JPH08144845A

JPH08144845A - 遮熱エンジンの構造

Info

Publication number: JPH08144845A
Application number: JP6302727A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】【目的】遮熱エンジンの構造において、燃焼室の遮熱
度をアップする。【構成】この遮熱エンジンの構造は、シリンダヘッド
４に形成したキャビティ１６，１７に遮熱体６を介在し
て副室壁体９とヘッドライナ１０を配置する。遮熱体６
は、内部を真空層１２に形成し且つ内面に輻射熱遮蔽コ
ーティング層を施した耐熱金属体７，８と該耐熱金属体
７，８の形状を保持するため真空層１２内に配置された
金属ワイヤ１１から構成する。遮熱体６を、シリンダヘ
ッド４のキャビティ１６，１７内に遮熱空気層２０を形
成して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドのキ
ャビティに遮熱体を介在させて燃焼室を構成した遮熱エ
ンジンの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、断熱エンジンについては、例え
ば、特開昭５９−１２２７６５号公報に開示されたもの
がある。該断熱エンジンは、シリンダライナ上方部を有
するセラミック製ライナヘッドをシリンダヘッドの内側
に嵌合したものである。前記ライナヘッドは、シリンダ
ヘッド内壁部とシリンダライナ上方部とを一体に形成
し、ライナヘッドの該シリンダライナ上方部を下部のシ
リンダライナとは別部材として形成されている。また、
ライナヘッドをシリンダヘッドに取り付けるには、位置
決めガスケットを介してライナヘッドをシリンダヘッド
のキャビティに空気層を形成した状態に圧入、焼嵌め等
により嵌合して達成している。上記断熱エンジンは、上
記空気層の存在で熱の逃げが低減されている。

【０００３】また、本出願人は、遮熱ガスケット及び該
遮熱ガスケットを介在させた燃焼室構造を開発して特願
平５−９６５３３号として先に出願した。該遮熱ガスケ
ットは、第１部材と第２部材との間の隙間を密封するた
め両者間に配置されるガスケットをセラミックスで作製
すると共に、ガスケットの熱通過率を小さくした構造に
構成し、高温部から低温部への熱流を低減させ、燃焼室
等の高温部の遮熱度を向上させたものである。また、該
遮熱ガスケットを用いた燃焼室構造は、シリンダヘッド
に形成した穴部に配置されたセラミックスから成る燃焼
室壁体を有し、該燃焼室壁体を前記シリンダヘッドの前
記穴部に前記遮熱ガスケットを介在して配置し、該遮熱
ガスケットを少なくとも２つのガスケット部材から構成
し、前記各ガスケット部材を互いに対向状態に積層し、
前記各ガスケット部材の各対向面に多数の凹部と凸部と
を形成し、前記各ガスケット部材の対向接触面積を低減
して遮熱度を向上させたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遮熱エ
ンジンでは、燃焼室は高温雰囲気となるが、燃焼室壁体
とシリンダヘッドとの間の遮熱構造が十分でないと、燃
焼室の熱エネルギーは燃焼室壁体からシリンダヘッドに
伝達され、シリンダヘッドを通じて外部に熱放散し、熱
効率を低減する原因になっている。そこで、燃焼室壁体
をセラミックス等の耐熱材料で構成し、シリンダヘッド
との間の燃焼室壁体の外側に熱伝導率及び熱伝達率が小
さい遮熱空気層を形成したり、又は熱伝導率の小さい遮
熱ガスケットを配置する遮熱構造が考えられるが、遮熱
ガスケットを構成する材料としてジルコニア系セラミッ
クス等のセラミックスを選定し、該セラミックスでガス
ケットを作製したとしても、該セラミックスの熱伝導率
の低減には限界がある。

