JP2011074822A - 空気冷却器付ディーゼル機関 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気を好適に冷却し得る空気冷却器付ディーゼル機関を提供する。
【解決手段】過給機１３によって吸い込まれた吸込空気Ａを冷媒との熱交換により冷却する第一冷却器１６と、第一冷却器１６の空気出口側に位置して第一冷却器１６から吸込空気Ａが流れ込む第二冷却器１７とを備え、
第二冷却器１７は内部を減圧して冷媒を供給し得る構成を備え、第二冷却器１７の内部で冷媒が蒸発する際の気化熱を利用して第一冷却器１６からの吸込空気Ａを冷却し、第一冷却器１６と第二冷却器１７による二段冷却によって吸込空気Ａを冷却するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸込空気を冷却する空気冷却器付ディーゼル機関に関するものである。

一般に、船舶等に用いられる空気冷却器付ディーゼル機関は、燃焼用の空気を吸い込む過給機を備え、過給機の下流側には空気冷却器を配置して吸込空気を冷媒との熱交換により冷却及び凝縮し、その後、吸込空気をシリンダ内へ供給するようになっている。

又、空気冷却器付ディーゼル機関は、吸込空気の温度の低下に伴って燃焼温度が低下する一方で、空気冷却器による吸込空気の冷却に伴って、より多くの空気が凝縮されるため、燃焼に用いられる空気の質量が増加し、結果として燃焼効率を増加させることができる。又、空気冷却器により燃焼温度を低下させた場合には、窒素酸化物の生成量を低減することができる。

ここで空気冷却器においては、内部へ流れる流量を増やす構成、空気冷却器内の導管の数を増やして伝熱面積を増やす構成、多段式にする構成等の種々の工夫がなされてきた。又、シリンダの燃焼室においては、熱負荷を低減すべく、各部品の材質や冷却水穴の形状等の種々の工夫がなされてきた。

更に吸込空気を冷却する手段としては、空気冷却器と空気冷却器付ディーゼル機関との間にエキスパンダタービンを備え、空気冷却器で冷却された吸込空気をエキスパンダタービンによって膨張させることで吸込空気の温度を下げるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−５０１５９号公報

しかしながら、空気冷却器では冷媒が一定の温度を持っており、吸込空気を冷却する際には単純な熱移動のみで熱交換を行うため、冷媒の温度に依存するという問題があった。又、空気冷却器付ディーゼル機関を舶用に用いる場合においては、冷媒の循環系の中に、冷媒を海水で集中冷却するセントラルクーラ等の冷却手段を設けても、設置スぺースや海水の温度といった諸問題によって冷媒自体の温度を下げる効果に限界があった。更に燃焼室においては、近年の空気冷却器付ディーゼル機関の高出力化・平均有効圧力の増加が著しく、燃焼室の冷却が困難になっている。

先行技術文献の如くエキスパンダタービンを備える場合には、現在の典型的なクロスヘッド型２ストローク空気冷却器付ディーゼル機関の形状から大きな変更を余儀なくされるため、空気冷却器付ディーゼル機関に容易に適用することができないという問題があった。又、一旦凝縮させた吸込空気を膨張させるため、機関全体としての効率が著しく低下するという問題があった。更に今後も空気冷却器付ディーゼル機関の平均有効圧力の上昇が予想され、同時に窒素酸化物の規制も厳しくなることから、平均有効圧力の上昇や窒素酸化物の厳しい規制に対応することが求められており、従来の技術のままだと、燃焼温度や排気温度の上昇による問題点が今以上に顕著となることが予想される。

本発明は、斯かる実情に鑑み、冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気を好適に冷却し得る空気冷却器付ディーゼル機関を提供しようとするものである。

本発明の空気冷却器付ディーゼル機関は、過給機によって吸い込まれた吸込空気を冷媒との熱交換により冷却する第一冷却器と、該第一冷却器の空気出口側に位置して第一冷却器から吸込空気が流れ込む第二冷却器とを備え、
該第二冷却器は内部を減圧して冷媒を供給し得る構成を備え、第二冷却器の内部で冷媒が蒸発する際の気化熱を利用して第一冷却器からの吸込空気を冷却し、第一冷却器と第二冷却器による二段冷却によって吸込空気を冷却するように構成されたものである。

