JP2015055246A - Cylinder liner device of reciprocating piston type internal combustion engine, and cooling method - Google Patents

Cylinder liner device of reciprocating piston type internal combustion engine, and cooling method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved device and an improved method for cooling a cylinder liner of an internal combustion engine.SOLUTION: A cylinder liner device 1 of a reciprocating piston type internal combustion engine, in particular an axial scavenging large 2-stroke diesel engine has a cylinder liner in which an upper part of a piston defines a combustion space together with a sliding face of the cylinder liner, and a cylinder cover 3 provided on the cylinder liner. The cylinder liner 2 has a liner cooling system 200 for cooling the cylinder liner by liner cooling fluid, and the cylinder cover 3 has a cover cooling system 300 for cooling the cylinder cover by cover cooling fluid. Exchange of a flow is controlled or adjusted between the liner cooling fluid 201 and the cover cooling fluid 301. Or, exchange of the flow is blocked between the linear cooling fluid and the cover cooling fluid.

Description

本発明は、独立クレーム1及び9の導入部に従う、往復ピストン型内燃エンジン、特に、縦方向に掃気される2-ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーライナー装置とシリンダーライナー装置を冷却するための冷却方法に関する。   The present invention relates to a cylinder liner device and a cooling method for cooling the cylinder liner device of a reciprocating piston internal combustion engine, in particular a 2-stroke large diesel engine scavenged in the longitudinal direction, according to the introduction part of independent claims 1 and 9. .

大型のディーゼルエンジンは、しばしば、船舶用又は例えば、静止運転状態の電気エネルギーを生成するための大型発電機を駆動するための駆動集合体として使用される。この点に関連しては、モータは通常は連続運転モードでかなりの長い期間にわたり駆動し、このことは安全運転及び適合性に関して努力とコストが要求されることとなる。この理由により、特に保守の間の長期間において、少ない損耗、燃料物質及び運転用材料の経済的な取り扱いがオペレータにとって機械の運転のための中心的な基準となっている。その他の事項として、かなりの低速で駆動するディーゼルエンジンの大きな穴のシリンダーライナー内でのピストンの運動挙動は、保守の間の長期に亘る期間、適合性、潤滑剤の消費について、また、運転費用とこれに関連して経済的効率に直接に関連する決定的なファクターとなる。このように、大型ディーゼルエンジンのピストンの挙動の複雑な問題はますます重要となっている。   Large diesel engines are often used as drive assemblies for driving large generators for marine use or, for example, to generate electrical energy in stationary operation. In this regard, the motor is typically driven for a fairly long period of time in a continuous mode of operation, which requires effort and cost for safe operation and compatibility. For this reason, especially in the long term during maintenance, low wear, economical handling of fuel material and operating materials are the central criteria for machine operation for the operator. Other than that, the piston's motion behavior within the large bore cylinder liner of a diesel engine driven at a fairly low speed can be attributed to long periods of maintenance, compatibility, lubricant consumption, and operating costs. And in this context, it becomes a decisive factor directly related to economic efficiency. Thus, the complex problem of piston behavior in large diesel engines is becoming increasingly important.

この点で、運転状態においてピストンがシリンダーカバーの近傍における上死点を通過する位置である運転状態のシリンダーの上部領域でシリンダーライナーが受ける負荷が特に大きいことはよく知られている。燃料空気混合体がピストンの上死点近傍において、即ち、シリンダーライナー、シリンダーカバー及びピストンによって囲まれる燃焼空間の体積が略最小となる時の時点において着火する。これにより、シリンダーライナー内において高温、高圧が作用し、シリンダーライナーは、ピストンの運動によるものだけでなく、燃焼空間の一定の動的体積の変化により、さらなる強い動的変化に曝される。   In this regard, it is well known that the load that the cylinder liner receives in the upper region of the cylinder in the operating state, which is the position where the piston passes the top dead center in the vicinity of the cylinder cover in the operating state, is particularly large. The fuel-air mixture is ignited near the top dead center of the piston, that is, when the volume of the combustion space surrounded by the cylinder liner, the cylinder cover and the piston is substantially minimized. As a result, high temperature and high pressure are applied in the cylinder liner, and the cylinder liner is exposed to a further strong dynamic change not only due to the movement of the piston but also due to a constant dynamic volume change of the combustion space.

この理由により、シリンダーカバーの近傍であるシリンダーライナーの上端に例えば冷却リングを設けるとが知られており、この冷却リングには、好ましくは、少なくとも高くなる熱応力の一部をシリンダーライナーから冷却リングを経て逃がすことができるような水冷却手段が設けられる。また、同時に、例えば、すでに米国特許第937,200号に示されているような簡単な冷却リングが設けられる。   For this reason, it is known to provide, for example, a cooling ring at the upper end of the cylinder liner in the vicinity of the cylinder cover, which preferably has at least a portion of the increased thermal stress from the cylinder liner to the cooling ring. A water cooling means is provided so that it can escape through. At the same time, a simple cooling ring is provided, for example as already shown in US Pat. No. 937,200.

シリンダー内で発生する熱の大部分はシリンダーライナーの上部領域及び当然のこととしてシリンダーカバーに存在するという事実により、シリンダーライナーの上部領域における温度は、従来のシリンダー装置のシリンダーライナーの下部領域よりも極めて高い。従来技術のシリンダーライナーについては、シリンダーライナーのシリンダー壁においてシリンダー軸に沿って大きな温度勾配が存在する。換言すると、シリンダーライナーの上部領域、特にシリンダーカバーに隣接する領域における温度は所望の平均温度より極めて高い、即ち、シリンダーライナーの下部領域の温度が相対的に低すぎる。   Due to the fact that most of the heat generated in the cylinder is in the upper area of the cylinder liner and of course in the cylinder cover, the temperature in the upper area of the cylinder liner is higher than in the lower area of the cylinder liner of conventional cylinder devices. Extremely high. For prior art cylinder liners, there is a large temperature gradient along the cylinder axis at the cylinder wall of the cylinder liner. In other words, the temperature in the upper region of the cylinder liner, particularly in the region adjacent to the cylinder cover, is much higher than the desired average temperature, i.e. the temperature in the lower region of the cylinder liner is relatively too low.

このことは、同時に、当業者にとって周知の種々の負の副産物をもたらす。シリンダーライナー壁の異なる領域における大きな温度差により、当然のこととして対応する機械的内部歪みがもたらされる。例えば、シリンダーライナーは、他に追加的な手段を講じなければ、シリンダーカバーの近傍の上部領域では下部領域に比較して径方向に強く膨張する。このことは、往復ピストン型内燃エンジンの運転状態においてシリンダーライナーの内径が上部領域においては下部領域より大きくなるという危険が存在することを意味する。これはピストンのピストン滑動挙動に関して不具合、従って、その結果としてピストンとライナー滑動面との間の摩擦の増加とて知られているだけでなく、当然のこととして、シリンダーライナーのシリンダー軸に沿う軸法方向及び径方向の内部応力を報じる。大きな温度勾配は、必然的に関連している機械要素に関係するシリンダーライナー内での激しい不均一な腐食の進行へとつながる。更に、損傷を生じる酸の生成、及び、例えば、低温腐食が好ましくない態様で影響を及ぼす。上述の損傷を与える副産物は、単なる例示であり、最終的なものではないものとして理解されるべきである。当業者であれば、複数の更なる負の結果を十分に認識している。   This simultaneously results in various negative by-products that are well known to those skilled in the art. Naturally, large temperature differences in different areas of the cylinder liner wall result in corresponding mechanical internal strains. For example, the cylinder liner expands more strongly in the radial direction in the upper region near the cylinder cover than in the lower region, unless additional measures are taken. This means that in the operating state of the reciprocating piston type internal combustion engine, there is a risk that the inner diameter of the cylinder liner is larger in the upper region than in the lower region. This is not only known as a malfunction with respect to the piston sliding behavior of the piston, and consequently as an increase in friction between the piston and the liner sliding surface, but of course the axis along the cylinder axis of the cylinder liner. Report internal and radial internal stresses. Large temperature gradients lead to the development of severe uneven corrosion within the cylinder liner, which is necessarily related to the mechanical elements involved. Furthermore, the generation of damaging acids and, for example, low temperature corrosion has an adverse effect. The above-mentioned damaging by-products should be understood as merely exemplary and not final. One skilled in the art is fully aware of several additional negative results.

