エンジン
【課題】熱交換器内に発生するエア溜まりを除去出来るエンジンの提供。
【解決手段】エンジン１０は、冷却水ポンプ１１４とウォータージャケット１１３との間で冷却水を循環させる第１回路Ｃ１と、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、冷却水タンク１１６、及びキールクーラー８の間で、冷却水を循環させる第２回路Ｃ２と、を備えており、ウォータージャケット内の冷却水温度に応じてサーモスタットバルブが開閉する、エンジンであって、第２回路においてサーモスタットバルブを迂回するバイパス配管１２６と、バイパス配管を開閉する切替弁１２７と、を備えている。
【解決手段】エンジン１０は、冷却水ポンプ１１４とウォータージャケット１１３との間で冷却水を循環させる第１回路Ｃ１と、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、冷却水タンク１１６、及びキールクーラー８の間で、冷却水を循環させる第２回路Ｃ２と、を備えており、ウォータージャケット内の冷却水温度に応じてサーモスタットバルブが開閉する、エンジンであって、第２回路においてサーモスタットバルブを迂回するバイパス配管１２６と、バイパス配管を開閉する切替弁１２７と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式のエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーモスタットバルブを用いて、熱交換器を流れる水量を変更するエンジンが知られている。
【０００３】
図１６は、冷却に関係する従来のエンジン１０の構成を示すブロック図である。このエンジン１０は、冷却水ポンプ１１４とウォータージャケット１１３との間で冷却水を循環させる第１回路Ｃ１と、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、冷却水タンク１１６、及び熱交換器であるキールクーラー８の間で、冷却水を循環させる第２回路Ｃ２とを備えている。サーモスタットバルブ１１５は、ウォータージャケット１１３内の冷却水温度に応じて開閉し、第２回路Ｃ２を流れる水量が変更される。
【０００４】
作業者が上記エンジン１０の冷却水回路（第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２）に冷却水を充填する際、冷却水は冷却水タンク１１６の給水口１１６ａから補給される。給水口１１６ａの位置は冷却水回路において最も高い位置にあることから、冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされると、冷却水回路は冷却水によって満たされるはずである。しかし、冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされていても、冷却水回路内にエア溜まりが残留することがある。
【０００５】
特許文献１は、エンジンの冷態時にウォータージャケット又は冷却水ポンプのエア溜まりを除去する技術を開示している。特許文献１は、冷却水の給水口とウォータージャケットとを接続する連通管、又は冷却水の給水口と冷却水ポンプとを接続する連通管を設けることを提示している。これらの連通管を介して冷却水を供給することによって、ウォータージャケット又は冷却水ポンプのエア溜まりが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５４０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エア溜まりが、熱交換器に発生する場合がある。熱交換器における冷却水経路の内径は比較的小さいため、エア溜まりの発生によって冷却水経路が容易に塞がれてしまう。この場合、冷却水タンクに冷却水を補給しても、冷却水がエア溜まりを押し出すことができない。この結果、冷却水回路内における水位の上昇が制限を受けてしまう。
【０００８】
図１７は、冷却水タンク１１６、冷却水ポンプ１１４、及び接続経路２００を示す模式図である。接続経路２００は、冷却水タンク１１６を冷却水ポンプ１１４に接続する経路であり、図１６におけるクーラー行き配管１２４、ポンプ行き配管１２５、及びキールクーラー８を合わせた経路に相当している。図１７において、冷却水タンク１１６は冷却水ポンプ１１４よりも高い位置にある。このため、冷却水タンク１１６に冷却水が満たされているとき、冷却水ポンプ１１４も冷却水で満たされるはずである。ところが、接続経路２００（キールクーラー８）の一定範囲内に、エア溜まりＡが発生している。エア溜まりＡが、エア溜まりＡを越えた領域における水位の上昇を妨げるため、冷却水ポンプ１１４の水位Ｌ１は、冷却水タンク１１６の水位Ｌ０よりも低い。ここで、水位Ｌ０と水位Ｌ１との水位差Ｈ２は、次のようにして決定される。エア溜まりＡにおいて、末端水位Ｌ２は、エア溜まりＡの冷却水タンク１１６側の水位であり、先端水位Ｌ３は、エア溜まりＡの冷却水ポンプ１１４側の水位である。水位Ｌ０と末端水位Ｌ２との水位差Ｈ０は、水位Ｌ１と先端水位Ｌ３との水位差Ｈ１に等しく、両水位差Ｈ０、Ｈ１はエア溜まりＡの両側でバランスしている。このため、水位差Ｈ２は、末端水位Ｌ２と先端水位Ｌ３との水位差（つまり、エア溜まりＡの量）に等しくなる。
【０００９】
この結果、冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされているにも拘わらず、水位Ｌ１が、冷却水ポンプ１１４のインペラ室まで上がらない。冷却水ポンプが冷却水で満たされていない状態で作動されると、冷却水ポンプの作動不良が発生し、熱交換器の熱交換効率が低下する。この結果、エンジンの冷却不良が発生する。
【００１０】
上記エンジンでは、冷態時にサーモスタットバルブが閉じている。このため、給水時に冷却水は、冷却水タンク、熱交換器、冷却水ポンプ、ウォータージャケットの順に充填される。給水中に熱交換器でエア溜まりが発生すると、その後の冷却水の移動が妨げられ、冷却水ポンプやウォータージャケットを冷却水によって満たすことができない。
【００１１】
特許文献１に記載される技術は、ウォータージャケット又は冷却水ポンプに存在するエア溜まりを除去するが、熱交換器に存在するエア溜まりは除去しない。熱交換器のエア溜まりが存在する限り、熱交換器の熱交換効率が低下し、エンジンの冷却が不十分となる。
【００１２】
そこで、本発明は、熱交換器内に発生するエア溜まりを除去できるエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るエンジンは、冷却水ポンプとウォータージャケットとの間で冷却水を循環させる第１回路と、冷却水ポンプ、サーモスタットバルブ、冷却水タンク、及び熱交換器の間で、冷却水を循環させる第２回路と、を備えており、ウォータージャケット内の冷却水温度に応じてサーモスタットバルブが開閉する、エンジンであって、サーモスタットバルブを迂回しながら冷却水ポンプを冷却水タンクに接続するバイパス経路と、バイパス経路を開閉する切替弁と、を備えている。
【００１４】
バイパス経路は、例えば、配管、又は鋳造物に形成される貫通孔である。バイパス経路は、冷却水ポンプを冷却水タンクに直接又は間接に接続する経路であればよい。
【００１５】
切替弁を開位置に切り換えることにより、冷却水ポンプ、冷却水タンク、熱交換器との間に循環経路が形成される。このため、まず、バイパス経路を介して冷却水タンクから冷却水ポンプに冷却水を直接充填できる。冷却水ポンプが満たされるので、エンジンの起動によって冷却水ポンプを駆動できる。また、冷却水で満たされた冷却水ポンプを駆動することによって、サーモスタットバルブの開度に関係なく、熱交換器にバイパス経路を介して勢いよく冷却水を流すことができる。この結果、熱交換器内のエア溜まりが水流と一緒に送り出されて、熱交換器からエア溜まりを除去できる。
【００１６】
好ましくは、熱交換器は、冷却水と船外の水との間で熱交換を行うキールクーラーである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、ライフボートの側面図である。
【図２】図２は、左側から見たエンジンの縦断面図である。
【図３】図３は、後側から見たエンジンの横断面図である。
【図４】図４は、オイルパン間座の斜視図である。
【図５】図５は、オイルパン間座の上面図である。
【図６】図６は、右側から見たオイルパン間座の縦断面図である。
【図７】図７は、オイルパン間座の下面図である。
【図８】図８は、オイルパン間座の前面図である。
【図９】図９は、エンジンの右面図である。
【図１０】図１０は、エンジンの上面図である。
