KR20210057802A - 해상 엔진 조립체 - Google Patents

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KR20210057802A
KR20210057802A KR1020217011168A KR20217011168A KR20210057802A KR 20210057802 A KR20210057802 A KR 20210057802A KR 1020217011168 A KR1020217011168 A KR 1020217011168A KR 20217011168 A KR20217011168 A KR 20217011168A KR 20210057802 A KR20210057802 A KR 20210057802A
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exhaust conduit
exhaust
offshore
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마틴 셀웨이
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콕스 파워트레인 엘티디
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Abstract

해상 선박(1)을 추진하기 위한 해상 엔진 조립체(2)가 제공된다. 해상 엔진 조립체(2)는 추진 장치(8)를 구동하도록 구성된 내연 엔진(30)과, 터빈 배출구(45)를 갖는 터빈부분(43)을 포함하는 터보차저(42)와, 터빈 배출구(45)에 결합된 터보차저 배기 도관(60)을 포함한다. 터보차저 배기 도관(60)은 해상 엔진 조립체(2) 내의 터보차저(42)에 대한 주요 지지부로서 작용한다.

Description

해상 엔진 조립체
본 발명은 해상 엔진 조립체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 터보차저를 장착하기 위한 신규한 수단을 구비한 해상 엔진 조립체에 관한 것이다.
해상 선박을 추진하기 위해, 해상 엔진 조립체는 종종 해상 선박의 선미에 부착된다. 엔진 조립체는 내연 엔진, 추진 장치 및 배기 시스템을 포함한다. 해상 엔진 조립체의 경우, 하나 이상의 터보차저를 갖는 디젤 내연 엔진이 사용될 수 있다.
전통적으로, 각각의 터보차저의 중량은, 적어도 대부분의 경우에, 터보차저가 장착되는 배기 매니폴드에 의해 지지된다. 이와 같이, 해상 선외부에 있는 터보차저는 통상 그 중량의 대부분 및 움직임이나 진동으로 인한 임의의 가속력에 대한 반작용이 주로 터보차저가 연결되는 배기 매니폴드를 통해 이루어진다. 나아가 그러한 배열에서는, 해상 환경의 엄격한 패키징 요건을 만족시키는 것이 어려울 수 있고, 특히 해상 선외 모터 조립체들의 경우에는 더욱 그러하다. 또한, 해상 엔진 조립체의 열 관리 또한 문제가 될 수 있다.
본 발명은 종래 기술과 관련된 하나 이상의 문제점을 극복하거나 적어도 완화하고자 한다.
본 발명의 제1 양태는 해상 선박을 추진하기 위한 해상 엔진 조립체를 제공하고, 상기 엔진 조립체는 추진 장치를 구동하도록 구성된 내연 엔진; 터빈 배출구를 갖는 터빈 부분을 포함하는 터보차저; 터빈 배출구에 결합되는 터보차저 배기 도관을 포함하고, 터보차저 배기 도관은 해상 엔진 조립체 내에서 터보차저의 주요 지지부로서 작용한다.
터보차저 배기 도관은 해상 엔진 조립체와 터보차저 사이의 어떠한 다른 연결부들보다도 큰 강성을 가질 수 있다.
터보차저 배기 도관은 터보차저를 지지 구조체에 견고하게 장착하도록 구성될 수 있다.
터보차저로부터의 기계적 힘에 대한 반작용은 엔진 조립체와 터보차저 사이의 어떠한 다른 연결부보다도 터보차저 배기 도관을 통해 더 많이 이루어질 수 있다.
터보차저로부터의 실질적으로 모든 기계적 힘에 대한 반작용은 터보차저 배기 도관을 통해 이루어질 수 있다.
터보차저 배기 도관은 강성 재료, 예컨대 금속 재료로부터 형성될 수 있다.
해상 엔진 조립체는 지지 구조체를 더 포함할 수 있다. 터보차저는 지지 구조체에 연결될 수 있다.
해상 엔진 조립체는 배기 시스템 흡입구를 갖는 배기 시스템을 포함할 수 있다. 터보차저 배기 도관은 배기 시스템 흡입구에 결합될 수 있다.
