WO2012099146A1 - 過給機およびこれを備えたディーゼル機関 - Google Patents

Abstract

再循環された排気ガスと吸引した空気とを混合した混合空気の温度の偏りを防止して、効率の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な過給機およびこれを備えたディーゼル機関を提供する。本願に係る過給機は、ディーゼル機関が排出する排気ガスにより回転駆動されるタービン（２）と、一端にタービン（２）を設けた回転軸（６）と、回転軸（６）の他端に設けられて、タービン（２）が回転駆動することにより回転駆動することにより吸込み口（１１ａ）から吸引した空気を圧縮する圧縮機（３）と、吸込み口（１１ａ）の上流に設けられる混合手段（２０）と、を備え、混合手段（２０）は、空気と排気ガスの一部とを混合して吸込み口（１１ａ）へと導く。

Description

過給機およびこれを備えたディーゼル機関

　本発明は、過給機およびこれを備えたディーゼル機関に関し、特に、舶用ディーゼル機関や陸上発電用ディーゼル機関等の排気ガスを再循環させて過給機に用いるものである。

　一般に、ディーゼルエンジンの排気ガスには、ＮＯｘ、ＳＯｘおよび煤塵等の有害物質や環境に負荷を与える物質が含まれている。近年、このような有害物質を排出しない種々の方式が提案されている。有害物質を低減させる代表的な方法としてＮＯｘを低減できる排ガス再循環（ＥＧＲ）方式がある（例えば、特許文献１参照）。

　これは、燃焼により発生した排気ガスの一部を燃焼用空気に混入して燃焼させ、燃焼温度を低下させることによりＮＯｘの減少を図るものである。排気ガスで薄められた空気は、通常の空気に比べて酸素濃度が低い。従って、燃料と酸素との反応である燃焼の速度を遅らせることができる。また、排気ガス中に多く含まれる二酸化炭素および水蒸気は、空気に比べて比熱容量が大きく、発熱量が同一でも温度の上昇が低く抑えられる。これらの効果により、火炎の最高温度が低下するので、ＮＯｘ生成（Ｔｈｅｒｍａｌ　ＮＯｘ）を抑制することができる。

　特許文献１には、自動車のディーゼル機関に搭載される小型の過給機に接続されている吸入管に排気ガスを循環させることが開示されている。

特表２００９－５１１７９７号公報

　しかし、舶用ディーゼル機関や陸上発電用ディーゼル機関等に搭載される大型の過給機の場合には、図７に示すように、過給機１００は、サイレンサ１０１を介して吸引した外気（新気）を圧縮機１０２手前の吸込み口１０３へと導く構造となっており、吸引管を有しない構造となっている。そのため、大型の過給機の場合には、特許文献１に開示されている発明のように、吸引管に排気ガスを循環させることができないという問題があった。

　また、図７の吸込み口１０３と圧縮機１０２との間に排気ガスを循環させる配管を接続した場合には、吸込み口１０３と圧縮機１０２との距離が短いため偏流が生じて、吸引された空気と排気ガスとが混合した混合空気に温度の偏りが生じてしまう。

　このように圧縮機１０２に吸引される混合空気に温度の偏りが生じた場合には、混合空気の密度にも偏りが生じて過給機１００の効率が低下してしまうという問題があった。また、温度に偏りを有する混合空気を吸引した圧縮機１０２内では、熱膨張が生じることとなり、これにより局所的な応力が発生して過給機１００の信頼性の低下を誘因する可能性も考えられる。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、再循環された排気ガスと吸引した空気とを混合した混合空気の温度の偏りを防止して、効率の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な過給機およびこれを備えたディーゼル機関を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の過給機およびこれを備えたディーゼル機関は以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の第１の態様に係る過給機は、ディーゼル機関が排出する排気ガスにより回転駆動されるタービンと、一端に前記タービンを設けた回転軸と、該回転軸の他端に設けられて、前記タービンが回転駆動することにより吸込み口から吸引した空気を圧縮する圧縮機と、前記吸込み口の上流に設けられる混合手段と、を備え、該混合手段は、前記空気と前記排気ガスの一部とを混合して前記吸込み口へと導く。

