JPH0143475Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はコンプレツサ兼用内燃機関の改良に関
するものである。

最近の内燃機関では、その機関によつて駆動さ
れるコンプレツサを配設し、そのコンプレツサよ
りの圧縮空気を適宜の用途に利用するようにした
ものがある。

ところが、このように内燃機関によつて駆動さ
れるコンプレツサを独立して配設することは、ス
ペース的にも、コスト的にも極めて不利となる。

そこで、上記の対策として、複数のシリンダの
うちの１部をコンプレツサ兼用として使用可能な
コンプレツサ兼用の内燃機関の考案もなされてい
るが、コンプレツサ兼用に使用されるシリンダ
が、２個以上の複数個の場合、それらのシリンダ
の排気管が連続していると、圧縮された高圧空気
が吸気行程にあるシリンダの排気バルブに作用し
て、その排気バルブを開弁させてしまうという問
題があり、その対策としては、強力なセツトフオ
ースを有するバルブスプリングを取付ける必要が
あり、そのようにすると、今度はカム及びタペツ
トに過大な面圧が発生し、バルブ駆動装置の耐久
性に問題がでてくることになる。

そこで、本考案は前記コンプレツサ兼用内燃機
関において、複数のシリンダをコンプレツサとし
て使用する場合の圧縮空気が逆流するのを防止す
るためにバルブスプリングの強化による排気バル
ブを駆動する装置に過大な押圧力が発生し、耐久
性が低下するのを防止しながら、大量の圧縮空気
を送気することができるコンプレツサ兼用内燃機
関を提供することを目的とするものである。

そして前記目的を達成するための本考案に係る
コンプレツサ兼用内燃機関は、 (a) 燃料遮断弁を配設した２個以上のカツトシリ
ンダと、複数の非カツトシリンダで構成され、 (b) 前記カツトシリンダの個々の排気路に排気の
順流（正圧）によつて開き、逆流（逆圧）によ
つて閉止する逆止弁を設けた後に合流させ、 (c) 該合流点以降に排気開閉弁を介して前記非カ
ツトシリンダの排気路と合流させ、 (d) 前記逆止弁の下流と排気開閉弁の上流との間
を分岐して圧縮空気開閉弁付の分岐路でエアタ
ンクを接続し、 (e) 前記各弁を前記エアタンクの設定圧で作動す
る制御回路により作動させるように構成してい
る。

本考案において「カツトシリンダ」とは、燃料
の供給を遮断してコンプレツサとして作動させる
シリンダを意味し、更に「非カツトシリンダ」と
は燃料の供給を遮断することなく内燃機関として
作動させるシリンダをそれぞれ意味している。

また、カツトシリンダの排気路に設けた逆止弁
は、これらのカツトシリンダより排気される圧縮
空気の順流あるいは正圧によつて開弁し、逆流な
いしは逆圧によつて閉弁する機能を有するもので
ある。

前記のように本考案は構成されているので複数
のシリンダの燃料をカツトし、それらのシリンダ
をコンプレツサとして作動させる際に、個々の燃
料をカツトしたシリンダに設けた逆止弁によつて
各カツトシリンダへの吸気行程において排気バル
ブが他のシリンダより排出される圧縮空気等の影
響を受けて開弁することを防止しながら、複数の
シリンダより効率的に圧縮空気を製造することが
できる。

以下図面を参照して本考案の一実施例を説明す
るが、第１図は本実施例のコンプレツサ兼用デイ
ーゼル機関の概略系統図であり、第２図は第１図
の逆止弁の非作動時における要部拡大の側断面図
で、第３図は第１図の逆止弁の作動時における要
部拡大の側断面図である。

まず、第１図において、１はNo.１，No.２，No.
３，No.４のシリンダからなる４気筒の直列型デイ
ーゼル機関で、各シリンダには燃料噴射ノズル２
が配設されていて、燃料噴射ポンプ３からの燃料
をシリンダ内に噴射するようになつている。燃料
噴射ポンプ３のプランジヤには独立して燃料が供
給されるようになつている。

４は内燃タンクで、燃料パイプ５によつて噴射
ポンプ３に連結されている。

５ａ，５ｂはシリンダNo.３，No.４へ燃料を噴射
する燃料噴射ポンプ３のプランジヤ３ａ，３ｂに
燃料を供給する燃料パイプで、その途中に燃料遮
断弁６がそれぞれ配設されている。これらのNo.３
及びNo.４シリンダは、燃料を遮料してコンプレツ
サとして作動させる「カツトシリンダ」を、ま
た、残りのNo.１及びNo.２シリンダは、燃料を遮断
することなく内燃機関として作動させる「非カツ
トシリンダ」をそれぞれ構成している。なお、噴
射ポンプ３からの余剰の燃料は燃料戻しパイプ７
によつて燃料タンク４へ戻すようになつている。