【図１１】図１１は、シリンダヘッドカバーの上面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１３は、冷却に関係するエンジンの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、エンジンの正面図である。
【図１５】図１５は、エンジンの上面図である。
【図１６】図１６は、冷却に関係する従来のエンジンの構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、冷却水タンク、冷却水ポンプ、及び接続経路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、ライフボート１の側面図である。ライフボート１は、船殻２、プロペラ３、及びプロペラガード４を備えている。船殻２の内部は仕切りによって分割されており、船殻２の内部に船底部５、客室６、及び操縦室７が形成されている。下側の船底部５は、船殻２の外部に熱交換器としてのキールクーラー８を備えており、船殻２の内部にエンジン１０を備えている。エンジン１０は、プロペラ３を駆動する。中間の客室６は、多数の座席９を備えている。上側の操縦室７は、ライフボート１を操縦するための機器を備えている。
【００１９】
図２、図３を参照して、第１実施形態に係るエンジン１０を説明する。図２は、左側から見たエンジン１０の縦断面図である。図３は、後側から見たエンジン１０の横断面図である。縦断面及び横断面は、クランク軸１６を基準に設定されている。
【００２０】
図２において、エンジン１０は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２、オイルパン間座２０、オイルパン１３、オイルポンプ１４、３つのピストン１５、クランク軸１６、及びフライホイール１７を備えている。エンジン１０は、３気筒を有している。
【００２１】
図３において、エンジン１０は、オイルレベルゲージガイド１８及びオイルレベルゲージ１９を備えている。オイルレベルゲージガイド１８は、下ゲージガイド１８ａ及び上ゲージガイド１８ｂを連結することによって構成されている。オイルレベルゲージ１９は、オイルレベルゲージガイド１８の内部に挿入されている。
【００２２】
ライフボート１は、その姿勢が変動する環境で用いられる。ライフボート１の姿勢が水平姿勢に保たれているときにエンジン１０の据付面Ｓが水平面に一致するように、エンジン１０はライフボート１に据え付けられている。
【００２３】
図３に示されるように、据付面Ｓは、エンジン１０のシリンダブロック１２に固定される機関脚６０の下面を指している。ライフボート１は機関脚６０を固定するための機関台６１を備えており、機関台６１の上面と据付面Ｓとが接するようにエンジン１０がライフボート１に据え付けられる。
【００２４】
図４−８を参照して、オイルパン間座２０を説明する。図４は、オイルパン間座２０の斜視図である。図５は、オイルパン間座２０の上面図である。図６は、右側から見たオイルパン間座２０の縦断面図である。図７は、オイルパン間座２０の下面図である。図８は、オイルパン間座２０の前面図である。以下、特に明記する場合を除いて、図５−８における上面、右面、下面、及び後面は、据付面Ｓが水平面に一致する場合におけるオイルパン間座２０の上面、右面、下面、及び後面を指している。
【００２５】
図４において、オイルパン間座２０は、接続壁２１、ゲージ孔２２、仕切り壁２３、吸入通路２４、２つの戻り通路２５、２つの逆止弁２６、及びジョイント２７を備えている。接続壁２１は、上下方向に延びる筒状の壁であり、オイルパン１３をシリンダブロック１２に接続する。ゲージ孔２２は、オイルパン１３の内部に下ゲージガイド１８ａを挿入するための孔であり、接続壁２１を貫通している。仕切り壁２３は、シリンダブロック１２の内部とオイルパン１３の内部とを仕切る。吸入経路２４は、オイルポンプ１４にオイルパン１３の内部からオイルを吸入させるための経路であり、仕切り壁２３を貫通している。各戻り経路２５は、シリンダブロック１２の内部からオイルパン１３の内部にオイルを戻すための経路であり、仕切り壁２３を貫通している。各逆止弁２６は、各戻り経路２５におけるオイルの逆流を防止する。ジョイント２７は、シリンダブロック１２の下側からシリンダブロック１２内部の圧力を逃すブリーザを構成している。
【００２６】
図５において、吸入通路２４は、オイルパン間座２０の左後部から前後及び左右の中央部に向けて形成されている。吸入通路２４の出口２４ａは、オイルパン間座２０の左後部において、上方に開口している。２つの戻り通路２５は、オイルパン間座２０の中心位置を挟んで、前後方向で対称に配置されている。各戻り通路２５の入口２５ａは、上方に開口している。
【００２７】
図５において、オイルパン間座２０は下ブリーザ孔２８を備えている。下ブリーザ孔２８は、オイルパン１３の内部にジョイント２７を挿入するための孔であり、仕切り壁２２の上側において接続壁２１を貫通している。ジョイント２７の先端は、接続壁２１の内側に突出している。
【００２８】
図６において、ジョイント２７の内部に、シリンダブロック１２内部の圧力を逃すための下逃し通路２７ａが形成されている。
【００２９】
図６において、吸入通路２４の入口２４ｂは、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部において、下方に開口している。各戻り通路２５の出口２５ｂは、下方に開口している。各逆止弁２６は、各出口２５ｂを塞ぐ弁体２６ａ、及び弁体２６ａを重力方向に付勢する重り２６ｂを有している。このため、エンジン１０の姿勢が逆転することによってオイルが戻り通路２５を逆流しうる場合に、重り２６ｂが弁体２６ａを出口２５ｂの閉鎖方向に付勢する。この結果、戻り経路２５におけるオイルの逆流が防止される。
【００３０】
図６において、オイルパン間座２０はオイルストレーナ２９を備えている。オイルストレーナ２９は、吸入通路２４の入口２４ｂに配置されている。
【００３１】
図７において、オイルストレーナ２９は、仕切り壁２２の下面に取り付けられており、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部に位置している。オイルストレーナ２９は、多数の貫通孔が形成された板状部材である。吸入通路２４の入口２４ｂも、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部に配置されており、下方に開口している。吸入通路２４の入口２４ｂは、オイルストレーナ２９によって塞がれている。
【００３２】
図８において、ジョイント２７は、オイルパン間座２０の後部に配置されている。
【００３３】
図３に示されるように、オイルレベルゲージガイド１８は、オイルパン間座２０の右上方から中央下方に向けて挿入されている。下ゲージガイド１８ａがゲージ孔２２において接続壁２１に固定されている。図２、図３に示されるように、オイルレベルゲージガイド１８の先端（下端）は、平面視において、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部に位置している。
【００３４】
上述のオイルパン間座２０を有するエンジン１０の効果を説明する。
【００３５】
オイルパン間座２０は逆止弁２６を備えている。このため、エンジン１０の姿勢が逆転したときにオイルがオイルパン１３からシリンダブロック１２に逆流しない。したがって、エンジン１０は、据付面Ｓをクランク軸１６周りで３６０°回転させる環境に対応している。
【００３６】
また、エンジン１０は、クランク軸１６周りの回転だけでなく横軸周りの揺動にも対応しており、つまり据付面Ｓを水平面に対して傾かせる環境に対応している。ここで、横軸は、水平面内でクランク軸１６に直交する軸を指しており、横軸周りの揺動は、前後に対する揺動を指している。
【００３７】
図２は、８°傾斜時のオイルレベルＬ１、及び３５°傾斜時のオイルレベルＬ２を示している。８°及び３５°は、前記横軸周りの揺動による、水平面に対する据付面Ｓの傾斜角度を示している。一般の水平据付仕様では、ライフボート１は水平面に対して８°傾斜した状態で、ライフボート１を搭載する船舶に取り付けられる。また、自由降下仕様では、ライフボート１は水平面に対して３５°傾斜した状態で、船舶に取り付けられる。図２に示されるように、オイルパン１３の底面からオイルレベルまでのオイル高さは、オイルレベルの傾斜角度によって大きく影響を受ける。３５°のオイルレベルＬ２において、オイルパン１３の後端部におけるオイル高さは、低くなっている。
【００３８】