更に、先行技術水準によって知られている解決法は、具体例によっては、シリンダーライナーとシリンダーカバーに例えば水のような同じ冷却媒体が使用され、また、しばしば、シリンダーライナーとシリンダーカバーのための結合された冷却回路が設けられると、特に、共通の冷却回路を介してシリンダーライナーとシリンダーカバーの間での大量の熱交換がなされるという問題を提示している。実際、このことは、しばしば、無視することができないシリンダーライナーからの熱の影響がシリンダーカバーにもたらされることを意味している。このことは、順次、シリンダーカバー内の冷却水が激しく加熱されて、特に、シリンダーカバー内で冷却剤の中で気泡が発生する、及び/又は、すでにシリンダーライナー内で発生した気泡が冷却システム内を上昇して冷却中のカバーに到達し、シリンダーカバーの冷却を悪化させ、当業者に知られているように、最悪の場合はシリンダーカバーそのもの、及び/又は、シリンダーカバーに設けられている噴射ノズル、排出バルブ、油圧バルブ、計器類などの要素を損傷する、又は、上記要素の寿命を際だって短くし、及び/又は、モータの性能に悪影響を及ぼす。   Furthermore, the solutions known from the state of the art are that, in some embodiments, the same cooling medium, for example water, is used for the cylinder liner and the cylinder cover, and often a coupling for the cylinder liner and the cylinder cover. The provision of an improved cooling circuit presents the problem of a large amount of heat exchange between the cylinder liner and the cylinder cover, in particular via a common cooling circuit. In fact, this often means that the cylinder cover has a heat effect from the cylinder liner that cannot be ignored. This in turn means that the cooling water in the cylinder cover is heated violently, in particular bubbles are generated in the coolant in the cylinder cover and / or bubbles already generated in the cylinder liner are in the cooling system. To reach the cooling cover and worsen the cooling of the cylinder cover, as known to those skilled in the art, in the worst case the cylinder cover itself and / or the jets provided on the cylinder cover Damage to elements such as nozzles, discharge valves, hydraulic valves, instrumentation, etc., or significantly shorten the life of the elements and / or adversely affect motor performance.

したがって、例えば、従来より明らかになっているように、シリンダーライナー自体又は少なくともシリンダーライナーの滑動面、ピストンリング、シリンダーカバー、及びそこに設けられる噴射ノズル、排気バルブ、油圧バルブ及び計器類などの要素などの関連要素の寿命が著しく減少することが予想されるばかりでなく、燃料の消費を増加させ、最終的には高いコストと作動の質的低下につながるモータの運転ににおける出力損失を考慮に入れなければならない。   Thus, for example, as has become clear from the past, the cylinder liner itself or at least the sliding surface of the cylinder liner, the piston ring, the cylinder cover, and elements such as injection nozzles, exhaust valves, hydraulic valves and instruments Not only is expected to significantly reduce the life of related elements such as, but also takes into account the power loss in driving the motor, which increases fuel consumption and ultimately leads to higher costs and lower quality of operation I have to put it in.

上記の理由により、本発明の目的は、従来技術によって既知のもの以外の、改良されたシリンダーライナー装置及び/又は改良された往復ピストン型内燃エンジン、特に、縦方向に掃気される低速2−ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーライナーの冷却方法を提供ることにある。   For the above reasons, the object of the present invention is an improved cylinder liner arrangement and / or an improved reciprocating piston internal combustion engine, in particular a low-speed two-stroke that is scavenged in the longitudinal direction, other than those known from the prior art. The object is to provide a cooling method for a cylinder liner of a large diesel engine.

特に、統計学的及び運動力学的な熱膨張が増大することが改良された方法で制限され、それにより、内燃エンジンの動作上の安全性が増すことが確保され、保守の間隔が増し、シリンダーライナー及び他の要素の寿命が極めて増大し、最終的にはモータの運転の費用が劇的に減少する。   In particular, the increased statistical and kinematic thermal expansion is limited in an improved way, thereby ensuring increased operational safety of the internal combustion engine, increasing the maintenance interval, The life of the liner and other elements is greatly increased and ultimately the cost of operating the motor is dramatically reduced.

したがって、これらの目的を満たす本願発明の主題は、独立クレーム1及び9によって特徴付けられる。従属クレームは特に本発明の有利な実施例に関係する。   Accordingly, the subject matter of the present invention that meets these objectives is characterized by independent claims 1 and 9. The dependent claims particularly relate to advantageous embodiments of the invention.

したがって、本発明は、往復内燃エンジンのシリンダー装置、特に、縦方向に掃気される2-ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーライナー装置に関し、前記シリンダー装置は、運転状態及び取付け状態におけるシリンダーライナーのシリンダー軸に沿って上死点位置及び下死点位置の間で往復運動が可能なピストンが内部に設けられ、ピストンの上側がシリンダーライナーの滑動面とシリンダーカバーと共に燃焼空間を画成するようにしたシリンダーライナーを備える。前記シリンダーライナーは、シリンダーライナーをライナー冷却流体によってシリンダーライナーを冷却するためのライナー冷却システムを備え、シリンダーカバーはカバー冷却流体によってシリンダーカバーを冷却するためのカバー冷却システムを備えている。本発明によれば、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間での流れの交換が制御され又は調整されるように、ライナー冷却システムはカバー冷却システムから分離可能とされている。これとは別に、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間での流れの交換が阻止される。   Accordingly, the present invention relates to a cylinder device of a reciprocating internal combustion engine, and more particularly, to a cylinder liner device of a two-stroke large diesel engine that is scavenged in the longitudinal direction. A cylinder liner in which a piston capable of reciprocating between the top dead center position and the bottom dead center position is provided inside, and the upper side of the piston defines a combustion space together with the sliding surface of the cylinder liner and the cylinder cover. Is provided. The cylinder liner includes a liner cooling system for cooling the cylinder liner with a liner cooling fluid, and the cylinder cover includes a cover cooling system for cooling the cylinder cover with a cover cooling fluid. In accordance with the present invention, the liner cooling system is separable from the cover cooling system so that flow exchange between the liner cooling system and the cover cooling system is controlled or regulated. Apart from this, the exchange of flow between the liner cooling system and the cover cooling system is prevented.

したがって、本発明にとっては、シリンダーカバーとシリンダーライナーのそれぞれに分離した独自の冷却システムが設けられることがが必須であり、ここでは、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間での流れの交換が制御又は調整され、又は阻止されるようにライナー冷却システムはカバー冷却システムから分離されている。 換言すると、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間での流れの交換は制御又は調整装置、例えば、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間の少なくとも1つのバルブによって制御又は調整される。制御又は調整の代替として、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間の流れの交換は、例えば、ライーナー冷却システムとカバー冷却システムとの間で分離手段によって阻止され、ここでは、分離手段によって流れの交換のための連結がなされない。   Therefore, for the present invention, it is essential that a separate cooling system is provided for each of the cylinder cover and the cylinder liner, in which the flow exchange between the liner cooling system and the cover cooling system is performed. The liner cooling system is separated from the cover cooling system so that it can be controlled, regulated, or blocked. In other words, the flow exchange between the liner cooling system and the cover cooling system is controlled or regulated by a control or regulating device, for example at least one valve between the liner cooling system and the cover cooling system. As an alternative to control or regulation, flow exchange between the liner cooling system and the cover cooling system is prevented, for example, by a separation means between the liner cooling system and the cover cooling system, where Connection for exchange is not made.

本発明によれば、シリンダーカバーとシリンダーライナーに独自の分離した冷却システムが設けられという事実により、ライナー冷却流体とカバー冷却流体の間で流れの交換が阻止される場合、従来技術のものとは異なり、カバー冷却システムとライーナー冷却システムの冷却媒体の全体を通しての混合がなされず、このことは、流れの観点からすると、カバー冷却システムとライナー冷却システムとの間の流れの交換を排除できるようにカバー冷却システムがライナー冷却システムが分離されるため、本発明によってはカバー冷却流体とライナー冷却流体の混合がなされないことを意味する。   According to the present invention, if the exchange of the flow between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid is prevented due to the fact that the cylinder cover and the cylinder liner have their own separate cooling system, Unlikely, there is no mixing throughout the cooling media of the cover cooling system and the liner cooling system, so that, from a flow point of view, a flow exchange between the cover cooling system and the liner cooling system can be eliminated. Because the cover cooling system is separate from the liner cooling system, this means that the cover cooling fluid and the liner cooling fluid are not mixed according to the present invention.

