(57)【要約】貨物自動車、乗用車、ポンプに使用されるガソリン、燃料およびディーゼルエンジンの内燃機関における燃料消費を削減する方法および装置であって、排気多岐管に熱反射する繊維を含む断熱材の熱遮断部材を設け、吸気口と吸気空気口と空気箱の入口の周りに熱遮断部材を設け、ターボチャージャのコンプレッサーを熱反射する織物層を含む断熱材の熱遮断部材で覆い、ターボチャージャのタービンハウジングの軸受を露出させ、エンジンルーム内での熱蓄積を防止し、エンジン燃料効率化のために吸気温度を低下させる。本発明によれば大型トラックで燃料効率が１０〜１５％ほど改善された。熱遮断材料は軽量でありエンジン重量かトラックの重さが増加しない。
2005526203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気システムを通過しエンジンルーム内に取り付けられた内燃機関の内燃室に流れる吸気空気の温度上昇を低減するための方法であって、
前記エンジンルーム内で前記吸気空気を熱放射および熱伝導から遮蔽するために、空気箱からエンジンの吸気多岐管にかけての吸気空気導管または流路を熱遮蔽することを特徴とする吸気空気の温度上昇低減の方法。
【請求項２】
前記エンジンルーム内で前記吸気空気を熱放射および熱伝導から遮蔽するために、さらに前記空気箱を熱遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ターボチャージャのタービンから放射および伝導される熱を減少させるために、さらに前記タービンを熱遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ターボチャージャのタービンから放射および伝導される熱を減少させるために、さらに前記ターボチャージャのタービンとコンプレッサーのハウジングを熱遮断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記タービンとコンプレッサーは軸受の部分が露出するように選択的に包装されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記タービンから離れて面する前記コンプレッサーの側面も露出されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記排気多岐管を流れる排気ガスから放射および伝導される熱を減少させるために、さらに前記排気多岐管を熱遮断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ターボチャージャのコンプレッサーの出口と前記エンジンの吸気多岐管のとの間にインタークーラーが接続され、前記インタークーラーが熱遮断されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記吸気空気導管または流路は、前記空気箱から前記コンプレッサーの入口まで延設される部分と、前記コンプレッサーの出口から前記インタークーラーの入口まで延設される他の部分と、前記インタークーラーの出口から前記エンジンの前記吸気多岐管まで延設される第３の部分とを具備することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
熱反射および熱遮断する包装部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維と不織の遮蔽ウエブを含む少なくとも２つの層を具備することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
熱反射および熱遮断する包装部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維と不織の遮蔽ウエブであって、接着剤がコーティングされる少なくとも２つの層を具備することを特徴とする請求項１、２および９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