　自動車等のディーゼル機関に搭載される小型の過給機には、過給機に接続されている吸入管にディーゼル機関から排出される排気ガスの一部を循環させて燃焼温度を低下させる排ガス再循環（ＥＧＲ）方式が実現されている。しかし、舶用や陸上発電用のディーゼル機関に搭載される大型の過給機は、圧縮機の手前に吸込み口が設けられており吸入管を有していない。そのため、吸込み口と圧縮機との間にディーゼル機関から排出される排気ガスの一部を導いた場合には、吸込み口と圧縮機との距離が短いため偏流が生じて、吸引された空気と排気ガスとの混合が不均一となり温度に偏りが生じる。

　そこで、圧縮機の吸込み口の上流に、圧縮機が吸引する空気と、ディーゼル機関から排出される排気ガスの一部とを混合する混合手段を設けることとした。これにより、空気と排気ガスとを均一に混合させて、圧縮機に導くことができる。そのため、圧縮機に導かれる空気と排気ガスとによる偏流を防止して、空気と排気ガスとが均一に混合し温度が均一化した空気（混合空気）を吸込み口に導くことができる。したがって、過給機の効率低下や信頼性の低下を抑制することができる。

　前記第１の態様に係る過給機によれば、前記混合手段は、その内部に設けられて側壁に複数の孔を有する略円筒状の混合部材と、前記排気ガスの一部が導入される導入口と、を備え、前記混合部材は、その軸方向の一端部が前記吸込み口に接続されて、他端部には、前記空気が吸入される構成であってもよい。

　側壁に複数の孔を有する略円筒状の混合部材を用いて、混合部材の軸方向の一端部を吸込み口に接続して、他端部から空気を吸入させることとした。これにより、導入口から混合手段の内部に導かれた排気ガスを混合部材の側壁に設けられる孔から混合部材の内部へと導いて、混合部材の内部で空気と排気ガスとを混合させることができる。したがって、吸込み口には、混合部材を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　前記構成に係る過給機によれば、前記混合部材の前記導入口に対向する前記側壁に設けられる前記孔は、前記導入口に対向しない前記側壁に設けられる前記孔よりも数が少なくてもよい。

　導入口に対向する混合部材の側壁に設けられる孔の数を、導入口に対向しない側壁に設けられる孔の数よりも少なくすることとした。これにより、導入口から混合手段内に導かれた排気ガスを導入口に対向していない混合部材の側壁側に回り込ませて、混合部材の内部に導くことができる。そのため、混合部材の内部を通過する空気の略円周方向から均一に排気ガスを混合させることができる。したがって、吸込み口には、混合部材を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　前記構成に係る過給機によれば、前記混合部材の前記導入口に対向する前記側壁に設けられる前記孔は、前記導入口に対向しない前記側壁に設けられる前記孔よりも孔径が小さくてもよい。

　導入口に対向する混合部材の側壁に設けられる孔径を、導入口に対向しない側壁に設けられる孔径よりも小さくすることとした。これにより、導入口から混合手段内に導かれた排気ガスを導入口に対向しない混合部材の側壁側に回り込ませて、混合部材の内部に導くことができる。そのため、混合部材の内部を通過する空気の略円周方向から均一に排気ガスを混合させることができる。したがって、吸込み口には、混合部材を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　前記構成に係る複数の過給機によれば、前記混合部材の前記導入口に対向する前記側壁に設けられる前記孔の孔面積は、前記導入口に対向しない前記側壁に設けられる前記孔の孔面積の０．３倍から０．８倍の大きさであってもよい。