オイルパン１３の関連部品としての仕切り壁２３、逆止弁２６、吸入経路２４、オイルストレーナ２９は、オイルパン間座２０に取り付けられており、オイルパン１３の関連部品としてのオイルレベルゲージガイド１８は、オイルパン間座２０のゲージ孔２８に取り付け可能である。このため、エンジン１０は、オイルパン１３の関連部品をオイルパン間座２０に集約でき、エンジン１０の組立工数を削減できる。また、オイルの吸入経路が片持ち支持の配管ではなく、仕切り壁２３に形成された孔（吸入通路２４）であるので、エンジン１０は、オイルの吸入経路の耐衝撃性、耐振動性を確保できる。また、オイルレベルゲージガイド１８を利用して、オイルパン１３内のオイルを外部に排出できる。
【００３９】
吸入経路２４の入口２４ｂは、平面視におけるオイルパン間座２０の中央部に形成されている。図２に示されるように、オイルパン間座２０の中央部では、据付面Ｓの傾斜角度によるオイル高さの変動が抑制されている。このため、ライフボート１の姿勢の変動により、据付面Ｓが水平面に対して傾斜しても、オイルポンプ１４によるオイルの吸引が阻害されにくい。
【００４０】
オイルレベルゲージガイド１８の先端は、平面視におけるオイルパン間座２０の中央部に位置している。図２に示されるように、オイルパン間座２０の中央部では、据付面Ｓの傾斜角度によるオイル高さの変動が抑制されている。このため、据付面Ｓが水平面に対して傾斜しても、オイルレベルゲージ１９により検出されるオイルレベルの変動が抑制される。
【００４１】
次に、図９、図１０を参照して、エンジン１０におけるブリーザ機構を説明する。図９は、エンジン１０の右面図である。図１０は、エンジン１０の上面図である。
【００４２】
図９において、エンジン１０は、上ブリーザ４０、及び下ブリーザとしての上述のジョイント２７を備えている。上ブリーザ４０は、シリンダブロック１２の上側からシリンダブロック１２内部の圧力を逃すブリーザを構成している。ジョイント２７は、上述したように、シリンダブロック１２の下側からシリンダブロック１２内部の圧力を逃すブリーザを構成している。
【００４３】
図９において、エンジン１０は、ミストセパレータ３０、上配管３１、及び下配管３２を備えている。ミストセパレータ３０は、ガスの中に含まれるオイルミストを除去する。上配管３１は、上ブリーザ４０をミストセパレータ３０の入口に接続している。下配管３２は、ジョイント２７をミストセパレータ３０の入口に接続している。
【００４４】
図１０において、エンジン１０は、吸気マニホールド３３、合流配管３４、及び吸気サイレンサー３５を備えている。合流配管３４はミストセパレータ３０の出口を吸気マニホールド３３に接続している。吸気サイレンサー３５は外気を吸気マニホールド３３に供給する。吸気マニホールド３３は、外気及びシリンダブロック１２内部から逃されたブローバイガスを各気筒に分配する。
【００４５】
図９、図１０に示されるように、シリンダブロック１２内の圧力は、次の２つの経路を介して逃される。第１の経路では、この圧力は、上ブリーザ４０から、上配管３１、ミストセパレータ３０、及び合流配管３４を経由して、吸気マニホールド３３に排出される。第２の経路では、この圧力は、ジョイント２７から、下配管３２、ミストセパレータ３０、及び合流配管３４を経由して、吸気マニホールド３３に排出される。
【００４６】
図２、図１１、及び図１２を参照して、上ブリーザ４０を説明する。図１１は、シリンダヘッドカバー５０の上面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ断面図である。
【００４７】
図２において、エンジン１０は、シリンダヘッド１１の上方にシリンダヘッドカバー５０を備えている。図１１において、シリンダヘッドカバー５０は、上ブリーザ４０及び吸気マニホールド３３を構成している。
【００４８】
図１２において、シリンダヘッドカバー５０は、ハウジング５１、ブリーザ蓋５２、マニホールド蓋５３、遮蔽板５４、バッフル板５５、バッフル５６、底板５７、及びボール５８を備えている。ハウジング５１は、下側に開口する第１凹部５１ａ、上側に開口する開口部５１ｂ、及び上側に開口する第２凹部５１ｃを備えている。ブリーザ蓋５２は、開口部５１ｂを閉鎖している。マニホールド蓋５３は、第２凹部５１ｃを閉鎖している。マニホールド蓋５３及び第２凹部５１ｃの間に吸気室Ａ２が形成されている。遮蔽板５４は、第１凹部５１ａの内部に配置されている。第１凹部５１ａ及び遮蔽板５４の間に、ブリーザ室Ａ１が形成されている。バッフル板５５及びバッフル５６はブリーザ室Ａ１の入口周辺に配置されている。バッフル板５５及びバッフル５６は、オイルミストがブリーザ室Ａ１へ入るのを阻害する。底板５７は、ブリーザ蓋５２の下方に配置されている。ブリーザ蓋５２及び底板５７の間に、バルブ室Ａ３が形成されている。ボール５８は、バルブ室Ａ３の内部に配置されている。
【００４９】
上ブリーザ４０は、ハウジング５１、ブリーザ蓋５２、遮蔽板５４、バッフル板５５、バッフル５６、底板５７、及びボール５８により構成されている。なお、底板５７は、バルブ室Ａ３から吸気室Ａ２への通路５７ａを常に閉鎖している。
【００５０】
上ブリーザ４０は、シリンダブロック１２内の圧力を逃すための上逃し通路を備えている。上逃し通路は、ブリーザ室Ａ１及びバルブ室Ａ３を含んでいる。また、上ブリーザ４０は、上逃し通路を開閉するバルブ４１を備えている。バルブ４１は、バルブ室Ａ３、弁体としてのボール５８、及び弁座４１ａを備えている。弁座４１ａは、ブリーザ蓋５２の内面に形成されている。弁座４１ａにボール５８が着座しているとき、バルブ４１は閉じられている。ボール５８の寸法はバルブ室Ａ３の寸法よりも小さく、ボール５８はバルブ室Ａ３内において上下に移動可能である。また、ボール５８は、自重により常に鉛直下方に付勢されている。
【００５１】
上ブリーザ４０の作動を説明する。図１２に示されるように、エンジン１０の姿勢が逆転していないとき、すなわち据付面Ｓの水平面に対する傾斜角度が９０°未満であるとき、ボール５８の上方に弁座４１ａが位置している。このとき、ボール５８が弁座４１ａから離れているので、バルブ４１は開かれている。このため、シリンダブロック１２内部の圧力は上ブリーザ４０を介して逃される。一方、エンジン１０の姿勢が逆転しているとき、すなわち据付面Ｓの水平面に対する傾斜角度が９０°以上であるとき、ボール５８の下方に弁座４１ａが位置している。このとき、ボール５８が弁座４１ａに接触するので、バルブ４１が閉じられる。このため、シリンダブロック１２内部の圧力は上ブリーザ４０からは逃れない。ただし、このとき、オイルパン間座２０がシリンダブロック１２の上方に位置しており、シリンダブロック１２内部の圧力はジョイント２７から逃される。
【００５２】
上述の上ブリーザ４０及び下ブリーザ（ジョイント２７）を有するエンジン１０の効果を説明する。
【００５３】
エンジン１０は、エンジン１０の姿勢が逆転したときに、オイルパン１３内のオイルが吸気系に吸い込まれることを防止できる。また、ボール５８が常に鉛直下方に付勢されているので、据付面Ｓの傾斜角度が９０度を超えるまで上逃し通路が閉鎖されない。更に、上ブリーザのバルブが閉鎖されたときには下ブリーザから前記圧力が逃されるので、据付面Ｓの傾斜角度に関係なくシリンダブロック１２内の圧力上昇が防止される。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るエンジン１０を説明する。
【００５５】
図１３は、冷却に関係するエンジン１０の構成を示すブロック図である。図１３において、エンジン１０は、キールクーラー８、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２、ウォータージャケット１１３、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、冷却水タンク１１６、及び温度センサ１１７を備えている。キールクーラー８は、熱交換器であって、船底に設けられている。このため、キールクーラー８は、海水面Ｗよりも下側にあり、海水と冷却水との間で熱交換を行う。ウォータージャケット１１３は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２の内部に形成された冷却水通路である。冷却水ポンプ１１４は、冷却水を送出する。サーモスタットバルブ１１５は、ウォータージャケット１１３内の冷却水温度に応じて開閉する。冷却水タンク１１６は、冷却水を蓄えると共に、冷却水を補給するための給水口１１６ａを有している。温度センサ１１７は、検出位置Ｐにおいて冷却水の温度を検出する。検出位置Ｐは、ウォータージャケット１１３から冷却水ポンプ１１４に冷却水を流す後述の入口経路１２１内にある。検出位置Ｐにおける冷却水温度は、ウォータージャケット１１３内の冷却水温度に等しい。温度センサ１１７によって検出された冷却水温度は、サーモスタットバルブ１１５で用いられる。なお、サーモスタットバルブ１１５が温度センサを有し、冷却水温度の検出位置がサーモスタットバルブ１１５の内部に設定されていても良い。
