(57)【要約】【課題】前段側の出口圧縮空気から後段側の入口側空気に内側ガイドを介して伝熱する熱量を低減し、後段側の入口空気温度を低下させて圧縮効率を向上させた過給機を提供すること。【解決手段】第１段圧縮機１２の出口から第２段圧縮機１４の入口に至る圧縮空気の空気流路１５が内側ガイド部材２０により仕切られ、第１段圧縮機１２の出口圧縮空気と、出口圧縮空気をインタークーラ１３で冷却した第２段圧縮機１４の入口側空気とが内側ガイド２０の異なる面に接触して流れる多段式の過給機１０において、内側ガイド部材２０に熱伝導率低減処理を施した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前段圧縮機の出口から後段圧縮機の入口に至る圧縮空気の流路が内側ガイド部材により仕切られ、前記前段圧縮機の出口圧縮空気と、該出口圧縮空気を冷却手段で冷却した前記後段圧縮機の入口側空気とが前記内側ガイドの異なる面に接触して流れる多段式の過給機において、
前記内側ガイド部材に熱伝導率低減処理を施したことを特徴とする過給機。
【請求項２】
前記内側ガイド部材を熱遮蔽材により製造して前記熱伝導率低減処理を施したことを特徴とする請求項１に記載の過給機。
【請求項３】
前記内側ガイドの両面に熱遮蔽材を設けて前記熱伝導率低減処理を施したことを特徴とする請求項１に記載の過給機。
【請求項４】
前記内側ガイドの内部に液体または気体を封入した空間部を設けて前記熱伝導率低減処理を施したことを特徴とする請求項１に記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば舶用内燃機関等に適用される多段式の過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関に必要な空気量を確保するため、燃焼用空気を圧縮して供給する過給機が知られている。このような過給機には、複数段階の圧縮を行う多段式があり、たとえば舶用ディーゼルエンジン等のような大型の内燃機関用として使用されている。
多段式の過給機においては、圧縮空気に熱が蓄積されて温度上昇するため、高い圧縮比を得ることが困難になって圧縮機の効率を低下させるという問題が知られている。このため、圧縮機の圧縮ステージ間に冷却器を配置しておき、圧縮後の空気流を冷却器で冷却してから後段の圧縮ステージへ送ることが行われている。（たとえば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−１３８８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、図４に示す従来の過給機１においては、ハウジング２内に設置された第１段圧縮機３が圧縮した空気流をインタークーラ４で冷却し、温度の低下した空気流が第２段圧縮機５に送られてさらに圧縮されるように構成されている。この場合、第１段圧縮機３から第２段圧縮機５に至る空気流路６は、すなわち、第１段圧縮機３で圧縮された高温の空気（出口圧縮空気）が流れる空気流路６ａと、インタークーラ４で冷却されて温度低下した空気流（入口側空気）が流れる空気流路６ｂとの間は、図示しないボルトによりハウジング２に固定支持された円板状の内側ガイド７により仕切られている。
【０００４】
このため、過給運転を継続することにより、図中に矢印ｈで示すように、内側ガイド７を介して空気流路６ａを流れる高温の出口圧縮空気から空気流路６ｂを流れる低温の入口側空気に伝熱し、せっかく冷却した入口空気温度を上昇させて圧縮効率を低下させるという問題が生じてくる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前段側の出口圧縮空気から後段側の入口側空気に内側ガイドを介して伝熱する熱量を低減し、後段側の入口空気温度を低下させて圧縮効率を向上させた過給機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る過給機は、前段圧縮機の出口から後段圧縮機の入口に至る圧縮空気の流路が内側ガイド部材により仕切られ、前記前段圧縮機の出口圧縮空気と、該出口圧縮空気を冷却手段で冷却した前記後段圧縮機の入口側空気とが前記内側ガイドの異なる面に接触して流れる多段式の過給機において、前記内側ガイド部材に熱伝導率低減処理を施したことを特徴とするものである。
【０００６】
