(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-09
(45)【発行日】2023-03-17
(54)【発明の名称】冷却構造
(51)【国際特許分類】
F02F 1/36 20060101AFI20230310BHJP
F02F 1/38 20060101ALI20230310BHJP
F01L 3/12 20060101ALI20230310BHJP
F01P 3/14 20060101ALI20230310BHJP
F01P 11/04 20060101ALI20230310BHJP
【ＦＩ】
F02F1/36 C
F02F1/38 A
F01L3/12 A
F01P3/14 A
F01P11/04 C
F01P11/04 D
F01P11/04 B
F01P11/04 F
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018216818
(22)【出願日】2018-11-19
(65)【公開番号】P2020084825
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-09-27
(73)【特許権者】
【識別番号】303047034
【氏名又は名称】株式会社ジャパンエンジンコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木下 芳彦
【審査官】櫻田 正紀
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５７－０３６３１６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０２－１０５５２５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５９－１２１４１０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６０－０３９７１０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００８－２８６００９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５５－１２７８１８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５７－１３６８０６（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｆ １／３６
Ｆ０２Ｆ １／３８
Ｆ０１Ｌ ３／１２
Ｆ０１Ｐ ３／１４
Ｆ０１Ｐ １１／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
舶用ディーゼルエンジンの燃焼室から排ガスを排出するための排ガス経路と、前記燃焼室と前記排ガス経路との間を開閉する排気弁の弁棒の摺動を案内する弁棒案内部と、を内部に有する排気弁箱のための冷却構造であって、前記弁棒案内部の外周を囲むように前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記弁棒案内部を冷却水によって冷却するための冷却室と、
前記排気弁箱の下側から外側を通って前記排ガス経路よりも上側で前記冷却室と連通するように配管され、前記冷却室に前記冷却水を供給する外部給水管と、
を備え、
前記外部給水管は、前記排気弁箱の熱伸びに伴って前記外部給水管に生じる応力を吸収する応力吸収構造を備え、
前記応力吸収構造は、
前記外部給水管の管本体の端部を前記排気弁箱の外壁部に接合する接合部と、
前記接合部に対する前記管本体の端部の熱伸び方向の摺動を可能とする摺動部材と、
によって構成されることを特徴とする冷却構造。
【請求項2】
舶用ディーゼルエンジンの燃焼室から排ガスを排出するための排ガス経路と、前記燃焼室と前記排ガス経路との間を開閉する排気弁の弁棒の摺動を案内する弁棒案内部と、を内部に有する排気弁箱のための冷却構造であって、
前記弁棒案内部の外周を囲むように前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記弁棒案内部を冷却水によって冷却するための冷却室と、
前記排気弁箱の下側から外側を通って前記排ガス経路よりも上側で前記冷却室と連通するように配管され、前記冷却室に前記冷却水を供給する外部給水管と、
を備え、
前記外部給水管は、前記排気弁箱の熱伸びに伴って前記外部給水管に生じる応力を吸収する応力吸収構造を備え、
前記応力吸収構造は、
前記排気弁箱の下側に位置するシリンダカバーの上部に前記外部給水管の管本体の端部を接合する接合部と、
前記接合部に対する前記管本体の端部の熱伸び方向の摺動を可能とする摺動部材と、
によって構成されることを特徴とする冷却構造。
【請求項3】
舶用ディーゼルエンジンの燃焼室から排ガスを排出するための排ガス経路と、前記燃焼室と前記排ガス経路との間を開閉する排気弁の弁棒の摺動を案内する弁棒案内部と、を内部に有する排気弁箱のための冷却構造であって、
前記弁棒案内部の外周を囲むように前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記弁棒案内部を冷却水によって冷却するための冷却室と、
前記排気弁箱の下側から外側を通って前記排ガス経路よりも上側で前記冷却室と連通するように配管され、前記冷却室に前記冷却水を供給する外部給水管と、
を備え、
前記外部給水管は、前記排気弁箱の熱伸びに伴って前記外部給水管に生じる応力を吸収する応力吸収構造を備え、
前記応力吸収構造は、
前記排気弁箱の下側に位置するシリンダカバー内の冷却水路に通じるように前記シリンダカバーの上部に接合される前記外部給水管の管本体の端部と前記冷却水路との間に設けられ、前記冷却水路に対する前記管本体の端部の熱伸び方向の摺動を可能とする摺動部材によって構成されることを特徴とする冷却構造。
【請求項4】
前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記冷却室の周方向に沿って前記冷却室と合流する内部流路を備え、前記外部給水管は、前記内部流路を通じて前記冷却室と連通することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の冷却構造。
【請求項5】
前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記冷却室を挟んで前記冷却水の出口とは反対側で前記冷却室と合流する内部流路を備え、前記外部給水管は、前記内部流路を通じて前記冷却室と連通することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の冷却構造。
【請求項6】
前記外部給水管は、複数配管されることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の冷却構造。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、舶用ディーゼルエンジンの排気弁箱のための冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、船舶に搭載される舶用ディーゼルエンジンの冷却構造が提案されている。例えば、特許文献１に記載される冷却構造では、シリンダカバーの下縁部から冷却水が供給され、この供給された冷却水が、シリンダカバー内の流路を通って当該シリンダカバーの上部に流れる。これにより、シリンダカバーおよびその上部の構造体が、冷却水によって冷却され得る。
【0003】
舶用ディーゼルエンジンにおいては、シリンダカバーの上部に排気弁箱が設けられている。一般に、排気弁箱内には、気筒（シリンダ）の燃焼室から排ガスを排出するための排ガス経路である排気ポートが形成されている。さらに、排気弁箱内においては、これら燃焼室と排気ポートとの間を開閉する排気弁の弁棒が、弁棒の摺動を案内する弁棒案内部によって摺動自在に支持されている。
【0004】
弁棒案内部における弁棒の円滑な摺動を保つためには、弁棒案内部に潤滑油を供給して、これら弁棒案内部と弁棒との間に潤滑油の膜を適度に形成する必要がある。しかし、排気弁箱内においては、排気ポート内を流れる高温な排ガスの熱が弁棒案内部に伝わり、これに起因して、弁棒案内部の温度が過度に上昇する場合がある。この場合、弁棒案内部に供給された潤滑油の粘度が下がることから、弁棒案内部は、弁棒との間に潤滑油の膜を保持し難い状態、すなわち油切れの状態となってしまう。この状態は、弁棒案内部における弁棒の円滑な摺動を阻害する原因となる。
【0005】
