掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶
【課題】簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止する。
【解決手段】本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造４７は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管２２内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器２４と掃気トランク室２５とが設けられ、掃気トランク室２５が水滴分離器２４の上方に向かって延びて前記掃気ポートに接続されている場合に、エンジン停止後に掃気ポート側から掃気トランク室２５内に滴り落ちるドレンオイルが水滴分離器２４に降り掛からないように、水滴分離器２４の上部を空気導管２２内に固定する上部固定部材５７を、水滴分離器２４の上面を覆うカバー状に形成するとともに、この上部固定部材５７の、掃気トランク室２５側の端部を庇状に延長して前側延長部６２を形成したことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造４７は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管２２内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器２４と掃気トランク室２５とが設けられ、掃気トランク室２５が水滴分離器２４の上方に向かって延びて前記掃気ポートに接続されている場合に、エンジン停止後に掃気ポート側から掃気トランク室２５内に滴り落ちるドレンオイルが水滴分離器２４に降り掛からないように、水滴分離器２４の上部を空気導管２２内に固定する上部固定部材５７を、水滴分離器２４の上面を覆うカバー状に形成するとともに、この上部固定部材５７の、掃気トランク室２５側の端部を庇状に延長して前側延長部６２を形成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えた大型ディーゼルエンジン等に付設される掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶用の大型ディーゼルエンジンでは、エンジン効率を高めるためにターボチャージャー等に代表される過給機を備えたものが多い。エンジンに供給される空気は、過給機で圧縮される際に圧縮熱により発熱するため、この熱を冷却するために空気冷却器が設けられている。圧縮されて高温化した空気は空気冷却器において冷却される際に多量のドレン水を発生させる。このドレン水を含んだ圧縮空気（以下、「掃除空気」と呼ぶ）をそのままエンジンに供給すると、水分がシリンダライナの摺動面等を腐食させる等の虞があるため、特許文献１，２に開示されているように、空気冷却器の下流側に水滴分離器（ドレンセパレータ）が設置され、ここで掃除空気に含まれるドレン水が結露作用により分離され、水分が除去された掃除空気のみがエンジンに供給（掃気）される。水滴分離器にて分離されたドレン水は、ドレン水排出管を経て船外（海上等）に排出される。
【０００３】
船舶用エンジンのディーゼルエンジンでは、特許文献１に開示されているように、水滴分離器にてドレン水を除去された掃除空気が、水滴分離器から上方に向かって延びる空気導管、掃気トランク一次室および掃気トランク二次室を経てエンジンの掃気ポートに供給されるレイアウトになっている。一方、エンジンのシリンダライナとピストン間を潤滑するべく供給されているオイルの一部が、エンジン停止後に掃気ポート側から掃気トランク二次室および掃気トランク一次室内にドレンオイルとなって滴り落ちてくる。このため、最も低い位置である掃気トランク一次室の底部に、このドレンオイルを排出するためのドレンオイル排出管が配設されている。掃気トランク一次室には水滴分離器が面しているため、掃気トランク一次室の底面に流れ落ちたドレンオイルが水滴分離器側に流れないように、掃気トランク一次室の底面と水滴分離器との間に堰状の遮蔽板や、水滴分離器側の方が高くなるような段差部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２３３８７８号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、上記のようにエンジン停止後に掃気ポート側からドレンオイルが滴り落ちてきた場合に、このドレンオイルが、前記遮蔽板や段差部を越えて水滴分離器に付着してしまうことが多かった。このように水滴分離器に付着したドレンオイルは、水滴分離器に付着するドレン水と共にドレン水排出管に流れ込み、そのまま外部に排出されて環境汚染を招く懸念があった。