JPS5888417A - 船舶用直冷式エンジン - 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】 この発明は、船外の水を直接シリンダライチ外周に循環
させて冷却を行なう船舶用直冷式エンジンに関するもの
である。

船舶用の水冷エンジンは、船外の水を利用してエンジン
を冷却する。この場合、エンジン内を循環する非腐蝕性
の冷却液を熱交換器を介して船外の水で冷却する間接冷
却方式と、船外の水を直接□エンジン各部に流す直接冷
却方式（直冷式）とがある。直冷式は熱交換器が不要に
なるだけでなく、循環ポンプが１個で足り・、構造が簡
単になるという長所を有する。しかし直冷式ではエンジ
ン低温時に新しい冷却水の流入を制限するサーモスタッ
トなどの感温開閉弁を用いると、冷却水中に混入した砂
などの異物がこの開閉弁に噛込み易いため、開閉弁の信
頼性と耐久性が著しく低下する。従って特に高い信頼性
が要求される船舶用エンジンで直冷式を採用する場合は
、感温開閉弁などの弁を使用することは好ましくない。

一方、感温開閉弁によりエンジン低温時に新たに流入す
る低温の冷却水流量を制限すると、エンジンの温度が不
均一になり易く、局部的な冷却不足が発生し熱応力、歪
によりエンジンに亀裂が生じたりするおそれもある。そ
こでこの場合、エンジン内にある冷却水を強制的に再循
環させることも考えられるが、開閉弁を用いる必要があ
るため信頼性、耐久性の低下を防ぐことはできない。ま
た、この種のエンジンでは船外へ排出される加熱された
冷却水の流量から、冷却水が確実に流れていることを確
認するが、前記のようＣ二新しい冷却水の流入量を制限
すると冷却水の排出量も減るため、このような確認が困
難になるという不都合もある。

そこで感温開閉弁などを用いず、しかも冷却水量も過少
にならないように流し続けると、低速運転時にエンジン
が過冷却される。このため特に硫黄分の多い低質の燃料
を用いたディーゼルエンジンでは、腐蝕性の高い硫酸が
シリンダ内面に発生して付着し易くなり、シリンダ内面
の摩耗（いわゆる低温腐蝕摩耗）−が促進されるという
不都合も生じる。

この発明は以上のような事情に鑑みなされたものであり
、感温開閉弁などの弁を用いず信頼性、耐久性を高める
と共シニ、冷却水流量を常に所定流量以上に保ってエン
ジンの局部的冷却不足を防止しかつ冷却水の流動を確認
し易くし、さらにシリンダの過冷却を防いでシリンダ内
面の低温腐蝕摩耗を防止することができる船舶用直冷式
エンジンを提供することを目的とする。

この発明はこのような目的を達成するため、湿式シリン
ダライナを備え、船外の水を直接前記シリンダライナ外
周に流して冷却を行なう船舶用直冷式エンジンにおいて
、前記シリンダライナの外周面に保温層を形成したもの
である。以下図示する実施例に基づき、この発明の詳細
な説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す全体配置図、第２図
はエンジンの要部断面図であり、この実施例はディーゼ
ルエンジンに適用したものである。

第１図で符号ＩＯは船体、１２はこの船体１０内に取付
けられた直冷式エンジン、１４はこのエンジン１２に設
けられた水ポンプである。船体ｌ。

の船底にはストレーナ１６が取付けられ、船外の水はこ
のストレーナ１６からキングストン弁１８を介して水ポ
ンプ１４により吸込まれ、エンジン１２内へ送り込まれ
る。エンジン１２内の各部全冷却した冷却水は、パイプ
２０に導かれて船外へ排出される。また２２は排気管で
ある。

第２図において２８はシリンダボデー、３０はこのシリ
ンダボデー２８に上方から組込まれた鋳鉄製の湿式シリ
ンダライナである。このシリンダライナ３０の下部外周
はＯリング３２．３２を介してシリンダボデー２８に水
密に嵌合している。

３４はシリンダヘッドであり、このシリンダヘッド３４
はガスケット３６を介してシリンダボデー２８に固定さ
れる。なおこのガスケット３゛６はシリンダボデー２８
とシリンダライナ３０との嵌合部を横断するように位置
し両者間の水漏れを防止する。シリンダライナ３０の外
周はその上、下部を除いて僅かに小径に切削され、この
小径部３８に保温層４０として合成樹脂等がコーティン
グされている。この小径部３８とシリンダボデー２８と
の間に、冷却水通路４２が形成される。４４゜４６はシ
リンダヘッド３４に設けた吸気弁と排気弁、４８は冷却
水通路である。また５０はピストン、５２はクランク軸
、５４はこれらを連結するコンロッドである。

