特表 2024-504579 ２ストローククロスヘッドエンジンに組み込まれたスラッジ洗浄のための自動洗浄システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-01

(54)【発明の名称】２ストローククロスヘッドエンジンに組み込まれたスラッジ洗浄のための自動洗浄システム

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/00 20060101AFI20240125BHJP

   F23J 3/00 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

F01M11/00 B

F23J3/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023540899

(86)(22)【出願日】2022-01-18

(85)【翻訳文提出日】2023-07-27

(86)【国際出願番号】 EP2022050960

(87)【国際公開番号】W WO2022157134

(87)【国際公開日】2022-07-28

(31)【優先権主張番号】PA202100057

(32)【優先日】2021-01-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523252364

【氏名又は名称】トーハンサ・アンパーツセルスケープ

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｒｈａｎｓａ ＡｐＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】ピーターセン，ハンサ マリア

【テーマコード（参考）】

3G015

3K261

【Ｆターム（参考）】

3G015AA12

3G015CA06

3G015DA04

3G015EA10

3K261GA11

3K261GA16

(57)【要約】

本発明は、エンジン（１）の空洞（３，４）内に固定され、空洞内の流体がオーガ（２）の外径に沿って輸送されるように取り付けられた、回転する柔軟なスパイラルオーガ（２）を備えた自動洗浄システム付きエンジン（１）に関する。オーガ（２）は、センタレスで、スラッジとオイルはさらにオーガの中心部（７）を流れる

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン（１）の空洞（３，４）内に固定された回転する柔軟なスパイラルオーガ（２）を備え、空洞内の液体や固形物がオーガ（２）の外径に沿って搬送される自動洗浄システムを備えたエンジン（１）。

【請求項2】

オーガ（２）がセンタレスで、スラッジとオイルがオーガの中心部（７）内を流れる、請求項１記載のエンジン（１）。

【請求項3】

オーガ（２）が十分な可撓性を有し、直線状またはわずかに湾曲して延びることを可能にした、請求項１または２に記載のエンジン（１）。

【請求項4】

オーガ（２）が、出口開口部（６）に向かってエンジン（１）からスラッジを掻き出すことができるように配置されている、請求項１から３のいずれかに記載のエンジン（１）。

【請求項5】

オーガ（２）が、掃気空間またはピストン下面空間であるエンジン空洞（３）内に配置されている、請求項１から４のいずれかに記載のエンジン（１）。

【請求項6】

空洞（３）の底部がオーガ（２）の底部に向かって傾斜しており、スラッジとオイルの両方がオーガ（２）の底部に向かって滑り落ちるまたは流れ落ちる、請求項５に記載のエンジン（１）。

【請求項7】

オーガ（２）が掃気レシーバであるエンジンの空洞（３）内に配置されている、請求項１から６のいずれかに記載のエンジン（１）において、エンジン（１）。

【請求項8】

オーガ（２）が、長手方向案内プレート（５）によって所定の位置に保持されている、請求項１から７のいずれかに記載のエンジン（１）。

【請求項9】

オーガ（２）の端部に駆動ユニット（８）が取り付けられている、請求項１から８のいずれかに記載のエンジン（１）。

【請求項10】

オーガ（２）が、エンジン（１）から排出を行う統合パイプ（１０）内に配置されている、請求項１から９のいずれかに記載のエンジン（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２ストローククロスヘッドエンジンで使用できる回転する柔軟なスパイラルオーガを備えた自動洗浄システムに関し、特に、エンジンフラッシングエアベルト（「掃気空間」または「ピストン下側空間」とも呼ばれる）に組み込むのに適している。本発明は、エンジンフラッシングエアタンクの「掃気レシーバ」への設置にも適している。さらに、上記領域から分岐する配管系への設置にも適している。

【背景技術】

【0002】

本発明は、既存のエンジンや設備に後付け部として使用することも、新しいエンジンや設備に設置することもできる。本発明は、圧力設定、または圧力なし（開放式）システムにも使用できる。