배기 시스템은 지지 구조체의 기능을 제공할 수 있다.
터보차저 배기 도관은 어댑터 부재를 통해 지지 구조체에 장착될 수 있다.
해상 엔진 조립체는 내연 엔진으로부터 터보차저로 배기 가스를 전달하도록 구성되는 배기 매니폴드를 더 포함할 수 있다.
터보차저는 가요성 연결 장치를 통해 배기 매니폴드에 연결될 수 있다.
터보차저는 하나 이상의 열 팽창 조인트를 통해 배기 매니폴드에 장착될 수 있다.
터보차저는 터빈 흡입구 및 터빈 배출구를 갖는 터빈 부분을 포함할 수 있다. 터보차저는 압축기 흡입구 및 압축기 배출구를 갖는 압축기 부분을 포함할 수 있다.
배기 매니폴드는 내연 엔진으로부터 터빈 흡입구로 배기 가스를 전달하도록 구성될 수 있다.
터보차저 배기 도관은 배기 도관 흡입구 및 배기 도관 배출구를 갖는 배기 유로를 형성할 수 있다. 배기 도관 흡입구는 터빈 배출구에 결합될 수 있다.
나아가, 터보차저는 압축 공기를 터보차저로부터 내연 엔진으로 전달하도록 구성된 가요성 호스를 통해서 내연 엔진에 연결될 수 있다.
터보차저 배기 도관은 터보차저 배기 도관을 냉각하기 위한 냉각 장치를 포함할 수 있다.
터보차저 배기 도관은 터보차저 배기 도관을 냉각시키기 위해 그것을 통과하는 냉각제 유로를 포함할 수 있다.
냉각제 유로는 배기 유로 주위를 유동하도록 배열될 수 있다.
냉각제 유로는 배기 유로를 실질적으로 둘러싸도록 배열될 수도 있다.
해상 엔진 조립체는 사용시에 내연 엔진 아래에 위치되도록 배열된 추진 장치를 더 포함할 수도 있다.
해상 엔진 조립체는 내연 엔진에 결합되고 추진 장치를 구동하도록 구성된 크랭크샤프트를 더 포함할 수도 있다.
크랭크샤프트는 사용시에 실질적으로 수직이도록 의도될 수 있다.
내연 엔진은 디젤 엔진일 수 있다.
배기 도관 배출구는 사용시에 내연 엔진의 하단과 실질적으로 동일한 높이에 또는 그 아래에 있도록 위치될 수 있다.
터보차저 배기 도관은 배기 도관의 강성을 증가시키기 위한 지지 스트럿(strut)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 해상 엔진 조립체를 포함하는 해상 선박이 제공된다.
본 발명의 실시예들은 뒤따르는 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 해상 엔진 조립체를 구비한 경량 해상 선박의 개략적인 측면도이다;
도 2a는 경사진 위치의 해상 엔진 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 2b 내지 도 2d는 해상 엔진 조립체의 다양한 트리밍(trimming) 위치와 그에 상응하는 수체(body of water) 내에서의 해상 선박의 배향을 도시한다;
도 3은 실시예에 따른 해상 엔진 조립체의 개략적인 단면도이다;
도 4는 도 3의 해상 엔진 조립체의 일부의 측면도이다;
도 5는 도 4의 터보차저 배기 도관의 등각도 사시도를 도시한다; 그리고
도 6은 도 5의 터보차저 배기 도관의 또 다른 등각도 사시도를 도시한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 선외 모터 조립체 형태의 해상 엔진 조립체(2)를 구비한 해상 선박(1)의 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 해상 선박(1)은 부속선(tender) 또는 스쿠버-다이빙 보트와 같이 해상 엔진 조립체와 함께 사용하기에 적합한 임의의 종류의 선박일 수 있다. 도 1에 도시된 해상 엔진 조립체(2)는 해상 선박(1)의 선미에 부착된다. 해상 엔진 조립체(2)는 일반적으로 해상 선박(1)의 선체(hull) 내부에 수용된 연료 탱크(3)에 연결된다. 저장소 또는 탱크(3)로부터의 연료는 연료 라인(4)을 통해 해상 엔진 조립체(2)에 제공된다. 연료 라인(4)은 연료 탱크(3)와 해상 엔진 조립체(2) 사이에 배치된 하나 이상의 필터, 저압 펌프들 및 분리기 탱크(해상 엔진 조립체(2)에 물이 유입하는 것을 방지하기 위함)의 종합적 배열을 대표한다.