上述した油切れの状態を回避するために、排気弁箱内には、弁棒案内部の近傍に冷却室が形成されている。また、排気弁箱の側壁内には、下方のシリンダカバー側から上方の冷却室側に至る流路が形成されている。弁棒案内部は、この流路を通じて冷却室に流入した冷却水によって冷却される。このようにして、上述した弁棒案内部の過度な温度上昇が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平１０－５４２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述した排気弁箱においては、排気ポートに面する側壁内に冷却水の流路が形成されているため、排気ポートの近傍を冷却水が流れる構造となっている。このような排気弁箱の構造では、燃焼室から排気ポートに流れた排ガスが上記流路内の冷却水によって冷却され、これに起因して、排気ポート内の排ガスの温度が過度に低下する恐れがある。この結果、排気ポート内において排ガスから硫酸が生成され、この硫酸によって排気弁箱内が腐食されるという問題が生じる。
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、排気弁箱内の硫酸腐食の発生を抑制するとともに、この排気弁箱内に設けられている弁棒案内部を冷却することができる冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る冷却構造は、舶用ディーゼルエンジンの燃焼室から排ガスを排出するための排ガス経路と、前記燃焼室と前記排ガス経路との間を開閉する排気弁の弁棒の摺動を案内する弁棒案内部と、を内部に有する排気弁箱のための冷却構造であって、前記弁棒案内部の外周を囲むように前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記弁棒案内部を冷却水によって冷却するための冷却室と、前記排気弁箱の下側から外側を通って前記排ガス経路よりも上側で前記冷却室と連通するように配管され、前記冷却室に前記冷却水を供給する外部給水管と、を備えることを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記外部給水管は、前記排気弁箱の熱伸びに伴って前記外部給水管に生じる応力を吸収する応力吸収構造を備えることを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記応力吸収構造は、前記外部給水管の管本体の端部を前記排気弁箱の外壁部に接合する接合部と、前記接合部に対する前記管本体の端部の熱伸び方向の摺動を可能とする摺動部材と、によって構成されることを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記応力吸収構造は、前記排気弁箱の下側に位置するシリンダカバーの上部に前記外部給水管の管本体の端部を接合する接合部と、前記接合部に対する前記管本体の端部の熱伸び方向の摺動を可能とする摺動部材と、によって構成されることを特徴とする。
【0013】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記応力吸収構造は、前記外部給水管の熱伸び方向の伸縮を可能とする可変構造の管本体によって構成されることを特徴とする。
【0014】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記冷却室の周方向に沿って前記冷却室と合流する内部流路を備え、前記外部給水管は、前記内部流路を通じて前記冷却室と連通することを特徴とする。
【0015】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記排気弁箱内の前記排ガス経路よりも上部に形成され、前記冷却室を挟んで前記冷却水の出口とは反対側で前記冷却室と合流する内部流路を備え、前記外部給水管は、前記内部流路を通じて前記冷却室と連通することを特徴とする。
【0016】
また、本発明に係る冷却構造は、上記の発明において、前記外部給水管は、複数配管されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、排気弁箱内の硫酸腐食の発生を抑制するとともに、この排気弁箱内に設けられている弁棒案内部を冷却することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る冷却構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。
【0020】
（実施形態１）
（舶用ディーゼルエンジンの構成）
まず、本発明の実施形態１に係る冷却構造を有する排気弁箱を備えた舶用ディーゼルエンジンの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る舶用ディーゼルエンジンの排気弁箱付近の一構成例を示す模式図である。図１に示す舶用ディーゼルエンジン１は、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラ（いずれも図示せず）を回転運動させる推進用の機関（主機関）である。例えば、舶用ディーゼルエンジン１は、公知のユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。舶用ディーゼルエンジン１としては、６気筒エンジン等が挙げられるが、気筒数は特に限定されない。また、舶用ディーゼルエンジン１の動作制御方式としては、カム式または電子制御式等が挙げられるが、特に限定されない。
（舶用ディーゼルエンジンの構成）
まず、本発明の実施形態１に係る冷却構造を有する排気弁箱を備えた舶用ディーゼルエンジンの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る舶用ディーゼルエンジンの排気弁箱付近の一構成例を示す模式図である。図１に示す舶用ディーゼルエンジン１は、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラ（いずれも図示せず）を回転運動させる推進用の機関（主機関）である。例えば、舶用ディーゼルエンジン１は、公知のユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。舶用ディーゼルエンジン１としては、６気筒エンジン等が挙げられるが、気筒数は特に限定されない。また、舶用ディーゼルエンジン１の動作制御方式としては、カム式または電子制御式等が挙げられるが、特に限定されない。
【0021】
なお、舶用ディーゼルエンジン１の排気弁箱付近の構成は、いずれの気筒（シリンダ）においても同様である。このため、以下では、その中の一つの気筒について、舶用ディーゼルエンジン１の排気弁箱付近の構成を説明する。
【0022】
図１に示すように、舶用ディーゼルエンジン１は、シリンダライナ２と、シリンダカバー３と、ピストン４と、ピストン棒５と、排気弁６と、排気弁座７と、燃料噴射弁９と、排気弁箱１０と、カバー１２と、接続配管１４と、排気マニホールド１５とを含んで構成されている。
【0023】
シリンダライナ２は筒状の構造体であり、シリンダライナ２の上部にはシリンダカバー３が取り付けられる。これらのシリンダライナ２およびシリンダカバー３は、舶用ディーゼルエンジン１における一つのシリンダを構成するものであり、ピストン４が往復移動する筒状の空間（すなわちシリンダ内の空間）を形成している。ピストン４は、この空間内に往復移動自在に設けられる。ピストン４の下部には、ピストン棒５の上部が接続されている。特に図示しないが、ピストン棒５の下部は、クロスヘッド等を介してクランク軸に連結されている。このクランク軸は、ピストン４の往復移動に連動して回転するクランクシャフト等の出力軸に連結されている。
【0024】
排気弁６は、弁体６ａと弁棒６ｂとを備えている。排気弁座７は、シリンダカバー３の上部に組み込まれており、排気弁６の弁体６ａが着座自在に構成されているとともに、排気ポート７ａを形成している。シリンダライナ２と、シリンダカバー３と、ピストン４と、弁体６ａとで上記シリンダ内の燃焼室８が形成される。燃料噴射弁９は、シリンダカバー３に取り付けられており、燃焼室８内に燃料（重油や軽油等）を噴射可能に構成されている。
【0025】
排気弁箱１０は、上記シリンダの上部（本実施形態１では上記シリンダを構成するシリンダカバー３の上部）に取り付けられている。これにより、排気弁箱１０の下端部は、シリンダカバー３の上部に組み込まれた状態の排気弁座７の上端部と連結される。排気弁箱１０の内部には、排気弁座７の排気ポート７ａと連通する排気ポート１０ａが形成されている。また、排気弁箱１０の内部には、弁棒案内部１１が組み込まれている。排気弁箱１０は、弁棒案内部１１を介して、排気弁６の弁棒６ｂを摺動自在に支持している。
【0026】
カバー１２は、排気弁箱１０の上部に取り付けられており、排気弁６を往復移動可能に構成された排気弁作動装置１３を収容している。排気弁作動装置１３は、圧縮ばねまたは空気ばね等の付勢部材（図示せず）を内部に備え、この付勢部材の作用により、排気弁６を、排気ポート７ａを閉止する方向に付勢させた状態で支持している。また、排気弁作動装置１３は、配管を通じて給油ポンプ（図示せず）と接続されている。排気弁作動装置１３は、給油ポンプから配管を通じて作動油が供給された場合、この作動油の油圧により、排気弁６を付勢部材に抗して下降させる。このようにして、排気弁作動装置１３は、排気ポート７ａを開放するように排気弁６を作動させる。排気弁６は、排気弁作動装置１３に作動油が供給されている間だけ、排気ポート７ａを開放し、この作動油の供給が停止されると排気ポート７ａを閉止する。
