JP2007224864A - 小型船舶の吸気構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】インタークーラーの容量を簡単に確保でき、さらに、インタークーラーを簡単な形状の連通部で過給器に連通できる小型船舶の吸気構造を提供する。
【解決手段】小型船舶の吸気構造20は、複数のシリンダ28…の左右側にそれぞれ吸気通路35および排気通路36が配置され、エンジン13の後方にターボチャージャー42が設けられ、ターボチャージャー42がインタークーラー43を介して吸気通路35に連通されている。この小型船舶の吸気構造20は、インタークーラー43がエンジン13の後方に設けられ、インタークーラー43の前方で、かつ左側に、吸気通路35に連通する分配通路44が前後方向に延びるように設けられ、分配通路44の後端部44aにインタークーラー43が連通されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、エンジンの後方に過給器が設けられ、この過給器がインタークーラーを介して吸気通路に連通された小型船舶の吸気構造に関する。
小型船舶の吸気構造のなかには、エンジンの後方にターボチャージャー(過給器)が備えられるとともに、エンジンの側部にインタークーラーが備えられ、このインタークーラーが連通パイプを介してターボチャージャーに連通されたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−116478公報
この小型船舶の吸気構造によれば、エアクリーナに吸い込んだエアはターボチャージャーに導かれる。そして、ターボチャージャーに導かれたエアは連通パイプを介してインタークーラーに導かれる。
その後、インタークーラーに導かれたエアはスロットルバルブを介してエアボックスに導かれ、エアボックスに導かれたエアはシリンダ内に導かれる。
ところで、従来の小型船舶の吸気構造は、インタークーラーの上側にエアボックスが備えられている。インタークーラーやエアボックスは比較的大きな形状の部材である。
加えて、インタークーラーの周囲には、水冷用の冷却水ホースを配置するスペースや、制御用のハーネスを配索するスペースを確保する必要がある。
このため、インタークーラーの容量を得るために、インタークーラーの形状を比較的大きく確保することが難しかった。
さらに、従来の小型船舶の吸気構造は、ターボチャージャーのエア出口が上方を向き、インタークーラーのエア入口が後方を向いている。
このため、ターボチャージャーのエア出口とインタークーラーのエア入口とを連通パイプで連通するためには、連通パイプを複雑な形状に曲げ形成する必要があり、そのことがコストを抑える妨げになっていた。
本発明は、インタークーラーの容量を簡単に確保することができ、さらに、インタークーラーを簡単な形状の連通部で過給器に連通することができる小型船舶の吸気構造を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、複数のシリンダが艇体の前後方向に並べて配置されるように艇体にエンジンを設けることで、複数のシリンダの左右側のうち、一方側に各シリンダに連通する吸気通路が配置されるとともに、他方側に各シリンダに連通する排気通路が配置され、このエンジンの後方に過給器が設けられ、この過給器がインタークーラーを介して前記吸気通路に連通された小型船舶の吸気構造において、前記インタークーラーがエンジンの後方に設けられ、このインタークーラーの前方で、かつ前記一方側に、前記吸気通路に連通する分配通路が艇体の前後方向に延びるように設けられ、この分配通路の後端部に前記インタークーラーが連通されたことを特徴とする。
請求項2に係る発明において、前記過給器は、前記排気通路が連通され、この排気通路から導かれるエンジンの排気ガスで駆動されるターボチャージャーであることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、前記分配通路の後端部および前記インタークーラーが分配通路連通部で連通され、この分配通路連通部にスロットルバルブが設けられたことを特徴とする。
請求項4に係る発明において、前記インタークーラーは、前記一方側に寄せて配置され、前記ターボチャージャーは、前記他方側に寄せて配置されたことを特徴とする。
ここで、分配通路は複数のシリンダの一方側に配置され、排気通路は複数のシリンダの他方側に配置されている。
