(57)【要約】  【課題】舶用エンジンの高熱部分の立体的形状に好適に追従できると共に、断熱特性にも優れた舶用エンジンの高熱部分用断熱カバーを提供する。  【解決手段】舶用エンジンの高熱部分の外形形状に対応した立体的形状に縫製して成形された前記舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー１０である。成形断熱材は、外層１ａと、保温層と、前記エンジンの高熱部分に接する内層１ｃとがこの順に積層された層状断熱材１から成り、層状断熱材１を立体的形状に縫製するために縫製予定位置の前記内層１ｃの裏側にテープ３を宛がい、このテープ３と共に層状断熱材１を舶用エンジンの高熱部分の表面温度で溶ける縫製糸４で縫製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
舶用エンジンの高熱部分の外形形状に対応した立体的形状に縫製して成形された前記舶用エンジンの高熱部分用断熱カバーであって、
該成形断熱材は、外層と、保温層と、前記エンジンの高熱部分に接する内層とがこの順に積層された層状断熱材から成り、
該層状断熱材を前記立体的形状に縫製するために、縫製予定位置の前記内層の裏側にテープを宛がい、該テープと共に前記層状断熱材を前記舶用エンジンの高熱部分の表面温度で溶ける縫製糸で縫製したことを特徴とする舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー。
【請求項２】
前記舶用エンジンの高熱部分は、ターボチャージャの表面であって、
前記縫製糸は、融点が５５０℃付近の温度範囲内のケブラー繊維であることを特徴とする請求項１記載の舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー。
【請求項３】
前記層状断熱材は、外層がアルミ箔で被覆されたガラスクロス、内層がロックウール保温材、内層がシリカクロスで構成されており、
前記テープは、幅が２０〜３０ｍｍの範囲内の前記外層と同材質のアルミ箔被覆ガラスクロステープであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー。
【請求項４】
前記層状断熱材の両側片は、前記立体的形状に成形するために、所定間隔で内周方向に折り込まれ、該折り込まれ部分が金属製ホークリングで貫通された縁取りを有することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載の舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舶用エンジンの高熱部分を断熱する断熱カバーに関し、より詳しくは、前記高熱部分の一例として、舶用エンジンのターボチャージャ表面に適用した断熱カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば舶用エンジンのターボチャージャは、舶用内燃機関から排気される高熱の排気ガスをタービンに噴射して高速回転させ、エンジンの過給器として使用している。この様なターボチャージャは、タービンが１０万〜２０万ＲＰＭもの高速で回転しつつ、高熱の排気ガスを圧縮することから、通常、タービンを覆うケーシングの外表面温度は５００〜６００℃もの高温に達する。
【０００３】
このようなケーシング外表面の高温部分を断熱するため、また、他の機器やエンジンルームへの不要な伝熱、或いはエンジンルームの高熱化を防ぐために、ケーシング外表面にケーシングの立体的形状に対応させた成形断熱材を被せて断熱、保温或いは防音、吸音などの防熱及び環境改善処置（以下、これらを総称して「断熱」と略称する。）を施すことが必要である。
【０００４】
このような用途の従来のターボチャージャ用成形断熱材としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００５】
この文献のターボチャージャ用成形断熱材は、ターボチャージャの外形形状に対応した立体的形状に成形するために、ミシン糸で強固に縫製したものであった。
【０００６】