【０００５】上記のように、遮熱空気層を形成した遮熱
エンジンでは、遮熱空気層における空気の密度が大きく
なったり、空気の対流によって流速が大きくなると、空
気の熱伝達率が大きくなり、遮熱効果が小さくなる。ま
た、遮熱エンジンでのガスケットを断熱材又は耐熱材の
セラミックスで形成した場合、熱伝導率の減少には限界
があり、断熱特性を十分に得ることは極めて困難であ
り、十分な断熱特性を得るためには遮熱ガスケットが相
当量厚くなるという問題がある。即ち、エンジンの燃焼
室に面する部分は耐熱性、断熱性、熱ショック性に優れ
た窒化珪素等のセラミックスにて構成し、高温燃焼ガス
に耐えることができるが、その高温をシリンダヘッドを
通じて外部に熱放散するのを如何に防止するかの課題が
ある。

【０００６】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、燃焼室を構成するセラミックスから成る燃
焼室壁体をシリンダヘッドに形成したキャビティに遮熱
体を介在して配置し、該遮熱体を真空層を有する構造に
構成し、該真空層により伝熱部の熱伝達を遮断し、高温
部から低温部への熱流を低減させると共に、前記遮熱体
の内面の鏡面メッキ層により輻射熱を遮蔽し、前記燃焼
室の高温部から前記シリンダヘッドへの熱通過率を低減
し、前記燃焼室の遮熱度を大幅に向上させる遮熱エンジ
ンの構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ピストンが往復動するシリンダを構成する
シリンダブロックに固定されたシリンダヘッド、該シリ
ンダヘッドに形成したキャビティに配置された燃焼室を
有する遮熱エンジンの構造において、前記燃焼室は前記
シリンダヘッドの前記キャビティ内に遮熱体を介在して
配置され、前記遮熱体は内部を真空層に形成し且つ内面
に輻射熱遮蔽コーティング層を施した耐熱金属体と該耐
熱金属体の形状を保持する前記真空層内に配置されたワ
イヤ構造体から構成されていることを特徴とする遮熱エ
ンジンの構造に関する。

【０００８】また、この遮熱エンジンの構造において、
前記遮熱体は前記シリンダヘッドの前記キャビティ内に
遮熱空気層を形成して配置されている。また、前記燃焼
室はヘッド下面部と該ヘッド下面部と一体構造のライナ
上部から構成されたセラミックス又は金属から成るヘッ
ドライナから構成したものである。

【０００９】或いは、前記燃焼室壁体はヘッド下面部と
該ヘッド下面部と一体構造のライナ上部から構成された
セラミックスから成るヘッドライナと該ヘッドライナに
固定された副室を構成するセラミックス又は金属から成
る副室壁体とから構成され、前記燃焼室壁体には前記ヘ
ッドライナで形成される燃焼室と前記副室とを連通する
連絡孔が形成されている。

【００１０】この遮熱エンジンの構造において、前記耐
熱金属体はＮｉ−Ｃｒ系鉄合金又はＳＵＳで作製されて
いる。また、前記ワイヤ構造体は断面が円形の金属ワイ
ヤで作製され、前記金属ワイヤと前記耐熱金属体との接
触面が可及的に低減されている。更に、前記輻射熱遮蔽
コーティング層は輻射率の優れたＡｇ又はＣｒの鏡面メ
ッキで構成されている。また、前記遮熱体を構成する前
記耐熱金属体の内側と外側との板を連結する接合部の板
厚は、径の小さい部分より径の大きい部分の方が薄く形
成されているものである。更に、前記ピストンはピスト
ンヘッドと該ピストンヘッドに固定されたピストンスカ
ートとから成り、前記ピストンヘッドと前記ピストンス
カートとの間には前記遮熱体が介在されている。

【００１１】

【作用】この発明による遮熱エンジンの構造は、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の遮熱エンジンの構造は、燃焼室を構成する燃焼室をシ
リンダヘッドの前記キャビティ内に遮熱体を介在して配
置し、前記遮熱体をその内部を真空層で形成した耐熱金
属体と前記真空層内に配置されたワイヤ構造体から構成
したので、前記遮熱体は中間層として真空層を有し、ま
た、前記耐熱金属体の内面をＡｇ又はＣｒメッキによる
前記輻射熱遮蔽コーティング層がメッキされているの
で、前記燃焼室内の高温側からの輻射熱が遮断されて熱
移動量が低減され、前記燃焼室の遮熱度を大幅にアップ
できる。