このことは、本発明によるシリンダー装置によって、カバー冷却システムとライナー冷却システムとの間の流れの交換によるシリンダーライナーからシリンダーカバーへの熱の伝達がなくなるという有利な結果をもたらす。これにより、本発明により、特に、シリンダーカバー内での冷却水が激しく加熱されて蒸気気泡がシリンダーカバーの冷却水に発生し、及び/又は、シリンダーライナーで既に形成されている気泡が冷却システムを通ってシリンダーカバーの冷却システムに上昇し、シリンダーカバーの冷却を悪化させ、運転状態において前述したような損傷を与えることを阻止することができる。   This has the advantageous result that the cylinder device according to the invention eliminates the transfer of heat from the cylinder liner to the cylinder cover due to the exchange of flow between the cover cooling system and the liner cooling system. Thereby, according to the present invention, in particular, the cooling water in the cylinder cover is heated violently and vapor bubbles are generated in the cooling water of the cylinder cover and / or the bubbles already formed in the cylinder liner It can pass through to the cylinder cover cooling system to worsen the cooling of the cylinder cover and prevent it from being damaged as described above in operating conditions.

ライナー冷却流体とカバー冷却流体の流れの交換が、制御又は調整装置により制御又は調整される場合、特別な場合に、同様の流体がライナー冷却流体用とカバー冷却流体用に使用されてライナー冷却流体とカバー冷却流体の全体の混合が行われる。流れの交換の制御及び調整を通して、シリンダーライナーからシリンダーカバーへ熱が追加的に伝達することを阻止することができ、更に、流れの交換の制御及び調整を通して、例えば、内燃エンジンの往復ピストンの運転モードに依存する可能性のあるシリンダーライナーとシリンダーカバーに存在する温度に応じてシリンダーライナーとシリンダーカバーとの間の熱移動を設定することができる。   When the exchange of liner cooling fluid and cover cooling fluid flow is controlled or regulated by a control or regulating device, in special cases, similar fluids are used for liner cooling fluid and cover cooling fluid and liner cooling fluid. And the entire cover cooling fluid is mixed. Through the flow exchange control and adjustment, additional heat transfer from the cylinder liner to the cylinder cover can be prevented, and through the flow exchange control and adjustment, for example, operation of a reciprocating piston of an internal combustion engine. The heat transfer between the cylinder liner and the cylinder cover can be set according to the temperature present in the cylinder liner and cylinder cover, which may be mode dependent.

特に、ライナー冷却システムとカバー冷却システムの間の熱伝達を更に抑制するため、ラーナー冷却流体とカバー冷却流体の間の流れの交換が阻止されようにして、熱伝達の小さい媒体セパレータを形成して設け、しばしば、実際にはライーナー冷却システムとカバー冷却システムの間、特に媒体セパレータの領域に、封止要素を追加的に設け、例えば、シリンダーカバーとシリンダーライナーの間でシリンダーライナーの内部が外側に対してシールされ、及び/又は、カバー冷却システム及び/又はライナー冷却システムが互いに、又は外部に対してシールされ、例えば、カバー冷却流体及び/又はラーナー冷却流体がその冷却システムから出てこないようにしている。   In particular, to further reduce the heat transfer between the liner cooling system and the cover cooling system, the exchange of flow between the learner cooling fluid and the cover cooling fluid is prevented to form a media separator with low heat transfer. Provided, often in practice, additionally with sealing elements between the liner cooling system and the cover cooling system, in particular in the area of the media separator, for example the inside of the cylinder liner between the cylinder cover and the cylinder liner And / or the cover cooling system and / or the liner cooling system are sealed to each other or to the outside, for example to prevent cover cooling fluid and / or learner cooling fluid from exiting the cooling system. ing.

一例としての媒体セパレータは、特に、ライナー冷却流体とカバー冷却流体の間の流れの交換が制御され、又は調整されるように形成される。この目的のため、例えば、制御可能又は調整可能なバルブのような制御可能又は調整可能の装置が媒体セパレータに又は媒体セパレータの中に設けられ、流れの交換が可能なように、流れの交換を阻止するように、或いは、例えば、モータの動作パラメータのような要請に応じて流れの交換を行うようにする。当然のこととして、媒体セパレータは、制御可能又は調整可能装置が設けられる熱伝達の小さい媒体セパレータとすることができる。   An exemplary media separator is specifically formed such that the flow exchange between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid is controlled or regulated. For this purpose, for example, a controllable or adjustable device, such as a controllable or adjustable valve, is provided in or in the media separator, so that the flow exchange is possible. For example, the flow is exchanged in response to a request such as a motor operating parameter. Of course, the media separator can be a media separator with low heat transfer provided with a controllable or adjustable device.

1つの実施例によれば、媒体セパレータは、特に、熱交換器として使用できるように構成される。このことは、カバー冷却流体とライナー冷却流体との間で良好な熱伝達が可能となり、シリンダーライナーの軸方向の温度分布がより均一となり、温度勾配が減少するという効果をもたらす。   According to one embodiment, the media separator is specifically configured to be used as a heat exchanger. This allows for good heat transfer between the cover cooling fluid and the liner cooling fluid, and has the effect of making the temperature distribution in the axial direction of the cylinder liner more uniform and reducing the temperature gradient.

熱交換器は、ライナー回収スペースとカバー回収スペースの間に設けられることが好ましい。   The heat exchanger is preferably provided between the liner recovery space and the cover recovery space.

熱交換器は、例えば、以下の要素の1つとして、又は、それらの任意の組み合わせとして設計することができる:大きな表面を有する板、波形の金属シート部分、管状システム、ラビリンスシステム。   The heat exchanger can be designed, for example, as one of the following elements, or any combination thereof: plate with a large surface, corrugated metal sheet part, tubular system, labyrinth system.

本発明に従うシリンダーライナー装置の特に実施に適した1つの実施例については、ライナー冷却システムはシリンダーライナーのシリンダー壁内に設けられ、ライナー冷却流体が シリンダーカバーとライナーアウトフロー(シリンダー出口部)との間に設けられたラーナーインフロー(ライナー入口部)を経由して供給され、そのライナー冷却流体は再びライナー冷却システムからライナーアウトフローを経由して送り出されるようにしている。これにより、ライナー冷却流体は最初はライナーインフローからシリンダーカバーの方向に案内され、その後、シリンダーカバーからライナーアウトフローの方向に向けて送り出される。   In one embodiment particularly suitable for the implementation of a cylinder liner device according to the present invention, the liner cooling system is provided in the cylinder wall of the cylinder liner so that the liner cooling fluid can flow between the cylinder cover and the liner outflow (cylinder outlet). It is supplied via a learner inflow (liner inlet) provided therebetween, and the liner cooling fluid is again sent from the liner cooling system via a liner outflow. As a result, the liner cooling fluid is first guided from the liner inflow toward the cylinder cover, and then sent out from the cylinder cover toward the liner outflow.

