JP6416489B2 - 排気レシーバ構造体及びこれを備える内燃機関システム - Google Patents

Description

本開示は、内燃機関から排出される排ガスを導入して排気タービン式過給機に供給するための排気レシーバ構造体及びこれを備える内燃機関システムに係る。

特許文献１に記載の内燃機関は、多気筒型の内燃機関の燃焼室と連通する排ガスディフューザ型排気枝管が円筒形排気集合管に接続されるように構成されている。

特許第２５１０９８３号

しかし、特許文献１に記載の内燃機関のように排ガスディフューザ型排気枝管に曲がり部が形成されている場合、ディフューザ型排気枝管を流れる排ガスに流速差が生じてしまう。より具体的には曲がり部の内側における排ガスの流速が、曲がり部の外側における排ガスの流速よりも速くなることとなる。このため、ディフューザ型排気枝管排ガスの下流側の開口端部から噴出される排ガスは、円筒形排気集合管の内周壁面側ほど流速が速くなる。よって、排ガスのうち流速の速い排ガス成分が、ポテンシャルコアを保ったまま円筒形排気集合管の内周壁面側に衝突し、拡散して静圧となる。このため、単純な流出損失に加えて衝突噴流の損失も加わることとなり、全体として圧力損失が大きくなる。よって、この分だけ過給機に供給されるエネルギが少なくなり、過給機の仕事量が減少する。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一つの実施形態は、排ガス通路から排気レシーバに排ガスを供給される際の圧力損失を小さくすることができる排気レシーバ構造体及びこれを備える内燃機関システムを提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる排気レシーバ構造体は、
内燃機関の燃焼室から排出される排ガスを導入して排気タービン式過給機に供給するための円筒状の排気レシーバと、
前記燃焼室と前記排気レシーバとの間を連通する排ガス通路と、を備え、
前記排ガス通路の一端側は前記燃焼室の排気口に接続され、
前記排ガス通路の他端側は前記排気レシーバの側周面側に接続されるとともに、該排ガス通路の他端側の開口端部には、該開口端部の内壁面と前記排気レシーバの内周壁面とが接続される接続部が形成され、
前記排ガス通路は、少なくとも１つの曲り部を備え、該曲り部のうち、最も下流側に位置する曲り部における外側の内壁面から前記他端側の開口端部に向かって連続する内壁面上に前記接続部が位置するように構成される。

上記排気レシーバ構造体によれば、排ガス通路の他端側は排気レシーバの側周面側に接続されるとともに、該排ガス通路の他端側の開口端部には、該開口端部の内壁面と排気レシーバの内周壁面とが接続される接続部が形成される。排ガス通路は、少なくとも１つの曲り部を備え、該曲り部のうち、最も下流側に位置する曲り部における外側の内壁面から他端側の開口端部に向かって連続する内壁面上に接続部が位置するように構成されている。このため、内燃機関から排ガス通路内に排出された排ガスは、最も下流側に位置する曲り部の外側の内壁面から他端側の開口端部に向かって連続する内壁面に沿って速い流速で流れ、排ガス通路の他端側の開口端部から排気レシーバ内に流出する。この流出した排ガスの流速は、排気レシーバの中央側よりも内周壁面側の方が速いので、流出した排ガスは排気レシーバの内周壁面に沿うようにして流れる。これにより、流速の速い排ガスが排気レシーバの内周壁面に衝突して圧力損失が大きくなることを防止することができる。

また、曲り部の内側を流れる排ガスの流速は、この曲り部の外側を流れる排ガスの流速よりも遅くなる。そして、この流速の遅い排ガスは、曲り部における内側の内壁面から他端側の開口端部に向かって連続する内壁面に沿って流れて、排ガス通路の他端側の開口端部から排気レシーバ内の中央側に流出する。この流出した排ガスは流速が遅いため、排気レシーバの内周壁面に衝突することなく、流速の速い内周壁面側の排ガスの流れに引きずられて内周壁面に沿うようにして流れて静圧になる。このため、流速の遅い排ガスが、排気レシーバの内周壁面に衝突して圧力損失が大きくなる虞はない。よって、排ガスが排ガス通路から排気レシーバに供給される際に、排ガスの圧力損失を小さくすることが出来る排気レシーバ構造体を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記排ガス通路は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、前記最も下流側に位置する曲り部における外側の内壁面から前記他端側の開口端部に向かって連続する前記排ガス通路の内壁面が、前記排ガス通路の他端側の開口端部が接続される位置における前記排気レシーバの内周壁面の接線方向に沿って延在する直線部を有するように構成される。