前記シリンダライナ３０の小径部３８に塗布されるコー
テイング材としては、耐熱性、冷却水が海水の場合の耐
塩水性、シリンダライナ３０との密着性、および吸水性
等要求される種々の物性な考慮すると、ナイロン１１．
ナイロン１２．テフロンなどの合成樹脂が適切である。

特に化学的安定性やコストの点からはナイロン１１．ナ
イロン１２が最も適当である。これらナイロン１１　、
１２の熱伝達率は約７　ｘ　１０　　ｃａｌ／ｃｒｎ／
１：／ｓｅｃであり、鋳鉄製シリンダライナ３０の約　
／　　であるから、比較的薄い膜厚（例えば６００μ程
度）にコーティングすれば、所望の温度にシリンダライ
ナ３０を保温できる。例えば前記硫黄による低温腐蝕摩
耗に対しては、シリンダライナ３０の外壁面温度が約４
４℃以下で硫酸の凝縮が増え低温腐蝕摩耗が顕著になる
が、約５４℃以上になるとこの摩耗が激減することが確
認されている。そこで前記コーテイング材は低速運転時
の冷却水流量との関係を考慮しつつ、シリンダライナ３
０の外壁面が約５４℃以上に保たれるようにその膜厚を
決めればよい。換言すれば低速運転時における局部的冷
却不足を防止するのに必要な冷却水量を先に決め、この
冷却水量の時にシリンダライナ３０外壁面温度が約５４
℃以上に保たれるように保温層４０の材質と膜厚とを決
定すればよい。また熱負荷の大きい高速運転時は冷却水
量を増やすことにより、エンジン１２の過熱を防ぐこと
は容易である。

なおシリンダライナ３０の伝熱量を略一定と考えると、
このライナ３０の肉厚を増大することによりその内壁面
温度を上昇させることも考えられるが、この場合は肉厚
増大により熱応力および熱による歪が増える不都合が生
じるばかりでなく、非常に肉厚が厚く（数３）なって構
造的に成立し難い。

次にこの実施例の動作を説明する。キングストン弁１８
を開きエンジン１２を運転すると、船外の冷たい冷却水
が水ポンプ１４によりエンジン１２内の冷却水通路４２
．４８に送られる。水ポンプ１４の最少吐出量は、高速
運転時にエンジン１２内に冷却不足となる部分が発生し
ないように決められ、熱負荷の減少と共に、すなわち運
転速度の減少と共にその吐出量も減る。シリンダライナ
３０には保温層４．０が形成されているので、高速時に
冷却不足とならぬよう決めた吐出量であっても低酸など
が発生しない。このため低温腐蝕摩耗が発生しない。エ
ンジン１２内を冷却した冷却水はパイプ２０を通り、船
外へ排出される。

以上の実施例では保温層４０として合成樹脂の塗膜を用
いたが、熱伝導率、耐熱性等の種々の物性値や物理的特
性が適合するものであれば他の材料を使用できることは
勿論であり、例えばセラミックコーティング材なども使
用可能である。特にセラミックコーティング材の中では
、その特性や−コストの点からジルコニア（酸化ジルコ
ニウム）が最適である。

また保温層４０はその材質に最適な方法で形成すればよ
く、単純に塗布するばかりでなく、流動浸漬法、溶射法
、スプレー法等を適宜選択すべきである。

この発明はまたガソリレエンジンに適用しても所期の効
果が得られることは勿論であり、さら（二保温層の材質
によっては、ライナ３０を錆から防いだり、またピスト
ンの首振りに伴なう衝撃によリライナ３０が振動してそ
の外壁面が侵蝕されるいわゆるキャビテーション浸蝕を
防ぐ効果も副次的に得られる。

この発明は以上の・ように、湿式シリンダライナの外周
面に保温層を設けたので、低速運転時の冷却水流量を比
較的多くしてもシリンダライナ内壁面温度が過度に低下
することがなくなり、低温腐蝕摩耗を有効に防止するこ
とかできる。またこの時の冷却水流量が比較的多いので
、エンジン内λ均一に冷却でき、局部的に冷却不足とな
る場所が発生したりするのを防止できる一方、冷却水の
排出状態から容易に冷却水の流動状態を確認でき、冷却
系統の故障によるエンジンの破損を未然に防止できる。

さらにこの発明によれば感温開閉弁などの弁を使用する
必要がないので、信頼性と耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第２図
はエンジンの要部断面図である。 １２・・・エンジン、３０・・・シリンダライナ、４０
・・・保温層。 特許出願人　　ヤマ／・発動機株式会社（ｉＪ屯、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 湿式シリンダライナを備え、船外の水を直接前記シリン
   ダライチ外周に流して冷却を行なう船舶用直冷式エンジ
   ンにおいて、前記シリンダライナの外周面に保温層を形
   成したことを特徴とする船舶用直冷式エンジン。