しかしながら、成形断熱材の内層の材質は、通常、シリカクロス等の高温に耐える断熱材を使用するのであるが、周知のようにシリカクロスは表面が柔らかいために、ミシン糸で縫製してもその折り目部分の境界が不明確となり、ターボチャージャの外形形状に正確に対応した立体的形状に成形しづらいという問題があった。
【０００７】
また、上記のようにミシン糸で断熱材を強固に縫製すると、断熱材の立体的形状への成形性は向上するが、その縫製部分が成形断熱材の厚み方向に強固に圧縮されるので、当該ミシン目縫い部分の断熱材の厚さがないか、もしくは極度に薄くなってしまい、このままターボチャージャに装着すると、当該ミシン目縫い部分が位置する成形断熱材の裏面と、ターボチャージャ表面との間に隙間が生じる。
【０００８】
そうすると、成形断熱材の当該ミシン目縫い部分は、断熱材の厚さが薄くなった分、これに比例して断熱効果が減少するうえ、当該ミシン目縫い部分が位置する成形断熱材の裏面がターボチャージャ表面に接触していないので、折角ターボチャージャ表面の立体的形状に成形しても断熱効果が著しく減少するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２８１６８２６号公報（請求項１、図１、図９（ｂ））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の成形断熱材の縫い目部分における断熱効果の問題点を解消し、舶用エンジンの高熱部分の立体的形状に正確に追従できると共に、断熱特性にも優れた舶用エンジンの高熱部分用断熱カバーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る舶用エンジンの高熱部分用断熱カバーは、舶用エンジンの高熱部分の外形形状に対応した立体的形状に縫製して成形された前記舶用エンジンの高熱部分用断熱カバーであって、該成形断熱材は、外層と、保温層と、前記エンジンの高熱部分に接する内層とがこの順に積層された層状断熱材から成り、該層状断熱材を前記立体的形状に縫製するために、縫製予定位置の前記内層の裏側にテープを宛がい、該テープと共に前記層状断熱材を前記舶用エンジンの高熱部分の表面温度で溶ける縫製糸で縫製したことを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記舶用エンジンの高熱部分としては、例えば、内燃機関や排気管等の種々の部位が該当するが、本発明の断熱カバーを適用するには、ターボチャージャのタービンが内蔵されているケーシング表面が好適である。
【００１３】
前記縫製糸としては、融点が５５０℃付近の無機繊維から成る縫製糸を使用できるが、高熱部分がターボチャージャの場合は、融点が５５０℃付近のケブラー繊維（アラミド繊維）を用いるのが望ましい。ここで、「融点が５５０℃付近」という意味は、ターボチャージャ表面がこの程度の高温になれば縫製糸が軟化し出すので、本発明の作用効果を十分奏することができるからである。
【００１４】
ケブラー繊維の太さとしては、用いる断熱材の厚さ、舶用エンジンの表面温度等に対応したものを適宜選んで用いればよい。
【００１５】
本発明の断熱カバー用いられる前記層状断熱材としては、種々のものを用いることができるが、外層にはアルミ箔で被覆されたガラスクロスを、内層にはロックウール保温材、シリカマット、セラミックマットなどを用いるのが望ましい。
【００１６】
そして内層には、通常、ターボチャージャのタービンケーシング部分は、前述したように、１０万〜２０万ＲＰＭの場合、表面温度は５００〜６００℃もの高温に達することを考慮すると、例えばシリカクロスを用いることが望ましい。
【００１７】
前記テープとしては、幅が２０〜３０ｍｍの範囲内の前記外層と同材質のアルミ箔被覆ガラスクロステープ用いるのが望ましい。
【００１８】
また、層状断熱材の両側片は、舶用エンジンの高熱部分の立体的形状に成形するために、所定間隔で内周方向に折り込まれ、さらに重ねられた部分がステンレスやアルミなどの金属製ホークリングで貫通された状態の縁取りを有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
かくして得られた本発明に係る舶用エンジンの高熱部分用断熱カバーは、次の作用効果を奏することができる。
