(57)【要約】【課題】空気の温度調整のための弁操作が容易となり、かつ、全ての弁を全閉にするなどの誤操作を無くすことができる内燃機関用の空気冷却器を提供する。【解決手段】空気を冷却する場合、切換弁３０によって、第１排出管２１を閉状態とし、第２排出管２２を開状態として、冷却水は、第１空間Ｓ１、往路配管１６、第３空間Ｓ３、復路配管１７および第２空間Ｓ２を順に流れて第２排出管２２から排出される。空気を冷却しない場合、切換弁３０によって、第１排出管２１を開状態とし、第２排出管２２を閉状態として、冷却水は、第１空間Ｓ１を流れて第１排出管２１から排出される。【選択図】図１
2013079589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機からシリンダに供給される空気が通過する給気管路と、
上記給気管路に取り付けられると共に、内部に互いに区切られた第１、第２空間を有する第１水室部と、
上記給気管路に取り付けられると共に、内部に第３空間を有する第２水室部と、
上記給気管路の内部に配置されると共に、上記第１空間と上記第３空間とを連通する複数の往路配管と、
上記給気管路の内部に配置されると共に、上記第２空間と上記第３空間とを連通する複数の復路配管と、
上記第１空間に連通し、上記第１空間に冷却水を供給する供給管と、
上記第１空間に連通し、上記第１空間から冷却水を排出する第１排出管と、
上記第２空間に連通し、上記第２空間から冷却水を排出する第２排出管と、
上記第１排出管および上記第２排出管に取り付けられると共に、上記第１排出管の開状態から閉状態への切り換えと上記第２排出管の閉状態から開状態への切り換えとを連動して操作可能であり、または、上記第１排出管の閉状態から開状態への切り換えと上記第２排出管の開状態から閉状態への切り換えとを連動して操作可能である切換弁と
を備えることを特徴とする内燃機関用の空気冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、船舶等に用いられるディーゼルエンジンやガスエンジン等の内燃機関用の空気冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関用の空気冷却器としては、図３に示すように、過給機からシリンダに空気を供給する空気通路１０１の途中に、空気を通過する冷却器本体１０２を設け、この冷却器本体１０２内に、冷却水配管１０３を配置したものがある（特開２００２−２１６５３号公報：特許文献１参照）。
【０００３】
この冷却水配管１０３には、冷却器本体１０２の入口側と出口側とを接続するバイパス管１０４が設けられ、このバイパス管１０４の途中に、第１バタフライ弁１１１が設けられ、冷却水配管１０３における冷却器本体１０２の出口側でかつバイパス管１０４が接続する位置より上流側の部分に、第２バタフライ弁１１２が設けられていた。
【０００４】
そして、上記第１、上記第２バタフライ弁１１１，１１２の開度を変え、冷却器本体１０２内の冷却水配管１０３を流れる冷却水の量を変えて、冷却器本体１０２を通過する空気の温度を調整していた。
【０００５】
しかしながら、上記従来の内燃機関用の空気冷却器では、上記第１、上記第２バタフライ弁１１１，１１２の開度により上記冷却器本体１０２を通過する空気の温度を調整していたので、空気の温度調整のために２つのバタフライ弁１１１，１１２を操作する必要があり、弁操作が煩雑であった。また、誤操作により、２つのバタフライ弁１１１，１１２とも全閉にして、冷却水配管１０３内を冷却水が流れなくなってしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、空気の温度調整のための弁操作が容易となり、かつ、全ての弁を全閉にするなどの誤操作を無くすことができる内燃機関用の空気冷却器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の内燃機関用の空気冷却器は、
過給機からシリンダに供給される空気が通過する給気管路と、
上記給気管路に取り付けられると共に、内部に互いに区切られた第１、第２空間を有する第１水室部と、
上記給気管路に取り付けられると共に、内部に第３空間を有する第２水室部と、
