KR20160107320A - Exhaust static tube support structure and internal combustion engine equipped with same - Google Patents

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Abstract

고유 진동수를 높일 수 있고 또한 장착부에 전달되는 굽힘 모멘트의 증대를 가급적 억제할 수 있는 배기 정압관 지지 구조를 제공하는 것이다. 배기 정압관(14)과 소기 트렁크(20)의 사이에 마련되어, 배기 정압관(14)을 하방으로부터 지지하는 플레이트(32a, 32b)를 갖고, 플레이트(32a, 32b)가 배기 정압관(14)의 길이 방향에 직교하도록 배치된 변형판(32)과, 배기 정압관(14)에 대하여 고정되어, 변형판(32)의 상단부에 접속되는 상측 장착판(40)과, 소기 트렁크(20)에 대하여 고정되어, 변형판(32)의 하단부에 접속되는 하측 장착판(43)을 구비하며, 변형판(32)은, 상측 장착판(40) 및 하측 장착판(43)을 사이에 두고 접속된 한 쌍의 대향 플레이트(32a)와, 일방의 대향 플레이트(32a)에 인접하여 마련된 인접 플레이트(32b)로 구성된다.And it is an object of the present invention to provide an exhaust static pressure pipe support structure capable of increasing the natural frequency and suppressing an increase in the bending moment transmitted to the mounting portion as much as possible. And the plates 32a and 32b provided between the exhaust static pressure pipe 14 and the scavenging trunk 20 and supporting the exhaust static pressure pipe 14 from below. The plates 32a and 32b are connected to the exhaust static pressure pipe 14, An upper mounting plate 40 fixed to the exhaust static pressure pipe 14 and connected to the upper end of the strainer 32 and fixed to the scavenging trunk 20, And a lower mounting plate 43 connected to the lower end of the strainer 32. The strainer 32 is provided with a pair of opposed upper and lower mounting plates 40, A plate 32a, and an adjacent plate 32b provided adjacent to one of the opposing plates 32a.

Description

배기 정압관 지지 구조 및 이를 구비한 내연 기관{EXHAUST STATIC TUBE SUPPORT STRUCTURE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE EQUIPPED WITH SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an exhaust manifold support structure,

본 발명은, 예를 들면 정압식으로 된 과급기에 배기 가스를 유도하는 배기 정압관을 지지하는 배기 정압관 지지 구조 및 이를 구비한 내연 기관에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas pressure pipe support structure for supporting an exhaust gas pressure pipe for guiding exhaust gas to a supercharger of, for example, a static pressure type, and an internal combustion engine having the same.

선박용 주기로서 이용되는 대형 2스트로크 디젤 엔진(내연 기관)에는, 정압식의 과급기가 이용된다. 이 정압식의 과급기에는, 과급기에 도입하기 전의 배기 가스를 일시적으로 저류하는 배기 정압관이 접속되어 있다. 배기 정압관은, 디젤 엔진의 각 실린더로부터 배출된 배기 가스의 맥동을 억제하기 위하여 소정 용량의 공간을 가진 용기로 되어 있다. 또한, 배기 정압관은, 배기 가스 리시버나 배기 가스 매니폴드라고도 칭해진다.In a large two-stroke diesel engine (internal combustion engine) used as a ship cycle, a static pressure supercharger is used. The static pressure supercharger is connected to an exhaust static pressure pipe for temporarily storing the exhaust gas before introduction into the supercharger. The exhaust static pressure pipe is a container having a space of a predetermined capacity for suppressing the pulsation of the exhaust gas discharged from each cylinder of the diesel engine. Also, the exhaust static pressure pipe is also referred to as an exhaust gas receiver or an exhaust gas manifold.

이와 같은 배기 정압관은, 그 자체의 중량과 각 실린더측으로부터 발생하는 가스압에 의한 하중을 받기 때문에, 디젤 엔진 본체에 대하여 지지판 및 변형판에 의하여 지지되어 있다(하기 특허문헌 1 참조).Such an exhaust static-pressure pipe is supported by a support plate and a deforming plate with respect to the diesel engine main body, because it receives its own weight and load due to the gas pressure generated from each cylinder side (refer to Patent Document 1 below).

특허문헌 1: 일본 특허공보 제4995990호Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 4995990

지지판은, 배기 정압관을 하방으로부터 지지함으로써 배기 정압관의 중량을 주로 지지하는 것이다. 또한, 지지판은, 배기 정압관의 길이 방향을 따라 배치되어 있으며 길이 방향의 강성(剛性)을 갖고 있으므로, 배기 정압관의 길이 방향의 진동을 억제할 수 있도록 되어 있다.The support plate mainly supports the weight of the exhaust static pressure pipe by supporting the exhaust static pressure pipe from below. Further, since the support plate is disposed along the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe and has rigidity in the longitudinal direction, vibration in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe can be suppressed.

변형판은, 지지판의 양측방에, 배기 정압관의 길이 방향으로 소정의 간격을 갖고 복수 마련되어 있다. 예를 들면 참고예로서 모식적으로 도 8에 나타내는 바와 같이, 변형판(50)은, 배기 정압관(14)과 소기 트렁크(20)의 사이에 마련되어, 배기 정압관(14)을 하방으로부터 지지함으로써 배기 정압관(14)의 중량 및 가스압에 의한 하중을 지지하고 있다. 또한, 변형판(50)은, 배기 정압관(14)의 길이 방향에 직교하는 가로 방향(도 8의 지면(紙面) 수직 방향)으로 배치된 한 쌍의 플레이트(50a)에 의하여 구성되어 있으므로, 배기 정압관(14)의 가로 방향의 진동을 억제할 수 있도록 되어 있다. 또, 변형판(50)은 배기 정압관(14)의 가로 방향으로 배치되어 있기 때문에, 도 8에 그 변형 상태가 나타나 있는 바와 같이, 배기 정압관(14)의 길이 방향으로 휘어 변형될 수 있도록 되어 있다. 이로써, 변형판(50)은, 배기 정압관(14)의 열에 의한 길이 방향의 신축을 허용할 수 있도록 되어 있다.A plurality of the straining plates are provided on both sides of the support plate at predetermined intervals in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe. 8, the strain plate 50 is provided between the exhaust static pressure pipe 14 and the scavenging trunk 20 so as to support the exhaust static pressure pipe 14 from below The weight of the exhaust static pressure pipe 14 and the load due to the gas pressure are supported. The diaphragm 50 is constituted by a pair of plates 50a arranged in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 (the direction perpendicular to the paper surface in Fig. 8) The lateral vibration of the static pressure pipe 14 can be suppressed. Since the deforming plate 50 is disposed in the transverse direction of the exhaust static pressure pipe 14, the deforming plate 50 can be bent and deformed in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 as shown in Fig. 8 have. As a result, the strainer 50 is allowed to expand and contract in the longitudinal direction due to the heat of the exhaust static pressure pipe 14.

최근의 디젤 엔진의 롱 스트로크화에 수반하여, 디젤 엔진의 실린더 부분의 치수가 길어짐에 따라, 배기 정압관과, 배기 정압관을 하방으로부터 지지하는 디젤 엔진 본체(예를 들면 소기 트렁크)의 고정 위치와의 거리가 길어지는 경향이 있다. 이로 인하여, 배기 정압관을 하측으로부터 지지하는 지지판 및 변형판의 상하 방향의 길이가 길어진다. 이로써, 배기 정압관을 지지하는 지지판 및 변형판의 강성이 저하되어, 배기 정압관의 진동이 커지고, 이 진동에 의하여, 지지판을 장착하기 위하여 배기 정압관에 고정된 장착판이나, 변형판을 장착하기 위하여 배기 정압관에 고정된 장착판(도 8의 부호 40 참조), 및, 지지판을 장착하기 위하여 디젤 엔진 본체에 고정된 장착판이나, 변형판을 장착하기 위하여 디젤 엔진 본체에 고정된 장착판(도 8의 부호 43 참조), 그리고 이들에 부속되는 배관에 손상을 끼칠 우려가 있다.As the length of the cylinder portion of the diesel engine becomes longer with the recent long stroke of the diesel engine, the exhaust gas pressure pipe and the fixed position of the diesel engine body (for example, the scavenging trunk) supporting the exhaust gas pressure pipe from below As shown in FIG. As a result, the length of the support plate and the deformation plate supporting the exhaust static pressure pipe from the lower side is increased. As a result, the stiffness of the support plate and the deformable plate supporting the exhaust static-pressure pipe is lowered, and the vibration of the exhaust static-pressure pipe becomes larger. In order to mount the mounting plate fixed to the exhaust static- (Refer to reference numeral 40 in Fig. 8) fixed to the exhaust static pressure pipe, and a mounting plate fixed to the diesel engine body for mounting the support plate or a mounting plate fixed to the diesel engine body 43), and there is a risk of damaging the piping attached to these.