【００１２】この遮熱エンジンの構造は、前記耐熱金属
体及び前記ワイヤ構造体自体を構成する材料の熱伝導率
を低減できないが、前記耐熱金属体の内部は前記真空層
が形成され、前記耐熱金属体と前記ワイヤ構造体との接
触面積は円と面の線接触になるため極めて小さく、燃焼
室から外部への熱通過率が大幅に小さくなり、高温側の
燃焼室から低温側の前記シリンダヘッドへの熱流が低減
して熱流速は大幅に低減される。また、前記ワイヤ構造
体は前記耐熱金属体の前記真空層を堅固に維持できる。
前記耐熱金属体は前記シリンダヘッドの前記キャビティ
内に遮熱空気層を形成して配置されているので、前記耐
熱金属体は内側と外側とに面を持ち、二層に構成され、
内側は受熱面になるが、外側には空気層が存在するた
め、外側に放熱せず、その壁体のコア部は熱が移動する
部分になる。

【００１３】ガスケット等の積層体の熱移動について
は、高温側壁体から低温側壁体への熱流は定常的には熱
通過率Ｋによって支配される。高温側壁体の材料の熱伝
導率をλ₁、低温側壁体の材料の熱伝導率をλ₂、高温
ガスの熱伝達率をα_g、低温側の気体の熱伝達率を
α_a、及び中間部の熱伝導率をλ_{c c}、高温側壁体の壁
厚をδ₁、低温側壁体の壁厚をδ₂、高温側壁体と低温
側壁体との間の中間部の厚さをδ_{c c}とすると、次の式
が成り立つ。１／Ｋ＝（δ_{c c}／λ_{c c}）＋（１／α_g）＋（δ₁／
λ₁）＋（δ₂／λ₂）＋（１／α_a）但し、熱通過率の単位はｋｃａｌ／ｍ²・ｈ・℃、熱伝
導率の単位はｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃、及び熱伝達率の単
位はｋｃａｌ／ｍ²・ｈ・℃である。ここで、中間部の
熱伝導率λ_{c c}は、高温側壁体と低温側壁体とを連結す
る中間層の熱伝導率と、高温側壁体と低温側壁体との中
間に存在する空気の対流、伝導及び輻射との合計の熱伝
導率であり、空気による熱移動量のレベルは非常に大き
いことが実測されている。

【００１４】即ち、空気による熱移動量を平らな壁体間
に空気が封入されているとして定量的に計算すると、次
のようになる。ここで、高温側壁体と低温側壁体との温
度差をΔＴ、前記壁体の熱伝導面積をＡ、前記壁体の外
周の伝熱面積をａ、高温側壁体と低温側壁体との間の長
さをδ、壁体から空気への熱伝達率をα₁、壁体から外
周空気への熱伝達率をα₂及び壁体の熱伝導率をλとす
ると、高温側壁体の面からの熱移動量Ｑ₁と外周面から
の熱移動量Ｑ₂は次のとおりである。Ｑ₁＝Ｋ・Ａ・ΔＴ＝Ａ・ΔＴ／〔（１／α₁）＋（１
／α₂）＋（δ₁／λ₁）〕Ｑ₂＝（λ₁／δ）・ａ・ΔＴ上記の式から分かるように、このような構造体では、面
からの熱移動より外周からの熱移動量が大きい（Ｑ₂＞
Ｑ₁）。そこで、Ｑ₂＜Ｑ₁にするためには、α₂＝α
₁とすると、ａ・（λ₁／δ）＜Ａ／〔（２／α₁）＋（δ₁／
λ₁）〕という関係式が成立しなければならない。そこで、鉄材
をガスケット材とし、中間に空気を存在させた場合と中
間を真空にした場合とを計算すると、次のようになる。
この時、λ₁＝３０Ｗ／ｍ・Ｋ、α₁＝１１６Ｗ／ｍ²
・Ｋ（空気）、及びδ₁＝０．００１ｍである。また、
真空ではα₁は小さい値であるので、Ｑ₁は極めて小さ
な値である。空気の場合には、ａ（λ₁／δ）＜Ａ／〔（２／α₁）
＋（δ₁／λ₁）〕ａ（３０／δ）＜Ａ／〔（２／１１６）＋（０．００１
／３０）〕０．５１８（ａ／Ａ）＜δである。真空の場合には、Ｑ₁の値を空気の１／５０程度に置く
と、ａ（λ₁／δ）＜Ａ／５０×〔（２／α₁）＋（δ₁／
λ₁）〕ａ（３０／δ）＜Ａ／（５０×０．０１７）２５．５（ａ／Ａ）＜δである。

