JP5488800B2 - 断熱カバー - Google Patents

Description

本発明は、装置の表面を被覆する断熱カバーに関し、特に、渦巻き状の流路を構成するスクロール部を備えた流体機械の表面に装着される断熱カバーに関する。

流体と機械との間でエネルギーを交換する流体機械には、例えば、ポンプ、送風機、水車、タービン等が知られている。かかる流体機械の一つであるタービンを利用した装置に過給機があり、過給機は、例えば、自動車、航空機、建設機械、船舶、陸上発電設備等の内燃機関に使用されている。過給機は、一般に、排気ガスエネルギーを利用してタービンを駆動し、タービンと同軸に設けられたコンプレッサにより空気を圧縮して内燃機関に給気することにより、内燃機関の出力を増大させ、燃焼効率を向上させている。ここで、タービンを駆動させる排気ガスは高温であるため、排気ガスの流路を構成するタービンハウジングも高温となる傾向にある。

ところで、過給機は、限られた広さのエンジンルームに載置されていることが多く、高温のタービンハウジングを剥き出しのままにしておくと、エンジン等を点検する作業者が接触してしまう、漏油等がタービンハウジングに滴下してしまう場合がある等の問題がある。そこで、タービンハウジングは、断熱カバーにより被覆されることが多い。特に、船舶のエンジンルームでは、表面温度が２２０℃を超える部材に対しては、断熱カバー等による被覆が要求される場合もある。

かかる断熱カバーは、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載されたように、帯状のカバー本体と、その長手方向の両端部に各々配置された連結部材と、を有し、前記カバー本体をスクロール部に沿って配置した後、両端部の連結部材を係合させることにより、流体機械の表面を被覆している。そして、特許文献１では、連結部材として針金を使用しており、特許文献２では、ベルト及びベルト固定具を使用している。

特開平９−１５１７４２号公報 特開２００４−１３２４５３号公報

特許文献１に記載されたように、連結部材として針金を使用した場合には、針金を何度も捩る必要があり、取付作業が面倒であり時間を要するという問題や、断熱カバーの着脱を繰り返すことにより針金が折れ易くなってしまうという問題があった。

また、特許文献２に記載されたように、連結部材としてベルト及びベルト固定具を使用した場合には、ベルトをベルト固定具に挿通した後、ベルト端部を折り返して係止しなければならず、取付作業が面倒であり時間を要するという問題や、ベルト端部がベルト固定具から垂れ下がってしまい、踏み付けられたり他の高温部材と接触したりして、ベルトの劣化が早まってしまうという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、取付作業が容易で耐久性に優れた断熱カバーを提供することを目的とする。

本発明によれば、渦巻き状の流路を構成するスクロール部を備えた流体機械の表面に装着される断熱カバーであって、前記スクロール部に沿って配置されるように形成された立体形状のカバー本体部と、該カバー本体部の一端に形成されたベルト部と、該ベルト部の先端に配置された一の面ファスナ部と、該一の面ファスナ部と対応する前記カバー本体部の表面の位置に配置された他の面ファスナ部と、を有し、前記カバー本体部は、前記スクロール部の渦巻き方向に沿って二つの分割体に分割され、該二つの分割体は、面ファスナにより接続可能に構成され、前記カバー本体部は、前記二つの分割体を接続した後、前記一の面ファスナ部と前記他の面ファスナ部とを止着することにより、前記流体機械の表面に装着される、ことを特徴とする断熱カバーが提供される。

前記他の面ファスナ部は、装着時に前記カバー本体部の一端と対峙する前記カバー本体部の他端に配置されていてもよいし、装着時に前記カバー本体部の他端を介して対峙する前記カバー本体部の一端に配置されていてもよい。

前記ベルト部は、基端が前記カバー本体部に面ファスナにより着脱自在に形成されていてもよいし、前記カバー本体部から延出されて形成されていてもよい。なお、前記ベルト部は、基端が縫合糸や接着剤により前記カバー本体部に固定されていてもよい。

