JP5843922B2 - 排気静圧管支持構造およびこれを備えた内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、例えば静圧式とされた過給機に排ガスを導く排気静圧管を支持する排気静圧管支持構造およびこれを備えた内燃機関に関するものである。

例えば舶用主機として用いられる大型２ストロークディーゼルエンジン（内燃機関）には、静圧式の過給機が用いられる。この静圧式の過給機には、過給機に導入する前の排ガスを一時的に貯留する排気静圧管が接続されている。排気静圧管は、ディーゼルエンジンの各シリンダから排出された排ガスの脈動を抑えるために所定容量の空間を有した容器となっている。なお、排気静圧管は、排ガスレシーバや排ガスマニホールドとも称される。
このような排気静圧管は、それ自身の重量と各シリンダ側から発生するガス圧による荷重を受けるため、ディーゼルエンジン本体に対して支持板およびたわみ板によって支持されている（例えば下記特許文献１参照）。

特許第４９９５９９０号公報

支持板は、排気静圧管を下方から支持することによって排気静圧管の重量を主として支えるものである。さらに、支持板は、排気静圧管の長手方向に沿って配置されており長手方向の剛性を有しているので、排気静圧管の長手方向の振動を抑えることができるようになっている。

たわみ板は、支持板の両側方に、排気静圧管の長手方向に所定の間隔を有して複数設けられている。例えば参考例として模式的に図８に示すように、たわみ板５０は、排気静圧管１４と掃気トランク２０との間に設けられ、排気静圧管１４を下方から支持することによって排気静圧管１４の重量およびガス圧による荷重を支えている。さらに、たわみ板５０は、排気静圧管１４の長手方向に直交する横方向（図８の紙面垂直方向）に配置された１対のプレート５０ａによって構成されているので、排気静圧管１４の横方向の振動を抑えることができるようになっている。また、たわみ板５０は排気静圧管１４の横方向に配置されているため、図８にその変形状態が示されているように、排気静圧管１４の長手方向に撓んで変形することができるようになっている。これにより、たわみ板５０は、排気静圧管１４の熱による長手方向の伸縮を許容できるようになっている。

近年のディーゼルエンジンのロングストローク化に伴い、ディーゼルエンジンのシリンダ部分の寸法が長くなることに伴い、排気静圧管と、排気静圧管を下方から支えるディーゼルエンジン本体（例えば掃気トランク）の固定位置との距離が長くなる傾向にある。このため、排気静圧管を下から支える支持板およびたわみ板の上下方向の長さが長くなる。これにより、排気静圧管を支える支持板およびたわみ板の剛性が低下し、排気静圧管の振動が大きくなり、この振動により、支持板を取り付けるために排気静圧管に固定された取付板や、たわみ板を取り付けるために排気静圧管に固定された取付板（図８の符号４０参照）、並びに、支持板を取り付けるためにディーゼルエンジン本体に固定された取付板や、たわみ板を取り付けるためにディーゼルエンジン本体に固定された取付板（図８の符号４３参照）、そしてこれらに付属する配管に損傷を及ぼすおそれがある。
このような排気静圧管に生じる振動を小さくするため、支持板およびたわみ板の板厚を増大して剛性を上げ、固有振動数を上げることが一般的な対策として挙げられる。

しかし、たわみ板の場合、固有振動数を上げるために板厚を増大すると、高温となった排気静圧管の長手方向の熱伸び変位により、大きな曲げモーメントが発生してしまう。この曲げモーメントは、たわみ板に接続された取付板にも伝達され、比較的強度の低い排気静圧管やディーゼルエンジン本体に対する取付板の固定部に大きな応力が発生し、損傷を及ぼすおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、固有振動数を上げることができかつ取付部に伝達される曲げモーメントの増大を可及的に抑えることができるたわみ板を備えた排気静圧管支持構造およびこれを備えた内燃機関を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の排気静圧管支持構造およびこれを備えた内燃機関は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる排気静圧管支持構造は、内燃機関本体から排出される排ガスを一時的に貯留するとともに、長手軸線が水平方向に延在する排気静圧管を、前記内燃機関本体に対して支持する排気静圧管支持構造であって、前記排気静圧管と前記内燃機関本体との間に設けられ、該排気静圧管を下方から支持する第１板状体を有し、該第１板状体が前記排気静圧管の前記長手軸線方向に対して直交するように配置された第１支持部と、前記排気静圧管に対して固定され、前記第１板状体の上端部に取り付けられる上側取付部と、前記内燃機関本体に対して固定され、前記第１板状体の下端部に取り付けられる下側取付部とを備え、前記第１板状体は、前記上側取付部および前記下側取付部を間に挟んで接続された１対の対向板状体と、少なくとも一方の該対向板状体に隣接して設けられた隣接板状体とから構成されることを特徴とする。