この場合、排ガス通路は、排ガス通路の内壁面が、排ガス通路の他端側の開口端部が接続される位置における排気レシーバの内周壁面の接線方向に沿って延在する直線部を有するように構成されている。このため、最も下流側に位置する曲り部の外側を流れる排ガスは、曲り部における外側の内壁面から他端側の開口端部に向かって連続する内壁面である直線部に沿って流れて、排ガス通路の他端側の開口端部から排気レシーバ内に流出するが、この直線部が排気レシーバの内周壁面の接線方向に沿って延在していることから、流出した排ガスを排気レシーバの内周壁面に沿ってスムーズに流すことができる。よって、排ガスが排ガス通路から排気レシーバに供給される際の圧力損失を一層小さくすることが出来る。

また、幾つかの実施形態では、
前記排気レシーバの内周壁面には、前記排ガス通路の他端側の開口端部の両側に、該開口端部から排出される排ガスの流れ方向に沿って前記内周壁面の周方向に延在する一対の整流板が突設されるように構成される。

この場合には、排気レシーバの内周壁面には、排ガス通路の他端側の開口端部の両側に、該開口端部から排出される排ガスの流れ方向に沿って内周壁面の周方向に延在する一対の整流板が突設されているので、排ガス通路の他端側の開口端部から流出する排ガスが拡散する範囲を一対の整流板によって規制することができる。よって、隣接する排ガス通路の他端側の開口端部から流出する排ガス同士が衝突する事態を抑えることができ、排ガスの圧力損失の増大を抑制することができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記一対の整流板は、前記排ガス通路の他端側の開口端部から離反する方向に向かって互いの間隔が徐々に広がるように構成される。

この場合、一対の整流板は、排ガス通路の他端側の開口端部から離反する方向に向かって互いの間隔が徐々に広がるように構成されているので、一対の整流板の間を流れる排ガスが緩やかに拡散し、排ガスの圧力損失を一層小さくすることが出来る。また、排ガスの静圧化をより促進させることができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記一対の整流板の各々は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、前記排ガス通路の他端側の開口端部に対して、前記排気レシーバの内周壁面の周方向において１６０度以上であって１９０度以下の範囲内の位置まで延在するように構成される。

この場合、一対の整流板の各々は、排気レシーバの軸方向から視た場合に、排ガス通路の他端側の開口端部に対して、排気レシーバの内周壁面の周方向において１６０度以上であって１９０度以下の範囲内の位置まで延在するので、排ガス通路の他端側の開口端部から流出した排ガスの拡散を効果的に抑制し、排ガスの圧力損失を一層小さくすることが出来る。

また、幾つかの実施形態では、
前記一対の整流板の各々は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、前記排気レシーバの内周壁面から起立する高さが、前記排ガス通路の他端側の開口端部の内径の１．０倍以上であって１．２倍以下の大きさに形成されるように構成される。

この場合、一対の整流板の各々は、排気レシーバの軸方向から視た場合に、排気レシーバの内周壁面から起立する高さが、排ガス通路の他端側の開口端部の内径の１．０倍以上であって１．２倍以下の大きさに形成されるので、一対の整流板の間から排ガスが漏れ出すのを効果的に抑制し、排ガスの圧力損失を一層小さくすることが出来る。

また、発明の幾つかの実施形態に係わる内燃機関システムは、
複数の気筒を有する内燃機関と、
前記複数の気筒から排出される排ガスによって駆動するように構成される排気タービン式過給機と、
請求項１から６の何れか一項に記載の排気レシーバ構造体と、を備える内燃機関システムであって、
前記内燃機関の複数の気筒は列状に配列されるとともに、該複数の気筒の各々の上部には上向きに開口する前記排気口が夫々設けられ、
前記排気レシーバは、該排気レシーバの軸方向が前記複数の気筒の配列方向に対して平行になるように配置され、
前記排ガス通路は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、該排ガス通路の一端側の開口端部が前記排気口と接続し、前記排気レシーバに向かって屈曲した後に、該排ガス通路の他端側の開口端部が前記排気レシーバの内周壁面の上部に接続するように構成されている。