【００５６】
エンジン１０は、入口経路１２１、出口経路１２２、タンク行き配管１２３、クーラー行き配管１２４、及びポンプ行き配管１２５を備えている。入口経路１２１は、ウォータージャケット１１３を冷却水ポンプ１１４に接続している。出口経路１２２は、冷却水ポンプ１１４をウォータージャケット１１３に接続している。入口経路１２１及び出口経路１２２は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２の内部に形成されている。タンク行き配管１２３は、サーモスタットバルブ１１５を冷却水タンク１１６に接続している。クーラー行き配管１２４は、冷却水タンク１１６をキールクーラー８に接続している。ポンプ行き配管１２５は、キールクーラー８を冷却水ポンプ１１４に接続している。
【００５７】
また、エンジン１０は、バイパス配管１２６と、切替弁１２７とを備えている。バイパス配管１２６は、冷却水ポンプ１１４を配管１２３の中途部に接続している。この結果、バイパス配管１２６は、サーモスタットバルブ１１５を迂回しながら冷却水ポンプ１１４を冷却水タンク１１６に接続している。切替弁１２７は、バイパス配管１２６と配管１２３との間に配置されている。切替弁１２７は、手動により操作され、バイパス配管１２６を開閉する。
【００５８】
エンジン１０は、冷却水回路として、第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２を備えている。第１回路Ｃ１は、ウォータージャケット１１３、入口経路１２１、冷却水ポンプ１１４、及び出口経路１２２から構成されている。第１回路Ｃ１は、冷却水ポンプ１１４とウォータージャケット１１３との間で冷却水を循環させる。第２回路Ｃ２は、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、タンク行き配管１２３、冷却水タンク１１６、クーラー行き配管１２４、キールクーラー８、及びポンプ行き配管１２５から構成されている。第２回路Ｃ２は、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、及び冷却水タンク１１６の間で冷却水を循環させる。
【００５９】
冷却水ポンプ１１４が作動しているとき、冷却水は常時第１回路Ｃ１を循環する。一方、冷却水が第２回路Ｃ２を流れるか否かは、サーモスタットバルブ１１５及び切替弁１２７の開閉に影響される。サーモスタットバルブ１１５が開いているとき、切替弁１２７の開閉に関係なく、冷却水は第２回路Ｃ２を流れる。サーモスタットバルブ１１５が閉じ且つ切替弁１２７が開いているとき、冷却水は、サーモスタットバルブ１１５を迂回しながら第２回路Ｃ２を流れる。サーモスタットバルブ１１５及び切替弁１２７が閉じているとき、冷却水は、第２回路Ｃ２を流れない。
【００６０】
図１４、図１５を参照して、エンジンの構成を更に説明する。
【００６１】
図１４は、エンジン１０の正面図である。図１４は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２、クランク軸１３１、カム軸１３２、タイミングベルト１３３、セルモーター１３４、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、配管１２３、及びバイパス配管１２６を示している。エンジン１０は、クランク軸１３１、カム軸１３２、タイミングベルト１３３、及びセルモーター１３４を備えている。セルモーター１３４が発生させる回転力は、クラッチを介して、クランク軸１３１に伝達される。クランク軸１３１の回転力は、タイミングベルト１３３を介してカム軸１３２に伝達され、更にカム軸１３２を介して冷却水ポンプ１１４に伝達される。
【００６２】
図１５は、エンジン１０の上面図である。図１５は、冷却水ポンプ１１４、冷却水タンク１１６、配管１２３、バイパス配管１２６、及び切替弁１２７を示している。
【００６３】
図１４において、サーモスタットバルブ１１５は冷却水ポンプ１１４の上側にあり、配管１２３はサーモスタットバルブ１１５の上側にある。バイパス配管１２６は、サーモスタットバルブ１１５を経由することなく冷却水ポンプ１１４を配管１２３に接続している。図１５において、バイパス配管１２６は、冷却水ポンプ１１４及び配管１２３よりも側方に突出している。バイパス配管１２６は、Ｕ字管である。
【００６４】
図１３を参照して、エンジン１０の通常の作動を説明する。エンジン１０を始動させるためにセルモーター１３４が駆動されると、上述したように冷却水ポンプ１１４も駆動される。エンジン１０の始動時に冷却水温度は比較的低いため、サーモスタットバルブ１１５は閉じている。また、給水作業時を除いて切替弁１２７は閉じられている。このため、エンジン１０の始動時に、冷却水は第１回路Ｃ１のみを循環する。エンジン１０の始動が完了し、エンジン１０の運転が開始されると、冷却水温度が上昇する。この結果、サーモスタットバルブ１１５が開く。このため、エンジン１０の運転時には、冷却水は第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２を循環し、冷却水ポンプ１１４において合流及び分流する。この結果、冷却水が第２回路Ｃ２のキールクーラー８において冷却される。
【００６５】
次に、図１３を参照して、エンジン１０の給水作業を説明する。給水作業は第１段階及び第２段階を備えており、第１段階はエンジン１０が停止しているときに実行され、第２段階はエンジン１０の始動時に実行される。
【００６６】
作業者は、給水作業の第１段階において、切替弁１２７を開き、更に給水口１１６ａから冷却水タンク１１６に冷却水を補給する。第１段階において、サーモスタットバルブ１１５は閉じているが切替弁１２７は開かれている。このため、冷却水が、冷却水タンク１１６からキールクーラー８を経由して冷却水ポンプ１１４に供給されるだけでなく、冷却水タンク１１６からバイパス配管１２６を経由して冷却水ポンプ１１４に供給される。冷却水ポンプ１１４に２つの経路から冷却水が供給されるので、比較的短時間で、冷却水が冷却水ポンプ１１４及びウォータージャケット１１３に満たされる。冷却水タンク１１６が冷却水によって一旦満たされると、第１段階は終了する。
【００６７】
作業者は、給水作業の第２段階において、まず、セルモーター１３４を駆動させる。このとき、サーモスタットバルブ１１５は閉じているが、切替弁１２７は開かれている。このため、冷却水は第１回路Ｃ１を循環し且つサーモスタットバルブ１１５を迂回しながら第２回路Ｃ２を循環する。冷却水は、冷却水ポンプ１１４において合流及び分流する。冷却水がサーモスタットバルブ１１５を除いて第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２を流れるので、水流によって第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２内に存在するエア溜まりが冷却水タンク１１６に流される。この結果、第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２のエア溜まりが除去される。特に、キールクーラー８は比較的長い経路を有しているため、エア溜まりを除去することが困難であるが、給水作業によりキールクーラー８内に存在するエア溜まりも除去される。作業者は、第２段階において、次にセルモーター１３４を停止させ、更に冷却水タンク１１６に冷却水を補給する。エア溜まりが除去されることによって冷却水タンク１１６の水量が減少していても、減少分の水量が補給される。冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされると、第２段階は終了する。このようにして、第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２内のエア溜まりが除去される。
【符号の説明】
【００６８】
８ キールクーラー（熱交換器）
１０ エンジン
１１３ ウォータージャケット
１１４ 冷却水ポンプ
１１５ サーモスタットバルブ
１１６ 冷却水タンク
１２６ バイパス配管（バイパス経路）
１２７ 切替弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式のエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーモスタットバルブを用いて、熱交換器を流れる水量を変更するエンジンが知られている。
