(57)【要約】【課題】動圧過給と静圧過給とを確実に切り替え可能にし、内燃機関の低負荷運転時から高負荷運転時まで良好な過給性能を得る。【解決手段】排気装置１Ａは、舶用ディーゼルエンジン２の複数のシリンダー６ａ〜６ｆからそれぞれ延出する複数の排気管７ａ〜７ｆと、これらの排気管７ａ〜７ｆが集合し、その下流端が過給機３のタービン入口３ａに直結される排気集合管８ａ，８ｂと、排気集合管８ａ，８ｂの内容積よりも大きな内容積を有する静圧室１１と、排気集合管８ａ，８ｂと静圧室１１とを連通させる連通部１２ａ〜１２ｆと、連通部１２ａ〜１２ｆを開閉する開閉弁１３ａ〜１３ｆと、舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時に開閉弁１３ａ〜１３ｆを閉じ、舶用ディーゼルエンジン２の高負荷運転時に開閉弁１３ａ〜１３ｆを開く制御部１５と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数のシリンダーからそれぞれ延出する複数の排気管と、
複数の前記排気管が集合し、その下流端が過給機のタービン入口に直結される排気集合管と、
前記排気集合管の内容積よりも大きな内容積を有する静圧室と、
前記排気集合管と前記静圧室とを連通させる連通部と、
前記内燃機関の低負荷運転時に前記連通部を閉じ、前記内燃機関の高負荷運転時に前記連通部を開く開閉弁と、
を具備する内燃機関の排気装置。
【請求項２】
前記排気集合管は複数本設けられており、該排気集合管の１本あたりに、爆発順序が連続しない前記シリンダーの前記排気管が接続される請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項３】
前記排気集合管は１本のみ設けられており、該排気集合管に全ての前記排気管が接続されている請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項４】
前記排気集合管と前記連通部と前記開閉弁は、前記静圧室の外部に設置されている請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。
【請求項５】
前記排気集合管と前記連通部と前記開閉弁は、前記静圧室の内部に設置されている請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。
【請求項６】
前記静圧室に、前記静圧室の静圧ガスにより駆動される二次過給機を接続した請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
【請求項７】
内燃機関と、
前記内燃機関の排ガスが導かれる請求項１に記載の排気装置と、
前記排気装置から導かれる排ガスにより駆動される過給機と、
を備えた船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のシリンダーを備え、過給機を有する内燃機関の排気装置、これを備えた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている過給装置は、過給機に排ガスを導入する排ガス管にタンク状の排ガスレシーバを接続し、この排ガスレシーバの内部に小径管を設けるとともに、排ガスレシーバの外部から内部にディーゼル機関の複数の排気管を導入して小径管に連通させている。排ガスレシーバの内部において小径管の下流端部は縮径されたノズルになっており、排ガス管の入口に対して間隔を空けて対向している。小径管には、複数の排気管の連通部と対向する位置に、所定の圧力で開弁する複数の逆止弁が設けられている。
【０００３】
この過給装置において、ディーゼル機関の低負荷運転時には、排ガス圧力が低いために逆止弁が開かず、排気管から排出された排ガスは小径管のノズルから排ガス管に直接流入し、動圧過給がなされる。
ディーゼル機関の高負荷運転時には、排ガス圧力が高いために逆止弁が開き、排気管から排出された排ガスは小径管から容量の大きな排ガスレシーバ内に流れてから排ガス管に流入し、静圧過給がなされる。
【０００４】
特許文献２に記載されている排気装置は、ディーゼル機関の近傍に設置されたタンク状の排気室の内部を可撓膜によって排気ガス室と圧力ガス室とに仕切り、ディーゼル機関から延出する複数の排気枝管を排気ガス室に接続している。排気室の圧力ガス室には圧力ガスを供給可能になっている。
【０００５】