前記カバー本体部は、前記ベルト部の中間部を係止する中間係止部を有していてもよい。また、前記中間係止部は、面ファスナにより構成されていてもよい。

上述した本発明に係る断熱カバーによれば、断熱カバーの装着に面ファスナを採用したことにより、容易に着脱することができる。また、ベルト端部を面ファスナで止着することにより、ベルト部が垂れ下がらないようにすることができ、踏み付けられたり他の高温部材と接触したりすることがなく、ベルト部の劣化を抑制することができる。また、連結部材に面ファスナを使用したことにより、連結部材に針金を使用した場合よりも、断熱カバーの着脱の繰り返しによる劣化や破損を低減することができる。したがって、本発明に係る断熱カバーは、取付作業が容易で耐久性に優れるという効果を奏する。

本発明に係る断熱カバーの第一実施形態を示す図であり、（Ａ）はタービン出口側側面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ矢視図、（Ｃ）は軸受ハウジング側側面図、である。 第一実施形態に係る断熱カバーを装着した過給機の断面図である。 本発明に係る断熱カバーの他の実施形態を示す図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、である。 本発明に係る断熱カバーの第五実施形態を示す図であり、（Ａ）はタービン出口側側面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ矢視図、（Ｃ）は軸受ハウジング側側面図、である。 本発明に係る断熱カバーの他の実施形態を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は第六実施形態、（Ｃ）は第七実施形態、（Ｄ）は第七実施形態の変形例、である。 本発明に係る断熱カバーの他の実施形態を示す図であり、（Ａ）は第八実施形態、（Ｂ）及び（Ｃ）は第九実施形態、である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る断熱カバー１の第一実施形態を示す図であり、（Ａ）はタービン出口側側面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ矢視図、（Ｃ）は軸受ハウジング側側面図、である。なお、図１（Ｂ）において、ベルト部３の図は省略してある。また、図２は、第一実施形態に係る断熱カバー１を装着した過給機９の断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る断熱カバー１の第一実施形態は、渦巻き状の流路を構成するスクロール部９１を備えた過給機９の表面に装着される断熱カバー１であって、スクロール部９１に沿って配置されるように形成された帯状のカバー本体部２と、カバー本体部２の一端２Ｅに形成されたベルト部３と、ベルト部３の先端３Ｓに配置された一の面ファスナ部４と、一の面ファスナ部４と対応するカバー本体部２の表面の位置に配置された他の面ファスナ部５と、を有し、カバー本体部２は、一の面ファスナ部４と他の面ファスナ部５とを止着することにより、過給機９の表面に装着されるものである。

図２に示した過給機９は、流体機械の一例である。過給機９は、排気ガスの供給によりタービン翼車９２を回転させるタービン９Ｔと、タービン翼車９２と同軸に連結された羽根車９３により空気を吸入するコンプレッサ９Ｃと、タービン翼車９２と羽根車９３を連結するロータ軸９４を支持する軸受ハウジング９Ｈと、を備えている。

前記断熱カバー１は、例えば、タービン９Ｔの表面に装着される。タービン９Ｔを駆動させる排気ガスは高温であるため、排気ガスの流路を構成するタービンハウジングも高温となり易い。したがって、過給機９の使用環境や使用場所によっては、タービン９Ｔの表面に断熱カバー１の装着が必要となる場合がある。本発明に係る断熱カバー１によれば、断熱カバー１の連結部材として面ファスナを採用したことにより、容易に着脱することができ、ベルト部の垂れ下がりによるベルト部の劣化を抑制することができ、着脱の繰り返しによる劣化や破損を低減することができる。

前記カバー本体部２は、図１（Ａ）及び（Ｃ）に示したように、スクロール部９１に沿って湾曲した形状を有し、タービン出口側カバー２Ａと、軸受ハウジング側カバー２Ｂとを張り合わせて縫合した形状をなしている。すなわち、カバー本体部２は、略Ｃ字形状又は略コ字形状の断面を有している。また、カバー本体部２は、スクロール部９１の表面と接する内側は高温に強い素材（例えば、シリカクロスＳ）により構成され、断熱カバー１の表面を形成する外側は比較的高温に強い素材（例えば、耐熱コーティングクロスＣ：シリコンコーティングされたガラスマット）により構成され、内側の素材と外側の素材とにより形成された袋体の内部にガラスマットを挿入又は充填することにより、断熱構造が形成されている。

