焼法が可
能なため、必要があれば縮形９の受圧断面積を出力燃焼
室６の２０分の１等にしてアイドリング時に超希薄燃焼
を行う場合は、給気の絞り有無いずれの場合も燃料と空
気は対抗噴射ですので、燃料噴射時期を火花点火寸前ま
で遅延して少量噴射とすると、噴射された燃料油粒が空
気中を進行する時に気化されて反転し、空気流に乗って
点火栓１４付近に点火容易な濃混合気として集まるた
め、理想の超希薄燃焼になると共に、燃料噴射回数も低
減して２回掃気１回燃料噴射や３回掃気１回燃料噴射と
して、更に超希薄燃焼とします。縮形燃焼室燃焼法は最
良の燃焼条件（燃焼圧力燃焼温度最高・乱流最大）のま
ま短早期に完全燃焼終了できる唯一の燃焼法となり、最
高燃焼温度も隔離するためシリンダーの熱負荷を最低に
して、飛躍的に低公害低燃費小型軽量大出力長寿命の２
サイクル多気筒大行程容積火花点火機関が得られます。

【００１８】図４を参照すると図１の前記第１実施例の
カバー側縮形燃焼室２１に具備して、出力燃焼室６の空
気を圧縮時に圧力差により開弁してカバー側縮形燃焼室
２１に噴射し、爆発燃焼時は閉弁して逆流を阻止する近
路逆止弁１３Ａを図示している。この近路逆止弁１３Ａ
の逆止弁８Ａは通常の茸弁ですが、カバー側縮形燃焼室
２１は小径筒形になる場合が大いため、通常の構造では
組み立て不可のため、筒形として円形のパッキン座１９
Ａ・１９ａを２段に設けてフランジ１１も設け、シリン
ダカバー７に設けた円形の穴に嵌入固着する組み立て式
近路逆止弁１３Ａとしたもので、近路穴１２及び弁バネ
３Ａ及び弁バネ受２０Ａ及び取り付穴４等を設けて組み
立て容易とします。

【００１９】公害の低減には地球の温暖化速度の低減も
含まれますので、低燃費小形軽量大出力の極限も求めら
れます。従って縮形燃焼室燃焼法では最良の燃焼によつ
て通常は不可能なＮＯｘとＰＭ等も同時に低減して皆無
に近づけると共に、低燃費小型軽量大出力の極限も目
指して最大燃焼圧力と最高燃焼温度を隔離し、その悪影
響を皆無にして大回転力とすることで、低燃費小形軽量
大出力を達成しますが、縮形燃焼室に比較的多くの容積
形エネルギーを保存して有効利用する場合が多く予想さ
れ、この場合は爆発逆噴射時の減圧幅を大きくして小さ
い噴口から超高速逆噴射しますので、圧縮正噴射時の流
路抵抗も非常に大きくなり圧縮圧力も大幅に減圧されま
すので、縮形燃焼室の圧縮圧力を確保するためには、用
途に合わせた近路穴１２及び近路逆止弁１３を欠くこと
ができなくなります。即ち、茸弁は多くの実積があるた
め信頼して使用できるし、組み立て構造にしたことで縮
形燃焼室に使用可能となり、用途に合わせていくらでも
具備できるため、低燃費小形軽量大出力の往復機関を得
るために効果があります。

【００２０】図５を参照すると図２と図３の前記第２実
施例と第３実施例のカバー側縮形燃焼室２１と出力燃焼
室６を連絡する複数の近路穴１２に具備して、出力燃焼
室６の空気を圧縮時に圧力差により開弁してカバー側縮
形燃焼室２１に噴射し、爆発燃焼時は閉弁して逆流を阻
止する近路逆止弁１３Ｂを図示しております。この近路
逆止弁１３Ｂの逆止弁８Ｂは玉入り逆止弁ですが、カバ
ー側縮形燃焼室２１は小径筒形になる場合が多いため、
複数の近路穴１２の一部を拡径してパッキン座を設け、
近路逆止弁１３Ｂにも弁座を含むパツキン座１９Ｂを具
備して嵌入圧着構造として、逆止弁８Ｂ及び弁バネ３Ｂ
及び弁バネ受２０Ｂ及び案内部５Ｂを具備します。

【００２１】前記近路逆止弁１３Ａは茸弁を使用してお
りますので信頼度は高いのですが噴口数を多数にしたり
空気の噴射方向を自由自在に決定できない欠点がありま
す。そこでこの近路逆止弁１３Ｂは噴口数を多数にした
り圧縮空気の噴射方向を自由に決定するため発明したも
ので、高温になり易いのですが耐熱機能材料の進歩によ
り実用化できる予想です。この近路逆止弁１３Ｂはでき
るだけ高温部から距離のある部分を選択して具備します
が、近路穴１２を拡径して具備しますのでシリンダカバ
ー７はカバー側縮形燃焼室２１と縮形９の継ぎ手付近で
分割したものを使用するのが良く、空気の噴射方向や噴
口数はこの分割部分を始点としてカバー側縮形燃焼室２
１に開口し、後述するピストン側縮形ピストン２２の外
面の溝や縮形９の内面の溝と圧縮正噴射時の用途にあわ
せて、ほぼ理想的噴射方向や噴口数を具備することを基
本として千変万化の燃焼用途に対応します。