熱反射および熱遮断する前記包装部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維の外側の層と、不織の遮蔽ウエブの中間の層と、前記タービンまたは前記コンプレッサーの前記ハウジングと接触する外側の層の少なくとも３つの層を具備することを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記タービンと前記コンプレッサーを熱反射および熱遮断する前記包装部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維の外側の層と、不織の遮蔽ウエブの中間の層と、前記タービンまたは前記コンプレッサーの前記ハウジングと接触するメタルメッシュの内側の層の少なくとも３つの層を具備し、前記空気箱と前記吸気空気導管または流路を熱反射および熱遮断する前記包装部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維の外側の層と、不織の遮蔽ウエブを含む少なくとも２つの層を具備することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも３つの層を具備し熱反射および熱遮断する前記包装部材により、排気多岐管をさらに熱遮断することを特徴とする請求項１２または１３いずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記タービンと前記コンプレッサーを熱反射および熱遮断する前記包装部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維の第１または外側の層と、不織の遮蔽ウエブの第２の層と、ガラス繊維ラグ(lagging)布の第３の層と、前記タービンまたは前記コンプレッサーの前記ハウジングと接触するメタルメッシュの第４または内側の層の少なくとも４つの層を具備することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記不織の遮蔽ウエブは接着剤がコーティングされることをことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記エンジンルームに近づくためのフードの下側を、さらに熱遮蔽することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
吸気システムを通過しエンジンルーム内に取り付けられた内燃機関の内燃室に流れる吸気空気の温度上昇を低減するシステムであって、
前記エンジンルーム内で前記吸気空気を熱放射および熱伝導から遮蔽するために、空気箱からエンジンの吸気多岐管にかけての吸気空気導管または流路を包装または覆うように構成された熱遮蔽部材を具備することを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記空気箱を包装または覆うように構成された熱遮蔽部材を、さらに具備することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
ターボチャージャのタービンを包装または覆うように構成された熱遮蔽部材を、さらに具備することを特徴とする請求項１８または１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ターボチャージャのコンプレッサーを包装または覆うように構成された熱遮断部材を、さらに具備することを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２２】
排気多岐管を包装または覆うように構成された熱遮断部材を、さらに具備することを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２３】
インタークーラーを包装または覆うように構成された熱遮断部材を、さらに具備することを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２４】
エンジンルームに設けられるアクセスフードの下側を裏打ちするように構成される熱遮断部材を、さらに具備することを特徴とする請求項１８乃至２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記熱遮断部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維と、不織の遮蔽ウエブを含む少なくとも２つの層を具備することを特徴とする請求項１８乃至２４のいずれか１項に記載のシステム。  
【請求項２６】
前記不織の遮蔽ウエブは接着剤がコーティングされることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。  
【請求項２７】
前記熱遮蔽部材は、金属コーティングされるか積層される遮蔽繊維の外側の層と、不織の遮蔽ウエブの中間の層と、ガラス繊維ラグ(lagging)布の第３の層と、前記タービンまたは前記コンプレッサーの前記ハウジングと接触するメタルメッシュの内側の層の少なくとも３つの層を具備することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２８】