이하에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 해상 엔진 조립체(2)는 일반적으로 3개의 섹션, 즉 상부 섹션(21), 중간 섹션(22), 및 하부 섹션(23)으로 분할된다. 중간 섹션(22) 및 하부 섹션(23)은 종종 종합하여 레그(leg) 섹션으로서 알려져 있고, 레그는 배기 시스템을 수납한다. 프로펠러(8)는, 기어박스로도 알려진, 해상 엔진 조립체(2) 하부 섹션(23) 내부에서 프로펠러 샤프트(9)의 축 상에 회전 가능하게 배열된다. 물론 작동시 프로펠러(8)는 적어도 부분적으로 물에 잠기고, 해상 선박(1)을 추진하기 위해 다양한 회전 속도로 작동될 수 있다. 프로펠러(8) 형태의 추진 장치는 사용시 내연 엔진 아래에 위치되도록 배열된다.
통상적으로, 해상 엔진 조립체(2)는 피벗 핀에 의해 해상 선박(1)의 선미에 선회할 수 있도록 연결된다. 피벗 핀을 중심으로 한 선회 운동은 조작자가 본 기술 분야에 공지된 방식으로 수평 축을 중심으로 해상 엔진 조립체(2)를 틸트(tilt) 및 트림(trim)할 수 있게 한다. 또한, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 해상 엔진 조립체(2)는 해상 선박(1)을 조향하기 위해 대체로 직립축을 중심으로 선회할 수 있도록 해상 선박(1)의 선미에 선회 가능하게 장착된다.
틸팅(tilting)은 전체 해상 엔진 조립체(2)가 완전히 물 밖으로 상승될 수 있도록 해상 엔진 조립체(2)를 충분히 높이 상승시키는 동작이다. 해상 엔진 조립체(2)를 틸팅하는 것은 해상 엔진 조립체(2)가 꺼지거나 중립 상태일 때 수행될 수 있다. 그러나 몇몇 경우들에서 해상 엔진 조립체(2)는 얕은 물에서 작동할 수 있도록, 틸트 범위에서 해상 엔진 조립체(2)의 제한된 구동을 허용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 해상 엔진 조립체는 주로 레그의 종축이 실질적으로 수직 방향인 상태에서 작동된다. 이와 같이, 해상 엔진 조립체(2)의 레그의 종축에 실질적으로 평행한 해상 엔진 조립체(2)의 엔진의 크랭크샤프트는 일반적으로 해상 엔진 조립체(2)의 정상 작동 중에 수직 배향으로 배향될 것이지만, 특정 작동 조건 하에서, 특히 얕은 물 위의 선박 상에서 작동될 때 수직이 아닌 방향으로 배향될 수도 있다. 엔진 조립체의 레그의 종축에 실질적으로 평행하게 배향되는 해상 엔진 조립체(2)의 크랭크샤프트는 또한 수직 크랭크샤프트 배열로서 불릴 수 있다. 엔진 조립체의 레그의 종축에 실질적으로 직각으로 배향되는 해상 엔진 조립체(2)의 크랭크샤프트는 또한 수평 크랭크샤프트 배열로서 불릴 수 있다.
전술한 바와 같이, 적절하게 작동하기 위해서는, 해상 엔진 조립체(2)의 하부 섹션(23)과 프로펠러(8)가 물 속으로 연장될 필요가 있다. 그러나, 극히 얕은 물에서, 또는 트레일러로부터 선박을 진수시킬 때, 틸트-다운(tilted-down) 위치에 있다면, 해상 엔진 조립체(2)의 하부 섹션(23)은 해저 또는 보트 램프에 맞닿아 끌리게 될 수 있다. 도 2a에 도시된 위치와 같이, 해상 엔진 조립체(2)를 틸트-업(tilted-up) 위치로 틸팅하면, 이러한 하부 섹션(23)과 프로펠러(8)에 대한 손상이 방지된다.
