(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと前記シリンダ内で往復動可能なピストンとによって画定される燃焼室を含むエンジン本体と、
前記燃焼室から排出される排気ガスが導入される筒状の排気静圧管と、
前記排気静圧管から供給される前記排気ガスによって駆動するように構成された第１過給機であって、前記排気ガスによって回転するタービンホイール、前記燃焼室に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを連結する回転軸、前記タービンホイールを収容するタービンハウジング、及び前記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジング、を含む第１過給機と、
前記排気静圧管の軸方向の一端面と、前記タービンハウジングとを接続するように構成される第１排気導入管と、
前記コンプレッサホイールで圧縮された給気を冷却するためのエアクーラと、
前記コンプレッサハウジングと前記エアクーラとを接続するように構成される第１給気導入管であって、前記コンプレッサハウジングから前記エアクーラに向かって流路断面が拡大する拡大部を有する第１給気導入管と、を備え、
前記排気静圧管の前記一端面を通過し、前記排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第１ラインに対して、前記排気静圧管が位置する側と反対側の領域を第１領域と定義し、
前記第１ラインと、前記排気静圧管の軸方向の他端面を通過し且つ前記排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第２ラインとの間に画定される領域を第２領域と定義した場合に、
前記第１過給機は前記第１領域に配置され、
前記エアクーラは前記第２領域に配置され、
前記コンプレッサハウジングおよび前記エアクーラは、前記排気静圧管の軸方向に沿った中心線に対して、前記エンジン本体が配置される領域とは反対側の領域に配置され、
前記第１給気導入管は、前記コンプレッサハウジングとの接続位置から前記エアクーラとの接続位置までに亘って、上面視における前記第１給気導入管の軸方向が前記排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、配置される
内燃機関。
【請求項２】
前記第２ラインと、
前記排気静圧管の前記一端面と前記他端面との間の中心位置を通過し、前記排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第３ラインと、の間に画定される領域であって、前記第２領域の一部をなす領域を第３領域と定義したときに、
前記エアクーラは前記第３領域に配置される
請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記排気静圧管は、前記排気静圧管の軸方向が水平方向に沿うように配置され、
前記第１給気導入管は、前記第１過給機の前記コンプレッサハウジングから斜め下方に向かって延在する
請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記排気静圧管は、前記排気静圧管の軸方向が水平方向に沿うように配置され、
前記第１過給機は、前記回転軸の軸方向が水平方向に沿うように配置されるとともに、前記回転軸の軸心の高さが、前記排気静圧管の頂辺および底辺の間に位置し、
前記エアクーラは、前記第１過給機の下方側に位置する
請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記第１排気導入管は、上面視における前記第１排気導入管の軸方向が前記排気静圧管の軸方向の延伸方向と一致するか、又は上面視における前記第１排気導入管の軸方向が前記排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、配置される
請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記第１排気導入管は、前記排気静圧管の前記一端面から前記タービンハウジングに向かって流路断面が縮小するように形成される
請求項４又は５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記第１過給機は、前記回転軸の軸方向が前記排気静圧管の軸方向に対して直交する方向に沿うように、配置される
請求項４から６の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記第１過給機は、前記エンジン本体に固定されている支持架台によって支持される
請求項１から７の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項９】
シリンダと前記シリンダ内で往復動可能なピストンとによって画定される燃焼室を含むエンジン本体と、
前記燃焼室から排出される排気ガスが導入される筒状の排気静圧管と、
前記排気静圧管から供給される前記排気ガスによって駆動するように構成された第１過給機であって、前記排気ガスによって回転するタービンホイール、前記燃焼室に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを連結する回転軸、前記タービンホイールを収容するタービンハウジング、及び前記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジング、を含む第１過給機と、
前記排気静圧管の軸方向の一端面と、前記タービンハウジングとを接続するように構成される第１排気導入管と、
前記コンプレッサホイールで圧縮された給気を冷却するためのエアクーラと、
前記コンプレッサハウジングと前記エアクーラとを接続するように構成される第１給気導入管であって、前記コンプレッサハウジングから前記エアクーラに向かって流路断面が拡大する拡大部を有する第１給気導入管と、を備え、
前記排気静圧管の前記一端面を通過し、前記排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第１ラインに対して、前記排気静圧管が位置する側と反対側の領域を第１領域と定義し、
前記第１ラインと、前記排気静圧管の軸方向の他端面を通過し且つ前記排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第２ラインとの間に画定される領域を第２領域と定義したときに、
前記第１過給機は前記第１領域に配置され、
前記エアクーラは前記第２領域に配置され、
前記排気静圧管は、前記排気静圧管の軸方向が水平方向に沿うように配置され、
前記第１給気導入管は、前記第１過給機の前記コンプレッサハウジングから斜め下方に向かって延在し、
前記排気静圧管から供給される前記排気ガスによって駆動するように構成された第２過給機であって、前記排気ガスによって回転するタービンホイール、前記燃焼室に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを連結する回転軸、前記タービンホイールを収容するタービンハウジング、及び前記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジング、を含む、前記第１過給機と同容量もしくは小容量に構成された第２過給機と、
前記第２過給機の前記コンプレッサハウジングと、前記エアクーラとを接続するように構成される第２給気導入管であって、前記第２過給機の前記コンプレッサハウジングから前記エアクーラに向かって流路断面が拡大する拡大部を有する第２給気導入管と、をさらに備え、
前記第２過給機は、前記第１領域以外の領域に配置され、
前記第２給気導入管は、前記第２過給機の前記コンプレッサハウジングから斜め下方に向かって延在する
内燃機関。
【請求項１０】
前記第２過給機は、前記第２領域に配置される
請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記第２過給機は、前記第２過給機の前記回転軸の軸方向が水平な方向に沿うように、且つ、上面視における前記第２過給機の前記回転軸の軸方向が前記排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、配置される