【００１５】上記の事項より、真空中の熱伝導は、空気
中の熱伝導に比較して圧倒的に小さくなり、真空中での
熱伝導は、側壁からの熱伝導が支配的になる。このこと
より、壁体間には、空気を封入するよりも真空に維持す
ることが、熱通過率を大幅に低減できる。遮熱エンジン
について、遮熱率β、冷却水への放熱量をＱ_W、遮熱エ
ンジンの放熱量Ｑ_Eとすると、次の式が成り立つ。 β＝（Ｑ_W−Ｑ_E）／Ｑ_W×１００空気層を遮熱層に構成した場合には、最大β＝５０〜７
０％であるのに対して、真空層を遮熱層に構成した場合
には、最大β＝８０％以上が期待できる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による遮熱
エンジンの構造の実施例を説明する。この遮熱エンジン
の構造について、吸排気ポート、該吸排気ポートに配置
された吸排気バルブ、エンジンの始動補助を行うグロー
プラグ、燃料噴射ノズル等について図示していない図が
あるが、これらについては、２ストロークエンジン、４
ストロークエンジン、ガソリンエンジン、ディーゼルエ
ンジン、アルコールエンジン、ガスエンジン等の各種の
エンジンに対応して設けられるものであり、それらにつ
いての説明は省略する。

【００１７】図１及び図２を参照して、この発明による
遮熱エンジンの構造の一実施例を説明する。図１はこの
発明による遮熱エンジンの構造の一実施例を示す断面
図、及び図２は図１における遮熱体の符号Ｅ部分の拡大
断面図である。

【００１８】この遮熱エンジンの構造は、シリンダブロ
ック２５にガスケット２１を介在して固定されたシリン
ダヘッド４、シリンダヘッド４に形成されたキャビティ
１６，１７、シリンダヘッド４のキャビティ１６内のシ
リンダ中央に配置された副室２を構成する副室壁体９、
キャビティ１７内に配置されたヘッドライナ１０、シリ
ンダブロック２５の孔部２４に嵌合し且つシリンダ１９
を構成するシリンダライナ１８、シリンダライナ１８に
形成したシリンダ１９内を往復動するピストン３、及び
ヘッドライナ１０によって形成される主室１を有してい
る。副室壁体９は、その下部がヘッドライナ１０のシリ
ンダ中央に形成された嵌合孔２８に嵌合されて固定され
ている。副室壁体９とヘッドライナ１０は、シリンダヘ
ッド４のキャビティ１６，１７内に遮熱体６を介在させ
ると共に、遮熱空気層２０を形成して配置されている。
また、ピストン３は、セラミックスから成るピストンヘ
ッド３１と、ピストンヘッド３１に遮熱空気層２３を形
成して結合リング２６のメタルフロー等で固定されたピ
ストンスカート３２から構成されている。また、副室壁
体９には、副室２に燃料を噴射する多噴孔２７を持つ燃
料噴射ノズル１５が設けられている。

【００１９】この遮熱エンジンの構造は、燃焼室壁体は
ヘッドライナ１０とヘッドライナ１０に形成された嵌合
孔２８に固定された副室壁体９とから構成されている。
燃焼室壁体には、主室１と副室２とを連通する連絡孔５
が周方向に隔置して複数設けられている。連絡孔５は、
副室２から主室１へシリンダ１９周辺へ向かって傾斜し
て形成されている。ヘッドライナ１０はヘッド下面部２
９と該ヘッド下面部２９と一体構造のライナ上部３０か
ら構成されたセラミックス又は耐熱金属から構成され、
また、副室壁体９は副室２を構成するセラミックス又は
耐熱金属から成る副室壁体から構成されている。ヘッド
ライナ１０及び副室壁体９は、高温ガスに晒されるの
で、耐熱性に富み且つ高温高強度の窒化ケイ素等のセラ
ミックス或いはＮｉ−Ｃｒ系耐熱金属で作製されてい
る。

