JP2687140B2 - 舶用エンジンの冷却装置 - Google Patents

舶用エンジンの冷却装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直接冷却方式もしくは間接冷却方式による
舶用エンジンの冷却装置に関する。
［従来の技術］ 舶用エンジンには、エンジン本体に水ジャケットを設
けてエンジンを水冷するとともに、排気マニホールドの
排気通路まわりに排気冷却通路を形成し、さらにミキシ
ングエルボの排気通路まわりに冷却水の排水通路を形成
してなるものがある。第２図、第３図はそれぞれこの冷
却方式の従来例である。
第２図の従来例において、１はエンジン本体、２は水
ジャケット、３は循環通路、3Aは循環ポンプ、４は温度
制御弁、５は排水通路、６は給水ポンプ、７は圧力制御
弁（流量制御手段）、８は絞り（流量制御手段）、９は
給水通路、10は排気マニホールド、11はミキシングエル
ボ、12は排気通路、13は排気冷却通路（排水通路を兼ね
る）である。ここで、この第２図の従来例においては、
排水通路５の終端部が排気冷却通路13を構成している。
すなわち、この第２図の従来例において、エンジン
冷機時には、温度制御弁４が閉じているために水ジャケ
ット２の内部の冷却水は循環通路３を循環するのみであ
り、給水通路９から供給される低温の冷却水は圧力制御
弁７を押し上げて排水通路５に流れ込み排気冷却通路13
を経てミキシングエルボ11から排気とともに排出され
る。
また、エンジン暖機時には、水ジャケット２の水温
の上昇により温度制御弁４が開くために（圧力制御弁７
が閉じ）、給水通路９から供給される冷却水が循環通路
３から水ジャケット２に入り、水ジャケット２から出る
高温の冷却水が循環通路３から温度制御弁４を通って排
水通路５に流れ込み排気冷却通路13を経てミキシングエ
ルボ11から排気に混じって排出される。温度制御弁４は
水ジャケット２の水温の変化に応じて開閉をくり返し、
水ジャケット２の水温を略一定に保つ。
第３図の従来例が、上記第２図の従来例と異なる点
は、排水通路として第１排水通路5Aと第２排水通路5Bと
を設けたことにある。両排水通路5A、5Bはそれらの両端
にて相連通するように形成されており、第２排水通路5B
の中間部は排気マニホールド10に設けた排気冷却通路13
Aを構成している。なお、第１排水通路5Aと第２排水通
路5Bの両始端部間には絞り14が配設され、第１排水通路
5Aと第２排水通路5Bの両終端部はミキシングエルボ11に
設けた排水通路13Bを構成する。
すなわち、この第３図の従来例において、エンジン
冷機時には、温度制御弁４が閉じているために水ジャケ
ット２の内部の冷却水は循環通路３を循環するのみであ
り、給水通路９から供給される低温の冷却水は圧力制御
弁７を押し上げて第１排水通路5Aに流れ込み排水通路13
Bを経てミキシングエルボ11から排気に混じって排出さ
れる。この時、第２排水通路5Bの水は移動することなく
排気冷却通路13Aに停滞する。
また、エンジン暖機時には、水ジャケット２の水温
の上昇により温度制御弁４が開くために（圧力制御弁７
が閉じ）、給水通路９から供給される冷却水が循環通路
３から水ジャケット２に入り、水ジャケット２から出る
高温の冷却水が循環通路３から温度制御弁４を通って第
２排水通路5Bに流れ込み排気冷却通路13A、排水通路13B
を経てミキシングエルボ11から排気に混じって排出され
る。温度制御弁４は水ジャケット２の水温の変化に応じ
て開閉をくり返し、水ジャケット２の水温を略一定に保
つ。
なお、舶用エンジンにおいては、排気出口から波高時
等に逆流する外水が排気マニホールドや燃焼室に浸入す
ることを防止するため、エンジン本体の上方に排気マニ
ホールドを立上げて設け、この排気マニホールドに接続
されるミキシングエルボをさらに立上げ後排気下流側に
向けて下向せしめることとしている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した第２図の従来例には以下の問
題点がある。エンジン冷機時に、給水通路９から供給さ
れた低温の冷却水がエンジンの発熱による昇温作用を受
けることなく、排気マニホールド10の排気冷却通路13へ
流れる。したがって、排気マニホールド10の排気通路12
を流れる排気は、底回転速度域の低い排気温度の上に上
記排気冷却通路13を流れる多量の低温冷却水により水冷