대조적으로, 트리밍은 도 2b 내지 도 2d의 3개의 예에 도시된 바와 같이, 해상 엔진 조립체(2)를 최하단 위치로부터 수 도 상향까지 더 작은 범위에 걸쳐 이동시키는 메커니즘이다. 트리밍은 상응하는 해상 선박(1)의 연료 소비 효율, 가속 및 고속 작동의 최상의 조합을 제공할 방향으로 프로펠러(8)의 추력을 유도하는 것을 도울 것이다.
선박(1)이 평면 상에 있을 때(즉, 선박(1)의 중량이 유체정역학적 양력보다는 유체동역학적 양력에 의해 주로 지지됨), 보우-업(bow-up) 구성은 적은 항력, 더 큰 안정성 및 효율을 초래한다. 이는 일반적으로 도 2b에 도시된 바와 같이, 보트 또는 해상 선박(1)의 용골선이 약 3 내지 5도 상승한 경우이다.
도 2c에 도시된 위치와 같이, 너무 많은 트림-아웃(trim-out)은 수상에서 선박(1)의 선수를 너무 높아지게 한다. 이러한 구성에서 성능 및 경제성은 감소되는데, 이는 선박(1)의 선체(hull)가 물을 밀어내고 그 결과 더 많은 공기 항력이 있기 때문일 수 있다. 과도한 트리밍-업(trimming-up)은 또한 프로펠러가 벤틸레이트(ventilate) 되게 하여 성능을 더욱 저하시킬 수 있다. 보다 더 심각한 경우에, 선박(1)은 수상에서 홉(hop) 할 수 있으며, 이로 인해 조작자와 탑승자가 선상에서 튕겨져 나갈 수 있다.
트리밍-인(trimming-in)은 선박(1)의 선수를 하강시킬 것이며, 이는 정지상태에서 출발하여 가속하는 데 도움이 될 수 있다. 도 2d에 도시된 바와 같이 너무 많은 트림인(trim-in)은 선박(1)이 물을 “파헤치고 나가게(plough)”하여, 연료 경제성을 감소시키고 속도를 증가시키기 어렵게 만든다. 나아가 고속에서, 트리밍-인은 선박(1)의 불안정성을 초래할 수도 있다.
해상 엔진 조립체(2)는 상기 틸팅 및 트리밍 작업을 수행하기 위한 틸트 및 트림 메커니즘(7)을 포함한다. 본 실시예에서, 틸트 및 트림 메커니즘(7)은 전기 제어 시스템을 통해 해상 엔진 조립체(2)를 틸트 및 트림하도록 작동될 수 있는 유압 액추에이터(13)를 포함한다. 이와는 달리, 조작자가 도 3에 도시된 유압 액추에이터를 사용하기보다는 수조작으로 해상 엔진 조립체(2)를 선회시키는 수동 틸트 및 트림 메커니즘을 제공하는 것도 실현 가능하다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 해상 엔진 조립체(2)의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
전술한 바와 같이, 해상 엔진 조립체(2)는 일반적으로 3개의 섹션으로 분할된다. 파워헤드라고도 알려진 상부 섹션(21)은 해상 선박(1)에 동력을 공급하기 위한 내연 엔진(30)을 포함한다. 엔진덮개(31)는 엔진(30) 주위에 배치된다.
상부 섹션(21) 또는 파워헤드에 인접하고 그 아래로 연장하는 위치에 중간 섹션(22)이 제공된다. 하부 섹션(23)은 중간 섹션(22)에 인접하고 그 아래로 연장하고, 중간 섹션(22)은 상부 섹션(21)을 하부 섹션(23)에 연결한다. 중간 섹션(22)은 내연 엔진(30)과 프로펠러 샤프트(9) 사이에서 연장되는 구동 샤프트(36)를 수납한다. 벤틸레이션 방지 플레이트(11)는 표면 공기가 프로펠러(8)의 부압측 내로 흡입되는 것을 방지한다.
