JPS61119892A - 熱機関などの断熱構造 - Google Patents

熱機関などの断熱構造

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JPS61119892A
JPS61119892A JP23938384A JP23938384A JPS61119892A JP S61119892 A JPS61119892 A JP S61119892A JP 23938384 A JP23938384 A JP 23938384A JP 23938384 A JP23938384 A JP 23938384A JP S61119892 A JPS61119892 A JP S61119892A
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heat
ceramic
heat insulating
cavity
metal structure
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JP23938384A
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山下 恵一
英男 河村
寛 松岡
宇田川 恒和
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Ishikawa Gasket Co Ltd
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Ishikawa Gasket Co Ltd
Isuzu Motors Ltd
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は熱線量におけるセラミックス断熱型と金属構造
体との間の熱遮蔽を図る熱機関などの断熱構造に関する
ものである。
[従来の技術〕 従来から提案されているセラミックスを利用した断熱エ
ンジンは、ピストン冠部、シリンダライナ、シリンダヘ
ッド、ファイヤデツキなどの燃焼ガスに晒される壁部に
モノリスタイプのチツ化ケイ素または炭化ケイ素などを
主体としたセラミックスを使用し、これをピストン本体
、シリンダボディ、シリンダヘッドなどの金属構造体の
内面に結合している。セラミックス断熱壁からの熱放散
を抑えるために、セラミックス断熱壁と金属構造体との
間に空部ないし空気層を介在させる手段(特願昭58−
151885号)や、爆発圧力を受ける部分にはセラミ
ックス断熱壁と金属構造体との間に金属板からなるガス
ケットを挾む手段(特開昭58−25552号公報)が
採られている。しかし、このような手段ではセラミック
ス断熱壁から金属構造体へ放散される伝熱量を抑えるに
は限界がある。すなわち、燃焼至の壁部の熱伝導率がセ
ラミックス断熱壁の採用により25分の1、度に減少し
1りても、燃焼室と金属aa体との熱落差が3倍にも達
するために、伝熱量は7分の1程度に減少するに過ぎな
い。
し発明が解決しようとする問題点] そこで、金属構造体とセラミックス断熱壁との間の空部
において、熱対流や熱放射を抑えることにより、燃焼室
の断熱化を図ることが必要とされる。
本発明の目的は、セラミックス断熱壁と金属構造体との
空部における熱対流を抑えるのに効果的な熱機関などの
断熱構造を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の構成は金属構造体
とセラミックス断熱壁との間の空部にセラミックスファ
イバ、ステンレスファイバなどの熱対流防止材を充填し
たものである。
[作用] セラミックス断熱壁51と金属構造体52との間の空部
Aにステンレスなどの耐熱性金属ファイバ、セラミック
スファイバなどが充填されているので、空部Aにおける
熱対流が阻止され、セラミックス断熱壁51から金属構
造体52への熱伝導が抑えられる。
[発明の実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。第1図は本発明の
原理的な断熱構造を示す。燃焼ガスに晒されるセラミッ
クス断熱壁51は金属構造体52との間に断熱ガスケッ
ト55を挾み、これらを貫通するボルト53にナツト5
4を締付けて結合され、セラミックス断熱壁51と金属
構造体52との間に空部Aが構成される。
゛  本発明によれば、セラミックス断熱壁51がら空
部Aにおける熱対流を経て金属構造体52への熱伝導を
阻止するために、耐熱性に優れたセラミックスファイバ
、ステンレスファイバなどの熱対流防止材58が空部A
に充填される。
断熱ガスケット55は第2図に示すように、ステンレス