１.従来の断熱カバーの縫製糸は、舶用エンジンの高熱部分の温度で溶けるものではなかったので、舶用エンジンが稼動してエンジン表面が高温になっても断熱カバーは縫製糸で圧縮されて本来の厚さよりも薄くなったままであるばかりか、断熱カバーの裏面は舶用エンジン表面と密着せず、断熱効果を非常に悪いものにしていた。
【００２０】
しかし、本発明の断熱カバーは、断熱カバーを舶用エンジンの高熱部分の表面温度で溶ける縫製糸で縫製したので、舶用エンジンが稼動するとその表面温度で縫製糸が溶け出し、断熱カバーの厚みが回復する。したがって、縫製糸で拘束されていた成形断熱材の裏側が舶用エンジンの高熱部分に密着し、舶用エンジン表面に対する断熱面積と、断熱カバーの厚みとが回復するので、断熱効果が格段に向上する。
２.従来の断熱材は、断熱カバーの内面に縫製テープを設けず、直接、縫製糸で断熱材を縫製していたため、縫製糸が断熱カバーに強力に食い込み、舶用エンジンが稼動後も断熱カバーの厚みを非常に薄いものにしていた。また、縫製線（ステッチ線）を境界として断熱カバーが極端に屈曲するため、成形性の悪いものであった。
【００２１】
しかし、本発明の断熱カバーでは、成形断熱材の内面に縫製テープを沿わせて縫製したので、断熱カバーが適度の厚さとなるうえ、縫製テープによって断熱カバーが縫製線の両側に押し広げられるので、断熱カバーは無理のない立体的形状が得られ、成形性が格段に向上する、という優れた作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー１０の成形後の正面図である。
【図２】図１の断熱カバー１０の右側面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１の断熱カバー１０の背面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＡ−Ａ位置における横断面図である。
【図４】図１の断熱カバー１０を、舶用エンジンのターボチャージャ用タービンケーシングＴの表面Ｔａに装着した正面図である。
【図５】図４のターボチャージャ用タービンケーシングＴが稼動する前の断面Ｂ−Ｂ位置における横断面図である。
【図６】図５のタービンケーシングＴが稼動し、表面温度が高温になった時の図中の断熱カバー１０の作用を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の望ましい実施例をその図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１〜図３（ｂ）は、本発明に係る舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー１０の立体成形後の図面であり、このうち図１はその正面図、図２はその右側面図、図３（ａ）は図１の断熱カバー１０の背面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＡ−Ａ位置における横断面図である。そして、図４は、これらの図面から成る本発明の断熱カバー１０を、舶用エンジンのターボチャージャ用タービンケーシングＴ（以下、単に「タービンケーシングＴ」と略称する。）の表面Ｔａに装着した正面図である。なお、本実施例ではタービンケーシングＴのフランジＦは、下向きになっているがいずれの方向に向いていても良いことは勿論である。
【００２５】
本発明に係る舶用エンジンの高熱部分用断熱カバー１０（以下、単に「断熱カバー１０」と略称する。）は、図４に示すように、断熱対象の一例として舶用エンジンの高熱部分であるタービンケーシングＴの外表面Ｔａを断熱、保温すべく、タービンケーシングＴの外形形状に追従して密着するように立体的に成形したものである。
【００２６】
図３（ｂ）に示すように、本発明の断熱カバー１０の基本構造となる「層状断熱材１」（ラギング材）は、外層１ａと保温層１ｂと内層１ｃとをこの順に三層に積層したものである。
【００２７】
ここで、「外層１ａ」（表面側）は、外気を遮断するたるめに表面がアルミ箔（耐熱度：２５０℃）で被覆された耐熱度が５０００℃程度で、厚さが３０〜１００ｍｍから成るガラスクロスである。すなわち、ガラスクロスから成るグラスファイバー織物の表面に薄いアルミフィルムを圧着処理した断熱材であり、テープ状に裁断してもほつれることはない。
【００２８】