８は排気路で、非カツトシリンダに接続される
排気路と、カツトシリンダに接続される排気路８
ａ，８ｂとは別の系統になつており、これらの排
気路８ａ，８ｂにはそれぞれ逆止弁２０が設けら
れ、その後流側で合流し、この交流点以降に設け
た排気開閉弁９を経由して前記No.３，No.４のカツ
トシリンダの排気路８に合流している。そして前
記排気路８ａ，８ｂの下流測であつて、排気開閉
弁９より上流側に分岐路１１を形成し、この分岐
路１１に圧縮空気開閉弁１０を経由してエアタン
ク１２を設けている。

また、開閉式の逆止弁２０は各シリンダNo.３，
No.４の図示されていない各排気ポートの出口付近
にそれぞれ設けられるが望ましい。

逆止弁２０は第２図に示すように、排気路８ａ
及び８ｂの流れ方向に対して直角に取付けられ、
本体２１は弁室２２とシリンダ室２３とからな
り、その弁室２２内に排気路８ａ，８ｂに出し入
れ可能に弁体２４が収納されている。

２５はシリンダ室２３内に圧縮空気の流入時に
作動して、その軸部２５ａで連結した弁体２４を
戻しばね２６に抗して排気路８ａ，８ｂ内に突出
させるピストンである。

シリンダ室２３の空気室２３ａは空気路２７を
介して適宜の圧縮空気源、例えばエアタンク１
２、または別個の圧縮空気源に連結され、その空
気路２７を開閉する逆止弁の電磁弁部２８の作動
時、即ち通電時に、圧縮空気を空気室２３ａに導
入するようになつている。

なお、前記電磁弁部２８は三方式で２８ａはそ
の空気排出路である。

また、弁体２４は中空体をなし、その両方の側
面２４ａ，２４ｂに複数の開口２４ｃ，２４ｃが
形成され、その内部に逆止板２９がばね３０の付
勢により側面２４ａ（シリンダ側の面）の内面に
押圧されている。

従つて、作動時における弁体２４は、第３図に
示すように、デイーゼル機関１側からばね３０の
力に打ち勝つて空気流を通すけれども、排気路８
ａ，８ｂ側よりデイーゼル機関１側への空気流
（あるいは排気ガス）の逆流は防止するようにな
つている。

上記燃料遮断弁６、排気開閉弁９、圧縮空気開
閉弁１０および逆止弁２０の電磁弁部２８は、制
御回路１３によつて電源１４に連結されている。

１５は制御回路１３中に配設しれた常開型のス
イツチで、エアタンク１２の圧力センサ１６の検
出圧力によつて開閉動を行なうもので、設定圧力
値以下で閉路し、以上のとき開路するようになつ
ている。

本考案によるコンプレツサ兼用内燃機関は上述
のように構成されているので、エアタンク１２内
の圧縮空気の圧力が設定値に満たない場合には、
スイツチ１５が閉じるから、制御回路１３は通電
状態となる。

従つて、各燃料遮断弁６は全て閉じて、シリン
ダNo.３，No.４（カツトシリンダ）への燃料を遮断
し、更に排気開閉弁９も閉じると同時に圧縮空気
開閉弁１０が開く。

よつて、シリンダNo.３，No.４はコンプレツサと
して作動し、圧縮空気を圧縮空気開閉弁１０を介
してエアタンク１２に圧送する。

また、このとき電磁弁部２８への通電により圧
縮空気が導入され、それによつてピストン２５が
戻しばね２６に抗し各逆止弁２０の弁体２４を排
気路８ａ，８ｂ内に突出させるが、シリンダNo.
３，No.４からの空気流を阻止することはない。

更に、各逆止弁２０の作動中に、シリンダNo.
３，No.４が排気行程の終りから吸気行程の始めの
オーバラツプ時および吸気行程時などに排気路８
ａ，８ｂ側より圧力が下がつたとしても、弁体２
４中の逆止板２９側面２４ａの内面に接触してそ
の開口２４ｃを閉じるから、圧縮空気の逆流が防
止されるので、シリンダNo.３，No.４の図示されて
いない吸・排気弁、特に排気弁の動作機能も損わ
れることがない。

そのため、シリンダNo.３，No.４のコンプレツサ
としての機能に損われることもない。

次に、エアタンク１２内に圧縮空気が充てんさ
れてきて、その空気圧が設定値に達するとスイツ
チ１５が開放し、制御回路１３の通電は停止され
るから、各燃料遮断弁６は開路し、排気開閉弁９
は開き、開閉弁１０は閉じる。