【００２０】この遮熱エンジンの構造は、特に、燃焼室
壁体の副室壁体９とヘッドライナ１０とがシリンダヘッ
ド４のキャビティ１６，１７内に遮熱体６を介在して配
置されていることに特徴を有する。遮熱体６は、副室壁
体９の外面に接して配置されると共に、ヘッドライナ１
０のライナ上部３０に形成された段部２２に載置してヘ
ッドライナ１０の外面に接して配置されている。また、
遮熱体６は、シリンダヘッド４のキャビティ１６，１７
内に遮熱空気層２０を形成して配置されている。更に、
ピストンヘッド３１とピストンスカート３２との間に
は、ガスケットとして遮熱体６が介在されており、遮熱
体６によってピストンヘッド３１からピストンスカート
３２への熱移動が遮断されるように構成され、ピストン
３が遮熱構造に構成されている。

【００２１】遮熱体６は、内部を真空層１２に形成さ
れ、内面に輻射熱遮蔽コーティング層１３を施した外側
耐熱金属体７と内側耐熱金属体８、該各耐熱金属体７，
８から成る中空部の形状を保持する真空層１２内に配置
されたワイヤ構造体を構成する複数の金属ワイヤ１１か
ら構成されている。金属ワイヤ１１は、外側耐熱金属体
７と内側耐熱金属体８に対して接触面積を可及的に小さ
くするため線接触１４でそれぞれ接触して真空層１２に
配置されている。耐熱金属体７，８はＮｉ−Ｃｒ系鉄合
金又はＳＵＳから成る薄板の積層材で構成され、また、
金属ワイヤ１１は断面が円形の金属線で構成されてい
る。輻射熱遮蔽コーティング層１３は熱輻射率の大きな
Ａｇ又はＣｒの鏡面メッキ層で構成されている。

【００２２】従って、この遮熱エンジンの構造では、主
室１を構成するヘッドライナ１０と副室２を構成する副
室壁体９とは、遮熱体６で覆われているので、主室１は
遮熱体６、ヘッドライナ１０及びピストンヘッド３１で
高度の遮熱構造に構成され、副室２は遮熱体６、遮熱空
気層２０及び副室壁体９とで高度の遮熱構造に構成され
る。それ故、副室２及び主室１で発生する高温ガスは、
遮熱体６で熱通過率が大幅に低減され、ヘッドライナ１
０と副室壁体９からシリンダヘッド４への放熱が低減さ
れ、遮熱率８０％以上を達成することができる。

【００２３】次に、図３を参照して、この発明による遮
熱エンジンの構造の別の実施例を説明する。この遮熱エ
ンジンの構造は、副室を持たないタイプのエンジンであ
り、燃焼室壁体は燃焼室１Ｍを構成するヘッドライナ１
０によって形成されている。ヘッドライナ１０は、ヘッ
ド下面部２９とライナ上部３０から一体構造にセラミッ
クスで構成されている。この遮熱エンジンの構造につい
ては、上記実施例と同様に、遮熱構造はヘッドライナ１
０の外面を遮熱体６で覆って構成され、同様の遮熱度を
確保できる。図中、符号３３は吸排気ポート、符号３４
は吸排気バルブを示している。

【００２４】次に、図４を参照して、この発明による遮
熱エンジンの構造の更に別の実施例を説明する。この遮
熱エンジンの構造は、副室２を構成する副室壁体９に中
央連絡孔３６を備えたタイプのエンジンである。ピスト
ン３のピストンヘッド３１の頂面には中央突出部３５が
形成され、副室壁体９の中央下部に中央連絡孔３６が形
成されている。この遮熱エンジンの構造では、ピストン
上死点近傍で中央連絡孔３６に中央突出部３５が突入
し、中央連絡孔３６はほとんど閉鎖された状態になり、
連絡孔５を通じて主室１から副室２へ吸入空気が導入さ
れる。燃料噴射ノズル１５から副室２に燃料が噴射され
て着火燃焼し、火炎が副室２から連絡孔５を通じて主室
１のシリンダ１９の周辺へ噴き出されてシリンダ周辺に
存在する新気を巻き込んで燃焼し、次いで、ピストン下
降に従って突出部３５が中央連絡孔３６から抜け出し、
副室２から中央連絡孔３６を通じて主室１の中央へ噴き
出され、中央に存在する新気を利用して燃焼し、空気利
用率をアップして燃焼期間を短縮して短期に燃焼を完結
し、熱効率をアップできる。この遮熱エンジンの構造に
ついては、上記実施例と同様に、遮熱構造はヘッドライ
ナ１０と副室壁体９との外面を遮熱体６で覆って構成さ
れ、同様の遮熱度を確保できる。