【００２２】図６を参照すると図２と図３の前記第２実
施例と第３実施例のカバー側縮形燃焼室２１と出力燃焼
室６を連絡する複数の近路穴１２に具備して、出力燃焼
室６の空気を圧縮正噴射時に圧力差により開弁してカバ
ー側縮形燃焼室２１に噴射し、爆発逆噴射時は閉弁して
逆流を阻止する近路逆止弁１３Ｃを図示している。この
近路逆止弁１３Ｃの逆止弁８Ｃは逆弁ガサ茸状の逆止弁
ですが、カバー側縮形燃焼室２１は小径筒形になる場合
が多いため、複数の近路穴１２の一部を拡径してパツキ
ン座を設け、近路逆止弁１３Ｃにも弁座を含むパツキン
座１９Ｃを具備して嵌入圧着構造として、逆止弁８Ｃ及
び案内部５Ｃを具備します。

【００２３】図７を参照するとピストン側縮形ピストン
２２Ａ・２２Ｂ・２２Ｃ．２２Ｄ・２２Ｅ・２２Ｆ・２
２Ｇ・２２Ｈ・２２Ｉ・２２Ｊ・２２Ｋ・２２Ｌの１２
例を図示している。実施例が微妙で多いため一応大別し
て微妙なものを含めたものです。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理想に近い燃
焼法が得られるように燃料噴射器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彩と
したものです。２２Ａは基本形で最も隙間を小さくする
用途に使用しますので、シリンダ１と出力ピストン６及
び縮形９とビストン側縮形ピストン２２Ａはそれぞれ熱
膨張の等しい組み合わせが良く、特に縮形９とピストン
側縮形ビストン２２Ａは接触しても低摩擦耐摩耗が良く
熱伝導率が小さくセラミックスの被覆を含む耐熱合金や
断熱耐熱耐摩耗セラミツクス等とします。２２Ｂは２２
Ａの外面に直進気流噴射溝１６を多数具備したもので溝
の数や太さや深さを変化させて、出力燃焼室６の圧縮比
の差を最大にしてカバー側縮形燃焼室２１に、近路逆止
弁１３側と共に圧縮正噴射しますが、２２Ｂからは直進
気流を多数噴口噴射しますので、該用途に使用します。
カバー側縮形燃焼室２１から出力燃焼室６側えの爆発逆
噴射は近路逆止弁１３が閉止しますので、２２Ｂから直
進気流を多数噴口単独爆発超高速逆噴射となり該用途に
使用します。

【００２４】２２Ｃも上記２２Ａおよび２２Ｂと殆ど同
じですので、以後は相違点について説明します。２２Ｃ
は２２Ａの外面に直進気流噴射溝１６と回転気流噴射溝
１７を多数連続して圧縮正噴射で回転気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で直進気流を多数噴口噴射する用途に
使用します。２２Ｄは２２Ａの外面に直進気流噴射溝１
６と撹拌気流噴射溝１８を多数連続して圧縮正噴射で撹
拌気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で直進気流を多数
噴口噴射する用途に使用します。２２Ｅは２２Ａの外面
に直進気流噴射溝１６と回転気流噴射溝１７を多数連続
して圧縮正噴射で直進気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴
射で回転気流を多数噴口噴射する用途に使用します。２
２Ｆは２２Ａの外面に直進気流噴射溝１６と撹拌気流噴
射溝１８を多数連続して圧縮正噴射で直進気流を多数噴
口噴射し、爆発逆噴射で撹拌気流を多数噴口噴射する用
途に使用します。２２Ｇは２２Ａの外面に回転気流噴射
溝１７を多数具備したもので圧縮正噴射時も爆発逆噴射
時も共に回転気流を多数噴口噴射する用途に使用しま
す。

【００２５】２２Ｈは２２Ａの外面に回転気流噴射溝１
７と撹拌気流噴射溝１８を多数連続して圧縮正噴射で撹
拌気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で回転気流を多数
噴口噴射する用途に使用します。２２Ｉは２２Ａの外面
に回転気流噴射溝１７と撹拌気流噴射溝１８を多数連続
して圧縮正噴射で回転気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴
射で撹拌気流を多数噴口噴射する用途に使用します。２
２Ｊは２２Ａの外面に撹拌気流噴射溝１８を多数具備し
たもので圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に撹拌気流を
多数噴口噴射する用途に使用します。２２Ｋは２２Ａの
外面に環状の凹凸２７を多数設けて縮形９Ａと組み合わ
せて減圧噴射することを主目的とするもので、減圧幅を
大きくする場合は凹凸数を増加して対応しますので、主
たる組み合わせの相手は縮形９Ａとなり、燃焼えの貢献
は低下しますが圧縮点火機関を高圧縮比高燃焼圧力でし
かも軽量大出力とする用途に主として使用します。従っ
て出力燃焼室６の空気をカバー側縮形燃焼室２１に圧縮
正噴射する場合の主な噴口は近路逆止弁１３Ｂに通じた
後述する近路穴１２Ａ及び回転気流噴射穴２４等となり
ます。２２Ｌは２２Ａの外面に環状の凹凸２７を多数連
続して先端の凸部を幅広としてその外面に回転気流噴射
溝１７又は撹拌気流噴射溝１８を具備して圧縮正噴射時
も爆発逆噴射時も共に多段に減圧することで減圧幅を拡
大すると共に回転気流又は撹拌気流を噴射しますが、特
に爆発逆噴射終期の縮形小往復ポンプ解体前に強力な高
速回転気流等を噴射する用途に使用します。即ち、ピス
トン側縮形ピストン２２により噴口を形成するために
は、縮形９を欠くことができませんので縮形９について
説明します。