この問題点については、これまで何の改善策も講じられて来なかった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止することのできる掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第１の態様は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部を庇状に延長して前側延長部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、水滴分離器の上部を空気導管内に固定するための上部固定部材が、水滴分離器の上面を覆うカバーとしても機能し、この上部固定部材がエンジン停止後に掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対して遮蔽する。このため、水滴分離器にドレンオイルが付着することが防止される。
さらに、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルが、上部固定部材の掃気トランク室側の端部を庇状に延長して形成した前側延長部の先端から滴下する。その際、この滴下するドレンオイルは水滴分離器の掃気トランク室側の面に対して前側延長部の延長量の分だけ離れた位置を通過して掃気トランク室の底部に落下する。このため、水滴分離器にドレンオイルが付着することをさらに有効に防止することができる。
このように、エンジン停止後に掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルが水滴分離器に付着しないため、水滴分離器によって吸入用の掃除空気から分離されたドレン水にドレンオイルが混ざってそのままドレン水排出管に流れ込み環境を汚染するといった事象を効果的に防止することができる。
なお、この水滴分離器汚染防止構造は、水滴分離器の上部を空気導管内に固定するための上部固定部材の形状を若干変更するだけで構成することができるため、簡素且つ安価に構成することができる。
【０００９】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第２の態様は、前記第１の態様において、前記掃気トランク室の底部、且つ前記水滴分離器寄りの位置に、前記ドレンオイルが前記水滴分離器側に流れることを防止する堰止部が設けられ、前記前側延長部は、前記堰止部の真上を越えて前記水滴分離器の反対側までせり出していることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルが前側延長部の先端から滴下する際に、水滴分離器にかかることなく、堰止部よりも水滴分離器の反対側の領域となる掃気トランク室の底部に確実に落下し、掃気トランク室の底部に設けられているドレンオイル排出管に回収される。このため、ドレンオイルが水滴分離器に付着したり、水滴分離器によって分離されたドレン水が流れ込むドレン水排出管に流入したりすることを防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第３の態様は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、前記第１の態様の場合と同じく、上部固定部材が水滴分離器の上面を覆うカバーとして機能し、エンジン停止時に掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対し遮蔽して水滴分離器の汚染を防止する。
しかも、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルは、上部固定部材に設けられた縦壁状のフェンス部に遮られて上部固定部材の側辺からは下方に流れ落ちずに、上部固定部材の掃気トランク室側の端部の先端から下方に流れ落ちる。このため、特に水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第４の態様は、前記第３の態様において、前記フェンス部は、Ｌ字形断面のアングル材を、前記側辺に沿わせて前記上部固定部材の上面に固定することによって設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、フェンス部を簡素かつ安価に形成することができる。しかも、上記アングル材を上部固定部材の固定具として共用することができるため、上部固定部材の変形や振動等を効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第５の態様は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、前記第１および第２の態様の場合と同じく、上部固定部材が水滴分離器の上面を覆うカバーとして機能し、掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対し遮蔽して水滴分離器の汚染を防止する。
