(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関によって駆動される排気タービン過給機の空気吸込口に設置される円筒外周吸込形のサイレンサを覆うようにして取り付けられるサイレンサカバーであって、
当該サイレンサカバーは開口を有し、
前記開口において形成される開口面に対して垂直な開口方向が、前記内燃機関と交わらないように形成され、
前記サイレンサカバーは、
前記サイレンサの外表面から所定の距離離間して配置された第１の側壁と、
前記外表面から所定の距離離間して配置された第２の側壁と、
周方向に沿う前記外表面から所定の距離離間するようにして配置され、前記第１の側壁の端面と前記第２の側壁の端面と接合された周壁と、
を有し、
前記第１の側壁、前記第２の側壁及び前記周壁によって前記開口が形成されていることを特徴とするサイレンサカバー。
【請求項２】
前記内燃機関から遠い側に存する空気が、前記サイレンサを介して前記空気吸込口からより多く吸い込まれるように、前記開口が、前記内燃機関から遠い側に向いていることを特徴とする請求項１に記載のサイレンサカバー。
【請求項３】
前記サイレンサの外表面の外方を、周方向において１／２から３／４にわたって覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載のサイレンサカバー。
【請求項４】
当該サイレンサカバーの内面全体に防音ラギングが施されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のサイレンサカバー。
【請求項５】
前記開口に案内羽根が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のサイレンサカバー。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のサイレンサカバーを具備していることを特徴とする排気タービン過給機。
【請求項７】
請求項６に記載の排気タービン過給機を具備していることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気タービン過給機、特に、舶用内燃機関や陸上発電機用内燃機関等に装着される排気タービン過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
舶用内燃機関に装着される排気タービン過給機としては、例えば、特許文献１の図１および図３に示された（排気タービン）過給機１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４３１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の図１に示されている過給機１は、周方向に沿ったすべての方向から空気を吸い込む円筒外周吸込形のサイレンサ１１ｄを備えている。そのため、当該過給機１が搭載された舶用内燃機関に近い側（特許文献１の図１において排気ガス集合管３４に近い側）からは内燃機関の運転によって生じる熱を含んだ温度の高い空気がサイレンサ１１ｄを介して吸い込まれ、舶用内燃機関から遠い側（特許文献１の図１において排気ガス集合管３４と反対の側）からは比較的温度の低い空気がサイレンサ１１ｄを介して吸い込まれることになる。その結果、サイレンサ１１ｄを介して圧縮機３に吸い込まれる空気の温度（吸込空気温度）が全体として高くなり、圧縮機３における圧縮に必要な仕事量が大きくなって、過給機１が舶用内燃機関に送る空気の圧力が低くなり、舶用内燃機関の性能および燃費が低下してしまうといった懸念がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる空気の温度を低下させることができる排気タービン過給機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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るサイレンサカバーは、内燃機関から導かれた排気ガスにより回転駆動されるタービンと、該タービンを一端に設けた回転軸と、該回転軸の他端に設けられ、前記タービンが回転駆動することにより回転駆動されて空気を圧縮する圧縮機と、を備えた排気タービン過給機の空気吸込口に取り付けられて、径方向外方から吸い込まれる空気の消音を行う多数の吸音エレメントを内蔵した、円柱形状に形成されたサイレンサの外表面の外方を覆うようにして取り付けられるサイレンサカバーであって、前記圧縮機から遠い側の前記外表面と平行で、かつ、該外表面から所定の距離離間して配置された第１の側壁と、前記圧縮機に近い側の前記外表面と平行で、かつ、該外表面から所定の距離離間して配置された第２の側壁と、周方向に沿う前記外表面から所定の距離離間するようにして配置され、その両端面と、前記第１の側壁の一端面と、前記第２の側壁の一端面とで、開口を形成するとともに、前記両端面を除く二つの端面が、前記一端面を除く前記第１の側壁の端面と、前記一端面を除く前記第２の側壁の端面とにそれぞれ接合されて、前記開口の内方に閉塞された空間を形成する周壁と、を備え、前記開口が前記内燃機関の側を向かないように形成されている。
【０００７】