【００２６】図８を参照すると縮形９Ａ・９Ｂ・９Ｃ・
９Ｄ・９Ｅ・９Ｆ・９Ｇ・９Ｈ・９Ｉ・９Ｊ・９Ｋ・９
Ｌの１２例を図示している。この実施例も微妙で多いた
め一応大別して微妙なものを含めたものです。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
理想に近い燃焼が得られるように、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
ように多彩としたものです。前記縮形９Ａは第１実施例
から第３実施例までに基本形として使用しており、内径
や隙間を変化させて最も隙間を小さくする用途に主とし
て使用しています。例えばピストン側縮形ピストン２２
Ｋと組み合わせて減圧比を大きくする用途に使用しま
す。９Ｂは９Ａの内面に直進気流噴射溝１６を多数具備
して溝の数と大きさや深さを変化させて、出力燃焼室６
の空気を圧縮比の差を最大にしてカバー側縮形燃焼室２
１に、近路逆止弁１３側と共に圧縮正噴射するのは前記
ピストン側縮形ピストン２２Ｂ等と同じですが、縮形９
側に溝を設けると圧縮正噴射では噴口位置の変化と共に
噴射方向も変化する溝が出現しますが、爆発逆噴射では
噴口位置も噴射方向も変化しない特性があり、ピストン
側縮形ピストン２２側に溝を設けると逆特性となるため
選択して溝を設けるのが良い。

【０００２７】９Ｃも上記９Ａ及び９Ｂと殆ど同じです
ので、以後は相違点について説明します。９Ｃは９Ａの
内面に直進気流噴射溝１６と回転気流噴射溝１７を多数
連続して溝の角度と数と大きさや深さを変化させて縮形
９Ｃとして圧縮正噴射で回転気流を多数噴口噴射し、爆
発逆噴射で直進気流を多数噴口噴射する用途に使用しま
す。９Ｄは９Ａの内面に直進気流噴射溝１６と撹拌気流
噴射溝１８を多数連続して縮形９Ｄとして圧縮正噴射で
撹拌気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で直進気流を多
数噴口噴射する用途に使用します。９Ｅは９Ａの内面に
直進気流噴射溝１６と回転気流噴射溝１７を多数連続し
て縮形９Ｅとして圧縮正噴射で直進気流を多数噴口噴射
し、爆発逆噴射で回転気流を多数噴口噴射する用途に使
用します。９Ｆは９Ａの内面に直進気流噴射溝１６と撹
拌気流噴射溝１８を多数連続して縮形９Ｆとして圧縮正
噴射で直進気流を多数噴口噴射し爆発逆噴射で撹拌気流
を多数噴口噴射する用途に使用します。

【００２８】９Ｇは９Ａの内面に回転気流噴射溝１７を
多数具備して縮形９Ｇとして圧縮正噴射時も爆発逆噴射
時も共に回転気流を多数噴口噴射する用途に使用しま
す。９Ｈは９Ａの内面に回転気流噴射溝１７と撹拌気流
噴射溝１８を多数連続して縮形９Ｈとして圧縮正噴射で
回転気流を多数噴口噴射し爆発逆噴射で撹拌気流を多数
噴口噴射する用途に使用します。９Ｉは９Ａの内面に回
転気流噴射溝１７と撹拌気流噴射溝１８を多数連続して
縮形９Ｉとして圧縮正噴射で撹拌気流を多数噴口噴射
し、爆発逆噴射で回転気流を多数噴口噴射する用途に使
用します。９Ｊは９Ａの内面に撹拌気流噴射溝１８を多
数具備して縮形９Ｊとして圧縮正噴射時も爆発逆噴射時
も共に撹拌気流を多数噴口噴射する用途に使用します。

【００２９】９Ｋは９Ａの内面に環状の凹凸２７を多数
連続して縮形９Ｋとしてピストン側縮形ピストン２２Ａ
と組み合わせて、圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に多
段に減圧して、減圧幅を更に拡大する用途には凹凸数を
増加して対応します。９Ｌは９Ａの内面に環状の凹凸２
７を多数連続して下端の凸部を幅広として、その内面に
回転気流噴射溝１７又は撹拌気流噴射溝１８を具備して
縮形９Ｌとして圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に多段
に減圧すると共に、爆発逆噴射終期の縮形小往復ポンプ
解消寸前に強力な高速回転気流等を噴射する用途に使用
します。以上００２３〜００２９までいづれも縮形９と
ピストン側縮形ピストン２２が縮形小往復ポンプを上死
点付近で構成して解消するまでの短期間に行われるもの
で、近路逆止弁１３も加わりますので、千変万化の用途
に対応できる大きな効果があります。