このことは、ライナー冷却流体により、シリンダーのインフローから上のシリンダーライナーの領域からシリンダーのインフローから下のシリンダーライナーの領域へ予め設定される熱量が移動され、特に、特定の設計により依存するシリンダーライナーの軸方向の温度勾配とシリンダーライナーの径方向の温度勾配が著しく減少し、特に軸方向のシリンダーライナーのシリンダー壁における温度分布が著しく均一となるという非常に大きな利点をもたらす。より特定的には、シリンダーライナー内に、特にこれに関するシリンダーカバーの近傍にライナー回収スペースが更に設けられ、ライナー冷却流体が最初にライナーインフローとライナーアウトフローとの間に設けられたライナー回収スペースに供給され、その後、ライナー冷却流体はライナー回収スペースからライナーアウトフローを経て再び送り出される。この点に関して、ライナー回収スペースは、他の物の中においては、補償容器として機能する、又はシリンダーライナーを製造する場合のシリンダー壁の対応する穴のための開始点であり、後に、少なくともライナー冷却システムの一部を形成する機能を果たすことができる。   This is because the liner cooling fluid transfers a pre-set amount of heat from the cylinder inflow to the upper cylinder liner region to the lower cylinder liner region and in particular depends on the specific design. The axial temperature gradient of the cylinder liner and the radial temperature gradient of the cylinder liner are significantly reduced, which provides the great advantage that the temperature distribution in the cylinder wall of the axial cylinder liner is particularly uniform. More specifically, a liner collection space is further provided in the cylinder liner, particularly in the vicinity of the cylinder cover associated therewith, with the liner cooling fluid initially provided between the liner inflow and liner outflow. And then the liner cooling fluid is pumped out of the liner recovery space via the liner outflow. In this regard, the liner collection space, among other things, acts as a compensation container or is the starting point for the corresponding hole in the cylinder wall when manufacturing the cylinder liner, and later at least liner cooling. It can serve to form part of the system.

既に序論において詳細に述べたように。発生する熱の大部分はシリンダーライナーの上部領域に存在し、また、これにより、シリンダーカバーの領域に存在するため、従来のシリンダーライナー装置では、シリンダーライナーの上部領域の温度はシリンダーライナーの下部領域より非常に高い。このことは、従来のシリンダーライナーでは、シリンダー軸に沿ったシリンダーライナーのシリンダー壁においては大きな温度勾配が存在することを意味する。すなわち、換言すると、シリンダーライナーの壁の上部領域の温度、特に、シリンダーカバーに隣接する領域の温度は所定の平均温度に比較して高過ぎ、一方、シリンダーライナーの下部領域の温度は低すぎることとなる。   As already mentioned in detail in the introduction. In most conventional cylinder liner devices, the temperature in the upper region of the cylinder liner is lower in the lower region of the cylinder liner because most of the heat generated is present in the upper region of the cylinder liner and thereby in the region of the cylinder cover. Much higher. This means that in conventional cylinder liners, there is a large temperature gradient at the cylinder wall of the cylinder liner along the cylinder axis. In other words, the temperature in the upper area of the cylinder liner wall, especially in the area adjacent to the cylinder cover, is too high compared to the predetermined average temperature, while the temperature in the lower area of the cylinder liner is too low. It becomes.

したがって、本発明によれば、シリンダーライナーの軸方向の温度勾配が減少され、また、特定の設計によれば、シリンダーライナーの径方向の温度勾配でさえ、大きく減少し、それにより、特に、シリンダーライナー装置の軸方向における、シリンダーライナーのシリンダー壁の温度分布がより均一となるため、本発明によって、損傷を与える温度分布が避けることに最初に成功したと言える。   Thus, according to the present invention, the axial temperature gradient of the cylinder liner is reduced, and according to a particular design, even the radial temperature gradient of the cylinder liner is greatly reduced, and in particular, the cylinder liner Since the temperature distribution of the cylinder wall of the cylinder liner in the axial direction of the liner device becomes more uniform, it can be said that the present invention was first successful in avoiding the damaging temperature distribution.

本発明によれば、シリンダーライナー、特に、軸方向における所望の平均温度がライナー冷却システムによって十分に維持されるため、シリンダーライナーのシリンダー壁の非常に均一な温度分布により、シリンダーライナー装置のシリンダー壁に無視できる程度の小さい機械的な歪が生じるだけである。この理由により、例えば、シリンダーライナーは、もはや、シリンダーカバーの近傍の上部領域において下部領域に比較して径方向に大きく拡張することはなくなり、また、特別の追加的な対策をとる必要がなくなる。このことは、本発明によれば、内燃往復ピストンエンジンの運転状態において、シリンダーライナーの上部領域の内径が下部領域より大きくなるというシリンダーライナー装置にとっての危険はもはや存在しないことを意味する。したがって、既に知られているピストン運動挙動についてのピストンの欠点のみならず、ピストンとライナー滑動面との間で増加する摩擦が低減され、当然にシリンダーライナーの材料の径方向及び軸方向の両方における内部張力が受容可能な程度に小さく低減される。   According to the present invention, the cylinder liner, in particular the desired average temperature in the axial direction, is sufficiently maintained by the liner cooling system, so that a very uniform temperature distribution of the cylinder liner cylinder wall causes the cylinder wall of the cylinder liner device to Only a negligible mechanical distortion occurs. For this reason, for example, the cylinder liner no longer expands significantly in the radial direction in the upper region in the vicinity of the cylinder cover compared to the lower region, and no special additional measures need be taken. This means that, according to the invention, there is no longer any danger for the cylinder liner device that the internal diameter of the upper region of the cylinder liner is larger than the lower region in the operating state of the internal combustion reciprocating piston engine. Thus, not only the disadvantages of the piston with respect to the already known piston movement behavior, but also the increased friction between the piston and the liner sliding surface is reduced, naturally in both the radial and axial direction of the cylinder liner material. Internal tension is reduced to an acceptable level.

本発明による設計によって、シリンダーライナーからシリンダーカバーへの熱の移動がより大きく減少するため、本発明によるシリンダーライナー装置のシリンダーライナーにおける上述の改良された冷却システムと冷却方法は、また、当然のこととして、シリンダーカバーにおける冷却についても直接の有利な効果を有する。   The improved cooling system and cooling method described above in the cylinder liner of the cylinder liner device according to the present invention is also naturally understood because the design according to the present invention greatly reduces the heat transfer from the cylinder liner to the cylinder cover. As a result, the cylinder cover also has a direct advantageous effect on cooling.

上記の点に関して、カバー冷却流体がカバー冷却システムにカバーインフローを経て供給され、また、カバーアウトフローを経てカバー冷却システムから排出されるようにカバー冷却システムがシリンダーカバーに設けられることが好ましく、ここでは、シリンダーライナーと同様に、カバー冷却流体のためのカバー回収スペースがカバーインフローとカバーアウトフローの間、特に、シリンダーライナーの近傍に設けられる。カバー回収スペースは、この点では、他の物の中で、補償容器として機能し、また、シリンダーカバーの製造において、シリンダーカバーの壁の対応する穴の開始点として機能し、後にカバー冷却システムの少なくとも一部となる。   With respect to the above points, it is preferred that the cover cooling system is provided in the cylinder cover so that the cover cooling fluid is supplied to the cover cooling system via the cover inflow and is discharged from the cover cooling system via the cover outflow, Here, like the cylinder liner, a cover collection space for the cover cooling fluid is provided between the cover-in flow and the cover-out flow, in particular in the vicinity of the cylinder liner. The cover collection space, in this respect, serves as a compensation container, among other things, and in the manufacture of the cylinder cover, it serves as the starting point for the corresponding hole in the cylinder cover wall, and later on the cover cooling system. At least part.

特に、カバー冷却流体は、好ましくは、作動状態において、最初はカバーインフローとカバーアウトフローの間のカバー回収スペースに供給され、その後、カバー冷却流体はカバー回収スペースからカバーアウオトフローを経て排出され、カバー冷却流体は、最初は、カバーインフローからカバーライナーの方向に向けて案内され、その後、シリンダーライナーの方向からカバーアウトフローへ向けて送られ、これにより、シリンダーカバーの径方向及び軸方向にの両方で良好で且つ均一な冷却効果が得られる。   In particular, the cover cooling fluid is preferably supplied to the cover recovery space between the cover-in flow and the cover-out flow in the operating state, and then the cover cooling fluid is discharged from the cover recovery space via the cover auto-flow. The cover cooling fluid is initially guided from the cover inflow toward the cover liner and then sent from the cylinder liner direction toward the cover outflow, thereby allowing the cylinder cover radial direction and axis A good and uniform cooling effect is obtained both in the direction.

上述の点に関し、冷却流体は、特に、カバー冷却流体とは異なるライナー冷却流体が使用されるのが好ましく、ライナー冷却流体として好ましくはオイルが使用され、及び/又はカバー冷却手段として水が使用されるのが好ましい。   In terms of the above, it is particularly preferred that the cooling fluid is a liner cooling fluid different from the cover cooling fluid, preferably oil is used as the liner cooling fluid and / or water is used as the cover cooling means. It is preferable.