そこで、請求項4において、インタークーラーを、複数のシリンダの一方側に寄せて配置し、ターボチャージャーを、複数のシリンダの他方側に寄せて配置することにした。
請求項1に係る発明では、インタークーラーをエンジンの後方に設けることで、インタークーラーを、比較的大きな形状の吸気通路や分配通路から離すことが可能になる。加えて、エンジンの後方は比較的大きなスペースを確保し易い。
よって、インタークーラーの周囲に、水冷用の冷却水ホースを配置するスペースや、制御用のハーネスを配索するスペースを容易に確保することができる。
これにより、インタークーラーの形状を比較的大きくすることが容易になり、インタークーラーの容量を簡単に確保することができるという利点がある。
さらに、インタークーラーをエンジンの後方に設けることで、インタークーラーを過給器の近傍に配置することが可能になる。
これにより、インタークーラーを過給器に連通するインタークーラー連通部を簡素な構成とすることができるという利点がある。
加えて、請求項1に係る発明では、インタークーラーの前方で、かつ、艇体の前後方向に延びるように分配通路を配置した。よって、分配通路の後端部をインタークーラーに臨ませることが可能になる。
この後端部にインタークーラーを連通することで、後端部にインタークーラーを連通する分配通路連通部を簡素な構成とすることができるという利点がある。
請求項2に係る発明では、エンジンの後方に設ける過給器として、排気通路から導かれるエンジンの排気ガスで駆動されるターボチャージャーを用いることにした。
ここで、エンジンの排気ガスは、通常、排気通路から艇体の後方に延びた排気構造(排気系)でエンジンの後方に導かれる。
そこで、ターボチャージャーをエンジンの後方に配置することで、排気構造を利用してターボチャージャーを排気通路に連通させることが可能になる。
これにより、ターボチャージャーを排気通路に連通する連通部を簡素な構成とすることができるという利点がある。
請求項3に係る発明では、分配通路の後端部およびインタークーラーを分配通路連通部で連通し、この分配通路連通部にスロットルバルブを設けた。
ここで、インタークーラーがエンジンの後方に設けられ、分配通路が艇体の前後方向に延びるように設けられている。よって、分配通路の後端部はエンジンの後側に位置する。エンジンの後側の後端部と、エンジンの後方に設けられたインタークーラーとを分配通路連通部で連通するので、分配通路連通部はエンジンの後方に位置する。
この分配通路連通部にスロットルバルブを設けたので、スロットルバルブをエンジンの後側に配置することができる。
エンジンの後側は比較的広いスペースが確保されているので、この広いスペースにスロットルバルブを臨ませることが可能になる。
これにより、エンジンの後側の比較的広いスペースを利用してスロットルバルブの保守・点検をおこなうことができ、整備性の向上を図ることができるという利点がある。
請求項4に係る発明では、インタークーラーを、複数のシリンダの一方側に寄せて配置することで、インタークーラーを分配通路に近づけることができる。
よって、インタークーラーを分配通路に連通する分配通路連通部を短く抑えることができる。
さらに、ターボチャージャーを、複数のシリンダの他方側に寄せて配置することで、ターボチャージャーを排気通路に近づけることができる。
よって、ターボチャージャーを排気通路に連通する連通部を短く抑えることができる。
このように、インタークーラーを分配通路に連通する分配通路連通部や、ターボチャージャーを排気通路に連通する連通部を短く抑えることができるので、小型船舶の吸気構造をコンパクトなレイアウトにまとめることができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向に従い、前側をFr、後側をRr、左側をL、右側をRとして示す。
図1は本発明に係る小型船舶を示す側面図である。
小型船舶10は、艇体11の前部11aに燃料タンク12を備え、この燃料タンク12の後方にエンジン13を備え、このエンジン13の後方にポンプ室14を備え、このポンプ室14に水ジェットポンプ15を備え、水ジェットポンプ15をエンジン13の出力軸16に連結する駆動軸17を備え、エンジン13にエアを供給する吸気構造(小型船舶の吸気構造)20を備え、エンジン13から排気ガスを排出する排気構造21を備え、燃料タンク12の上方に操舵ハンドル22を備え、この操舵ハンドル22の後方にシート23を備えたウォータージェット推進艇である。