【０００３】
図１６は、冷却に関係する従来のエンジン１０の構成を示すブロック図である。このエンジン１０は、冷却水ポンプ１１４とウォータージャケット１１３との間で冷却水を循環させる第１回路Ｃ１と、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、冷却水タンク１１６、及び熱交換器であるキールクーラー８の間で、冷却水を循環させる第２回路Ｃ２とを備えている。サーモスタットバルブ１１５は、ウォータージャケット１１３内の冷却水温度に応じて開閉し、第２回路Ｃ２を流れる水量が変更される。
【０００４】
作業者が上記エンジン１０の冷却水回路（第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２）に冷却水を充填する際、冷却水は冷却水タンク１１６の給水口１１６ａから補給される。給水口１１６ａの位置は冷却水回路において最も高い位置にあることから、冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされると、冷却水回路は冷却水によって満たされるはずである。しかし、冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされていても、冷却水回路内にエア溜まりが残留することがある。
【０００５】
特許文献１は、エンジンの冷態時にウォータージャケット又は冷却水ポンプのエア溜まりを除去する技術を開示している。特許文献１は、冷却水の給水口とウォータージャケットとを接続する連通管、又は冷却水の給水口と冷却水ポンプとを接続する連通管を設けることを提示している。これらの連通管を介して冷却水を供給することによって、ウォータージャケット又は冷却水ポンプのエア溜まりが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５４０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エア溜まりが、熱交換器に発生する場合がある。熱交換器における冷却水経路の内径は比較的小さいため、エア溜まりの発生によって冷却水経路が容易に塞がれてしまう。この場合、冷却水タンクに冷却水を補給しても、冷却水がエア溜まりを押し出すことができない。この結果、冷却水回路内における水位の上昇が制限を受けてしまう。
【０００８】
図１７は、冷却水タンク１１６、冷却水ポンプ１１４、及び接続経路２００を示す模式図である。接続経路２００は、冷却水タンク１１６を冷却水ポンプ１１４に接続する経路であり、図１６におけるクーラー行き配管１２４、ポンプ行き配管１２５、及びキールクーラー８を合わせた経路に相当している。図１７において、冷却水タンク１１６は冷却水ポンプ１１４よりも高い位置にある。このため、冷却水タンク１１６に冷却水が満たされているとき、冷却水ポンプ１１４も冷却水で満たされるはずである。ところが、接続経路２００（キールクーラー８）の一定範囲内に、エア溜まりＡが発生している。エア溜まりＡが、エア溜まりＡを越えた領域における水位の上昇を妨げるため、冷却水ポンプ１１４の水位Ｌ１は、冷却水タンク１１６の水位Ｌ０よりも低い。ここで、水位Ｌ０と水位Ｌ１との水位差Ｈ２は、次のようにして決定される。エア溜まりＡにおいて、末端水位Ｌ２は、エア溜まりＡの冷却水タンク１１６側の水位であり、先端水位Ｌ３は、エア溜まりＡの冷却水ポンプ１１４側の水位である。水位Ｌ０と末端水位Ｌ２との水位差Ｈ０は、水位Ｌ１と先端水位Ｌ３との水位差Ｈ１に等しく、両水位差Ｈ０、Ｈ１はエア溜まりＡの両側でバランスしている。このため、水位差Ｈ２は、末端水位Ｌ２と先端水位Ｌ３との水位差（つまり、エア溜まりＡの量）に等しくなる。
【０００９】
この結果、冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされているにも拘わらず、水位Ｌ１が、冷却水ポンプ１１４のインペラ室まで上がらない。冷却水ポンプが冷却水で満たされていない状態で作動されると、冷却水ポンプの作動不良が発生し、熱交換器の熱交換効率が低下する。この結果、エンジンの冷却不良が発生する。
【００１０】
上記エンジンでは、冷態時にサーモスタットバルブが閉じている。このため、給水時に冷却水は、冷却水タンク、熱交換器、冷却水ポンプ、ウォータージャケットの順に充填される。給水中に熱交換器でエア溜まりが発生すると、その後の冷却水の移動が妨げられ、冷却水ポンプやウォータージャケットを冷却水によって満たすことができない。
【００１１】
特許文献１に記載される技術は、ウォータージャケット又は冷却水ポンプに存在するエア溜まりを除去するが、熱交換器に存在するエア溜まりは除去しない。熱交換器のエア溜まりが存在する限り、熱交換器の熱交換効率が低下し、エンジンの冷却が不十分となる。
【００１２】
そこで、本発明は、熱交換器内に発生するエア溜まりを除去できるエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るエンジンは、冷却水ポンプとウォータージャケットとの間で冷却水を循環させる第１回路と、冷却水ポンプ、サーモスタットバルブ、冷却水タンク、及び熱交換器の間で、冷却水を循環させる第２回路と、を備えており、ウォータージャケット内の冷却水温度に応じてサーモスタットバルブが開閉する、エンジンであって、サーモスタットバルブを迂回しながら冷却水ポンプを冷却水タンクに接続するバイパス経路と、バイパス経路を開閉する切替弁と、を備えている。
【００１４】
バイパス経路は、例えば、配管、又は鋳造物に形成される貫通孔である。バイパス経路は、冷却水ポンプを冷却水タンクに直接又は間接に接続する経路であればよい。
【００１５】
切替弁を開位置に切り換えることにより、冷却水ポンプ、冷却水タンク、熱交換器との間に循環経路が形成される。このため、まず、バイパス経路を介して冷却水タンクから冷却水ポンプに冷却水を直接充填できる。冷却水ポンプが満たされるので、エンジンの起動によって冷却水ポンプを駆動できる。また、冷却水で満たされた冷却水ポンプを駆動することによって、サーモスタットバルブの開度に関係なく、熱交換器にバイパス経路を介して勢いよく冷却水を流すことができる。この結果、熱交換器内のエア溜まりが水流と一緒に送り出されて、熱交換器からエア溜まりを除去できる。
【００１６】
好ましくは、熱交換器は、冷却水と船外の水との間で熱交換を行うキールクーラーである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、ライフボートの側面図である。
【図２】図２は、左側から見たエンジンの縦断面図である。
【図３】図３は、後側から見たエンジンの横断面図である。
【図４】図４は、オイルパン間座の斜視図である。
【図５】図５は、オイルパン間座の上面図である。
【図６】図６は、右側から見たオイルパン間座の縦断面図である。
【図７】図７は、オイルパン間座の下面図である。
【図８】図８は、オイルパン間座の前面図である。
【図９】図９は、エンジンの右面図である。
【図１０】図１０は、エンジンの上面図である。
【図１１】図１１は、シリンダヘッドカバーの上面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１３は、冷却に関係するエンジンの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、エンジンの正面図である。
【図１５】図１５は、エンジンの上面図である。
【図１６】図１６は、冷却に関係する従来のエンジンの構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、冷却水タンク、冷却水ポンプ、及び接続経路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、ライフボート１の側面図である。ライフボート１は、船殻２、プロペラ３、及びプロペラガード４を備えている。船殻２の内部は仕切りによって分割されており、船殻２の内部に船底部５、客室６、及び操縦室７が形成されている。下側の船底部５は、船殻２の外部に熱交換器としてのキールクーラー８を備えており、船殻２の内部にエンジン１０を備えている。エンジン１０は、プロペラ３を駆動する。中間の客室６は、多数の座席９を備えている。上側の操縦室７は、ライフボート１を操縦するための機器を備えている。
【００１９】
図２、図３を参照して、第１実施形態に係るエンジン１０を説明する。図２は、左側から見たエンジン１０の縦断面図である。図３は、後側から見たエンジン１０の横断面図である。縦断面及び横断面は、クランク軸１６を基準に設定されている。