【0027】
接続配管１４は、排気弁箱１０に形成された排気ポート１０ａと排気マニホールド１５とを接続している。排気マニホールド１５は、舶用ディーゼルエンジン１の燃焼室８から排気ポート７ａ、１０ａおよび接続配管１４を通じて排ガスを受け入れ、受け入れた排ガスを一時貯留して、この排ガスの動圧を静圧に変える。
【0028】
舶用ディーゼルエンジン１において、掃気ポート（図示せず）から空気等の燃焼用ガスが燃焼室８に導入された後にピストン４が上昇し、排気弁６によって排気ポート７ａが閉じることにより、燃焼室８内の燃焼用ガスが圧縮される。ピストン４が上死点まで移動すると、燃焼室８内の圧力が所定の圧縮圧力になり、燃料噴射弁９が燃料を噴射する。すると、燃焼室８内で燃焼用ガスと燃料とが混合して燃焼し、燃焼エネルギーによってピストン４が下降する。所定のタイミングで、排気弁６によって排気ポート７ａが開くことにより、燃焼室８内の排ガスは、排気弁座７の排気ポート７ａを通じて排気弁箱１０内の排気ポート１０ａに排出される。その後、排ガスは、排気ポート１０ａから接続配管１４を通じて排気マニホールド１５に排出される。
【0029】
（冷却構造）
つぎに、本発明の実施形態１に係る冷却構造について説明する。本実施形態１に係る冷却構造は、例えば、舶用ディーゼルエンジン１のうち排気弁箱１０のための冷却構造である。図２は、本発明の実施形態１に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。図３は、本発明の実施形態１に係る冷却構造を排気弁箱の上側から見た模式図である。
つぎに、本発明の実施形態１に係る冷却構造について説明する。本実施形態１に係る冷却構造は、例えば、舶用ディーゼルエンジン１のうち排気弁箱１０のための冷却構造である。図２は、本発明の実施形態１に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。図３は、本発明の実施形態１に係る冷却構造を排気弁箱の上側から見た模式図である。
【0030】
上述したように、排気弁箱１０は、排気ポート１０ａと弁棒案内部１１とを内部に有する。排気ポート１０ａは、舶用ディーゼルエンジン１の燃焼室８から排ガスを排出するための排ガス経路であり、燃焼室８に通じる排気弁座７の排気ポート７ａと連通する。弁棒案内部１１は、燃焼室８と排気ポート１０ａとの間（すなわち排気ポート７ａ）を開閉する排気弁６の弁棒６ｂの摺動を案内するものである。弁棒案内部１１は、例えば円筒状の構造体であり、カバー１２の下部（排気弁箱１０の上端部）から排気ポート１０ａの上部に至る領域に延在するように、排気弁箱１０の内部に設けられる。弁棒案内部１１には、排気弁６の弁棒６ｂが摺動自在に挿通されている。排気弁箱１０は、弁棒案内部１１を介して、弁棒６ｂの摺動方向を所定の方向（例えば排気弁箱１０の上下方向）に規制しながら弁棒６ｂを支持する。このような排気弁箱１０の冷却構造は、図２、３に示すように、冷却室２１と、外部給水管２２、２３と、下部流路２４ａ、２４ｂと、内部流路２５ａ、２５ｂ、２５ｃとを備える。
【0031】
冷却室２１は、弁棒案内部１１を冷却水によって冷却するための空間である。図２、３に示すように、冷却室２１は、弁棒案内部１１の外周を囲むように、排気弁箱１０の内部の排気ポート１０ａよりも上部に形成（例えば環状に形成）される。
【0032】
外部給水管２２、２３は、冷却室２１に冷却水を供給するために複数配管される外部給水管の一例である。図２、３に示すように、外部給水管２２、２３は、各々、排気弁箱１０の下側から外側を通って排気ポート１０ａよりも上側で冷却室２１と連通するように配管される。また、本実施形態１において、外部給水管２２、２３は、排気弁箱１０の熱伸び（熱膨張）に伴って外部給水管２２、２３に生じる応力を吸収する応力吸収構造を各々備えている。
【0033】
本実施形態１では、例えば図２に示すように、外部給水管２２は、排気弁箱１０の外側に冷却水を流通させる管本体２２ａと、管本体２２ａの端部を排気弁箱１０の外壁部に接合する接合部２２ｂ、２２ｃとを備える。
【0034】
管本体２２ａは、排気弁箱１０の外壁部や当該外壁部から突起する構造体（例えば排気ポート１０ａのフランジ部等）との接触を回避するとともに、排気弁箱１０の下部から上部に向かって延在するように排気弁箱１０の外側に配管される。管本体２２ａの一端部（流入端部）は、接合部２２ｂによって排気弁箱１０の外壁部の下側部分に接合される。この下側部分として、例えば、排気弁箱１０の排気ポート１０ａの入口端部近傍（好ましくは下側）の外壁部分等が挙げられる。管本体２２ａの他端部（流出端部）は、接合部２２ｃによって排気弁箱１０の外壁部の上側部分に接合される。この上側部分として、例えば、排気弁箱１０の排気ポート１０ａよりも上側の外壁部分等が挙げられる。
【0035】
接合部２２ｂは、内部に流通路２２ｂａを有する。接合部２２ｂは、締結等によって排気弁箱１０の外壁部の下側部分に管本体２２ａの流入端部を接合するとともに、流通路２２ｂａを介して排気弁箱１０の下部流路２４ａと管本体２２ａとを連通させる。一方、接合部２２ｃは、排気弁箱１０の上側部分の内部流路２５ａと管本体２２ａとが連通するように、締結等によって排気弁箱１０の外壁部の上側部分に管本体２２ａの流出端部を接合する。
【0036】
また、本実施形態１では、例えば図２に示すように、外部給水管２３は、上述した外部給水管２２とは排気弁箱１０を挟んで反対側に配管されている。この外部給水管２３は、排気弁箱１０の外側に冷却水を流通させる管本体２３ａと、管本体２３ａの端部を排気弁箱１０の外壁部に接合する接合部２３ｂ、２３ｃとを備える。
【0037】
管本体２３ａは、上述した管本体２２ａとは排気弁箱１０を挟んで反対側において、排気弁箱１０の外壁部や当該外壁部から突起する構造体との接触を回避するとともに、排気弁箱１０の下部から上部に向かって延在するように排気弁箱１０の外側に配管される。管本体２３ａの一端部（流入端部）は、接合部２３ｂによって排気弁箱１０の外壁部の下側部分に接合される。管本体２３ａの他端部（流出端部）は、接合部２３ｃによって排気弁箱１０の外壁部の上側部分に接合される。
【0038】
接合部２３ｂは、内部に流通路２３ｂａを有する。上述した接合部２２ｂとは排気弁箱１０を挟んで反対側において、接合部２３ｂは、締結等によって排気弁箱１０の外壁部の下側部分に管本体２３ａの流入端部を接合するとともに、流通路２３ｂａを介して排気弁箱１０の下部流路２４ｂと管本体２３ａとを連通させる。また、接合部２３ｃは、内部に流通路２３ｃａを有する。上述した接合部２２ｃとは排気弁箱１０を挟んで反対側において、接合部２３ｃは、締結等によって排気弁箱１０の外壁部の上側部分に管本体２３ａの流出端部を接合するとともに、流通路２３ｃａを介して排気弁箱１０の上側部分の内部流路２５ｃと管本体２３ａとを連通させる。
【0039】
また、図２に示すように、排気弁箱１０の外壁部内の下側には、下部流路２４ａ、２４ｂが形成されている。下部流路２４ａ、２４ｂは、各々、一端部が排気弁箱１０の外壁部の下端面に開口し且つ他端部が排気弁箱１０の外壁部の側壁面に開口するように、排気弁箱１０の外壁部内の下側部分に形成される。ここで、排気弁座７の内部には、図２に示すように、排気弁座７と排気弁箱１０との接合端面側から排気弁座７と排気弁６の弁体６ａとの接触部分（シート部）へ延在する冷却水路７ｂが形成されている。冷却水路７ｂには、例えば、シリンダカバー３の内部に形成された流路（図示せず）を通じて冷却水が供給される。冷却水路７ｂに供給された冷却水は、排気弁座７（特にシート部）を冷却する。
【0040】
また、排気弁座７の冷却水路７ｂと排気弁箱１０の下部流路２４ａ、２４ｂとの各間には、図２に示すように、周溝７ｃが形成されている。例えば、周溝７ｃは、排気ポート７ａを囲むように、排気弁座７と排気弁箱１０との境界部分に沿って円形または矩形の環状に形成されている。周溝７ｃは、排気弁座７および排気弁箱１０の少なくとも一方に形成される。本実施形態１では、排気弁座７と排気弁箱１０との境界部分を跨って排気弁座７および排気弁箱１０の各端部に設けられている。冷却水路７ｂは、図２に示すように、周溝７ｃを通じて上述の下部流路２４ａ、２４ｂと連通している。すなわち、一方の下部流路２４ａは、周溝７ｃを通じて冷却水路７ｂと接合部２２ｂ内の流通路２２ｂａとを連通させ、他方の下部流路２４ｂは、周溝７ｃを通じて冷却水路７ｂと接合部２３ｂ内の流通路２３ｂａとを連通させている。
【0041】
また、図２に示すように、排気弁箱１０の内部の排気ポート１０ａよりも上部には、内部流路２５ａ、２５ｂ、２５ｃが形成されている。これらの内部流路２５ａ、２５ｂ、２５ｃのうち、内部流路２５ａ、２５ｂは、一方の外部給水管２２と冷却室２１とを連通させるものであり、内部流路２５ｃは、他方の外部給水管２３と冷却室２１とを連通させるものである。