【0003】

２サイクルクロスヘッドエンジンでは、エンジンのフラッシングエアベルトに「スラッジ」が層状に蓄積することが知られている。この現象は、媒体の組成によって発生する。媒体は、シリンダの潤滑油から成り、未燃焼粒子（スラッジ）の形の固体粒子と混合している。これらの固体またはスラッジ成分は、沈殿する／沈殿しやすく、傾斜のほとんどない表面に、比較的早く、層を重ねて蓄積し、エンジンの運転下で比較的多量の固体スラッジを構築する。この堆積物は、硬い踏み固められた土のように固まっている。この現象は、媒体（オイル）の流動部分が、固体／スラッジ成分を十分に運動させることができずに流れ去るために起こる。前回の洗浄からわずか３週間しか運転していないのに、許容できない量の固形スラッジが蓄積している例が知られている。現在のところ、この問題は、主に、小型のシャベル、クリエーター、ヘラ、その他の公知の清掃／掘削用具を用いて手作業で清掃することによって解決されている。しかし、これでは作業時間が比較的長くなってしまう。さらに、この手作業を行うためには、エンジンを数時間停止させる必要がある。

【0004】

既知の例では、パージエアベルト、パージエアタンク、および関連する排水管の手作業による清掃に、年間１２００時間以上の労働時間が費やされている。さらに、この作業は厄介な姿勢で行われることが多く、有毒で有害な可能性のある化学薬品や軽油を使用することも多いため、関係者にとっては迷惑な作業である。また、汚泥に含まれる有害成分が関係する従業員に長期的な影響を及ぼす懸念も高まっている。面倒な手作業による掘削／清掃の間、作業員が汚泥との皮膚接触を避けられないこともよく見られる。また、このような比較的狭い空間の中は、しばしば非常に高温になる。これは、潜在的に有害なヒュームやミストを含む空気と混合しているため、人手による掘削や清掃を完全に避けることが望ましい。

【0005】

上記のエリアと関連配管については、エンジンの運転にとって清浄度が重要である。スラッジの堆積が大きすぎると、エンジン運転に重大な操作上および安全上の懸念が生じる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、柔軟なセンタレスヘリカルオーガの適合した回転を利用して、エンジンの継続運転中に、固体スラッジ／どろどろした液状のスラッジの許容できない蓄積を自動的に防止することにある。

【0007】

本発明は、このような２サイクルエンジンのトラブルのない運転をもたらし、手作業による清掃の工数を大幅に削減することを意味する。さらに、本発明は、エンジン内の指示された部分の手作業による清掃に関連して、消費される清掃用化学薬品およびディーゼル油の消費に関して、１つの大幅な節約につながる可能性がある。さらに、本発明は、エンジンのオペレータがシリンダ潤滑油の消費量を大幅に節約することを支援する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

特許請求の範囲に記載されたシステムによって問題点は解決され、これには、空洞内の流体がオーガの外径に沿って輸送されるように、エンジンの空洞内に固定された回転する可撓性のスパイラルオーガを備えた自動洗浄システムを備えたエンジンを導入することが含まれる。

【0009】

オーガは、スラッジとオイルがオーガ中心部にさらに流れるように、センタレスであってもよい。

【0010】

オーガは十分な可撓性を有し、直線状またはわずかに湾曲して延びることができるため、空洞の形に適応することができる。

【0011】

オーガは、スラッジを出口開口部に向かってエンジンから掻き出すことができるように配置することができる。

【0012】

一実施形態では、オーガは、掃気空間またはピストン下面空間であるエンジンの空洞内に配置される。

【0013】

空洞の底部はオーガの底部に向かって傾斜しているため、スラッジとオイルの両方がオーガの底部に向かって滑り落ちるまたは流れ落ちる。

【0014】

一実施形態では、オーガは、掃気レシーバであるエンジンの空洞内に配置される。

【0015】

オーガは、長手方向ガイドプレートによって所定の位置に保持される。

【0016】

オーガの端部には、駆動ユニットが取り付けられていてもよい。

【0017】

オーガは、エンジンからの排出を行う統合パイプ内に配置することができる。

【0018】

回転する柔軟なスパイラルオーガまたはヘリカルオーガは、例えば農業における飼料や顆粒の輸送に使用される柔軟なオーガから知られている。これらの用途では、オーガは比較的高速で回転し、オーガの主な機能は、パイプまたはダクトを通る乾燥飼料または顆粒の輸送（オーガ走行）である。

【0019】

回転する柔軟なヘリカルオーガはさらに、柔軟性があるため、あらゆる流路や管路の柔らかい曲がりにも追従して機能することを特徴とする。

【0020】

回転する柔軟なスパイラルオーガを備えた自動洗浄システムでは、オーガの主な機能は、固形物（スラッジ）の堆積を防ぐことである。これは、基材に対して掻き取り効果をもたらす比較的低速の回転で達成される。

