JPH0118807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の過給装置に関するものであ
る。内燃機関の排気ガスタービン過給機と機関軸
から歯車等を介して機械的に駆動される過給機
（以下、機関直結過給機という）を直列的に組合
わせた複合過給機関という技術的思想は排気ガス
タービン過給と機関直結過給の長所を兼ねた優れ
た内燃機関であると考えられているが、実例は殆
んど知られていない。僅かに第１図に示す如く排
気ガスタービンと機関のクランク軸とを歯車とク
ラツチを介し機械的に結合した複合機関が実例と
して存在したことが知られている。これは一種の
複合過給機関と云えないことはない。すなわち、
内燃機関７のクランク軸３に歯車列４を接続し、
機関直結過給機５を回転し圧縮空気を給気ダクト
８に送給する。６は空気冷却器で、圧縮された給
気ダクト８の空気を冷却し容積を減じて内燃機関
７の給気管９に送給する。排気ダクト１０は排気
ガスタービン１１に接続され、排気ガスタービン
軸に、接続されたクラツチ２を介して機関の動力
及び過給機５を回転する動力に還元される。低負
荷時は排気エネルギーが十分でなく、排気ガスタ
ービン１１の回転に動力を消費するためクラツチ
２は係合を解かれる。しかし、第１図に示される
方式では１台の直結過給機で過給機を構成してお
り、過給機の外形寸法が大型化するのみならず、
低負荷運転を定格回転速度で行う場合には必要以
上の空気を機関に送給することとなり、燃料消費
が増大する欠点がある。構造的にもクラツチ装着
が必要とる等複雑になる。

本考案は上記の欠点を解消するためになされた
もので、内燃機関に送給する空気を排気ガスター
ビン過給機と機関直結過給機の２段圧縮によつて
加圧することにし、よつて過給装置を純然たる排
気ガスタービン過給機と歯車駆動過給機による比
較的構造の簡単な装置にすると共に、さらに排気
ガスタービン過給機を第１段の圧縮に使うと共に
台数を複数に分割し、過給装置の外形寸法を小型
化することを狙つたものである。さらに、機関直
結過給機の駆動歯車を機関の出力軸端に近接する
場所に設置し、騒音源を機関の操縦側より遠ざけ
ることをも狙うものである。

本考案を示す実施例について説明すると、第２
図において内燃機関７のクランク軸３の継手側に
歯車列４を介して機関直結過給機５を接続し、第
２段の過給機とする。第１段過給機は内燃機関７
の排気ダクト１０を分岐して２台の排気ガスター
ビン１１に接続してそれぞれの過給機１，１を回
転せしめ第１段過給機とする。排気ガスはそれぞ
れ使用後大気に排出される。それぞれの過給機
１，１で圧縮された給気は第１段の空気冷却器
６′に導入され、冷却しさらに容積を減じた後、
第２段の過給機５に接続されるのである。このよ
うにして第２段目の過給機の外形寸法を第１段の
過給機に適合する大きさにすることが可能にな
る。第２段の過給機５は機関７のクランク軸３の
継手側から歯車列４を介して駆動される過給機
で、第２段の空気冷却器６を経て内燃機関７に接
続される。第１段過給機１からの２本の給気ダク
ト８を、設計上は第１段空気冷却器６′で集合し、
１本の給気ダクトとして機関直結過給機５に接続
する。第１段、第２段の空気冷却器６，６′は歯
車列４の上方に重ねて配置され、第２段冷却器６
からの空気が機関７の給気管９に送給されるよう
に構成した複合過給機関である。

次に本考案の作用をその効果と共に述べると、
過給装置の外形寸法を小型にする目的もあつて、
空気を２台（複数）の排気ガスタービン過給機
１，１により分割給入する。即ち、内燃機関７の
排気ダクトを複数に分割して小型排気ガスタービ
ン過給機１，１を駆動し、給気の通路容積風量の
合計を１台の機関直結過給機５の寸法に適合した
圧縮空気として第２段過給機に送給し内燃機関の
給気として使用する。