上記内燃機関システムによれば、排ガス通路は、排気レシーバの軸方向から視た場合に、該排ガス通路の一端側の開口端部が排気口と接続し、排気レシーバに向かって屈曲した後に、該排ガス通路の他端側の開口端部が排気レシーバの内周壁面の上部に接続するように構成されている。よって、内燃機関から排出された排ガスは、排ガス通路の１箇所の屈曲する部分を通過した後は直線状に流れて排気レシーバに導入される。このため、排ガス通路が多数の曲り部を有する場合と比べて、排ガスの排ガス通路の流通時における圧力損失の増大を抑制することができる。また、排気レシーバは、この軸方向が複数の気筒の配列方向に対して平行になるように配置され、排ガス通路の他端側の開口端部が排気レシーバの内周壁面の上部に接続されているので、排気レシーバを内燃機関に近接配置することができるとともに、排ガス通路の長さを短くすることができる。このため、排気レシーバ構造体を小型化することができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記排ガス通路は、
一端側の開口端部が前記排気口に接続される屈曲部を有する排気管と、
他端側の開口端部が前記排気レシーバの内周壁面の上部に接続されて一端側から他端側に向かって拡径する排気ディフューザーと、
前記排気管の他端側と前記排気ディフューザーの一端側とを連結する連結管と、からなるように構成される。

この場合、排ガス通路は、一端側の開口端部が排気口に接続される屈曲部を有する排気管と、他端側の開口端部が排気レシーバの内周壁面の上部に接続されて一端側から他端側に向かって拡径する排気ディフューザーと、排気管の他端側と排気ディフューザーの一端側とを連結する連結管とからなる。このように、排ガス通路を排気管、排気ディフューザー、及び連結管の３つの部品から構成することで、排ガス通路の組み立て設置作業を容易に行うことが出来る。また、排ガス通路の点検作業等の場合において、排ガス通路を分解することができ、排ガス通路の点検作業を容易に行うことができる。

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、排ガス通路から排気レシーバに排ガスを供給する際の圧力損失を小さくすることができる排気レシーバ構造体及びこれを備える内燃機関システムを提供することができる。

本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる排気レシーバ構造体を備える内燃機関システムの側面図である。 図１のＡ部の拡大側面図である。 排気レシーバ構造体の部分断面平面図である。 図３のＡ矢視における排気レシーバ構造体の部分断面正面図である。 図４のIV−IV矢視に相当する部分の排気レシーバ構造体内の排ガスの流れを説明するための断面図である。 図４のIV−IV矢視に相当する部分の排気レシーバ構造体の断面図である。 他の実施形態に係わる排気レシーバ構造体断面図である。 他の実施形態に係わる排気レシーバ構造体の断面図である。

以下、添付図面に従って本発明の排気レシーバ構造体及びこれを備える内燃機関システムの実施形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。本実施形態では、内燃機関として船舶用の大型ディーゼルエンジンを例にし、この大型ディーゼルエンジンに接続される排気レシーバ構造体について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。先ず、本発明の排気レシーバ構造体を説明する前に、排気レシーバ構造体を備える内燃機関システムについて説明する。

図１は、本発明の排気レシーバ構造体を備える内燃機関システムの側面図であり、図２は、排気レシーバ構造体の拡大図である。内燃機関システムは、図１に示すように、ディーゼルエンジン１（以下、「エンジン１」と記す。）と、エンジンから排出される排ガスを導入する排気ディフューザーと、排気レシーバから排出される排ガスを静圧する排気レシーバと、排気レシーバから供給される排ガスによって回転駆動する排気タービン式過給機とを備える。

エンジン１は、例えば、ユニフロー方式の２サイクル多気筒エンジンであり、クランクケース３上に設置されたシリンダジャケット５の内部に形成された気筒６内をピストンが上下方向に摺動可能に設けられている。この気筒６の上端にはシリンダヘッド８が設けられている。気筒６の下部は、排気タービン式過給機７０のコンプレッサ７１から供給される圧縮空気を気筒６内に取り入れ可能に構成されている。