上記給気管路の内部に配置されると共に、上記第１空間と上記第３空間とを連通する複数の往路配管と、
上記給気管路の内部に配置されると共に、上記第２空間と上記第３空間とを連通する複数の復路配管と、
上記第１空間に連通し、上記第１空間に冷却水を供給する供給管と、
上記第１空間に連通し、上記第１空間から冷却水を排出する第１排出管と、
上記第２空間に連通し、上記第２空間から冷却水を排出する第２排出管と、
上記第１排出管および上記第２排出管に取り付けられると共に、上記第１排出管の開状態から閉状態への切り換えと上記第２排出管の閉状態から開状態への切り換えとを連動して操作可能であり、または、上記第１排出管の閉状態から開状態への切り換えと上記第２排出管の開状態から閉状態への切り換えとを連動して操作可能である切換弁と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明の内燃機関用の空気冷却器によれば、上記給気管路を通過する空気を冷却する場合、切換弁によって、第１排出管の開状態から閉状態への切り換えと第２排出管の閉状態から開状態への切り換えとを連動して操作する。これにより、供給管から供給された冷却水は、第１空間、往路配管、第３空間、復路配管および第２空間を、順に、流れて、第２排出管から排出される。そして、空気は、冷却水が流れる往路配管および復路配管に接触して、冷却される。
【００１０】
一方、上記給気管路を通過する空気を冷却しない場合、切換弁によって、第１排出管の閉状態から開状態への切り換えと第２排出管の開状態から閉状態への切り換えとを連動して操作する。これにより、供給管から供給された冷却水は、第１空間を流れて、第１排出管から排出される。つまり、冷却水は、往路配管および復路配管を流れないため、空気は、冷却されない。
【００１１】
このように、上記給気管路を通過する空気の温度を調整するために、１つの切換弁を操作するだけでよく、弁操作が容易となる。また、１つの切換弁の操作により、第１排出管の閉状態と第２排出管の開状態との切り換え、または、第１排出管の開状態と第２排出管の閉状態との切り換えを行うことができ、第１排出管および第２排出管をともに全閉または全開にする誤操作を無くすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の内燃機関用の空気冷却器によれば、上記切換弁は、上記第１排出管の開状態から閉状態への切り換えと上記第２排出管の閉状態から開状態への切り換えとを連動して操作可能であり、または、上記第１排出管の閉状態から開状態への切り換えと上記第２排出管の開状態から閉状態への切り換えとを連動して操作可能であるので、空気の温度調整のための弁操作が容易となり、かつ、全ての弁を全閉にするなどの誤操作を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の内燃機関用の空気冷却器を示す断面図である。
【図２】切換弁の正面図である。
【図３】従来の内燃機関用の空気冷却器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の内燃機関用の空気冷却器の一実施形態である断面図を示している。この空気冷却器は、船舶等に用いられるディーゼルエンジンやガスエンジン等の内燃機関に適用される。
【００１６】
図１に示すように、この空気冷却器１は、過給機２からシリンダ３に空気を供給する給気ダクト４の途中に設けられ、シリンダ３に供給される空気を冷却する。空気冷却器１は、過給機２からシリンダ３に供給される空気が通過する給気管路１０を有する。
【００１７】
上記給気管路１０の軸１０ｃ方向の一方の吸入開口１０ａは、過給機２側の給気ダクト４に連通し、給気管路１０の軸１０ｃ方向の他方の吐出開口１０ｂは、シリンダ３側の給気ダクト４に連通する。
【００１８】
上記給気管路１０の側壁１５の外側に、互い対向する位置に、第１水室部１１および第２水室部１２が取り付けられている。第１水室部１１および第２水室部１２は、それぞれ、カップ状に形成されて、給気管路１０の側壁１５との間に空間を有している。
【００１９】
上記第１水室部１１は、内面に、仕切板１３を有し、この仕切板１３は、第１水室部１１の内部空間を、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに互いに区切っている。上記第２水室部１２は、内部に、第３空間Ｓ３を有する。
