(57)【要約】【課題】小型エンジンは、一般にトランクピストン型であり、燃料や燃焼ガスがクランクエリアに侵入するという問題や、潤滑油を区別できない問題がある。また、従来の中型クロスヘッド型エンジンは、大型クロスヘッド型エンジンを単に相似形で縮小した構造が多く、分解整備などの面で構造的な問題がある。また、従来の単列シリンダー構造では、今後の燃焼改善や高効率化に対応するのは難しい。【解決手段】２組のピストン２を、共用する１組のクロスヘッド３に連結して、同じエンジン行程で運転することにより、これらの問題を解決する。この構造は、２ストロークエンジンにも、４ストロークエンジンにも適用できる。また、排気ガスの温度による弁別回収や、燃焼室内の冷却改善や、２組の燃焼室を連結することによる燃焼改善など、エンジンの高効率化や環境対策などにも対応できるエンジン構造を提供する。【選択図】図１
2020084971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動エンジンにおいて、２組のシリンダー（以下、Ａ列、Ｂ列という）の両ピストン２を、共用する１組のクロスヘッド３に連結し、このクロスヘッド３の往復動を、共用する１組のコネクティングロッド４を介して、１組のクランクアーム５ａに伝達し、Ａ列およびＢ列の両ピストン２を同じエンジン行程で作動させて、１本のクランク軸５ｂに回転力を与えることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記のエンジンにおいて、シリンダーエリア１ｘと、クランクエリア５ｘを、２組のピストンロッド気密装置２ｅで隔離することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記のエンジンにおいて、クロスヘッド３が、コネクティングロッド４より受ける横方向スラストを、クロスヘッド３の両端に設けたスライドシュー３ｂと、エンジン架台に固定されたスラストガイド３ａで受けることを特徴とする請求項１および請求項２に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、２組のシリンダーの両ピストン２を、共用する１組のクロスヘッド３に連結し、両ピストン２を同じエンジン行程で運転して、１組のコネクティングロッド４と、１組のクランクアーム５ａを介して、１本のクランク軸５ｂに回転力を与えるクロスヘッド型往復動エンジンの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  往復動エンジンには、トランクピストン型とクロスヘッド型があり、どちらもエンジン用途に応じて使用されている。クロスヘッド型は、クランク機構で発生する横方向スラストを、クロスヘッド構造で受け止めエンジンを大型化し易いことや、シリンダーエリア１ｘと、クランクエリア５ｘを、ピストンロッド気密装置２ｅで隔離できることや、潤滑油の選別や管理が合理的に行えることなどより、大型舶用２ストロークエンジンに多用されている。しかし、トランクピストン型に比べて構造が複雑で、エンジン高さも高くなる。【０００３】  一方、トランクピストン型は、構造が簡単でエンジン高さも低く抑えられるが、クランク機構で発生する横方向スラストを、ピストン自体で受け止める必要があるので、大型のエンジンには適用し難い。また、シリンダーエリア１ｘと、クランクエリア５ｘを、クロスヘッド型のように、ピストンロッド気密装置２ｅで隔離できないので、燃料や燃焼ガスが、クランクエリア５ｘに流れ込む場合がある。また、シリンダーオイルとシステムオイルを分離できない。小型、中型の４ストロークエンジンで多用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８７７８１
【特許文献２】特開２０１２−１６７６６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来の往復動エンジンに、クロスヘッド型を採用する場合は、エンジン高さが高くなるので設置場所の寸法的な制約があり、一般に、シリンダー内径が３００ｍｍ未満のエンジンでは、クロスヘッド型は採用されていない。また、従来のシリンダー内径３００ｍｍ以上の中型クロスヘッド型エンジンにおいては、大型クロスヘッド型エンジンを相似形でサイズを小さくした構造であり、整備や修理でエンジンを分解する場合の作業性がよくないという問題がある。【０００６】  また、近年、液体燃料（例：石油燃料）と気体燃料（例：天然ガス）を両用する二元燃料エンジンが採用されているが、従来のトランクピストン型では、その構造よりシリンダーオイルとシステムオイルを基本的に分離できないので、合理的な潤滑油の選択や管理ができないという問題がある。【０００７】  また、従来のトランクピストン型で、天然ガスなどを予混合燃焼方式で使用する時は、ピストンエリア１ｘと、クランクエリア５ｘを分離する気密装置が装置されていないので、シリンダー１の内部に供給された予混合燃料が、未燃焼のガス状のままで、シリンダー１とピストン２の摺動面から漏洩した場合は、直ちに、クランクエリアに侵入することになり、何らかの原因で引火し爆発する危険があるという問題がある。【０００８】  また、従来のクロスヘッド型およびトランクピストン型においても、それぞれのシリンダーのエンジン行程を単独に考えて、このエンジン行程を個別に行わせるだけでは、排気ガスの環境問題や高効率化への対応には、構造的に限界がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  そこで、本発明は、Ａ列およびＢ列の２組のピストン２を、共用する１組のクロスヘッド３に連結し、この両ピストン２を同じエンジン行程で運転することにより、従来のエンジンよりシリンダー内径を小さくできる結果、エンジン高さを低くできるので、従来、クロスヘッド化されていないシリンダー内径が３００ｍｍ未満のエンジンのクロスヘッド化を実現する。また、このＡ列およびＢ列の２組のシリンダーの燃焼室を、燃焼室連結器１ｃで連結することにより、従来の単列１組のシリンダー群のエンジンでは不可能であった掃気方式や、燃焼改善方式などを採用する。
