(57)【要約】封止可能なエンジン格納組立品は、内燃エンジンおよび補助装置に防水環境を提供し、よって、封止可能なコンテナの「エンジンルーム」の役割を果たす。該コンテナは、該コンテナの外部からの空気の通路の空気引き入れ口、および、該コンテナ外部へのエンジン排気の通路の出口を含む。引き入れ口と吐き出し口の両方は、該エンジンが運転されていない時に該コンテナ外部とその口とを隔離するために弁を有する。エンジン駆動軸出力の伝達用の防水軸継手が、電気ライン、油圧ラインおよび燃料ラインの防水軸継手と共に設けられることができる。該エンジン組立品は、開放船体の潜水船においてのみならず、潜在的な水の進入が従来の内部エンジン組立品に有害であることが立証され得るその他の環境での使用のためにも有用である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止可能なエンジン格納組立品であって、
防水コンテナと、
該コンテナ内の内燃エンジンと、
該コンテナの外部からの空気の通路の空気引き入れ口であって、該空気引き入れ口が、該コンテナ外部と該口とを隔離する手段を有する、空気引き入れ口と、
該コンテナ外部へのエンジン排気の通路の吐き出し口であって、該吐き出し口が、該コンテナ外部と該口とを隔離する手段を有する、吐き出し口とを含む組立品。
【請求項２】
該コンテナ外部に駆動軸出力を伝達するための防水軸継手をさらに含む、請求項１に記載の組立品。
【請求項３】
少なくとも１つの弁が遠隔制御される、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項４】
該コンテナ外部と該エンジンとの間の燃料用の防水通路をさらに含む、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項５】
該コンテナ内において該エンジンに連結された油圧源、および、該油圧源と該コンテナ外部との間の油圧ライン用の防水通路をさらに含む、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項６】
該排気口が該エンジンの排気多岐管に連結される、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項７】
該排気口の弁が該コンテナの外側の該排気口に配置される、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項８】
該駆動軸出力により駆動されるウォータージェット推進機をさらに含む、請求項２に記載の組立品。
【請求項９】
該空気引き入れ口のカバーの油圧操作装置をさらに含む、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項１０】
該カバーが、該空気引き入れ口の主軸に平行な直線軸に沿って移動可能である、請求項９に記載の組立品。
【請求項１１】
該コンテナ内に配置された空気循環ファンをさらに含む、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項１２】
該コンテナの外部に配置された少なくとも１つの燃料嚢、および、該燃料嚢から該エンジンまで該コンテナを通過する燃料ラインをさらに含む、請求項１または２に記載の組立品。
【請求項１３】
該燃料嚢が全部で２つであって、船の両側に配置される、請求項１２に記載の組立品。
【請求項１４】
該コンテナ内の再充電可能な電気エネルギー貯蔵手段をさらに含み、該エンジンが、それに連結された発電手段を有する、請求項１または２に記載の組立品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放船体の潜水船およびその他の適用で使用するための、エンジンを封じ込める封止可能コンテナの形態の内燃エンジン組立品と、船舶のエンジンルームで広く見られるような、エンジン運転に必要な補助サブシステムとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃エンジンは頑丈で、様々な周囲環境で運転可能ではあるものの、水に沈められた後、引き続き運転可能である見込みはないことがよく知られている。
【０００３】