【００３０】図９を参照するとカバー側縮形燃焼室２１
Ｍ・２１Ｎ・２１Ｏの３例を図示している。この実施例
も微妙で多いため一応大別して微妙なものを含めたもの
です。縮形燃焼室による燃焼法では圧縮点火機関から火
花点火機関まで理想に近い燃焼や燃焼室が得られるよう
に、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、軽量大出力にできるよ
うに多彩としたものです。カバー側縮形燃焼室２１Ｍ・
２１Ｎ．２１Ｏは図２図３の第２実施例及び第３実施例
に使用できるもので、前記シリンダカバー７を縮形９と
カバー側縮形燃焼室２１の継手付近で２分割したカバー
側縮形燃焼室２１の継手部（縮形９側でも良い）に近路
穴１２Ａを環状に設けて、２１Ｍは近路穴１２及び近路
逆止弁１３Ｂ又は１３Ｃに連絡し、近路穴１２Ａを基幹
として多数の直進気流噴射穴２３を具備してカバー側縮
形燃焼室２１に開口して、圧縮正噴射時に出力燃焼室６
の空気を近路逆止弁１３Ｂ又は１３Ｃを経由して多数の
直進気流噴射穴２３より直進気流を多数噴口噴射するカ
バー側縮形燃焼室２１Ｍとします。

【００３１】カバー側縮形燃焼室２１Ｎ及び２１Ｏは２
１Ｍと殆ど同じですので相違点について説明します。２
１Ｎは近路穴１２Ａを基幹として多数の回転気流噴射穴
２４を具備してカバー側縮形燃焼室２１に開口して、圧
縮正噴射時に出力燃焼室６の空気を多数の回転気流噴射
穴２４より回転気流として多数噴口噴射するカバー側縮
形燃焼室２１Ｎとします。２１Ｏは近路穴１２Ａを基幹
として多数の撹拌気流噴射穴２５を具備してカバー側縮
形燃焼室２１に開口して、圧縮正噴射に出力燃焼室６の
空気を多数の撹拌気流噴射穴２５より撹拌気流として多
数噴口噴射するカバー側縮形燃焼室２１Ｏとします。こ
のカバー側縮形燃焼室２１Ｍ・２１Ｎ・２１Ｏは主とし
て圧縮点火機関等を飛躍的に軽量大出力とするため、縮
形小往復ポンプの隙間を最小にして多段に減圧すること
で大減圧比として、縮形燃焼室に最大燃焼圧力と最高燃
焼温度を確実に隔離すると共に、主としてカバー側縮形
燃焼室２１Ｎとして圧縮正噴射時に回転気流を多数噴口
噴射して、爆発燃焼時に重比重の不完全燃焼ガスを選別
逆噴射して、理想の通常液体燃料燃焼とすると共に飛躍
的に軽量大出力の圧縮点火機関及び火花点火機関を得る
ものです。

【００３２】

【発明の効果】圧縮点火機関を飛躍的に軽量大出力低燃
費にするためには、最大燃焼圧力を上昇して船用大型機
関並（１４ＭＰａ）に近づけて（２サイクル・トランク
ピストン・ロングストローク機関）低燃費にすると共
に、最大軸受荷重は自動車用ガソリン機関並に低減して
軽量高ピストン速度とし、比出力を自動車用ガソリン機
関以上にするのが良いのですが、通常のディーゼル燃焼
室では最大燃焼圧力が大径の燃焼室に加わり、強度増大
のため大重量となり、最大軸受荷重の増大による往復運
動部分の大重量化は低回転低出力低効率高振動となりま
す。そこでこの発明は力の方向が悪くて回転力になり難
く摩擦損失や重量の増大を伴う上死点付近の出力を低減
して、最大軸受荷重や摩擦損失を低減して最大の容積形
エネルギーの使用は少量として縮形燃焼室に保存してお
き、最大回転力を大増大するため動圧エネルギー＋容積
形エネルギーとして最適時に追加使用することで大回転
力大出力としますが、そのためには縮形燃焼室の入り口
の縮形の受圧断面積を出力燃焼室の例えば２０分の１と
して隔離して最大燃焼圧力を１４ＭＰａに近づけ、最大
軸受荷重や摩擦損失は２０分の１側に近づけて自動車用
ガソリン機関並として、飛躍的に軽量高ピストン速度高
熱効率で軽量大出力の圧縮点火機関を得るために縮形燃
焼室は大きな効果があります。

【００３３】圧縮点火機関を超低公害とするためには燃
焼法により、ＮＯｘやＰＭ・ＨＣ・ＣＯ等を同時に低減
して皆無に近づけることが必須で、ＣＯ_２の低減が急務
となります。しかし通常のディーゼル燃焼法ではＮＯｘ
を低減するとＰＭ等が増大するため発想の転換が必須と
なり、ＣＯ_２も同時に低減できる燃焼法の確立が最大の
急務となります。そこでこの発明は燃焼室の形状が全く
異なる円筒形の縮形燃焼室にして、前述の０００５に記
載のＰＭ皆無燃焼法として燃料と空気を対向に多数噴口
噴射しますが、通常燃料の場合は高温燃焼ガスの超高速
分離や重負荷時に比重の重い不完全燃焼ガスを超高速選
別逆噴射完全燃焼終了させるため、大遠心力大求心力の
発生に回転気流噴射穴２４の使用が必須となり、減圧幅
を最大級とする縮形の組み合わせは縮形９Ａとピストン
側縮形ピストン２２Ｋ又は２２Ｌの他ピストン側縮形ピ
ストン２２Ａと縮形９Ｋ又は９Ｌとなります。又ＮＯ
ｘ低減燃焼法はＥＧＲを必要ならいくらでも多くして安
定した完全燃焼終了が必須ですが、縮形燃焼室燃焼法は
いづれも必然的に全力撹拌混合燃焼になるのに加えて、
等容燃焼に非常に近づくため例えば縮形の受圧断面積を
出力燃焼室の２０分の１にすると、出力ピストンが下死
点側に移動しても縮形燃焼室の容積増加は出力燃焼室の
２０分の１となり、出力燃焼室側に必要量の燃焼ガスを
逆噴射しても最良の燃焼条件のまま上死点後クランク角
度で６０゜付近まで燃焼を継続できるため、ＮＯｘやＰ
Ｍ・ＨＣ・ＣＯを皆無に近づけることが可能になり、Ｅ
ＧＲの増大と燃焼の飛躍的改良により更に低燃費とな
り、縮形燃焼室燃焼法は超低公害圧縮点火機関を得る大
きな効果があります。