第１支持部は、排気静圧管を下方から支持することによって排気静圧管の重量を支える。さらに、第１支持部は、水平方向に直交するように配置された第１板状体によって、水平方向に直交する方向すなわち横方向の振動を抑える。また、第１板状体は水平方向に直交するように配置されているため、排気静圧管の長手方向に撓んで変形することができるようになっている。これにより、第１支持部は、排気静圧管の熱による長手方向の伸縮を許容するように変形する。
本発明では、第１板状体を一対の対向板状体に加えて、対向板状体に隣接する隣接板状体を設けることとした。このように板状体を合計で３枚以上とすることによって排気静圧管の横方向の固有振動数を上げることができる。また、１対の対向板状体の一方あるいは両方の板厚を増大するのではなく、１枚あたりの板厚を減じて板状体の枚数を増やすことによって全体の合計板厚を増大して第１支持部の剛性を上げることにした。これにより、第１板状体の端部から上側取付部および下側取付部に伝達される曲げモーメントの増加を抑えることができるので、上側取付部および下側取付部に生じる応力の増大を抑えることで、上側取付部および下側取付部を排気静圧管や内燃機関本体に固定する固定部の損傷を回避することができる。
なお、第１支持部の下端が取り付けられる内燃機関本体としては、典型的には、掃気トランクが挙げられる。
また、排気静圧管の長手軸線は、水平方向に厳密に一致して延在している必要は無く、組立精度等の関係で所定の範囲で水平方向から傾いていても良い。

さらに、本発明の排気静圧管支持構造では、前記対向板状体と前記隣接板状体とは、同じ板厚とされていることを特徴とする。

対向板状体と隣接板状体とを同じ板厚とすることにより、格別なコスト増大を招くことなく製造することができる。また、対向板状体および隣接板状体のそれぞれの板厚は、対向板状体に挟み込まれた上側取付部や下側取付部の板厚よりも小さいことが好ましい。

さらに、本発明の排気静圧管支持構造では、前記排気静圧管と前記内燃機関本体との間に設けられ、該排気静圧管を下方から支持する第２板状体を有し、該第２板状体が前記排気静圧管の前記長手軸線方向に沿って配置された第２支持部を備えていることを特徴とする。

第２支持部は、排気静圧管を下方から支持することによって排気静圧管の重量を支える。さらに、第２支持部は、水平方向に沿って配置された第２板状体によって、水平方向すなわち排気静圧管の長手軸線方向の振動を抑える。

本発明の内燃機関は、上記の排気静圧管支持構造を備えていることを特徴とする。

上記発明に記載された排気静圧管支持構造を備えているので、内燃機関をロングストローク化して第２支持部が長くなっても、排気静圧管の横方向の振動を抑えつつ取付部の損傷を回避して排気静圧管を支持することができる。

排気静圧管の長手方向に直交する横方向の固有振動数を上げることができるとともに、取付部に伝達される曲げモーメントの増大を可及的に抑えることができる。

本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンを示した概略構成図である。 図１のディーゼルエンジンを排気静圧管側から見た側面図である。 図２の排気静圧管周りを拡大して示した側面図である。 図３のたわみ板を拡大して示した正面図である。 図３の左端のたわみ板を拡大して示した側面図である。 図５のたわみ板をさらに拡大して示した側面図である。 本発明の一実施形態にかかるたわみ板の変形状態を示した側面図である。 参考例としてのたわみ板の変形状態を示した側面図である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかるクロスヘッド型ディーゼルエンジン（内燃機関）１の概略が示されている。同図に示されたディーゼルエンジン１は、例えばＬＮＧ船やコンテナ船等の舶用主機として用いられ、低速２ストローク１サイクルのユニフロー掃気方式とされている。