本発明に係るサイレンサカバーによれば、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる、内燃機関に近い側に存する温度の高い空気の量が減少し、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる、内燃機関から遠い側に存する温度の低い空気の量が増加することになる。
これにより、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる空気の温度を低下させることができる。
【０００８】
上記サイレンサカバーにおいて、前記内燃機関から遠い側に存する空気が、前記サイレンサを介して前記空気吸込口から前記圧縮機により多く吸い込まれるように、前記開口が、前記内燃機関から遠い側に向いているとさらに好適である。
【０００９】
上記サイレンサカバーによれば、内燃機関に近い側に存する温度の高い空気がサイレンサを介して圧縮機に吸い込まれないようになり、内燃機関から遠い側に存する温度の低い空気がサイレンサを介して圧縮機により多く吸い込まれるようになる。
これにより、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる空気の温度をさらに低下させることができる。
【００１０】
上記サイレンサカバーにおいて、前記サイレンサの外表面の外方を、周方向において１／２から３／４にわたって覆っているとさらに好適である。
【００１１】
上記サイレンサカバーによれば、内燃機関に近い側に存する温度の高い空気の吸い込みが最も少なくなり、内燃機関から遠い側に存する温度の低い空気の吸い込みが最も多くなる。
これにより、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる空気の温度を最も低下させることができる。
【００１２】
上記サイレンサカバーにおいて、前記第１の側壁の内面全体、前記第２の側壁の内面全体、および前記周壁の内面全体に防音ラギングが施されているとさらに好適である。
【００１３】
上記サイレンサカバーによれば、サイレンサの周りに発生する騒音を低減させることができる。
また、防音ラギングを施すことにより低減する騒音分だけ、開口の内方に形成された空間内に存するサイレンサの吸音エレメントを減らして、サイレンサのコストの低減を図ることもできる。
【００１４】
上記サイレンサカバーにおいて、前記周壁の両端面全体にわたって案内羽根が設けられているとさらに好適である。
【００１５】
上記サイレンサカバーによれば、開口の内方に形成された空間内に流入する空気の吸い込み効率が向上することになるので、より多くの空気を開口の内方に形成された空間内に流入させることができる。
【００１６】
本発明に係る排気タービン過給機は、上記いずれかのサイレンサカバーを具備している。
【００１７】
本発明に係る排気タービン過給機によれば、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる空気の温度が低下し、圧縮機における圧縮に必要な仕事量が小さくなるので、内燃機関に送る空気の圧力を高くすることができる。
【００１８】
本発明に係る内燃機関は、上記排気タービン過給機を具備している。
【００１９】
本発明に係る内燃機関によれば、排気タービン過給機から高い圧力で、かつ、低い温度の空気が送られてくることになるので、内燃機関の性能および燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る排気タービン過給機よれば、サイレンサを介して圧縮機に吸い込まれる空気の温度を低下させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気タービン過給機を搭載した内燃機関の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排気タービン過給機の概略を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る排気タービン過給機の概略を示す断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る排気タービン過給機を説明するための図であって、図４と同様の図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る排気タービン過給機を説明するための図であって、図２と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る排気タービン過給機の第１実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る排気タービン過給機を搭載した舶用内燃機関（主に船舶の主機として用いられる２サイクル低速ディーゼル機関）の概略を示す斜視図、図２は本実施形態に係る排気タービン過給機の概略を示す斜視図、図３は本実施形態に係る排気タービン過給機の概略を示す断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【００２３】