また、スクロール部９１の両端部に相当する部分や内径側に相当する部分は、高温になり易いため、断熱カバー１の表面までシリカクロスＳやコーティングクロスＣにより被覆され、断熱性が強化されている。なお、かかるカバー本体部２の形状及び断熱構造は、単なる一例であり、図示したものに限定されるものではなく、従来技術のように一枚帯により構成されたものであってもよい。

また、カバー本体部２は、ベルト部３の中間部を係止する中間係止部２１を有する。ここでは、中間係止部２１の両端をカバー本体部２に縫合してトンネル状のベルト挿通孔を形成している。なお、図１では、中間係止部２１をタービン出口側カバー２Ａと軸受ハウジング側カバー２Ｂの両面に１つずつ形成しているが、これに限定されるものではなく、中間係止部２１は１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

前記ベルト部３は、断熱カバー１の装着時に、カバー本体部２の一端２Ｅ（スクロール部９１の終端に相当する側の端部）と、それと対峙するカバー本体部２の他端２Ｓ（スクロール部９１の始端に相当する側の端部）と、を接続して、断熱カバー１をタービン９Ｔの表面に固定するための連結部材である。ここでは、ベルト部３は、基端３Ｅがカバー本体部２の一端２Ｅに縫合されて固定されており、先端３Ｓに一の面ファスナ部４が配置されている。ベルト部３の基端３Ｅの固定方法は、縫合に替えて、接着剤、ボタン、面ファスナ等であってもよい。また、ベルト部３は、例えば、ガラスマット、シリカクロス、耐熱コーティングクロス又はこれらの組合せにより構成され、カバー本体部２と同様の断熱構造を有していてもよい。

前記他の面ファスナ部５は、断熱カバー１の装着時に、カバー本体部２の他端２Ｓを介して対峙するカバー本体部２の一端２Ｅに配置されている。すなわち、ベルト部３の基端３Ｅは、カバー本体部２のタービン出口側カバー２Ａの表面に配置されており、他の面ファスナ部５は、カバー本体部２の軸受ハウジング側カバー２Ｂの表面に配置されている。したがって、ベルト部３の先端３Ｓは、タービン出口側カバー２Ａに形成された中間係止部２１に挿通された後、軸受ハウジング側カバー２Ｂに形成された中間係止部２１に挿通され、一の面ファスナ部４が他の面ファスナ部５に止着される。一の面ファスナ部４と他の面ファスナ部５とは、例えば、一の面ファスナ部４が雄型面ファスナ、他の面ファスナ部５が雌型面ファスナにより構成されるが、雌雄はどちらであってもよい。

ここで、図３は、本発明に係る断熱カバー１の他の実施形態を示す図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、である。また、各図において、タービン出口側側面図のみを図示している。なお、各図において、図１に示した第一実施形態と同じ部品については、同じ符号を付し重複した説明を省略する。

図３（Ａ）に示した第二実施形態は、他の面ファスナ部５が、断熱カバー１の装着時に、カバー本体部２の一端２Ｅと対峙するカバー本体部２の他端２Ｓに配置されているものである。図示しないが、軸受ハウジング側カバー２Ｂにも、タービン出口側カバー２Ａと同様に、ベルト部３及び他の面ファスナ部５が配置されている。かかる第二実施形態では、タービン出口側カバー２Ａと軸受ハウジング側カバー２Ｂの両方に連結部材を配置し、両面で一の面ファスナ部４と他の面ファスナ部５とを止着するようにしている。また、第一実施形態のベルト部３と比較してベルト部３の長さが短いため、図示したように、中間係止部２１は省略してもよいが、必要に応じて中間係止部２１を配置するようにしてもよい。かかる第二実施形態によれば、ベルト部３の長さが短いことから、より容易に断熱カバー１を装着することができる。

図３（Ｂ）に示した第三実施形態は、ベルト部３がカバー本体部２から延出されて形成されたものである。具体的には、ベルト部３は、カバー本体部２の一端２Ｅから他端２Ｓ側に向かってヒレ状に形成されており、その裏面に一の面ファスナ部４が配置されている。また、他の面ファスナ部５は、一の面ファスナ部４と対応するカバー本体部２の表面の位置（他端２Ｓ）に配置されている。図示しないが、軸受ハウジング側カバー２Ｂにも、タービン出口側カバー２Ａと同様に、ベルト部３及び他の面ファスナ部５が配置されている。かかる第三実施形態によれば、ベルト部３がカバー本体部２と一体に形成されていることから、部品点数を低減することができ、ベルト部３の縫合等の接続作業が不要であり、断熱カバー１の製造コストを低減することができる。