【００３４】圧縮点火機関を２サイクル多気筒大行程容
積機関とするためには、上記００３２及び００３３に記
載の燃焼法等に加えて最高燃焼温度も隔離して、シリン
ダーに加わる熱負荷を最少にすることが必須となりま
す。しかし通常のディーゼル燃焼室では最大燃焼温度が
直接大径のシリンダーやピストンに加わるため、潤滑部
分を含めて表面温度が広範囲に飛躍的に上昇して潤滑油
を大量に使用しても冷却が困難で、燃焼は冷却と膨張に
よる温度降下で最悪となります。そこでこの発明は上記
の００３２及び００３３と同様に最高燃焼温度も縮形燃
焼室に上死点後クランク角度で６０゜前後まで隔離して
開放しますと、５倍前後に断熱膨張して燃焼ガス温度が
急降下するため、シリンダーの熱負荷は激減して潤滑油
の消費量も低減できるし、高速２サイクル多気筒大行程
容積の圧縮点火機関が実用化容易となります。即ち、運
動エネルギーの減少が４サイクル機関の半分で比出力が
１，５〜２倍の高速２サイクル多気筒大行程容積の圧縮
点火機関を全面的に実用化できるため、縮形燃焼室燃焼
法により飛躍的に熱効率と比出力を上昇できる大きな効
果が発生します。

【００３５】火花点火機関を全面的に軽量大出力低燃費
にするためには、運動エネルギーの減少が４サイクル機
関の半分で比出力が１，５〜２倍の２サイクル機関の燃
焼法を飛躍的に改良して未燃燃料の吹き抜けを皆無にし
て、超超短時間で完全燃焼終了すると共に低負荷時は超
超希薄燃焼が必須となり、直噴層状給気燃焼法も必須と
なります。しかし通常の燃焼室では形状が悪すぎるのに
加えて、早期に膨張して急速温度低下すると共に冷却も
加わるため燃焼条件が最悪となり、しかも熱負荷が過大
で冷却は非常に困難で絶望的状況です。そこでこの発明
を分解して説明しますと、上記の００３２・００３３・
００３４と殆ど同じですが、縮形燃焼室の入り口の縮形
の受圧断面積を出力燃焼室の例えば２０分の１として最
良の筒形縮形燃焼室として圧縮正噴射時は燃料と空気を
対向に早期高速多数噴口噴射して、高速撹拌混合気化そ
して、火花点火燃焼させますので、前記０００５のＰＭ
皆無燃焼法が直噴層状給気未燃分皆無燃焼法となり、縮
形燃焼室燃焼法では出力ピストンが下死点側に移動して
も縮形燃焼室の容積増加が出力燃焼室の２０分の１等と
なり、定容燃焼に非常に近づくため最良の燃焼条件（燃
焼温度最高・燃焼圧力乱流最大）のまま上死点後６０゜
前後まで燃焼の継続が可能になり、ＥＧＲを飛躍的に増
大しても余裕をもって完全燃焼終了が可能になるため、
縮形燃焼室燃焼法は未燃分の吹き抜けを皆無にしてＮＯ
ｘと未燃分の生成を皆無に近づけるために大きな効果が
あります。

【００３６】火花点火機関の熱効率を上昇させるために
は上記ＥＧＲの増大も効果がありますが、希薄燃焼は更
に効果が大きく特に低負荷時の超超希薄燃焼は大きな効
果があります。そこでこの発明の縮形燃焼室火花点火燃
焼法を上記００３５に継続して説明します。縮形燃焼室
火花点火燃焼法は超超希薄燃焼を含む直噴層状給気燃焼
法で、燃料と空気を対向に多数噴口噴射しますが、通常
のガソリン燃料の場合は主として回転気流を多数噴口噴
射するため、減圧幅を大きくする場合は主として回転気
流噴射穴２４と縮形の組み合わせは減圧幅最大級を選択
して併用し、減圧幅の小さい場合は回転気流噴射溝１７
を含む縮形の組み合わせのみも可能になりますが、これ
はいづれも重負荷時に酸素不足で不完全燃焼ガスを生成
した場合に、比重の重い不完全燃焼ガスを遠心力により
高速選別逆噴射燃焼させて、無駄容積に残留する空気も
利用して理論空燃比燃焼とするもので、負荷の低下と共
に順次希薄燃焼を超希薄燃焼として燃料噴射開始時期を
順次遅延して点火時期に近づけますと、対向噴射のため
噴射された燃料は気化拡散と共に濃い混合気を外周にし
て傾斜した混合気場を形成しながら一旦燃料噴射器側に
拡散したのち、中心付近を逆行してピストン側縮形ピス
トン側に拡散するため、全運転域で目標とする混合気場
の形成が燃料噴射開始時期の移動で可能になり、アイド
リング時の超超希薄燃焼も燃料噴射時期遅延少量噴射も
良く、加えて給気圧力の変化や燃料噴射回数を２回掃気
１回燃料噴射や３回掃気１回燃料噴射も可能なため、縮
形燃焼室燃焼法は超超希薄燃焼を含めて熱効率の上昇に
大きな効果があります。

