JP2019090353A - Marine diesel engine - Google Patents

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

To provide a marine diesel engine which enables reduction of loss of energy of exhaust gas which becomes a power source of turbines of each supercharger.SOLUTION: A marine diesel engine which is one aspect of the invention includes: an engine body which causes a fuel to be burned to output propulsion power of a ship from an output shaft; a first supercharger having a radial turbine which receives exhaust gas discharged from the engine body to rotate; a second supercharger having an axial flow turbine which receives the exhaust gas sent from the radial turbine to rotate; and a circulation pipe disposed between the radial turbine and the axial flow turbine. The radial turbine and the axial flow turbine are disposed so as to face each other in a rotation axis direction of the radial turbine. The circulation pipe causes the exhaust gas to circulate from the radial turbine to the axial flow turbine.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、船舶に搭載される舶用ディーゼルエンジンに関するものである。   The present invention relates to a marine diesel engine mounted on a ship.

従来、船舶の分野においては、エンジン本体の出力や燃費効率を向上させる手段として
、二段式過給機等の複数の過給機を適用した舶用ディーゼルエンジンが公知である。例え
ば、特許文献1、2には、エンジン本体から排出された排ガスを動力源としてタービンと
ともに圧縮機を回転させることにより、空気等の燃焼用ガスを二段階に圧縮してエンジン
本体に送給する高圧段過給機および低圧段過給機を備えた二段過給方式のディーゼルエン
ジンが開示されている。
Conventionally, in the field of ships, a marine diesel engine to which a plurality of superchargers such as a two-stage supercharger are applied is known as a means for improving the output of the engine body and the fuel efficiency. For example, in Patent Documents 1 and 2, the combustion gas such as air is compressed in two stages and fed to the engine body by rotating the compressor together with the turbine using the exhaust gas discharged from the engine body as a power source. A two-stage turbocharged diesel engine equipped with a high pressure turbocharger and a low pressure turbocharger is disclosed.

特許文献1に記載のディーゼルエンジンは、高圧段過給機と低圧段過給機とをエンジン
本体の一側面に集約して配置した構造のものである。このディーゼルエンジンにおいて、
低圧段過給機は、高圧段過給機に比べて大型で重いことを考慮して、エンジン本体の一側
面に接近させた状態で配置されている。高圧段過給機は、エンジン本体の一側面から外側
に離間させた状態で、低圧段過給機の側方(すなわちタービンおよび圧縮機の回転軸に対
して垂直な方向)に並ぶように配置されている。
The diesel engine described in Patent Document 1 has a structure in which a high-pressure stage turbocharger and a low-pressure stage turbocharger are integrated on one side of an engine body. In this diesel engine,
The low pressure supercharger is disposed close to one side of the engine main body in consideration of being large and heavy as compared with the high pressure supercharger. The high-pressure stage turbocharger is disposed side by side with the low-pressure stage turbocharger (that is, in a direction perpendicular to the rotational axes of the turbine and the compressor) with a distance from the one side of the engine body to the outside. It is done.

特許文献2に記載のディーゼルエンジンは、高圧段過給機と低圧段過給機とをエンジン
本体の幅方向両端面に振り分けて配置した構造のものである。このディーゼルエンジンに
おいて、高圧段過給機と低圧段過給機とは、エンジン本体の幅寸法分、互いに離間した状
態で側方に並ぶように配置されている。
The diesel engine described in Patent Document 2 has a structure in which a high-pressure stage turbocharger and a low-pressure stage turbocharger are distributed to both end surfaces in the width direction of the engine body. In this diesel engine, the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger are disposed side by side in a state of being separated from each other by the width dimension of the engine body.

特許第6109040号公報Patent No. 6109040 特許第6109041号公報Patent No. 6109041

ところで、エンジン本体で発生した排ガスは、高圧段過給機および低圧段過給機を駆動
させるべく、配管を通じて高圧段過給機および低圧段過給機の各タービンに順次排出され
る。この過程において、配管を通じた排ガスの流通に伴い、排ガスの放熱および圧力損失
は増大する傾向にある。このため、タービンの動力源となる排ガスの放熱および圧力損失
(以下、これらを総称して「エネルギー損失」という)を低減するという観点から、排ガ
スの配管を短くすることが好ましい。
By the way, the exhaust gas generated in the engine body is sequentially discharged to the turbines of the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger through piping in order to drive the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger. In this process, the heat dissipation and pressure loss of the exhaust gas tend to increase with the flow of the exhaust gas through the piping. For this reason, it is preferable to shorten the piping of the exhaust gas from the viewpoint of reducing the heat radiation and pressure loss of the exhaust gas that is the motive power source of the turbine (hereinafter collectively referred to as “energy loss”).

しかしながら、特許文献1、2に記載の従来技術では、上述した高圧段過給機と低圧段
過給機との配置関係に起因して、排ガスの配管を短くすることが制約されてしまう。例え
ば、特許文献1に記載の従来技術では、高圧段過給機と低圧段過給機とが互いに側方に離
間して並ぶように配置されているので、これらのタービン同士を連結する配管を短くする
ことは困難である。特に、特許文献2に記載の従来技術では、高圧段過給機と低圧段過給
機とがエンジン本体の幅寸法分、離間して配置されているので、これらのタービン同士を
連結する配管を短くすることは極めて困難である。したがって、特許文献1、2に記載の
従来技術では、高圧段過給機および低圧段過給機に例示される各過給機のタービンの動力
源となる排ガスのエネルギー損失を低減することは困難である。
However, in the prior art described in Patent Documents 1 and 2, shortening of the exhaust gas pipe is restricted due to the above-mentioned arrangement relationship between the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger. For example, in the prior art described in Patent Document 1, since the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger are arranged side by side separately from each other, piping connecting these turbines to each other is used. It is difficult to shorten. In particular, in the prior art described in Patent Document 2, since the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger are disposed apart from each other by the width dimension of the engine body, piping for connecting these turbines It is extremely difficult to shorten. Therefore, in the prior art described in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to reduce the energy loss of the exhaust gas that becomes the power source of the turbine of each supercharger exemplified by the high pressure supercharger and the low pressure supercharger. It is.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、各過給機のタービンの動力源と
なる排ガスのエネルギー損失を低減することができる舶用ディーゼルエンジンを提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a marine diesel engine capable of reducing the energy loss of the exhaust gas that is the power source of the turbine of each turbocharger.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る舶用ディーゼルエンジン
は、燃料を燃焼させて出力軸から船舶の推進力を出力するエンジン本体と、前記エンジン
本体から排出された排ガスを受けて回転するラジアルタービンを有する第1の過給機と、
前記ラジアルタービンの回転軸方向について前記ラジアルタービンと対向するように配置
され、前記ラジアルタービンから送出された前記排ガスを受けて回転する軸流タービンを
有する第2の過給機と、前記ラジアルタービンと前記軸流タービンとの間に配置され、前
記ラジアルタービンから前記軸流タービンへ前記排ガスを流通させる流通管と、を備える
ことを特徴とする。
In order to solve the problems described above and to achieve the object, a marine diesel engine according to the present invention comprises an engine body which burns fuel and outputs propulsion power of a ship from an output shaft, and exhaust gas discharged from the engine body A first turbocharger having a radial turbine that rotates in response to
A second supercharger having an axial flow turbine disposed so as to face the radial turbine in the rotational axis direction of the radial turbine and receiving and rotating the exhaust gas delivered from the radial turbine; and the radial turbine And a flow pipe disposed between the radial flow turbine and the axial flow turbine and disposed between the radial flow turbine and the axial flow turbine.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記エンジン本
体から前記ラジアルタービンに向かって前記ラジアルタービンの径方向に前記排ガスを排
出する排気管を備えることを特徴とする。
The marine diesel engine according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, an exhaust pipe for discharging the exhaust gas in a radial direction of the radial turbine from the engine body toward the radial turbine.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記ラジアルタ
ービンの回転軸と前記軸流タービンの回転軸とは、同一軸上に位置することを特徴とする
The marine diesel engine according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the rotary shaft of the radial turbine and the rotary shaft of the axial flow turbine are located on the same axis.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記ラジアルタ
ービンの回転軸と前記軸流タービンの回転軸とは、前記エンジン本体の前記出力軸に対し
て平行であることを特徴とする。
The marine diesel engine according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the rotary shaft of the radial turbine and the rotary shaft of the axial flow turbine are parallel to the output shaft of the engine body. Do.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記第2の過給
機の圧縮機によって圧縮された燃焼用ガスを冷却する第1の冷却器と、前記第1の過給機
の圧縮機によってさらに圧縮された前記燃焼用ガスを冷却する第2の冷却器と、を備え、
前記第2の過給機は前記第1の冷却器の上方に配置され、前記第1の過給機は前記第2の
冷却器の上方に配置されることを特徴とする。
In the marine diesel engine according to the present invention, in the above-mentioned invention, a first cooler for cooling a combustion gas compressed by a compressor of the second turbocharger, and the first turbocharger. A second cooler for cooling the combustion gas further compressed by the compressor of
The second supercharger is disposed above the first cooler, and the first supercharger is disposed above the second cooler.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記エンジン本
体は、排気マニホールドを備え、前記第1の過給機および前記第2の過給機は、前記排気
マニホールドに比べて、前記エンジン本体の高さ方向の下側に配置されることを特徴とす
る。
In the marine diesel engine according to the present invention, in the above-mentioned invention, the engine body includes an exhaust manifold, and the first and second turbochargers are compared with the exhaust manifold. It is characterized in that it is disposed below the height direction of the engine body.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記流通管は、
前記回転軸方向に伸縮可能な伸縮管を備えることを特徴とする。
In the marine diesel engine according to the present invention, in the above invention, the flow pipe may be
A telescopic tube which can be expanded and contracted in the rotation axis direction is provided.

また、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンは、上記の発明において、前記第2の過給
機は、前記第1の過給機に比べて大型の過給機であることを特徴とする。
The marine diesel engine according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the second supercharger is a large-sized supercharger as compared with the first supercharger.

本発明によれば、各過給機のタービンの動力源となる排ガスのエネルギー損失を低減す
ることができるという効果を奏する。
According to the present invention, it is possible to reduce the energy loss of the exhaust gas that becomes the power source of the turbine of each turbocharger.

図1は、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of a marine diesel engine according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態における高圧段タービンおよび低圧段タービンの配置構成の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of the arrangement configuration of the high-pressure stage turbine and the low-pressure stage turbine according to the embodiment of the present invention.