請求項１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記第２過給機の前記回転軸の軸心の高さが、前記排気静圧管の頂辺および底辺の間に位置し、
前記エアクーラは、前記第２過給機の下方側に位置する
請求項１１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記第２過給機は、前記エンジン本体に固定されている支持架台によって支持される
請求項９から１２の何れか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関に関し、詳しくは、エンジン本体から排出される排気ガスが導入される排気静圧管と、排気静圧管から供給される排気ガスによって駆動する過給機と、を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの出力を向上させる技術として、過給機によって給気を圧縮し、この圧縮した給気をエンジンに供給する方法（過給）が知られており、各種のエンジンにおいて広く用いられている。過給機は、排気ガスの排気エネルギーがタービンに作用して回転軸が回転することで、コンプレッサが空気を圧縮するように構成されている。コンプレッサにより圧縮された空気は、エアクーラにおいて冷却された後にエンジンに供給されるようになっている。
【０００３】
過給機に排気ガスを供給する方法（過給方式）としては、一般に、動圧過給と呼ばれる方法と、静圧過給と呼ばれる方法がある。舶用ディーゼルエンジンや発電用ディーゼルエンジンなどの大型のエンジン（内燃機関）にあっては、エンジン本体から排出される排気ガスを比較的容積の大きい排気静圧管に導入し、排気ガスの有する運動エネルギーを静圧に変換した後に過給機に供給する静圧過給方式が多く採用されている。
【０００４】
かかる静圧過給方式を採用した内燃機関おいて、排気静圧管、過給機、及びエアクーラなどをエンジン本体の周りに配置した内燃機関の一般的なレイアウト例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１における内燃機関のレイアウトによれば、排気静圧管（排気マニホールド８）は、エンジン本体（エンジン２）の上部側方に配置されている。過給機は排気静圧管の斜め下方に配置されている。エアクーラ（空気冷却機１８）は、過給機のコンプレッサハウジング（不図示）の下方に配置されている。そして、エンジン本体の上部から排出された排気ガスが排気静圧管へ導入された後、排気導入管（排気管１２）を介して過給機のタービンハウジング（排気タービン１１）に供給される。そして、コンプレッサによって圧縮された給気が、コンプレッサハウジングから給気導入管（ディフューザ１７）を介してエアクーラ（空気冷却機１８）に供給されるようになっている。このような引用文献１の内燃機関のレイアウトによれば、排気静圧管、過給機、及びエアクーラをエンジン本体の周囲にコンパクトに配置することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４８２５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した引用文献１の内燃機関のレイアウトでは、排気導入管および給気導入管の形状が、排気導入管および給気導入管における圧力損失を最小化するような観点から決定されていなかった。このため、圧力損失による性能低下が生じていることが考えられた。
【０００７】
図１３は、排気導入管および給気導入管において発生する圧力損失と、エンジン本体と過給機との距離と、の関係性を示したグラフである。この図１３に示すように、エンジン本体と過給機との距離が近いと、排気導入管および給気導入管の長さを短くすることが出来るため、排気導入管および給気導入管の流路摩擦圧損（流路との摩擦に起因する圧損）を小さく抑えることが出来る。しかしながら給気導入管は、コンプレッサハウジングからエアクーラに向かって流路断面が拡大するように形成されており、エンジン本体と過給機との距離が近過ぎると、流路断面が急激に拡大する。このため、流路形状圧損（流路断面の形状変化に起因する圧損）が大きくなってしまい、圧損合計も大きくなってしまう（図１３におけるＡ点）。
【０００８】
したがって、エンジン本体と過給機との距離を長くして、圧損合計が最小となるように設定するのが圧力損失の観点からは望ましい（図１３におけるＢ点）。しかしながら、エンジン本体と過給機との距離を長くすると、内燃機関のレイアウトをコンパクトにすることが難しくなってしまう。
【０００９】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、このような従来技術の状況の基になされた発明であって、その目的とするところは、排気導入管および給気導入管における圧力損失を抑えつつ、排気静圧管、過給機、及びエアクーラがエンジン本体の周囲にコンパクトに配置された内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも一つの実施形態にかかる内燃機関は、
シリンダと前記シリンダ内で往復動可能なピストンとによって画定される燃焼室を含むエンジン本体と、
前記燃焼室から排出される排気ガスが導入される筒状の排気静圧管と、
前記排気静圧管から供給される前記排気ガスによって駆動するように構成された第１過給機であって、前記排気ガスによって回転するタービンホイール、前記燃焼室に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを連結する回転軸、前記タービンホイールを収容するタービンハウジング、及び前記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジング、を含む第１過給機と、
前記排気静圧管の軸方向の一端面と、前記タービンハウジングとを接続するように構成される第１排気導入管と、
前記コンプレッサホイールで圧縮された給気を冷却するためのエアクーラと、
前記コンプレッサハウジングと前記エアクーラとを接続するように構成される第１給気導入管であって、前記コンプレッサハウジングから前記エアクーラに向かって流路断面が拡大する拡大部を有する第１給気導入管と、を備え、
前記排気静圧管の前記一端面を通過し、前記排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第１ラインに対して、前記排気静圧管が位置する側と反対側の領域を第１領域と定義した場合に、
前記第１過給機は前記第１領域に配置され、
前記エアクーラは前記第１領域以外の領域に配置される。
【００１１】
上記（１）に記載の内燃機関では、排気静圧管の一端面を通過し、排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第１ラインに対して、排気静圧管が位置する側と反対側の領域を第１領域と定義した場合に、第１過給機は前記第１領域に配置されるが、エアクーラは第１領域以外の領域に配置される。このため、第１過給機のコンプレッサハウジングからエアクーラに向かって流路断面が拡大するように形成される第１給気導入管の拡大部のダクト長を長く確保できる。拡大部のダクト長が長くなる分、流路摩擦圧損（流路との摩擦に起因する圧損）は大きくなるが、流路断面の拡がり角度が小さくなるため、流路形状圧損（流路断面の形状変化に起因する圧損）は小さくなる。上述した図１３に示したように、流路摩擦圧損は、距離（ダクト長）が長くなるにつれて一次関数的に大きくなるのに対し、流路形状圧損は、距離（ダクト長）が長くなるにつれて指数関数的に小さくなる。
したがって、上述した実施形態の内燃機関にあっては、拡大部のダクト長を長く確保することで、過給機とエアクーラとが近接して配置されていた従来の内燃機関と比べて、流路形状圧損を大幅に小さくすることが出来る。これにより、第１給気導入管を流れる給気の圧損合計も小さくすることが出来るようになっている。
【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の内燃機関において、第１ラインと、排気静圧管の軸方向の他端面を通過し、排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第２ラインと、の間に画定される領域を第２領域と定義したときに、エアクーラは第２領域に配置される。