이와 같은 배기 정압관에 발생하는 진동을 작게 하기 위하여, 지지판 및 변형판의 판두께를 증대시켜 강성을 높이고, 고유 진동수를 높이는 것을 일반적인 대책으로서 들 수 있다.In order to reduce the vibration generated in the exhaust gas pressure pipe, it is a general measure to increase the rigidity and the natural frequency by increasing the plate thickness of the support plate and the deformation plate.

그러나, 변형판의 경우, 고유 진동수를 높이기 위하여 판두께를 증대시키면, 고온이 된 배기 정압관의 길이 방향의 열팽창 변위에 의하여, 큰 굽힘 모멘트가 발생하게 된다. 이 굽힘 모멘트는, 변형판에 접속된 장착판에도 전달되어, 비교적 강도가 낮은 배기 정압관이나 디젤 엔진 본체에 대한 장착판의 고정부에 큰 응력이 발생하여, 손상을 끼칠 우려가 있다.However, in the case of the deformed plate, if the plate thickness is increased to increase the natural frequency, a large bending moment is generated due to the thermal expansion displacement in the longitudinal direction of the exhausted constant-pressure pipe that has become hot. This bending moment is also transmitted to the mounting plate connected to the straining plate, so that a large stress is generated in the fixed portion of the mounting plate of the exhaust static-pressure pipe or the diesel engine main body with relatively low strength, and there is a possibility that the bending moment is damaged.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 고유 진동수를 높일 수 있고 또한 장착부에 전달되는 굽힘 모멘트의 증대를 가급적 억제할 수 있는 변형판을 구비한 배기 정압관 지지 구조 및 이를 구비한 내연 기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an exhaust gas pressure pipe support structure having a strain plate capable of increasing the natural frequency and increasing the bending moment transmitted to the mounting portion as much as possible, The purpose is to provide.

본 발명의 제1 양태는, 내연 기관 본체로부터 배출되는 배기 가스를 일시적으로 저류함과 함께, 종축선이 수평 방향으로 뻗어 있는 배기 정압관을, 상기 내연 기관 본체에 대하여 지지하는 배기 정압관 지지 구조로서, 상기 배기 정압관과 상기 내연 기관 본체의 사이에 마련되어, 상기 배기 정압관을 하방으로부터 지지하는 제1 판상체를 갖고, 상기 제1 판상체가 상기 수평 방향에 직교하도록 배치된 제1 지지부와, 상기 배기 정압관에 대하여 고정되어, 상기 제1 판상체의 상단부에 장착되는 상측 장착부와, 상기 내연 기관 본체에 대하여 고정되어, 상기 제1 판상체의 하단부에 장착되는 하측 장착부를 구비하며, 상기 제1 판상체는, 상기 상측 장착부 및 상기 하측 장착부를 사이에 두고 접속된 한 쌍의 대향 판상체와, 적어도 일방의 상기 대향 판상체에 인접하여 마련된 인접 판상체로 구성되는 배기 정압관 지지 구조이다.A first aspect of the present invention is a structure for supporting an exhaust static pressure pipe that temporarily holds exhaust gas discharged from an internal combustion engine main body and whose longitudinal axis extends in a horizontal direction to the internal combustion engine body And a first plate member provided between the exhaust static pressure pipe and the internal combustion engine body and supporting the exhaust static pressure pipe from below, wherein the first plate member has a first support portion arranged so as to be orthogonal to the horizontal direction An upper mounting part fixed to the exhaust static pressure pipe and mounted on an upper end of the first plate body and a lower mounting part fixed to the internal combustion engine body and mounted on a lower end of the first plate body, The first plate-shaped body includes a pair of opposing plate-like members connected to each other with the upper-side mounting portion and the lower-side mounting portion interposed therebetween, and at least one of the opposing plate- In contact with the adjacent plate static pressure exhaust pipe supporting structure consisting of a body is provided.

본 양태에 의하면, 제1 지지부는, 배기 정압관을 하방으로부터 지지함으로써 배기 정압관의 중량을 지지한다. 또한, 제1 지지부는, 수평 방향에 직교하도록 배치된 제1 판상체에 의하여, 수평 방향에 직교하는 방향 즉 가로 방향의 진동을 억제한다. 또, 제1 판상체는 수평 방향에 직교하도록 배치되어 있기 때문에, 배기 정압관의 길이 방향으로 휘어 변형될 수 있도록 되어 있다. 이로써, 제1 지지부는, 배기 정압관의 열에 의한 길이 방향의 신축을 허용하도록 변형된다.According to this aspect, the first support portion supports the weight of the exhaust static pressure pipe by supporting the exhaust static pressure pipe from below. Further, the first support portion suppresses the vibration in the direction orthogonal to the horizontal direction, that is, in the horizontal direction, by the first plate member arranged so as to be orthogonal to the horizontal direction. Further, since the first plate-shaped body is arranged so as to be orthogonal to the horizontal direction, it can be bent and deformed in the longitudinal direction of the exhaust static-pressure pipe. Thereby, the first support portion is deformed to allow expansion and contraction in the longitudinal direction by the heat of the exhaust static pressure pipe.

본 양태에 의하면, 제1 판상체를 한 쌍의 대향 판상체에 더하여, 대향 판상체에 인접하는 인접 판상체를 마련하는 것으로 했다. 이와 같이 판상체를 합계 3매 이상으로 함으로써 배기 정압관의 가로 방향의 고유 진동수를 높일 수 있다. 또, 한 쌍의 대향 판상체의 일방 혹은 양방의 판두께를 증대시키는 것이 아니라, 1매당 판두께를 줄여 판상체의 매수를 증가시킴으로써 전체의 합계 판두께를 증대시켜 제1 지지부의 강성을 높이는 것으로 했다. 이로써, 제1 판상체의 단부로부터 상측 장착부 및 하측 장착부에 전달되는 굽힘 모멘트의 증가를 억제할 수 있으므로, 상측 장착부 및 하측 장착부에 발생하는 응력의 증대를 억제함으로써, 상측 장착부 및 하측 장착부를 배기 정압관이나 내연 기관 본체에 고정하는 고정부의 손상을 회피할 수 있다.According to this aspect, the first plate material is added to the pair of opposing plate materials, and the adjacent plate material adjacent to the opposing plate material is provided. In this way, by making three or more plates in total, it is possible to increase the natural frequency in the transverse direction of the exhaust static-pressure pipe. It is also possible to increase the total plate thickness by increasing the number of plate bodies by decreasing the plate thickness per one sheet instead of increasing the plate thickness of one or both of the pair of opposite plate bodies to increase the rigidity of the first support portion did. This suppresses an increase in the bending moment transmitted from the end portion of the first plate member to the upper mounting portion and the lower mounting portion so that the increase in the stress generated in the upper mounting portion and the lower mounting portion is suppressed, It is possible to avoid damage of the fixing portion fixed to the pipe or the internal combustion engine main body.

제1 지지부의 하단이 장착되는 내연 기관 본체로서는, 전형적으로는, 소기 트렁크를 들 수 있다.As the internal combustion engine main body to which the lower end of the first support portion is mounted, a scavenging trunk is typically exemplified.

배기 정압관의 종축선은, 수평 방향으로 엄밀하게 일치하여 뻗어 있을 필요는 없고, 조립 정밀도 등의 관계에서 소정의 범위에서 수평 방향으로부터 기울어져 있어도 된다.The longitudinal axis line of the exhaust static pressure pipe does not have to be strictly aligned in the horizontal direction but may be inclined from the horizontal direction within a predetermined range in terms of assembly accuracy and the like.

상기 배기 정압관 지지 구조에서는, 상기 대향 판상체와 상기 인접 판상체는, 동일한 판두께로 이루어져 있어도 된다.In the above exhaust gas pressure pipe support structure, the opposing plate member and the adjacent plate member may have the same plate thickness.