【0042】
詳細には、図２、３に示すように、内部流路２５ａは、一端部が排気弁箱１０の外壁部の側壁面に開口し且つ他端部が内部流路２５ｂの中途部と接続されるように、排気ポート１０ａよりも上部に形成される。このような内部流路２５ａは、上述したように排気弁箱１０の外壁部に接合された外部給水管２２と内部流路２５ｂとを、排気ポート１０ａよりも上側において連通させる。一方、内部流路２５ｂは、一端部が冷却室２１と接続され且つ他端部が排気弁箱１０の上端面に開口するように、排気ポート１０ａよりも上部に形成される。この内部流路２５ｂの開口は、図２、３に示すように、冷却水出口２６を構成する。また、内部流路２５ｂは、上述したように、中途部において内部流路２５ａと接続されている。このような内部流路２５ｂは、上述したように外部給水管２２に通じる内部流路２５ａと冷却室２１とを、排気ポート１０ａよりも上側において連通させる。
【0043】
本実施形態１では、例えば図３に示すように、内部流路２５ｂは、冷却室２１の周方向に沿って冷却室２１と合流する。外部給水管２２は、内部流路２５ａ、２５ｂを通じて冷却室２１と連通する。すなわち、これらの内部流路２５ａ、２５ｂは、排気ポート１０ａよりも上側で冷却室２１と外部給水管２２とを連通させるとともに、冷却室２１の周方向に沿って冷却室２１と合流する内部流路を構成する。
【0044】
一方、図２、３に示すように、内部流路２５ｃは、一端部が排気弁箱１０の外壁部の側壁面に開口し且つ他端部が冷却室２１と接続されるように、排気ポート１０ａよりも上部に形成される。このような内部流路２５ｃは、上述したように排気弁箱１０の外壁部に接合された外部給水管２３と冷却室２１とを、排気ポート１０ａよりも上側において連通させる。また、本実施形態１では、例えば図２、３に示すように、内部流路２５ｃは、冷却室２１を挟んで冷却水出口２６とは反対側で冷却室２１と合流する。外部給水管２３は、上述した外部給水管２２とは排気弁箱１０を挟んで反対側において、この内部流路２５ｃを通じて冷却室２１と連通する。なお、「冷却室２１を挟んで冷却水出口２６とは反対側」は、例えば、図３に示すように排気弁箱１０を上方から平面視した場合に、内部流路２５ｃと冷却室２１との合流部の中心点と冷却水出口２６の中心点とを結ぶ線分が冷却室２１と交差するようになる、内部流路２５ｃと冷却水出口２６との位置関係を意味する。
【0045】
上述したように構成された冷却構造において、冷却水は、例えば、シリンダカバー３内の流路（図示せず）から排気弁座７内の冷却水路７ｂに流入する。冷却水路７ｂ内の冷却水は、周溝７ｃを経由して排気弁箱１０の外壁部内の下部流路２４ａに流入し、この下部流路２４ａから外部給水管２２を通じて排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上部に導かれる。詳細には、冷却水は、下部流路２４ａから外部給水管２２の接合部２２ｂ内の流通路２２ｂａを通じて管本体２２ａに流入し、管本体２２ａを通じて排気弁箱１０の内部流路２５ａに流入する。その後、冷却水は、排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上側で内部流路２５ａから内部流路２５ｂを通じて冷却室２１に流入する。
【0046】
これに並行して、冷却水路７ｂ内の冷却水は、周溝７ｃを経由して排気弁箱１０の外壁部内の下部流路２４ｂに流入し、この下部流路２４ｂから外部給水管２３を通じて排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上部に導かれる。詳細には、冷却水は、下部流路２４ｂから外部給水管２３の接合部２３ｂ内の流通路２３ｂａを通じて管本体２３ａに流入し、管本体２３ａおよび接合部２３ｃ内の流通路２３ｃａをこの順に通って排気弁箱１０の内部流路２５ｃに流入する。その後、冷却水は、排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上側で内部流路２５ｃを通じて冷却室２１に流入する。
【0047】
上述したように冷却室２１に流入した冷却水は、冷却室２１内において流動しながら、冷却室２１の壁を介して弁棒案内部１１を冷却する。例えば、内部流路２５ｂは、図３に示したように冷却室２１の周方向に沿って冷却室２１と合流する流路であるため、外部給水管２２から内部流路２５ａ、２５ｂを通じて冷却室２１に供給された冷却水は、冷却室２１内において周方向に流動する。これにより、冷却水は、冷却室２１内での滞留が抑制され、冷却室２１内を循環しながら、新たに供給された冷却水と入れ替わりで冷却水出口２６から排出される。また、内部流路２５ｃは、図３に示したように冷却室２１を挟んで冷却水出口２６とは反対側で冷却室２１と合流する流路であるため、内部流路２５ｃと冷却室２１との合流部から冷却水出口２６に至るまでの冷却室２１内の冷却水の流通経路が、冷却水出口２６と同じ側の場合に比べて長くなる。これにより、外部給水管２３から内部流路２５ｃを通じて冷却室２１に供給された冷却水は、冷却水出口２６から排出されるまでの間に、冷却室２１内を比較的長い距離、流動するようになる。
【0048】
このように冷却室２１内を流動する冷却水が上述のように弁棒案内部１１を冷却する場合、冷却室２１内の冷却水は、排気ポート１０ａ内の排ガスから弁棒案内部１１に伝わる熱を除去して、弁棒案内部１１の温度上昇を抑制する。ここで、弁棒案内部１１と排気弁６の弁棒６ｂとの間には、弁棒案内部１１における弁棒の６ｂの摺動を円滑にするための潤滑油が供給されている。この潤滑油は、弁棒案内部１１と弁棒６ｂとの間に介在して油膜を形成する。上述したように弁棒案内部１１は冷却室２１内の冷却水によって冷却されているため、この潤滑油は、適度な粘度を有して上記の油膜を保持している。これにより、弁棒案内部１１における弁棒６ｂの円滑な摺動が保たれている。弁棒案内部１１の冷却に使用された冷却水は、冷却室２１から内部流路２５ｂを通じて冷却水出口２６に至り、冷却水出口２６から配管等（図示せず）を通じて排気弁箱１０の外部に排出される。
【0049】
（外部給水管の応力吸収構造）
つぎに、本発明の実施形態１に係る冷却構造における外部給水管の応力吸収構造について説明する。排気弁箱１０は、燃焼室８から排気ポート１０ａに排出された高温な排ガスの熱によって熱伸びする場合がある。図２、３に示したように排気弁箱１０の外壁部に接合された外部給水管２２、２３には、この排気弁箱１０の熱伸びに伴って引っ張られる等して応力（例えば引張応力）が生じる恐れがある。当該応力による外部給水管２２、２３の破損を防止するために、外部給水管２２、２３は、当該応力を吸収する応力吸収構造を備えている。
つぎに、本発明の実施形態１に係る冷却構造における外部給水管の応力吸収構造について説明する。排気弁箱１０は、燃焼室８から排気ポート１０ａに排出された高温な排ガスの熱によって熱伸びする場合がある。図２、３に示したように排気弁箱１０の外壁部に接合された外部給水管２２、２３には、この排気弁箱１０の熱伸びに伴って引っ張られる等して応力（例えば引張応力）が生じる恐れがある。当該応力による外部給水管２２、２３の破損を防止するために、外部給水管２２、２３は、当該応力を吸収する応力吸収構造を備えている。
【0050】
【0051】
図４に示すように、外部給水管２３において、接合部２３ｂは、上述した流通路２３ｂａと、この流通路２３ｂａに連通する係合部２３ｂｂとを内部に備える。接合部２３ｂの係合部２３ｂｂには、管本体２３ａの流入端部２３ａａが嵌入される。これにより、流入端部２３ａａが係合部２３ｂｂと係合して、管本体２３ａは、接合部２３ｂ内の流通路２２ｂａと連通する。また、流入端部２３ａａと係合部２３ｂｂとの間には、Ｏリング２７ａが介在している。Ｏリング２７ａは、接合部２３ｂに対する管本体２３ａの端部（図４では流入端部２３ａａ）の熱伸び方向Ｆ１の摺動を可能とする摺動部材の一例である。管本体２３ａは、Ｏリング２７ａによって流入端部２３ａａが係合部２３ｂｂに対して熱伸び方向Ｆ１に摺動自在となるように、接合部２３ｂに接続される。すなわち、管本体２３ａの流入端部２３ａａは、接合部２３ｂの係合部２３ｂｂと熱伸び方向Ｆ１に摺動自在に係合する自由端である。
【0052】
また、外部給水管２３において、接合部２３ｃは、上述した流通路２３ｃａと、この流通路２３ｃａに連通する係合部２３ｃｂとを内部に備える。接合部２３ｃの係合部２３ｃｂには、管本体２３ａの流出端部２３ａｂが嵌入される。これにより、流出端部２３ａｂが係合部２３ｃｂと係合して、管本体２３ａは、接合部２３ｃ内の流通路２３ｃａと連通する。また、流出端部２３ａｂと係合部２３ｃｂとの間には、Ｏリング２７ｂが介在している。Ｏリング２７ｂは、接合部２３ｃに対する管本体２３ａの端部（図４では流出端部２３ａｂ）の熱伸び方向Ｆ１の摺動を可能とする摺動部材の一例である。管本体２３ａは、Ｏリング２７ｂによって流出端部２３ａｂが係合部２３ｃｂに対して熱伸び方向Ｆ１に摺動自在となるように、接合部２３ｃに接続される。すなわち、管本体２３ａの流出端部２３ａｂは、接合部２３ｃの係合部２３ｃｂと熱伸び方向Ｆ１に摺動自在に係合する自由端である。