吸気システムを通過しエンジンルーム内に取り付けられた内燃機関の内燃室に流れる吸気空気の温度を制御する方法であって、
空気箱と、タービンとコンプレッサーを含むターボチャージャと、排気ガス用の排気多岐管とを具備し、
前記方法は、前記空気箱と、前記タービンと前記コンプレッサーーと吸気空気導管または流路とを前記空気箱から前記内燃機関の前記内燃室の空気取入口にかけて熱遮蔽し、排気多分岐管も熱遮断することで、
前記エンジンルーム内の温度を華氏約１５０度以下にし、前記タービンのハウジングの周りの熱遮蔽部材の外側の温度を華氏約３００度以下にし、前記コンプレッサーのハウジングの周りの熱遮蔽部材の外側の温度を華氏約２５０度以下にし、前記排気多分岐管の周りの熱遮蔽部材の外側の温度を華氏約１５０度以下にし、前記空気箱から前記内燃機関の前記内燃室の空気取入口にかけての前記吸気空気導管または流路の熱遮蔽部材の温度を華氏約２５０度以下にして、前記内燃機関に到達する吸気空気の温度が環境温度を越えないようにすることを特徴とする方法。
【請求項２９】
前記吸気空気導管または流路の第１の部分の手段により前記空気箱が前記がコンプレッサーの取入口側に接続され、前記内燃機関はさらにインタークーラーを備え、前記インタークーラーは前記コンプレッサーの出口側に対して前記吸気空気導管または流路の第２の部分の手段により接続される入口側と、前記内燃機関の空気吸気口に対して前記吸気空気導管または流路の第３の部分の手段により接続される出口側を備え、さらに前記インタークーラーの外側の前記熱遮蔽部材の温度を華氏約２７５度以下付近に制御することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記エンジンルールはアクセスフードを有し、前記アクセスフードの下側は熱遮蔽され、さらに前記熱遮蔽部材の温度を前記アクセスフードの下側の温度を華氏約１５０度以下に制御することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に係り、特にディーゼルエンジンのみならずガソリンエンジンまたは他の液体燃料用エンジンにおいて、特に燃料の消費を低減させる方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンとガソリンエンジンであって、燃料機関として知られている内燃エンジンは、貨物自動車と乗用車を含む車両または乗り物の動力源として広く使用されている。吸気空気と燃料は、燃焼のための飽和状態を生成し、この飽和状態がエンジン内で燃焼されて力学的エネルギーを作り出し、この力学的エネルギーが車両または乗り物や車両の他のシステムを駆動するクランクシャフトの回転運動に変換される。
【０００３】
吸気空気導管または流路の一部を含む取入空気システムおよびエンジン形式に依存する種々の部品を通して吸気空気が内燃機関に供給される。ディーゼルエンジンの場合には、吸気システムには通常は空気箱（エアボックス、airbox)が含まれ、この空気箱はエンジンルーム内に通常配置されており、車両または乗り物の外部から周辺空気を取り入れる。吸気空気の導管または流路は、空気箱から吸気空気を運び、最終的にエンジンの内燃室の空気取入れ口と連通する吸気多岐管まで吸気を運ぶ。
【０００４】
この吸気空気導管または流路の第１の部分は、吸気多岐管への圧力を増加させることで吸気空気の密度を高めるためのターボチャージャのコンプレッサーに通常接続され、密度が高められた吸気空気は１つまたは１つ以上の吸気空気導管または流路の他の部分により吸気多岐管に供給される。ディーゼルエンジンでは、吸気空気は多岐管から直に内燃室に引き込まれるか、または爆発行程で内燃室に引き込まれ、圧縮行程の間において燃料と混合および圧縮される。燃焼後の燃料との混合空気である燃焼ガスまたは排気ガスは、１つの内燃室または複数の内燃室を出てから排気多岐管に向かい、続いて通常は消音器と触媒コンバータを備えた排ガス管に出る。さらに、吸気を冷やすためのインタークーラーがしばしばコンプレッサーと吸気多岐管の間に設けられる。
【０００５】
ガソリンまたは他の燃料機関においては、吸気空気導管または流路に沿って異なる部品が配置される。吸気空気と燃料は、１つまたは複数の内燃室に導入される前、または直接的に１つまたは複数の内燃室に噴射される前に、キャブレタで混合される。ターボチャージャは、オプション装置であって過給機に置き換えられる場合があり、通常はインタークーラーは使用されない。
