JP3225115U - 大型エンジンのための、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジンのためのセグメント化された排気管 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するシリンダ・ライナ間の距離より幅広の固定脚部を容易に一体化溶接できる大型エンジンのための排気管を提供する。【解決手段】排気管１は、排気ガスを受け取り収集する各状況においてシリンダ・ライナに接続される複数の接続枝部３を備える集合管２と、排気ガスを受け取るためにターボチャージャに接続される出口管４とを有する。また排気管は、大型エンジン上での支持のために複数の可撓性支持体５を介して、且つ少なくとも１つの非可撓性固定脚部６にさらに接続され、複数の排気セグメント２１を備えるセグメント化排気管として設計される。本考案には、この排気管を有する大型エンジン、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジンも含まれる。【選択図】図１

Description

本考案は、独立請求項の前提部分に記載する大型エンジンのための排気管、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジン（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ ｓｃａｖｅｎｇｅｄ ｓｌｏｗ−ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｒｏｓｓｈｅａｄ ｌａｒｇｅ ｅｎｇｉｎｅ）のためのセグメント化された排気管に関する。

低速運転大型エンジン、特に本考案によるクロスヘッド設計の長手方向掃気式大型エンジンは、何十年もの間、詳細な点で異なる多数の改良を重ねながら、例えば電気エネルギーを発生させるために、好適には造船または動かないプラントで、使用されてきた。

多くの場合、このような大型エンジンは、エンジンのフレームを形成する３つの大型ハウジング・セグメントを有する。クランクシャフトを受けるためのクランクシャフト・メイン・ベアリングを備えるベアリング・サドルに加えて横方向の支持要素を有するベース・プレート上に、いわゆるスタンドが底部プレートによって分離されて配置される。既知のスタンドは、大型エンジンのシリンダ・ライナの数に対応するように互いに反対側に配置される複数の支持ボディを有し、各支持ボディが、２つの隣接するクロスヘッドを案内するための鉛直方向に延在する摺動面を有し、２つの隣接するクロスヘッドがプッシュ・ロッドによりクランクシャフトに接続される。さらに、しばしばシリンダ・シェルと称されるシリンダ・セクションがスタンドの上方に配置され、１つまたは複数のシリンダ・ライナを受け入れるのに適している。ベース・プレート、スタンド、およびシリンダ・セクションは、通常、スタンドの領域内の支持ボディ内を延在する固定棒によって、相当に大きなプレストレス下で固定棒をベース・プレートの中にまたは上にねじ込むことにより、互いに接続されている。

動作状態では、シリンダ・ライナのシリンダ・カバー内に設けられた出口弁を開くことにより、高温排気ガスが排気管を介して、シリンダ・ライナの燃焼室から、ターボチャージャの形態の給気群（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）まで供給され、高温排気ガスと共にターボチャージャの新鮮な空気が吸気されて圧縮され、シリンダ・ライナの下側領域内のいわゆる掃気スロットを介して大型エンジンのシリンダ・ライナの個別の燃焼室まで掃気として送気される。

このような大型エンジンの１つの例が、とりわけ、ＣＮ１０５５４５４３７Ａに開示されている。

エンジンは、ディーゼル・プロセスによって、つまり自己点火器（ｓｅｌｆ−ｉｇｎｉｔｅｒ）として、またはオットー・プロセスによって動作させられることが知られており、オットー・プロセスでは、混合気が適切なクランク角において適切な点火源を用いて、とりわけスパーク点火され得る。使用される燃料は、例えば重油、ディーゼル油、ガソリン、またはそれ自体で当業者にはよく知られている他の適切な燃料である。本考案による大型エンジンの種類は、重油またはディーゼル油などの伝統的な燃料を用いて、また燃料として適切なガソリンを用いて動作させられ得るいわゆる二元燃料エンジンとして、市場においてますます増えている。