중간 섹션(22) 및 하부 섹션(23)은, 내연 엔진(30)으로부터 하부 섹션(23)을 향해 배기 가스를 운반하기 위한 배기 가스 유로를 정의하는 배기 시스템(24)을 형성한다.
프로펠러(8)를 수용하는 것에 추가하여, 배기 시스템(24)은 하나 이상의 배기 가스 배출구를 정의한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 하부 섹션(23)은 프로펠러 구동 샤프트(9)에 인접한 제1 배기 배출구(32)를 제공한다. 프로펠러(8)가 선박(1)을 추진하기 위해 엔진(30)에 의해 구동될 때, 프로펠러(8)에 의해 발생된 부압은 배기 가스를 중간 섹션(22)을 통해 제1 배기 배출구(32)를 향해 흡인한다. 이러한 배열은 대부분의 배기 가스를 제1 배기 배출구(32)를 통해 수중에서 배출한다.
추가의 배기 가스 배출구가 또한 흘수선 아래 및 위의 양쪽 모두에 제공될 수 있다. 이는 프로펠러 배기 배출구(32)를 통해 방출되지 않은 나머지 배기 가스가 해상 엔진 조립체(2)로부터 방출될 수 있도록 한다. 특히, 추가의 배기 가스 배출구의 제공은 프로펠러(8)에 의해 발생된 부압이 없을 때(즉, 프로펠러(8)가 무부하 상태일 때) 해상 엔진 조립체(2)로부터 배기 가스가 보다 쉽게 방출될 수 있도록 한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 제2 배기 가스 배출구(33)가 중간 섹션(22) 내에 제공된다. 선박이 도 2b에 도시된 것과 같이 평면 상에 있을 때에, 제2 배기 가스 배출구(33)는 흘수선 위에 위치되도록 배열된다.
이제 도 4를 참조하면, 파워헤드(21)는 외부 엔진덮개(31)가 제거된 상태로 개략적으로 도시되어 있다.
해상 엔진 조립체(2)는 해상 엔진 조립체(2)의 공기 흡입구 덕트(38) 내로 공기를 흡인하는 공기 흡입구를 포함하고, 공기는 공기 필터(40)를 통해 흡입구 덕트(38) 내로 흡인된다. 해상 엔진 조립체(2)에는 내연 엔진(30)의 출력을 개선하는 터보차저(42)가 제공된다. 터보차저는 터빈 흡입구(44)와 터빈 배출구(45)를 갖는 터보차저 터빈 부분(43), 및 압축기 흡입구(47)와 압축기 배출구(48)를 갖는 터보차저 압축기 부분(46)로 형성된다.
터보차저 압축기 흡입구(47)는 공기가 내부에서 압축될 수 있도록 흡입구 덕트(38)의 하류 단부에 연결된다. 압축 공기는 덕트(52)를 통해 압축기 배출구(48)로부터 내연 엔진(30)의 흡입구(50)로 유동한다. 예시된 실시예에서, 덕트(52)는 압축 공기를 압축기 배출구(48)로부터 내연 엔진(30)으로 전달하도록 구성된 가요성 호스로서 제공된다. 이러한 방식으로, 여과된 공기가 내연 엔진(30) 내로 진입되기 전에 터보차저 압축기(46) 내로 유동하여 그 내부에서 압축될 수 있다.
엔진(30) 내에서의 연소 후에, 엔진(11)으로부터의 배기 가스는 내연 엔진(30)으로부터 터보차저 터빈 흡입구(44)로 배기 가스를 전달하도록 구성되는 배기 매니폴드(54)로 전달된다. 이러한 방식으로, 내연 엔진(30)으로부터 배출되는 배기 가스는 공기가 내연 엔진(30)으로 진입되기 전에 공기를 압축하도록 터보차저(42)의 터빈을 구동시키는 데 사용된다.