このような本発明によれば、内側ガイド部材に熱伝導率低減処理を施したので、高温の出口圧縮空気から低温の入口側空気に内側ガイドを介してなされる熱伝導が低減され、入口側空気の温度上昇を最小限に抑えることができる。
【０００７】
上記の過給機において、前記内側ガイド部材を熱遮蔽材により製造して前記熱伝導率低減処理を施すことが好ましく、これにより、内側ガイド部材の熱伝導率を低減することができる。この場合の熱遮蔽材としては、たとえば鉄系金属材料や黄銅など、アルミニウム合金やステンレススチールより熱伝導の小さい金属材料が好適である。
【０００８】
上記の過給機において、前記内側ガイドの両面に熱遮蔽材を設けて前記熱伝導率低減処理を施すことが好ましく、これにより、内側ガイド部材の最も熱伝導する部分にのみ熱遮蔽材を設けるため、低コストで熱伝導率を低減することができる。この場合の熱遮蔽材としては、たとえば鉄系金属材料や黄銅など、アルミニウム合金やステンレススチールより熱伝導の小さい金属材料が好適である。また、熱伝導率の低いセラミック等の多孔質材料を採用すれば、金属材料と比較して熱伝導率を大幅に低下させることができる。
【０００９】
上記の過給機において、前記内側ガイドの内部に液体または気体を封入した空間部を設けて前記熱伝導率低減処理を施すことが好ましく、これにより、内側ガイド部材の熱伝導率を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明の過給機によれば、内側ガイド部材に熱伝導率低減処理を施して高温の出口圧縮空気から低温の入口側空気への熱伝導が低減され、入口側空気の温度上昇を最小限に抑えることができる。このため、内側ガイドに対する簡単な熱伝導低減処理により、内側ガイドを介して前段側の出口圧縮空気から後段側の入口側空気に伝熱する熱量を低減して後段側の入口空気温度を低下させることが可能となるので、圧縮比を高くして圧縮効率を向上させた過給機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る過給機の一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１には、船舶のディーゼルエンジン等に適用される多段式過給機の一例として、二段圧縮の過給機１０が示されている。この過給機１０は、図中に矢印で示すように、ハウジング１１内に設置された第１段圧縮機１２が圧縮した出口圧縮空気の空気流を冷却手段のインタークーラ１３で冷却し、温度の低下した空気流が入口側空気として第２段圧縮機１４に送られてさらに圧縮されるように構成されている。この場合、第１段圧縮機１２から第２段圧縮機１４に至る空気流路１５は、図示しないボルトによりハウジング１１の適所に固定された円板形状の内側ガイド２０により仕切られている。すなわち、内側ガイド２０に仕切られた空気流路１５は、第１段圧縮機１２で圧縮された高温の出口圧縮空気が流れる高温空気流路１５ａと、インタークーラ４の冷却を受けて温度低下した入口側空気が流れる低温空気流路１５ｂとに分割される。
なお、第２段圧縮機１４で圧縮された高圧の出口圧縮空気は、図示省略の流路を通って内燃機関に供給される。
【００１２】
上述した第１段圧縮機１２及び第２段圧縮機１４は回転軸１６に同軸に設けられ、さらに、回転軸１６の他端側には図示省略のタービンが同軸に設けられている。このタービンに内燃機関の排気ガスを導入すると、排気ガスの保有するエネルギーでタービンが回転するため、同軸の第１段圧縮機１２及び第２段圧縮機１４を駆動することができる。
上述したインタークーラ１３は、たとえば水等の冷媒を循環させることにより、空気流路１５を流れる高温の出口圧縮空気と熱交換して冷却するものである。
【００１３】
さて、上述した内側ガイド２０には、熱伝導率低減処理を施したものが使用される。この場合の熱伝導率低減処理は、内側ガイド部材２０を熱伝導率の小さい熱遮蔽材により製造するものであり、たとえば鉄系金属材料や黄銅など、従来のアルミニウム合金製やステンレススチール製よりも熱伝導の小さい金属材料で製作したものが好ましい。
このような熱伝導率低減処理により、内側ガイド部材２０の熱伝導率を低減することができるので、高温の出口圧縮空気が流れる高温空気流路１５ａ側の面から低温の入口側空気が流れる低温空気流路１５ｂ側の面への熱伝導が低減される。従って、インタークーラ１３で冷却された後の入口側空気が内側ガイド部材２０に加熱されて温度上昇するのを抑制し、第２段圧縮機１４で圧縮する空気の入口温度を低く抑えることができる。