대향 판상체와 인접 판상체를 동일한 판두께로 함으로써, 각별한 코스트 증대를 초래하는 일 없이 제조할 수 있다. 또, 대향 판상체 및 인접 판상체의 각각의 판두께는, 대향 판상체에 끼워진 상측 장착부나 하측 장착부의 판두께보다 작은 것이 바람직하다.By making the opposite plate and the adjacent plate-like body have the same plate thickness, it is possible to manufacture without causing any increase in cost. It is preferable that the plate thickness of each of the opposite plate member and the adjacent plate member is smaller than the plate thickness of the upper mounting portion and the lower mounting portion sandwiched between the opposite plate members.

상기 배기 정압관 지지 구조에서는, 상기 배기 정압관과 상기 내연 기관 본체의 사이에 마련되어, 상기 배기 정압관을 하방으로부터 지지하는 제2 판상체를 갖고, 상기 제2 판상체가 상기 수평 방향을 따라 배치된 제2 지지부를 구비하고 있어도 된다.Wherein the exhaust gas pressure pipe support structure has a second plate body provided between the exhaust gas pressure pipe and the internal combustion engine main body and supporting the exhaust gas pressure pipe from below and the second plate body is disposed along the horizontal direction And the second support portion may be provided.

제2 지지부는, 배기 정압관을 하방으로부터 지지함으로써 배기 정압관의 중량을 지지한다. 또한, 제2 지지부는, 수평 방향을 따라 배치된 제2 판상체에 의하여, 수평 방향 즉 배기 정압관의 종축선 방향의 진동을 억제한다.The second support portion supports the weight of the exhaust static pressure pipe by supporting the exhaust static pressure pipe from below. Further, the second support portion suppresses the vibration in the horizontal direction, that is, in the direction of the longitudinal axis of the exhaust static pressure pipe, by the second plate member disposed along the horizontal direction.

본 발명의 제2 양태는, 상기의 배기 정압관 지지 구조를 구비하고 있는 내연 기관이다.A second aspect of the present invention is an internal combustion engine having the above-described exhaust-gas-pressure-tube-supporting structure.

본 양태에 의하면, 상기 발명에 기재된 배기 정압관 지지 구조를 구비하고 있으므로, 내연 기관을 롱 스트로크화하여 제2 지지부가 길어져도, 배기 정압관의 가로 방향의 진동을 억제하면서 장착부의 손상을 회피하여 배기 정압관을 지지할 수 있다.According to this aspect, since the exhaust gas pressure pipe support structure described above is provided, even when the internal combustion engine is made to be a long stroke and the second support portion is elongated, damage to the mounting portion is avoided while suppressing vibration in the lateral direction of the exhaust gas pressure pipe It is possible to support the exhaust static pressure pipe.

배기 정압관의 길이 방향에 직교하는 가로 방향의 고유 진동수를 높일 수 있음과 함께, 장착부에 전달되는 굽힘 모멘트의 증대를 가급적 억제할 수 있다.The natural frequency in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe can be increased and the increase of the bending moment transmitted to the mounting portion can be suppressed as much as possible.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 디젤 엔진을 나타낸 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 디젤 엔진을 배기 정압관측에서 본 측면도이다.
도 3은 도 2의 배기 정압관 둘레를 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 3의 변형판을 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 3의 좌단의 변형판을 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 6은 도 5의 변형판을 더 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 관한 변형판의 변형 상태를 나타낸 측면도이다.
도 8은 참고예로서의 변형판의 변형 상태를 나타낸 측면도이다.1 is a schematic structural view showing a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the diesel engine of FIG. 1 viewed from the exhaust manifold pressure side.
3 is an enlarged side view of the circumference of the exhaust static pressure tube of Fig. 2. Fig.
Fig. 4 is an enlarged front view of the strainer of Fig. 3; Fig.
5 is an enlarged side view of the strainer at the left end of Fig. 3;
Figure 6 is a side view of the strainer of Figure 5 further enlarged.
7 is a side view showing a deformed state of a strainer according to an embodiment of the present invention.
8 is a side view showing a deformed state of the strainer as a reference example.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1에는, 본 발명의 실시형태에 관한 크로스 헤드형 디젤 엔진(내연 기관)(1)의 개략이 나타나 있다. 동 도면에 나타난 디젤 엔진(1)은, 예를 들면 LNG 선박이나 컨테이너 선박 등의 선박용 주기로서 이용되고, 저속 2스트로크 1사이클의 유니플로 소기 방식으로 되어 있다.1 schematically shows a crosshead-type diesel engine (internal combustion engine) 1 according to an embodiment of the present invention. The diesel engine 1 shown in the figure is used as a ship cycle for an LNG ship or a container ship, for example, and is a uniprocessing system of one low-speed two-stroke cycle.

디젤 엔진(1)은, 하방에 위치하는 받침판(3)과, 받침판(3) 상에 마련된 프레임(5)과, 프레임(5) 상에 마련된 재킷(7)을 구비하고 있다. 이들 받침판(3), 프레임(5) 및 재킷(7)은, 상하 방향으로 뻗어 있는 복수의 텐션 볼트(도시하지 않음)에 의하여 일체적으로 체결되어 고정되어 있다.The diesel engine 1 is provided with a foot plate 3 located on the lower side, a frame 5 provided on the foot plate 3 and a jacket 7 provided on the frame 5. These receiving plates 3, the frame 5 and the jacket 7 are integrally fastened and fixed by a plurality of tension bolts (not shown) extending in the vertical direction.

재킷(7)에는 실린더 라이너(9)가 마련되어 있고, 실린더 라이너(9)의 하단측에는 복수의 소기 포트(10)가 형성되어 있다. 실린더 라이너(9)의 상단에는, 실린더 커버(11)가 마련되어 있다. 실린더 커버(11)에는, 배기 밸브(12)가 마련되어 있다. 이와 같이, 실린더 라이너(9)의 하단측에 마련한 소기 포트(10)로부터 공기가 소기로서 하방으로부터 실린더 내에 도입되고, 실린더 내의 상방에 위치하는 배기 밸브(12)로부터 배기 가스가 배기되는 유니플로 소기 방식이 채용되어 있다.A cylinder liner 9 is provided on the jacket 7 and a plurality of scavenge ports 10 are formed on the lower end side of the cylinder liner 9. [ At the upper end of the cylinder liner 9, a cylinder cover 11 is provided. In the cylinder cover 11, an exhaust valve 12 is provided. In this way, the air is sucked from the scavenging port 10 provided at the lower end side of the cylinder liner 9 into the cylinder from the lower side, and the exhaust gas is exhausted from the exhaust valve 12 located above the cylinder. Method is adopted.

각 기통의 배기 밸브(12)로부터 배출된 배기 가스는, 배기 정압관(14)에 모인 후에, 과급기(16)로 보내진다. 과급기(16)에서는, 유도된 배기 가스에 의하여 도시하지 않은 배기 터빈이 회전되고, 이로써 동일 축에 접속된 도시하지 않은 컴프레서가 회전된다. 컴프레서는, 외부로부터 받아들인 공기를 압축하고, 압축된 공기는 에어 쿨러(18)에서 냉각된 후에 소기 트렁크(20)로 유도된다. 소기 트렁크(20)로 유도된 압축 공기는, 상술한 소기 포트(10)로 유도된다.The exhaust gas discharged from the exhaust valve 12 of each cylinder is collected in the exhaust static pressure pipe 14 and then sent to the supercharger 16. [ In the turbocharger 16, the exhaust gas turbine (not shown) is rotated by the induced exhaust gas, whereby a compressor (not shown) connected to the same shaft is rotated. The compressor compresses the air taken in from the outside, and the compressed air is cooled in the air cooler 18 and then guided to the scavenging trunk 20. The compressed air introduced into the scavenging trunk 20 is guided to the scavenging port 10 described above.

실린더 라이너(9) 및 실린더 커버(11)에 의하여 형성된 공간 내에는, 피스톤(13)이 왕복 운동 가능하게 마련되어 있다. 피스톤(13)의 하단에는, 피스톤봉(15)의 상단이 회동(回動) 가능하게 장착되어 있다.A piston 13 is reciprocatably provided in a space defined by the cylinder liner 9 and the cylinder cover 11. [ At the lower end of the piston 13, the upper end of the piston rod 15 is rotatably mounted.