【0053】
なお、Ｏリング２７ａ、２７ｂは、接合部２３ｂ、２３ｃの係合部２３ｂｂ、２３ｃｂの内壁部に各々設けられているが、これに限定されず、管本体２３ａの流入端部２３ａａおよび流出端部２３ａｂの外壁部に各々設けられてもよい。
【0054】
本実施形態１において、外部給水管２３の応力吸収構造は、管本体２３ａの流入端部２３ａａおよび流出端部２３ａｂを排気弁箱１０の外壁部に接合する接合部２３ｂ、２３ｃと、接合部２３ｂ、２３ｃに対する管本体２３ａの流入端部２３ａａおよび流出端部２３ａｂの熱伸び方向Ｆ１の摺動を可能とするＯリング２７ａ、２７ｂとによって構成される。この応力吸収構造において、例えば図４に示すように、排気弁箱１０の外壁部に固定されている接合部２３ｂ、２３ｃは、排気弁箱１０の熱伸びに伴い、熱伸び前の状態Ａ１から熱伸び後の状態Ａ２に変化する。
【0055】
詳細には、図４に示すように、接合部２３ｂは、熱伸びした排気弁箱１０の外壁部とともに熱伸び方向Ｆ１の下方側に変位する。この際、管本体２３ａの流入端部２３ａａは、接合部２３ｂの係合部２３ｂｂに係合された状態を維持しつつ、Ｏリング２７ａを介して、係合部２３ｂｂに対し相対的に摺動する。これにより、接合部２３ｂと管本体２３ａの流入端部２３ａａとの間における応力の発生が抑制される。これに並行して、接合部２３ｃは、熱伸びした排気弁箱１０の外壁部とともに熱伸び方向Ｆ１の上方側に変位する。この際、管本体２３ａの流出端部２３ａｂは、接合部２３ｃの係合部２３ｃｂに係合された状態を維持しつつ、Ｏリング２７ｂを介して、係合部２３ｃｂに対し相対的に摺動する。これにより、接合部２３ｃと管本体２３ａの流出端部２３ａｂとの間における応力の発生が抑制される。上述したＯリング２７ａ、２７ｂによる管本体２３ａと接合部２３ｂ、２３ｃとの摺動作用により、排気弁箱１０の熱伸びに伴う外部給水管２３の応力が吸収される。
【0056】
その後、接合部２３ｂ、２３ｃは、排気弁箱１０の熱収縮に伴い、熱伸び後の状態Ａ２から熱伸び前の状態Ａ１に変化する。この場合、接合部２３ｂ、２３ｃは、上述した熱伸びの場合とは逆方向に変位する。この変位に伴い、管本体２３ａの流入端部２３ａａおよび流出端部２３ａｂは、各々、Ｏリング２７ａ、２７ｂを介して、接合部２３ｂ、２３ｃの係合部２３ｂｂ、２３ｃｂに対し相対的に摺動する。
【0057】
特に図示しないが、本実施形態１において、外部給水管２２の応力吸収構造は、管本体２２ａの流入端部を、接合部２２ｂと熱伸び方向Ｆ１に摺動自在に係合される自由端とし、管本体２２ａの流出端部を、接合部２２ｃによって排気弁箱１０の外壁部に固定される固定端とするものである。この応力吸収構造において、接合部２２ｂは、上述した外部給水管２３の応力吸収構造の接合部２３ｂと同様の構成を有する。また、接合部２２ｂと管本体２２ａの流入端部との間には、接合部２２ｂに対する管本体２２ａの流入端部の熱伸び方向Ｆ１の摺動を可能とするＯリング（図示せず）が設けられている。
【0058】
このような応力吸収構造では、接合部２２ｂと管本体２２ａの流入端部との間における応力の発生と、接合部２２ｃと管本体２２ａの流出端部との間における応力の発生とが、このＯリングによる管本体２２ａと接合部２２ｂとの摺動作用によって抑制される。この結果、排気弁箱１０の熱伸びに伴う外部給水管２２の応力が吸収される。その後、外部給水管２２は、上述した外部給水管２３の場合と同様に、排気弁箱１０の熱収縮に伴い、熱伸び後の状態から熱伸び前の状態に変化する。
【0059】
（応力吸収構造の変形例）
つぎに、本発明における外部給水管の応力吸収構造の変形例について説明する。図５は、本発明の実施形態１における外部給水管の応力吸収構造の一変形例を示す模式図である。図５には、応力吸収構造の一変形例として、外部給水管３３の応力吸収構造が例示されている。この変形例において、外部給水管３３は、図２等に示した外部給水管２３と置き換えて排気弁箱１０の外壁部に接合される。なお、図５に示す外部給水管３３において、上述した外部給水管２３と同じ構成部には同一符号を付している。
つぎに、本発明における外部給水管の応力吸収構造の変形例について説明する。図５は、本発明の実施形態１における外部給水管の応力吸収構造の一変形例を示す模式図である。図５には、応力吸収構造の一変形例として、外部給水管３３の応力吸収構造が例示されている。この変形例において、外部給水管３３は、図２等に示した外部給水管２３と置き換えて排気弁箱１０の外壁部に接合される。なお、図５に示す外部給水管３３において、上述した外部給水管２３と同じ構成部には同一符号を付している。
【0060】
図５に示すように、外部給水管３３において、管本体３３ａは、外部給水管３３の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造の配管である。この管本体３３ａの可変構造として、例えば、図５に示すＵ字状の管構造、Ｓ字状の管構造等、管の長さが接合部２３ｂ、２３ｃ間の離間距離よりも長くなる湾曲した管構造が挙げられる。接合部２３ｂは、上述した流通路２３ｂａを内部に有する。この接合部２３ｂには、管本体３３ａと流通路２３ｂａとが連通するように、管本体３３ａの流入端部３３ａａが締結等によって固定される。また、接合部２３ｃは、上述した流通路２３ｃａを内部に有する。この接合部２３ｃには、管本体３３ａと流通路２３ｃａとが連通するように、管本体３３ａの流出端部３３ａｂが締結等によって固定される。すなわち、この変形例において、管本体３３ａの流入端部３３ａａおよび流出端部３３ａｂは、各々、接合部２３ｂ、２３ｃに固定された固定端である。
【0061】
この変形例に係る外部給水管３３の応力吸収構造は、外部給水管３３の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造の管本体３３ａによって構成される。この応力吸収構造において、例えば図５に示すように、排気弁箱１０の外壁部に固定されている接合部２３ｂ、２３ｃは、排気弁箱１０の熱伸びに伴い、互いに離間する方向（熱伸び方向Ｆ１）に変位する。
【0062】
詳細には、図５に示すように、接合部２３ｂは、熱伸びした排気弁箱１０の外壁部とともに熱伸び方向Ｆ１の下方側に変位する。これに並行して、接合部２３ｃは、熱伸びした排気弁箱１０の外壁部とともに熱伸び方向Ｆ１の上方側に変位する。この際、管本体３３ａは、接合部２３ｂ、２３ｃの変位量（離間距離の増加量）に応じて、可変構造の管部分（図５ではＵ字状の管部分）を開くように変形させて、熱伸び方向Ｆ１に伸長する。これにより、接合部２３ｂ、２３ｃと管本体３３ａの各端部との間における応力の発生が抑制されることから、排気弁箱１０の熱伸びに伴う外部給水管３３の応力が吸収される。
【0063】
その後、接合部２３ｂ、２３ｃは、排気弁箱１０の熱収縮に伴い、熱伸び後の状態から熱伸び前の状態に変化する。この場合、接合部２３ｂ、２３ｃは、上述した熱伸びの場合とは逆方向に変位する。この変位に伴い、管本体３３ａは、接合部２３ｂ、２３ｃの変位量（離間距離の減少量）に応じて、可変構造の管部分を閉じるように変形させて、熱伸び方向Ｆ１に収縮する。
【0064】
特に図示しないが、この変形例に係る応力吸収構造は、外部給水管２２に適用することも可能である。例えば、外部給水管２２の応力吸収構造は、外部給水管２２の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造をもつ管本体２２ａによって構成される。管本体２２ａの流入端部および流出端部は、各々、接合部２２ｂ、２２ｃに固定される。この外部給水管２２の応力吸収構造は、図５に示した外部給水管３３の応力吸収構造と同様に動作する。
【0065】
以上、説明したように、本発明の実施形態１に係る冷却構造では、排気弁６の弁棒６ｂの摺動を案内する弁棒案内部１１の外周を囲むように、排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上部に冷却室２１が形成され、弁棒案内部１１の冷却に使用される冷却水を冷却室２１に供給するための外部給水管２２、２３が、排気弁箱１０の下側から外側を通って排気ポート１０ａよりも上側で冷却室２１と連通するように配管されている。
【0066】
このため、排気弁箱１０の排気ポート１０ａに面する側壁を迂回して、排気弁箱１０内の冷却室２１に冷却水を供給することができる。これにより、排気ポート１０ａ内の排ガスの温度が冷却水によって過度に低下する事態を回避することができる。この結果、排気ポート１０ａ内において排ガスからの硫酸の生成を抑制できることから、排気弁箱１０内の硫酸腐食の発生を抑制するとともに、排気弁箱１０内に設けられている弁棒案内部１１を冷却室２１内の冷却水によって冷却することができる。また、この弁棒案内部１１の冷却により、弁棒案内部１１と弁棒６ｂとの間の潤滑油の粘度の過度な低下を抑制することができる。この結果、弁棒案内部１１と弁棒６ｂとの間に潤滑油の膜を適度に形成できることから、弁棒案内部１１における弁棒６ｂの円滑な摺動を保持することができる。