艇体11は、艇体11の下部を構成するハル25を、艇体11の上部を構成するデッキ26で覆い、ハル25にデッキ26を接合したものである。
小型船舶10によれば、エンジン13を駆動して駆動軸17を回転することでインペラ18を回転させる。インペラ18は、水ジェットポンプ15内に内蔵されている。
インペラ18を回転することにより、艇底の吸込口19から吸引した水を、水ジェットポンプ15内を通してステアリングノズル(操舵ノズル)24から艇体11の後方へ噴射する。
これにより、小型船舶10が前進状態で推進(滑走)する。
一方、小型船舶10を後進させるときには、ステアリングノズル24の上方のリバースバケット27を、ステアリングノズル24後方の後進位置に移動する。
これにより、ステアリングノズル24から後方へ噴射した噴射水を、リバースバケット27で艇体11の前方に導き、導いた噴射水で小型船舶10を後進させる。
図2は本発明に係る小型船舶の内部を示す斜視図である。
エンジン13は、複数のシリンダ28が艇体11の前後方向に並べて配置され、左右の取付部がボルト29…でハル25に取り付けられている。すなわち、エンジン13は艇体11に対して縦置きの状態で取り付けられている。
エンジン13の後端下部から艇体11の後方に向けて出力軸16が突出している。この出力軸16には連結カプラ31を介して駆動軸17が連結されている。
駆動軸17は、軸受け部32で回転自在に支持され、後端部が水ジェットポンプ15(図1参照)に連結されている。
軸受け部32はフランジ部33がハル25にボルト・ナットで取り付けられている。
エンジン13を艇体11に対して縦置きに取り付けることで、複数のシリンダ28…の左側(一方側)に吸気通路35が配置されるとともに、複数のシリンダ28…の右側(他方側)に排気通路36が配置される。
吸気通路35は、例えば、吸気マニホールドを構成する。排気通路36は、例えば、排気マニホールドを構成する。
吸気通路35は、吸気構造20の一部を構成する部材であり、各シリンダ28…に連通されている。
排気通路36は、排気構造21の一部を構成する部材であり、各シリンダ28…に連通されている。
吸気構造20は、エアクリーナ41、ターボチャージャー(過給器)42、インタークーラー43、分配通路44および吸気通路35などを備える。
エアクリーナ41はエア導入パイプ46を介してターボチャージャー42に連通されている。ターボチャージャー42はインタークーラー43に連通され、インタークーラー43は分配通路連通部48を介して分配通路44に連通されている。分配通路44は吸気通路35の吸気口に連通されている。
排気構造21は、排気通路36、第1排気パイプ51、第2排気パイプ52、排気ボディ53、ウォーターマフラー54および排気ホース55などを備える。
排気通路36の後端部から艇体後方に向けて第1排気パイプ51が設けられている。第1排気パイプ51の後端部51aは第2排気パイプ52に連通するとともにターボチャージャー42に連通されている。
第2排気パイプ52に排気ボディ53が連通され、排気ボディ53にウォーターマフラー54が連通されている。ウォーターマフラー54に排気ホース55が連通され、この排気ホース55の排出口55aがポンプ室14(図1参照)内に臨んでいる。
図3は本発明に係る小型船舶の吸気構造を示す斜視図、図4は本発明に係る小型船舶の吸気構造を示す分解斜視図である。
エアクリーナ41は、エンジン13の前方左側に設けられ、エア導入パイプ46を介してターボチャージャー42に連通されている。
ターボチャージャー42は、エンジン13の後方で、出力軸16の上方に設けられている。さらに、ターボチャージャー42は、複数のシリンダ28…の右側(すなわち、エンジン13の右側)に寄せて横置きに配置されている。
横置きとは、艇体11の幅方向に向けて配置した状態をいう。
ターボチャージャー42を横置きとすることで、タービン車室61がシリンダブロック63の右側部63a側に配置され、コンプレッサ車室62がシリンダ28…の後方(すなわち、エンジン13の略中央)に配置される。
コンプレッサ車室62は、エアを導入するエア入口65が左向きに設けられ、エアを送り出すエア出口66が上向きに設けられている。
エア入口65は、エア導入パイプ46を介してエアクリーナ41に連通されている。
タービン車室61をシリンダブロック63の右側部63a側に配置することで、タービン車室61の端面61aを右側部63aまで寄せることが可能になる。