받침판(3)은 크랭크케이스로 되어 있고, 크랭크축(17)이 마련되어 있다. 크랭크축으로부터 취출된 회전 출력이 선박의 추진용 프로펠러로 전달되도록 되어 있다. 크랭크축(17)의 상단에는, 연접봉(19)의 하단이 회동 가능하게 접속되어 있다.The support plate 3 is a crankcase, and a crankshaft 17 is provided. The rotary output taken out from the crankshaft is transmitted to the propulsion propeller of the ship. A lower end of the connecting rod 19 is rotatably connected to the upper end of the crankshaft 17.

프레임(5)에는, 피스톤봉(15)과 연접봉(19)을 회동 가능하게 접속하는 크로스 헤드(21)가 마련되어 있다. 즉, 피스톤봉(15)의 하단 및 연접봉(19)의 상단이 크로스 헤드(21)에 접속되어 있다. 크로스 헤드(21)는, 상하 방향으로 뻗어 있는 한 쌍의 슬라이딩판(23)을 따라 상하 방향으로 왕복 운동하도록 되어 있다.The frame 5 is provided with a crosshead 21 for rotatably connecting the piston rod 15 and the connecting rod 19. That is, the lower end of the piston rod 15 and the upper end of the connecting rod 19 are connected to the crosshead 21. The crosshead 21 reciprocates vertically along a pair of sliding plates 23 extending in the vertical direction.

배기 정압관(14)은, 도 1 및 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 종축선을 수평 방향으로 뻗도록 한 원통 형상으로 되어 있다. 또한, 배기 정압관(14)의 종축선은, 수평 방향으로 엄밀하게 일치하여 뻗어 있을 필요는 없고, 조립 정밀도 등의 관계로 소정의 범위에서 수평 방향으로부터 기울어져 있어도 된다.As shown in Figs. 1 and 2, the exhaust static pressure pipe 14 has a cylindrical shape with its longitudinal axis extending in the horizontal direction. In addition, the longitudinal axis of the exhaust static pressure pipe 14 does not have to be strictly aligned in the horizontal direction, but may be inclined from the horizontal direction within a predetermined range in terms of assembly accuracy and the like.

배기 정압관(14)의 길이 방향(도 3 참조)은, 디젤 엔진(1)의 길이 방향(기관 길이 방향)에 일치하고 있다. 또한, 배기 정압관(14)의 길이 방향은, 디젤 엔진(1)의 길이 방향에 엄밀하게 일치하고 있을 필요는 없고, 조립 정밀도 등의 관계로 소정의 범위에서 디젤 엔진(1)의 길이 방향으로부터 기울어져 있어도 된다.The longitudinal direction (see Fig. 3) of the exhaust static pressure pipe 14 coincides with the longitudinal direction of the diesel engine 1 (longitudinal direction of the engine). The longitudinal direction of the exhaust gas pressure pipe 14 is not necessarily strictly matched with the longitudinal direction of the diesel engine 1 and may be determined from the longitudinal direction of the diesel engine 1 in a predetermined range, It may be inclined.

배기 정압관(14)의 크기는, 사용되는 디젤 엔진(1)의 기종에 따라 다르지만, 길이 방향의 치수는 3~20m가 되고, 직경은 1~2m가 된다. 또, 디젤 엔진(1)의 실린더수가 많고 실린더가 직렬로 배열되는 경우는, 배기 정압관(14)을 길이 방향으로 복수 나열하여 배기 정압관의 사이를, 가요성을 갖는 접속관으로 접속하는 경우도 있다.The size of the exhaust static pressure pipe 14 varies depending on the type of the diesel engine 1 to be used, but the dimension in the longitudinal direction is 3 to 20 m and the diameter is 1 to 2 m. In the case where the number of cylinders of the diesel engine 1 is large and the cylinders are arranged in series, when a plurality of exhaust gas pressure pipes 14 are arranged in the longitudinal direction and the spaces between the exhaust gas pressure pipes are connected by flexible connecting pipes There is also.

배기 정압관(14)은, 디젤 엔진(1) 본체측의 소기 트렁크(20)에 대하여 하방으로부터 지지되어 있다. 구체적으로는, 배기 정압관(14)과 소기 트렁크(20)의 사이에는, 지지판(제2 지지부)(30)과, 변형판(제1 지지부)(32)을 갖는 배기 정압관 지지 구조가 마련되어 있다.The exhaust static pressure pipe 14 is supported from below on the small trunk 20 on the main body side of the diesel engine 1. Specifically, an exhaust static pressure pipe support structure having a support plate (second support portion) 30 and a strainer (first support portion) 32 is provided between the exhaust static pressure pipe 14 and the scavenging trunk 20 .

도 3에 나타나 있는 바와 같이, 지지판(30)은, 소기 트렁크(20)로부터 상측 방향으로 세워 설치되어, 배기 정압관(14)을 하방으로부터 지지함으로써 배기 정압관(14)의 중량을 지지하는 것이다. 지지판(30)은, 배기 정압관(14)의 무게 중심 위치인 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에 마련되어 있으므로, 배기 정압관(14)의 중량을 주로 지지한다. 여기에서, 배기 정압관(14)의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치란, 엄밀한 의미에서의 중앙 위치를 의미하는 것은 아니고, 소정의 범위에서 중앙 위치로부터 벗어난 위치여도 된다. 또, 본 실시형태에서는 배기 정압관(14)의 무게 중심 위치에 지지판(30)이 위치하고 있지만, 배기 정압관(14)의 무게 중심으로부터 떨어진 위치에 지지판(30)을 마련해도 된다.3, the support plate 30 stands up from the scavenging trunk 20 in the upward direction to support the weight of the exhaust static pressure pipe 14 by supporting the exhaust static pressure pipe 14 from below . Since the support plate 30 is provided at the central position in the longitudinal direction which is the center of gravity position of the exhaust static pressure pipe 14, it mainly supports the weight of the exhaust static pressure pipe 14. Here, the central position in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 does not mean a central position in a strict sense, but may be a position deviating from a central position in a predetermined range. In this embodiment, the support plate 30 is located at the center of gravity of the exhaust static pressure pipe 14. However, the support plate 30 may be provided at a position away from the center of gravity of the exhaust static pressure pipe 14. [

지지판(30)은, 배기 정압관(14)의 길이 방향을 따라 배치되고, 상변을 단변으로 한 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 지지판(30)은, 예를 들면 철계의 금속제로 이루어지고, 대향하는 한 쌍의 플레이트(제2 판상체)로 구성되어 있으며, 각 플레이트는 사이에 소정의 간극을 갖고 겹쳐진 상태로 배치되어 있다.The support plate 30 is disposed along the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 and has a trapezoidal shape whose upper side is a short side. The support plate 30 is made of, for example, an iron-based metal and is constituted by a pair of opposed plates (second plate-shaped bodies), and the plates are arranged in a superposed state with a predetermined gap therebetween.

지지판(30)의 상단은, 배기 정압관(14)의 하단에 용접 등에 의하여 고정된 장착부(34)에 대하여, 복수의 볼트(35) 및 너트 등에 의하여 단단히 고정되어 있다. 지지판(30)의 하단은, 소기 트렁크(20)의 상부에 볼트(37) 등에 의하여 고정된 장착부(36)에 대하여, 복수의 볼트 및 너트 등에 의하여 단단히 고정되어 있다. 지지판(30)은, 배기 정압관(14)의 길이 방향을 따라 배치된 판상체로 되어 있기 때문에 길이 방향으로 높은 굽힘 강성을 갖고 있으므로, 배기 정압관(14)의 길이 방향의 진동을 억제할 수 있도록 되어 있다.The upper end of the support plate 30 is firmly fixed to the mounting portion 34 fixed by welding or the like at the lower end of the exhaust static pressure pipe 14 by a plurality of bolts 35 and a nut or the like. The lower end of the support plate 30 is firmly fixed to the upper portion of the scoop trunk 20 by a plurality of bolts, nuts and the like with respect to the mounting portion 36 fixed by bolts 37 or the like. Since the support plate 30 has a plate rigidity arranged along the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14, the support plate 30 has a high flexural rigidity in the longitudinal direction, so that vibration in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 can be suppressed Respectively.