【0067】
ここで、舶用ディーゼルエンジン１の一例として、燃焼室への燃料噴射等のエンジン動作がカムの回転によって制御されるカム式のエンジンが挙げられるが、近年、エンジン動作が電子制御される電子制御式のエンジンが開発されている。一般に、カム式のエンジンは、所定のエンジン負荷についてエンジン動作を最適化するようにチューニングされる。これに対し、電子制御式のエンジンは、エンジン負荷が０％または１００％の場合のみならず、０％超１００％未満の範囲内（所謂、部分負荷）の場合であっても、チューニングによってエンジン動作を最適化し得る。したがって、電子制御式のエンジンは、カム式のエンジンよりも広範囲のエンジン負荷において燃費を向上させることができる。一方、排ガスの温度は、燃費の向上に伴って低下する。すなわち、「排気ポート内の排ガスの過度な温度低下に起因して生成される硫酸による排気弁箱内の硫酸腐食」という問題は、カム式のエンジンよりも電子制御式のエンジンにおいて顕著に生じる傾向にある。本発明の実施形態１に係る冷却構造によれば、排気ポート内の排ガスの温度が冷却水によって過度に低下する事態を回避できることから、カム式のエンジンについては勿論、電子制御式のエンジンについても、上記問題を解消することができる。
【0068】
また、本発明の実施形態１に係る冷却構造では、外部給水管２２、２３が排気弁箱１０の外側を通るように配管されているため、排気ポート１０ａ内の排ガスの熱によって高温化する排気弁箱１０の側壁（排気ポート１０ａが面する側壁）を介さずに、排気弁箱１０内の冷却室２１に冷却水を供給することができる。これにより、冷却水が冷却室２１に供給される途中で排ガスの熱によって意図せず加熱される事態を回避することができ、この結果、弁棒案内部１１の冷却に十分な温度の冷却水を冷却室２１に効率よく供給できることから、冷却水による弁棒案内部１１の冷却効果を高めることができる。
【0069】
また、本発明の実施形態１に係る冷却構造では、排気弁箱１０の熱伸びに伴って配管に生じる応力を吸収する応力吸収構造を外部給水管２２、２３に各々設けている。このため、排気ポート１０ａ内の排ガスの熱等によって排気弁箱１０が熱伸びした場合であっても、この熱伸びに伴って外部給水管２２、２３に生じる応力を吸収することができ、この結果、この熱伸びに伴う応力による外部給水管２２、２３の破損を防止することができる。
【0070】
また、本発明の実施形態１に係る冷却構造では、冷却室２１と外部給水管２２とを連通させる内部流路が、冷却室２１の周方向に沿って冷却室２１と合流するように、排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上部に形成されている。このため、外部給水管２２から当該内部流路を通じて冷却室２１に供給された冷却水を、冷却室２１の周方向に流動させることができる。これにより、冷却室２１内での冷却水の滞留を抑制するとともに、冷却室２１内の全域に亘って冷却水を循環させることができる。この結果、冷却室２１内の冷却水による弁棒案内部１１の冷却効果の向上を促進することができる。
【0071】
また、本発明の実施形態１に係る冷却構造では、冷却室２１と外部給水管２３とを連通させる内部流路が、冷却室２１を挟んで冷却水出口２６とは反対側で冷却室２１と合流するように、排気弁箱１０内の排気ポート１０ａよりも上部に形成されている。このため、当該内部流路と冷却室２１との合流部から冷却水出口２６に至るまでの冷却室２１内の冷却水の流通経路を、冷却水出口２６と同じ側に形成された流路に比べて長くすることができる。これにより、外部給水管２３から当該内部流路を通じて冷却室２１に供給された冷却水を、冷却水出口２６から排出されるまでの間に、冷却室２１内を比較的長い距離、流動させることができる。この結果、冷却室２１内の冷却水による弁棒案内部１１の冷却効果の向上を促進することができる。
【0072】
（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２に係る冷却構造について説明する。図６は、本発明の実施形態２に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。本実施形態２における舶用ディーゼルエンジンは、上述した実施形態１における排気弁箱１０に代えて図６に示す排気弁箱１０Ａを備える。排気弁箱１０Ａは、上述した実施形態１における外部給水管２２、２３に代えて外部給水管４２、４３を備える。また、図６に示すように、排気弁箱１０Ａの外壁部内には上述の下部流路２４ａ、２４ｂが形成されておらず、シリンダカバー３内の上側に冷却水路３ａ、３ｂが形成されている。これらの冷却水路３ａ、３ｂと排気弁座７の冷却水路７ｂとの間には、周溝７ｃが形成されている。本実施形態２に係る冷却構造は、このような排気弁箱１０Ａのための冷却構造である。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
つぎに、本発明の実施形態２に係る冷却構造について説明する。図６は、本発明の実施形態２に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。本実施形態２における舶用ディーゼルエンジンは、上述した実施形態１における排気弁箱１０に代えて図６に示す排気弁箱１０Ａを備える。排気弁箱１０Ａは、上述した実施形態１における外部給水管２２、２３に代えて外部給水管４２、４３を備える。また、図６に示すように、排気弁箱１０Ａの外壁部内には上述の下部流路２４ａ、２４ｂが形成されておらず、シリンダカバー３内の上側に冷却水路３ａ、３ｂが形成されている。これらの冷却水路３ａ、３ｂと排気弁座７の冷却水路７ｂとの間には、周溝７ｃが形成されている。本実施形態２に係る冷却構造は、このような排気弁箱１０Ａのための冷却構造である。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0073】
本実施形態２において、排気弁箱１０Ａの冷却構造は、例えば図６に示すように、シリンダカバー３内の冷却水路３ａ、３ｂと、外部給水管４２、４３と、上述した冷却室２１および内部流路２５ａ、２５ｂ、２５ｃとを備える。
【0074】
外部給水管４２は、図６に示すように、上述した実施形態１における接合部２２ｂに代えて接合部４２ｂを備える。外部給水管４２の管本体２２ａの流入端部は、シリンダカバー３内の冷却水路３ａに通じるように、接合部４２ｂによってシリンダカバー３の上部に接合される。外部給水管４２の構成は、上述のように接合部４２ｂによってシリンダカバー３の上部に接合されること以外、実施形態１における外部給水管２２と同様である。
【0075】
接合部４２ｂは、図６に示すように、内部に流通路４２ｂａを有する。接合部４２ｂは、締結等によってシリンダカバー３の上部に管本体２２ａの流入端部を接合するとともに、流通路４２ｂａを介してシリンダカバー３内の冷却水路３ａと管本体２２ａとを連通させる。
【0076】
また、外部給水管４３は、図６に示すように、上述した実施形態１における接合部２３ｂに代えて接合部４３ｂを備える。外部給水管４３の管本体２３ａの流入端部は、シリンダカバー３内の冷却水路３ｂに通じるように、接合部４３ｂによってシリンダカバー３の上部に接合される。外部給水管４３の構成は、上述のように接合部４３ｂによってシリンダカバー３の上部に接合されること以外、実施形態１における外部給水管２３と同様である。
【0077】
接合部４３ｂは、図６に示すように、内部に流通路４３ｂａを有する。接合部４３ｂは、締結等によってシリンダカバー３の上部に管本体２３ａの流入端部を接合するとともに、流通路４３ｂａを介してシリンダカバー３内の冷却水路３ｂと管本体２３ａとを連通させる。
【0078】
上述したように接合部４２ｂ、４３ｂによって外部給水管４２、４３に各流入端部が接合されるシリンダカバー３は、上述したように、舶用ディーゼルエンジンにおける一つのシリンダを構成する一部品であり、図６に示すように、排気弁箱１０Ａの下側に位置する部分である。本実施形態２において、シリンダカバー３は、図６に示すように、冷却水路３ａ、３ｂを内部に有する。また、シリンダカバー３の冷却水路３ａ、３ｂと排気弁座７の冷却水路７ｂとの各間には、図６に示すように、周溝７ｃが形成されている。周溝７ｃは、上述した実施形態１の場合と同様に環状をなす溝であり、シリンダカバー３および排気弁座７の少なくとも一方に形成される。本実施形態２では、シリンダカバー３と排気弁座７との境界部分を跨ってシリンダカバー３および排気弁座７の各端部に設けられている。冷却水路３ａ、３ｂは、各々、一端部がシリンダカバー３の上端面に開口し且つ他端部が周溝７ｃを経由して排気弁座７内の冷却水路７ｂに通じるように、シリンダカバー３内の上側部分に形成される。これらの冷却水路３ａ、３ｂのうち、一方の冷却水路３ａは、周溝７ｃを通じて排気弁座７内の冷却水路７ｂと接合部４２ｂ内の流通路４２ｂａとを連通させ、他方の冷却水路３ｂは、周溝７ｃを通じて排気弁座７内の冷却水路７ｂと接合部４３ｂ内の流通路４３ｂａとを連通させている。