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る舶用ディーゼルエンジンの好適な実施形態
について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。
また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のも
のとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸
法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構
成部分には同一符号が付されている。
Hereinafter, preferred embodiments of a marine diesel engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited by the present embodiment.
In addition, it should be noted that the drawings are schematic, and dimensional relationships among elements, ratios of elements, and the like may differ from actual ones. Even between the drawings, there may be a case where the dimensional relationships and ratios differ from one another. Further, in the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.

(舶用ディーゼルエンジンの構成)
まず、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジンの構成について説明する。図1
は、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジンの一構成例を示す模式図である。図
1に示すように、本実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10は、エンジン本体1と、
エンジン本体1に燃焼用ガスを過給する二段式過給機11と、二段式過給機11による一
段階目の圧縮後の燃焼用ガスを冷却する中間冷却器15と、二段式過給機11による二段
階目の圧縮後の燃焼用ガスを冷却する冷却器16とを備える。また、舶用ディーゼルエン
ジン10は、給気用の配管としての給気管101、102、103と、排気用の配管とし
ての排気管111、112、113、114とを備える。これらの配管のうち、排気管1
12、113は、二段式過給機11の配管である。なお、図1において、実線矢印はエン
ジン本体1からの排ガスの流通を示し、破線矢印は燃焼用ガスの流通を示す。
(Composition of marine diesel engine)
First, the configuration of a marine diesel engine according to an embodiment of the present invention will be described. Figure 1
FIG. 1 is a schematic view showing one configuration example of a marine diesel engine according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a marine diesel engine 10 according to the present embodiment includes an engine body 1,
Two-stage supercharger 11 for supercharging combustion gas to engine body 1, Intercooler 15 for cooling combustion gas after first-stage compression by two-stage supercharger 11, Two-stage type And a cooler 16 for cooling the combustion gas after the second stage compression by the turbocharger 11. In addition, the marine diesel engine 10 includes air supply pipes 101, 102, and 103 as air supply pipes, and exhaust pipes 111, 112, 113, and 114 as exhaust pipes. Of these pipes, exhaust pipe 1
Reference numerals 12 and 113 denote pipes of the two-stage supercharger 11. In FIG. 1, solid arrows indicate the flow of exhaust gas from the engine main body 1, and broken arrows indicate the flow of combustion gas.

エンジン本体1は、図示しないが、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラを駆動回
転させる推進用の機関(主機関)である。このエンジン本体1は、ユニフロー掃排気式の
クロスヘッド式ディーゼルエンジン等の2ストロークディーゼルエンジンである。具体的
には、図1に示すように、エンジン本体1は、エンジン本体1の高さ方向D11の下側(
下方)に位置する台板2と、台板2上に設けられる架構3と、架構3上に設けられるシリ
ンダジャケット4とを備える。これらの台板2と架構3とシリンダジャケット4とは、高
さ方向D11に延在する複数のタイボルト(図示せず)およびナット(図示せず)等の連
結部材により、一体に締結されて固定されている。
Although not shown, the engine body 1 is a propulsion engine (main engine) that drives and rotates a propeller for propulsion of a ship through a propeller shaft. The engine body 1 is a two-stroke diesel engine such as a uniflow swept exhaust crosshead diesel engine. Specifically, as shown in FIG. 1, the engine body 1 is located below the height direction D11 of the engine body 1 (
And a frame 3 provided on the table 2 and a cylinder jacket 4 provided on the frame 3. The base plate 2, the frame 3 and the cylinder jacket 4 are integrally fastened and fixed by a connecting member such as a plurality of tie bolts (not shown) and nuts (not shown) extending in the height direction D 11. It is done.

台板2は、クランクケースを構成する。図示しないが、台板2には、推進用プロペラを
駆動回転させるプロペラ軸およびクランクシャフト等が設けられている。クランクシャフ
トは、軸受によって回転自在に支持されている。このクランクシャフトには、クランクを
介して連接棒(図示せず)の下端部が回動自在に連結されている。
The base plate 2 constitutes a crankcase. Although not shown, the base plate 2 is provided with a propeller shaft and a crankshaft for driving and rotating the propulsion propeller. The crankshaft is rotatably supported by bearings. The lower end of a connecting rod (not shown) is rotatably connected to the crankshaft via a crank.

架構3には、上述した連接棒と、ピストン棒(図示せず)と、これらピストン棒と連接
棒とを回動自在に連結するクロスヘッド(図示せず)とが設けられている。詳細には、ピ
ストン棒の下端部および連接棒の上端部が、クロスヘッドに接続されている。クロスヘッ
ドは、架構3に固定された一対のガイド板(図示せず)の間に配置され、この一対のガイ
ド板に沿って摺動自在に支持されている。
The frame 3 is provided with the connecting rod described above, a piston rod (not shown), and a crosshead (not shown) that rotatably connects the piston rod and the connecting rod. In detail, the lower end of the piston rod and the upper end of the connecting rod are connected to the crosshead. The crosshead is disposed between a pair of guide plates (not shown) fixed to the frame 3 and is slidably supported along the pair of guide plates.

シリンダジャケット4には、図1に示すように、シリンダジャケット4の内部から上部
に延在するようにシリンダライナ5が設けられおり、このシリンダライナ5の上端部には
シリンダカバー6が設けられている。これらのシリンダライナ5およびシリンダカバー6
等によって、エンジン本体1のシリンダが形成される。本実施形態において、エンジン本
体1には、複数(図1では6つ)のシリンダが形成されている。これら複数のシリンダの
各々には、燃料噴射ポンプ(図示せず)から燃料が供給される。一方、シリンダの内部空
間には、ピストン(図示せず)がシリンダ内壁に沿って往復動自在に設けられている。こ
のピストンの下端部には、上述したピストン棒の上端部が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a cylinder liner 5 is provided in the cylinder jacket 4 so as to extend from the inside to the top of the cylinder jacket 4, and a cylinder cover 6 is provided on the upper end portion of the cylinder liner 5. There is. These cylinder liners 5 and cylinder covers 6
Thus, the cylinder of the engine body 1 is formed. In the present embodiment, a plurality of (six in FIG. 1) cylinders are formed in the engine body 1. Fuel is supplied to each of the plurality of cylinders from a fuel injection pump (not shown). On the other hand, in the internal space of the cylinder, a piston (not shown) is provided reciprocably along the inner wall of the cylinder. The upper end of the above-described piston rod is attached to the lower end of the piston.

また、エンジン本体1は、掃気トランク7および排気マニホールド8を備える。掃気ト
ランク7は、図1に示すように、シリンダジャケット4に設けられ、エンジン本体1の掃
気ポート(図示せず)を介して各シリンダ内の燃焼室と連通している。掃気トランク7は
、圧縮空気等の燃焼用ガスを受け入れ、受け入れた燃焼用ガスを各シリンダ内の燃焼室へ
送り込む。排気マニホールド8は、図1に示すように、シリンダジャケット4の上方(例
えばシリンダカバー6の近傍)に設けられ、エンジン本体1の排気ポート(図示せず)を
介して各シリンダ内の燃焼室と連通している。排気マニホールド8は、燃料の燃焼によっ
て発生した排ガスを各シリンダ内の燃焼室から受け入れて一時貯留し、これにより、この
排ガスの動圧を静圧に変える。
Further, the engine body 1 is provided with a scavenging air trunk 7 and an exhaust manifold 8. As shown in FIG. 1, the scavenging air trunk 7 is provided on the cylinder jacket 4 and is in communication with the combustion chamber in each cylinder via a scavenging port (not shown) of the engine body 1. The scavenging air trunk 7 receives a combustion gas such as compressed air, and sends the received combustion gas into the combustion chamber in each cylinder. As shown in FIG. 1, the exhaust manifold 8 is provided above the cylinder jacket 4 (for example, in the vicinity of the cylinder cover 6), and with the combustion chamber in each cylinder via an exhaust port (not shown) of the engine body 1. It is in communication. The exhaust manifold 8 receives the exhaust gas generated by the combustion of the fuel from the combustion chamber in each cylinder and temporarily stores it, thereby converting the dynamic pressure of the exhaust gas into a static pressure.

上述したような構成を有するエンジン本体1は、各シリンダ内の燃焼室において、掃気
トランク7から送り込まれた燃焼用ガスとともに燃料を燃焼させることにより、ピストン
を往復運動させる。エンジン本体1は、この往復運動をプロペラ軸またはクランクシャフ
ト等の出力軸の回転運動に変換することにより、この出力軸から船舶の推進力を出力する
。この際、エンジン本体1は、各シリンダ内の吸排気の流れを下方から上方への一方向と
して、排気の残留を無くすようにしている。具体的には、掃気トランク7から各シリンダ
内の燃焼室へ燃焼用ガスが給気され、燃焼後の排ガスが各シリンダ内の燃焼室から排気マ
ニホールド8へ排出される。
The engine body 1 having the configuration as described above reciprocates the piston by burning the fuel together with the combustion gas fed from the scavenging trunk 7 in the combustion chamber in each cylinder. The engine body 1 outputs the propulsion of the ship from the output shaft by converting this reciprocating motion into rotational motion of an output shaft such as a propeller shaft or a crankshaft. At this time, the engine body 1 makes the flow of the intake and exhaust in each cylinder one direction from the lower side to the upper side so as to eliminate the remaining of the exhaust. Specifically, the combustion gas is supplied from the scavenging air trunk 7 to the combustion chamber in each cylinder, and the exhaust gas after combustion is discharged from the combustion chamber in each cylinder to the exhaust manifold 8.

なお、本実施形態において、エンジン本体1の高さ方向D11は、上下方向であり、例
えば、ピストンの往復動の方向に対して平行である。エンジン本体1の幅方向D12は、
図1に示す出力軸方向D2に対して平行である。出力軸方向D2は、エンジン本体1の出
力軸の長手方向である。これらの高さ方向D11および幅方向D12は、互いに垂直な方
向である。また、本実施形態において、排ガスとは、エンジン本体1から配管等を通じて
外部に排出されるガスである。
In the present embodiment, the height direction D11 of the engine body 1 is the vertical direction, for example, parallel to the direction of the reciprocation of the piston. The width direction D12 of the engine body 1 is
It is parallel to the output shaft direction D2 shown in FIG. The output shaft direction D2 is the longitudinal direction of the output shaft of the engine body 1. The height direction D11 and the width direction D12 are perpendicular to each other. Further, in the present embodiment, the exhaust gas is a gas discharged to the outside from the engine body 1 through piping and the like.