などの耐熱性金属からなる閉断面リング56ないし袋体
の内部に、熱伝導率の小さいチタン酸カリウム粉末、耐
熱性に優れたセラミックスファイバ、ステンレスファイ
バなどの熱対流防止材57を充填して構成され、ボルト
挿通穴に円筒体56aを嵌合し、この両端を縁曲げして
リング56の上下両面に結合される。特に、チタン酸カ
リウム粉末を密実に充填することが好ましく、ボルト5
3を締付けても圧縮荷重に耐え、金属構造体52とセラ
ミックス断熱壁51との間隔を相持することができる。
第3図に示す実施例ではセラミックス断熱壁51の空部
Aを区画する内面に熱反射面を備えたものである。具体
的には、セラミックス断熱!51および金属構造体52
の内面にステンレス、アルミニウムなどの耐熱性からな
る金属熱反射板59゜598を重ね合わせる。熱反射板
59を備える代りに、セラミックス断熱壁51の内面に
メタライズ帝を形成し、このメタライズ層にクロムメッ
キを施して熱反射面を構成してもよい。金属構造体52
の内面には直接クロムメッキ層を設けることができる。
本発明は上述のように、空部Ak:i51熱性を有する
金属ファイバやセラミックスファイバを充填したことに
より、空部Aにおける熱対流が阻止されるので、セラミ
ックス断熱壁51から金属構造体52へ到達する伝熱量
が減じられる。
断熱ガスケット55には熱反射面として役立つステンレ
ス鋼板からなる閉断面のリング56ないし袋体が、セラ
ミックス断熱壁51と金属構造体52に接触するととも
に、この袋体の内部に熱対流防止材57として熱伝導率
の極めて小さいチタン酸カリウム粉末が充填されるから
、セラミックス断熱壁51から袋体および熱対流防止材
57を通過して金属構造体52へ放散される伝熱量を大
幅に減じることができる。
第4図はセラミックスを用いた具体的な断熱エンジンの
正面断面図である。通常の金属からなるシリンダヘッド
1に円筒部1aが形成され、この内部にセラミックスか
らなるカップ形のへラドライナ3が上下1対の位置決め
リング9を介して嵌合され、かつシリンダヘッド1の下
面1bとへラドライナ3との間にリング26、燃料噴射
ノズル5および吸・排気ポート11をそれぞれ取り囲む
リング10.16が介装される。吸・排気ポート11は
セラミックスをコーティングされた吸・排気弁7により
開閉される。燃焼室はセラミックスからなるカップ形の
へラドライナ3とセラミックスからなるピストン冠部8
とにより区画され、燃焼室の主要部から離れた部分でヘ
ッドライナ3がセラミックスからなるシリンダライナ4
と突き合わされる。
実際には、ヘッドライナ3とシリンダライナ4との熱膨
張差による応力を回避するために、両者の間には憧めて
僅かな隙間が備えられ、ヘッドライナ3の下端面とシリ
ンダボディ2の上端面との間にガスケット22が介装さ
れ、シリンダヘッド1から図示してないボルトをシリン
ダボディ2へ螺合して締結される。シリンダライナ4は
シリンダボディ2の円筒部20に嵌合される。
ピストン1つはセラミックスからなるピストン冠部8を
普通の金属からなるスカート部6に重ね合わせ、上から
挿通したボルト31にナツト33を締め付けて構成され
る。ピストン冠部8の上面に燃料と空気の混合を促す窪
み39が設けられるとともに、下面中央に円筒部34が
、下面外周部に段部がそれぞれ設けられる。スカート部
6は外周面にピストンリング41が装着される一方、上
面外周部に設けた突条24を前述したピストン冠部8の
段部に嵌合される。また、スカート部6の上面中央に柱
35が形成され、これにガスケット27を介してピスト
ン冠部8が重ね合わされ、柱35と円筒部34との間に
空部りが形成される。
ピストン冠部8とスカート部6との外周側の重合せ面に
シールリング28が介装される。
このようにして、シリンダヘッド1の円筒部1aの内周
面とへラドライナ3との間に上下1対のリング9により
空部Cが形成され、また下面1bとへラドライナ3との
間にリング10.16.26により空部8が形成される
。また、ピストン冠部8とスカート部6との間に空部り
がリング28により区画される。これらの空部B、C,
Dは断熱層として働く。
ヘッドライナ3に用いられるセラミックスとしてはチツ
化ケイ素が、シリンダライナ4にはPSZ〈部分安定ジ
ルコニア〉が、ピストン冠部8にはチツ化ケイ素がそれ
ぞれ用いられる。
上述のようにして構成されたシリンダヘッド1の空部B
、Cおよびピストン19の空部りにって、第1図に示し
た空部Aと同様に空部に熱対流防止材58を充填するこ
とにより、燃焼ガスに晒されるヘッドライナ3がら空部
を経てシリンダヘッド1へ達する熱放散が抑えられ、ま
たピストン冠部8からスカート部6への熱放散が抑えら
れる。