【００２０】
図２において、エンジン１０は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２、オイルパン間座２０、オイルパン１３、オイルポンプ１４、３つのピストン１５、クランク軸１６、及びフライホイール１７を備えている。エンジン１０は、３気筒を有している。
【００２１】
図３において、エンジン１０は、オイルレベルゲージガイド１８及びオイルレベルゲージ１９を備えている。オイルレベルゲージガイド１８は、下ゲージガイド１８ａ及び上ゲージガイド１８ｂを連結することによって構成されている。オイルレベルゲージ１９は、オイルレベルゲージガイド１８の内部に挿入されている。
【００２２】
ライフボート１は、その姿勢が変動する環境で用いられる。ライフボート１の姿勢が水平姿勢に保たれているときにエンジン１０の据付面Ｓが水平面に一致するように、エンジン１０はライフボート１に据え付けられている。
【００２３】
図３に示されるように、据付面Ｓは、エンジン１０のシリンダブロック１２に固定される機関脚６０の下面を指している。ライフボート１は機関脚６０を固定するための機関台６１を備えており、機関台６１の上面と据付面Ｓとが接するようにエンジン１０がライフボート１に据え付けられる。
【００２４】
図４−８を参照して、オイルパン間座２０を説明する。図４は、オイルパン間座２０の斜視図である。図５は、オイルパン間座２０の上面図である。図６は、右側から見たオイルパン間座２０の縦断面図である。図７は、オイルパン間座２０の下面図である。図８は、オイルパン間座２０の前面図である。以下、特に明記する場合を除いて、図５−８における上面、右面、下面、及び後面は、据付面Ｓが水平面に一致する場合におけるオイルパン間座２０の上面、右面、下面、及び後面を指している。
【００２５】
図４において、オイルパン間座２０は、接続壁２１、ゲージ孔２２、仕切り壁２３、吸入通路２４、２つの戻り通路２５、２つの逆止弁２６、及びジョイント２７を備えている。接続壁２１は、上下方向に延びる筒状の壁であり、オイルパン１３をシリンダブロック１２に接続する。ゲージ孔２２は、オイルパン１３の内部に下ゲージガイド１８ａを挿入するための孔であり、接続壁２１を貫通している。仕切り壁２３は、シリンダブロック１２の内部とオイルパン１３の内部とを仕切る。吸入経路２４は、オイルポンプ１４にオイルパン１３の内部からオイルを吸入させるための経路であり、仕切り壁２３を貫通している。各戻り経路２５は、シリンダブロック１２の内部からオイルパン１３の内部にオイルを戻すための経路であり、仕切り壁２３を貫通している。各逆止弁２６は、各戻り経路２５におけるオイルの逆流を防止する。ジョイント２７は、シリンダブロック１２の下側からシリンダブロック１２内部の圧力を逃すブリーザを構成している。
【００２６】
図５において、吸入通路２４は、オイルパン間座２０の左後部から前後及び左右の中央部に向けて形成されている。吸入通路２４の出口２４ａは、オイルパン間座２０の左後部において、上方に開口している。２つの戻り通路２５は、オイルパン間座２０の中心位置を挟んで、前後方向で対称に配置されている。各戻り通路２５の入口２５ａは、上方に開口している。
【００２７】
図５において、オイルパン間座２０は下ブリーザ孔２８を備えている。下ブリーザ孔２８は、オイルパン１３の内部にジョイント２７を挿入するための孔であり、仕切り壁２２の上側において接続壁２１を貫通している。ジョイント２７の先端は、接続壁２１の内側に突出している。
【００２８】
図６において、ジョイント２７の内部に、シリンダブロック１２内部の圧力を逃すための下逃し通路２７ａが形成されている。
【００２９】
図６において、吸入通路２４の入口２４ｂは、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部において、下方に開口している。各戻り通路２５の出口２５ｂは、下方に開口している。各逆止弁２６は、各出口２５ｂを塞ぐ弁体２６ａ、及び弁体２６ａを重力方向に付勢する重り２６ｂを有している。このため、エンジン１０の姿勢が逆転することによってオイルが戻り通路２５を逆流しうる場合に、重り２６ｂが弁体２６ａを出口２５ｂの閉鎖方向に付勢する。この結果、戻り経路２５におけるオイルの逆流が防止される。
【００３０】
図６において、オイルパン間座２０はオイルストレーナ２９を備えている。オイルストレーナ２９は、吸入通路２４の入口２４ｂに配置されている。
【００３１】
図７において、オイルストレーナ２９は、仕切り壁２２の下面に取り付けられており、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部に位置している。オイルストレーナ２９は、多数の貫通孔が形成された板状部材である。吸入通路２４の入口２４ｂも、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部に配置されており、下方に開口している。吸入通路２４の入口２４ｂは、オイルストレーナ２９によって塞がれている。
【００３２】
図８において、ジョイント２７は、オイルパン間座２０の後部に配置されている。
【００３３】
図３に示されるように、オイルレベルゲージガイド１８は、オイルパン間座２０の右上方から中央下方に向けて挿入されている。下ゲージガイド１８ａがゲージ孔２２において接続壁２１に固定されている。図２、図３に示されるように、オイルレベルゲージガイド１８の先端（下端）は、平面視において、オイルパン間座２０の前後及び左右の中央部に位置している。
【００３４】
上述のオイルパン間座２０を有するエンジン１０の効果を説明する。
【００３５】
オイルパン間座２０は逆止弁２６を備えている。このため、エンジン１０の姿勢が逆転したときにオイルがオイルパン１３からシリンダブロック１２に逆流しない。したがって、エンジン１０は、据付面Ｓをクランク軸１６周りで３６０°回転させる環境に対応している。
【００３６】
また、エンジン１０は、クランク軸１６周りの回転だけでなく横軸周りの揺動にも対応しており、つまり据付面Ｓを水平面に対して傾かせる環境に対応している。ここで、横軸は、水平面内でクランク軸１６に直交する軸を指しており、横軸周りの揺動は、前後に対する揺動を指している。
【００３７】
図２は、８°傾斜時のオイルレベルＬ１、及び３５°傾斜時のオイルレベルＬ２を示している。８°及び３５°は、前記横軸周りの揺動による、水平面に対する据付面Ｓの傾斜角度を示している。一般の水平据付仕様では、ライフボート１は水平面に対して８°傾斜した状態で、ライフボート１を搭載する船舶に取り付けられる。また、自由降下仕様では、ライフボート１は水平面に対して３５°傾斜した状態で、船舶に取り付けられる。図２に示されるように、オイルパン１３の底面からオイルレベルまでのオイル高さは、オイルレベルの傾斜角度によって大きく影響を受ける。３５°のオイルレベルＬ２において、オイルパン１３の後端部におけるオイル高さは、低くなっている。
【００３８】
オイルパン１３の関連部品としての仕切り壁２３、逆止弁２６、吸入経路２４、オイルストレーナ２９は、オイルパン間座２０に取り付けられており、オイルパン１３の関連部品としてのオイルレベルゲージガイド１８は、オイルパン間座２０のゲージ孔２８に取り付け可能である。このため、エンジン１０は、オイルパン１３の関連部品をオイルパン間座２０に集約でき、エンジン１０の組立工数を削減できる。また、オイルの吸入経路が片持ち支持の配管ではなく、仕切り壁２３に形成された孔（吸入通路２４）であるので、エンジン１０は、オイルの吸入経路の耐衝撃性、耐振動性を確保できる。また、オイルレベルゲージガイド１８を利用して、オイルパン１３内のオイルを外部に排出できる。
【００３９】
吸入経路２４の入口２４ｂは、平面視におけるオイルパン間座２０の中央部に形成されている。図２に示されるように、オイルパン間座２０の中央部では、据付面Ｓの傾斜角度によるオイル高さの変動が抑制されている。このため、ライフボート１の姿勢の変動により、据付面Ｓが水平面に対して傾斜しても、オイルポンプ１４によるオイルの吸引が阻害されにくい。
【００４０】
オイルレベルゲージガイド１８の先端は、平面視におけるオイルパン間座２０の中央部に位置している。図２に示されるように、オイルパン間座２０の中央部では、据付面Ｓの傾斜角度によるオイル高さの変動が抑制されている。このため、据付面Ｓが水平面に対して傾斜しても、オイルレベルゲージ１９により検出されるオイルレベルの変動が抑制される。
【００４１】
次に、図９、図１０を参照して、エンジン１０におけるブリーザ機構を説明する。図９は、エンジン１０の右面図である。図１０は、エンジン１０の上面図である。
【００４２】