이와 같이, 지지판(30)은, 배기 정압관(14)의 중량을 주로 지지함과 함께, 배기 정압관(14)의 길이 방향의 진동을 억제하는 역할을 갖고 있다.Thus, the support plate 30 mainly plays the role of supporting the weight of the exhaust static pressure pipe 14 and suppressing vibration in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14.

변형판(32)은, 소기 트렁크(20)로부터 상측 방향으로 세워 설치되어, 지지판(30)의 측방에 복수(도 3에서는 4개) 마련되어 있고, 배기 정압관(14)을 하방으로부터 지지함으로써 배기 정압관(14)의 중량을 지지한다. 변형판(32)의 수는, 배기 정압관(14)의 길이 방향의 치수에 따라 적절히 결정되는데, 적어도 배기 정압관(14)의 양단에 마련하는 것이 바람직하다. 이는, 배기 정압관(14)의 길이 방향의 중앙 위치에 있어서의 연직 축선 둘레의 진동(이른바 요(yaw) 방향의 진동)을 효율적으로 억제하기 위해서이다.A plurality (four in FIG. 3) of the strainer plates 32 are provided on the side of the support plate 30 in the upward direction from the scavenging trunk 20 and support the exhaust static pressure pipe 14 from below, Supporting the weight of the tube (14). The number of the deforming plates 32 is appropriately determined according to the dimension in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14, and is preferably provided at least at both ends of the exhaust static pressure pipe 14. This is to effectively suppress the vibration (oscillation in the so-called yaw direction) around the vertical axis at the center position in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14.

변형판(32)은, 배기 정압관(14)의 길이 방향에 직교하도록 배치되며, 이 길이 방향에 직교하는 방향(이하 "배기관 가로 방향" 이라고 함. 도 4 참조)으로 뻗은 판상체로 되어 있기 때문에 배기관 가로 방향으로 높은 굽힘 강성을 갖고 있다. 이로 인하여, 변형판(32)은, 배기 정압관(14)의 배기관 가로 방향의 진동을 억제할 수 있도록 되어 있다. 또, 변형판(32)은, 배기관 가로 방향으로 뻗도록 배치되어 있기 때문에, 배기 정압관(14)의 길이 방향으로 휘어 변형될 수 있도록 되어 있다(예를 들면 도 7 참조). 이로써, 변형판(32)은, 배기 정압관(14)의 열에 의한 길이 방향의 신축을 허용하도록 변형될 수 있다.The deforming plate 32 is disposed so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 and is a plate member extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction (hereinafter referred to as "exhaust pipe lateral direction" And has high bending stiffness in the transverse direction of the exhaust pipe. Thus, the strainer 32 is capable of suppressing the vibration of the exhaust static pressure pipe 14 in the transverse direction of the exhaust pipe. Since the deforming plate 32 is arranged so as to extend in the transverse direction of the exhaust pipe, it can be bent and deformed in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 (see Fig. 7, for example). Thereby, the strainer 32 can be deformed to allow expansion and contraction in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 by heat.

이와 같이, 변형판(32)은, 배기 정압관(14)의 길이 방향의 열변형을 허용하면서, 배기 정압관(14)의 중량을 각 위치에서 지지함과 함께, 배기관 가로 방향의 진동을 억제하는 역할을 갖고 있다.As described above, the deformation plate 32 supports the weight of the exhaust static pressure pipe 14 at each position while suppressing the vibration in the transverse direction of the exhaust pipe while permitting thermal deformation in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 It has a role.

도 4에는, 변형판(32)을 정면에서 본 도가 나타나 있다. 동 도면에 나타나 있는 바와 같이, 변형판(32)의 상단은, 배기 정압관(14)에 장착되어 하방으로 돌출하는 상측 장착판(상측 장착부)(40)에 대하여, 복수의 볼트(41a) 및 너트(4lb)(도 5 참조) 등에 의하여 단단히 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 변형판(32)을 구성하는 복수의 플레이트(제1 판상체)(32a, 32b)를 상측 장착판(40)의 양측으로부터 사이에 둔 상태로 변형판(32)의 상단이 고정되어 있다.4, a front view of the strainer 32 is shown. As shown in the figure, the upper end of the straining plate 32 is connected to an upper mounting plate (upper mounting portion) 40 mounted on the exhaust static pressure pipe 14 and projecting downward, and a plurality of bolts 41a and nuts (See FIG. 5) or the like. More specifically, as shown in Fig. 5, a plurality of plates (first plate bodies) 32a and 32b constituting the straining plate 32 are placed between the both sides of the upper mounting plate 40, ) Is fixed.

변형판(32)의 하단은, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 소기 트렁크(20)의 상부에 볼트(45)(도 6 참조) 등에 의하여 고정된 하측 장착판(하측 장착부)(43)에 대하여, 복수의 볼트(44a)(도 5 참조) 및 너트(44b) 등에 의하여 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 변형판(32)을 구성하는 복수의 플레이트(32a, 32b)를 하측 장착판(43)의 양측으로부터 사이에 둔 상태로 변형판(32)의 하단이 고정되어 있다.As shown in Fig. 4, the lower end of the strainer 32 is connected to a lower mounting plate (lower mounting portion) 43 fixed to the upper portion of the scavenging trunk 20 by bolts 45 (see Fig. 6) Are fixed by a plurality of bolts 44a (see Fig. 5) and nuts 44b. Specifically, as shown in Fig. 5, the lower end of the straining plate 32 is fixed with the plurality of plates 32a and 32b constituting the straining plate 32 interposed between the lower mounting plate 43 and the lower mounting plate 43 have.

도 6에 나타나 있는 바와 같이, 변형판(32)은, 철계의 금속제로 이루어진 복수의 플레이트(32a, 32b)에 의하여 구성되어 있다. 구체적으로는, 변형판(32)은, 상하의 장착부(40, 43)를 사이에 두도록 대향 배치된 한 쌍의 대향 플레이트(32a, 32a)와, 일방(도 6에서는 좌측)의 대향 플레이트(32a)의 외측에 겹쳐진 상태로 배치된 인접 플레이트(32b)로 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 변형판(32)을 구성하는 플레이트는 합계 3매로 되어 있다. 단, 플레이트의 수는 4매 이상이어도 되며, 타방(도 6에서는 우측)의 대향 플레이트(32a)에 겹쳐지도록 인접 플레이트(32b)를 마련해도 된다.As shown in Fig. 6, the straining plate 32 is constituted by a plurality of plates 32a and 32b made of an iron-based metal. Specifically, the strainer 32 includes a pair of opposed plates 32a and 32a opposed to each other with the upper and lower mounting portions 40 and 43 therebetween, and a pair of opposed plates 32a And an adjacent plate 32b disposed on the outer side in a superimposed manner. In this embodiment, the plates constituting the strainer 32 are three in total. However, the number of the plates may be four or more, and the adjacent plate 32b may be provided so as to overlap the counter plate 32a on the other side (right side in FIG. 6).

3매의 각 플레이트(32a, 32b)의 형상은, 모두 대략 동일한 형상으로 이루어져, 동일한 판두께(t), 동일한 상하의 고정부간 거리(L1), 동일한 폭(b)(도 4 참조)을 갖고 있다. 플레이트(32a, 32b)의 판두께(t)는, 5mm 이상이 되고, 기종에 따라서는 10mm 이상 또는 14mm 이상, 나아가서는 20mm 이상이 된다. 고정부간 거리(L1)는, 600mm 이상이 되고, 기종에 따라서는 1000mm 이상, 나아가서는 2000mm 이상이 된다.The three plates 32a and 32b have substantially the same shape and have the same plate thickness t, the same upper and lower inter-station distance L1 and the same width b (see Fig. 4) have. The plate thickness t of the plates 32a and 32b is 5 mm or more and is 10 mm or more or 14 mm or more and more than 20 mm depending on the model. The distance L1 between the fixed portions becomes 600 mm or more, and it becomes 1000 mm or more, or more than 2000 mm, depending on the model.

또, 플레이트(32a, 32b)의 폭(b)에 대한 고정부간 거리(L1)(L1/b)는, 1보다 크고, 기종에 따라서는, 1.5 이상, 나아가서는 2.0 이상인 세로로 긴 형상으로 되어 있다.The distance L1 (L1 / b) between fixed portions relative to the width b of the plates 32a and 32b is greater than 1, and depending on the type, is set to 1.5 or more, or 2.0 or more, .