도시된 실시예에서, 터보차저(42)는 배기 매니폴드 덕트(56)를 포함하는 가요성 연결 장치를 통해 배기 매니폴드(54)에 장착된다. 덕트(56)는 터보차저(42)가 열 팽창 조인트(58)를 통해 배기 매니폴드(54)에 장착되도록 열 팽창 조인트(58)를 포함한다.
터보차저(42)의 터빈 부분(43)을 구동시킨 후에, 배기 가스는 터보차저 배기 도관(60)을 통해 배기 시스템(24)으로 유동되고, 그로 인해 1개 이상의 가스 배출구로 유도된다.
터보차저 배기 도관(60)은 그를 통한 배기 유로를 정의한다. 터보차저 배기 도관(60)은 배기 도관 흡입구(62) 및 배기 도관 배출구(64)를 갖는다.
종래의 해상 응용에서 터보차저(42)를 지지하는 배열은 전통적으로 배기 매니폴드를 통해 달성되어왔다. 그러나, 이러한 패키징/지지 배열은 해상 엔진 조립체의 전체 패키징의 관점에서 차선적으로 여겨졌다.
본 실시예에서, 터보차저 배기 도관(60)은 해상 엔진 조립체(2) 내의 터보차저(42)에 대한 주요 지지부로서 작용한다. 터보차저(42)에 충분한 지지를 제공하기 위해, 터보차저 배기 도관(60)은 해상 엔진 조립체(2) 내의 지지 구조체에 장착된다. 즉, 터보차저 배기 도관(60)은 터보차저(42)를 지지 구조체에 견고하게 장착하도록 구성된다.
해상 엔진 조립체(2)의 레그 섹션의 일부분(예를 들면, 중간 섹션(22)의 일부분), 내연 엔진(30)의 하나 이상의 부품 또는 내연 엔진(30)과 레그 섹션 사이에 제공되는 어댑터 부재와 같이, 해상 엔진 조립체(2)의 다양한 각종 부품들 지지 구조체의 기능을 제공할 수 있음을 알 것이다.
배기 시스템(24)은 배기 시스템 흡입구(59)(도 3에 도시됨)를 한정하고, 터보차저 배기 도관(60)의 배출구(64)는 배기 시스템 흡입구(59)(도 6에 도시된)에 결합된다. 이러한 방식으로, 연결부는 터보차저 배기 도관(60)을 배기 시스템(24)에 견고하게 장착한다. 도시되지는 않았지만, 터보차저 배기 도관(60)은 내연 엔진(30)과 레그 섹션 사이에 제공되는 어댑터 부재를 통해 배기 시스템 흡입구(59)에 견고하게 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 구조체는 배기 시스템(24)의 일부로서(즉, 어댑터 부재를 통해) 제공될 수 있다.
터보차저 배기 도관(60)은 바람직하게는 해상 엔진 조립체(2)에 대한 터보차저(42)의 임의의 다른 연결부보다 큰 강성을 갖는다. 즉, 터보차저 배기 도관은 흡입구 덕트(38), 엔진 흡입구 덕트(52), 또는 배기 매니폴드 덕트(56) 중 하나 이상보다, 그리고, 바람직하게는, 이들 모두보다 높은 강성을 갖는다. 터보차저 배기 도관은 바람직하게는 배기 매니폴드 덕트(56)보다 높은 강성을 갖는다.
이러한 배열은 터보차저(42)로부터의 실질적으로 모든 기계적 힘에 대한 반작용이 터보차저 배기 도관(60)을 통해 이루어질 수 있게 한다. 달리 말하면, 터보차저(42)로부터의 힘에 대한 반작용은 터보차저의 하나 이상의 다른 연결부(들)(예를 들어, 흡입구 덕트(38), 엔진 흡입구 덕트(52) 및/또는 배기 매니폴드 덕트(56))보다도 터보차저 배기 도관(60)을 통해 더 많이 이루어진다.
도시된 것과 같이, 터보차저 배기 도관(60)의 배열은 배기 도관 배출구(64)가 사용시에 내연 엔진(30)의 하단과 실질적으로 동일한 높이에 또는 그 아래에 위치되도록 되어 있다.