図１に示すように、舶用内燃機関１は、シリンダ部２と、排気レシーバー（排気集合管：排気マニホールド）３と、を備えており、船舶の機関室（図示せず）内に配置されている。また、舶用内燃機関１には、複数台（本実施形態では２台）の排気タービン過給機１０と、複数台の空気冷却器（図示せず）とが搭載されている。
各シリンダ部２内には、クランク軸と連結されたピストン（図示せず）が配置されている。また、各シリンダ部２の排気ポート（図示せず）は、（第１の）排気管６を介して排気レシーバー３と連通（接続）されており、各排気管６におけるシリンダ２に対する開口部には、当該開口部を開閉する排気弁７が配置されている。さらに、排気レシーバー３と排気タービン過給機１０のタービン１１とは、（第２の）排気管８を介して連通（接続）されている。
【００２４】
図２または図３の少なくともいずれか一図に示すように、排気タービン過給機１０は、舶用内燃機関１が排出する排気ガスによって駆動されるタービン１１と、タービン１１によって回転駆動される回転軸１２と、回転軸１２が回転駆動されることによって空気を圧縮する圧縮機１３と、タービン１１と圧縮機１３との間に設けられて回転軸１２を支持する軸受台１４とを備えている。
【００２５】
タービン１１は、タービンケーシング１７と、舶用内燃機関１（図１参照）から供給された排気ガスによって回転するタービンディスク１８と、タービンディスク１８の周方向に設けられているタービン翼１９とを備えている。
タービンケーシング１７は、タービンディスク１８とタービン翼１９とを覆うように設けられている。タービンケーシング１７は、舶用内燃機関１の排気レシーバー３（図１参照）から排気ガスが導かれるタービンケーシング入口１７ａと、舶用内燃機関１の排気ガスをタービン翼１９へと導く排気ガス通路１７ｂと、タービン翼１９を通過した排気ガスを排気タービン過給機１０の外へと導くタービンケーシング出口１７ｃとを備えている。
【００２６】
タービンディスク１８は、円盤形状をなしており、回転中心から径方向外側に向けて延びるタービン翼１９が周方向に沿って複数設けられている。タービン翼１９は、タービンケーシング１７によって径方向の外側を囲むよう覆われている。タービン翼１９には、排気ガス通路１７ｂから排気ガスが導かれる。タービン翼１９に導かれた排気ガスによって、タービンディスク１８および回転軸１２が回転駆動される。タービンディスク１８および回転軸１２を回転駆動した排気ガスは、タービン翼１９からタービンケーシング出口１７ｃへと流出する。
【００２７】
圧縮機１３は、圧縮機ケーシング２１と、回転駆動されることで空気を圧縮するインペラ２２とを備えている。
圧縮機ケーシング２１は、インペラ２２を覆うように設けられている。圧縮機ケーシング２１は、サイレンサ２３を介して外部からの空気を取り入れる圧縮機ケーシング入口２１ａと、インペラ２２が圧縮した空気が導かれる渦巻き室２１ｂと、インペラ２２が圧縮した空気を排出する圧縮機ケーシング出口２１ｃとを備えている。
【００２８】
インペラ２２は、略円盤形状をなしており、その一面には中心から径方向外側に向けて延びる翼２３が複数枚設けられている。インペラ２２は、渦巻き室２１ｂによって径方向外側を囲むよう覆われている。インペラ２２には、圧縮機ケーシング入口２１ａから吸入された空気が導かれる。インペラ２２は、同軸上に設けられているタービン１１が回転駆動することによって回転駆動される。回転駆動されたインペラ２２によって、圧縮機ケーシング入口２１ａから吸入された空気が圧縮され、圧縮された空気は、インペラ２２の径方向外側へと送出される。インペラ２２によって圧縮された空気は、渦巻き室２１ｂを通過して圧縮機ケーシング出口２１ｃから空気冷却器へと流出する。
【００２９】
軸受台１４には、一端をタービン１１の側に突出させ、他端を圧縮機１３の側に突出させた回転軸１２が挿通されている。また、軸受台１４には、タービンケーシング１７と、圧縮機ケーシング２１とが接続されている。これらタービンケーシング１７と、軸受台１４と、圧縮機ケーシング２１とは、ボルト（図示せず）によって一体となるように締結されている。
【００３０】
図３または図４の少なくともいずれか一図に示すように、サイレンサ２３は、円筒外周吸込形のサイレンサであって、間隔を隔てて相互に平行に配設された２枚の円板３１，３２を備えており、これらの両円板３１，３２の外径は相互に等しい寸法とされている。これらの円板３１，３２のうち圧縮機１３の側に位置している円板３２の径方向における中央部には、比較的大径の空気流通用の円形穴３３が同心状に形成されている。
【００３１】
両円板３１，３２の外周縁部間には、Ｚ字形状をなす複数の補強ロッド（図示せず）が円周方向に整列するように架設されており、これらの補強ロッドにより両円板３１，３２の間隔が保持されるようになっている。各補強ロッドの外側には金網（図示せず）が巻回されており、この金網の外側には、空気中の埃を除去するフィルタ（図示せず）が巻回されている。
【００３２】
一方、両円板３１，３２間には、これら両円板３１，３２に固定されるようにして、全体として略Ｚ字形状を呈する吸音スプリッタ（吸音エレメント）３４が多数配設されている。
なお、図４において、０時、３時、６時、９時の位置に示す４つの吸音スプリッタ３４以外の吸音スプリッタ３４は、便宜上、単なる１本の線により示しているが、実際には、０時、３時、６時、９時の位置に示す４つの吸音スプリッタ３４と同じ形状を有している。また、図４中の符号３５は、隣り合う吸音スプリッタ３４間に形成される空気通路を示している。