しかも、上部固定部材の側部に設けられた庇状の横側延長部が、水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長されているため、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルは、横側延長部に遮られて水滴分離器の側面を流れ落ちることがない。このため、特に水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００１７】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第６の態様は、前記第１の態様において、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、上部固定部材が水滴分離器の上面を覆うカバーとして機能し、掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対し遮蔽し、水滴分離器の汚染を防止する。また、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルが、上部固定部材の前側延長部の先端から滴下し、この前側延長部の延長量の分だけ掃気トランク室側に離れた位置を通過して掃気トランク室の底部に落下するめ、水滴分離器にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
さらに、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルは、上部固定部材に設けられた縦壁状のフェンス部に遮られて上部固定部材の側辺からは下方に流れ落ちずに、前側延長部の先端から下方に流れ落ちる。このため、特に水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第７の態様は、前記第１または第３の態様において、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、前記第１または第３の態様における作用効果に加えて、上部固定部材の側部に設けられた庇状の横側延長部が、水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長されたことにより、上部固定部材の上に滴り落ちるドレンオイルが横側延長部に遮られて水滴分離器の側面を流れ落ちず、水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００２１】
また、本発明に係る船舶は、前記第１から第７のいずれかの態様の水滴分離器を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この船舶によれば、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポートと過給機との間を結ぶ空気導管内において掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止して、水滴分離器により吸入空気から分離されたドレン水にドレンオイルが混入してそのまま外部に排出されてしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶によれば、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造を具備した船舶用の大型ディーゼルエンジンと過給機と空気導管等の構造例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す空気導管、掃気トランク室、水滴分離器等を拡大した縦断面図である。
【図３】図２のIII矢視による水滴分離器等の正面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う縦断面により、水滴分離器汚染防止構造の第１実施形態を示す図である。
【図５】図３のV部拡大図である。
【図６】フェンス部を構成するアングル材の斜視図である。
【図７】水滴分離器汚染防止構造の第２実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の２つの実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造を具備した船舶用の大型ディーゼルエンジンと過給機と空気導管等の構造例を示す縦断面図である。
【００２７】
このディーゼルエンジン１は、例えば公知のユニフロー方式の２サイクル多気筒エンジンであり、クランクケース２の上に設置されたシリンダジャケット３の内部にシリンダライナ４が設けられ、このシリンダライナ４の上端にシリンダヘッド５が設けられている。シリンダライナ４の内部にはシリンダボア６が形成され、このシリンダボア６の内部にピストン７が摺動自在に挿入されている。ピストン７にはピストンロッド８が連結され、このピストンロッド８の下端が図示しないコンロッドを介してクランクシャフトに連接されている点は周知の通りである。