されることになり、該排気中の水蒸気を露滴として排気
マニホールド10およびミキシングエルボ11の排気通路壁
面に現わす。この露滴は壁面を伝わって排気マニホール
ド10に溜まり、ついには燃焼室に入り、点火プラグを濡
らし、エンジンストップを生ぜしめ、アイドリングやト
ローリングの維持を不能とする。
これに対し、上述した第３図の従来例は、エンジン冷
機時に給水通路９から供給される低温の冷却水を排気マ
ニホールド10に導かず、ミキシングエルボ11から排出せ
しめる。この時、排気マニホールド10に儲けた排気冷却
通路13Aに停滞する水は、排気熱により徐々に加温され
るため、排気マニホールド10の排気通路12を流れる排気
に及ぼす冷却能は低く、露滴の発生は少ない。
しかしながら、この第３図の従来例において、エンジ
ン冷機時の排気温度は低く、排気冷却通路13Aに停滞す
る水は排気マニホールド10における露滴発生を完全にな
くすまでには加温せしめられない。また、ミキシングエ
ルボ11の排気通路12を流れる排気は、排水通路13Bを流
れる低温冷却水により水冷されて露滴を生じ、この露滴
が排気マニホールド10の側に落下してくる。すなわちこ
の場合にも、エンジンストップを完全に防止するに至ら
ない。
本発明は、排気マニホールドの排気通路まわりに排気
冷却通路を設け、かつミキシングエルボの排気通路まわ
りに排水通路を設ける状態下で、排気中の水蒸気がエン
ジン冷機時に上記排気マニホールドおよびミキシングエ
ルボにて露滴となることを防止し、エンジンストップを
防止することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、給水ポンプによって圧送される冷却水を導
く給水通路と、エンジン本体に水ジャケットを設け、水
ジャケットから出て水ジャケットに戻る冷却水の循環通
路を設けるとともに、排気マニホールドの上部に排気下
流側に向けて立上がった後下向するミキシングエルボを
接続し、排気マニホールドの排気通路とミキシングエル
ボの排気通路とを連通し、ミキシングエルボの排気通路
まわりに冷却水の排水通路を設け、循環通路と排水通路
との連通部にエンジン暖機時に水ジャケットの水温の上
昇により開く温度制御弁を設け、給水通路と循環通路と
の連通部に絞りを設け、給水通路と排水通路との連通部
に給水通路から供給される冷却水の圧力の上昇により開
く圧力制御弁を設け、ミキシングエルボの排気通路と排
水通路とをそれらの下向開口部にて相互に合流せしめて
なる舶用エンジンの冷却装置において、前記循環通路の
一部が、排気マニホールドの排気通路まわりとミキシン
グエルボの立上り部の排気通路まわりに相連続する排気
冷却通路を構成するようにしたものである。
［作用］ 第１図（Ａ）は本発明の原理を示す模式図であり、第
２図、第３図の従来例と同じく、１はエンジン本体、２
は水ジャケット、３は循環通路、3Aは循環ポンプ、４は
温度制御弁、５は排水通路、６は給水ポンプ、７は圧力
制御弁（流量制御手段）、８は絞り（流量制御手段）、
９は給水通路、10は排気マニホールド、11はミキシング
エルボ、12Aは排気マニホールド10に設けられる排気通
路、12Bはミキシングエルボ11に設けられる排気通路、1
3Aは循環通路３の一部が構成する排気冷却通路、13Bは
排水通路５の終端部が構成する排水通路である。
ここで、排気マニホールド10の上部に排気下流側に向
けて立上がった後下向するミキシングエルボ11を接続
し、排気マニホールド10の排気通路12Aとミキシングエ
ルボ11の排気通路12Bとを連通し、ミキシングエルボ11
の排気通路12Bまわりに冷却水の排水通路13Bを設け、ミ
キシングエルボ11の排気通路12Bと排水通路13Bとをそれ
らの下向開口部にて相互に合流せしめることとしてい
る。さらに、本発明においては、排気マニホールド10の
排気通路12Aまわりとミキシングエルボ11の立上り部の
排気通路12Bまわりに相連続する排気冷却通路13Aを、上
述の如く循環通路３の一部にて構成することとしてい
る。
したがって、本発明において、エンジン冷機時に
は、温度制御弁４が閉じているために水ジャケット２の
内部の冷却水はエンジン本体１を冷却して加温せしめら
れた状態で循環通路３（排気冷却通路13Aを含む）を循
環する。他方、給水通路９から供給される低温の冷却水
は圧力制御弁７を押し上げて排水通路５に流れ込みミキ
シングエルボ11の排水通路13Bを経て排気に混じり排出
される。