【0021】

主な媒体輸送は、スパイラルオーガの中空径を通る流れと、オーガの外径に沿った流れによって行われる。

【0022】

流れは、基材の傾斜による重力、またはオーガの入口と出口間の圧力差によって生じる。重力と圧力差の組み合わせによって流れが発生するシステムもある。

【0023】

「基材」とは、オーガが配置される断面を指す。従って、オーガは、閉鎖された、場合によっては完全に／部分的に開放されたストレッチと組み合わされたパイプおよび／またはダクト内に配置することができる。オーガは、閉じたパイプやダクトにも配置できる。

【0024】

さまざまな回転パイプや排水管クリーナーが知られている。これらは、管またはパイプの開口部からクリーニングテープのようにワイヤーを押し込むことを特徴とする。通常、手持ち式で、管の開口部にアクセスする必要があり、管が完全に詰まった場合や部分的に詰まった場合に、詰まった栓に可能な穴を開けるために使用される。本装置は、固定／永久的な取り付けや連続的な防止操作を意図したものではない。

【0025】

先行公開のＧＢ ４６８８１３ Ａには、管系に固定された回転する柔軟なスパイラルオーガを備えた自動洗浄システムが開示されている。固形物の輸送は、管の底に対する掻き取り効果によって行われ、一方システムは、スパイラルオーガの中空径を通る液体の流れ、およびスパイラルオーガの外径と管の内径との間に現れる空間に沿った液体の流れを可能にする。

【0026】

本刊行物は、主に様々な燃焼ボイラーで使用される技術である、滞留水によって常時満たされ／溢れ出すパイプを通して、灰およびスラグを下に輸送することを意図した発明および技術を記載しており、固体を地表下に、常時パイプ内の滞留水を通して輸送／強制することを特徴としている。この技術の目的は、貯蔵のために輸送される前に、灰／スラグ中の燃え殻や火を効果的に消失させることにある。

【0027】

この効果は、本発明によって得られる効果とは正反対であり、本発明の主な目的は、管またはパイプの基材を望ましくない基質から常に清浄に保つことである。目詰まりは、オイル、燃料、冷却水の突然の漏れを引き起こす可能性があり、安全上の理由から、そのような漏れは、清浄で空のダクトおよび排水管またはパイプを介して直ちに迂回させることが重要であるため、例えば大型の２本ストークエンジンにとって、これは極めて重要である。本発明はさらに、例えばクロスヘッドタイプの２サイクルエンジンに組み込まれることで、この技術とは異なる。本発明はさらに、例えばクロスヘッドタイプの２サイクルエンジンに組み込まれることによって、この技術とは異なる。

【0028】

スパイラルオーガの回転速度は、固形物および／またはスラグの沈殿および／または堆積を防止することによって、比較的清浄な基材／流路／パイプが維持されるように調整することができる。オーガの回転速度は、固形物および／または流動性の低い液体物質の沈殿や堆積を防止して、比較的清浄な基材／流路／パイプを維持できるように調整することができる。オーガの回転速度は、オーガと基材との不要な摩擦を避けるために低速に調整することができる。これにより、回転オーガの不必要な摩耗や温度上昇を避けることができる。

【0029】

スパイラルオーガの回転運動は、一定の回転速度でも、変化する回転速度でもよい。また、本発明は、間欠的（スタート／ストップ）な回転運動で実施することもできる。

【0030】

本発明はさらに、オーガの端部に取り付けられた駆動ユニットを有することを特徴とする。スパイラルオーガの掻き取り／清掃運動は、駆動装置から離れる方向にも、駆動装置に向かう方向にも行うことができる。駆動ユニットは、スパイラルオーガの回転運動を生成する。駆動部の回転運動は、電動モータ／アクチュエータ、油圧モータ／アクチュエータ、空圧モータ／アクチュエータ、機械式アクチュエータ、または手動操作により行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】オーガ２（またはスネイルまたはスパイラルスクリュー）がエンジンフラッシングエアベルト３（「掃気空間」または「ピストン下側空間」と呼ばれる）およびエンジンフラッシングエアタンク４の両方に取り付けられている、エンジン１の断面で見た実施形態を示す。オーガ２は、縦方向のガイドプレート５で覆われている。

【図2】オーガ２がエンジンフラッシングエアタンク４内に配置され、オーガの一部が出口開口部６を持つパイプまたはチャネル９内に延びている状態を、エンジン１の側面から見た図である。