【発明の効果】
【００１０】  本発明により、従来の単列１組のシリンダーを、Ａ列およびＢ列の２組のシリンダー１に分割することにより、従来のシリンダーが１個の場合に比べて、シリンダー内径を約３０パーセント小さくでき、その結果、エンジン高さも３０パーセント低くできるので、従来はクロスヘッド化が困難であった小型エンジンも、クロスヘッド化が可能となる。【００１１】  また、本発明により、ピストン２内部への潤滑油供給に、テレスコピック方式やスイングレバー方式の採用が可能となり、ピストン２に充分な量の潤滑油を供給できる。この結果、ピストン２の温度を、従来より低下させることができるので、予混合燃焼方式のエンジンにおける過早着火や、ノッキングの発生の抑制あるいは回避に寄与できる。【００１２】  また、本発明により、従来、コネクティングロッド４と結合するために、ピストン２に設けられていたピストンピン用のボス構造が不要となることより、ピストン２の構造を簡素化でき、熱分布を均等化し易くなるので、ピストンの冷却が改善され、予混合燃焼方式のエンジンにおける過早着火や、ノッキングの発生の抑制あるいは回避に寄与できる。【００１３】  本発明の具体例としては、本発明を４ストロークエンジンに採用した場合においては、本来の４ストロークエンジンの排気行程の直前に、一方のシリンダー１の下部に設けた給気孔より、他方のシリンダー１の下部に設けた排気孔を使用した横断掃気（＝クロス掃気）行程を付加できるので、排気ガスの温度による弁別回収や、排気弁やシリンダーヘッド部分の冷却改善や、２組のシリンダーの燃焼室連結による燃焼改善方式などの採用が可能となる。なお、この効果については、別途特許願を提出しているので、ここでは説明を割愛する。【００１４】  また、本発明の別の具体例としては、本発明を２ストロークエンジンに採用した場合においては、従来のシリンダー頂部に設置していた排気弁に代えて、シリンダー頂部に給気弁を設置することにより、排気ガスの温度による弁別回収や、高温の排気ガスに晒される排気弁の廃止や、シリンダーヘッド部分の冷却改善や、燃焼改善などが可能となる。なお、この効果については、別途特許願を提出しているので、ここでは説明を割愛する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  実施形態を示すエンジン構造の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】  図１に、この構造の断面的な概念を示す。Ａ列とＢ列の２組のシリンダー１を、同じエンジン行程で運転し、この両ピストン２の往復動を、共用する１組のクロスヘッド３を介して、１組のコネクティングロッド４に伝達し、１本のクランク軸５ｂに回転力を与える基本構造である。クランク軸５ｂの回転方向は、右回転でも左回転でもよい。
【００１８】  シリンダーエリア１ｘと、クランクエリア５ｘは、Ａ列およびＢ列の両ピストンロッド気密装置２ｅにより隔離される。クロスヘッド３の両端には、スラストシュー３ｂが設けられており、エンジン架台６に設けられたスラストガイド３ａ上を摺動し、コネクティングロッド４により発生する横方向スラストを受ける。
【００１９】  Ａ列とＢ列のシリンダー１を、燃焼室連結器１ｃで結合すれば、この両シリンダー１の燃焼室を１個の燃焼室と看做して使用できる。この結合により、例えば、Ａ列シリンダーの燃焼室からＢ列シリンダーの燃焼室あるいはその逆方向に、拡散燃焼の燃料（例：石油燃料）を噴射することができるので、燃料のシリンダー内への噴霧が効果的に行える。
【００２０】  排気弁、吸気弁あるいは給気弁などは、Ａ列またはＢ列のシリンダー１にそれぞれ設置できるし、Ａ列およびＢ列シリンダーのこれらの諸弁を、燃焼室連結器１ｃに集約して設置することもできる。また、燃料の供給装置は、Ａ列シリンダー１またはＢ列シリンダー１にそれぞれ設置できるし、Ａ列およびＢ列のこの燃料の供給装置を、燃焼室連結器１ｃに集約して設置することもできる。
【符号の説明】
【００２１】      １          シリンダー
１ｃ        燃焼室連結器
１ｘ        シリンダーエリア
２          ピストン
２ｅ        ピストンロッド気密装置
２ｄ        ピストンロッド
３ａ        スラストガイド
３ｂ        スラストシュー
３ｃ        クロスヘッドピン
４          コネクティングロッド
５ａ        クランクアーム
５ｂ        クランク軸
５ｃ        クランクピン
５ｘ        クランクエリア
６          エンジン架台
【図１】
2020084971.tif 000003