또한, 각 플레이트의 형상은 엄밀하게 동일 형상일 필요는 없고, 각 플레이트로 구성되는 변형판으로서의 기능을 갖는 한 각각의 플레이트의 형상을 적절히 변경시켜도 된다. 또, 판두께(t)를 각 플레이트에서 상이한 것으로 해도 된다. 단, 각 플레이트의 판두께(t)는, 상하의 장착판(40, 43)의 판두께(T)보다 얇은 것이 바람직하고, 또, 각 플레이트의 판두께(t)를 적산한 합계 판두께는, 변형판(32)에 요구되는 설계 강도로부터 결정된다.In addition, the shape of each plate is not necessarily strictly the same, and the shape of each plate may be appropriately changed as long as it has a function as a strained plate composed of each plate. Further, the plate thickness t may be different on each plate. It is preferable that the plate thickness t of each plate is thinner than the plate thickness T of the upper and lower mounting plates 40 and 43. The total plate thickness obtained by integrating the plate thickness t of each plate is, Is determined from the design strength required for the strainer 32. [

본 실시형태의 변형판(32)은, 한 쌍의 2매의 플레이트로 하는 것이 아니고, 3매의 플레이트(32a, 32b)로 구성되어 있는데, 이 유리점에 대하여 이하에 설명한다.The deformed plate 32 of the present embodiment is not formed of a pair of two plates but is composed of three plates 32a and 32b, which will be described below.

배기 정압관(14)의 열팽창에 의한 변형판(32)의 굽힘 모멘트 M은, 하기 식으로 나타난다.The bending moment M of the deformation plate 32 due to the thermal expansion of the exhaust static pressure pipe 14 is expressed by the following equation.

M=6·E·n·I1·δmax/L1^2[Kgf-mm]…(1)M = 6 · E · n · I1 · δmax / L1 ^ 2 [Kgf-mm] (One)

여기에서, 상기 식에 있어서의 각 제원은 이하와 같다.Here, each specification in the above formula is as follows.

E: 종탄성 계수(21000kgf/mm2)E: Young's modulus (21000 kgf / mm 2 )

n: 변형판을 구성하는 플레이트의 매수n: the number of plates constituting the straining plate

I1: 플레이트의 가로 방향 중심선의 단면 2차 모멘트I1: Secondary moment of inertia of the center line of the plate in the transverse direction

b: 플레이트의 폭(mm)b: width of plate (mm)

t: 플레이트의 두께(mm)t: thickness of plate (mm)

L1: 플레이트의 고정부간 길이(mm)L1: Fixed length of plate (mm)

δmax: 열팽창량(mm)? max: Amount of thermal expansion (mm)

단면 2차 모멘트 I1은, 하기 식과 같이 나타난다.The moment of inertia I1 of the cross section is expressed by the following equation.

I1=b·t^3/12[mm4]I1 = b · t ^ 3/12 [mm 4 ]

이 관계를 이용하여 식 (1)을 변형하면, 하기 식이 된다.When the equation (1) is modified using this relationship, the following equation is obtained.

M=E·n·b·t^3·δmax/(2·L1^2)[Kgf-mm]…(2)M = E · n · b · t · 3 · δmax / (2 · L1 ^ 2) [Kgf-mm] (2)

열팽창량 δmax와 플레이트 고정부간 길이(L1) 및 플레이트 폭(b)은, 디젤 엔진(1) 본체측의 설계로 결정되기 때문에, 여기에서는 상수로 생각한다.Since the thermal expansion amount? Max, the plate fixing interval length L1 and the plate width b are determined by the design of the main body of the diesel engine 1, they are considered to be constants here.

따라서, E, b, δmax, L1을 상수로 하면, 식 (2)는 하기 식과 같이 변형할 수 있다.Therefore, when E, b,? Max, and L1 are constants, equation (2) can be modified as shown below.

M∝n·t^3…(3)M? N? T? 3 ... (3)

상기 식으로부터, 배기 정압관(14)의 열팽창에 의하여 발생한 변형판(32)의 고정부에 있어서의 굽힘 모멘트 M은, 플레이트의 매수 n에 비례하고, 플레이트의 판두께(t)의 3승에 비례하는 것을 알 수 있다.The bending moment M at the fixed portion of the deformed plate 32 generated by the thermal expansion of the exhaust static pressure pipe 14 is proportional to the number n of the plates and proportional to the third power of the plate thickness t of the plate .

상기 식 (3)에 나타낸 굽힘 모멘트 M은, 변형판(32)의 각 플레이트의 고정부를 통하여 상측 장착판(40) 및 하측 장착판(43)의 각각에 전달된다. 상측 장착판(40) 및 하측 장착판(43)에는, 이 굽힘 모멘트 M에 의하여, 하기 식에 나타내는 응력 σ가 발생한다.The bending moment M shown in the formula (3) is transmitted to each of the upper mounting plate 40 and the lower mounting plate 43 through the fixing portions of the plates of the straining plate 32. The bending moment M in the upper mounting plate 40 and the lower mounting plate 43 causes stress σ shown in the following equation.

σ=M/Z[kgf/mm2]…(4)σ = M / Z [kgf / mm 2 ] ... (4)

여기에서, 상기 식에 있어서의 각 제원은 이하와 같다.Here, each specification in the above formula is as follows.

Z: 각각의 장착판(40, 43)의 단면 계수(Z=b1·T^2/12)Z: The section modulus (Z = b1 · T ^ 2/12) of each of the mounting plates 40 and 43,

T: 각 장착판(40, 43)의 두께(mm)T: thickness of each mounting plate 40, 43 (mm)

b1: 각 장착판(40, 43)의 폭(mm)b1: width of each mounting plate 40, 43 (mm)

장착판(40, 43)의 두께(T) 및 폭(b1)은, 배기 정압관(14) 및 디젤 엔진(1) 본체측의 설계로 결정되기 때문에, 여기에서는 상수로 생각한다. 따라서, T, b1, Z를 상수로 하면, 상기 식 (4)는 하기 식과 같이 변형할 수 있다.The thickness T and the width b1 of the mounting plates 40 and 43 are determined by the design of the exhaust gas pressure pipe 14 and the main body of the diesel engine 1 and are therefore considered to be constants. Therefore, when T, b1, and Z are constants, the above equation (4) can be modified as shown in the following equation.

σ∝M…(5)σαM ... (5)

따라서, 식 (3) 및 식 (5)로부터, 하기 식 (6)이 도출된다.Therefore, from the equations (3) and (5), the following equation (6) is derived.

σ∝M∝n·t^3…(6)σαMαn · t ^ 3 ... (6)

상기 식으로부터, 장착판(40, 43)에 발생하는 응력은, 변형판(32)으로부터 장착판(40, 43)에 전달되는 굽힘 모멘트 M에 비례함과 함께, 플레이트의 매수 n에 비례하고, 플레이트의 판두께(t)의 3승에 비례하는 것을 알 수 있다.From the above equation, the stress generated in the mounting plates 40 and 43 is proportional to the bending moment M transmitted from the deforming plate 32 to the mounting plates 40 and 43, and is proportional to the number n of the plates, (T) of the plate thickness t.