軍用ディーゼル潜水艦のような大型潜水船では、エンジン区画を含めた船の内部全体が、潜水艦の圧力コンテナ内に封じ込められ、人員がいつでもエンジンに接近できるようになっており、周囲の海からの保護をエンジンに提供する。燃料ライン、電気回路および補助装置は、封止された船の内部に配置される。弁付きダクトが、エンジンルームおよびエンジンから、水面運転時の空気および水の引き入れおよび吐き出しのために船体を通過する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、開放船体または「湿式」の潜水船では、船の乗組員および乗員は、閉鎖された水密領域内にいるわけではない。むしろ人員は、船の潜水時には水にさらされ、通常、呼吸用空気を提供するためにスキューバ装具を着用する。よって、水面推進に利用される内燃エンジンには潜水時、周囲の水からの個別の保護が備わらなければならない。水、特に海水の腐食作用に直接さらされることのできるエンジンを設計することは理論的には可能であるものの、関連装具付き複数乗員船のために必要とされる大馬力エンジンに関連する要求事項および制約により、かかる設計は、費用のかさむ非効率的なものとなる。
【０００５】
よって、おおむね従来通りの構造のエンジンを封じ込めることが、より実行可能な解決法である。しかしながら、かかる解決法は、数々の問題点および設計上の制約に対処しなければならない。必要であれば船が水面上にある時に保守および修理のためにエンジンに接近できるよう、準備されていなければならない。加えて、エンジンが潜水準備を整えられる手順、および浮上し次第、再始動準備が整っているようにされる手順は、水面走行状態と潜水走行状態との間で即座に切り替えることができるように最小限のステップで迅速に行われることが可能でなければならない。
【０００６】
海事使用に加えて、内燃エンジンのその他の潜在的適用も、かかるエンジンが水に敏感であることの結果として制限される。緊急用発電施設およびオフロード用陸上車が、２つのかかる適用である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明の目的は、開放船体の潜水船のような潜水船を含めそれに限らず、様々な適用での使用向けの封止可能な内燃エンジンコンテナ組立品を、緊急用発電施設およびその種の他のものの原動力として提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、コンパクトで効率的な構造のかかる封止可能なエンジンコンテナ組立品であって、内燃エンジンに防水環境を提供する組立品を、提供することである。
【０００９】
本発明のまた別の目的は、望まれる設備への取り付けおよび取り外しを容易かつ効率的に行うことのできる封止可能なエンジンコンテナ組立品を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、遮断時に周囲環境と封じ込められたエンジンとを完全に隔離するために該組立品の即時かつ効率的な封止を可能にするかかる封止可能なエンジンコンテナ組立品であって、エンジンの始動および運転のために周囲環境の即時再導入を可能にする組立品を、提供することである。
【００１１】
前述およびその他の目標および目的に従って、本発明に従った封止可能な内燃エンジン組立品は、防水性のシェルまたはハウジング、およびハウジング内の内燃エンジンを含む。ハウジングは、エンジン駆動軸出力の伝達用の封止された軸継手を有することができ、ハウジング外部に配置された推進システムのような器具にエンジンの起動出力（ｍｏｔｉｖｅ  ｏｕｔｐｕｔ）が接合されることを可能にする。ハウジングは、周囲空気がハウジング内部に入って、エンジン運転時の燃焼目的のために必要とされる通りに、引き入れ口を通じて、必要とされる通りにエンジン内に引き込まれることを可能にするための水密カバー付き空気引き入れ口、および、エンジンの冷却ジャケットに連結された弁付き冷却水引き入れ口を有する。弁付き吐き出し口は、排気ガスをハウジング外部に排出するためにハウジングを通り抜けて伸び、冷却水のようなその他の流体をハウジング外部に排出するために、さらに役立つことができる。各弁は、ハウジングの外部に配置されることが望ましい。電気ライン用の防水通路が、ハウジングの内部と外部との間に制御信号および制御機能向けに設けられることができる。また、弁付き燃料ラインもハウジング壁を通過し、遠方の燃料貯蔵槽から燃料供給システムをエンジンに提供する。望ましい実施例では、燃料貯蔵槽は、燃料が引き込まれるにつれて折り畳まれることのできる１つ以上の燃料嚢の形態を取ることができる。ハウジングの点検口は、ハウジングからエンジンを取り外すことなくエンジンの保守および検査が行われることを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、図１を参照すると、エンジンルームシステム１０は、封止可能な水密のシェルまたはハウジングを形成するコンテナ１２であって望ましくは適切な強度、耐食性および軽量性を有する適切なアルミニウム合金から形成されるコンテナを含み、かかるコンテナ内に内燃エンジン１４が配置される。