【００３３】
さて、本実施形態に係る排気タービン過給機１０は、サイレンサカバー４０を備えている。
サイレンサカバー４０は、舶用内燃機関１に搭載された際に、舶用内燃機関１から遠い側（排気レシーバー３と反対の側）に存する比較的温度の低い空気（舶用内燃機関１の側（排気レシーバー３の側）に存する空気よりも温度の低い空気）が、サイレンサ２３を介して圧縮機１３により多く吸い込まれるように（より積極的に吸い込まれるように）、舶用内燃機関１から遠い側に存する比較的温度の低い空気をサイレンサ２３に導くものであり、第１の側壁４１と、第２の側壁４２と、周壁４３とを備えている。
【００３４】
第１の側壁４１は、円板３１と平行で、かつ、円板３１から所定の距離離間するようにして配置され、周壁４３と接合されない一端面（一辺）４１ａが、舶用内燃機関１に搭載された際に、舶用内燃機関１から遠い側で、かつ、斜め上方を向くように形成された板状の部材である。
第２の側壁４２は、円板３２と平行で、かつ、円板３２から所定の距離離間するようにして配置され、周壁４３と接合されない一端面（一辺）４２ａが、舶用内燃機関１に搭載された際に、舶用内燃機関１から遠い側で、かつ、斜め上方を向くように形成された、第１の側壁４１と同じ形状を有した板状の部材である。
【００３５】
周壁４３は、サイレンサ２３の外周面から所定の距離離間するようにして配置され、一端面４１ａと一端面４２ａとが同じ方向を向くように平行に配置された第１の側壁４１の端面（一端面４１ａを除く端面）と第２の側壁４２の端面（一端面４２ａを除く端面）とを接合する板状の部材である。
また、周壁４３と接合されない一端面４１ａ、４２ａと、第１の側壁４１および第２の側壁４２と接合されない周壁４３の両端面（二辺）４３ａ，４３ｂとにより、開口４４が形成され、サイレンサカバー４０で覆われたサイレンサ２３には、開口４４を介してサイレンサカバー４０内に流入した空気が吸い込まれていくことになる。
【００３６】
本実施形態に係るサイレンサカバー４０によれば、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる、舶用内燃機関１に近い側に存する温度の高い空気の量が減少し、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる、舶用内燃機関１から遠い側に存する温度の低い空気の量が増加することになる。
これにより、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる空気の温度を低下させることができる。
【００３７】
また、本実施形態に係るサイレンサカバー４０によれば、舶用内燃機関１から遠い側に存する空気が、サイレンサ２３を介して圧縮機１３により多く吸い込まれるように、開口４４が、舶用内燃機関１から遠い側に向いている。
すなわち、舶用内燃機関１に近い側に存する温度の高い空気がサイレンサ２３を介して圧縮機に吸い込まれないようになり、舶用内燃機関１から遠い側に存する温度の低い空気がサイレンサ２３を介して圧縮機１３により多く吸い込まれるようになる。
これにより、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる空気の温度をさらに低下させることができる。
【００３８】
本実施形態に係る排気タービン過給機１０によれば、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる空気の温度が低下し、圧縮機１３における圧縮に必要な仕事量が小さくなるので、舶用内燃機関１に送る空気の圧力を高くすることができる。
【００３９】
本実施形態に係る舶用内燃機関１によれば、排気タービン過給機１０から高い圧力で、かつ、低い温度の空気が送られてくることになるので、舶用内燃機関１の性能および燃費を向上させることができる。
【００４０】
〔第２実施形態〕
本発明に係る排気タービン過給機の第２実施形態について、図５を参照しながら説明する。
図５は本実施形態に係る排気タービン過給機を説明するための図であって、図４と同様の図である。
本実施形態に係る排気タービン過給機（図示せず）は、サイレンサ２３およびサイレンサカバー４０の代わりに、サイレンサ４９およびサイレンサカバー５０が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００４１】
サイレンサカバー５０は、第１の側壁４１の内面全体、第２の側壁４２の内面全体、および周壁４３の内面全体に、グラスウール等の吸音材を貼り付けて騒音を低減させる防音ラギングが施されているという点で上述した第１実施形態のサイレンサカバー４０と異なる。
また、サイレンサ４９は、図５に示すように、機関室内の空気が流入してくる側のみ、すなわち、サイレンサカバー５０で覆われていない部分（サイレンサカバー５０から突出した部分）と、サイレンサカバー５０で覆われた部分（サイレンサカバー５０から突出していない部分）で、かつ、開口４４の近傍に位置する部分のみに吸音スプリッタ３４が設けられているという点で上述した第１実施形態のサイレンサ４９と異なる。
【００４２】