関連付けられた燃焼室からの排気ガスを排出するための、それ自体は既知での手法で複数のシリンダ・ライナに同時に接続された排気ハイプが、通常、複数の可撓性支持体により、および本質的に非可撓性の、つまり固定された支持体により、エンジン上で支持される。本明細書において以下で固定脚部と称する非可撓性の、つまり固定された支持体と、ひいては、固定された支持体すなわち固定脚部に対して排気管を接続する、排気管上にある対応する取付部品とが、長手方向、横方向、および垂直方向を基準とした排気管の確実で高い信頼性の位置決めを可能にする。これらの部品の大きい重量による効果、さらには、排気ガス・システム内のおよびエンジンの全体の圧力変動および振動の静的・動的効果に加えて、とりわけ、エンジンの頂部のところにある高温の断熱排気管とエンジンのさらに下方に取り付けられる低温の非断熱固定脚部との間の温度差により、固定脚部の構造部品も熱応力に晒される。

上述の最新技術の排気ガス・システムの現在の設計は、排気管を最初に一つの部品として製造して第２のステップで固定脚部を排気管に溶接するという原則に基づくものである。排気管が固定脚部に埋設される。固定脚部自体は、通常、２つの隣接するシリンダ・ライナの間の距離より幅広であり、溶接工が一体に溶接することは非常に困難である。

ＣＮ１０５５４５４３７Ａ

したがって本考案の目的は、改善された排気管を提供することである。

これらの目的を満たす本考案の主題は独立請求項の特徴部分によって特徴づけられる。

従属請求項が本考案の特に有利な実施形態を示す。

したがって本考案は、大型エンジンのための、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジンのための排気管に関し、この排気管は、排気ガスを受け取り収集するための各状況（ｅａｃｈ ｃａｓｅ）においてシリンダ・ライナに接続され得る複数の接続枝部（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｂｒａｎｃｈ）を備える集合管と、排気ガスを受け取るためのターボチャージャに接続され得る出口管とを有し、また排気管は、大型エンジン上での支持のために複数の可撓性支持体を介して、および少なくとも１つの非可撓性固定脚部にさらに接続され得る。本考案によれば、排気管は、複数の排気セグメントを備えるセグメント化された（ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ）排気管として設計される。

したがって本考案では、排気管が複数の排気セグメントを備えるセグメント化排気管として設計されることが非常に重要である。

特に有利には、複数の排気セグメントは、排気管を形成するように長いパイプの形態で一体に溶接される。非常に特別な場合、それ自体は当業者には既知である別の手法で排気セグメントが互いに接続されることも可能である。固定脚部は、特に好適には、後でより詳細に説明するように排気管の中心領域に配置され得る。

本考案は、本考案による排気管を有する大型エンジン、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジンにさらに関連する。

本考案によれば、最新技術により知られている一体部片の排気管が、ここでは、セグメント化された排気管として提供され、このセグメント化された排気管は特に好適には個別の排気セグメントで形成され、個別の排気セグメントの長さが２つの隣接するシリンダ・ライナの間の距離にほぼ一致する。次いで、これらの排気セグメントが長いパイプの形態で一体に溶接される。また、固定脚部はモジュラー設計の形態で最も良好に設計され、モジュラー設計は、やはり、２つの隣接するシリンダ・ライナの間の距離の長さを概して有する。本考案のこの設計の排気管または固定脚部は溶接作業のためのより高いアクセス可能性を有し、既に知られている設計よりも製造がより容易である。加えて、この新しい設計は、固定脚部の領域内でターボチャージャに対して排気コーンを提供することが可能となる。これは既に知られている設計では可能ではなかった。特別な溶接テクニックを使用することにより、固定脚部を含む排気管の全体のすべてのモジュールが特にストレスフリーで溶接され得、ここでは特に長手方向に対する変形が最小となる。