【００１３】
上記（２）に記載の実施形態によれば、第１過給機は第１領域に配置され、エアクーラは第２領域に配置される。そして、第１給気導入管は、第１領域に配置されている第１過給機のコンプレッサハウジングから、第２領域に配置されているエアクーラまで延在するように構成される。これにより、第１給気導入管の拡大部のダクト長を長く確保でき、第１給気導入管における流路形状圧損を小さくすることで、圧損合計を小さくすることが出来る。また、エアクーラを排気静圧管の側方に当る第２領域に配置することで、エアクーラを排気静圧管の近傍に配置することが出来、内燃機関全体のレイアウトをコンパクトにすることが可能となる。
【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の内燃機関において、第２ラインと、排気静圧管の一端面と他端面との間の中心位置を通過し、排気静圧管の軸方向と直交する方向に延伸する第３ラインと、の間に画定される領域であって、第２領域の一部をなす領域を第３領域と定義したときに、エアクーラは第３領域に配置される。
【００１５】
上記（３）に記載の実施形態によれば、第１過給機は第１領域に配置され、エアクーラは、第２領域の内、第１過給機からより離れた位置にある第３領域に配置される。そして、第１給気導入管は、第１領域に配置されている第１過給機のコンプレッサハウジングから、第３領域に配置されているエアクーラまで延在するように構成される。これにより、第１給気導入管の拡大部のダクト長をより長く確保できるようになっている。
【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の内燃機関において、排気静圧管は、排気静圧管の軸方向が水平方向に沿うように配置される。そして、第１給気導入管は、第１過給機のコンプレッサハウジングから斜め下方に向かって延在するように構成される。
【００１７】
上記（４）に記載の実施形態によれば、第１給気導入管が、第１過給機のコンプレッサハウジングから斜め下方に向かって延在するように構成されることで、第１給気導入管の拡大部のダクト長さをより一層長く確保することが可能となる。
なお、本明細書において「水平方向」とは、重力の作用方向と直交する方向を意味するものとする。
【００１８】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載の内燃機関において、第１給気導入管は、上面視における第１給気導入管の軸方向が排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、配置される。
【００１９】
上記（５）に記載の実施形態によれば、上面視における第１給気導入管の軸方向が排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、第１給気導入管を配置することで、内燃機関全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。
なお、本明細書において「上面視」とは、水平方向に沿うように配置されている排気静圧管を上方から水平方向と直交する方向に視認した場合を意味するものとする。
【００２０】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）に記載の内燃機関において、排気静圧管は、排気静圧管の軸方向が水平方向に沿うように配置される。第１過給機は、回転軸の軸方向が水平方向に沿うように配置されるとともに、回転軸の軸心の高さが、排気静圧管の頂辺および底辺の間に位置する。そして、エアクーラは、第１過給機の下方側に位置するように構成される。
【００２１】
上記（６）に記載の実施形態によれば、第１過給機の下方側にエアクーラが配置されることで、第１給気導入管の拡大部のダクト長さをより一層長く確保することが可能となる。
【００２２】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の内燃機関において、第１排気導入管は、上面視における第１排気導入管の軸方向が排気静圧管の軸方向の延伸方向と一致するか、又は上面視における第１排気導入管の軸方向が排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、配置される
【００２３】
上記（７）に記載の実施形態によれば、上面視における第１排気導入管の軸方向が排気静圧管の軸方向の延伸方向と一致するか、又は上面視における第１排気導入管の軸方向が排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、第１排気導入管が配置されることで、内燃機関全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。しかも、第１排気導入管に湾曲部などを形成する必要が無く、第１排気導入管の形状を単純化することが出来るため、第１排気導入管における圧損合計を小さくすることが可能となる。
【００２４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）に記載の内燃機関において、第１排気導入管は、排気静圧管の一端面からタービンハウジングに向かって流路断面が縮小するように形成される。
【００２５】
タービンハウジングの排気ガス入口における流路断面は、排気静圧管の一端面における流路断面よりも小さい。このため、排気ガス入口と同じ大きさの流路断面を有する第１排気導入管を排気静圧管の一端面に接続すると、排気静圧管から第１排気導入管に排気ガスが流入する際に大きな圧損が発生する。
よって、上記（８）に記載の実施形態によれば、第１排気導入管は、排気静圧管の一端面からタービンハウジングに向かって流路断面が縮小するように形成されるため、第１排気導入管における流路形状圧損を小さくすることが出来る。
【００２６】
（９）幾つかの実施形態では、上記（６）〜（８）に記載の内燃機関において、第１過給機は、回転軸の軸方向が排気静圧管の軸方向に対して直交する方向に沿うように、配置される。
【００２７】
上記（９）に記載の実施形態によれば、第１過給機の回転軸の軸方向が排気静圧管の軸方向に対して平行な方向に沿うように、第１過給機が第１領域に配置される場合と比べて、内燃機関全体の軸方向の長さを短くすることが出来る。このため、内燃機関全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。
【００２８】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（９）に記載の内燃機関において、第１過給機は、エンジン本体に固定されている支持架台によって支持される。
【００２９】
上記（１０）に記載の実施形態によれば、第１過給機をエンジン本体に固定されている支持架台によって支持することで、内燃機関全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。また、内燃機関が設置される船体や建物などの構造物に支持架台を固定する場合と比べて、内燃機関の設置場所に関する制約が少なくて済むため、内燃機関の設置性を高めることが出来る。
【００３０】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（１０）に記載の内燃機関において、排気静圧管から供給される排気ガスによって駆動するように構成された第２過給機であって、排気ガスによって回転するタービンホイール、燃焼室に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結する回転軸、タービンホイールを収容するタービンハウジング、及びコンプレッサホイールを収容するコンプレッサハウジングを含む、第１過給機と同容量もしくは小容量に構成された第２過給機と、第２過給機のコンプレッサハウジングとエアクーラとを接続するように構成される第２給気導入管であって、第２過給機のコンプレッサハウジングからエアクーラに向かって流路断面が拡大する拡大部を有する第２給気導入管と、をさらに備える。第２過給機は、前記第１領域以外の領域に配置される。そして、第２給気導入管は、第２過給機のコンプレッサハウジングから斜め下方に向かって延在するように構成される。