二段式過給機11は、エンジン本体1からの排ガスを利用して、空気等の燃焼用ガスを
段階的に圧縮してエンジン本体1に送給し得る多段式過給機の一例である。本実施形態に
おいて、図1に示すように、二段式過給機11は、高圧段過給機12と、低圧段過給機1
3と、サイレンサ14と、排気管112、113とを備える。
The two-stage type supercharger 11 is an example of a multi-stage type supercharger capable of compressing combustion gas such as air stepwise and using the exhaust gas from the engine body 1 to the engine body 1 . In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the two-stage supercharger 11 includes a high pressure supercharger 12 and a low pressure supercharger 1.
3, a silencer 14, and exhaust pipes 112 and 113.

高圧段過給機12は、エンジン本体1から排出された排ガスを利用して燃焼用ガスの過
給を行う第1の過給機(ターボチャージャ)である。具体的には、図1に示すように、高
圧段過給機12は、高圧段タービン12aと、高圧段圧縮機12bとを備える。また、図
1には図示しないが、高圧段過給機12は、高圧段タービン12aと高圧段圧縮機12b
とを連結する回転軸(後述の図2に示す回転軸12c)を備える。高圧段タービン12a
および高圧段圧縮機12bは、この回転軸を中心軸として一体に回転し得るように構成さ
れている。
The high pressure stage turbocharger 12 is a first turbocharger (supercharger) that performs supercharging of the combustion gas using the exhaust gas discharged from the engine body 1. Specifically, as shown in FIG. 1, the high pressure supercharger 12 includes a high pressure turbine 12 a and a high pressure compressor 12 b. Further, although not shown in FIG. 1, the high-pressure stage turbocharger 12 includes a high-pressure stage turbine 12 a and a high-pressure stage compressor 12 b.
And a rotary shaft (a rotary shaft 12c shown in FIG. 2 described later) that connects the two. High pressure turbine 12a
The high-pressure stage compressor 12b is configured to be able to rotate integrally with the rotary shaft as a central axis.

高圧段タービン12aは、エンジン本体1から排出された排ガスを受けて回転するラジ
アルタービンであり、ケーシングに収容された状態でエンジン本体1に設けられる。本実
施形態において、図1に示すように、高圧段タービン12aのケーシングのガス入側には
、排気管111が接続されている。高圧段タービン12aは、エンジン本体1からの排ガ
スを、排気管111を通じて高圧段タービン12aの径方向(以下、タービン径方向と適
宜略記する)に受け、この排ガスのエネルギーを動力源として回転し得るように構成され
ている。また、図1に示すように、高圧段タービン12aのケーシングのガス出側には、
排気管112、113が高圧段タービン12aの回転軸方向D1に直列に接続されている
。高圧段タービン12aは、上述したようにタービン径方向に受けた排ガスを、回転軸方
向D1に送出して排気管112、113内に流通させるように構成されている。
The high pressure stage turbine 12 a is a radial turbine that rotates by receiving the exhaust gas discharged from the engine body 1, and is provided to the engine body 1 in a state of being accommodated in a casing. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an exhaust pipe 111 is connected to the gas inlet side of the casing of the high-pressure stage turbine 12 a. High-pressure stage turbine 12a can receive exhaust gas from engine body 1 in the radial direction of high-pressure stage turbine 12a (hereinafter simply referred to as turbine radial direction) through exhaust pipe 111, and can rotate the energy of this exhaust gas as a power source Is configured as. Also, as shown in FIG. 1, on the gas outlet side of the casing of the high-pressure turbine 12a,
The exhaust pipes 112 and 113 are connected in series in the rotational axis direction D1 of the high pressure stage turbine 12a. As described above, the high pressure turbine 12a is configured to deliver the exhaust gas received in the radial direction of the turbine in the rotational axis direction D1 to flow in the exhaust pipes 112 and 113.

なお、回転軸方向D1は、高圧段タービン12aの回転軸の長手方向である。タービン
径方向は、高圧段タービン12aを構成するラジアルタービンの径方向(具体的にはター
ビンディスクの径方向)である。これらの回転軸方向D1およびタービン径方向は、互い
に垂直な方向である。
The rotation axis direction D1 is the longitudinal direction of the rotation axis of the high-pressure stage turbine 12a. The turbine radial direction is the radial direction of the radial turbine constituting the high-pressure stage turbine 12a (specifically, the radial direction of the turbine disk). The rotational axis direction D1 and the turbine radial direction are perpendicular to each other.

高圧段圧縮機12bは、二段式過給機11における燃焼用ガスの二段階目の圧縮を行う
圧縮機である。高圧段圧縮機12bは、高圧段タービン12aと回転軸を介して一体に連
結された羽根車等によって構成され、高圧段タービン12aと一体に回転し得るようにケ
ーシングに収容された状態でエンジン本体1に設けられる。具体的には、図1に示すよう
に、高圧段圧縮機12bは、上述した高圧段タービン12aに対して低圧段過給機13と
は反対側に配置される。高圧段圧縮機12bのケーシングのガス入側には、中間冷却器1
5に通じる給気管102が接続されている。また、高圧段圧縮機12bのケーシングのガ
ス出側には、冷却器16に通じる給気管103が接続されている。
The high pressure stage compressor 12 b is a compressor that performs the second stage compression of the combustion gas in the two-stage supercharger 11. The high-pressure stage compressor 12b is constituted by an impeller or the like integrally connected with the high-pressure stage turbine 12a via a rotational shaft, and is an engine body in a state housed in a casing so as to be able to rotate integrally with the high-pressure stage turbine 12a. It is provided in 1. Specifically, as shown in FIG. 1, the high pressure stage compressor 12 b is disposed on the opposite side of the low pressure stage turbocharger 13 to the high pressure stage turbine 12 a described above. On the gas inlet side of the casing of the high-pressure stage compressor 12b, an intercooler 1 is provided.
The air supply pipe 102 leading to 5 is connected. Further, an air supply pipe 103 communicating with the cooler 16 is connected to the gas outlet side of the casing of the high-pressure stage compressor 12b.

低圧段過給機13は、高圧段過給機12から送出された排ガスを利用して燃焼用ガスの
過給を行う第2の過給機(ターボチャージャ)である。具体的には、図1に示すように、
低圧段過給機13は、低圧段タービン13aと、低圧段圧縮機13bとを備える。また、
図1には図示しないが、低圧段過給機13は、低圧段タービン13aと低圧段圧縮機13
bとを連結する回転軸(後述の図2に示す回転軸13c)を備える。低圧段タービン13
aおよび低圧段圧縮機13bは、この回転軸を中心軸として一体に回転し得るように構成
されている。
The low pressure supercharger 13 is a second supercharger (turbocharger) that performs supercharging of the combustion gas using the exhaust gas delivered from the high pressure supercharger 12. Specifically, as shown in FIG.
The low pressure supercharger 13 includes a low pressure turbine 13a and a low pressure compressor 13b. Also,
Although not shown in FIG. 1, the low pressure supercharger 13 includes a low pressure turbine 13 a and a low pressure compressor 13.
A rotating shaft (a rotating shaft 13c shown in FIG. 2 described later) that connects b and b is provided. Low pressure turbine 13
The low pressure compressor 13a is configured to be able to rotate integrally with the rotary shaft as a central axis.

低圧段タービン13aは、高圧段タービン12a(ラジアルタービン)から送出された
排ガスを受けて回転する軸流タービンであり、ケーシングに収容された状態でエンジン本
体1に設けられる。具体的には、図1に示すように、低圧段タービン13aは、高圧段タ
ービン12aの回転軸方向D1について高圧段タービン12aと対向するように配置され
る。すなわち、低圧段タービン13aの回転軸方向(回転軸の長手方向)は、高圧段ター
ビン12aの回転軸方向D1と同じである。低圧段タービン13aのケーシングのガス入
側には、高圧段タービン12aに通じる排気管112、113が接続されている。低圧段
タービン13aは、高圧段タービン12aから送出された排ガスを、排気管112、11
3を通じて回転軸方向D1に受け、この排ガスのエネルギーを動力源として回転し得るよ
うに構成されている。また、図1に示すように、低圧段タービン13aのケーシングのガ
ス出側には、外部へ排ガスを排出する煙突等(図示せず)に通じる排気管114が接続さ
れている。低圧段タービン13aは、上述したように回転軸方向D1に受けた排ガスを排
気管114内に流通させるように構成されている。
The low pressure stage turbine 13a is an axial flow turbine that receives and rotates the exhaust gas delivered from the high pressure stage turbine 12a (radial turbine), and is provided to the engine body 1 in a state of being accommodated in a casing. Specifically, as shown in FIG. 1, the low pressure turbine 13a is disposed to face the high pressure turbine 12a in the rotational axis direction D1 of the high pressure turbine 12a. That is, the rotational axis direction (longitudinal direction of the rotational axis) of the low pressure stage turbine 13a is the same as the rotational axis direction D1 of the high pressure stage turbine 12a. Exhaust pipes 112 and 113 communicating with the high pressure stage turbine 12a are connected to the gas inlet side of the low pressure stage turbine 13a. The low-pressure stage turbine 13 a discharges the exhaust gas delivered from the high-pressure stage turbine 12 a into the exhaust pipes 112 and 11.
It is configured to be able to receive in the rotational axis direction D1 through 3 and to rotate the energy of this exhaust gas as a power source. Further, as shown in FIG. 1, an exhaust pipe 114 communicating with a chimney or the like (not shown) for exhausting the exhaust gas to the outside is connected to the gas outlet side of the casing of the low pressure stage turbine 13a. The low pressure stage turbine 13a is configured to cause the exhaust gas received in the rotational axis direction D1 to flow in the exhaust pipe 114 as described above.

低圧段圧縮機13bは、二段式過給機11における燃焼用ガスの一段階目の圧縮を行う
圧縮機である。低圧段圧縮機13bは、低圧段タービン13aと回転軸を介して一体に連
結された羽根車等によって構成され、低圧段タービン13aと一体に回転し得るようにケ
ーシングに収容された状態でエンジン本体1に設けられる。具体的には、図1に示すよう
に、低圧段圧縮機13bは、上述した低圧段タービン13aに対して高圧段過給機12と
は反対側に配置される。低圧段圧縮機13bのケーシングのガス入側には、サイレンサ1
4が設けられている。サイレンサ14は、外部から空気(新気)を吸入する際の騒音を軽
減するものである。このサイレンサ14の吸入口には、異物の吸い込みを防止するための
フィルタ(図示せず)が設けられている。一方、低圧段圧縮機13bのケーシングのガス
出側には、中間冷却器15に通じる給気管101が接続されている。
The low pressure stage compressor 13 b is a compressor that performs the first stage compression of the combustion gas in the two-stage supercharger 11. The low-pressure stage compressor 13b is constituted by an impeller or the like integrally connected with the low-pressure stage turbine 13a via a rotation shaft, and is an engine body in a state housed in the casing so as to be able to rotate integrally with the low-pressure stage turbine 13a. It is provided in 1. Specifically, as shown in FIG. 1, the low pressure stage compressor 13b is disposed on the opposite side of the high pressure stage turbocharger 12 to the low pressure stage turbine 13a described above. On the gas inlet side of the low-pressure stage compressor 13b, a silencer 1 is provided.
4 is provided. The silencer 14 is for reducing noise when inhaling air (fresh air) from the outside. The suction port of the silencer 14 is provided with a filter (not shown) for preventing suction of foreign matter. On the other hand, an air supply pipe 101 communicating with the intercooler 15 is connected to the gas outlet side of the casing of the low-pressure stage compressor 13b.