この排気装置において、ディーゼル機関の低負荷運転時には、圧力ガスを圧力ガス室内に導入して可撓膜を排気ガス室側に撓ませることにより排気ガス室の容積を小さくし、動圧エネルギーを増大させて動圧過給を行っている。
ディーゼル機関の高負荷運転時には、圧力ガス室内の圧力ガスを排出することによって可撓膜を圧力ガス室側に撓ませることにより排気ガス室の容積を大きくし、静圧エネルギーを増大させて静圧過給を行っている。
【０００６】
このように、特許文献１，２に記載の排気装置（過給装置）は、いずれもディーゼル機関の低負荷運転時に動圧過給を行い、運転負荷が所定値に高まると静圧過給に切り替えるように構成されている。
これにより、低負荷運転時において排ガス圧力および排ガス量が減少しても、動圧過給を行うことにより動圧エネルギーの利用率を高めて過給機の稼働率低下を補い、吸入空気量の不足を抑制することができる。
また、高負荷運転時には静圧過給を行うことにより、各シリンダーから排出される排ガスの圧力変動を均圧化して過給効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６２−１１０５４０号公報
【特許文献２】特開平８−２４６８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の過給装置は、排ガスレシーバの内部に配設された小径管の下流端部が排ガス管の入口に対して間隔を空けて対向しているため、逆止弁が閉じる動圧過給時においても小径管が排ガスレシーバ内に連通したままの状態である。
このため、各シリンダー排気管からの動圧を完全に取り込むことができず、動圧エネルギーの利用率が低いことから、低負荷運転時における過給機の稼働率低下を解消することができない。
【０００９】
また、特許文献１の過給装置は、排ガスレシーバの内部で、複数の排気管と複数の逆止弁とが対向した位置関係にあり、逆止弁の開度は排気管からのガス圧力に依存するが、ガス圧力はシリンダー内での爆発・燃焼行程毎に大きな脈動を伴うので、機関高負荷であっても、逆止弁が開くのは排気弁が開くシリンダー内での爆発行程直後のみであり、排気弁が閉じている間は逆止弁は閉じていると考えられるから、排ガスレシーバ内圧力の変動を抑える静圧過給の効果は期待できない可能性がある。
【００１０】
一方、特許文献２の排気装置は、静圧室（タンク状の排気室）の内部を排気ガス室と圧力ガス室とに仕切る可撓膜が柔軟であるため、排ガスの圧力によって排気ガス室の容積が変動してしまう。このため、動圧過給時においては排ガスの速度エネルギーが排気ガス室の容積拡大によって緩衝されてしまい、十分な動圧過給効果を得ることができない。しかも、各シリンダーからの排ガスが共通の排気ガス室に流入するので排気干渉を避けられない。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、動圧過給と静圧過給とを確実に切り替え可能にし、内燃機関の低負荷運転時から高負荷運転時まで良好な過給性能を得ることのできる内燃機関の排気装置、これを備えた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
【００１３】
即ち、本発明の第１態様に係る内燃機関の排気装置は、内燃機関の複数のシリンダーからそれぞれ延出する複数の排気管と、複数の前記排気管が集合し、その下流端が過給機のタービン入口に直結される排気集合管と、前記排気集合管の内容積よりも大きな内容積を有する静圧室と、前記排気集合管と前記静圧室とを連通させる連通部と、前記内燃機関の低負荷運転時に前記連通部を閉じ、前記内燃機関の高負荷運転時に前記連通部を開く開閉弁と、を具備する。
【００１４】
上記構成の排気装置は次のように作用する。
内燃機関の低負荷運転時には、連通部が開閉弁により閉じられて排気集合管が静圧室に対して遮断される。このため、複数のシリンダーから排出される排ガスは、速度エネルギーを保ったまま、その全量が、過給機のタービン入口に直結された排気集合管を経て過給機に直接供給される。
これにより、排ガスの動圧エネルギーを積極的に利用して過給機の入力エネルギーを増大させ、過給機の稼働率低下を補って低負荷運転時における吸入空気量の不足を抑制し、内燃機関の運転効率を高めることができる。しかも、低負荷運転時に電動補助ブロアで静圧室の圧力を上昇させなくてもよいため、電動補助ブロアの消費電力を削減することができる。
【００１５】