ディーゼルエンジン１は、下方に位置する台板３と、台板３上に設けられた架構５と、架構５上に設けられたジャケット７とを備えている。これら台板３、架構５及びジャケット７は、上下方向に延在する複数のテンションボルト（図示せず）によって一体的に締め付けられて固定されている。

ジャケット７にはシリンダライナ９が設けられており、シリンダライナ９の下端側には複数の掃気ポート１０が形成されている。シリンダライナ９の上端には、シリンダカバー１１が設けられている。シリンダカバー１１には、排気弁１２が設けられている。このように、シリンダライナ９の下端側に設けた掃気ポート１０から空気が掃気として下方からシリンダ内に導入され、シリンダ内の上方に位置する排気弁１２から排ガスが排気されるユニフロー掃気方式が採用されている。

各気筒の排気弁１２から排出された排ガスは、排気静圧管１４に集められた後に、過給機１６へと送られる。過給機１６では、導かれた排ガスによって図示しない排気タービンが回転させられ、これにより同軸にて接続された図示しないコンプレッサが回転させられる。コンプレッサは、外部から取り込んだ空気を圧縮し、圧縮された空気はエアクーラ１８にて冷却された後に掃気トランク２０へと導かれる。掃気トランク２０へと導かれた圧縮空気は、上述した掃気ポート１０へと導かれる。

シリンダライナ９およびシリンダカバー１１によって形成された空間内には、ピストン１３が往復動可能に設けられている。ピストン１３の下端には、ピストン棒１５の上端が回動可能に取り付けられている。

台板３はクランクケースとされており、クランク軸１７が設けられている。クランク軸から取り出された回転出力が船舶の推進用プロペラへと伝達されるようになっている。クランク軸１７の上端には、連接棒１９の下端が回動可能に接続されている。

架構５には、ピストン棒１５と連接棒１９とを回動可能に接続するクロスヘッド２１が設けられている。すなわち、ピストン棒１５の下端および連接棒１９の上端がクロスヘッド２に接続されている。クロスヘッド２１は、上下方向に延在する一対の摺動板２３に沿って上下方向に往復動するようになっている。

排気静圧管１４は、図１及び図２に示されているように、長手軸線を水平方向に延在させた円筒形状とされている。なお、排気静圧管１４の長手軸線は、水平方向に厳密に一致して延在している必要は無く、組立精度等の関係で所定の範囲で水平方向から傾いていても良い。
排気静圧管１４の長手方向（図３参照）は、ディーゼルエンジン１の長手方向（機関長手方向）に一致している。なお、排気静圧管１４の長手方向は、ディーゼルエンジン１の長手方向に厳密に一致している必要は無く、組立精度等の関係で所定の範囲でディーゼルエンジン１の長手方向から傾いていても良い。
排気静圧管１４の大きさは、使用されるディーゼルエンジン１の機種にもよるが、長手方向の寸法は３〜２０ｍとなり、直径は１〜２ｍとなる。また、ディーゼルエンジン１のシリンダ数が多くシリンダが直列に配列される場合は、排気静圧管１４を長手方向に複数並べて排気静圧管の間を、可撓性を有する接続管で接続する場合もある。

排気静圧管１４は、ディーゼルエンジン１本体側の掃気トランク２０に対して下方から支持されている。具体的には、排気静圧管１４と掃気トランク２０との間には、支持板（第２支持部）３０と、たわみ板（第１支持部）３２とを有する排気静圧管支持構造が設けられている。

図３に示されているように、支持板３０は、掃気トランク２０から上方向に立設され、排気静圧管１４を下方から支持することによって排気静圧管１４の重量を支えるものである。支持板３０は、排気静圧管１４の重心位置である長手方向における中央位置に設けられているので、排気静圧管１４の重量を主として支える。ここで、排気静圧管１４の長手方向における中央位置とは、厳密な意味での中央位置を意味するものではなく、所定の範囲で中央位置からずれた位置でも良い。また、本実施形態では排気静圧管１４の重心位置に支持板３０が位置しているが、排気静圧管１４の重心から外れた位置に支持板３０を設けてもよい。