本発明の空気冷却器付ディーゼル機関は、過給機によって吸い込まれた吸込空気を冷媒との熱交換により冷却する第一冷却器と、該第一冷却器の空気出口側に位置して第一冷却器から吸込空気が流れ込む第二冷却器とを備え、
該第二冷却器の冷媒の流路には冷媒の貯蔵タンクを接続し、該貯蔵タンク内を減圧して気化冷却により冷媒の温度を下げ、貯蔵タンクの冷媒を第二冷却器へ供給して第一冷却器からの吸込空気を冷却し、第一冷却器と第二冷却器による二段冷却によって吸込空気を冷却するように構成されたものである。

又、本発明において、第二冷却器は、第一冷却器から吸込空気が流れ込む空気室と、該空気室に取り付けられて冷媒が供給されるジャケット部とを備えることが好ましい。

更に本発明において、第二冷却器は、第一冷却器から吸込空気が流れ込む空気室と、該空気室内に延在して冷媒が供給される導管を配置することが好ましい。

又、本発明において、第二冷却器の内部を減圧するポンプと、前記第二冷却器の内部へ冷媒を噴霧する噴霧手段とを備えることが好ましい。

更に本発明において、貯蔵タンクの内部を減圧するポンプと、前記貯蔵タンクから第二冷却器へ供給した冷媒を再び貯蔵タンクへ戻す循環流路とを備えることが好ましい。

本発明の空気冷却器付ディーゼル機関によれば、内部の減圧により気化熱を利用して吸込空気又は冷媒を冷却し、吸込空気を第一冷却器のみならず、第二冷却器によって二段冷却するので、第一冷却器の冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気を好適に冷却することができる。又、気化熱を利用して吸込空気又は冷媒を冷却するので、設置スぺースや海水の温度といった影響を受けることがなく、冷媒自体の温度を下げる限界を大幅に緩和することができる。更に空気冷却器付ディーゼル機関の高出力化・平均有効圧力の増加が著しい場合であっても、第一冷却器と第二冷却器による二段冷却によって吸込空気を好適に冷却し、シリンダ内の燃焼室を冷却することができるという優れた効果を奏し得る。

又、エキスパンダタービンを備える場合と異なり、一般的な空気冷却器付ディーゼル機関に第二冷却器を備えて構成し得るので、大きな変更を必要とすることなく、空気冷却器付ディーゼル機関に容易に適用することができる。更にエキスパンダタービンを備える場合に比べて機関全体としての効率の低下を防止することができる。又、空気冷却器付ディーゼル機関の平均有効圧力の上昇や窒素酸化物の規制強化がある場合であっても、吸込空気を第一冷却器と第二冷却器によって二段冷却するので、平均有効圧力の上昇や窒素酸化物の厳しい規定に対応することができる。

本発明の空気冷却器付ディーゼル機関の第一例を示す概念全体図である。 本発明の空気冷却器付ディーゼル機関の第一例における第二冷却器及び第二貯蔵タンクを示す概念図である。 本発明の空気冷却器付ディーゼル機関の第一例における第二冷却器及び第二貯蔵タンクを示す側方概念図である。 本発明の空気冷却器付ディーゼル機関の第一例における第二冷却器の他の構成を示す概念図である。 本発明の空気冷却器付ディーゼル機関の第二例における第二冷却器及び第二貯蔵タンクを示す概念図である。 本発明の空気冷却器付ディーゼル機関の第三例を示す概念全体図である。

以下、本発明の実施の形態の第一例を図１〜図４を参照して説明する。

実施の形態の空気冷却器付ディーゼル機関の第一例は、船舶に使用される４ストロークの空気冷却器付ディーゼル機関である。ここで空気冷却器付ディーゼル機関は、大型、中型、小型等の特定の大きさや、２ストローク、４ストローク等の特定の種類に限定されるものではない。

空気冷却器付ディーゼル機関は、シリンダ本体部１の上部にシリンダ２を配し、更にシリンダ２の上部にシリンダヘッド３を備えている。

シリンダ２内にはピストンヘッド４を備え、ピストンヘッド４は、シリンダ２内で往復動し得るように、連接棒５を介してクランク軸６に接続されている。又、シリンダヘッド３内には、吸込空気Ａをシリンダ２内に流入させるように吸気弁７を配した吸気流路８が備えられていると共に、排気Ｂをシリンダ２内から排出するように排気弁９を配した排気流路１０が備えられている。