右側部63aまで寄せたタービン車室61の端面61aが第1排気パイプ51の後端部51aに連結される。よって、タービン車室61が第1排気パイプ51に連通される。
ターボチャージャー42は、タービン車室61が第1排気パイプ51を介して排気通路36に連通される。
すなわち、ターボチャージャー42は、排気通路36から導かれるエンジン13の排気ガスで駆動される過給器である。
エンジンの後方に設ける過給器としてターボチャージャー42を用いることで、第1排気パイプ51を利用してターボチャージャー42を排気通路36に連通させることができる。第1排気パイプ51は、排気構造21の一部を構成する部材である。
このように、排気構造21の一部を構成する部材を利用して、ターボチャージャー42を排気通路36に連通することができるので、ターボチャージャー42を排気通路36に連通する連通部を簡素な構成とすることができる。
ターボチャージャー42の上方で、かつ、エンジン13の後方にインタークーラー43が設けられている。インタークーラー43は、箱状に形成された部材で、複数のシリンダ28…の左側(すなわち、エンジン13の左側)に寄せて横置きに配置されている。
よって、インタークーラー43の左端部43aがシリンダブロック63の左側部63b側に配置され、インタークーラー43の右端部43bがシリンダ28…の後方(すなわち、エンジン13の略中央)に配置される。
インタークーラー43は、右端部43b側の前壁部43cに、エアを導入するエア入口67が下向きに設けられ、左端部43a側の前壁部43cに、エアを送り出すエア出口68が前向きに設けられている。
さらに、インタークーラー43は、左端部43aに、冷却用の水を導入する水入口71が設けられ、右端部43bに、冷却後の水を送り出す水出口72が設けられている。
インタークーラー43の右端部43bがシリンダ28…の後方(すなわち、エンジン13の略中央)に配置されることで、エア入口67が、コンプレッサ車室62のエア出口66の上方に位置する。
ここで、インタークーラー43のエア入口67が下向きに配置され、コンプレッサ車室62のエア出口66が上向きに配置されている。
よって、インタークーラー43のエア入口67を、コンプレッサ車室62のエア出口66の近傍の位置で、エア出口66に対向するように同軸線69上に配置することが可能になる。
これにより、インタークーラー43のエア入口67およびコンプレッサ車室62のエア出口66は、比較的短い、略真っ直ぐなインタークーラー連通ホース(インタークーラー連通部)74で連通することができる。
インタークーラー連通ホース74は、上端部74aが締付バンド76でエア入口67に締め付けられ、下端部74bが締付バンド76でエア出口66に締め付けられている。
これにより、インタークーラー43がターボチャージャー42に連通される。
インタークーラー43の左端部43aの前方で、かつ、吸気通路35の吸気口側に分配通路44が設けられている。
分配通路44は、艇体11の前後方向に延びるように設けられるとともに、吸気通路35の吸気口に連通されている。
よって、分配通路44の後端部44aを、インタークーラー43のエア出口68の近傍の位置で、エア出口68に対向するように略同軸上に配置することが可能になる。
これにより、分配通路44の後端部44aおよびインタークーラー43のエア出口68は、比較的短い、略真っ直ぐな分配通路連通部48で連通することができる。
分配通路連通部48は、分配通路44を経て吸気通路35の吸気口に連通されている。よって、吸気通路35は、インタークーラー43および分配通路連通部48などを経てターボチャージャー42に連通される。
前述したように、インタークーラー43を、複数のシリンダ28…の左側に寄せて配置することで、インタークーラー43を分配通路44に近づけることができる。
よって、インタークーラー43を分配通路44に連通する分配通路連通部48を短く抑えることができる。
さらに、ターボチャージャー42を、複数のシリンダ28…の右側に寄せて配置することで、ターボチャージャー42を排気通路36に近づけることができる。
よって、ターボチャージャー42を排気通路36に連通する第1排気パイプ(すなわち、連通部)51を短く抑えることができる。
このように、インタークーラー43は、分配通路44に連通する分配通路連通部48や、ターボチャージャー42を排気通路36に連通する第1排気パイプ(すなわち、連通部)51を短く抑えることができるので小型船舶の吸気構造20をコンパクトなレイアウトにまとめることができる。