支持板３０は、排気静圧管１４の長手方向に沿って配置され、上辺を短辺とした台形状とされている。支持板３０は、例えば鉄系の金属製とされ、対向する１対のプレート（第２板状体）から構成されており、各プレートは間に所定の隙間を有して重ねられた状態で配置されている。
支持板３０の上端は、排気静圧管１４の下端に溶接等によって固定された取付部３４に対して、複数のボルト３５及びナット等によって剛に固定されている。支持板３０の下端は、掃気トランク２０の上部にボルト３７等によって固定された取付部３６に対して、複数のボルト及びナット等によって剛に固定されている。支持板３０は、排気静圧管１４の長手方向に沿って配置された板状体とされているため長手方向に高い曲げ剛性を有しているので、排気静圧管１４の長手方向の振動を抑えることができるようになっている。
このように、支持板３０は、排気静圧管１４の重量を主として支えるとともに、排気静圧管１４の長手方向の振動を抑える役割を有している。

たわみ板３２は、掃気トランク２０から上方向に立設され、支持板３０の側方に複数（図３では４つ）設けられており、排気静圧管１４を下方から支持することによって排気静圧管１４の重量を支える。たわみ板３２の数は、排気静圧管１４の長手方向の寸法によって適宜決定されるが、少なくとも排気静圧管１４の両端に設けることが好ましい。これは、排気静圧管１４の長手方向の中央位置における鉛直軸線回りの振動（いわゆるヨー方向の振動）を有効に抑えるためである。

たわみ板３２は、排気静圧管１４の長手方向に直交するように配置され、この長手方向に直交する方向（以下「排気管横方向」という。図４参照）に延在した板状体とされているため排気管横方向に高い曲げ剛性を有している。このため、たわみ板３２は、排気静圧管１４の排気管横方向の振動を抑えることができるようになっている。また、たわみ板３２は、排気管横方向に延在するように配置されているため、排気静圧管１４の長手方向に撓んで変形できるようになっている（例えば図７参照）。これにより、たわみ板３２は、排気静圧管１４の熱による長手方向の伸縮を許容するように変形することができる。
このように、たわみ板３２は、排気静圧管１４の長手方向の熱変形を許容しつつ、排気静圧管１４の重量を各位置で支えるとともに、排気管横方向の振動を抑える役割を有している。

図４には、たわみ板３２を正面から見た図が示されている。同図に示されているように、たわみ板３２の上端は、排気静圧管１４に取り付けられて下方に突出する上側取付板（上側取付部）４０に対して、複数のボルト４１ａ及びナット４１ｂ（図５参照）等によって剛に固定されている。具体的には、図５に示すように、たわみ板３２を構成する複数のプレート（第１板状体）３２ａ，３２ｂを上側取付板４０の両側から挟み込んだ状態でたわみ板３２の上端が固定されている。

たわみ板３２の下端は、図４に示されているように、掃気トランク２０の上部にボルト４５（図６参照）等によって固定された下側取付板（下側取付部）４３に対して、複数のボルト４４ａ（図５参照）及びナット４４ｂ等によって固定されている。具体的には、図５に示すように、たわみ板３２を構成する複数のプレート３２ａ，３２ｂを下側取付板４３の両側から挟み込んだ状態でたわみ板３２の下端が固定されている。

図６に示されているように、たわみ板３２は、鉄系の金属製とされた複数のプレート３２ａ，３２ｂによって構成されている。具体的には、たわみ板３２は、上下の取付部４０，４３を挟むように対向配置された１対の対向プレート３２ａ，３２ａと、一方（図６では左側）の対向プレート３２ａの外側に重ねられた状態で配置された隣接プレート３２ｂとから構成されている。本実施形態では、たわみ板３２を構成するプレートは合計で３枚とされている。ただし、プレートの数は４枚以上であっても良く、他方（図６では右側）の対向プレート３２ａに重ねるように隣接プレート３２ｂを設けてもよい。