【００３１】
上記（１１）に記載の実施形態によれば、内燃機関が２台の過給機を備えることで、１台の過給機しか備えていない場合と比べて、流路形状圧損を十分に小さくするのに必要な給気導入管のダクト長さを短縮することが出来る。このため、第１給気導入管および第２給気導入管の夫々において、流路形状圧損を十分に小さくするのに必要なダクト長さを確保でき、第１給気導入管および第２供給管における流路形状圧損を小さくすることで、内燃機関全体の圧損合計を小さくすることが出来る。しかも、２台の過給機の内、より長いダクト長さを確保する必要がある大容量の第１過給機を第１領域に配置し、小容量の第２過給機を第１領域以外に配置することで、第１給気導入管のダクト長さを長く確保し易いレイアウトになっている。
【００３２】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）に記載の内燃機関において、第２過給機は、第２領域に配置される。
【００３３】
上記（１２）に記載の実施形態によれば、第２過給機を排気静圧管の側方に当る第２領域に配置することで、第２過給機を排気静圧管の近傍に配置することが出来、内燃機関全体のレイアウトをコンパクトにすることが可能となる。
【００３４】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）に記載の内燃機関において、第２過給機は、第２過給機の回転軸の軸方向が水平な方向に沿うように、且つ、上面視における第２過給機の回転軸の軸方向が排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、配置される。
【００３５】
上記（１３）に記載の実施形態によれば、第２過給機の回転軸の軸方向が水平な方向に沿うように、且つ、上面視における第２過給機の回転軸の軸方向が排気静圧管の軸方向と平行な方向に沿うように、第２過給機を配置することで、内燃機関全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。
【００３６】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）に記載の内燃機関において、第２過給機の回転軸の軸心の高さが、排気静圧管の頂辺および底辺の間に位置する。そして、エアクーラは、第２過給機の下方側に位置するように構成される。
【００３７】
上記（１４）に記載の実施形態によれば、第２過給機の下方側にエアクーラが配置されることで、第２給気導入管のダクト長さをより一層長く確保することが可能となる。
【００３８】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１１）〜（１４）に記載の内燃機関において、第２過給機は、エンジン本体に固定されている支持架台によって支持される。
【００３９】
上記（１５）に記載の実施形態によれば、第２過給機をエンジン本体に固定されている支持架台によって支持することで、内燃機関全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。また、内燃機関が設置される船体や建物などの構造物に支持架台を固定する場合と比べて、内燃機関の設置場所に関する制約が少なくて済むため、内燃機関の設置性を高めることが出来る。
【００４０】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、排気導入管および給気導入管における圧力損失を抑えつつ、排気静圧管、過給機、及びエアクーラがエンジン本体の周囲にコンパクトに配置された内燃機関を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関を示した上面図である。
【図２】図１に示した内燃機関を正面側（排気静圧管側）から視認した正面図である。
【図３】図１に示した内燃機関を左側面側（出力軸側）より視認した左側面図である。
【図４】図１に示した内燃機関を右側面側（自由端側）より視認した右側面図である。
【図５】図１に示した内燃機関の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る内燃機関を示した上面図である。
【図７】図６に示した内燃機関を正面側（排気静圧管側）から視認した正面図である。
【図８】図６に示した内燃機関を左側面側（出力軸側）より視認した左側面図である。
【図９】図６に示した内燃機関を右側面側（自由端側）より視認した右側面図である。
【図１０】図６に示した内燃機関の斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る第１排気導入管の形状を示した図である。
【図１２】図６に示した内燃機関の変形例にかかる斜視図である。
【図１３】排気導入管および給気導入管において発生する圧力損失と、エンジン本体と過給機との距離と、の関係性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
また、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００４３】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関を示した上面図である。図２は、図１に示した内燃機関を正面側（排気静圧管側）から視認した正面図である。図３は、図１に示した内燃機関を左側面側（出力軸側）より視認した左側面図である。図４は、図１に示した内燃機関を右側面側（自由端側）より視認した右側面図である。図５は、図１に示した内燃機関の斜視図である。
図６は、本発明の一実施形態に係る内燃機関を示した上面図である。図７は、図６に示した内燃機関を正面側（排気静圧管側）から視認した正面図である。図８は、図６に示した内燃機関を左側面側（出力軸側）より視認した左側面図である。図９は、図６に示した内燃機関を右側面側（自由端側）より視認した右側面図である。図１０は、図６に示した内燃機関の斜視図である。
なお、図５及び図１０に示す内燃機関の斜視図において、視認性を良くするために、エンジン本体の上側部分（シリンダより上側の部分）の作図は省略している。
【００４４】
本発明の一実施形態に係る内燃機関１（１Ａ，１Ｂ）は、例えば舶用２サイクル大型ディーゼルエンジンである。内燃機関１は、図１〜図１０に示すように、エンジン本体２と、排気静圧管３と、第１過給機４（４Ａ，４Ｂ）と、第１排気導入管５と、エアクーラ６と、第１給気導入管７とを備えている。
【００４５】
エンジン本体２は、図３，４，８，９等に示すように、シリンダ２３と、シリンダ２３内で往復動可能なピストン２３１とによって画定される燃焼室２４を含む。
図示した実施形態では、エンジン本体２は、下方に位置する台板２１、台板２１の上に設けられた架構２２、及び架構２２の上に設けられた複数のシリンダ２３（２３Ａ〜２３Ｆ）を有している。ピストン２３１は、ピストン棒２３２と連結されている。ピストン棒２３２は、不図示のクロスヘッド及び連接棒を介してクランクシャフト２５と連結されている。これにより、クランクシャフト２５の回転に伴って、ピストン２３１がシリンダ２３内を上下方向に往復動するように構成されている。
また、シリンダ２３の上部には、排気弁２３３によって開閉される排気ポートが開口している。そして、燃焼室２４から排出された排気ガスは、排気管２６を介して、排気静圧管３に導入されるようになっている。
【００４６】
排気静圧管３は、図２，７等に示すように、筒状に形成されている。
図示した実施形態では、排気静圧管３は円筒状に形成されているが、排気静圧管３の断面形状は真円形状には限定されず、楕円形状、多角形状などの無端形状であればよい。
【００４７】
第１過給機４は、図１，図６等に示すように、排気ガスによって回転するタービンホイール４１、燃焼室２４に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール４２、タービンホイール４１とコンプレッサホイール４２とを連結する回転軸４３、タービンホイール４１を収容するタービンハウジング４４、及びコンプレッサホイール４２を収容するコンプレッサハウジング４５を含む。そして、第１過給機４は、排気静圧管３から供給される排気ガスによって駆動するように構成されている。