上記アルミ箔は、輻射熱の入射を防ぐことにより断熱効果を向上させるとともに、以下に述べる保温層１ｂと内層１ｃを保護する。ガラスクロスは、本実施例では市販されているものを使用している。
【００２９】
「保温層１ｂ」は、層状断熱材１において実質的に保温機能を発揮する層であり、耐熱度が６５０℃、密度が８０ｋｇ／ｍ３、厚さが２５〜７５ｍｍのロックウールから成るものである。このロックウール層は、本実施例ではロックウールにフエノール樹脂バインダーを加え、厚さが２５ｍｍ程度のボード状にしたものを適宜形状に切断して使用している。このロックウール製品は、本発明の目的とする断熱機能の他、防音、吸音機能にも優れているので、舶用エンジン室の環境改善としても役立つものである。
【００３０】
「内層１ｃ」（舶用エンジン側）は、タービンケーシングＴの外表面Ｔａの高温部分に直接接触するため、耐熱度が最も要求される断熱層である。本実施例では、ＳｉＯ２を９５％以上含む高純度のシリカ繊維を交織させた織物（耐熱度：１０００℃）を使用している。このシリカクロス製品は、シリカ繊維の耐熱性が生かされ、熱伝導率が低いため、タービンケーシングＴの外表面Ｔａの高温部分に直接接触に適する他、優れた電気絶縁性及びカセイソーダ等の薬品に対する耐薬品性があるため、適用先の舶用エンジンにこれら電気絶縁性及び耐薬品性が要求される場合は好適である。
【００３１】
これら三層から成る層状断熱材１の全体厚さは、勿論、断熱すべき舶用エンジンの部位によって異なるので特に限定するものではないが、３０〜１００ｍｍ程度の布団状ブランケットである。
【００３２】
すなわち、本発明の断熱カバー１０は、予め図４のターボチャージャ表面の展開図に近似する形状及び寸法に材料取りした層状断熱材１を、図２に示すように半径がＲ（タービンケーシングＴの半径）の略半円状に折り曲げるとともにその両側面１０ａを内側方向に折り込み、そして、その外形形状を固定するために、その内縁２ｂを内周方向の所定間隔毎に所定長さだけ重複させて折り重ね、この折り重ね部分２ａにステンレス製リング５を貫通させて全体形状を固定したものである。なお、図２において、層状断熱材１の両端部は、図４に示すように、高温ガスの入口部Ｔｉｎに近い部分の幅Ｗ２が狭く、出口部Ｔｏｕｔに近い部分の幅Ｗ１が広くなるように成形されている（Ｗ２＜Ｗ１）。
【００３３】
このように、層状断熱材１を略半円状の外形形状に折り曲げ、その両側面を内側方向に折り込んでその内周面の折り重ね部分２ａにステンレス製リング５貫通させて固定した結果、図３（ｂ）に示すように、本発明の断熱カバー１０は、横断面が略「コ」字状に成形される。
【００３４】
なお、前述した層状断熱材１の各層の材質、厚さ及び耐熱温度等は、ほんの一例であって、断熱すべき舶用エンジンの高熱部分に対する耐熱度や成形性があれば、他の材質の断熱材を用いてもよいことは勿論である。また、その積層数についても上述した三層の他、二層であっても良いし、四層以上であっても良い。
【００３５】
図３（ｂ）の横断面図に示したように、以上に説明した三層から成る成形断熱材２は、タービンケーシングＴの外周面に位置するケーシング本体部６と、タービンケーシングＴの両側面に位置するケーシング側面部７との間の境界線上であって、内層１ｃの長手方向の内周面に、３０〜１００ｍｍ程度の幅を有するアルミ箔被覆のガラスクロステープ３が宛がわれ、融点が５５０℃付近の温度範囲のケブラー繊維から成る縫製糸４によって、当該成形断熱材及びガラスクロステープ３の両方を貫通させて縫製される。すなわち、ターボチャージャのタービンケーシングＴの立体的形状に極力、追従して密着するように上記縫製糸４で縫製するのである。
【００３６】
しかし、単なる縫製作業だけでは、ターボチャージャのタービンケーシングＴの外周面に追従して密着する立体的形状に縫製しても当該立体的形状を維持し続けることはできないので、図２及び図３に示すように、層状断熱材１の両側片が所定間隔で内周方向に折り込まれてある。そして、最後にこの折り込まれ部分に、１．６ｍｍの直径のＳＵＳ３０４製ステンレスを貫通させた後、その終端が５〜１０ｍｍ程度の内径に曲げたホークリング５でほつれないように縁取りを設けてある。
【００３７】