シリンダヘッド８の頂部には、図２に示すように、気筒６の上部に形成された排気口７を開閉する排気バルブ（図示せず）を介して排気口７から排出される排ガスを流すための排気管１０が設けられている。排気管１０は、その一端側の開口端部１０ａが下方を向いて開口して排気口７に連通し、他端側の開口端部１０ｂはエンジンの側方を向いて開口している。排気管１０は、一端側の開口端部１０ａから上方へ延びて他方側の開口端部側へ屈曲している曲り部１０ｃを有してなる。

排気管１０の他端側の開口端部１０ｂには、連結管１３を介して排気ディフューザー２０が接続されている。排気管１０と連通管１３、及び連通管１３と排気ディフューザー２０とは、夫々フランジなどの管継手１２などによって接続されている。排気ディフューザー２０は、断面視において円筒状に形成され、下流側に進むに従って内径が拡径する直線部２１を有して構成されている。このため、排気ディフューザー２０を流れる排ガスは、下流側へ流れるにしたがって流速が徐々に低下しながら圧力が増加して、排気レシーバ３０に導入される。

排気ディフューザー２０の一端側の開口端部２０ａは、上述したように、管継手１２及び連結管１３を介して排気管１０の他端側の開口端部１０ｂに接続されている。一方、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂは、円筒状の排気レシーバ３０の側周面３０ａ側に接続されている。

排気レシーバ３０は、排気レシーバ３０の軸方向がエンジン１に設けられた複数の気筒６の配列方向に対して平行になるように配置される。排気レシーバ３０は、内部が中空な円筒状に形成された胴部３１と、胴部３１の軸心方向両側を塞ぐ円板状の一対の側板部３２とを有してなる。排気レシーバ３０は、エンジン１のシリンダヘッド８の側方であって排気ディフューザー２０の延伸方向先端側に配置されている。排気レシーバ３０の胴部３１における断面の外形状は、真円形状に限るものではなく、例えば楕円形状や長円形状等のその他の円形状であってもよい。

排気タービン式過給機７０は、図１に示すように、エンジン１から排出された排ガスにより回転駆動されるタービン（図示せず）と、タービンの回転駆動により回転して空気を圧縮するコンプレッサ７１とを備えている。コンプレッサ７１から排出された圧縮空気は空気導管７２を介してエンジン１の気筒６内に導入される。

このように構成された内燃機関システムでは、排気ディフューザー２０から排気レシーバ３０に導入される排ガスの圧力損失が大きいと、排気タービン過給機７０のタービンに供給されるエネルギが少なくなり、排気タービン式過給機７０のタービンの仕事量が減少する虞が生じる。そこで、本願は、排気レシーバ３０に導入される排ガスの圧力損失の増加を抑制可能な排気レシーバ構造体について、図３〜図８を参照しながら説明する。

図３は、排気レシーバ構造体の部分断面平面図であり、図４は、図３のＡ矢視における排気レシーバ構造体の部分断面正面図であり、図５は、図４のIV−IV矢視に相当する部分の排気レシーバ構造体内の排ガスの流れを説明するための断面図であり、図６は、図４のIV−IV矢視に相当する部分の排気レシーバ構造体の断面図である。図５に示すように、排気レシーバ３０の胴部３１の上側には、排気ディフューザー２０の下流側の開口端部２０ｂを挿入可能な孔部３３が排気レシーバ３０の軸方向に所定間隔を有して複数設けられている。図示した実施形態では４つの孔部３３が設けられている。

この孔部３３に、排気ディフューザー２０の軸方向が排気レシーバ３０の軸方向に対して直交する方向を向いて、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂ側が挿入されて、排気ディフューザー２０が排気レシーバ３０に取り付けられている。図４及び図５に示した実施形態において、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂの頂部には、排気管１０の曲り部１０ｃの外側の内壁面１０ｄから排気ディフューザー２０の下流側の開口端部２０ｂに向かって連続する排気ディフューザー２０の内壁面２０ｃ上に位置する接続部２３が設けられている。より具体的には、排気管１０は曲り部１０ｃを備えており、曲り部１０ｃは曲率半径が最も大きい曲率半径最大位置内壁線１０ｄ１と、曲率半径が最も小さい曲率半径最小位置内壁線１０ｄ'２とを備えている。曲率半径最大位置内壁線１０ｄ１の延長線上に排気ディフューザー２０の下流側の開口端部２０ｂと排気ディフューザー２０の内壁面２０ｃとが接続する接続部２３が形成されている。この接続部２３は、図４及び図５に示したように、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂが孔部３３内に挿入されて開口端部２０ｂの頂部を孔部３３の頂部に接触させると、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂの内壁面２０ｃと排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂとが段差なく接続する位置に設けられている。換言すれば、排気ディフューザー２０の下流側の開口端部２０ｂは、この接続部２３の位置において、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂと段差なく接続されている。