また、エンジン暖機時には、水ジャケット２の水温
の上昇により温度制御弁４が開くために（圧力制御弁７
が閉じ）、給水通路９から供給される冷却水が循環通路
３から水ジャケット２に入り、水ジャケット２から出る
高温の冷却水が循環通路３から排気冷却通路13Aを経た
後、温度制御弁４を通って排水通路５に流れ込み、ミキ
シングエルボ11の排水通路13Bを経て排気に混じり排出
される。温度制御弁４は水ジャケット２の水温の変化に
応じて開閉をくり返し、水ジャケット２の水温を略一定
に保つ。
しかして、本発明によれば、エンジンの冷機時に、エ
ンジンにて暖められる循環水を排気マニホールド10、ミ
キシングエルボ11の立上り部の排気冷却通路13Aへ回
し、この循環水を排気マニホールド10、ミキシングエル
ボ11における排気熱によりさらに若干ではあるが加熱
し、再びエンジンへ戻すことをくり返し、結果として排
気マニホールド10、ミキシングエルボ11の立上り部の排
気冷却通路13Aを流れる水温は従来例に比して高くな
る。したがって、上述の如く加温された循環水が排気マ
ニホールド10とミキシングエルボ11の排気通路12A、12B
まわりを広範囲に暖めることとなり、それら排気通路12
A、12Bを流れる排気中の水蒸気が露滴となることを確実
に防止できる。
ところで、本発明の実施において、排気冷却通路13A
と排水通路13Bの仕切り部14は以下の如く定められる。
第１図（Ｃ）において、は排気通路12Bの最上部より
排気下流側のゾーンを示すが、のゾーンで発生した露
結水は排気通路12Bの下向角θのためにエンジン側へ逆
流することなく外部へ排出される。のゾーンで発生す
る露結水のみがエンジン側へ逆流することになる。よっ
て理想的には、のゾーンを全てカバーするように仕切
り部14を設けるのがよい。しかしながら、現実には製造
上の制約等からのゾーンを全て排気冷却通路13Aにて
カバーすることは困難であり、仕切り部14は第１図
（Ｂ）に示す如くの位置に設けられる。ただし、第１図
（Ｂ）にあっても、のゾーンに生じた露滴水は排気の
圧力でのゾーンにまで運び込まれ、現実上の不都合を
生じない。
なお、本発明を間接冷却方式の冷却装置に適用し、エ
ンジン本体に設けた水ジャケットの清水を循環通路んて
循環せしめ、この循環通路の一部により、排気マニホー
ルドとミキシングエルボの立上り部に形成する排気冷却
通路を構成するものとする場合にも、上述したと実質的
に同様の作用を得ることになる。
すなわち、本発明によれば、排気マニホールドの排気
通路まわりに排気冷却通路を設け、かつミキシングエル
ボの排気通路まわりに排水通路を設ける状態下で、排気
中の水蒸気がエンジン冷機時に上記排気マニホールドお
よびミキシングエルボにて露滴となることを防止し、エ
ンジンストップを防止することができる。
［実施例］ 第４図は本発明の第１実施例を示す模式図である。
この実施例の冷却装置20は、直接冷却方式により、船
内外機21のエンジン22を冷却するものである。
冷却装置20は、エンジン本体23に水ジャケット24を設
けるとともに、水ジャケット24から出て水ジャケット24
に戻る冷却水の循環通路25を備えている。26は循環ポン
プである。
冷却装置20は、循環通路25に温度制御弁27を介して連
通可能とされる冷却水の排水通路28を備えている。
冷却装置20は、給水ポンプ29にて圧送される冷却水を
導き上記循環通路25と排水通路28のそれぞれに圧力制御
弁（流量制御手段）30、絞り（流量制御手段）31を介し
て連通可能とされる給水通路32を備えている。給水通路
32の水取入口33は船内外機21のケーシング側部に設けら
れる。
なお、この船内外機21においてはプロペラボス部に排
気出口34を設けているものの、排気出口34から波高時等
に逆流する外水が排気マニホールド35や燃焼室に浸入す
ることを防止するため、エンジン本体23の上方に排気マ
ニホールド35を立上げて設け、この排気マニホールド35
に接続されるミキシングエルボ36をさらに立上げ後排気
下流側に向けて下向せしめることとしている。
ここで、排気マニホールド35の排気通路35Aとミキシ
ングエルボ36の排気通路36Aとは連通し、ミキシングエ
ルボ36の排気通路36Aまわりには前述の排水通路28が連
通せしめられる冷却水の排水通路37が設けられ、ミキシ
ングエルボ36の排気通路36Aと排水通路37とはそれらの
下向開口部にて相互に合流せしめられ、排気管路38を介