排気管111は、エンジン本体1から高圧段タービン12aに向かってタービン径方向
に排ガスを排出する配管である。本実施形態において、図1に示すように、排気管111
は、一端が排気マニホールド8に連結され且つ他端が高圧段タービン12aのケーシング
のガス入口部に連結されており、排気マニホールド8と高圧段タービン12aのケーシン
グ内とをタービン径方向に連通する。このような排気管111は、エンジン本体1におい
て発生した排ガスを、排気マニホールド8から高圧段タービン12aに向かってタービン
径方向に排出する。
The exhaust pipe 111 is a pipe that discharges the exhaust gas in the radial direction of the turbine from the engine body 1 toward the high pressure turbine 12a. In the present embodiment, as shown in FIG.
The one end is connected to the exhaust manifold 8 and the other end is connected to the gas inlet of the casing of the high-pressure stage turbine 12a, and the exhaust manifold 8 and the inside of the casing of the high-pressure stage turbine 12a are communicated in the radial direction of the turbine. Such an exhaust pipe 111 exhausts the exhaust gas generated in the engine body 1 from the exhaust manifold 8 toward the high pressure turbine 12 a in the radial direction of the turbine.

排気管112、113は、高圧段タービン12aと低圧段タービン13aとの間に配置
されて高圧段タービン12aから低圧段タービン13aへ排ガスを流通させる流通管を構
成する配管である。具体的には、図1に示すように、排気管112、113は、高圧段タ
ービン12aのガス出側から低圧段タービン13aのガス入側までの領域に亘って回転軸
方向D1に直列に接続されている。このような排気管112、113は、互いに回転軸方
向D1に対向する高圧段タービン12aおよび低圧段タービン13aの各ケーシングの内
部空間同士を回転軸方向D1に連通して、高圧段タービン12aから送出された排ガスを
低圧段タービン13aに向かって回転軸方向D1に流通させることを可能にする。
The exhaust pipes 112 and 113 are pipes which are disposed between the high pressure turbine 12a and the low pressure turbine 13a, and constitute a flow pipe for circulating the exhaust gas from the high pressure turbine 12a to the low pressure turbine 13a. Specifically, as shown in FIG. 1, the exhaust pipes 112 and 113 are connected in series in the rotational axis direction D1 over the region from the gas outlet side of the high pressure turbine 12a to the gas inlet of the low pressure turbine 13a. It is done. Such exhaust pipes 112 and 113 communicate the internal spaces of the casings of the high-pressure stage turbine 12a and the low-pressure stage turbine 13a facing each other in the rotational axis direction D1 with each other in the rotational axis direction D1, and are delivered from the high-pressure stage turbine 12a The exhaust gas can be circulated in the rotational axis direction D1 toward the low pressure stage turbine 13a.

中間冷却器15は、二段式過給機11による一段階目の圧縮後の燃焼用ガスを冷却する
ための冷却器である。具体的には、図1に示すように、中間冷却器15は、給気管101
を通じて低圧段圧縮機13bのケーシング内と連通し且つ給気管102等を介して高圧段
圧縮機12bのケーシング内と連通するように構成されており、エンジン本体1に設けら
れる。中間冷却器15は、低圧段圧縮機13bから給気管101を通じて流入して給気管
102から高圧段圧縮機12b側へ流通する燃焼用ガス、すなわち、低圧段圧縮機13b
によって圧縮された高温の燃焼用ガスを、例えば冷却水との熱交換等によって冷却する。
The intercooler 15 is a cooler for cooling the combustion gas after the first stage compression by the two-stage supercharger 11. Specifically, as shown in FIG.
The low pressure stage compressor 13 b is in communication with the inside of the low pressure stage compressor 13 b, and is in communication with the inside of the high pressure stage compressor 12 b through the air supply pipe 102 and the like. The intercooler 15 is a combustion gas flowing from the low pressure stage compressor 13b through the air supply pipe 101 and flowing from the air supply pipe 102 to the high pressure stage compressor 12b side, that is, the low pressure stage compressor 13b
To cool the high temperature combustion gas compressed by, for example, heat exchange with cooling water or the like.

冷却器16は、二段式過給機11による二段階目の圧縮後の燃焼用ガスを冷却するため
のものである。具体的には、図1に示すように、冷却器16は、給気管103を通じて高
圧段圧縮機12bのケーシング内と連通し且つ内部空間等(図示せず)を介してエンジン
本体1の掃気トランク7と連通するように構成されており、エンジン本体1に設けられる
。冷却器16は、高圧段圧縮機12bから給気管103を通じて流入して掃気トランク7
側へ流通する燃焼用ガス、すなわち、高圧段圧縮機12bによってさらに圧縮された高温
の燃焼用ガスを、例えば冷却水との熱交換等によって冷却する。
The cooler 16 is for cooling the combustion gas after the second stage compression by the two-stage supercharger 11. Specifically, as shown in FIG. 1, the cooler 16 communicates with the inside of the casing of the high-pressure stage compressor 12b through the air supply pipe 103, and the scavenging trunk of the engine body 1 through an internal space or the like (not shown). It is configured to be in communication with 7, and provided in the engine main body 1. The cooler 16 flows from the high pressure stage compressor 12 b through the air supply pipe 103 and is used as the scavenging air trunk 7.
The combustion gas flowing to the side, that is, the high-temperature combustion gas further compressed by the high-pressure stage compressor 12b is cooled, for example, by heat exchange with cooling water.

ここで、本実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10において、二段式過給機11を
構成する高圧段過給機12および低圧段過給機13の各回転軸は、互いに平行であっても
よいが、同一軸上に位置することが好ましい。さらには、図1に示す回転軸方向D1につ
いて、高圧段過給機12、低圧段過給機13、サイレンサ14および排気管112、11
3の各中心軸は同一軸上に位置することが好ましい。また、本実施形態において、高圧段
過給機12および低圧段過給機13の回転軸方向D1は、エンジン本体1の出力軸方向D
2(幅方向D12)に対して平行である。すなわち、高圧段タービン12aの回転軸と低
圧段タービン13aの回転軸とは、エンジン本体1の出力軸に対して平行である。さらに
、二段式過給機11は、エンジン本体1の高さ方向D11について排気マニホールド8と
中間冷却器15および冷却器16との間に配置されている。具体的には、図1に示すよう
に、高圧段過給機12および低圧段過給機13は、排気マニホールド8に比べて高さ方向
D11の下側に配置されている。且つ、高圧段圧縮機12bは冷却器16の上方に配置さ
れ、低圧段圧縮機13bは中間冷却器15の上方に配置されている。
Here, in the marine diesel engine 10 according to the present embodiment, the rotational shafts of the high pressure supercharger 12 and the low pressure supercharger 13 that constitute the two-stage supercharger 11 may be parallel to each other. Are preferably located on the same axis. Furthermore, the high-pressure stage turbocharger 12, the low-pressure stage turbocharger 13, the silencer 14 and the exhaust pipes 112, 11 with respect to the rotational axis direction D1 shown in FIG.
Each central axis of 3 is preferably located on the same axis. Further, in the present embodiment, the rotational axis direction D1 of the high-pressure stage turbocharger 12 and the low-pressure stage turbocharger 13 is the output axis direction D of the engine body 1.
2 (parallel to the width direction D12). That is, the rotating shaft of the high pressure stage turbine 12 a and the rotating shaft of the low pressure stage turbine 13 a are parallel to the output shaft of the engine body 1. Furthermore, the two-stage supercharger 11 is disposed between the exhaust manifold 8 and the intercooler 15 and the cooler 16 in the height direction D11 of the engine body 1. Specifically, as shown in FIG. 1, the high-pressure stage turbocharger 12 and the low-pressure stage turbocharger 13 are disposed below the height direction D11 relative to the exhaust manifold 8. The high-pressure stage compressor 12 b is disposed above the cooler 16, and the low-pressure stage compressor 13 b is disposed above the intercooler 15.

舶用ディーゼルエンジン10における二段式過給機11の配置構成は、上述したもの(
図1参照)に限定されないが、二段式過給機11の動力源である排ガスの配管長さを短く
して当該排ガスのエネルギーロスを低減するという観点や舶用ディーゼルエンジン10を
小型化するという観点から、上述したものであることが好ましい。
The arrangement configuration of the two-stage turbocharger 11 in the marine diesel engine 10 is the one described above (
Although it is not limited to FIG. 1, the viewpoint of reducing the energy loss of the exhaust gas by shortening the pipe length of the exhaust gas which is a power source of the two-stage turbocharger 11, and miniaturizing the marine diesel engine 10 From the viewpoint, it is preferable to be as described above.

また、二段式過給機11による燃焼用ガスの過給効率を向上させるという観点から、低
圧段過給機13は、高圧段過給機12に比べて大型の過給機であることが好ましい。すな
わち、低圧段タービン13aは高圧段タービン12aに比べて大型のタービンであり、低
圧段圧縮機13bは高圧段圧縮機12bに比べて大型の圧縮機であることが好ましい。
Further, from the viewpoint of improving the supercharging efficiency of the combustion gas by the two-stage supercharger 11, the low-pressure supercharger 13 is a large-sized supercharger compared to the high-pressure supercharger 12. preferable. That is, it is preferable that the low pressure turbine 13a is a large turbine compared to the high pressure turbine 12a, and the low pressure compressor 13b is a large compressor compared to the high pressure compressor 12b.