図９において、エンジン１０は、上ブリーザ４０、及び下ブリーザとしての上述のジョイント２７を備えている。上ブリーザ４０は、シリンダブロック１２の上側からシリンダブロック１２内部の圧力を逃すブリーザを構成している。ジョイント２７は、上述したように、シリンダブロック１２の下側からシリンダブロック１２内部の圧力を逃すブリーザを構成している。
【００４３】
図９において、エンジン１０は、ミストセパレータ３０、上配管３１、及び下配管３２を備えている。ミストセパレータ３０は、ガスの中に含まれるオイルミストを除去する。上配管３１は、上ブリーザ４０をミストセパレータ３０の入口に接続している。下配管３２は、ジョイント２７をミストセパレータ３０の入口に接続している。
【００４４】
図１０において、エンジン１０は、吸気マニホールド３３、合流配管３４、及び吸気サイレンサー３５を備えている。合流配管３４はミストセパレータ３０の出口を吸気マニホールド３３に接続している。吸気サイレンサー３５は外気を吸気マニホールド３３に供給する。吸気マニホールド３３は、外気及びシリンダブロック１２内部から逃されたブローバイガスを各気筒に分配する。
【００４５】
図９、図１０に示されるように、シリンダブロック１２内の圧力は、次の２つの経路を介して逃される。第１の経路では、この圧力は、上ブリーザ４０から、上配管３１、ミストセパレータ３０、及び合流配管３４を経由して、吸気マニホールド３３に排出される。第２の経路では、この圧力は、ジョイント２７から、下配管３２、ミストセパレータ３０、及び合流配管３４を経由して、吸気マニホールド３３に排出される。
【００４６】
図２、図１１、及び図１２を参照して、上ブリーザ４０を説明する。図１１は、シリンダヘッドカバー５０の上面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ断面図である。
【００４７】
図２において、エンジン１０は、シリンダヘッド１１の上方にシリンダヘッドカバー５０を備えている。図１１において、シリンダヘッドカバー５０は、上ブリーザ４０及び吸気マニホールド３３を構成している。
【００４８】
図１２において、シリンダヘッドカバー５０は、ハウジング５１、ブリーザ蓋５２、マニホールド蓋５３、遮蔽板５４、バッフル板５５、バッフル５６、底板５７、及びボール５８を備えている。ハウジング５１は、下側に開口する第１凹部５１ａ、上側に開口する開口部５１ｂ、及び上側に開口する第２凹部５１ｃを備えている。ブリーザ蓋５２は、開口部５１ｂを閉鎖している。マニホールド蓋５３は、第２凹部５１ｃを閉鎖している。マニホールド蓋５３及び第２凹部５１ｃの間に吸気室Ａ２が形成されている。遮蔽板５４は、第１凹部５１ａの内部に配置されている。第１凹部５１ａ及び遮蔽板５４の間に、ブリーザ室Ａ１が形成されている。バッフル板５５及びバッフル５６はブリーザ室Ａ１の入口周辺に配置されている。バッフル板５５及びバッフル５６は、オイルミストがブリーザ室Ａ１へ入るのを阻害する。底板５７は、ブリーザ蓋５２の下方に配置されている。ブリーザ蓋５２及び底板５７の間に、バルブ室Ａ３が形成されている。ボール５８は、バルブ室Ａ３の内部に配置されている。
【００４９】
上ブリーザ４０は、ハウジング５１、ブリーザ蓋５２、遮蔽板５４、バッフル板５５、バッフル５６、底板５７、及びボール５８により構成されている。なお、底板５７は、バルブ室Ａ３から吸気室Ａ２への通路５７ａを常に閉鎖している。
【００５０】
上ブリーザ４０は、シリンダブロック１２内の圧力を逃すための上逃し通路を備えている。上逃し通路は、ブリーザ室Ａ１及びバルブ室Ａ３を含んでいる。また、上ブリーザ４０は、上逃し通路を開閉するバルブ４１を備えている。バルブ４１は、バルブ室Ａ３、弁体としてのボール５８、及び弁座４１ａを備えている。弁座４１ａは、ブリーザ蓋５２の内面に形成されている。弁座４１ａにボール５８が着座しているとき、バルブ４１は閉じられている。ボール５８の寸法はバルブ室Ａ３の寸法よりも小さく、ボール５８はバルブ室Ａ３内において上下に移動可能である。また、ボール５８は、自重により常に鉛直下方に付勢されている。
【００５１】
上ブリーザ４０の作動を説明する。図１２に示されるように、エンジン１０の姿勢が逆転していないとき、すなわち据付面Ｓの水平面に対する傾斜角度が９０°未満であるとき、ボール５８の上方に弁座４１ａが位置している。このとき、ボール５８が弁座４１ａから離れているので、バルブ４１は開かれている。このため、シリンダブロック１２内部の圧力は上ブリーザ４０を介して逃される。一方、エンジン１０の姿勢が逆転しているとき、すなわち据付面Ｓの水平面に対する傾斜角度が９０°以上であるとき、ボール５８の下方に弁座４１ａが位置している。このとき、ボール５８が弁座４１ａに接触するので、バルブ４１が閉じられる。このため、シリンダブロック１２内部の圧力は上ブリーザ４０からは逃れない。ただし、このとき、オイルパン間座２０がシリンダブロック１２の上方に位置しており、シリンダブロック１２内部の圧力はジョイント２７から逃される。
【００５２】
上述の上ブリーザ４０及び下ブリーザ（ジョイント２７）を有するエンジン１０の効果を説明する。
【００５３】
エンジン１０は、エンジン１０の姿勢が逆転したときに、オイルパン１３内のオイルが吸気系に吸い込まれることを防止できる。また、ボール５８が常に鉛直下方に付勢されているので、据付面Ｓの傾斜角度が９０度を超えるまで上逃し通路が閉鎖されない。更に、上ブリーザのバルブが閉鎖されたときには下ブリーザから前記圧力が逃されるので、据付面Ｓの傾斜角度に関係なくシリンダブロック１２内の圧力上昇が防止される。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るエンジン１０を説明する。
【００５５】
図１３は、冷却に関係するエンジン１０の構成を示すブロック図である。図１３において、エンジン１０は、キールクーラー８、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２、ウォータージャケット１１３、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、冷却水タンク１１６、及び温度センサ１１７を備えている。キールクーラー８は、熱交換器であって、船底に設けられている。このため、キールクーラー８は、海水面Ｗよりも下側にあり、海水と冷却水との間で熱交換を行う。ウォータージャケット１１３は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２の内部に形成された冷却水通路である。冷却水ポンプ１１４は、冷却水を送出する。サーモスタットバルブ１１５は、ウォータージャケット１１３内の冷却水温度に応じて開閉する。冷却水タンク１１６は、冷却水を蓄えると共に、冷却水を補給するための給水口１１６ａを有している。温度センサ１１７は、検出位置Ｐにおいて冷却水の温度を検出する。検出位置Ｐは、ウォータージャケット１１３から冷却水ポンプ１１４に冷却水を流す後述の入口経路１２１内にある。検出位置Ｐにおける冷却水温度は、ウォータージャケット１１３内の冷却水温度に等しい。温度センサ１１７によって検出された冷却水温度は、サーモスタットバルブ１１５で用いられる。なお、サーモスタットバルブ１１５が温度センサを有し、冷却水温度の検出位置がサーモスタットバルブ１１５の内部に設定されていても良い。
【００５６】
エンジン１０は、入口経路１２１、出口経路１２２、タンク行き配管１２３、クーラー行き配管１２４、及びポンプ行き配管１２５を備えている。入口経路１２１は、ウォータージャケット１１３を冷却水ポンプ１１４に接続している。出口経路１２２は、冷却水ポンプ１１４をウォータージャケット１１３に接続している。入口経路１２１及び出口経路１２２は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２の内部に形成されている。タンク行き配管１２３は、サーモスタットバルブ１１５を冷却水タンク１１６に接続している。クーラー行き配管１２４は、冷却水タンク１１６をキールクーラー８に接続している。ポンプ行き配管１２５は、キールクーラー８を冷却水ポンプ１１４に接続している。
【００５７】
また、エンジン１０は、バイパス配管１２６と、切替弁１２７とを備えている。バイパス配管１２６は、冷却水ポンプ１１４を配管１２３の中途部に接続している。この結果、バイパス配管１２６は、サーモスタットバルブ１１５を迂回しながら冷却水ポンプ１１４を冷却水タンク１１６に接続している。切替弁１２７は、バイパス配管１２６と配管１２３との間に配置されている。切替弁１２７は、手動により操作され、バイパス配管１２６を開閉する。
【００５８】