마지막으로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 터보차저 배기 도관(60)이 보다 상세히 도시되어 있다.
터보차저 배기 도관(60)에는 터보차저 배기 도관(60)을 터보차저(42)의 터빈 배출구(45)에 장착하기 위한 제1 장착 장치(66)가 제공된다. 도시된 실시예에서, 터보차저 배기 도관(60)은 체결구(59)를 관통 수용하기 위한 네 개의 보어(66)를 구비한다.
터보차저 배기 도관(60)에는 배기 시스템(24)의 배기 시스템 흡입구(59)에 터보차저 배기 도관(60)을 장착하기 위한 제2 장착 장치(68)가 제공된다. 더 구체적으로, 장착 장치(68)는 도관(60)과 배기 시스템(24) 사이에 제공되는 어댑터 부재에 배기 도관 배출구(64)를 장착한다. 도시된 실시예에서, 터보차저 배기 도관(60)은 체결구(69)를 관통 수용하기 위한 4개의 보어(68)를 포함한다.
배기 도관 배출구(64)에 인접한, 터보차저 배기 도관(60)은 그것을 관통 형성된 보어(70) 그리고 보어(70)에 추가의 냉각제 덕트를 고정하는 제3 장착 장치(72)를 포함한다. 이러한 추가적인 냉각 장치는 해상 엔진 조립체(2)의 추가적인 부품들을 냉각할 수 있도록 제공될 수 있다.
터보차저(42)에 충분한 지지를 제공하기 위해, 터보차저 배기 도관(60)은 금속 재료와 같은 강성 재료로부터 형성된다. 본 실시예에서, 터보차저 배기 도관(60)은 알루미늄으로 형성되지만, 임의의 적절한 강성 재료가 사용될 수 있다.
터보차저 배기 도관(60)은 측면에서 실질적으로 L자형이 되도록 만곡된다. 터보차저 배기 도관(60)의 강성을 증가시키기 위해, 지지 스트럿(74)이 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서는, 지지 스트럿(74)은 도관 흡입구(62)의 근접부로부터 도관 배출구(64)의 근접부로 연장된다. 대안적인 배열에서는 스트럿이 생략될 수 있음이 이해될 것이다.
터보차저의 배출구는 상당히 고온인 부품이다. 즉, 터보차저 배기 도관(60)은 상당한 고온 부품이다. 해상 엔진 조립체(2) 내의 제한된 공간으로 인하여, 터보차저 배기 도관(60)은 엔진덮개에 가깝게 지나가며, 이는 엔진덮개에 손상을 줄 수 있다.
터보차저 배기 도관(60)에는 터보차저 배기 도관(60)을 냉각시키기 위한 냉각 장치가 추가로 제공된다. 냉각 장치는, 예를 들어 물과 같은 냉각제가 터보차저 배기 도관(60)을 따라서 유동할 수 있도록 터보차저 배기 도관(60)을 통한 냉각제 유로의 형태로 제공된다.
냉각제 유로는 도관 흡입구(62)에 근접한 흡입구(76) 그리고 도관 배출구(64)에 근접한 배출구(78)를 정의한다. 더 구체적으로, 냉각제 유로의 배출구(78)는 배기 도관 배출구(64) 주위에 위치 및 배열될 수 있는 복수개의, 예컨대 도시된 4개의, 별개의 배출구로 분할된다.
배기 배출구 도관(60)은 냉각제 유로가 배기 유로 주위로 연장하여 냉각 효율을 개선하도록 구성된다. 바꿔 말하면, 냉각제 유로는 배기 유로를 실질적으로 포위하도록(즉, 냉각제 재킷을 제공하도록) 배열된다.
본 실시예에서, 냉각제 재킷은 터보차저 배기 도관(60)의 내벽과 외벽 사이에 공간을 형성함으로써 제공된다. 달리 말하면, 냉각제 재킷은 터보차저 배기 도관의 외벽과 배기 유로의 외벽 사이에 공동을 제공함으로써 형성된다.