다음으로, 배기 정압관(14)과 배기 정압관(14)을 지지하는 변형판(32)의 배기관 가로 방향의 고유 진동수 fEC에 대하여 검토한다. 고유 진동수 fEC는, 하기 식으로 나타난다.Next, the characteristic frequency f EC in the transverse direction of the exhaust pipe of the diaphragm 32 supporting the exhaust static pressure pipe 14 and the exhaust static pressure pipe 14 will be examined. The natural frequency f EC is expressed by the following equation.

fEC=(k1/m)^0.5/(2·π)[Hz]…(7)f EC = (k1 / m) ^ 0.5 / (2 占)) [Hz] (7)

여기에서, 상기 식에 있어서의 각 제원은 이하와 같다.Here, each specification in the above formula is as follows.

k1: 배기관 가로 방향의 스프링 상수k1: spring constant in the horizontal direction of the exhaust pipe

I2: 플레이트의 길이 방향 중심선의 단면 2차 모멘트I2: moment of inertia of the longitudinal center line of the plate

m: 배기 정압관(14)의 질량m: mass of the exhaust static pressure pipe 14

또한, 스프링 상수 k1 및 단면 2차 모멘트 I2는 하기 식으로 나타난다.Further, the spring constant k1 and the moment of inertia of section I2 are expressed by the following equations.

k1=3·E·n·I2/L1^3k1 = 3 · E · n · I2 / L1 ^ 3

I2=t·b^3/12[mm4]I 2 = t · b 3/12 [mm 4 ]

이들을 상기 식 (7)에 대입하면, 하기 식이 된다.Substituting these into equation (7) results in the following equation.

fEC=(3·E·n·t·b^3/(12·m·L1^3))^0.5/(2·π)f EC = (3 · E · n · t · b 3 / (12 · m · L 3)) 0.5 / (2 · π)

=11.5·(n·t·b^3)/(m·L1^3))^0.5[Hz]…(8)= 11.5 · (n · t · b ^ 3) / (m · L1 ^ 3)) 0.5 [Hz] (8)

배기 정압관(14)의 질량 m은, 배기 정압관의 용적 및 강도로부터 결정되기 때문에, 여기에서는 상수로 생각한다. 따라서, E, b, m, L1을 상수로 하면, 하기 식과 같이 변형할 수 있다.Since the mass m of the exhaust static pressure pipe 14 is determined from the volume and the strength of the exhaust static pressure pipe, it is assumed here as a constant. Therefore, if E, b, m, and L1 are constants, the following equation can be modified.

fEC∝(n·t)^0.5…(9)f EC ? (n? t)? 0.5 ... (9)

상기 식으로부터, 변형판의 배기관 가로 방향의 고유 진동수 fEC는, 플레이트의 매수의 0.5승에 비례하고, 플레이트의 판두께의 0.5승에 비례한다.From the above equations, the natural frequency f EC of the strainer in the transverse direction of the exhaust pipe is proportional to 0.5 power of the number of plates and proportional to 0.5 power of the plate thickness of the plate.

플레이트의 매수 n이나 판두께(t)의 변경에 의하여 변형판(32)으로부터 장착판(40, 43)에 전달되는 굽힘 모멘트 M이 변화하고, 이에 따라 장착판(40, 43)에 발생하는 응력 σ가 변화한 경우에, 응력 σ가 증대하여 상하의 장착판(40, 43)이 손상을 받지 않도록 하기 위해서는, 플레이트의 매수 n이나 판두께(t)의 변경 전후로 응력 σ(굽힘 모멘트 M)가 적어도 일정하게 될 필요가 있다. 그러기 위해서는, 상기 식 (6)으로부터 하기 식이 도출된다.The bending moment M transmitted from the deforming plate 32 to the mounting plates 40 and 43 is changed by changing the number n of plates or the thickness t of the plates, The stress σ (bending moment M) is set to be at least constant before and after changing the number of plates n and the plate thickness t in order to prevent the upper and lower mounting plates 40 and 43 from being damaged due to an increase in the stress σ It needs to be done. In order to do so, the following equation is derived from the above equation (6).

t∝(1/n)^(1/3)…(10)tα (1 / n) ^ (1/3) ... (10)

상기 식 (10)으로부터, 1매의 플레이트에서 받는 응력 σ와 동일한 응력 σ가 되도록 2매의 플레이트로 변경하는 경우, (1/2)^(1/3)=약 0.8배의 판두께로 이루어진 플레이트를 2매 겹치면 되는 것을 알 수 있다. 즉, 약 0.8배 미만의 판두께의 플레이트이면, 1매의 플레이트의 경우보다 플레이트에 발생하는 응력이 작아진다.(1/3) = about 0.8 times in the case of changing to two plates so as to have the same stress? As the stress? Received from one plate from the above equation (10) It can be seen that two plates are overlapped. That is, when a plate having a plate thickness of less than about 0.8 times, the stress generated in the plate is smaller than in the case of one plate.

플레이트의 매수 n이나 판두께(t)의 변경의 전후로 일정한 굽힘 모멘트 M이 되도록 상기 식 (10)에 따라 판두께(t)를 결정한 경우, 변형판(32)의 배기관 가로 방향의 고유 진동수 fEC는 식 (9)로부터 하기 식과 같이 된다.When the plate thickness t is determined in accordance with the above formula (10) so that the number of plates is n or a constant bending moment M before and after the change of the plate thickness t, the natural frequency f EC in the transverse direction of the exhaust pipe 32 is (9). &Quot; (9) "

fEC∝n^(1/3)…(11)f EC? n? (1/3) ... (11)

상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 플레이트의 매수 n이나 판두께(t)의 변경 전후로 굽힘 모멘트 M이 변화하지 않도록 각 플레이트의 판두께(t)를 결정한 경우, 플레이트의 매수 n을 증가시킬수록 변형판(32)의 가로 방향의 고유 진동수 fEC는 플레이트 매수의 1/3승에 비례하여 커진다.As can be seen from the above equation, when the plate thickness t of each plate is determined so that the bending moment M does not change before or after changing the number n of plates or the plate thickness t, as the number n of plates increases, The natural frequency f EC in the transverse direction of the sheet 32 increases in proportion to the 1/3 power of the number of plates.

또, 식 (6) 및 식 (9)로부터, 다음과 같이 생각할 수도 있다. 즉, 변형판의 고유 진동수를 변경하는 일 없이, 판두께(t)로 이루어진 1매의 플레이트를 이용하는 경우보다, 동일한 판두께(t)여도 절반의 판두께인 0.5t로 이루어진 2매의 플레이트를 이용한 편이, 장착판(40, 43)에 발생하는 응력 σ를 작게 할 수 있다.From the equations (6) and (9), the following can also be considered. That is, two plates each having a plate thickness of 0.5 t, which is half the thickness t, can be used as compared with the case of using one plate having the plate thickness t without changing the natural frequency of the plate. The stress? Generated in the mounting plates 40 and 43 can be reduced.

따라서, 본 실시형태와 같이, 한 쌍의 2매의 플레이트로 한 경우에, 일방 또는 양방의 플레이트의 판두께를 증대시켜 고유 진동수의 증대를 도모하는 것이 아니라, 한 쌍의 플레이트(32a)에 동일한 판두께의 인접 플레이트(32b)를 더한 3매의 플레이트(32a, 32b)로 함으로써, 고유 진동수의 증대를 도모함과 함께, 장착판(40, 43)에 전달되는 모멘트 M의 증대를 회피할 수 있다.Therefore, in the case of a pair of two plates as in the present embodiment, the plate thickness of one or both plates is not increased to increase the natural frequency, but the same number of plates The number of natural frequencies can be increased and the increase in the moment M transmitted to the mounting plates 40 and 43 can be avoided by using the three plates 32a and 32b which are made up of the adjacent plate 32b having the plate thickness .

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다.As described above, according to the present embodiment, the following operational effects are exhibited.

디젤 엔진(1)의 운전 중에는, 복수의 실린더로부터 다양한 타이밍에 배기 가스가 배기 정압관(14)으로 유도된다. 배기 정압관(14) 내에서는, 배기 가스의 맥동이 억제되어, 배기 가스의 에너지가 정압으로 변환된다. 이 때, 배기 정압관(14)에는, 디젤 엔진(1) 본체로부터 전달되는 진동, 배기 가스 압력의 영향이나 배기 정압관(14)의 자체 중량 등이 더해지기 때문에, 배기 정압관(14)을 지지판(30) 및 변형판(32)에 의하여 하방으로부터 지지한다.During operation of the diesel engine 1, exhaust gas is introduced from the plurality of cylinders to the exhaust static pressure pipe 14 at various timings. In the exhaust static pressure pipe 14, the pulsation of the exhaust gas is suppressed, and the energy of the exhaust gas is converted to the positive pressure. At this time, since the influence of the vibration transmitted from the main body of the diesel engine 1 and the exhaust gas pressure and the self weight of the exhaust static pressure pipe 14 are added to the exhaust static pressure pipe 14, And is supported from below by the support plate (30) and the straining plate (32).