このホークリング５は、ホークリング５自身の塑性変形により、特別な縫製ミシンを必要とせず、ワンタッチ操作で縁取り作業ができるので、縁取り作業の大幅短縮ができ、高い密着性を有する断熱カバー１０の立体的形状が実現できる。この縁取りにより、断面が「コ」状の三層断熱材は、その内層１ｃが半径Ｒを有する略半円状の立体的形状を有する断熱カバー１０に成形されるのである。
【００３８】
なお、断熱カバー１０の両端に位置するホークリング５は、その終端を所定長さだけ延び出させて、断熱カバー１０をターボチャージャに結びつけると、ターボチャージャ外周面にしっかり密着させることができるので便利である。この状態を示したのが図４である。
【００３９】
次に、図５及び図６を用いて本発明の作用を説明する。
【００４０】
図５は、図４の稼動前のタービンケーシングＴの断面Ｂ−Ｂ位置における横断面図、図６は、図５のタービンケーシングＴが稼動し、その表面温度が高温になった時の図中の断熱カバー１０の作用を示す横断面図である。
【００４１】
図５に示すように、稼働前の本発明の断熱カバー１０は、そのケーシング本体部６の内周面がターボチャージャのタービンケーシングＴの外周面に直接接触し、一方、その二つのケーシング側面部７は、ターボチャージャのタービンケーシングＴの両側面に直接接触している。
【００４２】
しかし、タービンケーシングＴは、まだ稼動前で表面が冷えているので、本発明の断熱カバー１０のケーシング本体部６の外表面と、二つのケーシング側面部７の内周面との間には、空気層Ｋが介在し、本発明の断熱カバー１０は、その内層１ｃの内周面がタービンケーシングＴの表面Ｔａにまだ密着していない。
【００４３】
ここで、ターボチャージャが稼動してタービンが１０万〜２０万ＲＰＭもの高速回転すると、高熱の排気ガスが圧縮され、タービンケーシングＴの表面Ｔａの温度は５００〜６００℃もの高温に達する。そうすると、図中の縫製糸４の融点は５５０℃付近であるので、タービンケーシングＴの表面温度で縫製糸４が軟化し始める。縫製糸４が軟化し始めると、図６の断面図に示すように、縫製糸４で圧縮されていた外層１ａ、保温層１ｂ及び内層１ｃの拘束が開放されるので、厚みが若干回復し、最内層のアルミ箔被覆のガラスクロステープ３の裏面がタービンケーシングＴの表面Ｔａに接触する。
【００４４】
したがって、本発明の断熱カバー１０は、ガラスクロステープ３の裏面と、ケーシグ表面Ｔａとの間の空気層Ｋターボチャージャがなくなる分、本発明の断熱カバー１０の熱伝達率が低くなるので、に対する断熱効果が格段に向上する。また、層状断熱材１を構成する外層１ａ、保温層１ｂ及び内層１ｃの拘束が解けるので、断熱材の厚みが回復し、より一層、断熱効果が改善されるという優れた作用効果を奏する。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施例のものに限定されず、特許請求の範囲および実施例に記載された範囲内で種々の変形、応用又は組み合わせが可能であり、これらの変形、組み合わせ、応用例も本発明の範囲に含まれることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係るエンジンの高熱部分用断熱カバーは、前述した例えば船舶、自動車等の水陸用エンジンの高熱部分の他、例えば原子力、火力発電所等における主機、補機用の成形断熱材（立体成形断熱ブランケット）としても好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１    層状断熱材
１ａ    外層
１ｂ    保温層
１ｃ    内層
２    成形断熱材
２ａ    成形断熱材の折り重ね部分
２ｂ    成形断熱材の内縁
３    ガラスクロステープ
４    縫製糸（ケブラー繊維）
５    ホークリング
６    ケーシング本体部
７    ケーシング側面部
１０    断熱カバー（本発明）
１０ａ    断熱カバーの側面
Ｋ    空気層
Ｔ    ターボチャージャのタービンケーシング
Ｔａ    タービンケーシングの表面
【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５】
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【図６】
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