【００２８】
シリンダライナ４の下部には複数の掃気ポート１１が円周方向に並んで形成されている。また、これらの掃気ポート１１の周囲を取り囲んで、シリンダジャケット３の内部に掃気通路１２が画成されている。一方、シリンダヘッド５の頂部には排気ポート１３およびこれを開閉する排気バルブ１４が設けられている。排気バルブ１４は図示しないカムシャフト、または電磁的に制御される油圧装置により開閉駆動され、ピストン７がシリンダボア６内を上昇するタイミングに同期して開弁する。
【００２９】
このディーゼルエンジン１の複数の気筒の排気ポート１３は、それぞれ排気管１６を経て、気筒配列方向に沿う円筒状の排気静圧室１７（サージタンク）に接続され、この排気静圧室１７にターボチャージャー１８（過給機）の排気タービン側流路１９が接続される。また、ターボチャージャー１８の吸気タービン側流路２０が、略Ｕ字形の縦断面形状を備えた空気導管２２を経て掃気通路１２に接続されている。空気導管２２の内部には、ターボチャージャー１８側から順に、空気冷却器２３と水滴分離器２４が設置され、水滴分離器２４の下流側、且つ空気導管２２が掃気通路１２に接続される部分に、上下方向に延びる掃気トランク室２５が配置されている。空気冷却器２３と水滴分離器２４は、図示しない多層の空気通過部を備えており、冷却水等の冷媒によって内部から冷却されるようになっている。
【００３０】
水滴分離器２４は掃気トランク室２５の底部に設置されており、掃気トランク室２５は水滴分離器２４から上方に向かって延びて掃気ポート１１に接続されていて、下側（上流側）に位置する掃気トランク一次室２５Ａと、上側（下流側）に位置する掃気トランク二次室２５Ｂとからなっている。掃気トランク一次室２５Ａと掃気トランク二次室２５Ｂとの間を斜めに隔てている隔壁板２７に複数のリード弁状の掃気弁２８が設けられている。掃気弁２８は、掃気トランク一次室２５Ａから掃気トランク二次室２５Ｂへ流れる気流のみを通し、逆方向の気流を遮断する逆止弁である。また、掃気トランク一次室２５Ａと掃気トランク二次室２５Ｂとの間を小さな開口面積で連通させている補助ブロワ２９が設けられている。
【００３１】
ディーゼルエンジン１が作動すると、高温、高圧な排気ガスが排気ポート１３から排気管１６と排気静圧室１７とを経てターボチャージャー１８の排気タービン側流路１９に流れ、ターボチャージャー１８のタービンを高速で回転させる。これにより、外気がターボチャージャー１８に取り込まれ、圧縮された後に吸気タービン側流路２０を経て掃除空気として空気導管２２に入る。この掃除空気は圧縮熱により発熱しているため、空気冷却器２３を通過する際に冷却される。その時に多量のドレン水が発生するため、空気冷却器２３の下流側に設けられた水滴分離器２４において結露作用により水分を除去され、乾燥した空気となって掃気トランク一次室２５Ａと掃気トランク二次室２５Ｂを通過し、さらに掃気通路１２を経て複数の掃気ポート１１からシリンダボア６内に過給される。
【００３２】
図２に拡大して示すように、水滴分離器２４は略直方体形状であり、掃気トランク一次室２５Ａの内部に設置されている。掃気トランク一次室２５Ａの底部には、水滴分離器２４の直下となる位置にドレン水排出孔３２およびドレン水排出管３３が配設されており、水滴分離器２４にて分離されたドレン水は、このドレン水排出孔３２とドレン水排出管３３を経て船外（海上等）に排出される。また、掃気トランク一次室２５Ａの底部、且つ水滴分離器２４寄りの位置には、上方に起立する堰状の遮蔽板３６（堰止部）が設けられている。そして、この遮蔽板３６を挟んで水滴分離器２４の反対側となる掃気トランク一次室２５Ａの底部にドレンオイル排出孔３８およびドレンオイル排出管３９が配設されている。遮蔽板３６は後述するように水滴分離器２４の支持部材でもある。
【００３３】
ディーゼルエンジン１の停止時には、シリンダライナ４とピストン７との間の摺動部を潤滑するべく供給されたオイルが掃気ポート１１および掃気通路１２から逆流し、隔壁板２７に設けられた掃気弁２８の隙間を経てドレンオイルとして掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り、掃気トランク一次室２５Ａの底部に流れ落ちる。このように流れ落ちたドレンオイルは、遮蔽板３６によって水滴分離器２４側に移動することが防止され、ドレンオイル排出孔３８とドレンオイル排出管３９を経て図示しない廃油タンクに貯留される。なお、図２および図３に示すように、掃気トランク一次室２５Ａ内は、エンジン長手方向に沿って平行に設置された複数の吸気緩衝板４１によって仕切られており、これらの吸気緩衝板４１の略中央部に吸気流通孔４２が穿設されるとともに、吸気緩衝板４１の下部に前記のドレンオイルをドレンオイル排出管３９にスムーズに流すための切欠き状のドレンオイル流通部４３が形成されている。
【００３４】