　導入口に対向する混合部材の側壁に設けられる孔の孔面積を、導入口に対向しない側壁に設けられる孔の孔面積の０．３倍から０．８倍にすることとした。これにより、導入口から混合手段内に導かれた排気ガスを導入口に対向しない混合部材の側壁側に回り込ませて、混合部材の内部に導くことができる。そのため、混合部材の内部を通過する空気の略円周方向から均一に排気ガスを混合させることができる。したがって、吸込み口には、混合部材を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　前記第１の態様に係る過給機によれば、前記混合手段は、前記空気が側壁から導入される略円筒状のサイレンサであって、該サイレンサの内部には、側壁に複数の孔を有する略円錐状の混合部材を備え、該混合部材は、その軸方向と前記サイレンサの軸方向とが略同軸になるように設けられて、略円錐状の末広がり側の他端部から前記ディーゼル機関から排出された前記排気ガスの一部が導入される。

　サイレンサの内部には、側壁に複数の孔を有する略円錐状の混合部材を設けて、略円錐状の末広がり側の端部から排気ガスを導入することとした。末広がり側の端部から混合部材の内部に導かれた排気ガスは、混合部材の側壁に設けられた複数の孔から導出されて、サイレンサの側壁からサイレンサの内部に導入された空気とサイレンサの内部で均一に混合する。そのため、圧縮機に導かれる空気と排気ガスとの偏流を防止して、温度が均一化した混合空気を吸込み口に導くことができる。したがって、供給される混合空気の温度不均一を起因とする過給機効率の低下や信頼性の低下を抑制することができる。

　本発明の第２の態様に係るディーゼル機関は、上記のいずれかに記載の過給機を備えている。

　混合が均一化された混合空気を吸引することが可能な過給機を用いることとした。そのため、過給機から十分に混合した圧縮混合空気をディーゼル機関へと導くことができる。したがって、混合空気の不均一による気筒毎のバラつきがなくなり、ディーゼル機関の性能悪化を抑制することができる。

　本発明によると、圧縮機の吸込み口の上流に、圧縮機が吸引する空気と、ディーゼル機関から排出される排気ガスの一部とを混合する混合手段を設けることとした。これにより、空気と排気ガスとを均一に混合させて、圧縮機に導くことができる。そのため、圧縮機に導かれる空気と排気ガスとによる偏流を防止して、空気と排気ガスとが均一に混合し温度が均一化した空気（混合空気）を吸込み口に導くことができる。したがって、過給機の効率低下や信頼性の低下を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る過給機の概略構成を示した縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る過給機の戻りガス用ケーシングに設けられる混合部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態の変形例１に係る過給機の戻りガス用ケーシングに設けられる混合部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態の変形例２に係る過給機の戻りガス用ケーシングに設けられる混合部材の斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る過給機の戻りガス用ケーシングに設けられる混合部材の斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る過給機の概略構成を示した縦断面図である。 従来の大型の過給機の概略構成を示した縦断面図である。

［第１実施形態］
　以下に、本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
　図１には、船舶の主機として用いられている大型の舶用ディーゼル機関（図示せず）に搭載されている過給機１が示されている。
　舶用ディーゼル機関には、複数台の過給機１が搭載されている。

　過給機１は、舶用ディーゼル機関が排出する排気ガスによって駆動されるタービン２と、タービン２によって回転駆動される回転軸６と、回転軸６が回転駆動されることによって空気を圧縮する圧縮機３と、タービン２と圧縮機３との間に設けられ回転軸６を支持する軸受台４とを有している。

　タービン２は、タービンケーシング７と、舶用ディーゼル機関から供給された排気ガス（排ガス）によって回転するタービンディスク８と、タービンディスク８の周方向に設けられているタービン翼９とを有している。
　タービンケーシング７は、タービンディスク８とタービン翼９とを覆うように設けられている。タービンケーシング７は、舶用ディーゼル機関の排気ガス集合管（図示せず）から排気ガスが導かれるタービンケーシング入口７ａと、舶用ディーゼル機関の排気ガスをタービン翼９へと導く排気ガス通路７ｂと、タービン翼９を通過した排気ガスをタービン２外へと導くタービンケーシング出口７ｃとを有している。

　タービンディスク８は、円盤形状をなしており、回転中心から径方向外側に向けて延びているタービン翼９が周方向に沿って複数設けられている。タービン翼９は、タービンケーシング７によって径方向の外側を囲むように覆われている。タービン翼９には、排気ガス通路７ｂから排気ガスが導かれる。タービン翼９に導かれた排気ガスによって、タービンディスク８および回転軸６が回転駆動される。タービンディスク８および回転軸６を回転駆動した排気ガスは、タービン翼９からタービンケーシング出口７ｃへと流出する。

