JP5448703B2 - 舶用ディーゼル機関 - Google Patents
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Description
本発明に係る舶用ディーゼル機関は、一台のエンジン本体と、前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、常に運転状態とされる少なくとも一台の主排気タービン過給機と、前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、停止状態、または前記主排気タービン過給機と並列運転状態とされる少なくとも一台の副排気タービン過給機とを備えた舶用ディーゼル機関であって、前記エンジン本体に搭載された排気マニホールドと、前記副排気タービン過給機のタービン部とを連通する排気管と、前記排気管の途中に接続されたタービン入口弁と、前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記エンジン本体に搭載された給気マニホールドとを連通する給気管と、前記給気管の途中に接続され、前記副排気タービン過給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が、前記給気マニホールドの圧力以上のとき、又は、前記コンプレッサ部の前記出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値以下になったときに開状態となり、前記給気マニホールドの圧力よりも低くなるか、あるいは前記給気マニホールドの圧力よりも所定の圧力低くなると、又は、前記コンプレッサ部の出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値を超えたときに閉状態となる制御弁と、前記給気管の途中で、前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記制御弁との間にその一端が接続された空気放出管と、前記空気放出管の途中に接続された空気放出弁とを備えている。
これにより、副排気タービン過給機の起動時における給気マニホールドから副排気タービン過給機のコンプレッサ部への逆流現象を防止することができ、副排気タービン過給機をスムーズに回転(起動)させることができて、副排気タービン過給機のサージングを防止することができる。
なお、「コンプレッサ部の出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値以下」という条件における「所定値」は、コンプレッサ部の出口圧力が給気マニホールドの圧力を下回っていても、後に空気放出弁を閉じた場合にコンプレッサ部から給気マニホールドへの空気流れが確保できる程度の差圧をいう。
これにより、副排気タービン過給機の停止時における給気マニホールドから副排気タービン過給機のコンプレッサ部への逆流現象を防止することができ、副排気タービン過給機をスムーズに回転(停止)させることができて、副排気タービン過給機のサージングを防止することができる。
図1は本実施形態に係る舶用ディーゼル機関の概略構成図、図2および図3は本発明に係る舶用ディーゼル機関の作用効果を説明するためのグラフである。
ディーゼルエンジン本体(以下「エンジン本体」という。)2を構成するクランク軸(図示せず)には、プロペラ軸(図示せず)を介してスクリュープロペラ(図示せず)が直接的または間接的に取り付けられている。また、エンジン本体2には、シリンダライナ(図示せず)、シリンダカバー(図示せず)等からなるシリンダ部5が設けられており、各シリンダ部5内には、クランク軸と連結されたピストン(図示せず)が配置されている。さらに、各シリンダ部5の排気ポート(図示せず)は、排気マニホールド6と接続されており、排気マニホールド6は、第1の排気管L1を介して第1の排気タービン過給機(以下、「過給機A」という。)3のタービン部3aの入口側と接続され、第2の排気管L2を介して第2の排気タービン過給機(以下、「過給機B」という。)4のタービン部4aの入口側と接続されている。一方、各シリンダ部5の給気ポート(図示せず)は、給気マニホールド7と接続されており、給気マニホールド7は、第1の給気管L3を介して過給機A3のコンプレッサ部3bと接続され、第2の給気管L4を介して過給機B4のコンプレッサ部4bと接続されている。
また、ケーシングには、一端部をタービン部3a側に突出させ、他端部をコンプレッサ部3bに突出させた回転軸3cが挿通されている。回転軸3cの一端部は、タービン部3aを構成するタービン・ロータ(図示せず)のタービン・ディスク(図示せず)に取り付けられており、回転軸3cの他端部は、コンプレッサ部3bを構成するコンプレッサ羽根車(図示せず)のハブ(図示せず)に取り付けられている。
また、ケーシングには、一端部をタービン部4a側に突出させ、他端部をコンプレッサ部4bに突出させた回転軸4cが挿通されている。回転軸4cの一端部は、タービン部4aを構成するタービン・ロータ(図示せず)のタービン・ディスク(図示せず)に取り付けられており、回転軸4cの他端部は、コンプレッサ部4bを構成するコンプレッサ羽根車(図示せず)のハブ(図示せず)に取り付けられている。
そして、タービン部3a,4aを通過した排気ガスはそれぞれ、タービン部3a,4aの出口側に接続された排気管L5,L6を介してファンネル(図示せず)に導かれた後、船外に排出されるようになっている。
すなわち、図2に示すように、過給機A3を単独運転させている状態から、過給機B4を起動して、過給機A3と過給機B4とを並列運転させるときには、タービン入口弁10を開放し(全開とし)、予め開放しておいた空気放出弁12を徐々に閉めていく。そして、空気放出弁12を徐々に閉めていくことにより、過給機A3および過給機B4のコンプレッサ出口圧力が徐々に上昇し、過給機A3および過給機B4のコンプレッサ出口圧力が所定の圧力までそれぞれ高められることとなる。
なお、制御弁11は、過給機B4のコンプレッサ出口圧力が、給気マニホールド7の圧力以上になるか、あるいは給気マニホールド7の圧力と略等しくなると、又は、過給機B4のコンプレッサ出口圧力と給気マニホールド7の圧力との差圧が所定値以下になったときに開放(全開)するようになっている。
また、「過給機B4のコンプレッサ出口圧力と給気マニホールド7の圧力との差圧が所定値以下」という条件における「所定値」は、過給機B4のコンプレッサ出口圧力が給気マニホールド7の圧力を下回っていても、後に空気放出弁12を閉じた場合にコンプレッサ部4bから給気マニホールド7への空気流れが確保できる程度の差圧をいう。
なお、制御弁11は、過給機B4のコンプレッサ出口圧力が、給気マニホールド7の圧力よりも低くなるか、あるいは給気マニホールド7の圧力よりも所定の圧力低くなると、又は、過給機B4のコンプレッサ出口圧力と給気マニホールド7の圧力との差圧が所定値を超えたときに閉塞(全閉)するようになっている。