海事使用向けには、コンテナはまた、船の期待運転深度での外圧に耐えることもできるべきである。海事使用向けには、エンジンは、ヤンマー６ＬＹ２&#8722;ＳＴＥ六気筒エンジンのような、複数乗員の湿式潜水船のために十分な４２０馬力を生み出すことのできる海洋ディーゼルエンジンであり得ることが望ましい。その他のタイプのエンジンは、システムの意図された目的に従って使用されることができる。防水性の壁面開口部が、エンジン駆動軸、排気、燃料供給、電気接続、冷却水、油圧ラインおよびエンジン制御装置に設けられる。コンテナは、ベース部１６およびカバー部１８を有し、カバー部は、エンジンの取り付けおよび取り外し並びにエンジンへの接近のために取り外されることができる。海洋船環境では、ベース１６は船の船体底部に取り付けられることができる。ベースおよびカバーには各々、Ｏリングシール付きの周縁連結フランジが設けられる。フランジは、コンテナを封止するためにボルトで留め合わされる。
【００１３】
図４に示された通り、コンテナベース１６には、前部および後部の取り付けフランジ２０が設けられることができる。１対の船体長手方向ビーム２２が、弾性モーターマウント２４を支持する。モーターマウントの垂直方向延長軸２６は、フランジ２０の対応する穴を通り抜けて伸びる。コンテナに対応するマウントは、その他の適用で用いられることができる。
【００１４】
エンジン用の空気取り入れは、図３に示された通り、上向きに伸びる取り入れスタック組立品２８を通じて行われる。取り入れスタック組立品は、空気を直接エンジン内に導くよりもむしろ、コンテナ内部へ導き、そこから空気は、エンジン運転によって必要とされる通りにエンジン内に引き込まれる。コンテナ内での空気の循環は、電気構成部品およびその他の構成部品向けにコンテナ内を冷却する手段を提供する。電気ファン８８が、エンジンのオルタネータ（示されていない）に空気を導くためにダクト９０に設けられることができ、ダクトの引き入れ口端部は、取り入れスタックの最も近くに位置付けられる。この空気取り入れ構造は、主コンテナが水に沈められた場合でも、空気が引き込まれることを可能にする。
【００１５】
空気取り入れスタック組立品２８は、隅肉３２によりシェル上に支持された垂直導管３０を含む。導管３０の上端は、円周平坦部３６付きのおおむね鐘形の口部３４を有する。導管は、適正燃焼のために十分な空気が流れることのできるサイズにされる。指定されたヤンマーエンジンの場合、導管は、約１，２００フィート３／分の空気流に対応し、かかる空気流は、かかるエンジンが必要とする燃焼用空気量よりも約５０％大きい。カバー３８は、空気取り入れスタック組立品を開閉するために垂直移動し、３つの連動油圧シリンダ４０により駆動され、各シリンダはブラケット４２に取り付けられ、作動棒４４が口部３４の穴を通過して、Ｙ字形のカバーブラケット４６に取り付けられる。
【００１６】
エンジン出力は、エンジン駆動軸を経て継手４８を通り利用可能にされる。実施例では、船の水面走行駆動部がウォータージェット推進駆動部５０の形態を取ることが意図される。従って、エンジンの出力軸は、継手４８を通じてウォータージェットシステムの入力軸に連結される。当業界において知られている通りのシールが、防水接合部を維持するために施される。ギアトレーン組立品（示されていない）が、エンジンの出力速度範囲とジェット駆動部５０向けに望ましい入力速度範囲とを合致させるために、コンテナハウジング内に配置される。それに代わる継手および軸継手が、出力軸とその他のデバイスまたはシステムとをつなぐために用いられることができる。
【００１７】
次に図５を参照すると、エンジン１４用の燃料貯蔵槽は、エンジン組立品１０の外部遠方に設けられることが望ましい。１対の柔軟な燃料嚢５２が設けられることができ、各燃料嚢は、燃料送りライン５４および燃料戻りライン５６を有し、各ラインは５８の弁で調節される。各２本の燃料送りラインおよび燃料戻りラインは、それぞれ、Ｔ字継手６０、６２の地点で１つにされ、その後、エンジン組立品１０に導かれる。主送りライン６４には、燃料フィルタおよび燃料／水分離器６６が設けられることができる。また、燃料送りラインおよび燃料戻りラインは、主遮断弁６８も通過する。かかる弁は、エンジンの安全な遮断のためと、さらに、潜水運転向けに燃料嚢からエンジンコンテナを封止するためとの両方のために設けられる。二次弁５８は、燃料補給時および安全バックアップとしてのような、両嚢間の燃料バランスを取ることのために使用され、潜水運転向けに閉鎖される必要はない。