　圧縮機３は、圧縮機ケーシング１１と、回転駆動されることで空気（新気）を圧縮するインペラ１２とを有している。
　圧縮機ケーシング１１は、インペラ１２を覆うように設けられている。圧縮機ケーシング１１は、サイレンサ１３および後述する戻りガス用ケーシング（混合手段）２０を介して外部からの空気および排気ガス（以下、「ＥＧＲガス」という。）を取り入れる圧縮機ケーシング入口（吸込み口）１１ａと、インペラ１２が圧縮した空気が導かれる渦巻き室１１ｂと、インペラ１２が圧縮した空気（新気）を排出する圧縮機ケーシング出口１１ｃとを有している。

　インペラ１２は、略円盤形状をなしており、その一面には中心から径方向外側に向けて延びている翼（図示せず）が複数設けられている。インペラ１２は、渦巻き室１１ｂによって径方向外側を囲むように覆われている。インペラ１２には、圧縮機ケーシング入口１１ａから吸入された空気およびＥＧＲガスが導かれる。インペラ１２は、同軸６上に設けられているタービン２が回転駆動することによって回転駆動される。回転駆動されたインペラ１２によって、圧縮機ケーシング入口１１ａから吸入された空気およびＥＧＲガスが圧縮され、圧縮された空気およびＥＧＲガスは、インペラ１２の径方向外側へと送出される。インペラ１２によって圧縮された空気およびＥＧＲガスは、渦巻き室１１ｂを通過して圧縮機ケーシング出口１１ｃから導出される。

　圧縮機ケーシング１１は、サイレンサ１３との間に戻りガス用ケーシング２０を挟むように設けられている。戻りガス用ケーシング２０は、その外壁の一部に舶用ディーゼル機関の排気ガスの一部であるＥＧＲガスを導くＥＧＲ戻り配管（図示せず）が接続される導入口２０ａが開口している。戻りガス用ケーシング２０は、その内部に略円筒状の混合部材２１が設けられている。

　混合部材２１は、略円筒状とされており、その径が圧縮機ケーシング入口１１ａの直径と略同等とされている。混合部材２１は、その軸方向の一端部を圧縮機ケーシング入口１１ａに接続して、他端部をサイレンサ１３に接続することによって、混合部材２１の内部をサイレンサ１３から導入された空気が圧縮機ケーシング入口１１ａへと通過できるようになっている。混合部材２１は、その側壁に複数の孔２２が設けられている多孔板を円筒状に形成したものである。混合部材２１に設けられている複数の孔２２は、例えば、各々が略円形状とされている。

　軸受台４には、一端をタービン２側に突出させ、他端を圧縮機３側に突出させた回転軸６が貫通している。また、軸受台４には、タービンケーシング７と、圧縮機ケーシング１１とが接続されている。これらタービンケーシング７と、軸受台４と、圧縮機ケーシング１１とは、複数のボルト（図示せず）によって一体に締結されている。

　軸受台４には、ジャーナル軸受（図示せず）と、スラスト軸受（図示せず）が設けられている。これらジャーナル軸受は、タービン２側の近傍と、圧縮機３側の近傍とに設けられている。これらジャーナル軸受によって、回転軸６は、軸回りの回転が可能とされ、かつ、軸受台４によって支持されている。

　さらに回転軸６の半径方向外周に向かって突出して設けられているスラストカラー（図示せず）の両側に配置されているスラスト軸受によって、排気ガスがタービン翼９に作用して回転軸６が軸方向へ移動することを規制するとともに、回転軸６回りの回転が可能とされている。