【００４８】
図示した実施形態では、回転軸４３の一端側にはタービンホイール４１が連結され、他端側にはコンプレッサホイール４２が連結されている。タービンハウジング４４は、相互に連結された入口側ケーシング４４１と出口側ケーシング４４２を有する。入口側ケーシング４４１は、排気静圧管３の一端面３ａと、後述する第１排気導入管５を介して接続される。排気静圧管３から入口側ケーシング４４１の排気ガス入口に供給された排気ガスは、タービンホイール４１に作用して回転軸４３を回転させた後、出口側ケーシング４４２に形成されている排気ガス出口からハウジング外部に排出される。回転軸４３の回転に伴ってコンプレッサホイール４２が回転駆動し、給気を圧縮する。圧縮された給気は、後述する第１給気導入管７を介してエアクーラ６に供給される。また、コンプレッサハウジング４５の給気入口側には、サイレンサ４６が取り付けられている。
【００４９】
第１排気導入管５は、図１，２，６，７等に示すように、上述した排気静圧管３の軸方向の一端面３ａと、タービンハウジング４４の入口側ケーシング４４１とを接続するように構成されている。
図示した実施形態では、排気静圧管３の一端面３ａは内燃機関１の出力軸側に位置しており、他端面３ｂは自由端側に位置している。
【００５０】
エアクーラ６は、コンプレッサホイール４２で圧縮された給気を冷却するための装置である。
図示した実施形態では、エアクーラ６の流出側には空気導管１１が接続されている。空気導管１１には、エアクーラ６で冷却された給気から水滴を除去するための水滴分離器１１１が設けられている。水滴分離器１１１で水滴が除去された給気は、掃気トランク室１１２からシリンダ２３の内部に形成されている不図示の掃気ポートを介して、燃焼室２４に供給される。
【００５１】
第１給気導入管７は、図２，７等に示すように、コンプレッサハウジング４５とエアクーラ６とを接続するように構成されるとともに、コンプレッサハウジング４５からエアクーラ６に向かって流路断面が拡大する拡大部７１を有する。
図２に示す実施形態では、第１給気導入管７は、コンプレッサハウジング４５の出口４５ａからエアクーラ６に向かって流路断面が漸次拡大する拡大部７１と、拡大部７１の下流端７１ａとエアクーラ６の入口６ａとを接続する湾曲部７２とを有する。また、図７に示す実施形態では、第１給気導入管７は、コンプレッサハウジング４５の出口４５ａからエアクーラ６に向かって流路断面が漸次拡大する拡大部７１と、拡大部７１を流れる圧縮給気と、後述する第２給気導入管９を流れる圧縮給気とが合流する合流部７３とを有する。
【００５２】
また、第１給気導入管７は、図１，６等に示すように、排気静圧管３を挟んでエンジン本体２の反対側に配置されている。なお、本明細書において、エンジン本体２に対して排気静圧管３および第１給気導入管７が配置されている側（図１，６における下側）を排気側と呼ぶ場合がある。すなわち、排気静圧管３、エアクーラ６、および第１給気導入管は、エンジン本体２に対して排気側に配置されている。
【００５３】
そして、本発明の少なくとも一実施形態にかかる内燃機関１は、図１，２，６，７等に示すように、排気静圧管３の一端面３ａを通過し、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と直交する方向に延伸する第１ラインＬ１に対して、排気静圧管３が位置する側と反対側の領域を第１領域Ａ１と定義した場合に、第１過給機４は第１領域Ａ１に配置され、エアクーラ６は第１領域Ａ１以外の領域に配置される。
【００５４】
このような内燃機関１によれば、第１過給機４のコンプレッサハウジング４５からエアクーラ６に向かって流路断面が拡大するように形成される第１給気導入管７の拡大部７１のダクト長を長く確保できる。拡大部７１のダクト長が長くなる分、流路摩擦圧損（流路との摩擦に起因する圧損）は大きくなるが、流路断面の拡がり角度が小さくなるため、流路形状圧損（流路断面の形状変化に起因する圧損）は小さくなる。上述した図１３に示したように、流路摩擦圧損は、距離（ダクト長）が長くなるにつれて一次関数的に大きくなるのに対し、流路形状圧損は、距離（ダクト長）が長くなるにつれて指数関数的に小さくなる。
【００５５】
したがって、このような内燃機関１によれば、拡大部７１のダクト長を長く確保することで、過給機とエアクーラとが近接して配置されていた従来の内燃機関と比べて、流路形状圧損を大幅に小さくすることが出来る。これにより、第１給気導入管７を流れる給気の圧損合計も小さく出来るようになっている。
【００５６】
幾つかの実施形態では、図１，２，６，７等に示すように、上述した第１ラインＬ１と、排気静圧管３の軸方向の他端面３ｂを通過し、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と直交する方向に延伸する第２ラインＬ２との間に画定される領域を第２領域Ａ２と定義したときに、エアクーラ６は第２領域Ａ２に配置される。
【００５７】
このような実施形態によれば、第１過給機４は第１領域Ａ１に配置され、エアクーラ６は第２領域Ａ２に配置される。そして、第１給気導入管７は、第１領域Ａ１に配置されている第１過給機４のコンプレッサハウジング４５から、第２領域Ａ２に配置されているエアクーラ６まで延在するように構成される。これにより、上述したように、第１給気導入管７の拡大部７１のダクト長を長く確保でき、第１給気導入管７における流路形状圧損を小さくすることで、圧損合計を小さくすることが出来る。また、エアクーラ６を排気静圧管３の側方に当る第２領域Ａ２に配置することで、エアクーラ６を排気静圧管３の近傍に配置することが出来、内燃機関１全体のレイアウトをコンパクトにすることが可能となる。
【００５８】
幾つかの実施形態では、図１，２等に示すように、第２ラインＬ２と、排気静圧管３の一端面３ａと他端面３ｂとの間の中心位置（図１，２におけるａ点）を通過し、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と直交する方向に延伸する第３ラインＬ３との間に画定される領域であって、第２領域Ａ２の一部をなす領域を第３領域Ａ３と定義したときに、エアクーラ６は第３領域Ａ３に配置される。
【００５９】
このような実施形態によれば、第１過給機４は第１領域Ａ１に配置され、エアクーラ６は、第２領域Ａ２の内、第１過給機４からより離れた位置にある第３領域Ａ３に配置される。そして、第１給気導入管７は、第１領域Ａ１に配置されている第１過給機４のコンプレッサハウジング４５から、第３領域Ａ３に配置されているエアクーラ６まで延在するように構成される。これにより、第１給気導入管７の拡大部７１のダクト長をより長く確保できるようになっている。
【００６０】
幾つかの実施形態では、図２，７等に示すように、排気静圧管３は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向が水平方向に沿うように配置される。そして、第１給気導入管７は、第１過給機４のコンプレッサハウジング４５から斜め下方に向かって延在するように構成される。
【００６１】
図示した実施形態では、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３は、重力の作用方向に対して９０度の角度で交わるように延伸している。ただし、本実施形態において、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と重力の作用方向とのなす角度は、厳密に９０度に限定されるものではない。本実施形態において、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と重力の作用方向とのなす角度は、同程度の作用効果を奏する交差角であればよく、少なくとも７５度〜１１５度の範囲は、本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００６２】
このような実施形態によれば、第１給気導入管７が、第１過給機４のコンプレッサハウジング４５から斜め下方に向かって延在するように構成されることで、第１給気導入管７の拡大部７１のダクト長さをより一層長く確保することが可能となる。
【００６３】