ここで、エンジン１から排ガスが排気管１０内に排出されると、排ガスは排気管１０内を流れて排気ディフューザー２０に排出されるが、排気管１０は曲り部１０ｃを有しているので、図５に示すように、曲り部１０ｃの外側を流れる排ガスｇ１の流速は、曲り部１０ｃの内側を流れる排ガスｇ２の流速よりも速くなる。従って、流速の速い排ガスｇ１は排気ディフューザー２０の径方向外側の内壁面２０ｃに沿って流れ、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂの上部（排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂ側）から流出する。このため、流速の速い排ガスｇ１は排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂに沿って流れる。このため、流速の速い排ガスｇ１は排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂに衝突して圧力損失が大きくなるのを防止することができる。

一方、曲り部１０ｃの内側を流れる排ガスｇ２の流速は、この曲り部１０ｃの外側を流れる排ガスｇ１の流速よりも遅い。そして、この流速の遅い排ガスｇ２は、曲り部１０ｃにおける内側の内壁面１０ｄ'から排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂに向かって連続する内壁面２０ｃに沿って流れて、他端側の開口端部２０ｂから流出する。そして、この流出した排ガスｇ２は、流速が遅いため、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂに衝突することなく、流速の速い内周壁面３０ｂ側の排ガスｇ１の流れに引きずられて内周壁面３０ｂに沿うようにして流れて静圧になる。このため、流速の遅い排ガスｇ２は、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂに衝突して圧力損失が大きくなる虞はない。よって、排ガスが排気ディフューザー２０から排気レシーバ３０に導入される際に、排ガスの圧力損失の低下を抑制することができる。

また、排気ディフューザー２０は、排気レシーバ３０の軸方向から視た場合に、曲り部１０ｃの外側の内壁面１０ｄから排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂに向かって連続する排気ディフューザー２０の直線部２１の内壁面２０ｃが、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂが接続される位置における排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂの接線Ｓ方向に沿うように配設されている。このため、曲り部１０ｃの外側を流れる排ガスは、曲り部１０ｃにおける外側の内壁面１０ｄから排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂに向かって連続する直線部２１の内壁面２０ｃに沿って流れて、開口端部２０ｂから排気レシーバ３０内に流出するが、この直線部２１が排気レシーバ３０の内周壁面２０ｃの接線Ｓ方向に沿って延在していることから、流出した排ガスを排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂに沿ってスムーズに流すことができる。よって、排ガスが排気ディフューザー２０から排気レシーバ３０に流出される際の圧力損失を一層小さくすることが出来る。

図７及び図８は、他の実施形態に係わる排気レシーバ構造体の断面図である。
図７に示すように、排気ディフューザー２０は、この他端側の開口端部２０ｂが接続される位置における排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂの接線Ｓ方向に対して、曲り部１０ｃの外側の内壁面１０ｄから排気ディフューザー２０の他端側の開口端部１０ｂに向かって連続する排気ディフューザー２０の直線部２１の内壁面２０ｃが所定角度αを有して排気レシーバ３０に取り付けられてもよい。この場合の所定角度αは、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂから排ガスが流出する際に、排ガスの流出がスムーズであって、流速の速い排ガスｇ１の圧力損失を増大させない角度である。

また、図８に示すように、排気ディフューザー２０は、排気レシーバ３０の胴部３１の下側に設けられた孔部３３に排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂ側を挿入して排気レシーバ３０に取り付けられてもよい。この場合、排気ディフューザー２０は、排気ディフューザー２０の軸心が排気レシーバ３０の軸心に対して直交する方向を向いて、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂ側が孔部３３に挿入されて、排気レシーバ３０に取り付けられている。また、排気ディフューザー２０は、排気レシーバ３０の軸方向から視た場合に、エンジン１の気筒６（図１参照）と排気レシーバ３０との間を連通する排ガス通路４０の最も下流側に位置する曲り部４１の外側の内壁面４１ａから排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂに向かって連続する排気ディフューザー２０の直線部２１の内壁面２０ｃが、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂが接続される位置における排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂの接線Ｓ方向に沿うように配設されている。なお、排気ディフューザー２０の下流側の開口端部２０ｂは、開口端部２０ｂの下端部に位置する接続部２３'において、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂと段差なく接続されている。