　次に、過給機１に供給されたＥＧＲガスと空気との流れについて、図１を用いて説明する。
　舶用ディーゼル機関の排気ガス集合管からタービンケーシング７のタービンケーシング入口７ａへと排気ガスが導かれる。タービンケーシング入口７ａに導かれた排気ガスは、排気ガス通路７ｂを経てタービン翼９へと導かれる。タービン翼９に導かれた排気ガスによってタービンディスク８および回転軸６が回転駆動される。タービンディスク８および回転軸６を回転駆動した排気ガスは、タービン翼９からタービンケーシング出口７ｃへと流出する。

　回転軸６には、タービンディスク８が設けられている端部と反対端にインペラ１２が設けられているので、排気ガスによって回転軸６が回転駆動することによって、インペラ１２が回転駆動する。インペラ１２が回転駆動することによって、サイレンサ１３の外周から空気がサイレンサ１３内へと吸引される。また、サイレンサ１３と圧縮機ケーシング１１との間に設けられている戻りガス用ケーシング２０の開口部２０ａから、舶用ディーゼル機関の排気ガスの一部がＥＧＲガスとして戻りガス用ケーシング２０内へと導入される。

　戻りガス用ケーシング２０の内部に設けられている略円筒状の混合部材２１の内部には、インペラ１２が回転駆動することによってサイレンサ１３を経て吸引された空気（新気）が導かれる。また、戻りガス用ケーシング２０の導入口２０ａから戻りガス用ケーシング２０内に導入されたＥＧＲガスは、混合部材２１に設けられている複数の孔２２から混合部材２１の内部へと導かれる。これによって、混合部材２１の内部を通過する空気にＥＧＲガスを均一に混合することができる。

　このように、混合部材２１の内部で均一に混合された空気とＥＧＲガスとは、混合空気とされて圧縮機ケーシング入口１１ａから圧縮機ケーシング１１の内部へと吸引される。圧縮機ケーシング１１の内部に吸引された混合空気は、回転駆動しているインペラ１２によって圧縮される。インペラ１２によって圧縮された混合空気は、渦巻き室１１ｂを経て圧縮機ケーシング出口１１ｃから排出される。

　このように過給機１から排出された圧縮された混合空気は、舶用ディーゼル機関へと供給される。舶用ディーゼル機関には、過給機１によって空気とＥＧＲガスとが十分に混合した混合空気が供給されることとなる。

　本実施形態に係る過給機１およびこれを備えている舶用ディーゼル機関によれば、以下の作用効果を奏する。
　圧縮機３の圧縮機ケーシング入口（吸込み口）１１ａの上流であってサイレンサ１３との間に、圧縮機３が吸引する空気（新気）と、舶用ディーゼル機関（ディーゼル機関）から排出される排気ガスの一部であるＥＧＲガスとを混合する戻りガス用ケーシング（混合手段）２０を設けることとした。これにより、空気とＥＧＲガスとを均一に混合させて、圧縮機ケーシング入口１１ａに導くことができる。そのため、圧縮機ケーシング入口１１ａに導かれる空気と排気ガスとを混合した混合空気の偏流を防止して、温度が均一化した混合空気を圧縮機ケーシング入口１１ａに導くことができる。したがって、吸引される混合空気の温度不均一を起因とする過給機１の効率低下や信頼性の低下を抑制することができる。

　側壁に複数の孔２２を有している略円筒状の混合部材２１を用いて、混合部材２１の軸方向の一端部を圧縮機ケーシング入口１１ａに接続して、混合部材２１の軸方向の他端部から空気を吸入させることとした。これにより、混合部材２１の側壁に設けられている孔２２からＥＧＲガスを混合部材２１の内部へと導いて、混合部材２１の内部で空気とＥＧＲガスとを混合させることができる。したがって、圧縮機ケーシング入口１１ａには、混合部材２１を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　混合が均一化された混合空気を吸引することが可能な過給機１を用いることとした。そのため、過給機１から均一に混合された圧縮混合空気を舶用ディーゼル機関（図示せず）へと導くことができる。したがって、混合空気の不均一による気筒毎のバラつきがなくなり、舶用ディーゼル機関の性能悪化を抑制することができる。

　なお、本実施形態では、ディーゼル機関として舶用ディーゼル機関を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陸上発電用ディーゼル機関であっても良い。