一般にオイルは、オイルバブルがオイル中に形成する前に水よりかなり高温に熱することが出来るため、オイルは、例えば、シリンダーライナーの上部領域では200℃又はそれ以上のかなりの温度となる シリンダーライナーを冷却するために使用され、そのオイルは、例えば、種々の形態で、また十分な量で船舶上において苦労することなく入手できる。特に、種々の範囲の装置に対して、ある範囲のオイル駆動の冷却システムが例えば船舶上には存在するため、より特的には、ライナー冷却システムは現存の冷却システムに苦労することなく組み入れることが可能となる。冷却オイルは、次にシリンダーライナーに ライナー冷却流体として、例えば、50℃の温度でライナーインフローを経て供給され、その冷却オイルは、次に、ライナーアウトフローへ向かう通路の過程で略150℃〜200℃に加熱される。それにより主としてシリンダーライナーの上部領域に集められた熱はシリンダーライナーの壁内の冷却オイルにより軸方向の下方に向け、幾分均一となって移動し、それにより所定の温度に幾分均一に保たれる。   In general, oil can be heated to a much higher temperature than water before the oil bubbles form in the oil, so the oil will have a significant temperature, for example, 200 ° C. or higher in the upper region of the cylinder liner. The oil can be obtained, for example, in various forms and in sufficient quantities without difficulty on a ship. In particular, for a range of devices, a range of oil-driven cooling systems exist, for example on ships, and more particularly, liner cooling systems can be integrated into existing cooling systems without difficulty. Is possible. The cooling oil is then supplied to the cylinder liner as a liner cooling fluid, for example, via a liner inflow at a temperature of 50 ° C., and the cooling oil is then approximately 150 ° C.- Heat to 200 ° C. As a result, the heat collected mainly in the upper region of the cylinder liner moves somewhat downward in the axial direction by the cooling oil in the cylinder liner wall, thereby keeping it somewhat uniform at a given temperature. Be drunk.

本発明によるシリンダーライナー装置のカバー冷却流体は、従来知られているシリンダーライナー装置よりもかなりの少ない熱を取り去るものであり、特に、本発明によりカバー冷却システムにおいては、シリンダーカバーの冷却システムを大きく悪化させるような冷却システム内での蒸気バブルの発生について懸念がないため、本発明によるシリンダー装置のシリンダーカバーの冷却のため、カバー冷却流体として何らの問題もなく水を使用することができる。   The cover cooling fluid of the cylinder liner device according to the present invention removes considerably less heat than the conventionally known cylinder liner devices, and in particular, the cover cooling system according to the present invention greatly increases the cooling system of the cylinder cover. Since there is no concern about the generation of vapor bubbles in the cooling system that would worsen, water can be used without any problems as the cover cooling fluid for cooling the cylinder cover of the cylinder device according to the invention.

ライナー冷却流体とカバー冷却流体の間で流れの交換が制御又は調整される効果を得るためのシリンダーライナー装置の1つの設計については、両方の冷却回路に同一の冷却流体が使用されるのが好ましい。   For one design of the cylinder liner device to obtain the effect of controlling or adjusting the flow exchange between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid, it is preferred that the same cooling fluid be used for both cooling circuits. .

本発明の更なる態様は、往復ピストン型内燃エンジン、特に、内部にシリンダーライナーのシリンダー軸に沿って下死点と上死点との間で往復運動が出来るピストンが設けられ、ピストンの上部がシリンダーライナーの滑動面とシリンダーライナーに設けられたシリンダーカバーとで燃焼室を画成するようにしたシリンダーライナーを有する縦方向に掃気される2−ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーライナー装置に関する。このシリンダー装置は、シリンダー冷却流体によりシリンダーライナーとシリンダーカバーを冷却するためのシリンダー冷却システムを備える。このシリンダー冷却システムは、シリンダー冷却流体が入口からシリンダーヘッドへ、続いてリンダーライナーへ送られように構成され、特に、シリンダー冷却流体をシリンダーライナー装置から移送するためにシリンダーライナーに出口が設けられる。本発明によれば、シリンダーライナー装置は上記入口の上流にガス分離装置が設けられる。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a reciprocating piston internal combustion engine, in particular, a piston capable of reciprocating between a bottom dead center and a top dead center along a cylinder axis of a cylinder liner. The present invention relates to a cylinder liner device for a two-stroke large diesel engine which is scavenged in a longitudinal direction and has a cylinder liner configured to define a combustion chamber by a sliding surface of the cylinder liner and a cylinder cover provided on the cylinder liner. The cylinder device includes a cylinder cooling system for cooling the cylinder liner and the cylinder cover with a cylinder cooling fluid. The cylinder cooling system is configured such that the cylinder cooling fluid is routed from the inlet to the cylinder head and then to the linder liner, and in particular, the cylinder liner is provided with an outlet for transferring the cylinder cooling fluid from the cylinder liner device. According to the present invention, the cylinder liner device is provided with a gas separation device upstream of the inlet.

本発明の更なる態様は、往復ピストン型内燃エンジン、特に、内部にシリンダーライナーのシリンダー軸に沿って下死点と上死点との間で往復運動が出来るピストンが設けられ、動作状態及び設置状態において、ピストンの上部がシリンダーライナーの滑動面とシリンダーライナーに設けられたシリンダーカバーとで燃焼室を画成するようにしたシリンダーライナーを有する縦方向に掃気される2−ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーライナー装置の冷却方法に関する。
シリンダー装置は、シリンダー冷却流体によりシリンダーライナーを冷却するため及びシリンダーカバーを冷却するためのシリンダー冷却システムを有する。このシリンダー冷却システムは、シリンダー冷却流体がシリンダーヘッドに移送され、続いて入口を経てシリンダーライナー内に移送されるように構成され、シリンダー冷却流体をシリンダー装置から排出するように、特にシリンダーライナー内に出口が設けられている。本発明によるシリンダーライナー装置は、ガス、特に、ガスバブルをシリンダー冷却流体から分離するためおガス分離装置を有し、このガス分離装置は前記入口の上流に設けられる。
According to a further aspect of the present invention, there is provided a reciprocating piston internal combustion engine, in particular, a piston capable of reciprocating between a bottom dead center and a top dead center along the cylinder axis of a cylinder liner. In a state, a cylinder of a two-stroke large diesel engine in which the upper part of the piston is scavenged in a longitudinal direction having a cylinder liner configured to define a combustion chamber with a sliding surface of the cylinder liner and a cylinder cover provided on the cylinder liner The present invention relates to a method for cooling a liner device.
The cylinder device has a cylinder cooling system for cooling the cylinder liner with the cylinder cooling fluid and for cooling the cylinder cover. This cylinder cooling system is configured such that the cylinder cooling fluid is transferred to the cylinder head and subsequently transferred into the cylinder liner via the inlet, so that the cylinder cooling fluid is discharged from the cylinder device, in particular in the cylinder liner. There is an exit. The cylinder liner device according to the invention has a gas separation device for separating gases, in particular gas bubbles, from the cylinder cooling fluid, which gas separation device is provided upstream of the inlet.