【図3】オーガ２がエンジンフラッシングエアベルト３内に配置され、オーガの一部が出口開口部６を備えたパイプまたはチャネル９内に延びている状態を、エンジンの側面から見た図である。

【図4】オーガ２がエンジンフラッシングエアベルト３およびエンジン１から排出される統合管１０に取り付けられている実施形態を示す。

【図5】オーガチューブ１３内に配置されたオーガ２を示す。

【図6】オーガ２と駆動装置８の部分を示す。

【図7】オーガ２がオーガ２に向かって傾斜した表面２４に相対して配置されているところを示す。

【図8】オーガ２が垂直な面を有する表面２４に相対して配置されているところを示す。

【図9】一実施形態による、オーガ２が表面２４の凹部２５に配置されている表面２４に対して配置されたところを示す。

【図10】図９に対する別の実施形態による、オーガ２が表面２４の凹部２５に配置されている表面２４に対して配置されたところを示す。

【図11】オーガ２が、円形表面２４に相対して配置され、長手方向案内板５を備えるところを示す。

【発明を実施するための形態】

【0032】

詳細な説明および具体的な実施例は、本発明の実施形態を示すものであるが、例示のためにのみ与えられる。

【0033】

図１は、オーガ２（またはスネイルまたはスパオラルスクリュー）が、エンジンフラッシングエアベルト３（「掃気空間」または「ピストン下面空間」と呼ばれる）およびエンジンフラッシングエアタンク４（「掃気レシーバ」とも呼ばれる）の両方に取り付けられている、エンジン１の断面で見た実施形態を示す。図示の実施形態では、オーガ２は、長手方向ガイドプレート５によって所定の位置に保持されている。オーガ２は、直線状に延びることも、わずかに湾曲して延びることもできる。エンジンフラッシングエアベルト３の底部は、オーガ２の底部に向かって適切な傾斜がつけられており、スラッジとオイルの両方がオーガ２の底部に向かって滑り落ちるようになっている。オーガ２は、このようにして、エンジン１からオーガ２の出口開口部６に向かってスラッジを掻き出すことができる（図３参照）。オイルは、オーガ２の外径に沿って流れるだけでなく、オーガ２の中心部の空洞７内にも流れることができる（図４参照）。

【0034】

図２と図３は、エンジン１の側面から見た実施形態を示す。実施形態のスパイラルオーガ２は、エンジン１のすべてのシリンダに沿って延びている。洗浄システムは、必要に応じて分割することができる。図には、オーガ２の端部に取り付けられた駆動ユニット８と、オーガ２が出口開口部６に向かって延びるパイプまたはチャネル９の形状に関連して配置された出口開口部６とが示されている。出口開口部６はオイルとスラッジを回収するために、圧力密閉パイプを介してタンクに接続することができる。

【0035】

図示の形態では、スクリューの長手方向は主にエンジン１の長手方向と平行である。

【0036】

図４は、オーガ２が、エンジン１からの排出を行う統合管１０と同様に、エンジンフラッシングエアベルト３に取り付けられている実施形態を示す。この実施形態では、バルブ１１（例えばボールバルブ）が統合管１０の入口に配置されている。統合管１０は、エンジン１のすべての気筒に共通であり、バルブ１１を使用して個々の気筒からの出口を封鎖できることは利点となり得る。図では、クロスマウントされたオーガ２が、エンジンフラッシング用エアベルト３から駆動ユニット８に向かってスラッジとオイルを掻き出す。スラッジとオイルの混合物は、その後、統合管１０に流れ落ちる／滑り落ちる。オーガ２ａは、スラッジ液を、エンジン１の長手方向にエンジン１から離れるように掻き出す。オイルは、オーガ（２）の外径に沿って流れるだけでなく、オーガ（２）の中心部７内にも流れる可能性がある。

【0037】

図示された実施形態では、オーガ２の長手方向は主にエンジン１の長手方向に対して垂直であり、一方、統合管１０に組み込まれたオーガ２ａの長手方向は、主にエンジン１の長手方向である。

【0038】

したがって、自動洗浄システムは、エンジン１の長手方向に対して、またエンジン１の水平面に対して、実用的な任意の角度で組み込むことができる。しかし、オーガ２、２ａの出口開口部６に向かって傾斜していることが有利である。

【0039】

エンジン１からのオーガ２、２ａの出口開口部６は、オーガ２の自由な回転と移動を可能にする円形パイプ、機械加工または鋳造されたチャネル、またはその他の圧力密閉ダクトまたは通路として設計することができる。