シリンダヘッド３の吸気流路８には、吸気を導入するように吸気管等の流路１１が備えられている。又、シリンダヘッド３の排気流路１０には、排気Ｂを排出するように排気管等の流路１２が備えられており、排気管等の流路１２には過給機１３のタービン１４を接続して過給機１３のコンプレッサ１５の駆動により外部から空気を吸気管等の流路１１へ吸い込むようにしている。

過給機１３のコンプレッサ１５により空気を取り込む流路１１には、過給機１３のコンプレッサ１５側からシリンダヘッド３の吸気流路８までの間に、吸込空気Ａを最初に冷却する第一冷却器１６と、第一冷却器１６で冷却した吸込空気Ａを更に冷却する第二冷却器１７と、第二冷却器１７で冷却した吸込空気Ａ中の水を分離するウォータセパレータ１８とが備えられている。

このうち第一冷却器１６は、空気冷却器であって、吸込空気Ａが流入する内部空間に複数の導管（図示せず）を備え、第一貯蔵タンク（図示せず）から導管に清水等の冷媒を流して吸込空気Ａを冷媒との熱交換により空気冷却するようにしている。ここで第一冷却器１６は、空気冷却器付ディーゼル機関に用いられる冷却手段ならば他の構成でも良い。

第二冷却器１７は、気化冷却装置であって、図２、図３に示す如く、第一冷却器１６で冷却された吸込空気Ａが流入する空気室２１と、空気室２１の両側に取り付けられて内部空間を形成し、かつ空気室２１の上下等の周囲に流路（図３参照）を配置するジャケット部２２とを備えており、ジャケット部２２の一側には、清水等の冷媒を噴霧するように少なくとも１つ以上のノズル等の噴霧手段２３が備えられている。又、ジャケット部２２の他側には、ジャケット部２２内から空気を抜き取って減圧するように、減圧ポンプ２４を備えた減圧ライン２５が接続されている。ここで第二冷却器１７は、図４に示す如く他の構成として、第一冷却器１６で冷却された吸込空気Ａが流入する空気室２１と、空気室２１の両側に取り付けられるジャケット部２２と、両側のジャケット部２２を連通するように空気室２１内を貫通して延在する複数の導管２２ａとを備えても良い。

噴霧手段２３には、冷却水管の冷媒供給ライン２６が接続されており、冷媒供給ライン２６には、第二貯蔵タンク２７から供給ポンプ２８を介して清水等の冷媒が供給されるように冷却水主管の主供給ライン２９が接続されている。ここで第二貯蔵タンク２７と供給ポンプ２８の間には、冷媒を海水で集中冷却するセントラルクーラ（図示せず）を介在しても良い。又、供給ポンプ２８によって加圧された冷媒は、第二冷却器１７以外のもの、例えばシリンダ２の冷却、潤滑油のクーラ、第一冷却器１６等に使用されても良い。なお、これらの構成は、本発明の実施例において何ら拘束されるものでは無く、空気冷却器付ディーゼル機関が設置されるプラントの設計に一任されるものである。

以下本発明を実施する形態の第一例の作用を説明する。

空気冷却器付ディーゼル機関で吸込空気Ａを用いる際には、過給機１３のコンプレッサ１５で吸い込んだ吸込空気Ａを第一冷却器１６へ送り、第一冷却器１６により冷却して第二冷却器１７へ送り、更に第二冷却器１７により冷却し、ウォータセパレータ１８を介してシリンダ２内へ送る。そしてシリンダ２内で圧縮・燃焼・排気の工程を行い、排気Ｂを排気流路１０及び排気管等の流路１２から過給機１３のタービン１４を介して機関外へ排出する。

この時、吸込空気Ａを第一冷却器１６によって冷却する場合には、過給機１３によって取り込まれた吸込空気Ａを第一冷却器１６の内部へ導入し、かつ冷媒を第一貯蔵タンク（図示せず）から導管（図示せず）に流し、吸込空気Ａを導管の冷媒との熱交換によって空気冷却する。