これにより、過給機B4の起動時における給気マニホールド7からコンプレッサ部4bへの逆流現象を防止する、あるいは大幅に低減させることができ、過給機B4(の回転軸4c)をスムーズに回転(起動)させることができて、過給機B4のサージングを防止することができる。
これにより、過給機B4の停止時における給気マニホールド7からコンプレッサ部4bへの逆流現象を防止する、あるいは大幅に低減させることができ、過給機B4(の回転軸4c)をスムーズに回転(停止)させることができて、過給機B4のサージングを防止することができる。
図4は本実施形態に係る舶用ディーゼル機関の概略構成図、図5は図4に示すタービン入口弁、空気放出弁、制御弁の開閉状態を示すバルブタイミングチャートである。
図4に示すように、本実施形態に係る舶用ディーゼル機関21は、差圧スイッチ22を備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
すなわち、図5において左半分に示すように、過給機A3を単独運転させている状態から、過給機B4を起動して、過給機A3と過給機B4とを並列運転させるときには、タービン入口弁10を開放し(全開とし)、予め開放しておいた空気放出弁12を徐々に閉めていく。そして、空気放出弁12を徐々に閉めていくことにより、制御弁11の入口近傍における空気圧力P1が、制御弁11の出口近傍における空気圧力P2よりも大きくなったら差圧スイッチ22により制御弁11が徐々に開放され(全開とされ)、過給機A3および過給機B4のコンプレッサ出口圧力が徐々に上昇し、過給機A3および過給機B4のコンプレッサ出口圧力が所定の圧力までそれぞれ高められることとなる。
その他の作用効果は、上述した実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
2 エンジン本体
3 過給機A(主排気タービン過給機)
3a タービン部
3b コンプレッサ部
4 過給機B(副排気タービン過給機)
4a タービン部
4b コンプレッサ部
6 排気マニホールド
7 給気マニホールド
10 タービン入口弁
11 制御弁
12 空気放出弁
21 舶用ディーゼル機関
22 差圧スイッチ
L2 排気管
L4 給気管
L9 空気放出管
Claims (3)
- 一台のエンジン本体と、
前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、常に運転状態とされる少なくとも一台の主排気タービン過給機と、
前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、停止状態、または前記主排気タービン過給機と並列運転状態とされる少なくとも一台の副排気タービン過給機とを備えた舶用ディーゼル機関であって、
前記エンジン本体に搭載された排気マニホールドと、前記副排気タービン過給機のタービン部とを連通する排気管と、
前記排気管の途中に接続されたタービン入口弁と、
前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記エンジン本体に搭載された給気マニホールドとを連通する給気管と、
前記給気管の途中に接続され、前記副排気タービン過給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が、前記給気マニホールドの圧力以上のとき、又は、前記コンプレッサ部の前記出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値以下になったときに開状態となり、前記給気マニホールドの圧力よりも低くなるか、あるいは前記給気マニホールドの圧力よりも所定の圧力低くなると、又は、前記コンプレッサ部の出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値を超えたときに閉状態となる制御弁と、
前記給気管の途中で、前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記制御弁との間にその一端が接続された空気放出管と、
前記空気放出管の途中に接続された空気放出弁とを備えてなることを特徴とする舶用ディーゼル機関。 - 前記制御弁の入口における圧力と前記制御弁の出口における圧力との差を検出して、前記制御弁を開閉させる差圧スイッチが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の舶用ディーゼル機関。
- 一台のエンジン本体と、
前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、常に運転状態とされる少なくとも一台の主排気タービン過給機と、
前記エンジン本体から導かれた排気ガスによって駆動されるタービン部と、このタービン部により駆動されて前記エンジン本体に外気を圧送するコンプレッサ部とを有し、前記エンジン本体の運転中、停止状態とされるか、あるいは前記主排気タービン過給機と並列運転状態とされる少なくとも一台の副排気タービン過給機とを備え、
前記エンジン本体に搭載された排気マニホールドと、前記副排気タービン過給機のタービン部とを連通する排気管と、
前記排気管の途中に接続されたタービン入口弁と、
前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記エンジン本体に搭載された給気マニホールドとを連通する給気管と、
前記給気管の途中に接続され、前記副排気タービン過給機の前記コンプレッサ部の出口圧力が、前記給気マニホールドの圧力以上のとき、又は、前記コンプレッサ部の前記出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値以下になったときに開状態となり、前記給気マニホールドの圧力よりも低くなるか、あるいは前記給気マニホールドの圧力よりも所定の圧力低くなると、又は、前記コンプレッサ部の出口圧力と前記給気マニホールドの圧力との差圧が所定値を超えたときに閉状態となる制御弁と、
前記給気管の途中で、前記副排気タービン過給機のコンプレッサ部と前記制御弁との間にその一端が接続された空気放出管と、
前記空気放出管の途中に接続された空気放出弁とを備えた舶用ディーゼル機関の運転方法であって、
前記副排気タービン過給機の起動時には、前記空気放出弁を予め開放しておき、つぎに前記タービン入口弁を開けた後、前記空気放出弁を徐々に閉めていき、
前記副排気タービン過給機の停止時には、前記空気放出弁を徐々に開けていき、つぎに前記タービン入口弁を閉めるようにしたことを特徴とする舶用ディーゼル機関の運転方法。
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