【0079】
本実施形態２に係る冷却構造において、冷却水は、例えば、シリンダカバー３内の下側の流路（図示せず）から排気弁座７内の冷却水路７ｂに流入する。冷却水路７ｂ内の冷却水は、周溝７ｃを経由してシリンダカバー３内の冷却水路３ａに流入し、この冷却水路３ａから外部給水管４２の接合部４２ｂ内の流通路４２ｂａを通じて、管本体２２ａに流入する。その後、この冷却水の流通は、上述した実施形態１と同様である。これに並行して、冷却水路７ｂ内の冷却水は、周溝７ｃを経由してシリンダカバー３内の冷却水路３ｂに流入し、この冷却水路３ｂから外部給水管４３の接合部４３ｂ内の流通路４３ｂａを通じて、管本体２３ａに流入する。その後、この冷却水の流通は、上述した実施形態１と同様である。
【0080】
また、本実施形態２において、外部給水管４２、４３は、排気弁箱１０Ａの熱伸びに伴って外部給水管４２、４３に生じる応力を吸収する応力吸収構造を各々備えている。特に図示しないが、外部給水管４２、４３の各応力吸収構造は、接合部４２ｂ、４３ｂによって管本体２２ａ、２３ａの各流入端部がシリンダカバー３の上部に接合されていること以外、上述した実施形態１と同様である。例えば、外部給水管４２の応力吸収構造において、接合部４２ｂと管本体２２ａの流入端部との間には、接合部４２ｂに対する管本体２２ａの流入端部の熱伸び方向Ｆ１（図４参照）の摺動を可能とするＯリング（図示せず）が設けられている。外部給水管４３の応力吸収構造において、接合部４３ｂと管本体２３ａの流入端部との間には、接合部４３ｂに対する管本体２３ａの流入端部の熱伸び方向Ｆ１の摺動を可能とするＯリング（図示せず）が設けられている。或いは、上述した変形例に係る応力吸収構造（図５参照）と同様に、外部給水管４２の応力吸収構造は、外部給水管４２の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造をもつ管本体２２ａによって構成されてもよい。これと同様に、外部給水管４３の応力吸収構造は、外部給水管４３の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造をもつ管本体２３ａによって構成されてもよい。
【0081】
以上、説明したように、本発明の実施形態２に係る冷却構造では、シリンダカバー３内の冷却水路３ａと管本体２２ａとが連通するように外部給水管４２の流入端部を接合部４２ｂによってシリンダカバー３の上部に接合し、シリンダカバー３内の冷却水路３ｂと管本体２３ａとが連通するように外部給水管４３の流入端部を接合部４３ｂによってシリンダカバー３の上部に接合し、その他の構成を上述した実施形態１と同様にしている。このため、外部給水管４２、４３の各流入端部をシリンダカバー３の上部に接合した態様でありながら、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受する冷却構造を実現することができる。
【0082】
（実施形態３）
つぎに、本発明の実施形態３に係る冷却構造について説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。本実施形態３における舶用ディーゼルエンジンは、上述した実施形態２における排気弁箱１０Ａに代えて図７に示す排気弁箱１０Ｂを備える。図７に示すように、排気弁箱１０Ｂは、上述した実施形態２における外部給水管４２、４３に代えて外部給水管５２、５３を備える。本実施形態３に係る冷却構造は、このような排気弁箱１０Ｂのための冷却構造である。その他の構成は実施形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
つぎに、本発明の実施形態３に係る冷却構造について説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。本実施形態３における舶用ディーゼルエンジンは、上述した実施形態２における排気弁箱１０Ａに代えて図７に示す排気弁箱１０Ｂを備える。図７に示すように、排気弁箱１０Ｂは、上述した実施形態２における外部給水管４２、４３に代えて外部給水管５２、５３を備える。本実施形態３に係る冷却構造は、このような排気弁箱１０Ｂのための冷却構造である。その他の構成は実施形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0083】
本実施形態３において、排気弁箱１０Ｂの冷却構造は、例えば図７に示すように、外部給水管５２、５３と、上述したシリンダカバー３内の冷却水路３ａ、３ｂ、冷却室２１および内部流路２５ａ、２５ｂ、２５ｃとを備える。
【0084】
外部給水管５２は、図７に示すように、上述した接合部４２ｂを備えておらず、外部給水管５２の流入端部５２ａａを冷却水路３ａ内に嵌入または螺合する等して、シリンダカバー３の上部に接合されている。これにより、外部給水管５２の管本体２２ａは、シリンダカバー３内の冷却水路３ａに通じるように配管される。外部給水管５２の構成は、上述のようにシリンダカバー３の上部に流入端部５２ａａが接合されること以外、実施形態２における外部給水管４２と同様である。
【0085】
外部給水管５３は、図７に示すように、上述した接合部４３ｂを備えておらず、外部給水管５３の流入端部５３ａａを冷却水路３ｂ内に嵌入または螺合する等して、シリンダカバー３の上部に接合されている。これにより、外部給水管５３の管本体２３ａは、シリンダカバー３内の冷却水路３ｂに通じるように配管される。外部給水管５３の構成は、上述のようにシリンダカバー３の上部に流入端部５３ａａが接合されること以外、実施形態２における外部給水管４３と同様である。
【0086】
本実施形態３に係る冷却構造において、冷却水は、例えば、シリンダカバー３内の下側の流路（図示せず）から排気弁座７内の冷却水路７ｂに流入する。冷却水路７ｂ内の冷却水は、周溝７ｃを経由してシリンダカバー３内の冷却水路３ａに流入し、この冷却水路３ａを通じて外部給水管５２の管本体２２ａに流入する。その後、この冷却水の流通は、上述した実施形態２と同様である。これに並行して、冷却水路７ｂ内の冷却水は、周溝７ｃを経由してシリンダカバー３内の冷却水路３ｂに流入し、この冷却水路３ｂを通じて外部給水管５３の管本体２３ａに流入する。その後、この冷却水の流通は、上述した実施形態２と同様である。
【0087】
また、本実施形態３において、外部給水管５２、５３は、排気弁箱１０Ｂの熱伸びに伴って外部給水管５２、５３に生じる応力を吸収する応力吸収構造を各々備えている。特に図示しないが、外部給水管５２、５３の各応力吸収構造は、各流入端部５２ａａ、５３ａａが冷却水路３ａ、３ｂに対する嵌入または螺合等によってシリンダカバー３の上部に接合されていること以外、上述した実施形態２と同様である。例えば、外部給水管５２の応力吸収構造において、冷却水路３ａと流入端部５２ａａとの間には、冷却水路３ａに対する流入端部５２ａａの熱伸び方向Ｆ１（図４参照）の摺動を可能とするＯリング（図示せず）が設けられている。外部給水管５３の応力吸収構造において、冷却水路３ｂと流入端部５３ａａとの間には、冷却水路３ｂに対する流入端部５３ａａの熱伸び方向Ｆ１の摺動を可能とするＯリング（図示せず）が設けられている。或いは、上述した変形例に係る応力吸収構造（図５参照）と同様に、外部給水管５２の応力吸収構造は、外部給水管５２の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造をもつ管本体２２ａによって構成されてもよい。これと同様に、外部給水管５３の応力吸収構造は、外部給水管５３の熱伸び方向Ｆ１の伸縮を可能とする可変構造をもつ管本体２３ａによって構成されてもよい。
【0088】
以上、説明したように、本発明の実施形態３に係る冷却構造では、シリンダカバー３内の冷却水路３ａと管本体２２ａとが連通するように外部給水管５２の流入端部５２ａａを嵌入または螺合等によって冷却水路３ａ内に接合し、シリンダカバー３内の冷却水路３ｂと管本体２３ａとが連通するように外部給水管５３の流入端部５３ａａを嵌入または螺合等によって冷却水路３ｂ内に接合し、その他の構成を上述した実施形態２と同様にしている。このため、外部給水管５２、５３の各流入端部５２ａａ、５３ａａをシリンダカバー３の上部に直接接合した態様でありながら、上述した実施形態２と同様の作用効果を享受する冷却構造を実現することができる。
【0089】
（実施形態４）
つぎに、本発明の実施形態４に係る冷却構造について説明する。図８は、本発明の実施形態４に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。本実施形態４における舶用ディーゼルエンジンは、上述した実施形態２における排気弁箱１０Ａに代えて図８に示す排気弁箱１０Ｃを備える。図８に示すように、排気弁箱１０Ｃは、その外壁部の下端に周溝７ｃを備える。シリンダカバー３の冷却水路３ａ、３ｂおよび排気弁座７の冷却水路７ｂは、この排気弁箱１０Ｃの周溝７ｃを介して互いに連通するように形成されている。本実施形態４に係る冷却構造は、このような排気弁箱１０Ｃのための冷却構造である。その他の構成は実施形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