【００２０】
上記給気管路１０の内部に、複数の往路配管１６および復路配管１７が配置されている。往路配管１６および復路配管１７は、給気管路１０の軸１０ｃに直交する方向に、延在している。
【００２１】
上記往路配管１６は、第１水室部１１が取り付けられた側壁１５と第２水室部１２が取り付けられた側壁１５とに、貫通して取り付けられ、第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３とを連通する。
【００２２】
上記復路配管１７は、第１水室部１１が取り付けられた側壁１５と第２水室部１２が取り付けられた側壁１５とに、貫通して取り付けられ、第２空間Ｓ２と第３空間Ｓ３とを連通する。
【００２３】
上記第１水室部１１には、供給管２０、第１排出管２１および第２排出管２２が取り付けられている。供給管２０は、第１空間Ｓ１に連通し、第１空間Ｓ１に冷却水を供給する。冷却水としては、例えば、海水や清水等を用いる。
【００２４】
上記第１排出管２１は、第１空間Ｓ１に連通し、第１空間Ｓ１から冷却水を排出する。上記第２排出管２２は、第２空間Ｓ２に連通し、第２空間Ｓ２から冷却水を排出する。第１排出管２１と第２排出管２２とは、下流側で、第３排出管２３に接続される。
【００２５】
上記第１排出管２１および上記第２排出管２２に、１つの切換弁３０が取り付けられている。この切換弁３０は、第１排出管２１の開状態から閉状態への切り換えと第２排出管２２の閉状態から開状態への切り換えとを連動して操作可能であり、または、第１排出管２１の閉状態から開状態への切り換えと第２排出管２２の開状態から閉状態への切り換えとを連動して操作可能である。
【００２６】
図２に示すように、上記切換弁３０は、本体部３５と、第１開閉板３１および第２開閉板３２と、本体部３５に両持ちされると共に第１開閉板３１と第２開閉板３２とを連結するシャフト３３と、シャフト３３の軸方向の一端に固定される操作レバー３４とを有する。
【００２７】
上記本体部３５は、並列に連結された第１筒部３５ａと第２筒部３５ｂとを有する。第１筒部３５ａ内には、第１開閉板３１が配置され、第２筒部３５ｂ内には、第２開閉板３２が配置されている。
【００２８】
上記シャフト３３は、第１開閉板３１と第２開閉板３２との直列方向に一致するように、本体部３５内に取り付けられている。シャフト３３の両端は、本体部３５に９０°回転可能に支持されている。
【００２９】
上記第１開閉板３１と上記第２開閉板３２とは、互いに９０°の角度位相をもって、シャフト３３に固定されている。つまり、第１開閉板３１と第２開閉板３２とは、シャフト３３の軸方向からみて直交するように、配置されている。
【００３０】
上記操作レバー３４は、シャフト３３の第２開閉板３２が固定されている側の端部に、固定されている。操作レバー３４は、シャフト３３を、シャフト３３の軸を中心として回転させる。つまり、操作レバー３４を一方向に回転させることで、第１筒部３５ａを第１開閉板３１により閉状態とし、かつ、第２筒部３５ｂを第２開閉板３２により開状態とする。一方、操作レバー３４を他方向に回転させることで、第１筒部３５ａを第１開閉板３１により開状態とし、かつ、第２筒部３５ｂを第２開閉板３２により閉状態とする。
【００３１】
このように、上記切換弁３０は、いわゆる、２つのバタフライ弁が直列に連結されている構造となる。
【００３２】
そして、図１と図２に示すように、上記切換弁３０の上記第１筒部３５ａは、第１排出管２１の途中に接続され、切換弁３０の第２筒部３５ｂは、第２排出管２２の途中に接続されている。つまり、切換弁３０の第１開閉板３１は、第１排出管２１を開閉し、切換弁３０の第２開閉板３２は、第２排出管２２を開閉する。
【００３３】
次に、上記空気冷却器１の作用を説明する。
【００３４】
図１に示すように、空気は、白抜きの矢印に示すように、過給機２からシリンダ３へ、給気管路１０を通過して供給される。そして、この空気を空気冷却器１により冷却する場合、切換弁３０の操作レバー３４を、手動により、一方向に回転させることで、第１筒部３５ａを第１開閉板３１により閉状態とし、かつ、第２筒部３５ｂを第２開閉板３２により開状態とする。つまり、切換弁３０により、第１排出管２１を閉状態とし、第２排出管２２を開状態とする。