【００３７】火花点火機関を高速２サイクル多気筒大行
程容積機関とするためには、シリンダーの熱負荷を大幅
に低減する以外の方法がありませんので、引き続き縮形
燃焼室燃焼法について説明します。火花点火機関を全面
的に小形軽量大出力低燃費とするためには、高速２サイ
クル多気筒大行程容積機関を全面的に実用化することが
必須となりますが、２サイクル機関は熱負荷が４サイク
ル機関の２倍と大きいためシリンダーの熱負荷を半分以
下にするのが良く、従ってシリンダーの熱負荷が最少で
回転力が最大の出力燃焼室と最少の摩擦損失と軸受荷重
で最良の燃焼を得る縮形燃焼室で分業にする外はありま
せん。即ち、縮形燃焼室燃焼法は必要に応じて縮形燃焼
室の入り口の縮形の受圧断面積を出力燃焼室の例えば２
０分の１として隔離できるため、最大燃焼圧力を縮形燃
焼室に隔離すると肉厚を４分の１にしても余裕が有るた
め大幅軽量化できるし、高圧燃焼ガスを出力燃焼室に減
圧逆噴射しても最大軸荷受重を２０分の１側に近づける
ことが可能になり、往復運動部分の飛躍的軽量化により
超高速ピストン速度大出力となり、最高燃焼温度を縮形
燃焼室に隔離して上死点後クランク角度で６０゜前後に
開放急膨張させると、最良の燃焼条件のまま完全燃焼終
了できるのに加えて出力燃焼室の最高ガス温度が半分以
下になるため、シリンダーの熱負荷を飛躍的に低減し
て、小形軽量大出力低燃費の高速２サイクル多気筒大行
程容積の火花点火機関を全面的に実用化するため、縮形
燃焼室燃焼法は大きな効果があります。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す一部断面図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例を示す一部断面図であ
る。