本実施形態に係るサイレンサカバー５０によれば、第１の側壁４１の内面全体、第２の側壁４２の内面全体、および周壁４３の内面全体に防音ラギングが施されており、かつ、サイレンサ４９の、機関室内の空気が流入してくる側のみ、すなわち、サイレンサカバー５０で覆われていない部分（サイレンサカバー５０から突出した部分）と、サイレンサカバー５０で覆われた部分（サイレンサカバー５０から突出していない部分）で、かつ、開口４４の近傍に位置する部分のみに吸音スプリッタ３４が設けられていることになる。
これにより、開口４４の内方に形成された空間内に存するサイレンサ４９の吸音エレメント３４を減らして、サイレンサ４９のコストの低減を図ることができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００４３】
〔第３実施形態〕
本発明に係る排気タービン過給機の第３実施形態について、図６を参照しながら説明する。
図６は本実施形態に係る排気タービン過給機を説明するための図であって、図２と同様の図である。
本実施形態に係る排気タービン過給機６０は、図６に示すように、サイレンサカバー４０（５０）の周壁４３の両端面４３ａ，４３ｂ全体にわたって案内羽根６１が設けられているという点で上述した第１実施形態（第２実施形態）のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態（第２実施形態）のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態（第２実施形態）と同一の部材には同一の符号を付している。
【００４４】
案内羽根６１は、一端面が周壁４３の一端面４３ａと接合された際、一端面から、この一端面とは反対の側に位置する他端面に向かって外方に湾曲した、平面視矩形状を呈する板状の部材である。
【００４５】
本実施形態に係るサイレンサカバーによれば、周壁４３の両端面４３ａ，４３ｂ全体にわたって設けられた案内羽根６１により、開口４４の内方に形成された空間内に流入する空気の吸い込み効率が向上することになるので、より多くの空気を開口４４の内方に形成された空間内に流入させることができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００４６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、適宜必要に応じて変形実施、変更実施することができる。
例えば、上述した第１実施形態の第１の側壁４１の内面全体、第２の側壁４２の内面全体、および周壁４３の内面全体に、グラスウール等の吸音材を貼り付けて騒音を低減させる防音ラギングを施して、騒音をより低減させるようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、サイレンサカバーがサイレンサの周方向において約１／２を覆ったものを一具体例として挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更することができる。
【００４８】
さらに、開口４４の向きも、上述した実施形態のように舶用内燃機関１から遠い側の斜め上方に限定されるものではなく、舶用内燃機関１から遠い側の真横や斜め下方にすることもできる。
【００４９】
さらにまた、開口４４が、機関室内に船外の空気を送り込むダクトの外気吸気口の方を向いているとさらに好適である。
これにより、より温度の低い空気がサイレンサ２３を介して圧縮機１３により多く吸い込まれるようになり、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる空気の温度をさらに低下させることができる。
【００５０】
さらにまた、サイレンサカバーの外面全体に輻射熱を反射する反射板（光沢のある金属板）が貼り付けられているとさらに好適である。
これにより、サイレンサカバー内に流入した空気の温度上昇が抑制されることになり、サイレンサ２３を介して圧縮機１３に吸い込まれる空気の温度をさらに低下させることができる。
【００５１】
さらにまた、本発明に係るサイレンサカバーおよび排気タービン過給機は、舶用内燃機関のみに適用され得るものではなく、陸上発電機用内燃機関等のその他の内燃機関にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１    舶用内燃機関
１０    排気タービン過給機
１１    タービン
１２    回転軸
１３    圧縮機
２３    サイレンサ
３４    吸音スプリッタ（吸音エレメント）
４０    サイレンサカバー
４１    第１の側壁
４１ａ  一端面
４２    第２の側壁
４２ａ  一端面
４３    周壁
４３ａ  端面
４３ｂ  端面
４４    開口
４９    サイレンサ
５０    サイレンサカバー
６０    排気タービン過給機
６１    案内羽根
【図１】
0006008495.tif 000002
【図２】
0006008495.tif 000003
【図３】
0006008495.tif 000004
【図４】
0006008495.tif 000005
【図５】
0006008495.tif 000006
【図６】
0006008495.tif 000007