又、吸込空気Ａを第二冷却器１７によって冷却する場合には、予め減圧ポンプ２４を稼動させ、第二冷却器１７のジャケット部２２内を減圧し、ジャケット部２２内の圧力を大気圧以下にする。そして第一冷却器１６によって冷却された吸込空気Ａを第二冷却器１７の空気室２１へ導入し、かつ第二貯蔵タンク２７からの冷媒を噴霧手段２３によりジャケット部２２内へ噴霧し、冷媒の蒸発に伴う気化熱によって吸込空気Ａの熱量を奪い、吸込空気Ａを冷却する。

ここで冷媒を清水等の水にした場合、水の沸点は大気圧下では１００℃であるが、圧力が下降すると沸点温度も低くなり、噴霧された水の蒸発速度が増し、典型的な水の設定温度、例えば３６℃の水を噴霧したとしても水はジャケット部２２内で蒸発する。又、任意の温度における冷媒の飽和圧力と気化熱量は決まっているため、シリンダ２内に送る吸込空気Ａの温度の設定値に合わせて、第二冷却器１７のジャケット部２２内へ噴霧する冷媒の量とジャケット部２２内の圧力を変化させても良い。更にジャケット部２２内で気化した冷媒については、減圧ポンプ２４によって冷媒を外部へ排出しても良いし、凝縮器等（図示せず）によって冷媒を液化して第二貯蔵タンク２７へ戻すようにしても良い。

而して、このように実施の形態の第一例によれば、第二冷却器１７においてジャケット部２２内の減圧により冷媒の気化熱を利用して吸込空気Ａを冷却し、吸込空気Ａを第一冷却器１６のみならず、第二冷却器１７によって二段冷却するので、第一冷却器１６の冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気Ａを好適に冷却することができる。又、冷媒の気化熱を利用して吸込空気Ａを冷却するので、吸込空気Ａの温度を迅速かつ均一的に低温にすることができる。更に冷媒が水の場合には、シリンダ２内に送る吸込空気Ａの温度の設定値に合わせて、第二冷却器１７のジャケット部２２内へ噴霧する水の量とジャケット部２２内の圧力を変化させることが可能となるので、水等の温度の影響を抑制し、水を第一冷却器１６の冷媒に共用することができる。

又、気化熱を利用して吸込空気Ａを冷却するので、設置スぺースや海水の温度といった影響を受けることがなく、冷媒自体の温度を下げる限界を大幅に緩和することができる。更に空気冷却器付ディーゼル機関の高出力化・平均有効圧力の増加が著しい場合であっても、第一冷却器１６と第二冷却器１７による二段冷却によって吸込空気Ａを好適に冷却し、シリンダ２内の燃焼室を冷却することができる。更に気化冷却を用いて吸込空気Ａの温度を低下させて燃焼温度を下げるので、燃焼室の各部品へ生じる熱応力を低下させることができる。更に又、燃焼温度を下げることにより窒素酸化物の低減効果というメリットを得ることができる。更に吸込空気Ａの温度が低いと比重が増え、シリンダ２内に入る空気の質量も増加するので、熱効率は上昇し、燃料消費量を減少させることができる。

又、従来の先行技術文献の如くエキスパンダタービンを備える場合と異なり、一般的な空気冷却器付ディーゼル機関に第二冷却器１７を備えて構成し得るので、大きな変更を必要とすることなく、空気冷却器付ディーゼル機関に容易に適用することができる。更にエキスパンダタービンを備える場合に比べて機関全体としての効率の低下を防止することができる。又、空気冷却器付ディーゼル機関の平均有効圧力の上昇や窒素酸化物の規制強化がある場合であっても、吸込空気Ａを第一冷却器１６と第二冷却器１７によって二段冷却するので、平均有効圧力の上昇や窒素酸化物の厳しい規定に対応することができる。

実施の形態の第一例において、第二冷却器１７は、第一冷却器１６から吸込空気Ａが流れ込む空気室２１と、空気室２１に取り付けられて冷媒が供給されるジャケット部２２とを備えると、ジャケット部２２内の冷媒により空気室２１を介して吸込空気Ａを冷却するので、吸込空気Ａを一層好適に冷却することができる。