【０００６】
乗用車または貨物自動車の内燃機関は、車両または乗り物の前部において金属製のアクセスフードで覆われているエンジンルームの内部に一般的には配置される。鋳鉄またはアルミニウム製のエンジンブロックを備えた運転中の燃焼エンジンは、エンジンルームを介して放射または伝導される大量の熱を発生する。エンジンルームの温度は華氏３００度を超える場合がある。エンジンルームの中で発生した熱は、吸気空気導管または流路に伝導及び／または放射の作用により放熱される結果、エンジンに供給される吸気空気の温度が著しく上昇し、華氏２００度を超える場合がある。
【０００７】
エンジンがターボチャージャを装備するときには、エンジンブロックからの高い温度（華氏２００度）と高速の排気ガスがタービンに入れられ、コンプレッサーを動かすことで吸気空気の密度を増加させていた。ターボチャージャのタービンは、非常に高い温度(華氏８００度以上）で作動し、ターボチャージャはエンジンルームの中でさらなる放射熱を発生させる。さらにまた、タービン間でガスを案内するための排ガス用導管が偏って配置されると、伝熱面が増加されるとともに、排気ガスがエンジンルームの中に残っている時間も増加する。
【０００８】
エンジンルーム内で発生した熱を低下させるために、デザイン  エンジニアリング、インク（Design Engineering，Inc.)とサーモテック(Thermo-Tec)などで製造されている絶縁包装部材材が排気ヘッダーに使用されている。これらの従来の耐熱性繊維の絶縁包装部材材は、ヘッダーの管に巻きつけられてから留め金で固定される。これらの絶縁包装部材材によれば、排気ガスの温度が増加され機関の性能が改善される。また、排気ガスの温度を高めることで、エンジンルームに放射される熱が減少される傾向がある。
【０００９】
車両または乗り物の運転のための費用は、内燃機関に使用される高い費用の燃料代に大きく依存する。また、内燃機関は悪い燃料効率を有している。乗用車と貨物自動車の内燃機関を運転するための燃料に要する費用は、工業化社会において主要な関心事である。内燃機関の燃料消費効率は、積年の課題である。
【００１０】
本発明の目的は、乗用車と貨物自動車と、船舶、小型ボートと他の移動手段用の、発電装置と産業用ポンプなどのような他の商業目的および産業使用上で使用されるディーゼルエンジンとガソリン内燃機関の燃料消費効率を改良することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、後付けまたは既存の装置の一部として取り付けることで、内燃機関の燃料消費効率を比較的に低い費用で改善することのできる方法とシステムである。
【００１２】
本発明の別の目的は、内燃機関の構成、形式如何にかかわらず燃料消費効率を比較的に低い費用で改善することのできる方法とシステムの提供であり、特にターボチャージャ、過給機またはインタークーラーなどの装置を含むような吸気空気システムにおいて、吸気空気導管または流路に沿って配列されることになる。
【００１３】
本発明の１つの態様によると、エンジンの燃焼室（複数）に連通する吸気空気導管または流路を熱遮蔽部材により包装するかまたは覆うことによってエンジンルーム内で輻射または伝熱された熱から保護することで、吸気空気システムを流れる吸気空気の温度上昇を低減または最小にするための方法とシステムが提供される。
【００１４】
本発明の別の態様によると、ターボチャージャのタービンとコンプレッサーに熱遮蔽部材が選択的に包装されることで、エンジンルームに放射され伝導されるタービン熱が防止され、コンプレッサーの場合では激しいタービン熱と、エンジンルーム内で上昇した熱から圧縮された吸気空気が遮蔽される。
【００１５】
また、本発明のさらなる別の態様では、排気多岐管もまた熱遮蔽部材により包装部材されるか覆われることで、排気ガスからエンジンルームに放射され伝導される熱を減少させることで、エンジンの内燃室(複数)に達するまで吸気システムによって運ばれる吸気を熱から保護する。
【００１６】
吸気空気導管または流路は、外側の熱放射層または反射層と内側の熱絶縁層とを具備する熱遮蔽部材で包装される。熱放射層または反射層は、吸気空気導管または流路からの熱を放射する結果、内部を流れる吸気空気の熱を放射する。熱絶縁層は、高い温度の外側の熱放射層と、熱遮蔽部材が周囲に包装される導管または流路との間で熱勾配を提供し、この熱断熱層の内側の温度が外側の放射層の温度より実質的に低温度を有する。例えば、華氏５００度のオーダーの温度が、外側の放射層で測定される場合があり、華氏１００度のオーダーの吸気温度が絶縁層の内部表面で測定されるであろう。