幾つかの実施形態では、図１，６等に示すように、第１給気導入管７は、上面視における第１給気導入管７の中心軸ＣＬ７の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、配置される。
【００６４】
図１に示した実施形態では、第１給気導入管７の中心軸ＣＬ７の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して厳密に平行となっている。ただし、本実施形態において、第１給気導入管７の中心軸ＣＬ７の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して厳密に平行である場合のみに限定されるものではない。例えば図６に示したように、第１給気導入管７の中心軸ＣＬ７が、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して交差する方向に延伸していても、その交差角が平行の場合と同程度の作用効果を奏するものであればよい。第１給気導入管７の中心軸ＣＬ７の延伸方向と排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向との交差角（図６におけるθ）が、少なくとも−１５度〜１５度の範囲であれば、本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００６５】
このような実施形態によれば、上面視における第１給気導入管７の中心軸ＣＬ７の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、第１給気導入管７を配置することで、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。
【００６６】
幾つかの実施形態では、図２，７等に示すように、排気静圧管３は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向が水平方向に沿うように配置される。第１過給機４は、回転軸４３の中心軸ＣＬ４の延伸方向が水平方向に沿うように配置されるとともに、回転軸４３の中心軸ＣＬ４の高さが、排気静圧管３の頂辺３ｔおよび底辺３ｕの間に位置する。そして、エアクーラ６は、第１過給機４の下方側に位置するように構成される。
【００６７】
このような実施形態によれば、第１過給機４の下方側にエアクーラ６が配置されることで、第１給気導入管７の拡大部７１のダクト長さをより一層長く確保することが可能となる。
【００６８】
幾つかの実施形態では、図１，６等に示すように、第１排気導入管５は、上面視における第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と一致するか、又は上面視における第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、配置される。
【００６９】
図１に示した実施形態では、上面視における第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と一致するように、第１排気導入管５が配置されている。このような実施形態によれば、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。しかも、第１排気導入管５に湾曲部などを形成する必要が無く、第１排気導入管５の形状を単純化することが出来るため、第１排気導入管５における圧損合計を小さくすることが可能となる。
【００７０】
図６に示した実施形態では、上面視における第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、第１排気導入管５が配置されている。このような実施形態によれば、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。しかも、第１排気導入管５に湾曲部などを形成する必要が無く、第１排気導入管５の形状を単純化することが出来るため、第１排気導入管５における圧損合計を小さくすることが可能となる。
【００７１】
なお、図６に示した実施形態では、第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して厳密に平行となっているが、本実施形態において、第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して厳密に平行である場合のみに限定されるものではない。第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５が、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して交差する方向に延伸していても、上述した作用効果を奏する程度の交差角であればよい。第１排気導入管５の中心軸ＣＬ５の延伸方向と排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向との交差角が、少なくとも−１５度〜１５度の範囲であれば、本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００７２】
図１１は、本発明の一実施形態に係る第１排気導入管の形状を示した図である。
幾つかの実施形態では、図１１（ａ）〜（ｅ）に示すように、第１排気導入管５は、排気静圧管３の一端面３ａからタービンハウジング４４に向かって流路断面が縮小するように形成される。
【００７３】
タービンハウジング４４の入口側ケーシング４４１における排気ガス入口における流路断面は、排気静圧管３の一端面３ａにおける流路断面よりも小さい。このため、入口側ケーシング４４１の排気ガス入口と同じ大きさの流路断面を有する第１排気導入管５を排気静圧管３の一端面３ａに接続すると、排気静圧管３から第１排気導入管５に排気ガスが流入する際に大きな圧損が発生する。
よって、このような実施形態によれば、第１排気導入管５は、排気静圧管３の一端面３ａからタービンハウジング４４の入口側ケーシング４４１に向かって流路断面が縮小するように形成されるため、第１排気導入管５における流路形状圧損を小さくすることが出来る。
【００７４】
幾つかの実施形態では、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１排気導入管５の上流端５ａは、排気静圧管３の一端面３ａと、同じ流路断面を有している。
このような実施形態によれば、排気静圧管３から第１排気導入管５に排気ガスが流入する際の圧損を小さくすることで、第１排気導入管５における流路形状圧損を小さくすることが出来る。
【００７５】
幾つかの実施形態では、図１１（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示すように、第１排気導入管５は、その上流端５ａから下流端５ｂに向かって流路断面が漸次縮小するように形成される。
このような実施形態によれば、第１排気導入管５を流れる排気ガスが円滑に流れ、第１排気導入管５における流路形状圧損を小さくすることが出来る。
【００７６】
幾つかの実施形態では、図１１（ａ），（ｅ）に示すように、第１排気導入管５は、上流端５ａから下流端５ｂに向かって流路断面が漸次縮小するように、ベルマウス状に形成される。
このような実施形態によれば、第１排気導入管５が、損失係数の小さいベルマウス形状に形成されているため、第１排気導入管５における流路形状圧損を小さくすることが出来る。
【００７７】
幾つかの実施形態では、図１１（ｅ）に示すように、第１排気導入管５の上流端５ａは、排気静圧管３の一端面３ａよりも小さい流路断面を有するとともに、排気静圧管３の一端面３ａよりも排気静圧管３の内部側に位置している。
このような実施形態によれば、排気静圧管３から第１排気導入管５に排気ガスが流入する際の圧損を小さくすることが出来る。
【００７８】
幾つかの実施形態では、図１，６等に示すように、第１過給機４は、回転軸４３の中心軸ＣＬ４の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して直交する方向に沿うように、且つ、コンプレッサハウジング４５がタービンハウジング４４よりも排気静圧管３から離間した位置となるように、配置される。
【００７９】