３枚の各プレート３２ａ，３２ｂの形状は、全て略同一形状とされ、同じ板厚ｔ、同じ上下の固定部間距離Ｌ１、同じ幅ｂ（図４参照）を有している。プレート３２ａ，３２ｂの板厚ｔは、５ｍｍ以上とされ、機種によっては１０ｍｍ以上または１４ｍｍ以上、さらには２０ｍｍ以上とされる。固定部間距離Ｌ１は、６００ｍｍ以上とされ、機種によっては１０００ｍｍ以上、さらには２０００ｍｍ以上とされる。
また、プレート３２ａ，３２ｂの幅ｂに対する固定部間距離Ｌ１（Ｌ１／ｂ）は、１よりも大きく、機種によっては、１．５以上、さらには２．０以上とされた縦長形状となっている。
なお、各プレートの形状は厳密に同一形状であることは必要とされず、各プレートから構成されるたわみ板としての機能を有する限りそれぞれのプレートの形状を適宜変更させても良い。また、板厚ｔを各プレートで異なることとしても良い。ただし、各プレートの板厚ｔは、上下の取付板４０，４３の板厚Ｔよりも薄いことが好ましく、また、各プレートの板厚ｔを積算した合計板厚は、たわみ板３２に求められる設計強度から決定される。

本実施形態のたわみ板３２は、１対の２枚のプレートとするのではなく、３枚のプレート３２ａ，３２ｂから構成されているが、この有利点について以下に説明する。

排気静圧管１４の熱伸びによるたわみ板３２の曲げモーメントMは、下式で表される。
M=6・E・ｎ・I1・δmax/L1^2 ［Kgf‐mm］ ・・・（１）
ここで、上式における各諸元は以下の通りである。
E：縦弾性係数（21000 kgf/mm²）
n：たわみ板を構成するプレートの枚数
I1：プレートの横方向中心線の断面２次モーメント
ｂ：プレートの幅（mm）
t：プレートの厚さ（mm）
L1：プレートの固定部間長さ（mm）
δmax：熱伸び量（mm）

断面二次モーメントI1は、下式のように表される。
I1=ｂ・ｔ＾3/12 ［mm⁴］
この関係を用いて式（１）を変形すると、下式となる。
M=E・ｎ・ｂ・t＾3・δmax/（2・L1^2） ［Kgf-mm］ ・・・（２）

熱伸び量δmaxとプレート固定部間長さL1及びプレート幅ｂは、ディーゼルエンジン１本体側の設計で決定されるため、ここでは定数と考える。よって、E，ｂ，δmax，L1を定数とすれば、式（２）は下式のように変形できる。
M∝ｎ・t＾3 ・・・（３）
上式から、排気静圧管１４の熱伸びによって生じるたわみ板３２の固定部における曲げモーメントMは、プレートの枚数ｎに比例し、プレートの板厚ｔの３乗に比例することが分かる。

上式（３）に示した曲げモーメントMは、たわみ板３２の各プレートの固定部を介して上側取付板４０及び下側取付板４３のそれぞれに伝達される。上側取付板４０及び下側取付板４３には、この曲げモーメントMによって、下式に示す応力σが発生する。
σ=M/Z ［kgf/mm^２］ ・・・（４）
ここで、上式における各諸元は以下の通りである。
Z：それぞれの取付板４０，４３の断面係数（Z=b1・T^2/12）
T：各取付板４０，４３の厚さ（mm）
b1：各取付板４０，４３の幅（mm）

取付板４０，４３の圧さT及び幅b1は、排気静圧管１４及びディーゼルエンジン１本体側の設計で決定されるため、ここでは定数と考える。よって、T，b1，Zを定数とすれば、上式（４）は下式のように変形できる。
σ∝M ・・・（５）

ゆえに、式（３）及び式（５）から、下式（６）が導かれる。
σ∝M∝ｎ・t＾3 ・・・（６）
上式から、取付板４０，４３に生じる応力は、たわみ板３２から取付板４０，４３に伝達される曲げモーメントMに比例するとともに、プレートの枚数ｎに比例し、プレートの板厚ｔの３乗に比例することが分かる。