して前記排気出口34に連なるようになっている。
しかして、この第１実施例にあっては、排気マニホー
ルド35の排気通路35Aまわりとミキシングエルボ36の立
上り部の排気通路36Aまわりに相連続する排気冷却通路3
9を形成し、この排気冷却通路39を前述の循環通路25の
中間部にて構成することとしている。
次に、上記第１実施例の作用について説明する。
上記冷却装置20において、エンジン冷機時には、温
度制御弁27が閉じているために水ジャケット24の内部の
冷却水はエンジン本体23を冷却して加温せしめられた状
態で循環通路25（排気冷却通路39を含む）を循環する。
他方、給水通路32から供給される低温の冷却水は圧力制
御弁30を押し上げて排水通路28に流れ込みミキシングエ
ルボ36の排水通路37を経て排気に混じり排出される。
また、エンジン暖機時には、水ジャケット24の水温
の上昇により温度制御弁27が開くために（圧力制御弁30
が閉じ）、給水通路32から供給される冷却水が循環通路
25から水ジャケット24に入り、水ジャケット24から出る
高温の冷却水が循環通路25から排気冷却通路39を経た
後、温度制御弁27を通って排水通路28に流れ込み、ミキ
シングエルボ36の排水通路37を経て排気に混じり排出さ
れる。温度制御弁27は水ジャケット24の水温の変化に応
じて開閉をくり返し、水ジャケット24の水温を略一定に
保つ。
しかして、上記第１実施例によれば、エンジンの冷機
時に、エンジンにて暖められる循環水を排気マニホール
ド35、ミキシングエルボ36の立上り部の排気冷却通路39
へ回し、この循環水を排気マニホールド35、ミキシング
エルボ36における排気熱によりさらに若干ではあるが加
熱し、再びエンジンへ戻すことをくり返し、結果として
排気マニホールド35、ミキシングエルボ36の立上り部の
排気冷却通路39を流れる水温は従来例に比して高くな
る。したがって、上記の如く加温された循環水が排気マ
ニホールド35とミキシングエルボ36の排気通路35A、36A
まわりを広範囲に暖めることとなり、それら排気通路35
A、36Aを流れる排気中の水蒸気が露滴となることを確実
に防止できる。
第５図は本発明の第２実施例を示す模式図である。
この実施例の冷却装置40は、間接冷却方式により、船
内外機41のエンジン42を冷却するものである。
冷却装置40は、エンジン本体43に水ジャケット44を設
け、水ジャケット44から出て水ジャケット44に戻る清水
（冷却水）の循環通路45を備えている。46は循環ポンプ
である。循環通路45の中間部にはボトムバイパスタイプ
の温度制御弁47が設けられており、エンジンの冷機時
の温度制御弁47が閉じるとバイパス通路45Aが開き、水
ジャケット44から出て循環通路45を流れる清水はバイパ
ス通路45を経て水ジャケット44に戻り、エンジン暖機
時の温度制御弁47が開くとバイパス通路45Aが閉じ、水
ジャケット44から出て循環通路45を流れる清水は熱交換
器45Bの清水通路を通って水ジャケット44に戻る。
他方、冷却装置40は、給水ポンプ49にて圧送される外
水（冷却水）を上記熱交換機45Bの外水通路に導く給水
通路50を備えるとともに、この外水の排水通路51を備え
ている。給水通路50の水取入口52、53は船内外機41のケ
ーシング側部、船舶の底部のそれぞれに設けられる。
なお、この船内外機41においてはプロペラボス部に排
気出口54を設けているものの、排気出口54から波高時等
に逆流する外水が排気マニホールド55や燃焼室に浸入す
ることを防止するため、エンジン本体43の上方に排気マ
ニホールド55を立上げて設け、この排気マニホールド55
に接続されるミキシングエルボ56をさらに立上げ後排気
下流側に向けて下向せしめることとしている。
ここで、排気マニホールド55の排気通路55Aとミキシ
ングエルボ56の排気通路56Aとは連通し、ミキシングエ
ルボ56の排気通路56Aまわりには前述の排水通路51が連
通せしめられる冷却水の排水通路57が設けられ、ミキシ
ングエルボ56の排気通路56Aと排水通路57とはそれらの
下向開口部にて相互に合流せしめられ、排気管路58を介
して前記排気出口54に連なるようになっている。
しかして、この第２実施例にあっては、排気マニホー
ルド55の排気通路55Aまわりとミキシングエルボ56の立
上り部の排気通路56Aまわりに相連続する排気冷却通路5
9を形成し、この排気冷却通路59を前述の循環通路45の
中間部にて構成することとしている。
