JP5076919B2 - 過給機の断熱カバー - Google Patents

Description

本発明は内燃機関に付属して設けられる過給機、特に舶用過給機に装着される過給機の断熱カバーに関するものである。

内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上の為、過給機が設けられる。該過給機は、排気ガスのエネルギを利用して駆動されるタービンと、該タービンと同軸に設けられ圧縮した空気を内燃機関に給気するコンプレッサとを有する。

前記タービンはタービンハウジングにタービン翼車が収納され、前記タービンハウジング内を流通する排気ガスによって前記タービン翼車が回転される。過給機を駆動する排気ガスは高温高圧であり前記タービンハウジングも高温となる。舶用の過給機等では、前記タービンハウジングが露出しており、可燃物や潤滑油等が長時間接触すると、発火したりする虞れがある。

この為、前記タービンハウジングには断熱カバーが装着され、表面温度が所定の温度以下になる様に対処されている。

又、コンプレッサ翼車によって圧縮された空気も高温となり、よってコンプレッサハウジングやそれを締結させる軸受ハウジングの表面も高温になり、前記タービンハウジングと同様な対処が要求されることがある。

従来の過給機の断熱カバーでは、特許文献１に示される様に、概略、タービンハウジングに接触し、耐熱性の高い内面材と、グラスウール等の断熱材と、液密性を有する外面材との３層構造となっており、断熱カバーの断熱性能は、前記断熱材の厚みによって決定される。

従って、従来の過給機の断熱カバーではタービンハウジングの高温の部位に対応する断熱カバーの表面温度が所定温度以下となる様に、前記過給機の断熱カバーの断熱材の厚みが決定されるか、或は断熱カバーの前記タービンハウジングの高温の部位に対応する部分の断熱材の厚みを厚くするか等していた。

いずれの場合も、断熱材の厚みを厚くすることで対応している為、過給機の断熱カバーとしては厚みが増す。断熱カバーの厚みを厚くすると、該断熱カバーの柔軟性がなくなり、前記タービンハウジングへの着脱作業性が悪くなる。或は、断熱カバーを装着する為に前記タービンハウジングの周囲に空間を確保しなければならない等、前記過給機を設置する際の制約が大きくなる。又、前記断熱カバーの厚みが厚くなるので、製作コストが上昇する等の問題があった。

特開平７−１８９７２５号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、過給機の断熱カバーの断熱材の厚みを増大させることなく、断熱性能を向上させ、過給機の断熱カバーの製作コストの低減、装着性の向上を図るものである。

本発明は、ハウジングに装着される断熱カバーが外表面材、断熱材、内表面材から成り、少なくとも３層を含む断面構造となっており、前記ハウジングの表面と内表面材との間に空気層を形成する様、空気層形成部材を介在させ、該空気層形成部材は複数の突出部であり、該突出部は頭部と該頭部から突出する尖出部とを有し、該尖出部が前記断熱カバーの内面から前記断熱材に差込まれて保持され、前記頭部によって前記空気層が形成される過給機の断熱カバーに係るものである。

本発明によれば、ハウジングに装着される断熱カバーが外表面材、断熱材、内表面材から成り、少なくとも３層を含む断面構造となっており、前記ハウジングの表面と内表面材との間に空気層を形成する様、空気層形成部材を介在させ、
該空気層形成部材は複数の突出部であり、該突出部は頭部と該頭部から突出する尖出部とを有し、該尖出部が前記断熱カバーの内面から前記断熱材に差込まれて保持され、前記頭部によって前記空気層が形成されるので、前記断熱材の厚みを増すことなく断熱カバ−の断熱性能を向上させることができ、更に任意の位置に任意の範囲で設けることができ、低コストで無駄の無い断熱性能を得ることができるという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１に於いて、断熱カバーがタービンハウジングに装着された場合について説明する。

過給機１は、回転軸２を共有するタービン３とコンプレッサ４によって構成されている。

前記回転軸２は軸受ハウジング５に軸受６を介して回転自在に支持され、前記回転軸２の一端にはタービン翼車７が設けられ、他端にはコンプレッサ翼車８が設けられている。

前記タービン翼車７は前記軸受ハウジング５に取付けられたタービンハウジング９に収納され、前記コンプレッサ翼車８は前記軸受ハウジング５に取付けられたコンプレッサハウジング１１に収納されている。