このため、曲り部４１の外側を流れる排ガスは、曲り部４１における外側の内壁面４１ａから排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂに向かって連続する直線部２１の内壁面２０ｃに沿って流れて、開口端部２０ｂから排気レシーバ３０内に流出するが、この直線部２１が排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂの接線Ｓ方向に沿って延在していることから、流出した排ガスを排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂに沿ってスムーズに流すことができる。よって、排ガスが排気ディフューザー２０から排気レシーバ３０に流出される際の圧力損失を一層小さくすることが出来る。

但し、この排ガス通路４０は、排気ディフューザー２０及び排気管１０の他に、これらの間を繋ぐ２つの曲り部４１、４２と２つの連通管４３、４４を有して構成されている。このため、前述した図５に示す排ガス通路４０と比較して、排ガス通路４０の流路長が長くなるともに、曲り部の数が増加する。このため、排ガス通路４０を流れる排ガスの圧力損失が増大する虞がある。

さて、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂには、図３、図４、図６示すように、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂの両側には、開口端部２０ｂから排出される排ガスの流れ方向に沿って排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂの周方向に延在する一対の整流板５０が突設されている。

この一対の整流板５０は、図３のＡ矢印方向（排気レシーバ３０の軸方向に対して直交する方向）から視た場合に、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂから離反する方向に向かって互いの間隔が徐々に広がるように構成される（図４参照）。本実施形態では、広がり角度θは約７度に設定されている。この広がり角度θは５度以上１５度以下とするのが良い。また、本実施形態では、一対の整流板５０は直線状に延びながら拡がる場合を示したが、広がり角度θが段階的に変化したり、広がり角度θが徐々に変化したりするようにしてもよい。

このように、一対の整流板５０は広がり角度θを有して配設されているので、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂから流出する排ガスが拡散する範囲を一対の整流板５０によって規制することができる。よって、隣接する排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂから流出する排ガス同士が衝突する事態を抑えることができ、排ガスの圧力損失の増大を抑制することができる。

また、一対の整流板５０の各々は、排気レシーバ３０の軸方向から視た場合に、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂに対して、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂの周方向において１６０度以上であって１９０度以下の範囲内の位置まで延在するように構成されている（図６参照）。本実施形態では、一対の整流板５０の各々は、排気レシーバ３０の内周の半分の長さを有している。整流板５０の長さが内周の半分よりも短い場合には、排ガスが一対の整流板５０から漏れ出し易くなって、他の排ガスと接触して圧力損失が大きくなる。また、整流板５０の長さが内周の半分よりも長い場合には、一対の整流板５０間を流れる排ガスが排気ディフューザー２０に接触し易くなって、圧力損失が大きくなると考えられる。よって、一対の整流板５０の各々は、排気レシーバ３０の内周の半分の長さにすることで、排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂから流出した排ガスの拡散を効果的に抑制し、排ガスの圧力損失を一層小さくすることができる。

一対の整流板５０の排気ディフューザー２０の開口端部２０ｂ側の端部は、この開口端部２０ｂと同一面上の位置に設けられている（図３参照）。なお、この一対の整流板５０の端部は、図３の矢印Ｂが示す２点鎖線が示すように、開口端部２０ｂよりも上流側に配置されてもよい。このようにすると、開口端部２０ｂから流出する排ガスが開口端部２０ｂ周辺から漏れ出すのを抑制することができる。