【図３】本発明の第３実施例を示す一部断面図であ
る。

【図４】本発明の近路逆止弁１３Ａを示す一部断面図
と右側面図である。

【図５】本発明の近路逆止弁１３Ｂを示す一部断面図
と右側面図である。

【図６】本発明の近路逆止弁１３Ｃを示す一部断面図
と右側面図である。

【図７】本発明のピストン側縮形ピストン２２の１２
例を示す一部断面図である。

【図８】本発明の縮形９の１２例を示す一部断面図で
ある。

【図９】本発明のカバー側縮形燃焼室２１の３例を示
す一部断面図である。

【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、ＡＢＣ・・・・を付して区別します。１：シリンダー２：出力ピストン３：弁バネ
４：取り付穴５：案内部６：出力燃焼室７：シリンダカバー
８：逆止弁９：縮形１０：燃料噴射器１１：フランジ
１２：近路穴１３：近路逆止弁１４：点火栓
１５：グロープラグ１６：直進気流噴射溝１７：回転気流噴射溝１８：撹拌気流噴射溝１
９：パツキン座２０：弁バネ受２１：カバー側縮形燃焼室２
２：ピストン側縮形ピストン２３：直進気流噴射穴
２４：回転気流噴射穴２５：撹拌気流噴射穴
２６：安全弁２７：凹凸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）を突出
の出力ピストン（２）が上死点に近づく寸前（クランク
角度で４０゜〜７０゜）の適時にカバー側縮形燃焼室
（２１）の入り口の縮形（９Ａ）と縮形小往復ポンプを
急構成して上死点迄の間に、例えば出力燃焼室（６）内
外周の２０分の１９断面積の空気の大部分を圧縮比の差
により２０分の１断面積の縮形（９Ａ）を入り口とする
カバー側縮形燃焼室（２１）内に縮形小往復ポンプ隙間
と近路逆止弁（１３Ａ）より高速噴射して、カバー側縮
形燃焼室（２１）にグロープラグ（１５）と共に具備さ
れた燃料噴射器（１０）より噴射された燃料を高速撹拌
混合燃焼させる縮形燃焼室圧縮点火機関としたことを特
徴とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項２】前記カバー側縮形燃焼室（２１）及び縮形
（９Ａ）及びピストン側縮形ピストン（２２Ａ）を熱伝
導率の小さい耐熱耐摩耗合金で構成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。
【請求項３】ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）を突出
の出力ピストン（２）が上死点に近づく寸前（クランク
角度で４０゜〜７０゜）の適時にカバー側縮形燃焼室
（２１）の入り口の縮形（９Ａ）と縮形小往復ポンプを
急構成して上死点迄の間に、例えば出力燃焼室（６）内
外周の２０分の１９断面積の空気の大部分を圧縮比の差
により２０分の１断面積の縮形（９Ａ）を入り口とする
カバー側縮形燃焼室（２１）内に縮形小往復ポンプ隙間
と近路逆止弁（１３Ｂ）より高速噴射して、カバー側縮
形燃焼室（２１）にグロープラグ（１５）と共に具備さ
れた燃料噴射器（１０）より噴射された燃料を高速撹拌
混合燃焼させる縮形燃焼室圧縮点火機関としたことを特
徴とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項４】前記カバー側縮形燃焼室（２１）及び縮形
（９Ａ）及びピストン側縮形ピストン（２２Ａ）を断熱
耐熱耐摩耗セラミックスで構成すると共に、カバー側縮
形燃焼室（２１）と縮形（９Ａ）の継手部付近でシリン
ダカバー（７）を２分割して組立構造にすることで、交
換容易にしたことを特徴とする請求項３に記載の縮形燃
焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項５】ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）を突出
の出力ピストン（２）が上死点に近づく寸前（クランク
角度で４０゜〜７０゜）適時にカバー側縮形燃焼室（２
１）の入り口の縮形（９Ａ）と縮形小往復ポンプを急構
成して上死点までの間に、例えば出力燃焼室（６）内外
周の２０分１９断面積の空気の大部分を圧縮比の差によ
り２０分の１断面積の縮形（９Ａ）を入り口とするカバ
ー側縮形燃焼室（２１）内に縮形小往復ポン隙間と近路
逆止弁（１３Ｃ）より高速噴射して、カバー側縮形燃焼
室（２１）に点火栓（１４）と共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
る縮形燃焼室火花点火機関と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。
【請求項６】前記縮形（９Ａ）及びピストン側縮形ピス
トン（２２Ａ）をセラミックスの被覆を含めて熱伝導率
の小さい耐熱耐摩耗合金又は断熱耐熱耐摩耗セラミック
スで構成すると共に、カバー側縮形燃焼室（２１）と縮
形（９Ａ）の継手部付近でシリンダカバー（７）を２分
割して組み立て構造にしたことを特徴とする請求項５に
記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項７】前記近路逆止弁（１３Ａ）は弁ガサ状の逆
止弁（８Ａ）を閉鎖させるための弁バネ（３）の力を伝
えるための弁バネ受（２０Ａ）と、組立構造とするため
に２段に設けた円形のパッキン座（１９Ａ）（１９ａ）
と、固着するために設けたフランジ（１１）と空気を圧
縮してカバー側縮形燃焼室（２１）に正噴射するために
設けた近路穴（１２）を具備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。
【請求項８】前記近路逆止弁（１３Ｂ）は球状の逆止弁
（８Ｂ）を閉鎖させるための弁バネ（３）の力を伝える
ために固着された弁バネ受（２０Ｂ）と、組立構造とす
るために設けた円形のパッキン座（１９Ｂ）と，固着す
るための長さや形状を具備したことを特徴とする請求項
２又は請求項３に記載の縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及
び燃焼法。
【請求項９】前記近路逆止弁（１３Ｃ）は逆弁ガサ茸状
の逆止弁（８Ｃ）を閉止させるための弁バネ（３Ｃ）の
力を伝えるための弁バネ受（２０Ｃ）と、組み立て構造
とするために設けた円形のパッキン座（１９Ｃ）と、固
着するための長さや形状を具備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。
【請求項１０】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に直進気流噴射溝（１６）を多数具備して圧縮正
噴射時も爆発逆噴射時も共に直進気流を多数噴口噴射す
るピストン側縮形ピストン（２２Ｂ）としたことを特徴
とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項１１】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に直進気流噴射溝（１６）と回転気流噴射溝（１
７）を多数連続して圧縮正噴射で回転気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で直進気流を多数噴口噴射するピスト
ン側縮形ピストン（２２Ｃ）と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。
【請求項１２】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に直進気流噴射溝（１６）と撹拌気流噴射溝（１
８）を多数連続して圧縮正噴射で撹拌気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で直進気流を多数噴口噴射するピスト
ン側縮形ピストン（２２Ｄ）と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。
【請求項１３】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に直進気流噴射溝（１６）と回転気流噴射溝（１
７）を多数連続して圧縮正噴射で直進気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で回転気流を多数噴口噴射するピスト
ン側縮形ピストン（２２Ｅ）と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。
【請求項１４】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に直進気流噴射溝（１６）と撹拌気流噴射溝（１
８）を多数連続して圧縮正噴射で直進気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で撹拌気流を多数噴口噴射するピスト
ン側縮形ピストン（２２Ｆ）と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。
【請求項１５】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に回転気流噴射溝（１７）を多数具備して圧縮正
噴射時も爆発逆噴射時も共に回転気流を多数噴口噴射す
るピストン側縮形ピストン（２２Ｇ）としたことを特徴
とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項１６】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に回転気流噴射溝（１７）と撹拌気流噴射溝（１
８）を多数連続して圧縮正噴射で撹拌気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で回転気流を多数噴口噴射するピスト
ン側縮形ピストン（２２Ｈ）と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。