図示した実施形態では、回転軸４３の中心軸ＣＬ４の延伸方向と、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向とが、９０度の角度で交差している。ただし、本実施形態において、回転軸４３の中心軸ＣＬ４の延伸方向と排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向とのなす角度は、厳密に９０度に限定されるものではない。本実施形態において、回転軸４３の中心軸ＣＬ４の延伸方向と排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向とのなす角度は、同程度の作用効果を奏する交差角であればよく、少なくとも７５度〜１１５度の範囲は、本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００８０】
このような実施形態によれば、第１過給機４の回転軸４３の中心軸ＣＬ４の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して平行な方向に沿うように、第１過給機４が第１領域Ａ１に配置される場合と比べて、内燃機関１全体の軸方向の長さ（図１，６における紙面横方向の長さ）を短くすることが出来る。このため、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。
【００８１】
幾つかの実施形態では、図２，３，７，８等に示すように、第１過給機４は、エンジン本体２に固定されている支持架台１２によって支持される。
【００８２】
図示した実施形態では、支持架台１２は第１過給機４のタービンハウジング４４が載置されている支持台１２１と、支持台１２１を支持する支持脚１２２を有する。支持脚１２２は、上部プラットフォーム１３Ａ及び下部プラットフォーム１３Ｂを介してエンジン本体２に固定されている。
【００８３】
このような実施形態によれば、第１過給機４をエンジン本体２に固定されている支持架台１２によって支持することで、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。また、内燃機関１が設置される船体や建物などの構造物に支持架台１２を固定する場合と比べて、内燃機関１の設置場所に関する制約が少なくて済むため、内燃機関１の設置性を高めることが出来る。
【００８４】
幾つかの実施形態では、図６〜図１０に示すように、内燃機関１は、排気静圧管３から供給される排気ガスによって駆動するように構成された第２過給機８と、第２過給機８のコンプレッサハウジング８５とエアクーラ６とを接続するように構成される第２給気導入管９をさらに備える。
【００８５】
第２過給機８は、図６に示すように、排気ガスによって回転するタービンホイール８１、燃焼室２４に供給する給気を圧縮するコンプレッサホイール８２、タービンホイール８１とコンプレッサホイール８２とを連結する回転軸８３、タービンホイール８１を収容するタービンハウジング８４、及びコンプレッサホイール８２を収容するコンプレッサハウジング８５を含む。そして、第２過給機８は、上述した第１過給機４と同容量もしくは小容量に構成されるとともに、第１領域Ａ１以外の領域に配置される。
【００８６】
図示した実施形態では、回転軸８３の一端側にはタービンホイール８１が連結され、他端側にはコンプレッサホイール８２が連結されている。タービンハウジング８４は、相互に連結された入口側ケーシング８４１と出口側ケーシング８４２を有する。入口側ケーシング８４１は、排気静圧管３の排気側周面３ｃと、第２排気導入管１０を介して接続される。排気静圧管３から入口側ケーシング８４１の排気ガス入口に供給された排気ガスは、タービンホイール８１に作用して回転軸８３を回転させた後、出口側ケーシング８４２に形成されている排気ガス出口から外部に排出される。回転軸８３の回転に伴ってコンプレッサホイール８２が回転駆動し、給気を圧縮する。圧縮された給気は、後述する第２給気導入管９を介してエアクーラ６に供給される。また、コンプレッサハウジング８５の給気入口側には、サイレンサ８６が取り付けられている。
【００８７】
第２給気導入管９は、図７等に示すように、第２過給機８のコンプレッサハウジング８５からエアクーラ６に向かって流路断面が拡大する拡大部９１を有する。そして、第２給気導入管９は、第２過給機８のコンプレッサハウジング８５から斜め下方に向かって延在するように構成される。
【００８８】
図示した実施形態では、第２給気導入管９は、第２過給機８のコンプレッサハウジング８５からエアクーラ６に向かって流路断面が漸次拡大する拡大部９１からなる。そして、拡大部９１を流れた圧縮給気が合流部７３を介してエアクーラ６に流入するように構成されている。図示した実施形態では、拡大部９１は、第２ラインＬ２側から第１ラインＬ１側に向かって僅かに傾斜しながら下方に延在している。すなわち、上面視において、第１給気導入管７と第２給気導入管とは、互いに逆方向に延在している。
【００８９】
このような実施形態によれば、内燃機関１が第１過給機４及び第２過給機８の２台の過給機を備えることで、１台の過給機しか備えていない場合と比べて、流路形状圧損を十分に小さくするのに必要な給気導入管のダクト長さを短縮することが出来る。このため、第１給気導入管７および第２給気導入管９の夫々において、流路形状圧損を十分に小さくするのに必要なダクト長さを確保でき、第１給気導入管７および第２給気導入管９における流路形状圧損を小さくすることで、内燃機関１全体の圧損合計を小さくすることが出来る。しかも、２台の過給機の内、より長いダクト長さを確保する必要がある大容量の第１過給機４を第１領域Ａ１に配置し、小容量の第２過給機８を第１領域Ａ１以外に配置することで、第１給気導入管７のダクト長さを長く確保し易いレイアウトになっている。
【００９０】
幾つかの実施形態では、第１過給機４の容量、第２過給機８の容量、第１給気導入管７のダクト長さ及び流路断面、第２給気導入管９のダクト長さ及び流路断面は、内燃機関１が定格出力で駆動した時において、第１給気導入管７および第２給気導入管９の各々から合流部７３に流入する排気ガスの流速が等しくなるように設計される。
このような実施形態によれば、合流部７３における合流に伴う圧損を小さくすることが出来る。
【００９１】
幾つかの実施形態では、図６，７等に示すように、第２過給機８は、第２領域Ａ２に配置される。
このような実施形態によれば、第２過給機８を排気静圧管３の側方に当る第２領域Ａ２に配置することで、第２過給機８を排気静圧管３の近傍に配置することが出来、内燃機関１全体のレイアウトをコンパクトにすることが可能となる。
【００９２】
図１２は、図６に示した内燃機関の変形例にかかる斜視図である。
幾つかの実施形態では、図１２に示したように、第２ラインＬ２に対して、排気静圧管３が位置する側の反対側の領域を第４領域Ａ４と定義した場合に、第２過給機８は、第４領域Ａ４に配置される。また、第２排気導入管１０は、排気静圧管３の軸方向の他端面３ｂと、第２過給機８のタービンハウジング８４の入口側ケーシング８４１とを接続するように構成されている。そして、第１過給機４は第１領域Ａ１に配置され、エアクーラ６は第２領域Ａ２に配置される。
【００９３】
図示した実施形態では、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向が水平方向に沿うように、第２過給機８が配置されている。また、上面視における第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向が、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、第２過給機８が配置されている。そして、上面視において、第１過給機４、排気静圧管３、及び第２過給機８がＵ字状をなすようにエンジン本体２の排気側に配置されている。
【００９４】
このような実施形態によれば、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが出来るとともに、第１給気導入管７の拡大部７１および第２給気導入管９の拡大部９１のダクト長さをより一層長く確保することが出来る。
【００９５】