内燃機関の高負荷運転時には、連通部が開閉弁により開かれて排気集合管が静圧室に対して開放される。このため、複数のシリンダーから排出される排ガスは、静圧室において排気脈動が均圧化され、ほぼ定常流化された状態で過給機に供給される。
これにより、静圧エネルギーを有効に利用して過給機の効率を上げ、高負荷運転時における内燃機関の運転効率を高めることができる。
【００１６】
このように、本発明に係る排気装置によれば、内燃機関の運転負荷の大小に応じて、動圧過給と静圧過給のうち、好ましい方の過給方法を選択可能にして、内燃機関の低負荷運転時から高負荷運転時までの全運転負荷領域において効率の高い過給を行うことができる。
【００１７】
上記構成の排気装置において、前記排気集合管を複数本設け、該排気集合管の１本あたりに、爆発順序が連続しない前記シリンダーの前記排気管が接続されるようにしてもよい。本構成によれば、１本の排気集合管に接続される複数の排気管の爆発順序が連続しないので、特に動圧過給時において、排気集合管内で排気干渉が起こることに起因する過給機の稼働率低下を防止することができる。
【００１８】
上記構成の排気装置において、前記排気集合管を１本のみ設け、該排気集合管に全ての前記排気管を接続してもよい。本構成によれば、過給機に通じる排気集合管が１本であることから、特に動圧過給時における過給機のタービン損失を低下させて過給効率を高めることができる。
【００１９】
上記構成の排気装置において、前記排気集合管と前記連通部と前記開閉弁は、前記静圧室の外部に設置することができる。これらの部材を静圧室の外部に設けることにより、開閉弁を開閉させる弁駆動軸を静圧室の外部から内部に貫通させる必要がなくなり、開閉弁周りの構成を簡素化することができる。
【００２０】
上記構成の排気装置において、前記排気集合管と前記連通部と前記開閉弁は、前記静圧室の内部に設置することができる。こうすることにより、静圧室を内燃機関の本体に近付けることができ、内燃機関全体をコンパクト化することができる。
しかも、開閉弁が閉じて動圧過給が行われる時に、静圧室内に閉じ込められた排ガスが、静圧室内に設置された排気集合管からの伝熱によって温度を維持されるため、この排ガスが結露することを防止して硫酸腐食等の問題を抑制することができる。
【００２１】
上記構成の排気装置において、前記静圧室に、前記静圧室の静圧ガスにより駆動される二次過給機を接続してもよい。これにより、排ガス量が多くなる高負荷運転時に二次過給機を作動させることで静圧室の静圧エネルギーを積極的に利用し、主過給器と共に内燃機関への過給量を増大させて高負荷運転時における内燃機関の運転効率を高めることができる。
【００２２】
本発明の第２態様に係る船舶は、内燃機関と、前記内燃機関の排ガスが導かれる前記排気装置と、前記排気装置から導かれる排ガスにより駆動される過給機と、を備えている。
これにより、内燃機関の運転負荷の大小に応じて、動圧過給と静圧過給のうち、好ましい方の過給方法を選択可能にして、内燃機関の低負荷運転時から高負荷運転時までの全運転負荷領域において効率の高い過給を行い、船舶の燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明に係る内燃機関の排気装置、これを備えた船舶によれば、動圧過給と静圧過給とを確実に切り替え可能にし、内燃機関の低負荷運転時から高負荷運転時まで良好な過給性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態を示す排気装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う排気装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す排気装置の平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う排気装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す排気装置の平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示す排気装置の平面図である。
【図７】本発明の第５実施形態を示す排気装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態を示す排気装置１Ａの平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う排気装置１Ａの縦断面図である。