実施の形態の第一例において、第二冷却器１７は、図４に示す如く第一冷却器１６から吸込空気Ａが流れ込む空気室２１と、空気室２１の両側に取り付けられるジャケット部２２と、ジャケット部２２を連通するように空気室２１内に延在して冷媒が供給される導管２２ａを配置すると、ジャケット部２２及び導管２２ａの冷媒により空気室２１を介して吸込空気Ａを冷却するので、吸込空気Ａを一層好適に冷却することができる。又、空気室２１内に導管２２ａを巡らすので、吸込空気Ａから熱量をより迅速かつ均一に奪い、冷却速度を向上させ、かつ一層低い温度まで吸込空気Ａを冷却することができる。

実施の形態の第一例において、第二冷却器１７のジャケット部２２の内部を減圧する減圧ポンプ２４と、第二冷却器１７の内部へ冷媒を噴霧する噴霧手段２３とを備えると、ジャケット部２２内の減圧と冷媒の噴霧により気化冷却を介して吸込空気Ａを適切に冷却するので、第一冷却器１６の冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気Ａを好適に冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態の第二例を図５を参照して説明する。

実施の形態の空気冷却器付ディーゼル機関の第二例は、第一例と同様に船舶に使用される空気冷却器付ディーゼル機関であり、第一例の構成に対し、第二冷却器１７及び第二貯蔵タンク２７等の構成を変更したものである。

第二例の第二冷却器３１は、低温空気冷却器であって、図５に示す如く、第一冷却器１６で冷却された吸込空気Ａが流入する空気室３２と、空気室３２の両側に取り付けられて内部空間を形成する両側部３３と、両側の両側部３３を連通するように空気室３２内を貫通して延在する複数の導管３４とを備えている。又、空気室３２には、導管３４を上流側の導管３４ａと下流側の導管３４ｂとに分けるように分離帯３５が形成されており、両側部３３の一側には、内部空間を導入側空間３６と導出側空間３７とに区分けするように仕切板３８が備えられている。

両側部３３の一側には、冷媒の循環流路３９が配置されるように導入側空間３６に冷却水管の往路側ライン３９ａが接続されている共に、導出側空間３７には、冷媒の第二貯蔵タンク４０へ通じる冷却水管の復路側ライン３９ｂが接続されている。又、往路側ライン３９ａには供給ポンプ４１が備えられている。

第二貯蔵タンク４０には、内部から空気を抜き取って減圧するように、減圧ポンプ４２を備えた減圧ライン４３が接続されている。ここで第二貯蔵タンク４０内の冷媒が清水である場合には、清水を海水で集中冷却するセントラルクーラ（図示せず）を介在して供給するようにしても良い。

以下本発明を実施する形態の第二例の作用を説明する。

空気冷却器付ディーゼル機関で吸込空気Ａを用いる際には、第一例と同様に過給機１３（図１参照）で吸い込んだ吸込空気Ａをシリンダ２内へ取り込み、圧縮・燃焼・排気の工程を行う。

この時、吸込空気Ａを第一冷却器１６（図１参照）によって冷却する場合には、過給機１３によって取り込まれた吸込空気Ａを、第一冷却器１６の内部へ導入し、吸込空気Ａを冷媒との熱交換によって空気冷却する。

又、吸込空気Ａを第二冷却器３１によって冷却する場合には、予め減圧ポンプ４２を稼動させ、第二貯蔵タンク４０内を減圧して大気圧以下する。そして冷媒を第二貯蔵タンク４０内へ導入し、冷媒の蒸発に伴う気化冷却によって貯蔵中の冷媒を冷却する。続いて冷却した冷媒を供給ポンプ４１及び循環流路３９の往路側ライン３９ａにより両側部３３の一方の導入側空間３６へ送り、更に導入側空間３６から上流側の導管３４ａ、両側部３３の他方、下流側の導管３４ｂを介して両側部３３の一方の導出側空間３７へ送る。同時に第一冷却器１６から吸込空気Ａを空気室３２へ導入して両側部３３及び導管３４の冷媒により冷却する。その後、両側部３３の導出側空間３７から排出された冷媒を、復路側ライン３９ｂにより第二貯蔵タンク４０へ戻す。