固定脚部は、特に好適には、底部フランジに溶接された３つの頑丈な垂直方向プレートを有する。２つの横方向プレートがモジュールの端部を形成し、底部フランジまで延在し、２つの横方向プレートが底部フランジに溶接される。第３のプレートが、上で言及した２つのプレートの間で長手方向に延在して排気管のほぼ中心を横方向に延在する頑丈な底部プレートである。第３のプレートがさらに底部フランジに溶接される。最後に言及したプレートが長手方向の力をすべて受けて横方向において可撓性を有するのに対して、最初に言及した２つのプレートが長手方向の力をすべて受けて好適には横方向において可撓性を有する。長手方向は排気管の大きい熱膨張が起こる方向である。

固定脚部の長手方向プレートが完全に破損するという可能性の低い場合において排気管が長手方向に移動する可能性を可能な限り最小にすることを目的として、固定脚部が特に有利には排気管のほぼ中心に設けられ、その結果、固定脚部が少なくとも１つの可撓性支持体により常に囲まれる。

以下では、図面を参照して本考案をより詳細に説明する。概略的な図が示される。

可撓性支持体と、固定脚部とを備える排気管を示す概略図である。 図１と比較して反対側の視点からの、図１による排気管を示す斜視図である。

図１または図２による、大型エンジンのための、特に長手方向掃気式のクロスヘッド大型エンジンのための排気管１が、排気ガスを受け取って収集するための各場合にシリンダ・ライナに接続され得る複数の接続枝部３を備える集合管２を有する。図２では、接続枝部３を見ることができない。その理由は、この視点からでは接続枝部３が、図２で見ることができない側の排気管１の反対側に置かれるからである。

さらに、２つの出口管４が排気管１上に設けられ、これらは搭載状態において排気ガスを受け取るための各状況でターボチャージャに接続される。明瞭に見られ得るように、ここでは３つである複数の可撓性支持体５が排気管のほぼ中心で排気管１上にさらに設けられ、さらには、示されない大型エンジンを支持するための、本明細書では簡潔さのために非可撓性固定脚部６と称される大幅に低い可撓性を有する固定脚部６が設けられる。本考案によると、排気管１は、明瞭に見られ得るように、複数の排気セグメント２１を備えるセグメント化された排気管１として設計され、本考案の特別な実施形態では複数の排気セグメント２１はすべてが等しい長さを有するというわけではない。実際には、本考案の他の実施形態において、排気セグメント２１の大部分またはすべてが、特に好適には２つの隣接するシリンダ・ライナの間の距離にほぼ一致するような等しい長さを有することが特に有利である。ここでは、排気セグメント２１が長いパイプの形態で一体に溶接され、それにより排気管１を形成する。

本考案が明確に説明した実施形態のみに限定されず、対応する別の設計も本考案によって包含されることが当業者には理解されよう。特に、本考案は、当然のこととして、説明した特別な実施形態のすべての適切な組み合わせにも関連する。

Claims (4)

1. 大型エンジンのための排気管（１）、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジンのための排気管（１）であって、
   排気ガスを受け取り収集するための各状況においてシリンダ・ライナに接続され得る複数の接続枝部（３）を備えた集合管（２）と、
   前記排気ガスを受け取るためにターボチャージャに接続され得る出口管（４）と
   を有し、
   前記排気管（１）は、前記大型エンジン上での支持のために、複数の可撓性支持体（５）を介して、且つ少なくとも１つの非可撓性固定脚部（６）にさらに接続され得る、排気管（１）において、
   前記排気管（１）は、複数の排気セグメント（２１）を備えるセグメント化排気管（１）として設計されていることを特徴とする、排気管（１）。
2. 前記複数の排気セグメント（２１）は一体に溶接されており、それにより長いパイプの形態の前記排気管（１）を形成する、請求項１に記載の排気管（１）。
3. 前記固定脚部（６）は、前記排気管（１）の中心領域に配置され得る、請求項１または２に記載の排気管（１）。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の排気管（２）を有する大型エンジン、特に長手方向掃気式の低速運転クロスヘッド大型エンジン。