【００１７】
ディーゼルエンジンに関しては、吸気空気導管または流路の部分から別々に空気箱が熱遮断部材により包装されることになり、熱遮断部材は吸気用の空気箱の様々な構成部分とサイズに応じて重なり合う部分と合致する複数の断片を備えるであろう。望ましくは、熱遮断部材の断片の内側表面には、吸気空気箱の対応する部分への接着を容易にするための接着層を有するとよい。同様に、吸気空気導管または流路用の熱遮断部材についても吸気空気導管の外側表面への取り付けを容易にするために接着剤の適用された内側面を有する。このような熱遮断部材は、軽量かつ可撓性を備えており包装されるべき表面の輪郭に適合できる。さらにまた、金属製の特にアルミホイル製の場合には、接着剤は断片間の継ぎ目を覆うために熱遮蔽部材の前面に適用されるかまたは露出してしまう部分と残りの部分に適用されるであろう。
【００１８】
同様に、エンジンルーム内で熱を放射する部品の内で、特に排気多岐管、ターボチャージャのタービンとコンプレッサーについては、多層構造の断熱部材および放射熱遮蔽部材により包装部材されるか覆われる。このような熱遮蔽部材は、外側の熱反射または放射用のアルミ処理された繊維と、１つまたは望ましくは２つの断熱材であって、特に絶縁材料の不織のウエブと断熱材の織布と、車両または乗り物の他の部分またはエンジンからの振動に晒される(脆い)断熱材のオーバレーヤの摩耗を減少させるためのワイヤメッシュの内側層とを備える。このような熱遮蔽部材は、吸気空気導管または流路を保護するために使用される熱遮蔽部材よりも厚いが、一般には排気多岐管、タービンおよびコンプレッサーの構成部分の夫々に対して十分に湾曲可能に構成されるであろう。このような熱遮蔽部材は、実際には金属製の、耐熱材料のワイヤ、安全ひもまたは留め金で固定されるであろう。望ましくは、タービンとコンプレッサーはオーバーヒートと固着を避けるためにそれらの軸受を露出するために、熱遮蔽部材により完全に包装部材されないであろう。オーバーヒートを避けるために、タービンから離れたコンプレッサーハウジングの側面は、望ましくはこの熱遮蔽部材で包装されることはない。
【００１９】
また、望ましくは車両のフードの下側についても吸気空気導管または流路に使用されたものと同じ熱遮蔽部材で断熱でき、同じように接着剤が内側面に適用されている状態にすることでフードの内面の表面に直に接着できる。フードを熱的に遮断することで、特に暑い気候のときに太陽からエンジンルームを保護できる。またフードを熱的に遮断することは、フードからの放射熱が防止されるので、環境中には車両または乗り物のエンジンルームの下方から放射熱が放出される。
【００２０】
最後に、燃料系はエンジンルームの高温からそれらを保護するように絶縁される結果、燃料ベーパロックが防止されるであろう。
【００２１】
本発明による熱遮断部材で包装部材されたディーゼルエンジンの運転試験によれば、１５〜２０％の燃料消費の減少の結果となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１において、様々な関連する補器とともにエンジンルーム(不図示)の内部に取り付けられるエンジンブロック１０１を具備した、従来からの特にデトロイト  ディーゼル  シリーズ６０（Detroit Diesel Series 60）のディーゼルエンジン１００について示されている。このエンジンルームは、図１では示されていない金属製のアクセスフードによって上から閉じられる。エンジンの運転中にはエンジンから多量の熱が発生し、熱放射と伝導によりエンジンルーム中に蔓延しその内部の温度は、上記のディーゼルエンジンなどの強力なトラックエンジンの場合には華氏３００度を超えるであろう。
【００２３】
吸気システム１０２は、様々な部品を備える吸気空気導管部分か流路部分を備える吸気空気導管または流路１０５を具備する。図示の実施例では、第１の部品は空気入口の開口部１２１を有する空気箱１２０であって、空気取入れ口またはスクープ（不図示）を介してエンジンルームの外部から環境空気を受け入れる。この空気箱１２０の出口の端部は吸気空気導管または流路１０５の第１の部分１１０に接続されており、空気箱からの取り入れ空気をターボチャージャ１３０のコンプレッサー１３０ｂの入口の開口部まで送るように構成されている。吸気空気導管または流路の第２の部分１１１は、このコンプレッサー出口からインタークーラー１７０の入口りまで接続されている。吸気空気導管または流路１０５の第３の部分１１２は、インタークーラー１７０の出口からエンジンの吸気多岐管１８０の間に接続される。