図３（Ｃ）に示した第四実施形態は、ベルト部３の基端３Ｅがカバー本体部２に面ファスナ２Ｆ，３Ｆにより着脱自在に形成されたものである。すなわち、第四実施形態は、第二実施形態のベルト部３の基端３Ｅを縫合ではなく、面ファスナ２Ｆ，３Ｆにより接続可能に構成したものである。かかる構成によっても、カバー本体部２の一端２Ｅと他端２Ｓとをベルト部３により接続することができる。この構成は、第一実施形態のベルト部３に採用してもよいことは勿論である。かかる第四実施形態によれば、カバー本体部２とベルト部３とを別部品として製造することができ、製造コストを低減することができ、流体機械の種類に応じて種々のカバー本体部２やベルト部３を予め製造して任意の組合せで使用することにより利便性を向上させることができ、メンテナンスや部品交換等を容易に行うことができる。

ここで、図４は、本発明に係る断熱カバー１の第五実施形態を示す図であり、（Ａ）はタービン出口側側面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ矢視図、（Ｃ）は軸受ハウジング側側面図、である。図４（Ｂ）において、ベルト部３の図は省略してある。なお、各図において、図１に示した第一実施形態と同じ部品については、同じ符号を付し重複した説明を省略する。

図４に示した第五実施形態は、図１に示した第一実施形態において、中間係止部２１を面ファスナにより構成したものである。図４（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、中間係止部２１（面ファスナ）は、カバー本体部２の他端２Ｓの表面の全周に渡って形成されており、ベルト部３の中間部には複数の中間面ファスナ３１が配置されている。かかる第五実施形態によれば、ベルト挿通孔にベルト部３を挿通することなくベルト部３をカバー本体部２に係止させることができ、断熱カバー１を容易に装着することができる。なお、ベルト部３の中間部の全面を面ファスナで構成するようにしてもよいし、中間係止部２１を構成する面ファスナを周方向に所定の間隔で配置された複数の面ファスナにより構成してもよい。

ここで、図５は、本発明に係る断熱カバー１の他の実施形態を示す図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は第六実施形態、（Ｃ）は第七実施形態、（Ｄ）は第七実施形態の変形例、である。なお、各図において、図１に示した第一実施形態と同じ部品については、同じ符号を付し重複した説明を省略する。

図５（Ａ）及び（Ｂ）に示した第六実施形態は、図１に示した第一実施形態において、ベルト部３を複数配置したものである。ここでは、二本のベルト部３を配置している。複数のベルト部３を配置した場合には、図示したように、装着時にベルト部３が交差するように構成することにより、ベルト部３の拘束力を向上させることができる。勿論、複数のベルト部３を交差させずに並列に配置してもよい。なお、図５（Ａ）はタービン出口側側面図を示し、図５（Ｂ）は軸受ハウジング側側面図を示している。

図５（Ｃ）に示した第七実施形態は、図３（Ｃ）に示した第四実施形態において、ベルト部３を複数配置したものである。ここでは、二本のベルト部３を配置している。複数のベルト部３を配置した場合には、図示したように、装着時にベルト部３が交差するように構成することにより、ベルト部３の拘束力を向上させることができる。勿論、図５（Ｄ）に示した第七実施形態の変形例のように、複数のベルト部３を交差させずに並列に配置するようにしてもよい。かかる第七実施形態では、他の面ファスナ部５及びカバー本体部２に面ファスナ２Ｆの面積を広くして、ベルト部３を任意の位置に配置できるようにすることが好ましい。なお、図５（Ｃ）及び（Ｄ）は、タービン出口側側面図を示している。

ここで、図６は、本発明に係る断熱カバー１の他の実施形態を示す図であり、（Ａ）は第八実施形態、（Ｂ）及び（Ｃ）は第九実施形態、である。各図において、ベルト部３の図は、説明の便宜上省略してある。また、各図において、図１に示した第一実施形態と同じ部品については、同じ符号を付し重複した説明を省略する。なお、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）におけるＣ矢視図である。