分配通路連通部48は、分配通路44の後端部44aから後方に延びたバルブ収納流路78と、バルブ収納流路78の後端部78aからインタークーラー43のエア出口68まで後方に延びた連通ホース79とを備える。
バルブ収納流路78は、内部にスロットルバルブ81が収納され、後端部78aにエアを導入するエア入口82が形成されている。
スロットルバルブ81のバルブ軸83がバルブ収納流路78の側壁部から突出され、バルブ軸83にレバー84が連結されている。レバー84の先端部に操作ケーブル85の先端部が連結され、操作ケーブル85の基端部がスロットルレバー(図示せず)に連結されている。
このスロットルレバーは、操舵ハンドル22(図1参照)に設けられている。よって、操舵ハンドル22を握った手でスロットルレバーを操作することにより、スロットルバルブ81の開度を調整することができる。
バルブ収納流路78の内部にスロットルバルブ81を収納することで、スロットルバルブ81をエンジン13の後側に配置することができる。
エンジン13の後側は比較的広いスペースが確保されているので、この広いスペースにスロットルバルブ81を臨ませることが可能になる。
これにより、エンジン13の後側の比較的広いスペースを利用してスロットルバルブ81の保守・点検をおこなうことができる。
バルブ収納流路78のエア入口82は、インタークーラー43のエア出口68の近傍の位置で、エア出口68に対向するように同軸線73上に配置可能になる。
これにより、バルブ収納流路78のエア入口82およびインタークーラー43のエア出口68は、比較的短い、略真っ直ぐな連通ホース79で連通することができる。
連通ホース79は、後端部79aが締付バンド87でエア出口68に締め付けられ、前端部79bが締付バンド87でエア入口82に締め付けられている。
以上説明したように、小型船舶の吸気構造20によれば、インタークーラー43をエンジン13の後方に設けることで、インタークーラー43を、比較的大きな形状の吸気通路35や分配通路44から離すことが可能になる。加えて、エンジン13の後方は比較的大きなスペースを確保し易い。
よって、インタークーラー43の周囲に、水冷用の冷却水ホースを配置するスペースや、制御用のハーネスを配索するスペースを容易に確保することができる。
これにより、インタークーラー43の形状を比較的大きくすることが容易になり、インタークーラー43の容量を簡単に確保することができる。
さらに、インタークーラー43をエンジン13の後方に設けることで、インタークーラー43をターボチャージャー42の近傍に配置することが可能になる。
これにより、インタークーラー43をターボチャージャー42に連通するインタークーラー連通ホース74を簡素な構成とすることができる。
加えて、分配通路44を、インタークーラー43の前方で、かつ、艇体11の前後方向に延びるように配置した。よって、分配通路44の後端部44aをインタークーラー43に臨ませることが可能になる。
この後端部44aにインタークーラー43を連通することで、後端部44aにインタークーラー43を連通する分配通路連通部48を簡素な構成とすることができる。
つぎに、小型船舶の吸気構造でエアをシリンダに導く例を図5に基づいて説明する。
図5は本発明に係る小型船舶の吸気構造でエアをシリンダ内に吸い込む例を説明する図である。
シリンダ28…内から排気ガスが排気通路36に導かれ、排気通路36内に導かれた排気ガスは矢印Aの如く第1排気パイプ51に導かれる。
第1排気パイプ51に導かれた排気ガスのうち、殆どの排気ガスは矢印Bの如く導かれ、図2に示す第2排気パイプ52、排気ボディ53、ウォーターマフラー54および排気ホース55を経て排気される。
一方、第1排気パイプ51に導かれた排気ガスのうち、残りの排気ガスはタービン車室61に矢印Cの如く導かれる。タービン車室61に導かれた排気ガスでタービンインペラ(図示せず)が回転する。
タービンインペラが回転することで、コンプレッサ車室62内のコンプレッサインペラ(図示せず)が回転する。
このコンプレッサインペラが回転すると同時に、エアクリーナ41内に矢印Dの如くエアを吸い込む。エアクリーナ41内に吸い込まれたエアは、エア導入パイプ46内を矢印Eおよび矢印Fの如く導かれる。
エア導入パイプ46内を導かれたエアはターボチャージャー42のコンプレッサ車室62に矢印Gの如く導かれる。