【００２４】
ターボチャージャの代わりに過給機が使われる場合には、吸気空気導管または流路１０５の第１の部分と第２の部分が上記と同様に接続される。同様に、エンジンにインタークーラーが設けられないときには、吸気空気導管または流路１０５の第１の部分は直に気化器、吸気多岐管または噴射ノズルに接続されるであろう。
【００２５】
吸気空気はターボチャージャ１３０のコンプレッサー１３０ｂで圧縮される結果、吸気密度が増加する。このコンプレッサーはタービン１３０ａによって動かされる。圧縮空気はエンジン１００のシリンダ(複数)または内燃室(複数)の夫々の入口に連通している吸気多岐管１８０の内部に吸引される。燃料は燃料配管系１４０を通してエンジンに供給される。
【００２６】
本発明の１つの態様によれば、吸気空気導管または流路１０５を含んだ全体の吸気システム１０２と、また空気箱１２０が存在する場合には、インタークーラー１７０は高温から吸気を保護するための熱遮蔽部材２５０で包装部材されるかあるいは覆われることで、エンジンルームの中で放射、伝導されるか双方の作用で発生した高熱から遮蔽される。吸気空気導管または流路１０５と、空気箱１２０とインタークーラー１７０を含んだ全体の吸気システムにおいて、実質的に同じ種類の熱遮蔽部材が使用される。この熱遮蔽部材２５０は、多重積層構造であって、アルミニウム処理または他の適切な金属コーティングされた例えばジェンテックス（Gentex 登録商標）などのアルミニウム処理された織物と、不織の絶縁ウエブを包括し外側の接着布と外側の熱反射繊維２５０ａと、良好な熱特性と可撓性を備えており、リンダール  インク（Lydall, Inc.）で製造されるマニグラス（Manni  Glas  登録商標）などの高温ガラス繊維ウエブを含む。この絶縁織物２５０ｂの下側は吸気空気導管または流路の部分に対して、または空気箱１２０とインタークーラー１７０が存在する場合にはこれらに対して熱遮蔽部材２５０を接着するための接着剤２５０ｃがコーティングされている。吸気空気導管または流路の部分への包装を容易にするために、吸気空気導管または流路は車室から取り除かれ、作業工場で包装された後に再インストールされるであろう。
【００２７】
図４は、上記の構造の熱遮蔽部分２１０が吸気空気導管または流路１０５の第１の部分１１０を包装するために使用できることを示しており、吸気空気導管または流路は１組の斜めの曲げ部分とこれらの間の中間部分を含んでいる。矢印で示すように熱遮蔽部分２１０が吸気空気導管または流路１０５の第１の部分１１０の外周に沿うように置かれ、続いて異なる方向に包装部材される。これに代えて、熱遮蔽部材を予めより小さい形状の部分にしておき部分１１０の全体の周りに固定してもよい。アルミニウム粘着テープを熱遮蔽部材部(複数)の間の全ての継ぎ目も覆うか、または熱遮蔽部材の一部または全体を覆うために使用されるであろう。
【００２８】
ここで、吸気空気導管または流路１０５の吸気導管の部分１１２などの他の部分（複数）も同じ熱遮蔽部材２５０により同じ方法で上記のように包装されることは言うまでもない。
【００２９】
また、同じ熱遮蔽部材２５０は熱から空気箱１２０を保護するためにも使用される。この空気箱１２０のための熱遮蔽部材は参照数字２２０で示されており、複数の個々の断片である、すなわち本体断片２２１と１組の端部断片２２２、２２３およびカラー２２４を備える。端部断片自体は２つの別々の要素を備えており、円筒形リングと円板とから形成されている。このような断片は、予め切断されるか作業現場で切断されるかのどちらかである。これらのそれぞれの断片は、熱遮蔽部材２５０の平らな部分から適切な寸法と形状になるように形成される。図３において、矢印で図示されるように空気箱１２０の本体に対して各断片は接着剤のコーティングによって個別に固定される。この熱遮断部材を空気箱１２０の本体に対して良好に接着固定するために、空気箱は例えばブレーキクリーナーで掃除されることでオイル、又はグリース、又は砂塵が取り除かれる。この代わりに、予め所定サイズに切断しておき、全体部分１１０の周りに単に固定してもよい。