次に、排気静圧管１４と排気静圧管１４を支えるたわみ板３２の排気管横方向の固有振動数ｆ_ECについて検討する。固有振動数ｆ_ECは、下式で表される。
ｆ_EC=（ｋ1/ｍ）＾0.5/（2・π） ［Ｈｚ］ ・・・（７）
ここで、上式における各諸元は以下の通りである。
ｋ1：排気管横方向のばね定数
Ｉ2：プレートの長手方向中心線の断面２次モーメント
ｍ：排気静圧管１４の質量

なお、ばね定数k1及び断面二次モーメントI2は下式で表される。
k1=3・Ｅ・ｎ・Ｉ2/Ｌ1＾3
I2=ｔ・ｂ＾3/12 ［ｍｍ^４］
これらを上式（７）に代入すると、下式となる。
f_EC=（3・E・n・ｔ・ｂ＾3/（12・ｍ・L1＾3））＾0.5/（2・π）
=11.5・（（ｎ・ｔ・ｂ＾3）/（m・L1＾3））＾0.5 ［Hz］ ・・・（８）

排気静圧管１４の質量ｍは、排気静圧管の容積及び強度より決定されるため、ここでは定数と考える。よって、E，ｂ，m，L1を定数とすれば、下式のように変形できる。
ｆ_EC∝（ｎ・t）＾0.5 ・・・（９）
上式から、たわみ板の排気管横方向の固有振動数ｆ_ECは、プレートの枚数の0.5乗に比例し、プレートの板厚の0.5乗に比例する。

プレートの枚数ｎや板厚ｔの変更によってたわみ板３２から取付板４０，４３に伝達される曲げモーメントMが変化し、これに伴い取付板４０，４３に生じる応力σが変化した場合に、応力σが増大して上下の取付板４０，４３が損傷を受けないようにするためには、プレートの枚数ｎや板厚ｔの変更の前後で応力σ（曲げモーメントM）が少なくとも一定とされる必要がある。そのためには、上式（６）から下式が導かれる。
ｔ∝（1/ｎ）＾（1/3） ・・・（１０）
上式（１０）から、１枚のプレートで受ける応力σと同じ応力σとなるように２枚のプレートに変更する場合、（1/2）＾（1/3）＝約0.8倍の板厚とされたプレートを２枚重ねれば良いことが分かる。すなわち、約0.8倍未満の板厚のプレートであれば、１枚のプレートの場合よりもプレートに生じる応力が小さくなる。

プレートの枚数ｎや板厚ｔの変更の前後で一定とした曲げモーメントMとなるように上式（１０）に従って板厚ｔを決定した場合、たわみ板３２の排気管横方向の固有振動数ｆ_ECは式（９）から下式のようになる。
ｆ_EC∝ｎ＾（1/3） ・・・（１１）
上式から分かるように、プレートの枚数ｎや板厚ｔの変更の前後で曲げモーメントMが変化しないように各プレートの板厚ｔを決定した場合、プレートの枚数ｎを増やすほどたわみ板３２の横方向の固有振動数ｆ_ECはプレート枚数の1/3乗に比例して大きくなる。

また、式（６）及び式（９）から、次のように考えることもできる。すなわち、たわみ板の固有振動数を変えることなく、板厚ｔとされた１枚のプレートを用いる場合よりも、同じ板厚ｔでも半分の板厚である0.5ｔとされた２枚のプレートを用いた方が、取付板４０，４３に生じる応力σを小さくすることができる。
したがって、本実施形態のように、１対の２枚のプレートとした場合に、一方または両方のプレートの板厚を増大させて固有振動数の増大を図るのではなく、１対のプレート３２ａに同じ板厚の隣接プレート３２ｂを加えた３枚のプレート３２ａ，３２ｂとすることによって、固有振動数の増大を図るとともに、取付板４０，４３に伝達されるモーメントMの増大を回避することができる。