幾つかの実施形態では、図６，７等に示すように、第２過給機８は、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向が水平な方向に沿うように、且つ、上面視における第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、配置される。
【００９６】
図示した実施形態では、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８は、重力の作用方向に対して９０度の角度で交わるように延伸している。ただし、本実施形態において、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向と重力の作用方向とのなす角度は、厳密に９０度に限定されるものではない。本実施形態において、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向と重力の作用方向とのなす角度は、同程度の作用効果を奏する交差角であればよく、少なくとも７５度〜１１５度の範囲は、本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００９７】
また、図示した実施形態では、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して厳密に平行となっている。ただし、本実施形態において、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向に対して厳密に平行である場合のみに限定されるものではない。第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向は、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な場合と同程度の作用効果を奏するのであれば、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と交差していても良い。本実施形態において、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向と、排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向との交差角が、少なくとも−１５度〜１５度の範囲にある場合は、本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００９８】
このような実施形態によれば、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向が水平な方向に沿うように、且つ、上面視における第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の延伸方向が排気静圧管３の中心軸ＣＬ３の延伸方向と平行な方向に沿うように、第２過給機８を配置することで、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。
【００９９】
幾つかの実施形態では、図７等に示すように、第２過給機８の回転軸８３の中心軸ＣＬ８の高さが、排気静圧管３の頂辺３ｔおよび底辺３ｕの間に位置する。そして、エアクーラ６は、第２過給機８の下方側に位置するように構成される。
【０１００】
このような実施形態によれば、第２過給機８の下方側にエアクーラ６が配置されることで、第２給気導入管９のダクト長さをより一層長く確保することが可能となる。
【０１０１】
幾つかの実施形態では、図７〜図９等に示すように、第２過給機８は、エンジン本体２に固定されている支持架台１４によって支持される。
【０１０２】
図示した実施形態では、支持架台１４は第１過給機８のタービンハウジング８４が載置されている支持台１４１と、支持台１４１を支持する支持脚１４２を有する。支持脚１４２は、上部プラットフォーム１３Ａ及び下部プラットフォーム１３Ｂを介してエンジン本体２に固定されている。
【０１０３】
このような実施形態によれば、第２過給機８をエンジン本体２に固定されている支持架台１４によって支持することで、内燃機関１全体をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。また、内燃機関１が設置される船体や建物などの構造物に支持架台１４を固定する場合と比べて、内燃機関１の設置場所に関する制約が少なくて済むため、内燃機関１の設置性を高めることが出来る。
【０１０４】
以上、上述した本発明の一実施形態にかかる内燃機関１によれば、排気導入管（第１排気導入管５，第２排気導入管１０）および給気導入管（第１給気導入管７，第２給気導入管９）における圧力損失を抑えつつ、排気静圧管３、過給機（第１過給機４，第２過給機８）、及びエアクーラ６、がエンジン本体２の周囲にコンパクトに配置された内燃機関を提供される。
【０１０５】
したがって、例えば、第１過給機４または第２過給機８によって圧縮した圧縮給気を船底に供給することで、船体の水中抵抗を低減するように構成された船体抵抗低減システムを備えた場合に、本発明の一実施形態にかかる内燃機関１によれば、内燃機関１全体の圧力損失を小さく抑えることが出来る。このため、例えば喫水圧力が高いような場合であっても、補助的に加圧など行わずとも、圧縮給気を船底へと供給することが可能となる。
【０１０６】
また特に、第１過給機４および第２過給機８の２台の過給機を備える内燃機関１において、内燃機関１の部分負荷運転時にコンプレッサ出口圧力が圧縮給気を船底まで直接供給するのに不足するような場合に、２台の過給機の内の１台の駆動を停止し、もう１台の過給機の方へ排気ガスの全量を供給する。このようにすることで、駆動される１台の過給機のコンプレッサ出口圧力を高めることが出来るため、部分負荷運転時においても、補助的に加圧など行わずとも、圧縮給気を船底へと供給することが可能となる。
【０１０７】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１          内燃機関
２          エンジン本体
２１        台板
２２        架構
２３        シリンダ
２３１      ピストン
２３２      ピストン棒
２３３      排気弁
２４        燃焼室
２５        クランクシャフト
２６        排気管
３          排気静圧管
３ａ        一端面
３ｂ        他端面
３ｃ        排気側周面
３ｔ        頂辺
３ｕ        底辺
４          第１過給機
４１        タービンホイール
４２        コンプレッサホイール
４３        回転軸
４４        タービンハウジング
４４１      入口側ケーシング
４４２      出口側ケーシング
４５        コンプレッサハウジング
４６        サイレンサ
５          第１排気導入管
５ａ        上流端
５ｂ        下流端
６          エアクーラ
７          第１給気導入管
７１        拡大部
７２        湾曲部
７３        合流部
８          第２過給機
８１        タービンホイール
８２        コンプレッサホイール
８３        回転軸
８４        タービンハウジング
８４１      入口側ケーシング
８４２      出口側ケーシング
８５        コンプレッサハウジング
８６        サイレンサ
９          第２給気導入管
９１        拡大部
１０        第２排気導入管
１１        空気導管
１１１      水滴分離器
１１２      掃気トランク室
１２        支持架台
１２１      支持台
１２２      支持脚
１３Ａ      上部プラットフォーム
１３Ｂ      下部プラットフォーム
１４        支持架台
１４１      支持台
１４２      支持脚
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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