さらに、本考案は内燃機関を狭隘な機関室に配
置する関係からも特にすぐれている。すなわち、
内燃機関本体の上部に第１段の過給機を載置する
ことができる。機関直結過給機は第２段の過給機
として機関に装着されるので、該過給機の空気吸
入口は直接大気には開口しない構造になる。した
がつてクランク軸３と内燃機関本体７の遊隙から
漏洩する油蒸気を吸引することがなく、機関内部
の汚れを減少することが可能となる。また、機関
直結過給機を機関の操縦側と反対の出力軸側に配
置することによつて過給機駆動歯車列を最も捩じ
り振動振巾の小さい場所に置くことができる。そ
して、それらを結ぶ給気ダクト、空気冷却器など
を合理的に配置して小さなスペースに配置するこ
とができる内燃機関とすることができるものであ
る。上記内燃機関の捩じり振動振巾の最も小さい
場所に歯車列を置くという意味は第３図によつて
明らかになる。即ち、第３図イは模式平面図で、
内燃機関ｂとプロペラａが配置されている図で、
第３図ロはイの機能面を説明したものである。ロ
において、駆動軸ｃ及びクランク軸ｄを弾性軸と
考え、弾性軸の周囲に複数のマス（mass）ａお
よびｂが配置されていると考えると、弾性軸の捩
り振動振巾の大きいところは駆動軸ｃの後端およ
びクランク軸ｄの前端であり、振巾の小さい節
（node）は機関のクランク軸ｄの出力継手側とな
るからである。したがつて、本実施例に示す配置
を採択することにより歯車列４には大きな歯車振
動は発生せず、歯車列の信頼性を向上できる。逆
にクランク軸の端に歯車を配置することも可能で
あるが、それでは振動振巾が大きいため過給機の
ごとき高速回転体を駆動する場合は歯車の信頼性
が著しく損われる。その対策として高価な流体継
手のごとき振動を遮断できる装置を歯車列と過給
機関に介在させる必要がある。又、機関直結過給
機が継手側に配置されるため、機関操縦者が過給
機の騒音からも遠ざかることができる。

以上の如く排気ガスタービン過給機を小型に分
割して内燃機関上に載置し、歯車列を欠燃機関の
駆動軸側に配置して、前記排気ガスタービン過給
機を第１段の過給機とし、機関直結過給機を第２
段の過給機として給気を直列に接続し、互いに相
違した過給機動力をとることによつて経済的でか
つ信頼性の高い小型高馬力の内燃機関を得ること
ができ、排気背圧の変動が予想され、瞬間的に第
１段過給機の能力が下つても第２段過給機で過給
空気を補うことができるような用途にも十分耐え
られる内燃機関を得ることができる複合過給装置
である。また、内燃機関の捩じり振動の影響を極
小化するように捩じり振動振巾の最も小さいクラ
ンク軸の出力継手側に歯車列を配置するようにし
たので、流体継手等駆動側と被動側でスリツプを
許容する継手ないしクラツチを設ける必要がなく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の内燃機関過給装置の模式系統
図、第２図は本考案を説明するための側面図、第
３図イ，ロは内燃機関の作動を説明する平面図で
ある。 １…排気ガスタービン過給機、２…クラツチ、
３…クランク軸、４…歯車列、５…機関直結過給
機、６，６′…空気冷却器、７…内燃機関、８…
給気ダクト、９…給気管、１０…排気管、１１…
排気ガスタービン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の排気ガスダクトに該内燃機関上に載
   置可能に小型化された複数個の排気ガスタービン
   過給機を並列に接続して第１段過給機として設
   け、前記内燃機関の捩じり振動振巾の最も小さ
   い、かつ機関操縦側と反対のクランク軸継手側に
   設けた歯車列を介してクランク軸により直接駆動
   される機関直結過給機を第２段過給機として設
   け、該第１段過給機からの給気ダクトを一つに集
   合させて前記第２段過給機に接続して該第１段過
   給機と該第２段過給機を直列的に配設すると共
   に、該第２段過給機からの給気ダクトを前記内燃
   機関の給気管に接続したことを特徴とする複合過
   給機関。