【００１８】
また、燃料嚢５２は、交差ライン７０によっても接続される。交差ラインは、遮断弁の不正確な位置付けにより一方の嚢が一杯になった場合、両嚢間の燃料移動を可能にし、また、汎用継手７２を通じて、燃料システム内に閉じ込められた空気の除去をも可能にする。かかる除去は、潜水運転時には特に重要である。空気は、手動ポンプ（示されていない）を利用して除去されることができる。また、圧力逃がし弁も、システム過圧の場合に圧力除去を提供するためにラインに配置される。各嚢は、約７０ガロンの容量であることができ、船の両側に位置付けられる。
【００１９】
システムが海洋環境で使用されることになる場合、エンジン１４は水冷式であることが望ましい。原水引き入れライン７４は水を、船体底部７６を経てエンジン組立品コンテナ１２を通り、エンジン１４の冷却水引き入れ口へ導く。引き入れラインには、ボール弁７８およびフィルタ式濾過器８０が設けられる。ボール弁は、潜水運転向けに閉鎖できるように乗組員区画の付近に配置されることができる。排気ガスだけでなく冷却水も放出するエンジンの排気／水混合多岐管８４もまた、コンテナを経て排気蝶形弁８６を通り、外部に出口を開く。水／空気分離器は、当業において知られている通りに、排気システム内に設けられることができる。
【００２０】
エンジン１４として望ましいヤンマーエンジンは、エンジン運転時に１２ボルト出力を提供するために、オルタネータを含めた１２ボルト直流電気システムを有する。始動器バッテリーは、コンテナ１２内に配置されることができ、エンジンとバッテリーとの間の電気接続、および、コンテナの外側の船内に配置されたその他の電気構成部品は、当業界において知られている通りに防水コネクタボックスに通される。同様のやり方で、船の制御要求事項またはその他のエンジン運転環境は、油圧システムが通常は油圧ポンプを通して充電されることを要求する項目を含むことができる。適切な油圧ポンプ、並びに、レギュレータ、アキュムレータ、アクチュエータおよびその種の他のものを含めた関連周辺装置もまた、エンジンコンテナ内に配置されることができ、油圧ラインは、当業界において知られている通り、適切な継手の使用によりコンテナを通過する。エンジン組立品の音響形跡（ｓｏｕｎｄ  ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を抑えるために、コンテナの内部表面は、サウンダウンカンパニーにより製造されるクワイアットプロ（登録商標）遮音材のような適切な消音材料８２で被覆されることができる。加えてエンジンマウント２４が、振動および騒音の隔離を提供することができる。トレレボリインダストリアルＡＶＳのメタラスティック（ｍｅｔａｌａｓｔｉｋ）型フロートマウントの使用が採用されることができる。
【００２１】
開示された通り、本発明は、水からエンジンを保護する必要のある様々な適用において取り付けることのできる封止可能な内燃エンジン「エンジンルーム」システムを提供した。本明細書に明確に説明された通りの、当業者により認められる本発明の修正、適応および変形は、本発明により包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明のより完全な理解は、発明の望ましくはあるがそれにもかかわらず例示的な実施例に関する以下の詳細な説明を考察するにあたり、次のような付属の図面と併せて検討された時に得られる。
【図１】図１は、本発明の封止可能なエンジンルーム組立品の透視図であり、封止ハウジング内のエンジンを透視図法で示し、エンジンは、潜水海洋船のウォータージェット推進システムに連結されている。
【図２】図２は、ハウジング下部から取り外されたハウジング上部を示す本発明の透視図であり、ハウジングの内側に配置されたエンジンを露わにしている。
【図３】図３は、ハウジングの空気引き入れ口の詳細な透視図である。
【図４】図４は、船の船体へのハウジングの取り付けを示す詳細な透視図である。
【図５】図５は、エンジン組立品の燃料システムの配管略図である。
【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５】
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【国際調査報告】
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