(燃焼用ガスの過給動作)
つぎに、図1を参照しつつ、本実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10におけるエ
ンジン本体1への燃焼用ガスの過給動作について説明する。舶用ディーゼルエンジン10
において、二段式過給機11は、エンジン本体1から排出される排ガスを動力源として稼
働することにより、空気等の燃焼用ガスをエンジン本体1に対して過給する。
(Supercharge operation of combustion gas)
Next, with reference to FIG. 1, the supercharging operation of the combustion gas to the engine body 1 in the marine diesel engine 10 according to the present embodiment will be described. Marine diesel engine 10
The two-stage supercharger 11 supercharges the combustion gas such as air to the engine body 1 by operating with the exhaust gas discharged from the engine body 1 as a power source.

具体的には、図1に示すように、エンジン本体1の各シリンダ内の燃焼室で発生した排
ガスは、排気マニホールド8に一時貯留された後、排気マニホールド8から排気管111
を通じて高圧段タービン12aに供給される。高圧段タービン12aは、排気管111か
らの排ガスをタービン径方向に受けて回転しながら、この回転に使用した排ガスを回転軸
方向D1に送出する。高圧段タービン12aから送出された排ガスは、排気管112、1
13を通じて低圧段タービン13aに供給される。低圧段タービン13aは、排気管11
2、113からの排ガスを回転軸方向D1に受けて回転する。この回転に使用された排ガ
スは、低圧段タービン13aから排気管114へ送出され、その後、排気管114等を通
じて煙突(図示せず)から外部へ排出される。
Specifically, as shown in FIG. 1, the exhaust gas generated in the combustion chamber in each cylinder of the engine main body 1 is temporarily stored in the exhaust manifold 8, and then the exhaust pipe 111 to the exhaust pipe 111.
Through the high pressure turbine 12a. The high pressure stage turbine 12a receives the exhaust gas from the exhaust pipe 111 in the radial direction of the turbine and rotates it, and delivers the exhaust gas used for this rotation in the rotational axis direction D1. The exhaust gas delivered from the high pressure stage turbine 12a is exhausted from the exhaust pipe 112, 1
The low pressure turbine 13a is supplied to the low pressure turbine 13a. The low pressure turbine 13 a has an exhaust pipe 11.
The exhaust gases from 2 and 113 are received in the rotational axis direction D1 and rotated. The exhaust gas used for this rotation is delivered from the low pressure stage turbine 13a to the exhaust pipe 114, and then exhausted from the chimney (not shown) to the outside through the exhaust pipe 114 or the like.

高圧段タービン12aからの排ガスを動力源とした低圧段タービン13aの回転は、回
転軸を介して低圧段圧縮機13bに伝達される。これにより、低圧段圧縮機13bは、こ
の低圧段タービン13aの回転に伴って回転する。このように回転した状態の低圧段圧縮
機13bは、サイレンサ14の吸入口(フィルタが設けられた吸入口)等を通じて外部か
ら空気(新気)を燃焼用ガスとして吸入し、この吸入した燃焼用ガスを圧縮する(一段階
目の圧縮)。低圧段圧縮機13bは、この圧縮作用によって昇圧した燃焼用ガスを、給気
管101を通じて中間冷却器15へ圧送する。低圧段圧縮機13bによる圧縮後の燃焼用
ガスは、給気管101を通じて中間冷却器15内に流入し、中間冷却器15によって冷却
された後、中間冷却器15から給気管102等を通じて高圧段圧縮機12bに供給される
The rotation of the low pressure stage turbine 13a using the exhaust gas from the high pressure stage turbine 12a as a power source is transmitted to the low pressure stage compressor 13b via the rotary shaft. As a result, the low pressure compressor 13b rotates with the rotation of the low pressure turbine 13a. The low-pressure stage compressor 13b in such a rotated state sucks air (new air) from the outside as a combustion gas through the suction port (suction port provided with a filter) of the silencer 14 or the like, and the suctioned combustion port Compress the gas (first stage compression). The low-pressure stage compressor 13 b pressure-feeds the combustion gas pressurized by the compression action to the intercooler 15 through the air supply pipe 101. The combustion gas compressed by the low pressure stage compressor 13b flows into the intercooler 15 through the air supply pipe 101, is cooled by the intercooler 15, and then the high pressure stage compression from the intercooler 15 through the air supply pipe 102 and the like. Supplied to the machine 12b.

一方、エンジン本体1からの排ガスを動力源とした高圧段タービン12aの回転は、回
転軸を介して高圧段圧縮機12bに伝達される。これにより、高圧段圧縮機12bは、こ
の高圧段タービン12aの回転に伴って回転する。このように回転した状態の高圧段圧縮
機12bは、給気管102を通じて供給された燃焼用ガス、すなわち、上述した低圧段圧
縮機13bによる圧縮後の燃焼用ガスをさらに圧縮する(二段階目の圧縮)。高圧段圧縮
機12bは、この圧縮作用によってさらに昇圧した燃焼用ガスを、給気管103を通じて
冷却器16へ圧送する。高圧段圧縮機12bによる圧縮後の燃焼用ガスは、給気管103
を通じて冷却器16内に流入し、冷却器16によって冷却された後、冷却器16から内部
空間等を通じてエンジン本体1の掃気トランク7に供給される。
On the other hand, the rotation of the high-pressure stage turbine 12a using the exhaust gas from the engine body 1 as a motive power is transmitted to the high-pressure stage compressor 12b via the rotation shaft. Thus, the high pressure stage compressor 12b rotates with the rotation of the high pressure stage turbine 12a. The high-pressure stage compressor 12b in the rotated state further compresses the combustion gas supplied through the air supply pipe 102, that is, the combustion gas after being compressed by the low-pressure stage compressor 13b described above (second stage compression). The high-pressure stage compressor 12 b pressure-feeds the combustion gas further boosted by the compression action to the cooler 16 through the air supply pipe 103. The combustion gas after compression by the high-pressure stage compressor 12 b is supplied to the air supply pipe 103.
After being cooled by the cooler 16, the air is supplied from the cooler 16 to the scavenging trunk 7 of the engine body 1 through the internal space and the like.

このようにして、エンジン本体1には、必要量の燃焼用ガスが過給される。過給された
燃焼用ガスは、掃気トランク7からエンジン本体1の各シリンダ内の燃焼室へ供給(掃気
)され、燃料とともに燃焼される。
In this way, the necessary amount of combustion gas is supercharged to the engine body 1. The supercharged combustion gas is supplied (scavenged) from the scavenging air trunk 7 to the combustion chamber in each cylinder of the engine body 1 and burned together with the fuel.

(タービンの配置構成)
つぎに、本実施形態における高圧段タービン12aおよび低圧段タービン13aの配置
構成について詳細に説明する。図2は、本発明の実施形態における高圧段タービンおよび
低圧段タービンの配置構成の一例を示す模式図である。なお、図2において、実線矢印は
、タービン回転の動力源である排ガスの流通を示す。
(Configuration of turbine)
Next, the arrangement configuration of the high-pressure stage turbine 12a and the low-pressure stage turbine 13a in the present embodiment will be described in detail. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the arrangement configuration of the high-pressure stage turbine and the low-pressure stage turbine according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, solid arrows indicate the flow of exhaust gas that is a power source of turbine rotation.

図2に示すように、高圧段タービン12aは、排ガスをタービン径方向に受けて回転す
るラジアルタービンであり、ケーシング12dに収容されている。ケーシング12dのガ
ス入口部には、排気管111が接続されている。ケーシング12dの内部には、ガス入口
部側から高圧段タービン12aを経由してガス出口部側に通じる流通路が形成されている
。高圧段タービン12aは、排気管111およびケーシング12d内の流通路を通じてタ
ービン径方向の両側から、排ガスを受ける。高圧段タービン12aは、タービン径方向か
らの排ガスの圧力により、回転軸12cを回転中心にして回転しながら、この回転に使用
された排ガスを回転軸方向D1に順次送出する。図2には特に図示しないが、高圧段ター
ビン12aは、回転軸12cを介して高圧段圧縮機12b(図1参照)と一体に連結され
ている。
As shown in FIG. 2, the high-pressure stage turbine 12 a is a radial turbine that receives and rotates exhaust gas in the radial direction of the turbine, and is accommodated in a casing 12 d. An exhaust pipe 111 is connected to a gas inlet portion of the casing 12 d. A flow passage is formed in the casing 12d from the gas inlet side through the high pressure turbine 12a to the gas outlet side. High-pressure stage turbine 12a receives exhaust gas from both sides in the radial direction of the turbine through flow passages in exhaust pipe 111 and casing 12d. The high-pressure stage turbine 12a sequentially delivers the exhaust gas used for the rotation in the rotational axis direction D1 while rotating about the rotation shaft 12c as a rotation center by the pressure of the exhaust gas from the radial direction of the turbine. Although not particularly shown in FIG. 2, the high pressure stage turbine 12 a is integrally connected to the high pressure stage compressor 12 b (see FIG. 1) via a rotating shaft 12 c.

また、図2に示すように、低圧段タービン13aは、排ガスを回転軸方向D1に受けて
回転する軸流タービンであり、ケーシング(図示せず)に収容されている。低圧段タービ
ン13aは、高圧段タービン12aから回転軸方向D1に送出された排ガスを受け、この
排ガスの圧力により、回転軸13cを回転中心にして回転する。図2には特に図示しない
が、低圧段タービン13aは、回転軸13cを介して低圧段圧縮機13b(図1参照)と
一体に連結されている。
Further, as shown in FIG. 2, the low pressure stage turbine 13a is an axial flow turbine that receives and rotates the exhaust gas in the rotational axis direction D1, and is accommodated in a casing (not shown). The low pressure stage turbine 13a receives the exhaust gas delivered from the high pressure stage turbine 12a in the rotational axis direction D1, and rotates about the rotational shaft 13c by the pressure of the exhaust gas. Although not particularly illustrated in FIG. 2, the low pressure stage turbine 13 a is integrally connected to the low pressure stage compressor 13 b (see FIG. 1) via a rotation shaft 13 c.