この排気装置１Ａは、例えば船舶推進用の主機である舶用ディーゼルエンジン２（内燃機関）に付設されている。舶用ディーゼルエンジン２は、過給機３を備えた、例えば直列６気筒の２ストロークユニフロー機関であり、そのシリンダーブロック５には６つのシリンダー６ａ〜６ｆが形成され、各々のシリンダー６ａ〜６ｆから、それぞれ排気管７ａ〜７ｆが延出している。
【００２７】
また、シリンダーブロック５の長手方向に沿って、例えば２本の排気集合管８ａ，８ｂが配設されており、その各々の下流端が過給機３のタービン入口３ａに直結されている。そのうちの一方の排気集合管８ａには排気管７ａ，７ｂ，７ｃが集合し、他方の排気集合管８ａには、排気管７ｄ，７ｅ，７ｆが集合している。
【００２８】
舶用ディーゼルエンジン２の爆発順序は、例えばシリンダー６ａ→６ｄ→６ｂ→６ｅ→６ｃ→６ｆの順となっている。このため、排気集合管８ａに接続される排気管７ａ，７ｂ，７ｃのグループと、排気集合管８ｂに接続される排気管７ｄ，７ｅ，７ｆのグループとでは、いずれもグループ内での爆発順序が連続することがなく、２つのグループで交互に爆発が起こるようになっている。
【００２９】
さらに、排気集合管８ａ，８ｂに平行して円筒タンク状の排気レシーバ１０が設置され、その内部が静圧室１１となっている。この静圧室１１の内容積は、排気集合管８ａ，８ｂの１本あたりの内容積よりも十分に大きく設定されている。これにより、排気集合管８ａ，８ｂが静圧室１１に開放された時に、各排気管７ａ〜７ｆから排出される排ガスの脈動が均圧化される。
【００３０】
２本の排気集合管８ａと８ｂは、それぞれ３つの連通部１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、連通部１２ｄ，１２ｅ，１２ｆとによって静圧室１１に連通している。これらの連通部１２ａ〜１２ｆは例えば管状であり、平面視（図１参照）で各々の連通部１２ａ〜１２ｆが排気管７ａ〜７ｆの位置に整合し、且つ排気管７ａ〜７ｆの延在方向に沿うように一直線上に設けられている。
【００３１】
各連通部１２ａ〜１２ｆには、それぞれ開閉弁１３ａ〜１３ｆが設けられている。これらの開閉弁１３ａ〜１３ｆは例えばバタフライバルブであり、アクチュエータ１４によって開閉動作する。アクチュエータ１４は、各開閉弁１３ａ〜１３ｆに個別に設けてもよいし、１基のアクチュエータ１４によって全ての開閉弁１３ａ〜１３ｆを連動開閉させるようにしてもよい。アクチュエータ１４は制御部１５から発信される作動信号Ｓによって制御される。
この排気装置１Ａにおいて、排気集合管８ａ，８ｂと連通部１２ａ〜１２ｆと開閉弁１３ａ〜１３ｆは、いずれも静圧室１１の外部に設置されている。
【００３２】
制御部１５には、舶用ディーゼルエンジン２の運転負荷データＤ１が入力される。制御部１５は、この運転負荷データＤ１を基に、舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時には開閉弁１３ａ〜１３ｆが閉じられ、高負荷運転時には開閉弁１３ａ〜１３ｆが開かれるようにアクチュエータ１４を制御する。
【００３３】
低負荷運転と高負荷運転との閾値としては、静圧室１１の圧力が低下して電動補助ブロアが起動するよりも手前のタイミング、例えば４０％程度の運転負荷を例示することができる。
運転負荷を検出させる方法としては、エンジン回転数に対する燃料噴射量や、掃気圧力等から判断させることが考えられるが、他の方法により運転負荷を検出してもよい。掃気圧力の変動で低負荷運転と高負荷運転とを切り替える場合には、概ね０．６ｂａｒＧ程度の掃気圧力を閾値として例示することができる。
【００３４】
また、静圧室１１の圧力データＤ２や、過給機３の過給圧力データＤ３等のデータを制御部１５に入力し、これらのデータＤ２，Ｄ３を運転負荷データＤ１とともに参照しながらアクチュエータ１４を制御するようにしてもよい。なお、開閉弁１３ａ〜１３ｆの開度は全開または全閉とするのみならず、運転状況に応じて開度を適宜調整するように制御してもよい。
【００３５】
なお、運転負荷の閾値付近において、運転負荷の変動により開閉弁１３ａ〜１３ｆが開閉を繰り返ことを防止するべく、運転負荷の上昇時における閾値を例えば４０％とした場合には、運転負荷の下降時における閾値を例えば３５％というように、運転負荷の上昇時と下降時とで閾値に差を設けるとよい。