以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ディーゼルエンジン１の運転中には、複数のシリンダから種々のタイミングで排ガスが排気静圧管１４へと導かれる。排気静圧管１４内では、排ガスの脈動が抑えられ、排ガスのエネルギーが静圧に変換される。このとき、排気静圧管１４には、ディーゼルエンジン１本体から伝達される振動、排ガス圧力の影響や排気静圧管１４の自重等が加わるため、排気静圧管１４を支持板３０及びたわみ板３２によって下方から支持する。
排気静圧管１４の主たる重量は、長手方向の略中央位置に設けられた支持板３０によって支持される。排気静圧管１４の長手方向の振動は、長手方向に延在する支持板３０によって抑えられる。

一方、排気静圧管１４の各長手方向位置における部分的な荷重は、たわみ板３２によって支持される。排気静圧管１４の横方向の振動は、排気静圧管１４の横方向に延在するたわみ板３２によって抑えられる。また、排気静圧管１４の長手方向における熱伸びは、図７に示すように、たわみ板３２が排気静圧管１４の長手方向に撓んで変形することによって許容する。

本実施形態では、たわみ板３２を一対の対向プレート３２ａに加えて、これら対向プレート３２ａと同じ板厚とされた隣接プレート３２ｂを対向プレート３２ａに隣接して設けることとした。このようにプレートを合計で３枚とすることによって横方向の固有振動数を上げることができる。
また、プレートの板厚を増大するのではなく、プレートの枚数を増やすことによって全体の合計板厚を増大してたわみ板３２の剛性を上げることにした。このようにたわみ板３２の剛性を上げても、厚い１枚のプレートとするのではなくこれを分割した薄いプレートを組み合わせることとしたので、たわみ板３２の固定部から上側取付部４０および下側取付部４３に伝達される曲げモーメントの増加を抑えることができ、上側取付部４０および下側取付部４３に生じる応力の増大を抑えることで、排気静圧管１４や掃気トランク２０に固定する固定部の損傷を回避することができる。

なお、上述した実施形態では、舶用主機として用いられる大型ディーゼルエンジンとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、排気静圧管を備えるものであれば他の内燃機関にも適用できる。
また、上述した実施形態では、たわみ板の下端の接続先を掃気トランクとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たわみ板の下端を接続するために適切な内燃機関本体側の構造であれば良い。
また、上述した実施形態では、支持板３０を備えた構成として説明したが、支持板３０を使用せずにたわみ板３２のみで排気静圧管１４を支える構成としても良い。

１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
９ シリンダライナ
１４ 排気静圧管
１６ 過給機
２０ 掃気トランク
３０ 支持板（第２支持部）
３２ たわみ板（第１支持部）
３２ａ 対向プレート（対向板状体）
３２ｂ 隣接プレート（隣接板状体）
４０ 上側取付板（上側取付部）
４３ 下側取付板（下側取付部）

Claims (4)

1. 内燃機関本体から排出される排ガスを一時的に貯留するとともに、長手軸線が水平方向に延在する排気静圧管を、前記内燃機関本体に対して支持する排気静圧管支持構造であって、
   前記排気静圧管と前記内燃機関本体との間に設けられ、該排気静圧管を下方から支持する第１板状体を有し、該第１板状体が前記排気静圧管の前記長手軸線方向に対して直交するように配置された第１支持部と、
   前記排気静圧管に対して固定され、前記第１板状体の上端部に取り付けられる上側取付部と、
   前記内燃機関本体に対して固定され、前記第１板状体の下端部に取り付けられる下側取付部と、
   を備え、
   前記第１板状体は、前記上側取付部および前記下側取付部を間に挟んで接続された１対の対向板状体と、少なくとも一方の該対向板状体に隣接して設けられた隣接板状体とから構成されることを特徴とする排気静圧管支持構造。
2. 前記対向板状体と前記隣接板状体とは、同じ板厚とされていることを特徴とする請求項１に記載の排気静圧管支持構造。
3. 前記排気静圧管と前記内燃機関本体との間に設けられ、該排気静圧管を下方から支持する第２板状体を有し、該第２板状体が前記排気静圧管の前記長手軸線方向に沿って配置された第２支持部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気静圧管支持構造。
4. 請求項１から３のいずれかに記載された排気静圧管支持構造を備えていることを特徴とする内燃機関。

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