【００１４】
＜第２の実施形態＞
続いて、本発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態の内側ガイド２０Ａは、基材２１の両面に熱遮蔽材２２を設けるという熱伝導率低減処理が施されている。すなわち、内側ガイド２０Ａで最も熱伝導する部分となる両面に熱伝導率低減処理として熱遮蔽材２２を取り付け、中央部分の基材２１は従来の素材により製造する。なお、基材２１に対する熱遮蔽材２２の取付固定には、ボルト等が使用される。
【００１５】
この場合の熱遮蔽材２２は、たとえば鉄系金属材料や黄銅など、アルミニウム合金やステンレススチールより熱伝導の小さい金属材料が好適である。また、熱伝導率の低いセラミック等の多孔質材料を採用すれば、金属材料と比較して熱伝導率を大幅に低下させることができる。
このような構成の内側ガイド２０Ａとすれば、最も熱伝導する部分にのみ熱遮蔽材２２を取り付けるので、低コストで熱伝導率を低減することができる。
【００１６】
＜第３の実施形態＞
最後に、本発明の第３の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態の内側ガイド２０Ｂは、本体２３の内部に空間部２４を設けるという熱伝導率低減処理を施している。すなわち、内側ガイド２０Ｂの内部に、熱伝導率低減処理として水や油等の液体または空気等の気体を封入した空間部２４を設けたことにより、内側ガイド部材２０Ｂの熱伝導率を大幅に低減することができる。この場合、空間部２４に封入する液体としては、特に限定されるものではないが、本体２３の耐腐食性を考慮すると油が好ましい。
【００１７】
このような熱伝導利留低減処理は、気体または液体を空間部２４に封入する構成であるから、給油ライン等の追加設備を必要とせず、従ってコストを抑制して熱伝導率を低減することができる。
【００１８】
以上説明したように、前段圧縮機となる第１段圧縮機１２の出口から後段圧縮機となる第２段圧縮機１４の入口に至る圧縮空気の空気流路１５が内側ガイド部材２０，２０Ａ，２０Ｂにより仕切られ、第１段圧縮機１２の出口圧縮空気と、この出口圧縮空気を冷却手段のインタークーラ１３で冷却した第２段圧縮機１４の入口側空気とが内側ガイド２０，２０Ａ，２０Ｂの異なる面に接触して流れる２段圧縮式の過給機１０，１０Ａ，１０Ｂにおいて、内側ガイド部材２０，２０Ａ，２０Ｂに熱伝導率低減処理を施したことにより、内側ガイド２０，２０Ａ，２０Ｂを介して高温の出口圧縮空気から低温の入口側空気になされる熱伝導が低減され、入口側空気の温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００１９】
このため、内側ガイド２０，２０Ａ，２０Ｂに対する簡単な熱伝導低減処理により、内側ガイド２０，２０Ａ，２０Ｂを介して第１段圧縮機１２側の出口圧縮空気から第２段圧縮機１４側の入口側空気に伝熱する熱量を低減して第２段圧縮機１４側の入口空気温度を低下させることが可能となるので、過給機１０，１０Ａ，１０Ｂの圧縮比を高くして圧縮効率を向上させることができる。
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、たとえば３段以上の多段圧縮にも適用可能になるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る過給機の第１の実施形態を示す要部の断面図である。
【図２】本発明に係る過給機の第２の実施形態を示す要部の断面図である。
【図３】本発明に係る過給機の第３の実施形態を示す要部の断面図である。
【図４】従来例として過給機の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ    過給機
１１    ハウジング
１２    第１段圧縮機（前段圧縮機）
１３    インタークーラ（冷却手段）
１４    第２段圧縮機（後段圧縮機）
１５    空気流路
２０，２０Ａ，２０Ｂ    内側ガイド
２１    基材
２２    熱遮蔽材
２３    本体
２４    空間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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