ここで、前述したように、コンプレッサ車室62内のコンプレッサインペラ(図示せず)が回転しているので、コンプレッサ車室62内に導かれたエアは圧縮されて、コンプレッサ車室62から矢印Hの如く送り出される。
コンプレッサ車室62から送り出されたエアは、インタークーラー連通ホース74を経て矢印Iの如くインタークーラー43のエア入口67に導かれ、エア入口67からインタークーラー43内に導かれる。
インタークーラー43内には水入口71から冷却水が導かれる。導かれた冷却水は、コンプレッサ車室62からインタークーラー43内に導かれたエアを冷却して水出口72から外部に送り出される。
インタークーラー43内で冷却されたエアは、エア出口68まで導かれ、エア出口68から連通ホース79まで矢印Jの如く導かれる。
連通ホース79まで導かれたエアは、連通ホース79から矢印Kの如くバルブ収納流路78に導かれる。
バルブ収納流路78に導かれたエアは、スロットルバルブ81を経て矢印Lの如く分配通路44に導かれる。
分配通路44に導かれたエアは、吸気通路35に矢印Mの如く導かれ、吸気通路35から各シリンダ28内に供給される。
なお、前記実施の形態では、複数のシリンダ28…の一方側を左側、他方側を右側として、左右側にそれぞれ吸気通路35および排気通路36を配置した例について説明したが、これに限らないで、複数のシリンダ28…の一方側を右側、他方側を左側として、左側に排気通路36を配置するとともに右側に吸気通路35を配置することも可能である。
また、前記実施の形態では、過給器として排気ガスを利用して駆動するターボチャージャー42を例示したが、これに限らないで、例えば、エンジン13のクランク軸の回転を利用して駆動する機械駆動式過給器などのその他の過給器を用いることも可能である。
さらに、前記実施の形態では、インタークーラー連通部として連通ホース74を例示したが、これに限らないで、例えばアルミニウム製の連通パイプを用いることも可能である。
また、前記実施の形態では、バルブ収納流路78の後端部78aとインタークーラー43のエア出口68とを連通ホース79で連通した例について説明したが、これに限らないで、例えばアルミニウム製の連通パイプを用いることも可能である。
本発明は、エンジン後方に過給器が設けられ、この過給器にインタークーラーが連通された吸気構造を備える小型船舶への適用に好適である。
本発明に係る小型船舶を示す側面図である。 本発明に係る小型船舶の内部を示す斜視図である。 本発明に係る小型船舶の吸気構造を示す斜視図である。 本発明に係る小型船舶の吸気構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る小型船舶の吸気構造でエアをシリンダ内に吸い込む例を説明する図である。
符号の説明
10…小型船舶、11…艇体、13…エンジン、20…小型船舶の吸気構造、28…シリンダ、35…吸気通路、36…排気通路、42…ターボチャージャー(過給器)、43…インタークーラー、44…分配通路、44a…分配通路の後端部、81…スロットルバルブ。

Claims (4)

  1. 複数のシリンダが艇体の前後方向に並べて配置されるように艇体にエンジンを設けることで、複数のシリンダの左右側のうち、一方側に各シリンダに連通する吸気通路が配置されるとともに、他方側に各シリンダに連通する排気通路が配置され、このエンジンの後方に過給器が設けられ、この過給器がインタークーラーを介して前記吸気通路に連通された小型船舶の吸気構造において、
    前記インタークーラーがエンジンの後方に設けられ、
    このインタークーラーの前方で、かつ前記一方側に、前記吸気通路に連通する分配通路が艇体の前後方向に延びるように設けられ、
    この分配通路の後端部に前記インタークーラーが連通されたことを特徴とする小型船舶の吸気構造。
  2. 前記過給器は、前記排気通路が連通され、この排気通路から導かれるエンジンの排気ガスで駆動されるターボチャージャーであることを特徴とする請求項1記載の小型船舶の吸気構造。
  3. 前記分配通路の後端部および前記インタークーラーが分配通路連通部で連通され、この分配通路連通部にスロットルバルブが設けられたことを特徴とする請求項1記載の小型船舶の吸気構造。
  4. 前記インタークーラーは、前記一方側に寄せて配置され、前記ターボチャージャーは、前記他方側に寄せて配置されたことを特徴とする請求項2記載の小型船舶の吸気構造。
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