【００２５】次に、図５及び図６を参照して、この発明
による遮熱エンジンの構造の別の実施例を説明する。こ
の遮熱エンジンの構造は、天然ガスを燃料とするタイプ
のガスエンジンに適用したものである。このガスエンジ
ンは、副室２を構成する副室壁体９に中央連絡孔３６を
備え、中央連絡孔３６と連絡孔５とを開閉する制御弁３
７が設けられている。このガスエンジンでは、副室２を
主室１と遮断し、副室２内に空気が存在しない状態で燃
料供給手段４１から副室２にガス燃料を供給し、また主
室１にガス燃料が存在しない状態で吸入空気を高圧縮
し、異常燃焼を防止して高圧縮を確保するものであり、
ピストン上死点近傍で制御弁３７を作動して連絡孔５を
開放して副室２に高圧縮空気を導入して着火燃焼させ
る。この遮熱エンジンの構造は、上記各実施例と同様
に、遮熱構造はヘッドライナ１０と副室壁体９との外面
を遮熱体６で覆って構成され、同様の遮熱度を確保でき
る。

【００２６】このガスエンジンは、中央連絡孔３６の周
辺にはバルブシート４０が形成され、中央連絡孔３６に
は制御弁３７が配置され、制御弁３７のバルブフェース
３９がバルブシート４０に着座している。制御弁３７
は、副室壁体９と副室２の中央を貫通してシリンダヘッ
ド４に配置されている。制御弁３７は、中央連絡孔３６
に嵌合して閉鎖する突出部３８とバルブシート４０に着
座して連絡孔５を閉鎖する円錐面のバルブフェース３９
を備えている。連絡孔５はバルブシート４０からシリン
ダ壁面に向って傾斜して複数個形成され、中央連絡孔３
６はシリンダ中央に通路断面積が大きく形成されてい
る。

【００２７】制御弁３７は、図示していないが、電磁弁
駆動装置によって電磁力によって駆動されるように構成
でき、エンジン負荷、エンジン回転数等のエンジンの作
動状態に応答してコントローラの指令で開閉作動を制御
することができる。電磁弁駆動装置によって最初は連絡
孔５が開放し、次いで、中央連絡孔３６が開放する二段
階でバルブリフトされるように構成できる。制御弁３７
を開閉作動する電磁弁駆動装置は、例えば、小さい電磁
力で連絡孔５を開放し、大きい電磁力で中央連絡孔３６
を開放するように構成できる。例えば、エンジン負荷を
検出する負荷センサーからの検出信号を受けてコントロ
ーラの指令で電磁コイルに小さな電流が流れると、小さ
な電磁力が付勢され、制御弁３７は僅かにリフトされ
る。制御弁３７が僅かに上昇すれば、円錐面のバルブフ
ェース３９がバルブシート４０から離れ、連絡孔５が開
放して微小開度になる。次いで、コントローラの指令で
電磁コイルに大きな電流が流れると、大きな電磁力が付
勢され、制御弁３７は大きくリフトされる。制御弁３７
が大きく上昇すれば、突出部３８が中央連絡孔３６から
抜け出して中央連絡孔３６が開放する。