배기 배출구 도관(60)이 냉각제 유로 흡입구(76)에 근접한 도관 흡입구(62)를 갖는 것으로서 설명되었지만, 대안적인 배열에서, 냉각제 유로 흡입구(76) 및 냉각제 배출구(78)는 냉각 장치가 역류 유로를 정의하도록 전환될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명은 하나 이상의 바람직한 실시예를 참조하여 전술되었지만, 다양한 변경 또는 수정이 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 해상 선박을 추진하기 위한 해상 엔진 조립체이며,
    추진 장치를 구동하도록 구성된 내연 엔진;
    터빈 배출구를 갖는 터빈 부분을 포함하는 터보차저; 및
    터빈 배출구에 결합되는 터보차저 배기 도관
    을 포함하며,
    상기 터보차저 배기 도관은 해상 엔진 조립체 내의 터보차저에 대한 주요 지지부로서 작용하는, 해상 엔진 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 해상 엔진 조립체와 터보차저 사이의 어떠한 다른 연결부보다도 큰 강성을 갖는, 해상 엔진 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    터보차저로부터의 기계적 힘에 대한 반작용은 엔진 조립체와 터보차저 사이의 어떠한 다른 연결부보다도 터보차저 배기 도관을 통해 더 많이 이루어지는, 해상 엔진 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보차저로부터의 실질적으로 모든 기계적 힘에 대한 반작용이 터보차저 배기 도관을 통해 이루어지는, 해상 엔진 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 강성 재료, 예컨대 금속 재료로 형성되는, 해상 엔진 조립체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지 구조체를 더 포함하고, 터보차저는 지지 구조체에 연결되는, 해상 엔진 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 터보차저를 지지 구조체에 견고하게 연결하도록 구성되는, 해상 엔진 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    해상 엔진 조립체는 배기 시스템 흡입구를 갖는 배기 시스템을 포함하고, 또한, 터보차저 배기 도관은 배기 시스템 흡입구에 결합되는, 해상 엔진 조립체.
  9. 제6항에 따른 제8항에 있어서,
    배기 시스템은 지지 구조체의 기능을 제공하는, 해상 엔진 조립체.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 어댑터 부재를 통해 지지 구조체에 연결되는, 해상 엔진 조립체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    내연 엔진으로부터 터보차저로 배기 가스를 전달하도록 구성되는 배기 매니폴드를 추가로 더 포함하는, 해상 엔진 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    터보차저는 가요성 연결 장치를 통해 배기 매니폴드에 연결되는, 해상 엔진 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    터보차저는 하나 이상의 열 팽창 조인트를 통해 배기 매니폴드에 장착되는, 해상 엔진 조립체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보차저는 터보차저로부터 내연 엔진으로 압축 공기를 전달하도록 구성되는 가요성 호스를 통해 내연 엔진에 추가로 연결되는, 해상 엔진 조립체.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 터보차저 배기 도관을 냉각하기 위한 냉각 장치를 포함하는, 해상 엔진 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 터보차저 배기 도관을 냉각시키기 위해 터보차저 배기 도관을 통한 냉각제 유로를 포함하는, 해상 엔진 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    냉각제 유로는 배기 유로 주위를 유동하도록 배열되는, 해상 엔진 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    냉각제 유로는 배기 유로를 실질적으로 둘러싸도록 배열되는, 해상 엔진 조립체.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용시에 내연 엔진 아래에 위치되도록 배열되는 추진 장치를 더 포함하는, 해상 엔진 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    내연 엔진에 결합되고 추진 장치를 구동하도록 구성된 크랭크샤프트를 더 포함하는, 해상 엔진 조립체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 크랭크샤프트는 사용시에 실질적으로 수직이도록 의도된, 해상 엔진 조립체.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    내연 엔진은 디젤 엔진인, 해상 엔진 조립체.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    배기 도관 배출구는 사용 시에 내연 엔진의 하단과 실질적으로 동일한 높이에 또는 그 아래에 있도록 위치되는, 해상 엔진 조립체.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    터보차저 배기 도관은 배기 도관의 강성을 증가시키기 위한 지지 스트럿을 포함하는, 해상 엔진 조립체.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 해상 엔진 조립체를 포함하는 해상 선박.

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