これらの高圧段タービン12aと低圧段タービン13aとは、図2に示すように、互い
に回転軸方向D1に対向するように配置されている。この際、高圧段タービン12aと低
圧段タービン13aとは、互いのタービン翼側を回転軸方向D1に対向させている。この
ような対向配置により、高圧段タービン12aから回転軸方向D1に送出された排ガスが
低圧段タービン13aの軸流タービン翼に供給されるまでの流通経路を、可能な限り短く
することができる。また、この流通経路を形成する流通管を簡易に短く構成するという観
点から、高圧段タービン12aの回転軸12cと低圧段タービン13aの回転軸13cと
は、同一軸上に位置することが好ましく、さらには、高圧段タービン12aの回転軸12
cの中心軸C1と低圧段タービン13aの回転軸13cの中心軸C2とが同一軸上に一致
することが好ましい。
The high pressure turbine 12a and the low pressure turbine 13a are disposed to face each other in the rotational axis direction D1, as shown in FIG. At this time, the high-pressure stage turbine 12a and the low-pressure stage turbine 13a have their respective turbine blade sides opposed to the rotational axis direction D1. Such opposing arrangement makes it possible to shorten the flow path until exhaust gas delivered from the high pressure stage turbine 12a in the rotational axis direction D1 is supplied to the axial flow turbine blades of the low pressure stage turbine 13a as short as possible. Further, from the viewpoint of simply shortening the flow pipe forming the flow path, the rotary shaft 12c of the high pressure turbine 12a and the rotary shaft 13c of the low pressure turbine 13a are preferably positioned on the same axis, Furthermore, the rotary shaft 12 of the high pressure turbine 12a
Preferably, the central axis C1 of c and the central axis C2 of the rotary shaft 13c of the low pressure stage turbine 13a coincide on the same axis.

本実施形態において、上述した高圧段タービン12aから低圧段タービン13aへの排
ガスの流通経路を形成する流通管は、図2に示すように、排気管112、113によって
構成される。一方の排気管112は、回転軸方向D1に伸縮可能な伸縮管である。この排
気管112は、一端が高圧段タービン12aのケーシング12dのガス出口部に連結され
且つ他端が他方の排気管113に連結され、ケーシング12dと排気管113とを回転軸
方向D1に連通する。他方の排気管113は、低圧段タービン13aのケーシングにおけ
るガス入側の一部分となる配管である。この排気管113は、一端が上記の排気管112
に連結され且つ他端が低圧段タービン13aのケーシングのタービンノズル13dに連結され、排気管112とタービンノズル13dとを回転軸方向D1に連通する。また、排気管113の内部には、図2に示すように、高圧段タービン12a側から低圧段タービン13a側に向かって低圧段タービン13aのタービン径方向の両側に分岐する流通経路が形成されている。
In the present embodiment, the flow pipe forming the flow path of the exhaust gas from the high pressure stage turbine 12a to the low pressure stage turbine 13a described above is constituted by the exhaust pipes 112 and 113 as shown in FIG. One exhaust pipe 112 is a telescopic pipe that can expand and contract in the rotation axis direction D1. One end of the exhaust pipe 112 is connected to the gas outlet of the casing 12d of the high-pressure stage turbine 12a, and the other end is connected to the other exhaust pipe 113 to communicate the casing 12d and the exhaust pipe 113 in the rotational axis direction D1. . The other exhaust pipe 113 is a pipe which becomes a part of the gas inlet side of the casing of the low pressure stage turbine 13a. One end of the exhaust pipe 113 is the exhaust pipe 112 described above.
The other end is connected to the turbine nozzle 13d of the casing of the low pressure stage turbine 13a, and the exhaust pipe 112 and the turbine nozzle 13d communicate with each other in the rotational axis direction D1. Further, as shown in FIG. 2, inside the exhaust pipe 113, a flow path branched to both sides in the turbine radial direction of the low pressure turbine 13a from the high pressure turbine 12a to the low pressure turbine 13a is formed. There is.

これらの排気管112、113は、例えば回転軸方向D1に延在するように高圧段ター
ビン12aと低圧段タービン13aとの間に配置され、高圧段タービン12aから低圧段
タービン13aへ排ガスを流通させる。具体的には、図2に示すように、一方の排気管1
12は、高圧段タービン12aから回転軸方向D1に送出された排ガスを、高圧段タービ
ン12aのケーシング12dのガス出口部から他方の排気管113に向かって回転軸方向
D1に流通させる。他方の排気管113は、排気管112から回転軸方向D1に送出され
た排ガスを、低圧段タービン13aのケーシングのタービンノズル13dに向かって分流させながら回転軸方向D1に流通させる。また、伸縮管である排気管112は、高温の排ガスの流通に起因して排気管112、113が受ける熱応力を、回転軸方向D1の伸縮によって吸収する。これにより、排気管112は、熱応力による排気管112、113の変形および破損を防止する。
The exhaust pipes 112 and 113 are disposed, for example, between the high pressure turbine 12a and the low pressure turbine 13a so as to extend in the rotational axis direction D1, and circulate the exhaust gas from the high pressure turbine 12a to the low pressure turbine 13a. . Specifically, as shown in FIG.
12 circulates the exhaust gas delivered from the high pressure stage turbine 12a in the rotational axis direction D1 from the gas outlet of the casing 12d of the high pressure stage turbine 12a toward the other exhaust pipe 113 in the rotational axis direction D1. The other exhaust pipe 113 circulates the exhaust gas delivered from the exhaust pipe 112 in the rotational axis direction D1 in the rotational axis direction D1 while diverting the exhaust gas toward the turbine nozzle 13d of the casing of the low pressure stage turbine 13a. In addition, the exhaust pipe 112, which is a telescopic pipe, absorbs the thermal stress that the exhaust pipes 112, 113 receive due to the circulation of the high temperature exhaust gas by the expansion and contraction in the rotation axis direction D1. Thus, the exhaust pipe 112 prevents deformation and breakage of the exhaust pipes 112 and 113 due to thermal stress.

排気管112、113を通じてタービンノズル13dから低圧段タービン13aに供給された排ガスは、低圧段タービン13aを回転させた後、低圧段タービン13aのケーシング内の排気管114に流入する。その後、この排ガスは、排気管114等を通じて煙突から外部に排出される。   The exhaust gas supplied from the turbine nozzle 13 d to the low pressure turbine 13 a through the exhaust pipes 112 and 113 rotates the low pressure turbine 13 a and then flows into the exhaust pipe 114 in the casing of the low pressure turbine 13 a. Thereafter, the exhaust gas is discharged from the chimney to the outside through the exhaust pipe 114 and the like.

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、高
圧段過給機12(第1の過給機)が有する高圧段タービン12aを、エンジン本体1から
排出された排ガスを受けて回転するラジアルタービンとし、低圧段過給機13(第2の過
給機)が有する低圧段タービン13aを、高圧段タービン12aから送出された排ガスを
受けて回転する軸流タービンとし、高圧段タービン12aと低圧段タービン13aとが回
転軸方向D1に対向するように高圧段過給機12と低圧段過給機13とを配置し、高圧段
タービン12aと低圧段タービン13aとの間に配置された流通管(例えば排気管112
、113)を通じて、高圧段タービン12aから低圧段タービン13aへ排ガスを流通さ
せている。
As described above, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the exhaust gas discharged from the engine body 1 of the high pressure turbine 12a of the high pressure turbocharger 12 (the first turbocharger) is The low-pressure turbine 13a of the low-pressure turbocharger 13 (second turbocharger) is an axial-flow turbine that receives and rotates the exhaust gas delivered from the high-pressure turbine 12a. High-pressure stage turbocharger 12 and low-pressure stage turbocharger 13 are arranged such that high-pressure stage turbine 12a and low-pressure stage turbine 13a face rotational axis direction D1, and between high-pressure stage turbine 12a and low-pressure stage turbine 13a. (Eg, exhaust pipe 112)
, 113), the exhaust gas flows from the high pressure stage turbine 12a to the low pressure stage turbine 13a.

このため、高圧段タービン12aから回転軸方向D1に送出される排ガスのガス出口部
と、排ガスを回転軸方向D1に受ける低圧段タービン13aのガス入口部とを、回転軸方
向D1について可能な限り近接配置することができる。これにより、高圧段タービン12
aから低圧段タービン13aへ排ガスを流通させる流通管の長さ(流通経路長)を可能な
限り短くすることができる。この結果、流通管を通じた排ガスの流通に伴う放熱および圧
力損失を低減できることから、各過給機のタービンの動力源となる排ガスのエネルギー損
失を低減することができる。
Therefore, the gas outlet portion of the exhaust gas delivered from the high pressure stage turbine 12a in the rotational axis direction D1 and the gas inlet portion of the low pressure stage turbine 13a receiving the exhaust gas in the rotational axial direction D1 are as far as possible in the rotational axis direction D1. It can be arranged in close proximity. Thus, the high pressure turbine 12
The length of the flow pipe (flow path length) for flowing the exhaust gas from a to the low pressure stage turbine 13a can be made as short as possible. As a result, it is possible to reduce the heat radiation and pressure loss associated with the flow of the exhaust gas through the flow pipe, so it is possible to reduce the energy loss of the exhaust gas that is the power source of the turbine of each turbocharger.