このことは、シリンダーヘッド内で加熱され、移送されるシリンダー冷却流体が引き続きシリンダーライナー内に移送され、これによりシリンダー軸に沿うシリンダーライナーのシリンダー壁内で過度の温度勾配が生じることが阻止されるという利点を有する。更に、往復型内燃エンジンの動作の間に冷却システム内で増加するシリンダー冷却流体中に存在するガスが、シリンダー装置の十分な信頼できる冷却のために、ガス分離手段によりシリンダー冷却流体から実質的に分離することができる。このことは、2つの運転フェーズの間の休止フェーズにおいて特に有利となる。例えば、船が港で荷下ろしをして大型ディーゼルエンジンを停止しているとき、シリンダー冷却システム内のガスバブルが休止フェーズの間にシリンダーヘッドに向けて流れることができるが、ガス分離装置によって阻止されるため、以後の往復型内燃エンジンの再スタートの際、冷却に影響が及ぶ可能性はなくなる。
更に、シリンダー冷却システムが、製造及び運転において費用効果を高めるように単に1つの冷却システムとすることができる。
This is heated in the cylinder head and the transferred cylinder cooling fluid is subsequently transferred into the cylinder liner, thereby preventing excessive temperature gradients in the cylinder liner cylinder wall along the cylinder axis. Has the advantage. Furthermore, the gas present in the cylinder cooling fluid which increases in the cooling system during operation of the reciprocating internal combustion engine is substantially separated from the cylinder cooling fluid by the gas separation means for sufficient reliable cooling of the cylinder device. Can be separated. This is particularly advantageous in the pause phase between the two operating phases. For example, when a ship is unloading at a port and shutting down a large diesel engine, gas bubbles in the cylinder cooling system can flow towards the cylinder head during the pause phase, but are blocked by the gas separator. Therefore, there is no possibility of affecting the cooling when the reciprocating internal combustion engine is restarted thereafter.
Furthermore, the cylinder cooling system can be just one cooling system to be cost effective in manufacturing and operation.

本発明は、以下に図面を参照して詳細に説明される。   The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

分離した冷却回路を有する本発明によるシリンダー装置の実施例を示す。2 shows an embodiment of a cylinder device according to the invention with a separate cooling circuit. 冷却回路に熱交換器を持つ本発明によるシリンダー装置の実施例を示す。1 shows an embodiment of a cylinder device according to the invention with a heat exchanger in the cooling circuit. 単一の冷却回路だけを持つ実施例を示す。An embodiment with only a single cooling circuit is shown.

図1において、本発明による往復ピストン型内燃エンジン、特に、軸方向に掃気される2−ストローク大型ディーゼルエンジンのためのシリンダー装置1が概略的に、また、部分断面が明確化のために示されている。これに関連して、それ自体既知のシリンダーライナー2内に図示されないピストンが設けられ、ピストンは、運転状態及び設置状態において、シリンダーライナー2のシリンダー軸Aに沿って、上死点と下死点との間で往復運動可能に設けられ、ピストンの上部がシリンダーライナー2の滑動面21とシリンダーライナー2に設けられるシリンダーカバー3と共に燃焼空間4を画成するようにしている。   In FIG. 1, a cylinder device 1 for a reciprocating piston internal combustion engine according to the invention, in particular a two-stroke large diesel engine scavenged in the axial direction, is shown schematically and a partial section is shown for clarity. ing. In this connection, a piston (not shown) is provided in the cylinder liner 2 known per se, and the piston is in the operating state and the installed state along the cylinder axis A of the cylinder liner 2 with a top dead center and a bottom dead center. The upper part of the piston defines the combustion space 4 together with the sliding surface 21 of the cylinder liner 2 and the cylinder cover 3 provided on the cylinder liner 2.

シリンダーライナー2は、この実施例においてはオイルであるライナー冷却流体201によってシリンダーライナー2を冷却するためのライナー冷却システム200を有し、シリンダーカバー3は、この図1の実施例では冷却水であるカバー冷却流体301によるシリンダーカバー3を冷却するためのカバー冷却システム300を有している。本発明によれば、ライナー冷却システム200は、カバー冷却システム300と分離されており、ライナー冷却流体201とカバー冷却流体301との間で流れの交換が阻止されるよにしている。   The cylinder liner 2 has a liner cooling system 200 for cooling the cylinder liner 2 with a liner cooling fluid 201, which in this embodiment is oil, and the cylinder cover 3 is cooling water in this embodiment of FIG. A cover cooling system 300 for cooling the cylinder cover 3 by the cover cooling fluid 301 is provided. In accordance with the present invention, the liner cooling system 200 is separate from the cover cooling system 300 so that flow exchange between the liner cooling fluid 201 and the cover cooling fluid 301 is prevented.

図1から明かなように、ライナー冷却システム200は、シリンダーライナー2の内部に設けられ、ライナー冷却流体201が、シリンダーカバー3とライナーアウトフロー211との間に設けられたライナーインフロー210を経てライナー冷却システム200に供給され、この冷却流体はライナー冷却システム200からライナーアウトフロー211を経て再度送り出される。ライナーインフロー210とライナーアウトフロー211は、これに関連して、流れの観点でそれ自体既知の方法で任意の設計からなる冷却システムに接続されている。   As is clear from FIG. 1, the liner cooling system 200 is provided inside the cylinder liner 2, and the liner cooling fluid 201 passes through the liner inflow 210 provided between the cylinder cover 3 and the liner outflow 211. This is supplied to the liner cooling system 200, and this cooling fluid is sent again from the liner cooling system 200 via the liner outflow 211. The liner inflow 210 and the liner outflow 211 are connected in this connection to a cooling system of any design in a manner known per se in terms of flow.

カバー冷却システム300は、本発明によれば。流れの観点からライナー冷却システム200から分離されており、シリンダーカバー3内に設けられ、カバー冷却流体がカバーインフロー310を経てカバー冷却システム300に供給され、カバー冷却流体はカバー冷却システム300からカバーアウトフロー311を経て送り出されるようにされている。この点で、ライナー冷却流体用のライナー回収スペース220がライナーインフロー210とライナーアウトフロー211の間に設けられ、また、カバー冷却流体用のカバー回収スペース320がカバーインフロー310とカバーアウトフロー311の間に設けられている。この点で図1に示されるカバー回収スペース320及び/又はライナー回収スペース220は、他の部位の中で、冷却流体のための補償容器の機能を有し、また、シリンダーカバー3及びシリンダーライナー2の製造時に、穴開け具により、シリンダーカバー3及びシリンダーライナー2の壁内に案内される対応する穴の開始点として機能し、これらの穴により、カバー冷却システム300及び/又はライナー冷却システム200の少なくとも一部が非常に簡単に、また、高い対費用効果で形成することを可能にしている。カバー冷却システム300及び/又はライナー冷却システム200は、シリンダーカバー3及び/又はシリンダーライナー2内に、それ自体既知の他の任意の技術により設けることができることは当然に理解されるところである。   The cover cooling system 300 is in accordance with the present invention. Separated from the liner cooling system 200 from a flow point of view and provided in the cylinder cover 3, the cover cooling fluid is supplied to the cover cooling system 300 via the cover inflow 310, and the cover cooling fluid is supplied from the cover cooling system 300 to the cover. It is sent out through an outflow 311. In this regard, a liner recovery space 220 for liner cooling fluid is provided between the liner inflow 210 and the liner outflow 211, and a cover recovery space 320 for cover cooling fluid is provided for the cover inflow 310 and the cover outflow 311. It is provided between. In this respect, the cover collection space 320 and / or the liner collection space 220 shown in FIG. 1 has the function of a compensation container for the cooling fluid, among other parts, and the cylinder cover 3 and the cylinder liner 2. At the time of manufacture, it serves as a starting point for the corresponding holes guided by the drilling tool into the walls of the cylinder cover 3 and the cylinder liner 2, and these holes allow the cover cooling system 300 and / or the liner cooling system 200 to be It makes it possible to form at least part very easily and cost-effectively. It should be understood that the cover cooling system 300 and / or the liner cooling system 200 can be provided in the cylinder cover 3 and / or the cylinder liner 2 by any other technique known per se.

図1の特定の実施例によれば、媒体分離装置5がライナー冷却システム200のライナー回収スペース220とカバー冷却システム300のカバー回収スペース320の間に形成されて設けられ、ライナー冷却流体201とカバー冷却流体301の間での流れの交換が阻止され、熱交換が小さくなるようにしている。この点については、封止要素6が、ライナー冷却システム200とカバー冷却システム300の間の媒体分離装置5の領域に更に追加的に設けられる。   According to the particular embodiment of FIG. 1, a media separator 5 is provided formed between the liner collection space 220 of the liner cooling system 200 and the cover collection space 320 of the cover cooling system 300 to provide the liner cooling fluid 201 and the cover. The exchange of the flow between the cooling fluids 301 is prevented, and the heat exchange is reduced. In this regard, a sealing element 6 is additionally provided in the area of the media separating device 5 between the liner cooling system 200 and the cover cooling system 300.