【００３５】
これにより、上記供給管２０から供給された冷却水は、実線の矢印に示すように、第１空間Ｓ１、往路配管１６、第３空間Ｓ３、復路配管１７および第２空間Ｓ２を、順に、流れて、第２排出管２２から排出される。そして、空気は、冷却水が流れる往路配管１６および復路配管１７に接触して、冷却される。
【００３６】
一方、上記空気冷却器１により空気を冷却しない場合、切換弁３０の操作レバー３４を、手動により、他方向に回転させることで、第１筒部３５ａを第１開閉板３１により開状態とし、かつ、第２筒部３５ｂを第２開閉板３２により閉状態とする。つまり、切換弁３０により、第１排出管２１を開状態とし、第２排出管２２を閉状態とする。
【００３７】
これにより、上記供給管２０から供給された冷却水は、点線の矢印に示すように、第１空間Ｓ１を流れて、第１排出管２１から排出される。つまり、冷却水は、往路配管１６および復路配管１７を流れないため、空気は、冷却されない。
【００３８】
実際には、上記シリンダ３に供給する空気の温度を適温に調整するために、切換弁３０の開度を変え、往路配管１６および復路配管１７を流れる冷却水の量を変える。具体的に述べると、切換弁３０の第１開閉板３１および第２開閉板３２を半開状態とし、冷却水が、図１の実線の矢印および点線の矢印に示すように、第１排出管２１および第２排出管２２から排出されるようにする。そして、第１排出管２１から排出される冷却水の量と、第２排出管２２から排出される冷却水の量との割合を、第１開閉板３１および第２開閉板３２の開度により、調整することで、往路配管１６および復路配管１７を流れる冷却水の量を調整して、往路配管１６および復路配管１７に接触した冷却後の空気の温度を調整する。
【００３９】
このように、上記空気冷却器１を通過する空気の温度を調整するために、１つの切換弁３０を操作するだけでよく、弁操作が容易となる。また、１つの切換弁３０の操作により、第１排出管２１の閉状態と第２排出管２２の開状態との切り換え、または、第１排出管２１の開状態と第２排出管２２の閉状態との切り換えを行うことができ、第１排出管２１および第２排出管２２をともに全閉または全開にする誤操作を無くすことができる。
【００４０】
さらに、上記切換弁３０は、内燃機関の起動開始の直後や負荷が低いままのとき、第１排出管２１を開状態とする一方、第２排出管２２を閉状態とする。つまり、内燃機関の起動開始の直後や負荷が低いままのとき、供給管２０から供給された冷却水は、点線の矢印に示すように、第１空間Ｓ１を流れ、第１排出管２１から排出されて、給気管路１０を通過する空気は、冷却されない。
【００４１】
ここで、上記内燃機関の起動開始の直後や負荷が低いままのとき、内燃機関は暖まっていないため、このとき、シリンダ３に冷却した空気を供給すると、良好な燃焼ができなかったり、潤滑が不十分だったりして、効率が低下する。したがって、内燃機関の起動開始の直後、空気を冷却しないことにより、内燃機関の起動開始の直後の効率の低下を防止する。
【００４２】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、切換弁の操作レバーを、実施形態の手動による操作以外に、自動で操作するようにしてもよい。このとき、シリンダに供給する空気の温度を計測するセンサを設け、このセンサの計測温度に基づいて、制御装置により、切換弁の操作レバーを操作するようにしてもよい。
【００４３】
また、切換弁として、実施形態の２つの互いに連結したバタフライ弁を用いる以外に、２つの互いに連結したボール弁等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  空気冷却器
２  過給機
３  シリンダ
１０  給気管路
１１  第１水室部
１２  第２水室部
１３  仕切板
１６  往路配管
１７  復路配管
２０  供給管
２１  第１排出管
２２  第２排出管
３０  切換弁
Ｓ１  第１空間
Ｓ２  第２空間
Ｓ３  第３空間
【図１】
2013079589.tif 000003
【図２】
2013079589.tif 000004
【図３】
2013079589.tif 000005