【００３６】
以上のように構成された排気装置１Ａは次のように操作され、作用する。
舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時には、制御部１５がアクチュエータ１４を駆動して開閉弁１３ａ〜１３ｆを閉じる。これにより、連通部１２ａ〜１２ｆが閉じられて排気集合管８ａ，８ｂが静圧室１１に対して完全に遮断される。このため、複数のシリンダー６ａ〜６ｆから排出される排ガスは、速度エネルギーを保ったまま、その全量が、過給機３のタービン入口３ａに直結された排気集合管８ａ，８ｂを経て過給機３に直接供給される。
【００３７】
これにより、排ガスの動圧エネルギーを積極的に利用して過給機３の入力エネルギーを増大させ、過給機３の稼働率低下を補って低負荷運転時における吸入空気量の不足を抑制し、舶用ディーゼルエンジン２の運転効率を高めることができる。しかも、低負荷運転時に図示しない電動補助ブロアで静圧室１１の圧力を上昇させなくてもよいため、電動補助ブロアの消費電力を削減することができる。
【００３８】
舶用ディーゼルエンジン２の高負荷運転時には、制御部１５がアクチュエータ１４を駆動して開閉弁１３ａ〜１３ｆを開く。これにより、連通部１２ａ〜１２ｆが開いて排気集合管８ａ，８ｂが静圧室１１に対して開放される。このため、複数のシリンダー６ａ〜６ｆから排出される排ガスは、静圧室１１において排気脈動（圧力変動）が均圧化され、ほぼ定常流化された状態で過給機３に供給される。
【００３９】
これにより、静圧エネルギーを有効に利用して過給機３の効率を上げ、高負荷運転時における舶用ディーゼルエンジン２の運転効率を高めることができる。
【００４０】
このように、本実施形態に係る排気装置１Ａによれば、舶用ディーゼルエンジン２の運転負荷の大小に応じて、動圧過給と静圧過給のうち、好ましい方の過給方法を選択可能にして、舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時から高負荷運転時までの全運転負荷領域において効率の高い過給を行うことができる。
【００４１】
また、この排気装置１Ａは、２本の排気集合管８ａ，８ｂが設けられ、これらの排気集合管８ａ，８ｂの１本あたりに、爆発順序が連続しないシリンダー６ａ，６ｂ，６ｃの排気管７ａ，７ｂ，７ｃおよび６ｄ，６ｅ，６ｆの排気管７ｄ，７ｅ，７ｆが接続されている。
【００４２】
上記構成によれば、排気集合管８ａに接続される排気管７ａ，７ｂ，７ｃのグループ内と、排気集合管８ｂに接続される排気管７ｄ，７ｅ，７ｆのグループ内とで、爆発順序が連続することがない。このため、特に開閉弁１３ａ〜１３ｆが閉じている動圧過給時において、排気集合管８ａ，８ｂ内で排気干渉が起こることに起因する過給機３の稼働率低下を防止することができる。
【００４３】
また、この排気装置１Ａは、排気集合管８ａ，８ｂと、連通部１２ａ〜１２ｆと、開閉弁１３ａ〜１３ｆとが静圧室１１の外部に設置されている。このため、開閉弁１３ａ〜１３ｆにアクチュエータ１４の動力を伝達する弁駆動軸を排気レシーバ１０の壁面に貫通させる必要がなく、弁駆動軸と排気レシーバ１０の壁部とのシールを考慮する必要がない。したがって、開閉弁１３ａ〜１３ｆおよびアクチュエータ１４周りの構成を簡素化することができる。しかも、弁駆動軸やアクチュエータ１４に高温の排気ガスによる熱影響が及ぶことがないため、熱対策が不要であり、この点でも構造の簡素化とメンテナンス性の向上が図れる。
【００４４】
静圧過給から動圧過給に切り替えられた時（開閉弁１３ａ〜１３ｆが閉じた時）には、静圧室１１の内部に閉じ込められた排ガスが結露して各部に硫酸腐食等が発生する虞がある。このため、静圧過給から動圧過給への切り替え後（開閉弁１３ａ〜１３ｆが閉じた後）に、静圧室１１に残された排ガスを排出する開閉弁や換気装置等を排気レシーバ１０に設けてもよい。動圧過給から静圧過給に切り替えられる時（開閉弁１３ａ〜１３ｆが開く時）には、この開閉弁や換気装置を閉鎖する。
【００４５】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態を示す排気装置１Ｂの平面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う排気装置１Ｂの縦断面図である。
【００４６】