図1の特定の実施例によれば、テンションリング7がそれ自体既知の方法で設けられ、シリンダーライナー2が径方向に回転することを補足的に制限するようにしている。   According to the particular embodiment of FIG. 1, a tension ring 7 is provided in a manner known per se so as to supplementarily restrict the cylinder liner 2 from rotating in the radial direction.

本発明において明示的に記載されていなくても、本発明による他の任意の適切な実施例の組み合わせは、当業者にとって明らかな簡単な更なる本発明の設計と共に本発明によってカバーされることは当然に理解されるところである。上記の示された手段は、最終的には、当初に説明した損傷を避けるため、運転状態における熱的観点からシリンダーライナーは出来るだけ均一に装着されるという効果を持つことが本発明にとっては必要なことである。図2において、熱交換器を持つ往復ピストン型内燃エンジン、特に、軸方向に掃気される2−ストローク大型ディーゼルエンジンが概略的に示され、一部のみが明確化のため部分的に断面として示されている。   Although not explicitly described in the present invention, any other suitable combination of embodiments according to the present invention is covered by the present invention together with simple further inventive designs that will be apparent to those skilled in the art. Of course it is understood. The above indicated means ultimately require the present invention to have the effect that the cylinder liner is mounted as uniformly as possible from a thermal point of view in operation to avoid the damage described at the outset. It is a thing. In FIG. 2, a reciprocating piston internal combustion engine with a heat exchanger, in particular a two-stroke large diesel engine scavenged in the axial direction, is schematically shown, only partly shown in section for clarity. Has been.

ここから先は、全ての図面で、同一の参照番号が同様の態様と関連付けている。   From here on, the same reference numerals are associated with similar aspects in all drawings.

図2によるシリンダー装置は、図1のシリンダー装置と実質的に対応している。図1とは異なり、媒体分離装置5が熱交換器として形成され、カバー回収スペース320とライナー回収スペース220との間に設けられている。熱交換器は波形金属シート部分として形成されている。ライナー冷却システム200とカバー冷却システム300の間で必要となるであろう封止要素はこの例では示されていない。   The cylinder device according to FIG. 2 substantially corresponds to the cylinder device of FIG. Unlike FIG. 1, the medium separation device 5 is formed as a heat exchanger, and is provided between the cover collection space 320 and the liner collection space 220. The heat exchanger is formed as a corrugated metal sheet part. The sealing elements that would be required between the liner cooling system 200 and the cover cooling system 300 are not shown in this example.

更に、制御可能又は調整可能なバルブ8が媒体分離装置5内に設けられ、ライナー冷却システム200とカバー冷却システム300の間で流れの交換が可能となるようにしている。当然のこととして、熱交換器として構成される媒体分離装置5は、また、そのような制御可能又は調節可能なバルブのようなものを備えない構成とすることもできる。   In addition, a controllable or adjustable valve 8 is provided in the media separation device 5 to allow a flow exchange between the liner cooling system 200 and the cover cooling system 300. Of course, the media separation device 5 configured as a heat exchanger can also be configured without such a controllable or adjustable valve.

図3において、往復ピストン型内燃エンジン、特に、熱プランジャーを有する縦方向掃気2−ストローク大型ディーゼルエンジンのための単一の冷却システムのみを持つシリンダー装置1が概略的に示され、部分的な断面が明確化のために示されている。   In FIG. 3, a cylinder device 1 having only a single cooling system for a reciprocating piston-type internal combustion engine, in particular a longitudinally scavenged 2-stroke large diesel engine with a thermal plunger, is shown schematically and partially The cross section is shown for clarity.

シリンダー装置1は、シリンダー冷却流体401によるシリンダーライナー2の冷却及びシリンダーカバー3の冷却のためのシリンダー冷却システム400を備えている。シリンダー冷却流体401は、シリンダーカバー3に設けられている入口11によりシリンダー冷却システム400に供給される。続いてシリンダー冷却流体401は、シリンダーカバー3内に部分的に設けられ、また、シリンダーライナー2内に部分的に設けられているシリンダー回収スペース420内に流れる。続いて、シリンダー冷却流体401はシリンダーライナー内に設けられている出口12に向けて流れ、シリンダー装置1の外に移送される。   The cylinder device 1 includes a cylinder cooling system 400 for cooling the cylinder liner 2 and the cylinder cover 3 with the cylinder cooling fluid 401. The cylinder cooling fluid 401 is supplied to the cylinder cooling system 400 through the inlet 11 provided in the cylinder cover 3. Subsequently, the cylinder cooling fluid 401 partially flows in the cylinder cover 3 and flows into a cylinder collection space 420 partially provided in the cylinder liner 2. Subsequently, the cylinder cooling fluid 401 flows toward the outlet 12 provided in the cylinder liner and is transferred out of the cylinder device 1.

ガス分離装置10として構成されるバルブが入口11の上流に設けられる。ガス分離装置11により、シリンダー冷却システム400からのシリンダー冷却流体中に形成されるガス及び/又はガスバブルを分離することが可能であり、シリンダー冷却システム400の信頼できる運転を確実なものとしている。   A valve configured as a gas separation device 10 is provided upstream of the inlet 11. The gas separation device 11 can separate the gas and / or gas bubbles formed in the cylinder cooling fluid from the cylinder cooling system 400, ensuring reliable operation of the cylinder cooling system 400.

Claims (15)