さらには、高圧段過給機12と低圧段過給機13と上記の流通管とを回転軸方向D1に
並べて近接配置できることから、エンジン本体1に対する各過給機の配置に必要な占有領
域を縮小することができる。この結果、舶用ディーゼルエンジン10の規模を、例えば、
上述した特許文献1、2に開示される従来のディーゼルエンジンに比べて小型化すること
ができる。
Furthermore, since the high-pressure stage turbocharger 12, the low-pressure stage turbocharger 13, and the above-mentioned flow pipe can be arranged in close proximity in the rotational axis direction D1, the occupied area necessary for the arrangement of the turbochargers with respect to the engine body 1 can be reduced. It can be reduced. As a result, for example, the size of the marine diesel engine 10
It can be miniaturized as compared with the conventional diesel engine disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、エンジン本体1から
高圧段タービン12aに向かってタービン径方向に排ガスを排出する排気管111を設け
ている。このため、エンジン本体1(例えば排気マニホールド8)から高圧段タービン1
2aへの排ガスの流通経路を可能な限り短くすることができる。これにより、当該流通経
路を形成する排気管111の短化を促進できることから、エンジン本体1から排気管11
1を通じて高圧段タービン12aへ排出される排ガスの放熱および圧力損失を低減して、
高圧段タービン12aの動力源となる当該排ガスのエネルギー損失を可能な限り低減する
ことができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the exhaust pipe 111 for discharging the exhaust gas in the radial direction of the turbine from the engine body 1 toward the high pressure turbine 12a is provided. Therefore, from the engine body 1 (for example, the exhaust manifold 8) to the high pressure turbine 1
The flow path of the exhaust gas to 2a can be made as short as possible. As a result, shortening of the exhaust pipe 111 forming the flow path can be promoted.
Reduce the heat dissipation and pressure loss of the exhaust gas discharged to the high-pressure stage
Energy loss of the exhaust gas, which is a power source of the high pressure stage turbine 12a, can be reduced as much as possible.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、高圧段タービン12
aの回転軸と低圧段タービン13aの回転軸とが同一軸上に位置するように、高圧段過給
機12と低圧段過給機13とが配置されている。このため、互いに回転軸方向D1に対向
するよう配置される高圧段タービン12aと低圧段タービン13aとの間における排ガス
の流通管を、簡易に短く構成することができる。これにより、高圧段タービン12aから
低圧段タービン13aへの排ガスの流通経路長を簡易に短化できることから、当該排ガス
のエネルギー損失の低減を促進することができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the high pressure turbine 12 is used.
The high-pressure stage turbocharger 12 and the low-pressure stage turbocharger 13 are disposed such that the rotation shaft of a and the rotation shaft of the low-pressure stage turbine 13a are co-axially positioned. Therefore, the exhaust gas flow pipe between the high-pressure stage turbine 12a and the low-pressure stage turbine 13a, which are disposed to face each other in the rotational axis direction D1, can be simply and short. As a result, the flow path length of the exhaust gas from the high pressure stage turbine 12a to the low pressure stage turbine 13a can be easily shortened, so that the reduction of the energy loss of the exhaust gas can be promoted.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、高圧段タービン12
aの回転軸と低圧段タービン13aの回転軸とがエンジン本体1の出力軸に対して平行と
なるように、高圧段過給機12と低圧段過給機13とがエンジン本体1に設けられている
。このため、高圧段タービン12aおよび低圧段タービン13aの動力源となる排ガスの
流通経路長を短くして当該排ガスのエネルギー損失の低減を実現しながら、エンジン本体
1に対する各過給機の配置に必要な占有領域を可能な限り縮小し、且つ、エンジン本体1
と各過給機との接合部分に負荷される荷重の偏りを抑制することができる。この結果、上
述した特許文献1、2に開示される従来のディーゼルエンジンに比べて、舶用ディーゼル
エンジン10の規模の小型化を促進できるとともに、エンジン本体1と各過給機との接合
部分に過度に偏った荷重が負荷されないようにバランスよく、エンジン本体1に各過給機
を配置することができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the high pressure turbine 12 is used.
The high-pressure stage turbocharger 12 and the low-pressure stage turbocharger 13 are provided in the engine body 1 such that the rotation axis of the low-pressure stage turbine 13 a is parallel to the output axis of the engine body 1. ing. Therefore, it is necessary to arrange the turbochargers with respect to the engine main body 1 while shortening the flow path length of the exhaust gas serving as a power source of the high pressure stage turbine 12a and the low pressure stage turbine 13a to realize reduction of energy loss of the exhaust gas. Reduce the occupied area as much as possible, and
It is possible to suppress the deviation of the load applied to the joint between the and each supercharger. As a result, compared to the conventional diesel engines disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, the size reduction of the marine diesel engine 10 can be promoted, and the joint between the engine body 1 and each supercharger is excessive. The respective superchargers can be disposed on the engine body 1 in a well-balanced manner so as not to be biased load.

具体的には、特許文献1に開示される従来のディーゼルエンジンでは、高圧段過給機お
よび低圧段過給機が、互いにタービンの回転軸方向に対して垂直な方向(すなわち側方)
に離間して並ぶ態様で、冷却器等の関連装置とともにエンジン本体の一側面に配置されて
いる。この場合、これらの各過給機および関連装置(以下、「各過給機等の装置」と適宜
略記する)とエンジン本体との接合部分には、エンジン本体の一側面に過度に偏った荷重
が負荷される虞がある。したがって、各過給機等の装置とエンジン本体との接合を確保す
るためには、これらの接合部分を強固に補強する必要がある。これに起因して、エンジン
本体に対する各過給機等の装置の配置に掛かる手間やコストが増大するという問題が生じ
る。
Specifically, in the conventional diesel engine disclosed in Patent Document 1, the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger are mutually perpendicular (ie, lateral) to the rotational axis of the turbine.
Are arranged on one side of the engine body together with related devices such as a cooler. In this case, at the junction between each of these turbochargers and related devices (hereinafter abbreviated as “devices such as turbochargers” as appropriate) and the engine body, the load biased to one side of the engine body is excessive. May be loaded. Therefore, in order to ensure the connection between the devices such as the turbochargers and the engine body, it is necessary to firmly reinforce these connection portions. Due to this, there arises a problem that the time and cost required for arranging the devices such as the turbochargers with respect to the engine main body increase.

また、特許文献2に開示される従来のディーゼルエンジンでは、高圧段過給機および低
圧段過給機が、冷却器等の関連装置とともにエンジン本体の幅方向の両端面に各々分かれ
て配置されている。この場合、各過給機等の装置がエンジン本体の幅方向の両端面からは
み出るため、ディーゼルエンジンの幅寸法(例えばエンジン本体の出力軸方向の長さ)が
増大し、これに起因して、ディーゼルエンジンの小型化が困難になるという問題が生じる
。延いては、ディーゼルエンジンを設置する機関室のスペースを広げなければならない虞
があり、この結果、積荷や客室のスペース等、船舶内における機関室以外の重要スペース
を縮減しなければならないリスクがある。
Further, in the conventional diesel engine disclosed in Patent Document 2, the high-pressure stage turbocharger and the low-pressure stage turbocharger are separately disposed on both end faces in the width direction of the engine body together with related devices such as a cooler. There is. In this case, since the devices such as the turbochargers protrude from both end faces in the width direction of the engine body, the width dimension of the diesel engine (for example, the length of the engine body in the output shaft direction) increases. There is a problem that downsizing of the diesel engine becomes difficult. After all, there is a risk that it will be necessary to expand the space in the engine room where diesel engines will be installed, and as a result, there is a risk that important space other than the engine room in the ship must be reduced. .

これら従来のディーゼルエンジンに対し、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエン
ジン10では、上述したように、小型化を促進できるとともに、エンジン本体1に各過給
機をバランスよく配置できるため、上記従来のディーゼルエンジンの問題を全て解消する
ことができる。
In the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention as compared to these conventional diesel engines, as described above, downsizing can be promoted, and since the turbochargers can be arranged in a well-balanced manner in the engine main body 1, Can solve all the problems of diesel engines.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、低圧段過給機13を
中間冷却器15の上方に配置し、高圧段過給機12を冷却器16の上方に配置している。
このため、エンジン本体1から高圧段タービン12aへ排ガスを流通させる配管(排気管
111)の短化を阻害することなく、低圧段過給機13の圧縮機(低圧段圧縮機13b)
から中間冷却器15へ圧縮後の燃焼用ガスを流通させる配管(給気管101)と、高圧段
過給機12の圧縮機(高圧段圧縮機12b)から冷却器16へ圧縮後の燃焼用ガスを流通
させる配管(給気管103)との双方の長さを短化することができる。これにより、高圧
段過給機12、低圧段過給機13、中間冷却器15および冷却器16の各間の配管を簡易
に短く構成することができ、この結果、舶用ディーゼルエンジン10の規模の小型化を簡
易に実現することができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the low pressure supercharger 13 is disposed above the intercooler 15 and the high pressure supercharger 12 is disposed above the cooler 16.
For this reason, the compressor of the low-pressure stage turbocharger 13 (low-pressure stage compressor 13b) does not inhibit shortening of the pipe (exhaust pipe 111) for circulating the exhaust gas from the engine body 1 to the high-pressure stage turbine 12a.
Piping (air supply pipe 101) for allowing the compressed combustion gas to flow from the intermediate cooler 15 to the intercooler 15, and the combustion gas after compression from the compressor (high-pressure stage compressor 12b) of the high-pressure stage turbocharger 12 to the cooler 16 Both the length of the pipe (air supply pipe 103) for circulating the As a result, the piping between the high pressure supercharger 12, the low pressure supercharger 13, the intercooler 15 and the cooler 16 can be simply formed short, and as a result, the size of the marine diesel engine 10 can be reduced. Miniaturization can be realized easily.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、高圧段過給機12お
よび低圧段過給機13を、エンジン本体1の排気マニホールド8に比べて高さ方向D11
の下側に配置している。このため、排気マニホールド8と高圧段タービン12aのケーシ
ング内とを連通する排気管111の短化を図るとともに、高圧段過給機12および低圧段
過給機13を、エンジン本体1の上端部からはみ出ないように配置することができる。こ
の結果、舶用ディーゼルエンジン10の高さ寸法(高さ方向D11の長さ)を短くできる
ことから、舶用ディーゼルエンジン10の規模の小型化をより促進することができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the high-pressure stage turbocharger 12 and the low-pressure stage turbocharger 13 are compared with the exhaust manifold 8 of the engine main body 1 in the height direction D11.
Is located below the Therefore, while shortening the exhaust pipe 111 communicating the exhaust manifold 8 with the inside of the casing of the high pressure stage turbine 12 a, the high pressure stage turbocharger 12 and the low pressure stage turbocharger 13 can be separated from the upper end of the engine body 1. It can be arranged so as not to go out. As a result, since the height dimension (the length in the height direction D11) of the marine diesel engine 10 can be shortened, downsizing of the marine diesel engine 10 can be further promoted.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、高圧段タービン12
aから低圧段タービン13aへ排ガスを流通させる流通管が、これらのタービンの回転軸
方向D1に伸縮可能な伸縮管(排気管112)を備えている。このため、当該流通管が高
温の排ガスから受ける熱による伸縮を、伸縮管である排気管112によって吸収すること
ができる。これにより、当該流通管の熱応力による変形および破損を防止することができ
、この結果、当該流通管の長寿命化を図ることができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the high pressure turbine 12 is used.
The flow pipe which distributes the exhaust gas from a to the low pressure stage turbine 13a is provided with a telescopic pipe (exhaust pipe 112) which can extend and contract in the rotational axis direction D1 of these turbines. Therefore, the expansion and contraction due to the heat received from the high temperature exhaust gas can be absorbed by the exhaust pipe 112 which is the expansion and contraction pipe. Thereby, the deformation | transformation and the failure | damage by the thermal stress of the said flow pipe can be prevented, As a result, lifetime improvement of the said flow pipe can be achieved.

また、本発明の実施形態に係る舶用ディーゼルエンジン10では、低圧段過給機13を
、高圧段過給機12に比べて大型の過給機にしている。このため、燃焼用ガスを段階的に
圧縮する際の圧縮比を簡易に最適化することができ、これにより、燃焼用ガスの過給効率
を高めることができる。
Further, in the marine diesel engine 10 according to the embodiment of the present invention, the low-pressure stage turbocharger 13 is a large-sized turbocharger compared to the high-pressure stage turbocharger 12. For this reason, the compression ratio at the time of compressing the combustion gas in stages can be easily optimized, whereby the supercharging efficiency of the combustion gas can be enhanced.