この排気装置１Ｂにおいては、排気集合管８ａ，８ｂと連通部１２ａ〜１２ｆと開閉弁１３ａ〜１３ｆとが静圧室１１（排気レシーバ１０）の内部に設置されている点において第１実施形態を示す排気装置１Ａと相違し、その他の部分の構成および作用は同一である。このため、各構成部には同一の符号を付して各々の構成や作用の説明は省略する。
【００４７】
開閉弁１３ａ〜１３ｆを開閉させるアクチュエータ１４は静圧室１１（排気レシーバ１０）の外部に設置されており、例えば弁駆動軸１４ａを介して各開閉弁１３ａ〜１３ｆを開閉動作させるようになっている。弁駆動軸１４ａが排気レシーバ１０の壁面を貫通する部分には、静圧室１１の圧力を漏洩させないようにシール構造が採られている。
【００４８】
この排気装置１Ｂのように、排気集合管８ａ，８ｂと連通部１２ａ〜１２ｆと開閉弁１３ａ〜１３ｆとを静圧室１１（排気レシーバ１０）の内部に設置することにより、排気レシーバ１０を舶用ディーゼルエンジン２の本体（シリンダーブロック５等）に近付けることができ、舶用ディーゼルエンジン２全体をコンパクト化することができる。
【００４９】
また、静圧過給から動圧過給に切り替えられた時（開閉弁１３ａ〜１３ｆが閉じた時）には、静圧室１１の内部に閉じ込められた排ガスが、静圧室１１の内部に設置された排気集合管８ａ，８ｂからの伝熱によって温度を維持されるため、この排ガスが結露することを防止して硫酸腐食等の問題を抑制することができる。
【００５０】
［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態を示す排気装置１Ｃの平面図である。
この排気装置１Ｃでは、舶用ディーゼルエンジン２のシリンダー６ａ〜６ｆから延出する６本の排気管７ａ〜７ｆが１本の排気集合管８ｃに集合しており、この排気集合管８ｃが過給機３のタービン入口３ａに直結されている。
【００５１】
排気集合管８ｃに平行して円筒タンク状の排気レシーバ１０が設置され、その内部が静圧室１１となっている。この静圧室１１の内容積は、排気集合管８ｃの内容積よりも十分に大きく設定されている。
【００５２】
排気集合管８ｃは、２つの連通部１２ｇ，１２ｈによって静圧室１１に連通しており、各連通部１２ｇ，１２ｈを開閉する開閉弁１３ｇ，１３ｈが設けられている。連通部１２ｇ，１２ｈと開閉弁１３ｇ，１３ｈは１つのみ、あるいは３つ以上設けてもよい。これらの開閉弁１３ｇ，１３ｈはアクチュエータ１４によって開閉動作し、アクチュエータ１４は制御部１５から発信される作動信号Ｓによって制御される。
【００５３】
以上のように構成された排気装置１Ｃにおいて、舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時には、制御部１５がアクチュエータ１４を駆動して開閉弁１３ｇ，１３ｈを閉じる。これにより、連通部１２ｇ，１２ｈが閉じられて排気集合管８ｃが静圧室１１に対して完全に遮断される。このため、複数のシリンダー６ａ〜６ｆから排出される排ガスは、速度エネルギーを保ったまま、その全量が、過給機３のタービン入口３ａに直結された排気集合管８ｃを経て過給機３に直接供給される。
【００５４】
これにより、排ガスの動圧エネルギーを積極的に利用して過給機３の入力エネルギーを増大させ、過給機３の稼働率低下を補って低負荷運転時における吸入空気量の不足を抑制し、舶用ディーゼルエンジン２の運転効率を高めることができる。
【００５５】
舶用ディーゼルエンジン２の高負荷運転時には、制御部１５がアクチュエータ１４を駆動して開閉弁１３ｇ，１３ｈを開く。これにより、連通部１２ｇ，１２ｈが開いて排気集合管８ｃが静圧室１１に対して開放される。このため、複数のシリンダー６ａ〜６ｆから排出される排ガスは、静圧室１１において排気脈動（圧力変動）が均圧化され、ほぼ定常流化された状態で過給機３に供給される。
【００５６】
これにより、静圧エネルギーを有効に利用して過給機３の効率を上げ、高負荷運転時における舶用ディーゼルエンジン２の運転効率を高めることができる。
【００５７】
この排気装置１Ｃのように、過給機３に直結された１本の排気集合管８ｃに全ての排気管７ａ〜７ｆを接続することにより、特に動圧過給時における過給機３のタービン損失を低下させて過給効率を高めることができる。
【００５８】
［第４実施形態］
図６は、本発明の第４実施形態を示す排気装置１Ｄの平面図である。この排気装置１Ｄにおいては、排気集合管８ｃと連通部１２ｇ，１２ｈと開閉弁１３ｇ，１３ｈとが静圧室１１（排気レシーバ１０）の内部に設置されている点において第３実施形態を示す排気装置１Ｃと相違し、その他の部分の構成および作用は同一である。このため、各構成部には同一の符号を付して各々の構成や作用の説明は省略する。