図６に示した第八実施形態及び第九実施形態は、カバー本体部２を面ファスナにより接続可能な複数の分割体により構成したものである。

図６（Ａ）に示した第八実施形態のカバー本体部２は、タービン出口側カバー２Ａを構成する分割体２２と、軸受ハウジング側カバー２Ｂを構成する分割体２３と、により二分割されており、面ファスナ２２Ｆ，２３Ｆにより接続可能に構成されている。かかる第八実施形態によれば、分割体２２と分割体２３とを重ねて収納することができ、効率的に保管することができる。また、ベルト部３には、上述した第一実施形態〜第七実施形態に記載されたものを適宜選択して使用することができる。なお、分割体２２と分割体２３との接合により、断熱カバー１の装着状態を保持できる場合には、ベルト部３を省略するようにしてもよい。

図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示した第九実施形態のカバー本体部２は、渦巻きの周方向に沿って、分割体２４，２５，２６に三分割されており、面ファスナ２４Ｆ，２５Ｆ，２６Ｆにより接続可能に構成されている。かかる第九実施形態によれば、タービン９Ｔの上部に分割体２５を配置してから下部の分割体２４，２６を接続することができ、断熱カバー１の取付作業を効率よく行うことができる。また、各分割体２４，２５，２６が配置される流体機械の性質に応じて、断熱構造を適宜変更することができ、効率的に断熱することができる。また、ベルト部３には、上述した第一実施形態〜第七実施形態に記載されたものを適宜選択して使用することができる。なお、分割体２４，２５，２６の接合により、断熱カバー１の装着状態を保持できる場合には、ベルト部３を省略するようにしてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、車両用・船舶用・プラント用等の種々の用途に用いられる過給機に適用することができる、第一実施形態〜第七実施形態を適宜組み合わせることができる、表面が低温になり易い流体機械の断熱カバーとしても使用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１…断熱カバー
２…カバー本体部
２Ａ…タービン出口側カバー
２Ｂ…軸受ハウジング側カバー
２Ｅ…一端
２Ｆ，３Ｆ…面ファスナ
２Ｓ…他端
３…ベルト部
３Ｅ…基端
３Ｓ…先端
４…一の面ファスナ部
５…他の面ファスナ部
９…過給機
９Ｃ…コンプレッサ
９Ｈ…軸受ハウジング
９Ｔ…タービン
２１…中間係止部
２２，２３，２４，２５，２６…分割体
２２Ｆ，２３Ｆ，２４Ｆ，２５Ｆ，２６Ｆ…面ファスナ
３１…中間面ファスナ
９１…スクロール部
９２…タービン翼車
９３…羽根車
９４…ロータ軸

Claims (5)

1. 渦巻き状の流路を構成するスクロール部を備えた流体機械の表面に装着される断熱カバーであって、
   前記スクロール部に沿って配置されるように形成された立体形状のカバー本体部と、
   該カバー本体部の一端に形成されたベルト部と、
   該ベルト部の先端に配置された一の面ファスナ部と、
   該一の面ファスナ部と対応する前記カバー本体部の表面の位置に配置された他の面ファスナ部と、を有し、
   前記カバー本体部は、前記スクロール部の渦巻き方向に沿って二つの分割体に分割され、該二つの分割体は、面ファスナにより接続可能に構成され、
   前記カバー本体部は、前記二つの分割体を接続した後、前記一の面ファスナ部と前記他の面ファスナ部とを止着することにより、前記流体機械の表面に装着される、ことを特徴とする断熱カバー。
2. 前記他の面ファスナ部は、装着時に前記カバー本体部の一端と対峙する前記カバー本体部の他端に配置されている、又は装着時に前記カバー本体部の他端を介して対峙する前記カバー本体部の一端に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の断熱カバー。
3. 前記ベルト部は、基端が前記カバー本体部に面ファスナにより着脱自在に形成されている、又は前記カバー本体部から延出されて形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の断熱カバー。
4. 前記カバー本体部は、前記ベルト部の中間部を係止する中間係止部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の断熱カバー。
5. 前記中間係止部は、面ファスナにより構成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の断熱カバー。