次に、水滴分離器汚染防止構造４７について説明する。
掃気トランク一次室２５Ａと、空気冷却器２３が設けられている部屋との間の縦壁部４９（図２、図４参照）には、ターボチャージャー１８から圧送される掃除空気を通すための開口部５０が形成されており、この開口部５０を塞ぐ形で水滴分離器２４が縦壁部４９に取り付けられている。ここで、説明を容易にするために、水滴分離器２４を構成する各面のうち、縦壁部４９に対向する面を「後面２４Ｒ」と呼び、掃気トランク一次室２５Ａに対向する面を「前面２４Ｆ」と呼び、吸気緩衝板４１に平行する面を「側面２４Ｓ」と呼び、上面には符号２４Ｕを付与する。図２〜図５に示すように、水滴分離器２４は、その側面２４Ｓがアングル材等を用いた取付ブラケット５３とボルト５４によって縦壁部４９に固定される一方、前面２４Ｆの下部が遮蔽板３６に重ねられてボルト５５で固定されている。また、水滴分離器２４の上部が上部固定部材５７を介して縦壁部４９に固定されている。
【００３５】
上部固定部材５７は、エンジン停止後に掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り落ちるドレンオイルが水滴分離器２４に降り掛からないように、水滴分離器２４の上面２４Ｕを覆うカバー状に形成されている。図４に示すように、上部固定部材５７は、水滴分離器２４の上面２４Ｕに間隔を空けて平行する固定部上面５７Ｕと、この固定部上面５７Ｕの後縁から立ち上がって縦壁部４９にボルト５８で締結される後部固定面５７Ｒと、固定部上面５７Ｕの前縁から垂れ下がってスペースカラー５９を挟んでボルト６０により水滴分離器２４の前面２４Ｆに締結される前部固定面５７Ｆとを備えている。
【００３６】
上部固定部材５７の掃気トランク一次室２５Ａ側の端部は、水滴分離器２４の前面２４Ｆに対して庇状に延長されており、延長量Ｌを備えた前側延長部６２となっている。この前側延長部６２は、遮蔽板３６の真上を越えて水滴分離器２４の反対側までせり出している。即ち、上部固定部材５７の前部固定面５７Ｆが前側延長部６２の先端部となっているが、この前部固定面５７Ｆの位置が、水滴分離器２４から見て遮蔽板３６よりも遠くに位置している。この前側延長部６２の長さ（延長量Ｌ）は、スペースカラー５９の長さによって決定される。
【００３７】
一方、図５の右半分および図３に示すように、上部固定部材５７の、掃気トランク一次室２５Ａ側の端部（前部固定面５７Ｆ）に隣接する側辺５７Ｓの位置が、水滴分離器２４の側面２４Ｓよりも外方に庇状に延長して横側延長部６４が形成されている。本実施形態では、この横側延長部６４が吸気緩衝板４１に接していないが、吸気緩衝板４１に接するまで横側延長部６４を延長してもよい。また、本実施形態では、横側延長部６４が水滴分離器２４の片側にのみ設けられているが、両側に設けてもよい。
【００３８】
さらに、上部固定部材５７（固定部上面５７Ｕ）の側辺５７Ｓに沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部６６が設けられている。このフェンス部６６は、例えば図６にも示すＬ字形断面のアングル材６７を上部固定部材５７の側辺５７Ｓに沿わせて上面５７Ｕにボルト６８とナット６９で固定することによって設けられている。アングル材６７の両端部には四角い仕切板７０が溶接等によって固着されている。なお、本実施形態ではフェンス部６６が吸気緩衝板４１に接しており、吸気緩衝板４１に対して特に固定はされていないが、フェンス部６６を溶接やボルト締め等によって吸気緩衝板４１に固定することにより、フェンス部６６を形成するアングル材６７を上部固定部材５７の固定具として活用し、上部固定部材５７の変形や振動等を効果的に抑制することができる。
【００３９】
あるいは、フェンス部６６を吸気緩衝板４１から少々離間させてもよい。さらに、アングル材６７を用いずに、上部固定部材５７（固定部上面５７Ｕ）の側部を所定の幅に亘って上方に折り曲げることによってフェンス部６６を形成してもよい。また、複数基設けられた水滴分離器２４の間に吸気緩衝板４１が介在しないレイアウトの場合は、各上部固定部材５７の間の空隙を覆うように蓋部材を被装し、この蓋部材を横側延長部６４としてもよい。
【００４０】
以上のように構成された水滴分離器汚染防止構造４７によれば、図４中に示すように、ディーゼルエンジン１の停止後に掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）の内部に滴り落ちて来るドレンオイルＤＯが、水滴分離器２４の上面２４Ｕを覆うカバー状に形成された上部固定部材５７によって遮蔽され、水滴分離器２４に付着することが防止される。さらに、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯが、上部固定部材５７の先端に形成された前側延長部６２（前部固定面５７Ｆ）から滴下する際に、水滴分離器２４の前面２４Ｆに対して前側延長部６２の延長量Ｌだけ離れた位置を通過して掃気トランク一次室２５Ａの底部に落下する。このため、水滴分離器２４にドレンオイルＤＯが付着することをさらに有効に防止することができる。