［第２実施形態］
　本実施形態の過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関は、戻りガス用ケーシングの導入口に対向している混合部材の側壁に設けられる孔数がそれ以外の位置の側壁に設けられる孔数と異なる点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成およびＥＧＲガスと空気との流れについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図２には、本実施形態に係る戻りガス用ケーシング（混合手段）に設けられている混合部材の側壁の斜視図が示されている。

　図２は、戻りガス用ケーシング（図示せず）に設けられている導入口（図示せず）に対向している混合部材２１の側壁を示しており、図２中に示す破線は、導入口に対向している側壁と反対側の側壁に設けられている孔２２を示している。

　導入口に対向している混合部材２１の側壁には、図２のように、６つの孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆが略等間隔に円状に設けられている。
　導入口に対向している混合部材２１の側壁以外の位置に設けられる孔２２は、略等間隔に円状に設けられている６つの孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆに加えて、６つの孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆによって形成される円の略中心部に破線で示すように孔２２ｇが設けられている。

　すなわち、導入口に対向している混合部材２１の側壁に設けられている孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの数（６つ）に対して、導入口に対向している混合部材２１の側壁以外の位置に設けられる孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇの数（７つ）が多くなっている。

　このように導入口に対向している混合部材２１の側壁に設けられている孔２２の数を、それ以外の側壁に設けられている孔２２の数よりも少なくすることによって、戻りガス用ケーシングの導入口から戻りガス用ケーシングの内部に導入されたＥＧＲガス(排気ガスの一部)は、混合部材２１と戻りガス用ケーシングとの間を移動して、導入口側とは反対側にまで回り込んで、混合部材２１の内部に導かれることとなる。

　そのため、ＥＧＲガスの濃度が導入口側の混合部材２１内において高くなることを抑制して、混合部材２１の内部の円周方向において均一にすることができる。

　本実施形態に係る過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関によれば、以下の作用効果を奏する。
　導入口（図示せず）に対向している混合部材２１の側壁に設けられている孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの数（６つ）を、導入口に対向していない混合部材２１の側壁に設けられている孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇの数（７つ）よりも少なくすることとした。これにより、導入口から戻りガス用ケーシング（混合手段）内に導かれたＥＧＲガス（排気ガスの一部）を導入口に対向していない混合部材２１の側壁側に回り込ませて、混合部材２１の内部に導くことができる。そのため、混合部材２１の内部を通過する空気（新気）に混合部材２１の略円周方向から均一に排気ガスを混合させることができる。したがって、圧縮機ケーシング入口（吸込み口）には、混合部材２１を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　なお、本実施形態では、導入口に対向している混合部材２１の側壁以外の側壁には、孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆによって形成されている円状の略中心部に孔２２ｇを設けるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図３の破線で示す本実施形態の変形例１のように、導入口に対向している混合部材２１の側壁には、混合部材２１の軸方向の端部近傍の孔２２を設けないものとしたり、図４の破線で示す変形例２のように混合部材２１の軸方向の略中心部に複数の孔２２を設けないものとしても良い。

［第３実施形態］
　本実施形態の過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関は、戻りガス用ケーシングの導入口に対向している混合部材の側壁に設けられる孔の径がそれ以外の位置の側壁に設けられる孔の径よりも小さい点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成およびＥＧＲガスと空気との流れについては、その説明を省略する。

　戻りガス用ケーシング（導入手段）の導入口に対向している混合部材の側壁に設けられている孔の径は、導入口に対向している側壁以外の位置に設けられている孔の径よりも小さいものとされている。このように導入口に対向している混合部材の側壁に設けられている孔の径を、それ以外の側壁に設けられている孔の径よりも小さくすることによって、戻りガス用ケーシング（図示せず）の導入口から戻りガス用ケーシングの内部に導入されたＥＧＲガス（排気ガスの一部）が、混合部材と戻りガス用ケーシングとの間を移動して、導入口側の反対側にまで回り込んで混合部材の内部に導かれることとなる。