エンジンがインタークーラー１７０などのインタークーラーを含むときにも、同じ熱遮蔽部材の材料２５０で熱から保護される。熱遮蔽部材の材料の一部の間の継ぎ目は、金属で覆われ、実際にはアルミニウムシートまたはアルミホイル粘着テープで覆われ、熱遮蔽部材の材料が露出しないようにしている。この熱遮蔽部材２００は少なくとも３層または望ましくは４層の断熱ブランケット材料を含む。最も外側の層２００ａは、アルミニウム処理されるか他の適切な金属コーティングまたは積層された熱反射繊維であって、例えば上記のジェンテックス（Gentex 登録商標）のアルミ処理熱遮蔽繊維である。第２の層２００ｂは、リンダル  インク製のマニグラス（ManniGlas 登録商標）として知られている耐熱ガラス繊維遮蔽ウエブであって、これは華氏１２００度の温度まで耐えられる。第３の層２００ｃは、絶縁織物であって、例えばスチーブンス  クロス（Stevens Cloth  登録商標）のような高温ガラス繊維被覆布である。第４の層２００ｄは、排気多岐管１６０に対して直に接触するように適合されたワイヤメッシュを含んでおり、脆いガラス繊維の熱遮断材料が排気多岐管に対する摩擦と振動から保護している。この場合には、金属コーティングまたは積層された熱反射繊維の最も外側の層２００ａは、排気多岐管１６０からの熱を反射するのではなく、むしろ排気多岐管１６０から発生する非常に高い温度の放射熱を蓄積する。金属製または積層された反射織物は、エンジンルーム内を循環する高温液、ガスまたは粒子状物質で引き起こされた火炎から断熱層を保護も行う。
【００３０】
熱遮断材料２９０は、排気多岐管１６０を覆うかまたは包装するために使用される。この目的に適した熱遮蔽部材を取り付ける様子が図６に示されている。この排気多岐管用の遮蔽包装部材２９０は、排気多岐管の外側の表面を覆う適当なサイズを有し一般に長方形の断片として準備される。この遮蔽包装部材２９０は、排気多岐管１９０に干渉せずに覆うようにするために縁部に沿い主要な切抜き部が形成されている。この遮蔽包装部材２９０は、図示のようにステンレスまたは他の耐熱ワイヤ２９０ｔが４つの角部に設けられている。これらのワイヤに結び目を設けておき熱遮蔽部材のスリーブか穴部に設けてもよい。この排気多岐管の絶縁包装部材２９０は図中の矢印に示されるように取り付けられるので、ヒーターとなる先端部と側面部と長手方向の外壁部に延設されるので、放射熱を抑えるために実質的に排気多岐管を完全に覆うことができるので、排気ガス熱を排気多岐管側に閉じ込めることができ、熱放射または熱伝導により排気ガス熱がエンジンルームのほかの場所に伝達されることが削減される。絶縁包装部材２９０が適所に設けられた後に、ワイヤ２９０ｔをねじるか結ぶか、または他の固定手段により固定される。これに代えて、排気多岐管用の絶縁包装部材は、排気多岐管の形状とサイズに合わせて予め組立てられるであろう。
【００３１】
図５Ａと図５Ｂは、ターボチャージャ１３０のタービン１３０ａのハウジングと、コンプレッサー１３０ｂのハウジングに断熱材のブランケット材２００を取り付ける様子を示している。このタービンのハウジングの包装部材２３０ａは、取り付けるときにハウジングの構成に適合するように適当に予め切断されるかまたは特注で切断された断熱材のブランケット材２００の１つの断片である。一般に、この包装部材はタービンのハウジングの環状中央の部分に巻きつけられるようにするために図示のように延設される。包装部材が一旦適所に置かれると、上記のタイプの各結び用ワイヤ２３０ｔがきつく引かれることで、タービンハウジングの主要部分を有効に覆うように変形するとともに、もしも包装部材で覆われた場合にはオーバーヒートするであろう各軸受の部分を露出させる。次に、結び用ワイヤは捻るか結ぶことで包装部材が所定位置に固定される。留め金、ファスナおび耐熱金属ホイル粘着テープなど包装部材を固定する他の固定手段が使用できることは言うまでもない。この包装部材は、特定のハウジングの必要なサイズと形状になるように予め組み立てることもできる。
【００３２】
また、コンプレッサーの断熱材の包装部材２３０ｂもハウジングの構成に適合するように適当に予め切断されるかまたは特注で切断された断熱材のブランケット材２００の断片である。この包装部材も完全にコンプレッサーの渦流室の周りに延設できるように延長されている。この包装部材が適所に一旦置かれると、各結び用ワイヤ２３０ｔがきつく引かれてハウジングの形状に従って変形し、大半を覆うとともに、上記の理由で軸受の部分を露出する。実際には、コンプレッサーハウジングの全体の側面はタービンから離れて面して露出されるので、コンプレッサーの過熱は防止される。続いて、包装部材２３０ｂは適所に結び付けられるかまたは他の適当な締め具で固定される。これに代えて、特定のハウジングのための所望なサイズと形状になるように予め組み立てられた包装部材を使用できるであろう。
【００３３】