エンジン１０は、冷却水回路として、第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２を備えている。第１回路Ｃ１は、ウォータージャケット１１３、入口経路１２１、冷却水ポンプ１１４、及び出口経路１２２から構成されている。第１回路Ｃ１は、冷却水ポンプ１１４とウォータージャケット１１３との間で冷却水を循環させる。第２回路Ｃ２は、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、タンク行き配管１２３、冷却水タンク１１６、クーラー行き配管１２４、キールクーラー８、及びポンプ行き配管１２５から構成されている。第２回路Ｃ２は、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、及び冷却水タンク１１６の間で冷却水を循環させる。
【００５９】
冷却水ポンプ１１４が作動しているとき、冷却水は常時第１回路Ｃ１を循環する。一方、冷却水が第２回路Ｃ２を流れるか否かは、サーモスタットバルブ１１５及び切替弁１２７の開閉に影響される。サーモスタットバルブ１１５が開いているとき、切替弁１２７の開閉に関係なく、冷却水は第２回路Ｃ２を流れる。サーモスタットバルブ１１５が閉じ且つ切替弁１２７が開いているとき、冷却水は、サーモスタットバルブ１１５を迂回しながら第２回路Ｃ２を流れる。サーモスタットバルブ１１５及び切替弁１２７が閉じているとき、冷却水は、第２回路Ｃ２を流れない。
【００６０】
図１４、図１５を参照して、エンジンの構成を更に説明する。
【００６１】
図１４は、エンジン１０の正面図である。図１４は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２、クランク軸１３１、カム軸１３２、タイミングベルト１３３、セルモーター１３４、冷却水ポンプ１１４、サーモスタットバルブ１１５、配管１２３、及びバイパス配管１２６を示している。エンジン１０は、クランク軸１３１、カム軸１３２、タイミングベルト１３３、及びセルモーター１３４を備えている。セルモーター１３４が発生させる回転力は、クラッチを介して、クランク軸１３１に伝達される。クランク軸１３１の回転力は、タイミングベルト１３３を介してカム軸１３２に伝達され、更にカム軸１３２を介して冷却水ポンプ１１４に伝達される。
【００６２】
図１５は、エンジン１０の上面図である。図１５は、冷却水ポンプ１１４、冷却水タンク１１６、配管１２３、バイパス配管１２６、及び切替弁１２７を示している。
【００６３】
図１４において、サーモスタットバルブ１１５は冷却水ポンプ１１４の上側にあり、配管１２３はサーモスタットバルブ１１５の上側にある。バイパス配管１２６は、サーモスタットバルブ１１５を経由することなく冷却水ポンプ１１４を配管１２３に接続している。図１５において、バイパス配管１２６は、冷却水ポンプ１１４及び配管１２３よりも側方に突出している。バイパス配管１２６は、Ｕ字管である。
【００６４】
図１３を参照して、エンジン１０の通常の作動を説明する。エンジン１０を始動させるためにセルモーター１３４が駆動されると、上述したように冷却水ポンプ１１４も駆動される。エンジン１０の始動時に冷却水温度は比較的低いため、サーモスタットバルブ１１５は閉じている。また、給水作業時を除いて切替弁１２７は閉じられている。このため、エンジン１０の始動時に、冷却水は第１回路Ｃ１のみを循環する。エンジン１０の始動が完了し、エンジン１０の運転が開始されると、冷却水温度が上昇する。この結果、サーモスタットバルブ１１５が開く。このため、エンジン１０の運転時には、冷却水は第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２を循環し、冷却水ポンプ１１４において合流及び分流する。この結果、冷却水が第２回路Ｃ２のキールクーラー８において冷却される。
【００６５】
次に、図１３を参照して、エンジン１０の給水作業を説明する。給水作業は第１段階及び第２段階を備えており、第１段階はエンジン１０が停止しているときに実行され、第２段階はエンジン１０の始動時に実行される。
【００６６】
作業者は、給水作業の第１段階において、切替弁１２７を開き、更に給水口１１６ａから冷却水タンク１１６に冷却水を補給する。第１段階において、サーモスタットバルブ１１５は閉じているが切替弁１２７は開かれている。このため、冷却水が、冷却水タンク１１６からキールクーラー８を経由して冷却水ポンプ１１４に供給されるだけでなく、冷却水タンク１１６からバイパス配管１２６を経由して冷却水ポンプ１１４に供給される。冷却水ポンプ１１４に２つの経路から冷却水が供給されるので、比較的短時間で、冷却水が冷却水ポンプ１１４及びウォータージャケット１１３に満たされる。冷却水タンク１１６が冷却水によって一旦満たされると、第１段階は終了する。
【００６７】
作業者は、給水作業の第２段階において、まず、セルモーター１３４を駆動させる。このとき、サーモスタットバルブ１１５は閉じているが、切替弁１２７は開かれている。このため、冷却水は第１回路Ｃ１を循環し且つサーモスタットバルブ１１５を迂回しながら第２回路Ｃ２を循環する。冷却水は、冷却水ポンプ１１４において合流及び分流する。冷却水がサーモスタットバルブ１１５を除いて第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２を流れるので、水流によって第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２内に存在するエア溜まりが冷却水タンク１１６に流される。この結果、第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２のエア溜まりが除去される。特に、キールクーラー８は比較的長い経路を有しているため、エア溜まりを除去することが困難であるが、給水作業によりキールクーラー８内に存在するエア溜まりも除去される。作業者は、第２段階において、次にセルモーター１３４を停止させ、更に冷却水タンク１１６に冷却水を補給する。エア溜まりが除去されることによって冷却水タンク１１６の水量が減少していても、減少分の水量が補給される。冷却水タンク１１６が冷却水によって満たされると、第２段階は終了する。このようにして、第１回路Ｃ１及び第２回路Ｃ２内のエア溜まりが除去される。
【符号の説明】
【００６８】
８ キールクーラー（熱交換器）
１０ エンジン
１１３ ウォータージャケット
１１４ 冷却水ポンプ
１１５ サーモスタットバルブ
１１６ 冷却水タンク
１２６ バイパス配管（バイパス経路）
１２７ 切替弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水ポンプとウォータージャケットとの間で冷却水を循環させる第１回路と、
冷却水ポンプ、サーモスタットバルブ、冷却水タンク、及び熱交換器の間で、冷却水を循環させる第２回路と、を備えており、
ウォータージャケット内の冷却水温度に応じてサーモスタットバルブが開閉する、エンジンであって、
サーモスタットバルブを迂回しながら冷却水ポンプを冷却水タンクに接続するバイパス経路と、
バイパス経路を開閉する切替弁と、を備えていることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
熱交換器は、冷却水と船外の水との間で熱交換を行うキールクーラーである、請求項１に記載のエンジン。
【請求項１】
冷却水ポンプとウォータージャケットとの間で冷却水を循環させる第１回路と、
冷却水ポンプ、サーモスタットバルブ、冷却水タンク、及び熱交換器の間で、冷却水を循環させる第２回路と、を備えており、
ウォータージャケット内の冷却水温度に応じてサーモスタットバルブが開閉する、エンジンであって、
サーモスタットバルブを迂回しながら冷却水ポンプを冷却水タンクに接続するバイパス経路と、
バイパス経路を開閉する切替弁と、を備えていることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
熱交換器は、冷却水と船外の水との間で熱交換を行うキールクーラーである、請求項１に記載のエンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−７９６２２（Ｐ２０１３−７９６２２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０７６０（Ｐ２０１１−２２０７６０）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
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