【0040】

図５および図６は、加圧システム（エンジンのフラッシングエアベルト３およびフラッシングエアタンク４からの洗浄）を意図した駆動ユニット８の実施形態を示している。図示されたオーガ２はブラントであり（開示されたすべての実施形態に当てはまる可能性がある）、実施形態は、オーガチューブ１３内に存在する圧力（フラッシングエア圧力）に対する従来のアクスルシール１２に関連する。アクスル１４（またはシャフト）は、オーガ２を螺旋状に回転させるために、ギヤモータ１６の低速回転運動を伝達する。ハウジング１５は、オーガチューブ１３の基礎および端部フランジとして機能する。ベアリングハウジング１７は、例えばボールベアリングを介してシャフトの軸方向および半径方向の力を吸収する。

【0041】

ギヤモータ１６は、シャフト１４とオーガ２の回転を発生させる。ギヤモータ１６の回転力は、オーガ２とギヤモータ１６が過負荷にならないように、穴１８ａ、１８ｂを介して取り付けられたバネを介して伝達される。滑り軸受１９は、シャフト１４の半径方向の力を吸収し、従来のシャフトシーリング１２を圧縮するように部分的に機能する。この圧縮効果は、ボルト２０を締め付けることにより、スライディングベアリング１９がハウジング１５の方向に引っ張られ、回転するシャフト１４と固定されたハウジング１５との間の緊密な効果を達成することにより達成される。スパイラルオーガ２は、シャフト１４の凹部内のねじ２１（例えばピノールねじ）によってシャフト１４に固定することができる。ガード２２は、回転するシャフト１４へのアクセスを防止するために、ハウジング１５に取り付けられている。誘導センサ２３は、所望のシャフト回転を監視する。

【0042】

図７は、表面２４に対して位置決めされた実施形態のオーガ２を示す。オーガ２は、オーガ２に向かって減少する側面を有する屈曲面２４の底部に配置されている。矢印は、オーガ２の底部に向かうスラッジとオイルの移動方向を示す。

【0043】

図８は、図７の実施形態とは異なる別の実施形態におけるオーガ２と曲面２４を示しており、曲面２４の一方の側面が垂直になっている。矢印は、オーガ２の底部に向かうスラッジとオイルの移動方向を示す。

【0044】

図９は、図７の実施形態とは異なる第３の実施形態におけるオーガ２および表面２４を示しており、オーガ２が凹部２５の上方に到達するように深さを有する表面２４の凹部２５内に配置されている。矢印は、オーガ２の底部に向かうスラッジと油の移動方向を示す。

【0045】

図１０は、図９の実施形態とは異なる第４の実施形態のオーガ２および表面２４を示し、凹部２５は、オーガ２の直径または高さと少なくとも同じ大きさの深さを有し、このため、凹部２５内に実質的に完全に閉じ込められる。矢印は、オーガ２の底部に向かうスラッジと油の移動方向を示す。

【0046】

図１１は、表面２４が円形または少なくとも湾曲している第４の実施形態のオーガ２と表面２４を示す。矢印は、オーガ２の底部に向かうスラッジと油の移動方向を示す。

【0047】

図１１に図示されているが、いずれの実施形態でも実施可能なオーガ２は、長手方向ガイドプレート５によって所定に位置に保持されている。これらのガイドプレートは、スラッジとオイルがオーガ２の底部まで確実に滑り落ちる／流れ落ちるように位置決めされ、設計されている。そして同時に、オーガを表面２４および／または凹部２５に対して所望の位置に保持する。

【符合の説明】

【0048】

１ － エンジン
２、２ａ － オーガまたはスネイル
３－エンジンフラッシングエアベルト（「掃気空間」または「ピストン下側空間）
４ － エンジンフラッシングエアタンク（「掃気レシーバ」とも呼ばれる）
５ － 長手方向ガイドプレート
６ － 出口開口部
７ － オーガの中心部
８ － 駆動ユニット
９ － パイプまたはチャンネル
１０ － 統合管
１１ － バルブ
１２ － アクスルシール
１３ － オーガチューブ
１４ － アクスルまたはシャフト
１５ － ハウジング
１６ － ギヤモータ
１７ － ベアリングハウジング
１８ａ， １８ｂ － 穴
１９ － スライディングベアリング
２０ － ボルト
２１ － スクリュー
２２ － ガード
２３ － 誘導センサ
２４ － 表面
２５ － 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】