また、一対の整流板５０の各々は、排気レシーバ３０の軸方向から視た場合に、排気レシーバ３０の内周壁面３０ｂから起立する高さｈが、排気ディフューザー２０の他端側の開口端部２０ｂの内径φの１．０倍以上であって１．２倍以下の大きさに形成されている（図６参照）。本実施形態では、整流板５０の高さｈは、排気ディフューザー２０の開口端部の内径φと同一に形成されている。このため、一対の整流板２０間から排ガスが漏れ出すのを効果的に抑制し、排ガスの圧力損失を一層小さくすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
３ クランクケース
５ シリンダ
６ 気筒
７、８２ 排出口
８ シリンダヘッド
１０ 排気管
１０ａ、１０ｂ、８３ｃ 開口端部
１０ｃ、４１、４２、８３ａ 曲り部
１０ｄ、４１ａ 内壁面
１０ｄ１ 曲率半径最大位置内壁線
１０ｄ'２ 曲率半径最小位置内壁線
１２ 管継手
１３、４３、４４ 連結管
２０ 排気ディフューザー
２１ 流路本体部
２３、２３'、８７ 接続部
３０、８５ 排気レシーバ
３０ａ、８５ａ 側周面
３０ｂ、８５ｂ 内周壁面
３１ 胴部
３２ 側板部
３３ 孔部
４０、８３ 排ガス通路
５０ 整流板
７０ 排気タービン式過給機
７１ コンプレッサ
７２ 空気導管
８０ 内燃機関
８１ 燃焼室
８３ｂ 排ガス案内壁面
８８ 接線
９０ 過給機
Ｓ 軸心

Claims (7)

1. 内燃機関の燃焼室から排出される排ガスを導入して排気タービン式過給機に供給するための円筒状の排気レシーバと、
   前記燃焼室と前記排気レシーバとの間を連通する排ガス通路と、を備え、
   前記排ガス通路の一端側は前記燃焼室の排気口に接続され、
   前記排ガス通路の他端側は前記排気レシーバの側周面側に接続されるとともに、該排ガス通路の他端側の開口端部には、該開口端部の内壁面と前記排気レシーバの内周壁面とが接続される接続部が形成され、
   前記排ガス通路は、少なくとも１つの曲り部を備え、該曲り部のうち、最も下流側に位置する曲り部における外側の内壁面から前記他端側の開口端部に向かって連続する内壁面上に前記接続部が位置するように構成され、
   前記排気レシーバの内周壁面には、前記排ガス通路の他端側の開口端部の両側に、該開口端部から排出される排ガスの流れ方向に沿って前記内周壁面の周方向に延在する一対の整流板が突設される
   ことを特徴とする排気レシーバ構造体。
2. 前記排ガス通路は、前記最も下流側に位置する曲り部における外側の内壁面から前記他端側の開口端部に向かって連続する前記排ガス通路の内壁面が、前記排ガス通路の他端側の開口端部が接続される位置における前記排気レシーバの内周壁面の接線方向に沿って延在する直線部を有するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の排気レシーバ構造体。
3. 前記一対の整流板は、前記排ガス通路の他端側の開口端部から離反する方向に向かって互いの間隔が徐々に広がるように構成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気レシーバ構造体。
4. 前記一対の整流板の各々は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、前記排ガス通路の他端側の開口端部に対して、前記排気レシーバの内周壁面の周方向において１６０度以上であって１９０度以下の範囲内の位置まで延在するように構成される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の排気レシーバ構造体。
5. 前記一対の整流板の各々は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、前記排気レシーバの内周壁面から起立する高さが、前記排ガス通路の他端側の開口端部の内径の１．０倍以上であって１．２倍以下の大きさに形成される
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の排気レシーバ構造体。
6. 複数の気筒を有する内燃機関と、
   前記複数の気筒から排出される排ガスによって駆動するように構成される排気タービン式過給機と、
   請求項１から５の何れか一項に記載の排気レシーバ構造体と、を備える内燃機関システムであって、
   前記内燃機関の複数の気筒は列状に配列されるとともに、該複数の気筒の各々の上部には上向きに開口する前記排気口が夫々設けられ、
   前記排気レシーバは、該排気レシーバの軸方向が前記複数の気筒の配列方向に対して平行になるように配置され、
   前記排ガス通路は、前記排気レシーバの軸方向から視た場合に、該排ガス通路の一端側の開口端部が前記排気口と接続し、前記排気レシーバに向かって屈曲した後に、該排ガス通路の他端側の開口端部が前記排気レシーバの内周壁面の上部に接続するように構成されている
   ことを特徴とする内燃機関システム。
7. 前記排ガス通路は、
   一端側の開口端部が前記排気口に接続される屈曲部を有する排気管と、
   他端側の開口端部が前記排気レシーバの内周壁面の上部に接続されて一端側から他端側に向かって拡径する排気ディフューザーと、
   前記排気管の他端側と前記排気ディフューザーの一端側とを連結する連結管と、からなる
   ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関システム。

Images