　本実施形態に係る過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関によれば、以下の作用効果を奏する。
　戻りガス用ケーシング（導入手段）の導入口に対向している混合部材の側壁に設けられている孔径を、導入口に対向していない側壁に設けられている孔径よりも小さくすることとした。これにより、導入口から混合手段内に導かれたＥＧＲガス（排気ガスの一部）を導入口に対向していない側壁側に回り込ませて、混合部材の内部に導くことができる。そのため、混合部材の内部を通過する空気（新気）の略円周方向から均一にＥＧＲガスを混合させることができる。したがって、圧縮機ケーシング入口（吸込み口）には、混合部材を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

［第４実施形態］
　本実施形態の過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関は、戻りガス用ケーシングの導入口に対向している混合部材の側壁に設けられる孔面積がそれ以外の位置の側壁に設けられる孔面積と異なる点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成およびＥＧＲガスと空気との流れについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図５には、本実施形態に係る戻りガス用ケーシング（混合手段）に設けられている混合部材の側壁の斜視図が示されている。

　混合部材２１の側壁には、図５に示すよう、混合部材２１の長手方向に長軸を有するように略長方形状の孔２３が複数設けられている。長方形状の孔２３は互いに長軸同士が平行になるように混合部材２１の側壁に設けられている。

　また、戻りガス用ケーシング（図示せず）の導入口（図示せず）に対向している混合部材２１の側壁には、圧縮機ケーシング入口（吸込み口）近傍（図５において右側）の一部に略長方形状の孔２３の代わりに略円状の孔２２が設けられている。この孔２２の内径は、略長方形状の孔２３の短軸と略同等とされており、孔２２の孔面積は、略長方形状の孔２３の孔面積の０．３倍とされている。

　本実施形態に係る過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関によれば、以下の作用効果を奏する。
　戻りガス用ケーシング（導入手段）の導入口（図示せず）に対向している混合部材２１の側壁に設けられている孔２２の孔面積を、導入口に対向していない側壁に設けられている孔２３の孔面積の０．３倍にすることとした。これにより、導入口から混合手段２１内に導かれたＥＧＲガス（排気ガスの一部）を導入口に対向していない混合部材２１の側壁側に回り込ませて、混合部材２１の内部に導くことができる。そのため、混合部材２１の内部を通過する空気（新気）の略円周方向から均一にＥＧＲガスを混合させることができる。したがって、圧縮機ケーシング入口（吸込み口）には、混合部材２１を通過して均一に混合した混合空気を供給することができる。

　なお、本実施形態では、戻りガス用ケーシングの導入口に対向している混合部材２１の側壁に設けられている孔２２の孔面積を導入口に対向していない側壁に設けられている孔２３の孔面積の０．３倍にするとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、孔２２の孔面積は孔２３の孔面積の０．３倍から０．８倍であれば良く、混合部材２１内部での空気とＥＧＲガスとの混合を均一にすることが可能な大きさであれば良い。

［第５実施形態］
　本実施形態の過給機およびこれを備えている舶用ディーゼル機関は、サイレンサの内部に混合部材を設ける点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成およびＥＧＲガスと空気との流れについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図６には、本実施形態に係る過給機の概略構成を示した縦断面図が示されている。

　圧縮機ケーシング１１の圧縮機ケーシング入口（吸込み口）１１ａには、圧縮機ケーシング１１の外径と略同径のサイレンサ（混合手段）１３が設けられている。サイレンサ１３は、略円筒状を形成しており、その側壁から空気（新気）が導入されて消音するものである。また、サイレンサ１３の圧縮機３側と反対側の面（図６において左端面）には、ＥＧＲガス（排気ガスの一部）が導入されるサイレンサ用導入口１３ａが開口している。

　このようなサイレンサ１３の内部には、略円錐状の混合部材３０が設けられている。混合部材３０は、その側壁に複数の孔３１を有しており、混合部材３０の軸方向とサイレンサ１３の軸方向とが略同軸になるように設けられている。サイレンサ１３内部に設けられている混合部材３０は、略円錐状の末広がり側の他端部に舶用ディーゼル機関（ディーゼル機関）から排出されたＥＧＲガスが導入される導入口３０ａを有している。導入口３０ａはフランジ構造となっており、サイレンサ１３の内側からサイレンサ用導入口１３ａにボルト（図示せず）によって固定されている。