なお、上述した実施形態では、2つの過給機(高圧段過給機12および低圧段過給機1
3)を有する二段式過給機11がエンジン本体1に適用された場合を例示したが、本発明
は、これに限定されるものではない。例えば、エンジン本体1には、複数(2つ以上)の
過給機によって段階的に燃焼用ガスを圧縮する多段式過給機が適用されてもよい。この場
合、多段式過給機を構成する高圧段過給機12および低圧段過給機13のうち、高圧段過
給機12が複数設けられてもよいし、低圧段過給機13が複数設けられてもよいし、これ
らの組み合わせであってもよい。
In the embodiment described above, two superchargers (high-pressure stage turbocharger 12 and low-pressure stage turbocharger 1)
Although the case where the two-stage-type supercharger 11 which has 3) was applied to the engine main body 1 was illustrated, this invention is not limited to this. For example, a multistage turbocharger may be applied to the engine body 1 in which the combustion gas is compressed stepwise by a plurality of (two or more) turbochargers. In this case, a plurality of high-pressure stage turbochargers 12 may be provided among the high-pressure stage turbochargers 12 and the low-pressure stage turbochargers 13 constituting the multistage turbocharger, and a plurality of low-pressure stage turbochargers 13 may be provided. It may be provided or may be a combination of these.

また、上述した実施形態では、高圧段タービン12aから低圧段タービン13aへ排ガ
スを流通させる流通管の一例として、伸縮管である排気管112と、低圧段タービン13
aのケーシングのガス入側端部となる排気管113とを連結して構成される流通管を例示
したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、当該流通管は伸縮管を備え
ていなくてもよく、この場合、高圧段タービン12aのケーシング12dのガス出口部に
排気管113のガス入口部を連結してもよい。また、当該流通管は、2つの排気管112
、113によって構成されるものに限定されず、単一の排気管によって構成されるもので
あってもよいし、複数(2つ以上)の排気管によって構成されるものであってもよい。
In the embodiment described above, the exhaust pipe 112, which is a telescopic tube, and the low pressure turbine 13 are examples of a flow pipe for circulating the exhaust gas from the high pressure turbine 12a to the low pressure turbine 13a.
Although the flow pipe constituted by connecting with the exhaust pipe 113 which becomes the gas inlet side end of the casing of a is illustrated, the present invention is not limited to this. For example, the flow pipe may not include an expansion pipe, and in this case, the gas inlet of the exhaust pipe 113 may be connected to the gas outlet of the casing 12d of the high-pressure stage turbine 12a. In addition, the flow pipe includes two exhaust pipes 112.
, 113, and may be configured by a single exhaust pipe, or may be configured by a plurality (two or more) of exhaust pipes.

さらに、上述した実施形態では、上記流通管における高圧段タービン12a側の配管を
伸縮管としていたが、本発明は、これに限定されない。本発明において、上記流通管にお
ける低圧段タービン13a側の配管(例えば排気管113)を伸縮管としてもよい。
Furthermore, although the piping by the side of the high pressure stage turbine 12a in the above-mentioned flow pipe was made into the expansion and contraction pipe in the embodiment mentioned above, the present invention is not limited to this. In the present invention, the pipe (for example, the exhaust pipe 113) on the low pressure stage turbine 13a side of the flow pipe may be a telescopic pipe.

また、上述した実施形態では、エンジン本体1からの排ガスを高圧段タービン12aへ
流通させる排気管111のガス入口部が、排気マニホールド8に連結されていたが、本発
明は、これに限定されるものではない。例えば、排気管111のガス入口部は、排気マニ
ホールド8を介さずに、エンジン本体1の各シリンダに連結されてもよい。この場合、エ
ンジン本体1は、排気マニホールド8を備えていなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the gas inlet portion of the exhaust pipe 111 for circulating the exhaust gas from the engine body 1 to the high-pressure stage turbine 12a is connected to the exhaust manifold 8, but the present invention is limited thereto It is not a thing. For example, the gas inlet portion of the exhaust pipe 111 may be connected to each cylinder of the engine body 1 without the exhaust manifold 8. In this case, the engine body 1 may not have the exhaust manifold 8.

また、上述した実施形態では、外部から吸入した空気(新気)を燃焼用ガスとしていた
が、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、エンジン本体1からの排ガスの
一部をエンジン本体1に再循環するEGRシステムをさらに備えるようにし、このEGR
システムによる再循環ガスと外部からの空気との混合ガスを燃焼用ガスとしてもよい。
In the above-described embodiment, air (fresh air) sucked from the outside is used as the combustion gas, but the present invention is not limited to this. For example, an EGR system is further provided to recirculate a part of the exhaust gas from the engine body 1 to the engine body 1, and this EGR
A mixed gas of recirculation gas from the system and air from the outside may be used as the combustion gas.

また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素
を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態に基づ
いて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇
に含まれる。
Further, the present invention is not limited by the above-described embodiment, and the present invention also includes those configured by appropriately combining the above-described respective constituent elements. In addition, other embodiments, examples, operation techniques and the like made by those skilled in the art based on the above-described embodiments are all included in the scope of the present invention.

1 エンジン本体
2 台板
3 架構
4 シリンダジャケット
5 シリンダライナ
6 シリンダカバー
7 掃気トランク
8 排気マニホールド
10 舶用ディーゼルエンジン
11 二段式過給機
12 高圧段過給機
12a 高圧段タービン
12b 高圧段圧縮機
12c、13c 回転軸
12d ケーシング
13 低圧段過給機
13a 低圧段タービン
13b 低圧段圧縮機
13d タービンノズル
14 サイレンサ
15 中間冷却器
16 冷却器
101、102、103 給気管
111、112、113、114 排気管
C1、C2 中心軸
D1 回転軸方向
D2 出力軸方向
D11 高さ方向
D12 幅方向
Reference Signs List 1 engine body 2 base plate 3 structure 4 cylinder jacket 5 cylinder liner 6 cylinder cover 7 scavenging air trunk 8 exhaust manifold 10 marine diesel engine 11 two-stage turbocharger 12 high-pressure stage turbocharger 12a high-pressure stage turbine 12b high-pressure stage compressor 12c , 13c Rotating shaft 12d Casing 13 Low pressure stage turbocharger 13a Low pressure stage turbine 13b Low pressure stage compressor 13d Turbine nozzle 14 Silencer 15 Intercooler 16 Cooler 101, 102, 103 Supply pipe 111, 112, 113, 114 Exhaust pipe C1 , C2 Central axis D1 Rotational axis direction D2 Output axis direction D11 Height direction D12 Width direction

Claims (8)

燃料を燃焼させて出力軸から船舶の推進力を出力するエンジン本体と、
前記エンジン本体から排出された排ガスを受けて回転するラジアルタービンを有する第
1の過給機と、
前記ラジアルタービンの回転軸方向について前記ラジアルタービンと対向するように配
置され、前記ラジアルタービンから送出された前記排ガスを受けて回転する軸流タービン
を有する第2の過給機と、
前記ラジアルタービンと前記軸流タービンとの間に配置され、前記ラジアルタービンか
ら前記軸流タービンへ前記排ガスを流通させる流通管と、
を備えることを特徴とする舶用ディーゼルエンジン。
An engine body that burns fuel and outputs propulsion power of the ship from the output shaft,
A first turbocharger having a radial turbine rotating in response to exhaust gas discharged from the engine body;
A second turbocharger having an axial flow turbine disposed so as to face the radial turbine in the direction of the rotational axis of the radial turbine, and receiving and rotating the exhaust gas delivered from the radial turbine;
A flow pipe disposed between the radial turbine and the axial flow turbine for circulating the exhaust gas from the radial turbine to the axial flow turbine;
Marine diesel engine characterized by having.
前記エンジン本体から前記ラジアルタービンに向かって前記ラジアルタービンの径方向
に前記排ガスを排出する排気管を備えることを特徴とする請求項1に記載の舶用ディーゼ
ルエンジン。
The marine diesel engine according to claim 1, further comprising an exhaust pipe for discharging the exhaust gas in the radial direction of the radial turbine from the engine body toward the radial turbine.
前記ラジアルタービンの回転軸と前記軸流タービンの回転軸とは、同一軸上に位置する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の舶用ディーゼルエンジン。
The marine diesel engine according to claim 1 or 2, wherein a rotation shaft of the radial turbine and a rotation shaft of the axial flow turbine are located on the same shaft.
前記ラジアルタービンの回転軸と前記軸流タービンの回転軸とは、前記エンジン本体の
前記出力軸に対して平行であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の舶
用ディーゼルエンジン。
The marine diesel according to any one of claims 1 to 3, wherein a rotation shaft of the radial turbine and a rotation shaft of the axial flow turbine are parallel to the output shaft of the engine body. engine.
前記第2の過給機の圧縮機によって圧縮された燃焼用ガスを冷却する第1の冷却器と、
前記第1の過給機の圧縮機によってさらに圧縮された前記燃焼用ガスを冷却する第2の
冷却器と、
を備え、
前記第2の過給機は前記第1の冷却器の上方に配置され、前記第1の過給機は前記第2
の冷却器の上方に配置されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の舶用
ディーゼルエンジン。
A first cooler for cooling the combustion gas compressed by the compressor of the second turbocharger;
A second cooler for cooling the combustion gas further compressed by the compressor of the first turbocharger;
Equipped with
The second supercharger is disposed above the first cooler, and the first supercharger is the second supercharger.
The marine diesel engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the marine diesel engine is disposed above the cooler.
前記エンジン本体は、排気マニホールドを備え、
前記第1の過給機および前記第2の過給機は、前記排気マニホールドに比べて、前記エ
ンジン本体の高さ方向の下側に配置されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つ
に記載の舶用ディーゼルエンジン。
The engine body comprises an exhaust manifold,
The first supercharger and the second supercharger are disposed on the lower side in the height direction of the engine body compared to the exhaust manifold. Marine diesel engine as described in one or more.
前記流通管は、前記回転軸方向に伸縮可能な伸縮管を備えることを特徴とする請求項1
〜6のいずれか一つに記載の舶用ディーゼルエンジン。
The flow pipe may include an expansion and contraction pipe extendable and contractible in the rotation axis direction.
The marine diesel engine according to any one of ~ 6.
前記第2の過給機は、前記第1の過給機に比べて大型の過給機であることを特徴とする
請求項1〜7のいずれか一つに記載の舶用ディーゼルエンジン。
The marine diesel engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the second supercharger is a large supercharger as compared with the first supercharger.
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