배기 정압관(14)의 주된 중량은, 길이 방향의 대략 중앙 위치에 마련된 지지판(30)에 의하여 지지된다. 배기 정압관(14)의 길이 방향의 진동은, 길이 방향으로 뻗어 있는 지지판(30)에 의하여 억제된다.The main weight of the exhaust static pressure pipe 14 is supported by a support plate 30 provided at a substantially central position in the longitudinal direction. The vibration in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 is suppressed by the support plate 30 extending in the longitudinal direction.

한편, 배기 정압관(14)의 각 길이 방향 위치에 있어서의 부분적인 하중은, 변형판(32)에 의하여 지지된다. 배기 정압관(14)의 가로 방향의 진동은, 배기 정압관(14)의 가로 방향으로 뻗어 있는 변형판(32)에 의하여 억제된다. 또, 배기 정압관(14)의 길이 방향에 있어서의 열팽창은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 변형판(32)이 배기 정압관(14)의 길이 방향으로 휘어 변형됨으로써 허용한다.On the other hand, the partial load at each longitudinal position of the exhaust static pressure pipe 14 is supported by the straining plate 32. The lateral vibration of the exhaust static pressure pipe 14 is suppressed by the straining plate 32 extending in the transverse direction of the exhaust static pressure pipe 14. [ The thermal expansion in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 is allowed by deforming the straining plate 32 in the longitudinal direction of the exhaust static pressure pipe 14 as shown in Fig.

본 실시형태에서는, 변형판(32)을 한 쌍의 대향 플레이트(32a)에 더하여, 이들 대향 플레이트(32a)와 동일한 판두께로 이루어진 인접 플레이트(32b)를 대향 플레이트(32a)에 인접하여 마련하는 것으로 했다. 이와 같이 플레이트를 합계 3매로 함으로써 가로 방향의 고유 진동수를 높일 수 있다.In the present embodiment, the straining plate 32 is added to the pair of opposed plates 32a, and the adjacent plate 32b having the same plate thickness as the opposed plates 32a is provided adjacent to the opposed plate 32a did. In this way, by setting the total number of plates to three, the natural frequency in the transverse direction can be increased.

또, 플레이트의 판두께를 증대시키는 것이 아니라, 플레이트의 매수를 증가시킴으로써 전체의 합계 판두께를 증대시켜 변형판(32)의 강성을 높이는 것으로 했다. 이와 같이 변형판(32)의 강성을 높여도, 두꺼운 1매의 플레이트로 하는 것이 아니라 이를 분할한 얇은 플레이트를 조합하는 것으로 했으므로, 변형판(32)의 고정부로부터 상측 장착부(40) 및 하측 장착부(43)에 전달되는 굽힘 모멘트의 증가를 억제할 수 있고, 상측 장착부(40) 및 하측 장착부(43)에 발생하는 응력의 증대를 억제함으로써, 배기 정압관(14)이나 소기 트렁크(20)에 고정하는 고정부의 손상을 회피할 수 있다.Further, instead of increasing the plate thickness of the plate, the total plate thickness is increased by increasing the number of plates, so that the rigidity of the plate 32 is increased. The upper mounting portion 40 and the lower mounting portion 43 (the upper mounting portion 40 and the lower mounting portion 43) are formed from the fixing portion of the straining plate 32. Therefore, even if the rigidity of the strainer 32 is increased, It is possible to suppress an increase in the bending moment transmitted to the exhaust manifold 14 and the scavenging trunk 20 by suppressing an increase in the stress generated in the upper mounting portion 40 and the lower mounting portion 43 The damage of the fixing portion can be avoided.

또한, 상술한 실시형태에서는, 선박용 주기로서 이용되는 대형 디젤 엔진으로 했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 배기 정압관을 구비하는 것이라면 다른 내연 기관에도 적용할 수 있다.In the above-described embodiment, the large-size diesel engine used as a ship cycle is used. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to other internal combustion engines provided with an exhaust pressure pipe.

또, 상술한 실시형태에서는, 변형판의 하단의 접속처를 소기 트렁크로서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 변형판의 하단을 접속하기 위하여 적절한 내연 기관 본체측의 구조이면 된다.In the above-described embodiment, the connection destination at the lower end of the strainer has been described as a scavenging trunk. However, the present invention is not limited to this, and it suffices to have a structure suitable for connecting the lower end of the strainer to the internal combustion engine main body.

또, 상술한 실시형태에서는, 지지판(30)을 구비한 구성으로서 설명했지만, 지지판(30)을 사용하지 않고 변형판(32)만으로 배기 정압관(14)을 지지하는 구성으로 해도 된다.In the above-described embodiment, the structure having the support plate 30 is described. However, the exhaust gas pressure pipe 14 may be supported by only the strainer 32 without using the support plate 30. [

1 디젤 엔진(내연 기관)
9 실린더 라이너
14 배기 정압관
16 과급기
20 소기 트렁크
30 지지판(제2 지지부)
32 변형판(제1 지지부)
32a 대향 플레이트(대향 판상체)
32b 인접 플레이트(인접 판상체)
40 상측 장착판(상측 장착부)
43 하측 장착판(하측 장착부)1 Diesel engine (internal combustion engine)
9 cylinder liners
14 Exhaust gas pressure pipe
16 supercharger
20 Scavenging trunks
30 Support plate (second support part)
32 strain plate (first supporting portion)
32a An opposing plate (opposing plate)
32b adjacent plate (adjacent plate)
40 Upper mounting plate (upper mounting part)
43 Lower mounting plate (lower mounting part)

Claims (4)

내연 기관 본체로부터 배출되는 배기 가스를 일시적으로 저류함과 함께, 종축선이 수평 방향으로 뻗어 있는 배기 정압관을, 상기 내연 기관 본체에 대하여 지지하는 배기 정압관 지지 구조로서,
상기 배기 정압관과 상기 내연 기관 본체의 사이에 마련되어, 상기 배기 정압관을 하방으로부터 지지하는 제1 판상체를 갖고, 상기 제1 판상체가 상기 수평 방향에 직교하도록 배치된 제1 지지부와,
상기 배기 정압관에 대하여 고정되어, 상기 제1 판상체의 상단부에 장착되는 상측 장착부와,
상기 내연 기관 본체에 대하여 고정되어, 상기 제1 판상체의 하단부에 장착되는 하측 장착부
를 구비하며,
상기 제1 판상체는, 상기 상측 장착부 및 상기 하측 장착부를 사이에 두고 접속된 한 쌍의 대향 판상체와, 적어도 일방의 상기 대향 판상체에 인접하여 마련된 인접 판상체로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기 정압관 지지 구조.An exhaust static pressure pipe support structure for temporarily holding an exhaust gas discharged from an internal combustion engine main body and supporting an exhaust static pressure pipe having a longitudinal axis extending in a horizontal direction with respect to the internal combustion engine main body,
A first support member provided between the exhaust static pressure pipe and the internal combustion engine main body and having a first plate member supporting the exhaust static pressure pipe from below, the first plate member being arranged so as to be orthogonal to the horizontal direction,
An upper mounting portion fixed to the exhaust static pressure pipe and mounted on an upper end portion of the first plate-
A lower mounting part which is fixed to the internal combustion engine body and is mounted on a lower end of the first plate-
And,
Wherein the first plate member is constituted by a pair of opposite plate members connected with the upper mounting portion and the lower mounting portion interposed therebetween and an adjacent plate member provided adjacent to at least one of the opposite plate members. Constant pressure tube support structure. 청구항 1에 있어서,
상기 대향 판상체와 상기 인접 판상체는, 동일한 판두께로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 배기 정압관 지지 구조.The method according to claim 1,
Wherein the opposite plate body and the adjacent plate body have the same plate thickness. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 배기 정압관과 상기 내연 기관 본체의 사이에 마련되어, 상기 배기 정압관을 하방으로부터 지지하는 제2 판상체를 갖고, 상기 제2 판상체가 상기 수평 방향을 따라 배치된 제2 지지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배기 정압관 지지 구조.The method according to claim 1 or 2,
A second plate member provided between the exhaust static pressure pipe and the internal combustion engine main body and supporting the exhaust static pressure pipe from below, and the second plate member has a second support portion disposed along the horizontal direction Wherein the exhaust gas pressure pipe support structure comprises: 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 배기 정압관 지지 구조를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관.An internal combustion engine comprising the exhaust gas pressure pipe support structure according to any one of claims 1 to 3.
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