　ＥＧＲガスは、図示しないＥＧＲ戻り配管からサイレンサ用導入口１３ａを経て混合部材３０の導入口３０ａから混合部材３０の内部へと導かれる。混合部材３０の内部に導かれたＥＧＲガスは、混合部材３０の側壁に設けられている複数の孔３１からサイレンサ１３内へと導出する。

　サイレンサ１３内部には、圧縮機３が回転駆動することによって、サイレンサ１３の側壁から空気が吸引される。サイレンサ１３に吸引された空気は、混合部材３０の孔３１から導出されたＥＧＲガスと混合されて、圧縮機ケーシング入口１１ａへと導かれる。

　本実施形態に係る過給機および１これを備えている舶用ディーゼル機関によれば、以下の作用効果を奏する。
　サイレンサ（混合手段）１３の内部には、側壁に複数の孔３１を有している略円錐状の混合部材３０を設けて、混合部材３０の末広がり側の端部に設けられている導入口３０ａからＥＧＲガス（排気ガスの一部）を導入することとした。導入口３０ａから混合部材３０の内部に導かれたＥＧＲガスは、混合部材３０の側壁に設けられている複数の孔３１からサイレンサ１３の内部に導出されて、サイレンサ１３の側壁からサイレンサ１３の内部に導入された空気（新気）と均一に混合する。そのため、圧縮機３の圧縮機ケーシング入口（吸込み口）１１ａに導かれる空気とＥＧＲガスとの偏流を防止して、温度が均一化した混合空気を圧縮機ケーシング入口１１ａに導くことができる。したがって、供給される混合空気の温度不均一を起因とする過給機１の効率の低下や信頼性の低下を抑制することができる。

１　過給機
２　タービン
３　圧縮機
６　回転軸
１１ａ　圧縮機ケーシング入口（吸込み口）
２０　戻りガス用ケーシング（混合手段）

Claims (7)

1. 　ディーゼル機関が排出する排気ガスにより回転駆動されるタービンと、
   　一端に前記タービンを設けた回転軸と、
   　該回転軸の他端に設けられて、前記タービンが回転駆動することにより吸込み口から吸引した空気を圧縮する圧縮機と、
   　前記吸込み口の上流に設けられる混合手段と、を備え、
   　該混合手段は、前記空気と前記排気ガスの一部とを混合して前記吸込み口へと導く過給機。
2. 　前記混合手段は、その内部に設けられて側壁に複数の孔を有する略円筒状の混合部材と、前記排気ガスの一部が導入される導入口と、を備え、
   　前記混合部材は、その軸方向の一端部が前記吸込み口に接続されて、他端部には、前記空気が吸入される請求項１に記載の過給機。
3. 　前記混合部材の前記導入口に対向する前記側壁に設けられる前記孔は、前記導入口に対向しない前記側壁に設けられる前記孔よりも数が少ない請求項２に記載の過給機。
4. 　前記混合部材の前記導入口に対向する前記側壁に設けられる前記孔は、前記導入口に対向しない前記側壁に設けられる前記孔よりも孔径が小さい請求項２または請求項３に記載の過給機。
5. 　前記混合部材の前記導入口に対向する前記側壁に設けられる前記孔の孔面積は、前記導入口に対向しない前記側壁に設けられる前記孔の孔面積の０．３倍から０．８倍の大きさである請求項２から請求項４のいずれかに記載の過給機。
6. 　前記混合手段は、前記空気が側壁から導入される略円筒状のサイレンサであって、
   　該サイレンサの内部には、側壁に複数の孔を有する略円錐状の混合部材を備え、
   　該混合部材は、その軸方向と前記サイレンサの軸方向とが略同軸になるように設けられて、略円錐状の末広がり側の他端部から前記ディーゼル機関から排出された前記排気ガスの一部が導入される請求項１に記載の過給機。
7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載の過給機を備えたディーゼル機関。

Images