つぎに、本発明の実施形態４に係る冷却構造について説明する。図８は、本発明の実施形態４に係る冷却構造の一構成例を示す断面模式図である。本実施形態４における舶用ディーゼルエンジンは、上述した実施形態２における排気弁箱１０Ａに代えて図８に示す排気弁箱１０Ｃを備える。図８に示すように、排気弁箱１０Ｃは、その外壁部の下端に周溝７ｃを備える。シリンダカバー３の冷却水路３ａ、３ｂおよび排気弁座７の冷却水路７ｂは、この排気弁箱１０Ｃの周溝７ｃを介して互いに連通するように形成されている。本実施形態４に係る冷却構造は、このような排気弁箱１０Ｃのための冷却構造である。その他の構成は実施形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0090】
本実施形態４において、排気弁箱１０Ｃの冷却構造は、例えば図８に示すように、周溝７ｃと、上述したシリンダカバー３内の冷却水路３ａ、３ｂ、外部給水管４２、４３、冷却室２１および内部流路２５ａ、２５ｂ、２５ｃとを備える。
【0091】
本実施形態４における周溝７ｃは、図８に示すように、排気弁箱１０Ｃの外壁部の下端角に形成されている。詳細には、周溝７ｃは、排気ポート７ａを囲むように、シリンダカバー３および排気弁座７と排気弁箱１０Ｃとの各境界部分に沿って矩形の環状に形成されている。周溝７ｃは、シリンダカバー３における一方の冷却水路３ａと排気弁座７の冷却水路７ｂとを連通させるとともに、シリンダカバー３における他方の冷却水路３ｂと排気弁座７の冷却水路７ｂとを連通させる。
【0092】
本実施形態４に係る冷却構造において、冷却水は、例えば、シリンダカバー３内の下側の流路（図示せず）から排気弁座７内の冷却水路７ｂに流入する。冷却水路７ｂ内の冷却水は、排気弁箱１０Ｃの周溝７ｃを経由してシリンダカバー３内の冷却水路３ａに流入し、この冷却水路３ａから外部給水管４２の接合部４２ｂ内の流通路４２ｂａを通じて、管本体２２ａに流入する。その後、この冷却水の流通は、上述した実施形態２と同様である。これに並行して、冷却水路７ｂ内の冷却水は、排気弁箱１０Ｃの周溝７ｃを経由してシリンダカバー３内の冷却水路３ｂに流入し、この冷却水路３ｂから外部給水管４３の接合部４３ｂ内の流通路４３ｂａを通じて、管本体２３ａに流入する。その後、この冷却水の流通は、上述した実施形態２と同様である。
【0093】
以上、説明したように、本発明の実施形態４に係る冷却構造では、排気弁箱１０Ｃの外壁部の下端角に周溝７ｃを形成し、この周溝７ｃを介してシリンダカバー３内の冷却水路３ａ、３ｂと排気弁座７内の冷却水路７ｂとが各々連通するようにし、その他の構成を上述した実施形態２と同様にしている。このため、シリンダカバー３内の冷却水路３ａ、３ｂと排気弁座７内の冷却水路７ｂとを各々連通させる周溝７ｃを排気弁箱１０Ｃの外壁部の下端角に形成した態様でありながら、上述した実施形態２と同様の作用効果を享受する冷却構造を実現することができる。
【0094】
なお、上述した実施形態１～４では、排気弁箱１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ内の排気ポート１０ａよりも上側で冷却室２１と外部給水管とを連通させる内部流路を、冷却室２１の周方向に沿って冷却室２１と合流する内部流路、または、冷却室２１を挟んで冷却水出口２６とは反対側で冷却室２１と合流する内部流路としていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、排気弁箱１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ内の排気ポート１０ａよりも上側で冷却室２１と外部給水管とを連通させる内部流路を、冷却室２１を挟んで冷却水出口２６とは反対側で冷却室２１の周方向に沿って冷却室２１と合流する内部流路としてもよい。
【0095】
また、上述した実施形態１～４では、外部給水管２３、４３、５３の管本体２３ａの流入端部および流出端部を接合部２３ｂ、２３ｃ、４３ｂまたはシリンダカバー３内の冷却水路３ｂに対して各々自由端とする応力吸収構造を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、外部給水管２３の応力吸収構造は、管本体２３ａの流入端部２３ａａを接合部２３ｂに対して自由端とし且つ管本体２３ａの流出端部２３ａｂを接合部２３ｃに対して固定端としたものであってもよいし、管本体２３ａの流入端部２３ａａを接合部２３ｂに対して固定端とし且つ管本体２３ａの流出端部２３ａｂを接合部２３ｃに対して自由端としたものであってもよい。このことは、外部給水管４３、５３についても同様である。また、外部給水管２２の応力吸収構造は、管本体２２ａの流入端部を接合部２２ｂに対して固定端とし且つ管本体２２ａの流出端部を接合部２２ｃに対して自由端としたものであってもよいし、管本体２２ａの流入端部および流出端部を接合部２３ｂ、２３ｃに対して各々自由端としたものであってもよい。このことは、外部給水管４２、５２についても同様である。
【0096】
また、上述した実施形態１～４では、冷却室２１内の冷却水の出口として、内部流路２５ｂの開口端（冷却水出口２６）を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、冷却室２１内の冷却水の出口は、上述した冷却水出口２６以外の場所に形成されてもよい。
【0097】
また、上述した実施形態１～４では、排気弁箱の外壁部等に２つの外部給水管が接合された場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。排気弁箱の外壁部等に接合する外部給水管の配管数は、１つであってもよいし、複数（２つ以上）であってもよい。
【0098】
また、上述した変形例では、外部給水管の熱伸び方向の伸縮を可能にする可変構造の管本体として、湾曲形状の管本体を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、当該可変構造の管本体は、外部給水管の熱伸び方向に伸縮自在な蛇腹構造の管本体であってもよいし、複数の円筒体を摺動自在に嵌め合わせた構造の管本体であってもよい。
【0099】
また、上述した実施形態１～４および変形例により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態１～４に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【0100】
１ 舶用ディーゼルエンジン
２ シリンダライナ
３ シリンダカバー
３ａ、３ｂ 冷却水路
４ ピストン
５ ピストン棒
６ 排気弁
６ａ 弁体
６ｂ 弁棒
７ 排気弁座
７ａ 排気ポート
７ｂ 冷却水路
７ｃ 周溝
８ 燃焼室
９ 燃料噴射弁
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 排気弁箱
１０ａ 排気ポート
１１ 弁棒案内部
１２ カバー
１３ 排気弁作動装置
１４ 接続配管
１５ 排気マニホールド
２１ 冷却室
２２、２３、３３、４２、４３、５２、５３ 外部給水管
２２ａ、２３ａ、３３ａ 管本体
２２ｂ、２２ｃ、２３ｂ、２３ｃ、４２ｂ、４３ｂ 接合部
２２ｂａ、２３ｂａ、２３ｃａ、４２ｂａ、４３ｂａ 流通路
２３ａａ、３３ａａ、５２ａａ、５３ａａ 流入端部
２３ａｂ、３３ａｂ 流出端部
２３ｂｂ、２３ｃｂ 係合部
２４ａ、２４ｂ 下部流路
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 内部流路
２６ 冷却水出口
２７ａ、２７ｂ Ｏリング
Ｆ１ 熱伸び方向
２ シリンダライナ
３ シリンダカバー
３ａ、３ｂ 冷却水路
４ ピストン
５ ピストン棒
６ 排気弁
６ａ 弁体
６ｂ 弁棒
７ 排気弁座
７ａ 排気ポート
７ｂ 冷却水路
７ｃ 周溝
８ 燃焼室
９ 燃料噴射弁
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 排気弁箱
１０ａ 排気ポート
１１ 弁棒案内部
１２ カバー
１３ 排気弁作動装置
１４ 接続配管
１５ 排気マニホールド
２１ 冷却室
２２、２３、３３、４２、４３、５２、５３ 外部給水管
２２ａ、２３ａ、３３ａ 管本体
２２ｂ、２２ｃ、２３ｂ、２３ｃ、４２ｂ、４３ｂ 接合部
２２ｂａ、２３ｂａ、２３ｃａ、４２ｂａ、４３ｂａ 流通路
２３ａａ、３３ａａ、５２ａａ、５３ａａ 流入端部
２３ａｂ、３３ａｂ 流出端部
２３ｂｂ、２３ｃｂ 係合部
２４ａ、２４ｂ 下部流路
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 内部流路
２６ 冷却水出口
２７ａ、２７ｂ Ｏリング
Ｆ１ 熱伸び方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】