【請求項１７】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に回転気流噴射溝（１７）と撹拌気流噴射溝（１
８）を多数連続して圧縮正噴射で回転気流を多数噴口噴
射し、爆発逆噴射で撹拌気流を多数噴口噴射するピスト
ン側縮形ピストン（２２Ｉ）と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。
【請求項１８】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に撹拌気流噴射溝（１８）を多数具備して圧縮正
噴射時も爆発逆噴射時も共に撹拌気流を多数噴口噴射す
るピストン側縮形ピストン（２２Ｊ）としたことを特徴
とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項１９】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に環状の凹凸（２７）を多数連続して圧縮正噴射
時も爆発逆噴射時も共に多段に減圧して減圧幅を拡大し
たピストン側縮形ピストン（２２Ｋ）としたことを特徴
とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項２０】前記ピストン側縮形ピストン（２２Ａ）
の外面に環状の凹凸（２７）を多数連続して先端の凸部
を幅広としてその外面に回転気流噴射溝１７又は撹拌気
流噴射溝１８を具備して圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も
共に多段に減圧すると共に回転気流又は撹拌気流を噴射
するピストン側縮形ピストン（２２Ｌ）としたことを特
徴とする縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項２１】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に直進気流噴射溝（１６）を多
数具備して圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に直進気流
を多数噴口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ｂ）と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。
【請求項２２】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に直進気流噴射溝（１６）と回
転気流噴射溝（１７）を多数連続して圧縮正噴射で回転
気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で直進気流を多数噴
口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り口の縮形
（９Ｃ）と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。
【請求項２３】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に直進気流噴射溝（１６）と撹
拌気流噴射溝（１８）を多数連続して圧縮正噴射で撹拌
気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で直進気流を多数噴
口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り口の縮形
（９Ｄ）と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。
【請求項２４】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に直進気流噴射溝（１６）と回
転気流噴射溝（１７）を多数連続して圧縮正噴射で直進
気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で回転気流を多数噴
口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り口の縮形
（９Ｅ）と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。
【請求項２５】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に直進気流噴射溝（１６）と撹
拌気流噴射溝（１８）を多数連続して圧縮正噴射で直進
気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で撹拌気流を多数噴
口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り口の縮形
（９Ｆ）と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。
【請求項２６】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に回転気流噴射溝（１７）を多
数具備して圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に回転気流
を多数噴口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ｇ）と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。
【請求項２７】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に回転気流噴射溝（１７）と撹
拌気流噴射溝（１８）を多数連続して圧縮正噴射で回転
気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で撹拌気流を多数噴
口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り口の縮形
（９Ｈ）と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。
【請求項２８】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に回転気流噴射溝（１７）と撹
拌気流噴射溝（１８）を多数連続して圧縮正噴射で撹拌
気流を多数噴口噴射し、爆発逆噴射で回転気流を多数噴
口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り口の縮形
（９Ｉ）と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。
【請求項２９】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
ロの縮形（９Ａ）の内面に撹拌気流噴射溝（１８）を多
数具備して圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に撹拌気流
を多数噴口噴射するカバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ｊ）と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。
【請求項３０】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に環状の凹凸（２７）を多数連
続して圧縮正噴射時も爆発逆噴射時も共に多段に減圧し
て減圧幅を拡大したカバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ｋ）と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。
【請求項３１】前記カバー側縮形燃焼室（２１）の入り
口の縮形（９Ａ）の内面に環状の凹凸（２７）を多数連
続して下端の凸部を幅広としてその内面に回転気流噴射
溝１７又は撹拌気流噴射溝１８を具備して圧縮正噴射時
も爆発逆噴射時も共に多段に減圧すると共に回転気流又
は撹拌気流を噴射する縮形（９Ｌ）としたことを特徴と
する縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項３２】前記シリンダカバー（７）を縮形（９）
とカバー側縮形燃焼室（２１）の継手付近で２分割され
たカバー側縮形燃焼室（２１）の継手部に近路穴（１
２）に連絡した環状の近路穴（１２Ａ）を設けてその近
路穴（１２Ａ）を基幹として多数の直進気流噴射穴（２
３）を具備して圧縮正噴射時に直進気流を多数噴口噴射
するカバー側縮形燃焼室（２１Ｍ）としたことを特徴と
する縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項３３】前記シリンダカバー（７）を縮形（９）
とカバー側縮形燃焼室（２１）の継手付近で２分割され
たカバー側縮形燃焼室（２１）の継手部に近路穴（１
２）に連絡した環状の近路穴（１２Ａ）を設けてその近
路穴（１２Ａ）を基幹として多数の回転気流噴射穴（２
４）を具備して圧縮正噴射時に回転気流を多数噴口噴射
するカバー側縮形燃焼室（２１Ｎ）としたことを特徴と
する縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。
【請求項３４】前記シリンダカバー（７）を縮形（９）
とカバー側縮形燃焼室（２１）の継手付近で２分割され
たカバー側縮形燃焼室（２１）の継手部に近路穴（１
２）に連絡した環状の近路穴（１２Ａ）を設けてその近
路穴（１２Ａ）を基幹として多数の撹拌気流噴射穴（２
５）を具備して圧縮正噴射時に撹拌気流を多数噴口噴射
するカバー側縮形燃焼室（２１Ｏ）としたことを特徴と
する縮形燃焼室内燃機関の燃焼室及び燃焼法。