前記タービン翼車７、前記タービンハウジング９等によって前記タービン３が構成され、前記コンプレッサ翼車８、前記コンプレッサハウジング１１等によって前記コンプレッサ４が構成される。

前記タービンハウジング９は排気ガス流入口１２、排気ガス流出口１３を有し、前記排気ガス流入口１２には内燃機関からの排気ガスが流入し、前記排気ガス流出口１３からは排気エネルギによって前記タービン翼車７を回転した後の排気ガスが排気される。

前記コンプレッサハウジング１１は、吸入口１４、吐出口１５を有し、前記コンプレッサ翼車８が前記回転軸２を介して前記タービン翼車７により回転されることで、前記吸入口１４より吸入した空気を圧縮し、前記吐出口１５より圧縮空気を内燃機関に給気する。

前記過給機１に於いて、前記タービンハウジング９には前記排気ガス流入口１２から流入した高温の排気ガスが流通し、前記タービンハウジング９は排気ガスによって加熱され、高温となる。従って、該タービンハウジング９には、断熱カバ−１７が装着される。

該断熱カバ−１７には内面全体に亘って、或は前記タービンハウジング９の高熱部分に対応する内面の部分に、空気層形成部材として、所要の分布で突出部１８が設けられる。該突出部１８によって前記断熱カバ−１７の内面と前記タービンハウジング９の表面との間に所要の空気層１９が形成される。

尚、空気が圧縮されることで高温となる場合は、前記断熱カバー１７を前記コンプレッサハウジング１１にも装着する。

図２に於いて、本発明の実施の形態を説明する。

図２は前記断熱カバ−１７の部分断面を示している。該断熱カバ−１７のカバー本体２０は、ガラスクロスにアルミ層、又は、シリコンコーティング層を形成した液密な外表面材２１、グラスウール等から成る断熱材２２、ガラスクロス等の耐熱材である内表面材２３等から成る複層断面構造を有している。又、前記カバー本体２０の内面に設けられる前記突出部１８は、スペーサとなる頭部２４、該頭部２４より突出する尖出部２５を有する画鋲形状をしている。

前記カバー本体２０の内面から前記突出部１８を差込む。前記尖出部２５が前記内表面材２３を貫通して前記断熱材２２に刺さり、前記突出部１８が前記カバー本体２０の内面に保持される。前記突出部１８は、前記カバー本体２０の内面全域に渡り、所要の分布で、或は前記タービンハウジング９の高温となる部分に対応させ、所要の分布で設けられる。

尚、前記突出部１８が設けられたことで、前記カバー本体２０の柔軟性は損われることがない。

前記カバー本体２０を前記タービンハウジング９に装着すると、前記内表面材２３と前記タービンハウジング９の表面間に前記頭部２４が介在することとなり、前記内表面材２３と前記タービンハウジング９の表面との間には前記空気層１９が形成される。

又、前記カバー本体２０が装着された状態では、前記突出部１８は前記カバー本体２０と前記タービンハウジング９間に挾持されることになり、前記突出部１８が前記カバー本体２０から抜脱することはなく、前記突出部１８を保持する力は小さくてよい。

而して、前記カバー本体２０と前記タービンハウジング９間に前記空気層１９が形成され、前記カバー本体２０の断熱層の厚みを大きくすることなく簡便に断熱性能を向上させることができる。