本発明の望ましい態様によると、吸気空気導管または流路と空気箱を包装するために使用されるものと同じ熱反射材料と断熱材料を用いて、アクセスフード１６０の下側もまた熱的に絶縁される。この熱遮蔽部材２５０は、アルミニウム処理およびコーティングされるか積層繊維および不織の絶縁ウエブ２５０であって、例えばリンダル  インク社のマニグラス（ManniGlas  登録商標）のような外側の空気反射層２５０ａと、アクセスフードの下側に熱遮蔽部材を接着するために耐熱性の接着コーティング２５０を含む。このようにして、エンジンルームの中で発生した熱はフードで反射され下向きにエンジンルームの下を流れて環境空気中に流れることになる。また、この熱遮蔽部材は特に熱い気象条件下で太陽からエンジンルームを遮蔽する。
【００３４】
上記の熱遮断部材を付けたデトロイト  ディーゼル  シリーズ６０のディーゼルエンジンによれば、実験室での試験の結果、１５〜２０％の燃料消費の減少を示した。数週間におよぶ通常使用条件でのトラックの実際走行試験によれば１０〜２０％の燃料消費の減少を示した。
【００３５】
試験によれば、主要因は吸気システムと特に空気箱の熱遮蔽部材を通ってターボチャージャのコンプレッサーに入る吸気温度の減少であり、特に空気箱の間の導管または流路と、ターボチャージャとコンプレッサー、すなわちタービンとコンプレッサーの両方であることが判明した。
【００３６】
第１の試験
デトロイト  ディーゼル  シリーズ６０のディーゼルエンジンによって駆動されるトラックに上記の熱遮蔽部材が後付けされ、マイアミ州 フロリダので改装されてデトロイト  ディーゼル試験場で試験され、同じエンジンで熱遮蔽部材を装着しない同じエンジンとの比較実験を行った。この実験結果によれば、本発明の熱遮蔽部材を付けた場合には１ガロンあたりの燃焼消費率が４．３２５から５．１７５または１９．９６％増加した。
【００３７】
第２の試験
２台のディーゼルエンジンによって駆動される２機の発電機において熱遮蔽部材を装着したものと装着しないものを試験した。非断熱ユニットである第１のディーゼルエンジンは１２．１時間運転され、６６．８ガロンのジーゼル油を使用したので１時間あたり５．５２０７ガロンを消費した。第２のディーゼルエンジンは断熱され、４３．２時間運転されて、合計で１８３．０ガロンのディーゼル油を使用した。１時間あたり４．２３８１ガロンの燃料消費であった。試験が行われた両方のユニットは１７５ＫＷの「ハッシュ  パワー（hush power)」発電機であり、６０トンの単一のトレン（Trane）エアコンを運転した。本発明によれば毎時の総燃料節減率が２３．７％となった。
【００３８】
上記のように本発明を大型ディーゼルエンジンで特に使用する場合について記述したが、より小さいディーゼルエンジンに適切でありガソリンエンジンにも使用可能である。ターボチャージャまたは過給機の有無にかかわらず本発明の断熱を実行することによって、過給機の有無にかかわらず内燃エンジンと同様に、従来の自動車用ガソリンエンジン、ＳＵＶ、バンおよび小型トラックの効率が改善でき、産業機器に使用される発電機やポンプなどの燃料効率を改善することができる。
【００３９】
第３の試験
様々な場所での温度条件下において、デトロイト  ディーゼル  シリーズ６０のディーゼルエンジンに本発明の熱遮蔽部材を取り付けた場合とない場合について測定した。次の表はこれらの測定結果を示す。
【００４０】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、ターボチャージャとインタークーラーを備えたディーゼル内燃機関の外観斜視図である。
【図２】は、車両のフードの内部に設けられる熱遮蔽部材を示す図である。
【図３】は、図１に示される吸気空気の空気箱に設けられる熱遮蔽部材の立体分解図である。
【図４】は、吸気空気導管または流路に設けられる熱遮蔽部材を示した立体分解図である。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】は、図１で示したターボチャージャのタービンとコンプレッサーに設けられる熱遮蔽部材をそれぞれ示した立体分解図である。
【図６】は、排気多岐管に設けられる熱遮蔽部材を示す立体分解図である。
【図７】は、燃料配管系を包装部材するための熱遮断パネルの立体分解図である。
【図８】は、排気多岐管、ターボチャージャのタービンおよびコンプレッサーのための多重積層構造の熱遮蔽部材の横断面である。
【図９】は、車両のフードの吸気空気導管または流路のための多重積層構造の熱遮蔽部材の横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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