往復運動ピストン型内燃エンジン、特に縦方向掃気大型2−ストロークディーゼルエンジンのシリンダーライナー装置であって、
ピストンが内部に設けられるシリンダーライナーであって、運転状態及び取付け設置状態において、前記ピストンが前記シリンダーライナーのシリンダー軸に沿って上死点と下死点との間で往復運動可能とされ、前記ピストンの上部が前記シリンダーライナーの滑動面と前記シリンダーライナーに設けられたシリンダーカバーと共に燃焼空間を画成するようにしたシリンダーライナーを有し;前記シリンダーライナーはライナー冷却流体により前記シリンダーライナーを冷却するためのライナー冷却システムを有し;前記シリンダーカバーはカバー冷却流体により前記シリンダーカバーを冷却するためのカバー冷却システムを有し、
前記ライナー冷却流体と前記カバー冷却流体の間で流れの交換が制御又は調整される;又は前記ライナー冷却流体と前記カバー冷却流体の間で流れの交換が阻止されるように、前記ライナー冷却システムは、前記カバー冷却システムと分離されていることを特徴とする、シリンダーライナー装置。
A cylinder liner device for a reciprocating piston type internal combustion engine, in particular, a vertical scavenging large 2-stroke diesel engine,
A cylinder liner provided therein, wherein the piston is capable of reciprocating between a top dead center and a bottom dead center along a cylinder axis of the cylinder liner in an operation state and an installation state; A piston liner having a cylinder liner configured to define a combustion space together with a sliding surface of the cylinder liner and a cylinder cover provided on the cylinder liner; the cylinder liner cools the cylinder liner with a liner cooling fluid; The cylinder cover has a cover cooling system for cooling the cylinder cover with a cover cooling fluid;
The liner cooling system is controlled or regulated so that flow exchange between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid; or so that flow exchange is prevented between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid. The cylinder liner device is separated from the cover cooling system.
前記ライナー冷却システムは前記シリンダーライナーのシリンダー壁内に設けられ、前記ライナー冷却流体が、前記シリンダーカバーとライナーアウトフローとの間に設けられたライナーインフローを経て前記ライナー冷却システムに供給され、前記ライナー冷却流体は前記ライナーアウトフローを経て前記ライナー冷却システムから排出される、請求項1に記載のシリンダーライナー装置。   The liner cooling system is provided in a cylinder wall of the cylinder liner, and the liner cooling fluid is supplied to the liner cooling system via a liner inflow provided between the cylinder cover and a liner outflow. The cylinder liner device of claim 1, wherein liner cooling fluid is exhausted from the liner cooling system via the liner outflow. 前記カバー冷却システムは前記シリンダーカバー内に設けられ、前記カバー冷却流体はカバーインフローを経て前記カバー冷却システムに供給され、前記カバー冷却流体はカバーアウトフローを経て前記カバー冷却システムから排出される、請求項1又は請求項2に記載のシリンダーライナー装置。   The cover cooling system is provided in the cylinder cover, the cover cooling fluid is supplied to the cover cooling system via a cover inflow, and the cover cooling fluid is discharged from the cover cooling system via a cover outflow. The cylinder liner device according to claim 1 or 2. 前記ライナー冷却流体のためのライナー回収スペースが前記ライナーインフローと前記ライナーアウトフローの間に設けられる、請求項1乃至3のいずれかに記載のシリンダーライナー装置。   The cylinder liner device according to any one of claims 1 to 3, wherein a liner recovery space for the liner cooling fluid is provided between the liner inflow and the liner outflow. 前記カバー冷却流体のためのカバー回収スペースが前記カバーインフローと前記カバーアウトフローとの間に設けられる、請求項1乃至4のいずれかに記載のシリンダーライナー装置。   The cylinder liner device according to any one of claims 1 to 4, wherein a cover collection space for the cover cooling fluid is provided between the cover-in flow and the cover-out flow. 前記ライナー冷却システムと前記カバー冷却システムとの間で流れの交換が制御又は調整される;又は前記ライナー冷却システムと前記カバー冷却システムとの間で流れの交換が阻止されるように、前記ライナー冷却システムと前記カバー冷却システムとの間に媒体分離装置が設けられる、請求項1乃至5のいずれかの請求項に記載のシリンダーライナー装置。   Flow exchange is controlled or coordinated between the liner cooling system and the cover cooling system; or the liner cooling so that flow exchange is prevented between the liner cooling system and the cover cooling system. The cylinder liner device according to any one of claims 1 to 5, wherein a medium separation device is provided between a system and the cover cooling system. 前記ライナー冷却システムと前記カバー冷却システムの間、特に、前記媒体分離装置の領域に封止要素が設けられる、請求項1乃至6のいずれかの請求項に記載のシリンダーライナー装置。 。   7. A cylinder liner device according to claim 1, wherein a sealing element is provided between the liner cooling system and the cover cooling system, in particular in the region of the media separating device. . 前記媒体分離装置は熱交換器として構成される、請求項1乃至7のいずれかの請求項に記載のシリンダーライナー装置。   The cylinder liner device according to any one of claims 1 to 7, wherein the medium separating device is configured as a heat exchanger. 往復運動ピストン型内燃エンジン、特に軸方向掃気大型2−ストロークディーゼルエンジンのシリンダーライナー装置を冷却する冷却方法であって、
前記シリンダー装置は、ピストンが内部に設けられるシリンダーライナーであって、運転状態及び取付け状態において、前記ピストンがシリンダーライナーのシリンダー軸に沿って上死点と下死点との間で往復運動可能とされ、前記ピストンの上部が前記シリンダーライナーの滑動面と前記シリンダーライナーに設けられたシリンダーカバーと共に燃焼空間を画成するようにシリンダーライナーを有し;前記シリンダーライナーはライナー冷却流体により前記シリンダーライナーを冷却するためのライナー冷却システムを有し;前記シリンダーカバーはカバー冷却流体により前記シリンダーカバーを冷却するためのカバー冷却システムを有し、
前記ライナー冷却流体と前記カバー冷却流体の間で流れの交換が制御又は調整される;又は前記ライナー冷却流体と前記カバー冷却流体の間で流れの交換が阻止されるように、前記ライナー冷却システムは、前記カバー冷却システムと分離されることを特徴とする、冷却方法。
A cooling method for cooling a cylinder liner device of a reciprocating piston type internal combustion engine, particularly an axial scavenging large two-stroke diesel engine,
The cylinder device is a cylinder liner in which a piston is provided, and the piston can reciprocate between a top dead center and a bottom dead center along a cylinder axis of the cylinder liner in an operating state and an attached state. And a cylinder liner having an upper portion of the piston defining a combustion space together with a sliding surface of the cylinder liner and a cylinder cover provided on the cylinder liner; A liner cooling system for cooling; the cylinder cover has a cover cooling system for cooling the cylinder cover with a cover cooling fluid;
The liner cooling system is controlled or regulated so that flow exchange between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid; or so that flow exchange is prevented between the liner cooling fluid and the cover cooling fluid. The cooling method is separated from the cover cooling system.
前記ライナー冷却システムはシリンダーライナーのシリンダー壁内に設けられ、前記ライナー冷却流体が、前記シリンダーカバーとライナーアウトフローとの間に設けられたライナーインフローを経て前記ライナー冷却システムに供給され、前記ライナー冷却流体は前記ライナーアウトフローを経て前記ライナー冷却システムから排出される、請求項9に記載の冷却方法。   The liner cooling system is provided in a cylinder wall of a cylinder liner, and the liner cooling fluid is supplied to the liner cooling system via a liner inflow provided between the cylinder cover and a liner outflow. The cooling method of claim 9, wherein cooling fluid is exhausted from the liner cooling system via the liner outflow. 前記ライナー冷却流体は、最初は前記ライナーインフローから前記シリンダーカバーの方向に案内され、続いて前記シリンダーカバーの方向から前記ライナーアウトフローに向けて案内され、特に、前記ライナー冷却流体は、最初は前記ライナーインフローと前記ライナーアウトフローとの間に設けられたライナー回収スペースに供給され、続いて、前記ライナー冷却流体は前記ライナー回収スペースから前記ライナーアウトフローを経て排出される、請求項9又は10に記載の冷却方法。   The liner cooling fluid is initially guided from the liner inflow in the direction of the cylinder cover, and subsequently from the direction of the cylinder cover toward the liner outflow, in particular, the liner cooling fluid is initially The liner recovery space provided between the liner inflow and the liner outflow is supplied, and then the liner cooling fluid is discharged from the liner recovery space via the liner outflow. 10. The cooling method according to 10. 前記カバー冷却システムは、前記カバー冷却流体がカバーインフローによって前記カバー冷却システムに供給され、前記カバー冷却システムからカバーアウトフローを経て排出されるように前記シリンダーカバー内に設けられ、前記カバー冷却流体は、好ましくは、最初は前記カバーインフローから前記シリンダーライナーの方向に案内され、続いて前記」シリンダーライナーの方向から前記カバーアウトフローの方向へ排出される、請求項9乃至11のいずれかの請求項に記載の冷却方法。   The cover cooling system is provided in the cylinder cover so that the cover cooling fluid is supplied to the cover cooling system by a cover-in flow, and discharged from the cover cooling system through a cover-out flow, and the cover cooling fluid Preferably, guided from the cover-in flow in the direction of the cylinder liner and subsequently discharged from the direction of the cylinder liner in the direction of the cover-out flow. The cooling method according to claim. 前記カバー冷却流体は最初は前記カバーインフローと前記カバーアウトフローとの間に設けれたカバー回収スペースに供給され、続いて、前記カバー冷却流体は前記カバー回収スペースから前記カバーアウトフローを経て排出される、請求項9乃至12のいずれかの請求項に記載の冷却方法。   The cover cooling fluid is first supplied to a cover recovery space provided between the cover inflow and the cover outflow, and then the cover cooling fluid is discharged from the cover recovery space via the cover outflow. The cooling method according to claim 9, wherein the cooling method is performed. 熱が、前記シリンダーライナーの軸方向及び/又は径方向の温度勾配が減少するように、前記ライナー冷却流体により、前記ライナーインフローの上部のシリンダーライナーの領域から前記ライナーインフローの下部のシリンダーライナーの領域へ移送される、請求項9乃至13のいずれかの請求項に記載の冷却方法。   The liner cooling fluid causes the liner to flow from the region of the upper cylinder liner of the liner inflow to the lower cylinder liner of the liner inflow so that heat decreases the axial and / or radial temperature gradient of the cylinder liner. 14. The cooling method according to any one of claims 9 to 13, wherein the cooling method is transferred to the region. カバー冷却流体とは異なる冷却流体がライナー冷却流体として使用され、好ましくは、オイルがライナー冷却流体として使用され、及び/又は好ましくは水がカバー冷却手段として使用される、請求項9乃至14のいずれかの請求項に記載の冷却方法。   15. A cooling fluid different from the cover cooling fluid is used as the liner cooling fluid, preferably oil is used as the liner cooling fluid, and / or preferably water is used as the cover cooling means. The cooling method according to any of the claims.
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