又、前記突出部１８は前記カバー本体２０に対して任意の場所に、任意の分布で後付けでき、必要な部分に、必要な範囲で適宜な前記空気層１９を形成することができる。

尚、前記突出部１８の材質としては、セラミック等の断熱材であることが好ましいが、該突出部１８自体は放熱性を問われないので、ステンレス鋼等の金属製であってもよい。

図３は、本発明の第１の参考例を示している。

該第１の参考例に於ける突出部２６は、前記内表面材２３自体によって形成される。即ち、前記内表面材２３の屈撓性を利用して内面側の突出する襞を形成したものである。

前記突出部２６を形成することで、前記内表面材２３と前記タービンハウジング９との間に空気層１９が形成される。

尚、前記突出部２６の剛性を高める為、前記突出部２６の基部２６ａを縫込んでもよい。又、前記突出部２６は連続したものであっても、断続したものであってもよい。

図４は、本発明の第２の参考例を示している。

該第２の参考例では、断熱材２２と内表面材２３間に突出部２７を設け、前記断熱材２２と前記内表面材２３間に空気層１９を形成したものである。

前記突出部２７は、所要の大きさに切断した断熱材の断片であり、前記突出部２７を、前記断熱材２２の前記タービンハウジング９の高温となる部分に対応させ、所要の部分に、所要の範囲で取付ける。前記断熱材２２と前記内表面材２３とは前記突出部２７によって離反され、前記断熱材２２と前記内表面材２３間に前記空気層１９が形成され、カバー本体２０の断熱性が向上する。

前記突出部２７と前記断熱材２２との固定は、縫合、或は一時的な接着等が考えられる。前記突出部２７の取付け後、前記内表面材２３が前記突出部２７を覆う様に設けられる。前記内表面材２３が設けられた後は、前記突出部２７は前記内表面材２３によって保護されるので、前記カバー本体２０を前記タービンハウジング９に装着する場合にも、前記突出部２７を剥離する様な大きな力は作用しない。又、前記突出部２７は部分的に取付けられるので、前記カバー本体２０の柔軟性を損うことはない。

図５は、本発明の第３の参考例を示しており、該第３の参考例も断熱材２２と内表面材２３間に空気層１９を形成したものである。

図２で示した突出部１８を前記断熱材２２に直接差込む。前記突出部１８を設ける範囲は、前記断熱材２２の全面でもよく、或は前記タービンハウジング９の高熱部分に対応する部分に、所要の分布で前記突出部１８が設けられてもよい。該突出部１８によって前記断熱材２２と前記内表面材２３との間に前記空気層１９が形成される。該空気層１９が形成されることで、断熱カバ−１７の断熱性能が向上する。

図６は、本発明の第４の参考例を示している。

該第４の参考例では、第１の参考例と同様、突出部２６を内表面材２３に形成した襞で構成したものであるが、前記突出部２６の突出方向を断熱材２２に向けたものである。

前記突出部２６により、前記断熱材２２と前記内表面材２３との間に空気層１９が形成され、断熱カバ−１７の断熱性能が向上する。

尚、前記断熱材２２を複層構造とし、断熱材内部の層間に空気層形成部材を介設し、断熱材の内部に空気層を形成してもよい。又、空気層形成部材としては、上記突出部の他に、金属タワシ、金属網、金属網を重ねたもの、パンチングメタル、エキスパンドメタル等、空気層を形成できる多空隙材料が使用可能である。

本発明が実施された過給機を示す断面図である。 本発明の実施の形態を示す部分断面図である。 本発明の第１の参考例を示す部分断面図である。 本発明の第２の参考例を示す部分断面図である。 本発明の第３の参考例を示す部分断面図である。 本発明の第４の参考例を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 過給機
３ タービン
４ コンプレッサ
７ タービン翼車
８ コンプレッサ翼車
９ タービンハウジング
１７ 断熱カバ−
１８ 突出部
１９ 空気層
２１ 外表面材
２２ 断熱材
２３ 内表面材
２４ 頭部
２５ 尖出部

Claims (2)

1. ハウジングに装着される断熱カバーが外表面材、断熱材、内表面材から成り、少なくとも３層を含む断面構造となっており、前記ハウジングの表面と内表面材との間に空気層を形成する様、空気層形成部材を介在させ、
   該空気層形成部材は複数の突出部であり、該突出部は頭部と該頭部から突出する尖出部とを有し、該尖出部が前記断熱カバーの内面から前記断熱材に差込まれて保持され、前記頭部によって前記空気層が形成されることを特徴とする過給機の断熱カバー。
2. 前記突出部は、前記ハウジングの高温となる部分に対応させ所要の分布で設けられる請求項１の過給機の断熱カバー。

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