4体的には空部Bについては第2図に示す断熱ガスケッ
ト55の場合と同様に、上下2枚のステンレス鋼板の周
縁部分と燃料噴射ノズルの取付穴および吸・排気ポート
11を取り囲む部分で重ね合わせて袋体を構成し、この
内部に熱対流防止材58を充IQしてヘッドライナ3と
シリンダヘッド1の下面1bとの間に挾む。この場合、
燃料噴射ノズル5の取付穴および吸・排気ポート11に
第2図に示すような断熱ガスケット55またはインコネ
ルなどの耐熱性金属からなる断面円形の中空リングを装
着してヘッドボルトの締付は荷重を支持する。
空部Cについてはステンレス鋼板からなる内外2つの円
筒体をこの上下両端部で互いに結合するかまたはこれら
の間に位置決めリング9を介装し、内部に熱対流防止材
58を充填する。
また、ピストン19の空部りについても内部に熱対流防
止材58を充填する。アルミニウム箔、銀箔などから環
状の袋体で熱対流防止材58を包んだものを、袋体が空
部りの内面に密接するように収容してもよい。
[発明の効果] 本発明は上述のように、熱機関における金属構造体52
とセラミックス断熱壁51との空部に熱対流防止材58
を充填するものであるから、従来の断熱エンジンに何ら
設計変更をもたらすことなく容易に適用することができ
、これにより燃焼室からの熱放散が大幅に抑えられ、熱
機関の熱効率かを向上される。熱反射面を備えた袋体へ
熱対流防止材を充填するようにすれば、この熱対流防止
材により熱反射面が空部の内面に密接されることとなり
、組付けが簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る熱重量などの断熱構造の原理的構
成を示す断面図、第2図は同断熱構造における金属構造
体とセラミックス断熱壁との間に空部を構成するための
ガスケットの一例を示す正面断面図、第3図は同断熱構
造の一部変更実施例を示す断面図、第4図は本発明に係
る断熱構造にか適用される断熱エンジンの正面断面図で
ある。 A〜D:空部 51:セラミックス断熱壁 52:金属
構造体 5:断熱ガスケット 57.58:熱対流防止
材 59:熱反射板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属構造体とセラミックス断熱壁との間の空部に
    セラミックスファイバ、ステンレスファイバなどの熱対
    流防止材を充填したことを特徴とする熱機関などの断熱
    構造。
  2. (2)前記空部の内壁に耐熱性金属からなる熱反射板を
    備えた特許請求の範囲(1)に記載の熱機関などの断熱
    構造。
  3. (3)前記金属構造体と前記セラミックス断熱壁とを結
    合するボルトが前記空部を貫通する部分に、耐熱性金属
    板からなる袋体の内部に熱対流防止材を充填してなる断
    熱ガスケットを介装した特許請求の範囲(1)に記載の
    熱機関などの断熱構造。
JP23938384A 1984-11-15 1984-11-15 熱機関などの断熱構造 Granted JPS61119892A (ja)

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JP23938384A JPS61119892A (ja) 1984-11-15 1984-11-15 熱機関などの断熱構造

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JP23938384A JPS61119892A (ja) 1984-11-15 1984-11-15 熱機関などの断熱構造

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JPS61119892A true JPS61119892A (ja) 1986-06-07
JPH0510556B2 JPH0510556B2 (ja) 1993-02-10

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0299718A (ja) * 1988-10-07 1990-04-11 Mitsubishi Motors Corp 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室構造

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JPS59137489U (ja) * 1983-03-05 1984-09-13 ニチアス株式会社 金属製保温ジヤケツト

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