よつて、シリンダNo.３，No.４は再び燃焼機関と
して作動する。

なお、本実施例では４気筒内燃機関の２個のシ
リンダNo.３，No.４をコンプレツサ兼用としている
が、多気筒のシリンダのうちの２気筒以上をコン
プレツサ兼用としても良い。

更に、本考案における逆止弁は、上記実施例の
ものに限定されるのではなく、スイツチ１５と連
動して逆止作用を行うものであれば適宜の構造の
ものを採用しても良い。

前記のように本考案に係るコンプレツサ兼用内
燃機関は、燃料遮断弁を配設した２個以上のカツ
トシリンダと、複数の非カツトシリンダで構成さ
れ、前記カツトシリンダの個々の排気路に排気の
順路（あるいは正圧）によつて開き、逆流（ある
いは逆圧）によつて閉止する逆止弁を設けた後に
合流させ、該合流点以降に排気開閉弁を介して前
記非カツトシリンダの排気路と合流させ、前記逆
止弁の下流と排気開閉弁の上流との間を分岐して
圧縮空気開閉弁付の分岐路でエアタンクを接続
し、前記各弁を前記エアタンクの設定圧で作動す
る制御回路により作動させるように構成されてお
り、次の効果を奏することができる。

(1) ２個以上の複数個のシリンダの燃料をカツト
してカツトシリンダとし、これをコンプレツサ
として作動させるので、大量に圧縮空気を送気
することができ、特に独立したコンプレツサを
具備する必要がない。

従つて、従来の内燃機関とこれによつて駆動
されるコンプレツサの組合せからなるコンプレ
ツサに比較してスペース的にもコスト的にも大
きなメリツトがあるものである。

(2) 本考案において、個々のカツトシリンダの排
気路に逆止弁をそれぞれ設けた後に合流させて
いるので、吸気行程において他のシリンダより
排出される圧縮空気等の圧力が排気バルブに作
動して開弁する恐れがなくなり、その結果、通
常のバルブスプリングを使用しても問題がなく
排気バルブが作動し、複数のカツトシリンダを
コンプレツサとして効率的に作動させることが
できる。

(3) 複数のカツトシリンダの排気路にそれぞれ設
けた逆止弁と、カツトシリンダの排気路と非カ
ツトシリンダの排気路との合流部に設けた排気
開閉弁と、前記カツトシリンダの排気路の合流
部以降を分岐した分岐路に設けた圧縮空気開閉
弁によつて圧縮空気のみが充満する、非カツト
シリンダの排気路より独立した経路を形成する
ことができる。

そしてこの経路にエアタンクを配設している
ので、複数のカツトシリンダを非カツトシリン
ダの排気路より独立させながら圧縮空気を効率
的に発生させることができる。

なお、本考案は、複数個のカツトシリンダと複
数個の非カツトシリンダを組合わせてコンプレツ
サ兼用内燃機関を構成しており、通常は複数個の
カツトシリンダを作動させて圧縮空気を製造でき
るので、大型の圧縮空気作動装置に適用すること
がで、実用的なコンプレツサ兼用内燃機関を提供
することができる。

また、圧縮空気が少量でよい場合には１個のカ
ツトシリンダを作動させて圧縮空気を製造するこ
とが可能であり、圧縮空気の使用量に応じて圧縮
空気の製造量を調節することができるので、効率
的に内燃機関を運転することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のコンプレツサ兼用
デイーゼル機関の概略系統図であり、第２図は第
１図の逆止弁の非作動時における要部拡大の側断
面図で、第３図は第１図の逆止弁の作動時におけ
る要部拡大の側断面図である。 １……デイーゼル機関、３……燃料噴射ポン
プ、６……燃料遮断弁、８，８ａ，８ｂ……排気
路、９……排気開閉弁、１０……圧縮空気開閉
弁、１１……分岐路、１２……エアタンク、１３
……制御回路、１４……電源、１５……スイツ
チ、１６……圧力センサ、２０……逆止弁、２４
……弁体、２５……ピストン、２８……逆止弁の
電磁弁部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料遮断弁を配設した２個以上のカツトシリン
   ダと、複数の非カツトシリンダで構成され、前記
   カツトシリンダの個々の排気路に排気の順流によ
   つて開き、逆流によつて閉止する逆止弁を設けて
   該逆止弁の後流側で合流させ、該合流点以降に排
   気開閉弁を介して前記非カツトシリンダの排気路
   と合流させ、前記逆止弁の下流と排気開閉弁の上
   流との間を分岐して圧縮空気開閉弁付の分岐路で
   エアタンクを接続し、前記各弁を前記エアタンク
   の設定圧で作動する制御回路により作動させるよ
   うにしてなるコンプレツサ兼用内燃機関。