次に、上記第２実施例の作用について説明する。
上記冷却装置40において、エンジン冷機時には、温
度制御弁47が閉じているために水ジャケット44の内部の
清水はエンジン本体43を冷却して加温せしめられた状態
で循環通路45（排気冷却通路59を含む）を循環する。他
方、給水通路50から供給される低温の外水は熱交換器45
Bの外水通路を経て排水通路51に流れ込み、さらにミキ
シングエルボ56の排水通路57を経て排気に混じり排出さ
れる。
また、エンジン暖機時には、水ジャケット44の水温
の上昇により温度制御弁47が開くために水ジャケット44
の内部の清水はエンジン本体43を冷却して加熱せしめら
れた状態で循環通路45を経て熱交換器45Bに入り、熱交
換後の清水は循環通路45を経て水ジャケット44に戻る。
他方、給水通路50から供給される低温の外水は上記に
おけると同様に熱交換器45Bの外水通路、排水通路51、
ミキシングエルボ56の排水通路57を経て排気に混じり排
出される。
しかして、上記第２実施例によれば、エンジンの冷機
時に、エンジンにて暖められる清水を排気マニホールド
55、ミキシングエルボ56の立上り部の排気冷却通路59へ
回し、この清水を排気マニホールド55、ミキシングエル
ボ36における排気熱によりさらに若干ではあるが加熱
し、再びエンジンへ戻すことをくり返し、結果として排
気マニホールド55、ミキシングエルボ56の立上り部の排
気冷却通路59を流れる水温は高くなる。したがって、上
記の如く加温された清水が排気マニホールド55とミキシ
ングエルボ56の排気通路55A、56Aまわりを広範囲に暖め
ることとなり、それら排気通路55A、56Aを流れる排気中
の水蒸気が露滴となることを確実に防止できる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、排気マニホールドの排
気通路まわりに排気冷却通路を設け、かつミキシングエ
ルボの排気通路まわりに排水通路を設ける状態下で、排
気中の水蒸気がエンジン冷機時に上記排気マニホールド
およびミキシングエルボにて露滴となることを防止し、
エンジンストップを防止できる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）は本発明の原理を示す模式図、第１図
（Ｂ）はミキシングエルボの具体的構造を示す断面図、
第１図（Ｃ）は排気冷却通路の配設状態を示す模式図、
第２図は従来例を示す模式図、第３図は従来例を示す模
式図、第４図は本発明の第１実施例を示す模式図、第５
図は本発明の第２実施例を示す模式図である。 １、23、43……エンジン本体、 ２、24、44……水ジャケット、 ３、25、45……循環通路、 10、35、55……排気マニホールド、 11、36、56……ミキシングエルボ、 12A、12B、35A、36A、55A、56A……排気通路、 13A、39、59……排気冷却通路、 13B、37、57……排水通路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】給水ポンプによって圧送される冷却水を導
    く給水通路と、エンジン本体に水ジャケットを設け、水
    ジャケットから出て水ジャケットに戻る冷却水の循環通
    路を設けるとともに、排気マニホールドの上部に排気下
    流側に向けて立上がった後下向するミキシングエルボを
    接続し、排気マニホールドの排気通路とミキシングエル
    ボの排気通路とを連通し、ミキシングエルボの排気通路
    まわりに冷却水の排水通路を設け、循環通路と排水通路
    との連通部にエンジン暖機時に水ジャケットの水温の上
    昇により開く温度制御弁を設け、給水通路と循環通路と
    の連通部に絞りを設け、給水通路と排水通路との連通部
    に給水通路から供給される冷却水の圧力の上昇により開
    く圧力制御弁を設け、ミキシングエルボの排気通路と排
    水通路とをそれらの下向開口部にて相互に合流せしめて
    なる舶用エンジンの冷却装置において、 前記循環通路の一部が、排気マニホールドの排気通路ま
    わりとミキシングエルボの立上り部の排気通路まわりに
    相連続する排気冷却通路を構成するものであることを特
    徴とする舶用エンジンの冷却装置。
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