而して、このように実施の形態の第二例によれば、第一例と同様な作用効果を得ることができる。又、第二冷却器３１において第二貯蔵タンク４０内の減圧により冷媒の気化熱を利用して冷媒を冷却し、吸込空気Ａを第一冷却器１６のみならず、第二冷却器３１によって二段冷却するので、第一冷却器１６の冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気Ａを好適に冷却することができる。又、気化熱を利用して第二貯蔵タンク４０内の冷媒を冷却するので、設置スぺースや海水の温度といった影響を受けることがなく、冷媒自体の温度を下げる限界を大幅に緩和することができる。更に空気冷却器付ディーゼル機関の高出力化・平均有効圧力の増加が著しい場合であっても、第一冷却器１６と第二冷却器３１による二段冷却によって吸込空気Ａを好適に冷却し、シリンダ２内の燃焼室を冷却することができる。

実施の形態の第二例において、第二冷却器３１は、第一冷却器１６から吸込空気Ａが流れ込む空気室３２と、空気室３２の両側に取り付けられる両側部３３と、両側部３３を連通するように空気室３２内に延在して冷媒が供給される導管３４を配置すると、両側部３３及び導管３４の冷媒により空気室３２を介して吸込空気Ａを冷却するので、吸込空気Ａを一層好適に冷却することができる。又、空気室３２内に導管３４を巡らすので、吸込空気Ａから熱量をより迅速かつ均一に奪い、冷却速度を向上させ、かつ一層低い温度まで吸込空気Ａを冷却することができる。

実施の形態の第二例において、第二貯蔵タンク４０の内部を減圧する減圧ポンプ４２と、第二貯蔵タンク４０から第二冷却器３１へ供給した冷媒を再び第二貯蔵タンク４０へ戻す循環流路３９とを備えると、第二貯蔵タンク４０部内の減圧と冷媒の循環により冷媒を容易に冷却するので、第一冷却器１６の冷媒の温度のみに依存することなく、吸込空気Ａを好適に冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態の第三例を図６を参照して説明する。

実施の形態の空気冷却器付ディーゼル機関の第三例は、第一例の４ストロークのディーゼル機関の構成を、船舶に使用されるクロスヘッド型２ストロークのディーゼル機関に変更したものである。

第三例の空気冷却器付ディーゼル機関の構成は、台板５１及び架構５２を配置して本体部５３を形成し、本体部５３の上部にはシリンダジャケット５４を配してシリンダ５５を備えている。

シリンダ５５内にはピストンヘッド５６が備えられ、ピストンヘッド５６は、シリンダ５５内で往復動し得るように、ピストンロッド５７からクロスヘッドピン５８及び連接棒５９を介してクランク軸６０に接続されている。又、ピストンロッド５７からクランク軸６０まではシリンダジャケット５４及び本体部５３内に配置されている。

シリンダ５５の下部には、シリンダジャケット５４内から吸込空気Ａが流入するように掃気ポート６１を備え、シリンダ５５の上部には排気弁６２が配置されている。排気弁６２は、排気を排気管６３より排出するように構成されており、排気管６３には過給機６４を接続して過給機６４の駆動により外部から空気をシリンダジャケット５４へ吸い込むようにしている。

過給機６４により空気を取り込む流路には、過給機６４側からシリンダジャケット５４までの間に、吸込空気Ａを給気する給気室６５と、給気室６５からの吸込空気Ａを最初に冷却する第一冷却器１６’と、第一冷却器１６’で冷却した吸込空気Ａを更に冷却する第二冷却器１７’と、第二冷却器１７’で冷却した吸込空気Ａ中の水を分離するウォータセパレータ６８と、水を分離した吸込空気Ａをシリンダジャケット５４内へ送る掃気室６９とが備えられている。

このうち第一冷却器１６’は、空気冷却器であって、給気室６５から吸込空気Ａが流入する内部空間に複数の導管７０を備え、導管７０に清水等の冷媒を流して吸込空気Ａを冷媒との熱交換により空気冷却するようにしている。ここで第一冷却器１６’は、空気冷却器付ディーゼル機関に用いられる冷却手段ならば他の構成でも良い。