【００５９】
開閉弁１３ｇ，１３ｈを開閉させるアクチュエータ１４は静圧室１１（排気レシーバ１０）の外部に設置されており、例えば図示しない弁駆動軸を介して各開閉弁１３ｇ，１３ｈを開閉動作させるようになっている。弁駆動軸が排気レシーバ１０の壁面を貫通する部分には、静圧室１１の圧力を漏洩させないようにシール構造が採られている。
【００６０】
この排気装置１Ｄのように、排気集合管８ｃと連通部１２ｇ，１２ｈと開閉弁１３ｇ，１３ｈとを静圧室１１（排気レシーバ１０）の内部に設置することにより、第２実施形態における排気装置１Ｂと同様に、排気レシーバ１０を舶用ディーゼルエンジン２の本体（シリンダーブロック５等）に近付けることができ、舶用ディーゼルエンジン２全体をコンパクト化することができる。
【００６１】
また、第２実施形態の排気装置１Ｂと同じく、静圧過給から動圧過給に切り替えられた時（開閉弁１３ｇ，１３ｈが閉じた時）には、静圧室１１の内部に閉じ込められた排ガスが、静圧室１１の内部に設置された排気集合管８ｃからの伝熱によって温度を維持されるため、この排ガスが結露することを防止して硫酸腐食等の問題を抑制することができる。
【００６２】
［第５実施形態］
図７は、本発明の第５実施形態を示す排気装置１Ｅの平面図である。
この排気装置１Ｅは、静圧室１１（排気レシーバ１０）に二次過給機１７が接続されている点において図３に示す第２実施形態の排気装置１Ｂと相違し、その他の構成は同一である。このため、各部に第２実施形態の排気装置１Ｂと同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
このように、静圧室１１に二次過給機１７を設けることにより、排ガス量が多くなる高負荷運転時に二次過給機１７を作動させることで静圧室１１の静圧エネルギーを積極的に利用し、主過給器３と共に舶用ディーゼルエンジン２への過給量を増大させて高負荷運転時における舶用ディーゼルエンジン２の運転効率を高めることができる。
なお、前述の第１〜第４実施形態の排気装置１Ａ〜１Ｄにおいても、静圧室１１に二次過給機１７を設けることによって同様の作用・効果を得ることができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係る排気装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ、によれば、動圧過給と静圧過給とを確実に切り替え可能にし、舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時から高負荷運転時まで良好な過給性能を得ることができる。
【００６５】
また、排気装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを備えた船舶によれば、その主機である舶用ディーゼルエンジン２の運転負荷の大小に応じて、動圧過給と静圧過給のうち、好ましい方の過給方法を選択可能にして、舶用ディーゼルエンジン２の低負荷運転時から高負荷運転時までの全運転負荷領域において効率の高い過給を行い、燃費を向上させることができる。
【００６６】
なお、本発明は上記各実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、舶用ディーゼルエンジンに排気装置１Ａ〜１Ｅを装備した例について説明したが、舶用ディーゼルエンジンに限らず、他の用途の内燃機関にも本発明に係る排気装置を幅広く適用することができる。また、上記の各実施形態を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  排気装置
２  舶用ディーゼルエンジン（内燃機関）
３  過給機
３ａ  過給機のタービン入口
６ａ〜６ｆ  シリンダー
７ａ〜７ｆ  排気管
８ａ，８ｂ，８ｃ  排気集合管
１０  排気レシーバ
１１  静圧室
１２ａ〜１２ｈ  連通部
１３ａ〜１３ｈ  開閉弁
１４  アクチュエータ
１５  制御部
１７  二次過給機
【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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