【００２８】

【発明の効果】この発明による遮熱エンジンの構造は、
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。即ち、この遮熱エンジンの構造は、燃焼室をシリン
ダヘッドのキャビティ内に遮熱体を介在して配置し、前
記遮熱体をその内部を真空層で形成した耐熱金属体と前
記真空層内に配置されたワイヤ構造体から構成したの
で、前記遮熱体は中間層として真空層を有するものであ
り、従来のように空気層及び断熱材で遮熱層を構成した
ものに比較して遮熱率を８０％以上に向上させることが
できる。しかも、前記遮熱体を構成する耐熱金属体の内
面にはＡｇ，Ｃｒメッキによる輻射熱遮蔽コーティング
層が形成されているので、前記燃焼室内の高温側からの
輻射熱が該コーティング層で遮蔽されて熱通過率が低減
され、前記燃焼室の遮熱度を大幅にアップできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による遮熱エンジンの構造の一実施例
を示す断面図である。

【図２】図１における遮熱体の符号Ｅ部分の拡大断面図
である。

【図３】この発明による遮熱エンジンの構造の別の実施
例を示す断面図である。

【図４】この発明による遮熱エンジンの構造の更に別の
実施例を示す断面図である。

【図５】この発明による遮熱エンジンの構造の他の実施
例を示す断面図である。

【図６】図５に示す遮熱エンジンの構造における制御弁
の一部を示す正面図である。

【符号の説明】

１主室２副室３ピストン４シリンダヘッド５連絡孔６遮熱体７，８耐熱金属体９副室壁体１０ヘッドライナ１１金属ワイヤ１２真空層１３輻射熱遮蔽コーティング層１４線接触部１６，１７キャビティ１９シリンダ２０遮熱空気層２５シリンダブロック２９ヘッド下面部３０ライナ上部３１ピストンヘッド３２ピストンスカート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンが往復動するシリンダを構成す
るシリンダブロックに固定されたシリンダヘッド、該シ
リンダヘッドに形成したキャビティに配置された燃焼室
を有する遮熱エンジンの構造において、前記燃焼室は前
記シリンダヘッドの前記キャビティ内に遮熱体を介在し
て配置され、前記遮熱体は内部を真空層に形成し且つ内
面に輻射熱遮蔽コーティング層を施した耐熱金属体と該
耐熱金属体の形状を保持する前記真空層内に配置された
ワイヤ構造体から構成されていることを特徴とする遮熱
エンジンの構造。
【請求項２】前記遮熱体は前記シリンダヘッドの前記
キャビティ内に遮熱層を形成して前記燃焼室の外側に配
置されていることを特徴とする請求項１に記載の遮熱エ
ンジンの構造。
【請求項３】前記燃焼室はヘッド下面部と該ヘッド下
面部と一体構造のライナ上部から構成されたセラミック
ス又は金属から成るヘッドライナから構成されているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の遮熱エンジンの
構造。
【請求項４】前記燃焼室はヘッド下面部と該ヘッド下
面部と一体構造のライナ上部から構成されたセラミック
ス又は金属から成るヘッドライナと該ヘッドライナに固
定された副室を構成するセラミックス又は金属から成る
副室壁体とから構成され、前記副室壁体には前記ヘッド
ライナで形成される主室と前記副室とを連通する連絡孔
が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記
載の遮熱エンジンの構造。
【請求項５】前記耐熱金属体はＮｉ−Ｃｒ系鉄合金又
はＳＵＳの薄板の積層材で作製されていることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の遮熱エンジンの構
造。
【請求項６】前記ワイヤ構造体は断面円形の金属ワイ
ヤで作製され、前記金属ワイヤと前記耐熱金属体との接
触面が可及的に低減されていることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載の遮熱エンジンの構造。
【請求項７】前記輻射熱遮蔽コーティング層はＡｇ又
はＣｒの鏡面メッキで構成されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載の遮熱エンジンの構造。
【請求項８】前記遮熱体を構成する前記耐熱金属体の
内側と外側との板を連結する接合部の板厚は径の小さい
部分より径の大きい部分の方が薄く形成されていること
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の遮熱エン
ジンの構造。
【請求項９】前記ピストンはピストンヘッドと該ピス
トンヘッドに固定されたピストンスカートとから成り、
前記ピストンヘッドと前記ピストンスカートとの間には
前記遮熱体が介在されていることを特徴とする請求項１
〜８のいずれかに記載の遮熱エンジンの構造。