第二冷却器１７’は、気化冷却装置であって、第一例の第二冷却器１７又は、第二例の第二冷却器３１と同様に構成されている。

以下本発明を実施する形態の第三例の作用を説明する。

空気冷却器付ディーゼル機関で吸込空気Ａを用いる際には、過給機６４で吸い込んだ吸込空気Ａを、給気室６５から第一冷却器１６’へ送り、第一冷却器１６’により冷却して第二冷却器１７’へ送り、更に第二冷却器１７’により冷却してウォータセパレータ６８、掃気室６９を介してシリンダジャケット５４内へ送る。そしてシリンダ５５内でピストンヘッド５６が下降し、掃気ポート６１が開いた時に空気を吸い込んでシリンダ５５内へ取り込み、圧縮・燃焼・排気の工程を行う。その後、排気を排気弁６２及び排気管６３から過給機６４を介して機関外へ排出する。

この時、吸込空気Ａを第一冷却器１６’によって冷却する際には、第一例と同様に吸込空気Ａを空気冷却し、又、吸込空気Ａを第二冷却器１７’によって冷却する際には、第一例と同様に冷媒の蒸発に伴う気化熱によって吸込空気Ａの熱量を奪い、吸込空気Ａを冷却する。

而して、このように実施の形態の第三例によれば、第一例又は第二例と同様な作用効果を得ることができる。

尚、本発明の空気冷却器付ディーゼル機関は、上述の図示例にのみ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種々変更を加え得ることは勿論である。

１３ 過給機
１６ 第一冷却器
１６’第一冷却器
１７ 第二冷却器
１７’第二冷却器
２１ 空気室
２２ ジャケット部
２２ａ 導管
２３ 噴霧手段
２４ 減圧ポンプ（ポンプ）
２７ 第二貯蔵タンク（貯蔵タンク）
３１ 第二冷却器
３２ 空気室
３４ 導管
３９ 循環流路
４０ 第二貯蔵タンク（貯蔵タンク）
４２ 減圧ポンプ
Ａ 吸込空気

Claims (6)

1. 過給機によって吸い込まれた吸込空気を冷媒との熱交換により冷却する第一冷却器と、該第一冷却器の空気出口側に位置して第一冷却器から吸込空気が流れ込む第二冷却器とを備え、
   該第二冷却器は内部を減圧して冷媒を供給し得る構成を備え、第二冷却器の内部で冷媒が蒸発する際の気化熱を利用して第一冷却器からの吸込空気を冷却し、第一冷却器と第二冷却器による二段冷却によって吸込空気を冷却するように構成されたことを特徴とする空気冷却器付ディーゼル機関。
2. 過給機によって吸い込まれた吸込空気を冷媒との熱交換により冷却する第一冷却器と、該第一冷却器の空気出口側に位置して第一冷却器から吸込空気が流れ込む第二冷却器とを備え、
   該第二冷却器の冷媒の流路には冷媒の貯蔵タンクを接続し、該貯蔵タンク内を減圧して気化冷却により冷媒の温度を下げ、貯蔵タンクの冷媒を第二冷却器へ供給して第一冷却器からの吸込空気を冷却し、第一冷却器と第二冷却器による二段冷却によって吸込空気を冷却するように構成されたことを特徴とする空気冷却器付ディーゼル機関。
3. 第二冷却器は、第一冷却器から吸込空気が流れ込む空気室と、該空気室に取り付けられて冷媒が供給されるジャケット部とを備えた請求項１又は２に記載の空気冷却器付ディーゼル機関。
4. 第二冷却器は、第一冷却器から吸込空気が流れ込む空気室と、該空気室内に延在して冷媒が供給される導管を配置した請求項１又は２に記載の空気冷却器付ディーゼル機関。
5. 第二冷却器の内部を減圧するポンプと、前記第二冷却器の内部へ冷媒を噴霧する噴霧手段とを備えた請求項１に記載の空気冷却器付ディーゼル機関。
6. 貯蔵タンクの内部を減圧するポンプと、前記貯蔵タンクから第二冷却器へ供給した冷媒を再び貯蔵タンクへ戻す循環流路とを備えた請求項２に記載の空気冷却器付ディーゼル機関。

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