【００４１】
このように、エンジン停止後に掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り落ちて来るドレンオイルＤＯが水滴分離器２４に付着しないため、水滴分離器２４によって吸入用の掃除空気から分離されたドレン水ＤＷにドレンオイルＤＯが混ざってそのままドレン水排出管３３に流れ込み、環境を汚染してしまう懸念を効果的に排除することができる。
【００４２】
また、ドレンオイルＤＯが水滴分離器２４側に流れることを防止する遮蔽板３６に対して、前側延長部６２の先端部をなす前部固定面５７Ｆが、この遮蔽板３６の真上を越えて水滴分離器２４の反対側にせり出しているため、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯが前部固定面５７Ｆから下方に滴下する際に、水滴分離器２４にかかることなく、遮蔽板３６よりも水滴分離器２４の反対側の領域となる掃気トランク一次室２５Ａの底部に確実に落下し、掃気トランク一次室２５Ａの底部に設けられているドレンオイル排出管３９に回収される。このため、ドレンオイルＤＯが水滴分離器２４に付着したり、水滴分離器２４によって分離されたドレン水ＤＷが流れ込むドレン水排出管３３に流入したりすることを効果的に防止できる。
【００４３】
さらに、上部固定部材５７の側辺５７Ｓに沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部６６を設けたため、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯは、このフェンス部６６に遮られて上部固定部材５７の側辺５７Ｓからは下方に流れ落ちずに、上部固定部材５７の先端、即ち前部固定面５７Ｆから下方に流れ落ちる。このため、特に水滴分離器２４の側面にドレンオイルＤＯが付着することを効果的に防止することができる。なお、フェンス部６６は、Ｌ字形断面のアングル材６７を、上部固定部材５７の側辺５７Ｓに沿わせて上部固定部材５７（固定部上面５７Ｕ）の上面に固定することによって設けられているため、簡素かつ安価に形成することができる。フェンス部６６には仕切板７０が設けられているため、ドレンオイルＤＯが上部固定部材５７の後部固定面５７Ｒとフェンス部６６との隅角部にできる隙間から流れ出ることが防止される。
【００４４】
また、上部固定部材５７の側辺５７Ｓの位置を、水滴分離器２４の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部６４を形成したことにより、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯが横側延長部６４に遮られて水滴分離器２４の側面を流れ落ちることがない。この点でも水滴分離器２４の側面２４ＳにドレンオイルＤＯが付着することを効果的に防止することができる。なお、数基の水滴分離器２４が横並びに設置され、各々の水滴分離器２４の間にスペースが設けられている場合は、各水滴分離器２４の上部固定部材５７の横側延長部６４を互いに連結してもよい。
【００４５】
この水滴分離器汚染防止構造４７は、水滴分離器２４の上部を空気導管２２内に固定するための上部固定部材５７の形状を若干変更するだけで構成することができるため、非常に簡素且つ安価に構成することができる。そして、この水滴分離器汚染防止構造４７を備えた船舶によれば、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート１１とターボチャージャー１８との間を結ぶ空気導管２２内において掃気ポート１１側から逆流するドレンオイルＤＯが水滴分離器２４に付着することを防止して、水滴分離器２４により吸入空気から分離されたドレン水ＤＷにドレンオイルＤＯが混入してそのまま外部に排出されてしまうことを防止し、海洋の環境保全に貢献することができる。
【００４６】
［第２実施形態］
図７は、水滴分離器汚染防止構造の第２実施形態を示す縦断面図である。この水滴分離器汚染防止構造７１においては、上部固定部材５７の先端部をなす前側延長部７２付近の構成以外は、図４に示す第１実施形態の水滴分離器汚染防止構造４７と同じ構成であるため、同一部分には同符号を付して説明を省略する。
【００４７】
この水滴分離器汚染防止構造７１では、上部固定部材５７の前側延長部７２を構成している前部固定面５７Ｆが、スペースカラー等を挟むことなく水滴分離器２４の前面２４Ｆに直接ボルト７３で締め付けられている。そして、前部固定面５７Ｆは、固定部上面５７Ｕの前縁から鉛直に垂下した後、締結用のボルト７３よりも下方の位置で、水滴分離器２４の前面２４Ｆから離れる方向に折り曲げられて傾斜面５７Ｉが形成されている。この傾斜面５７Ｉの角度は、例えば水平に対して３０度とされているが、より浅い角度にしてもよい。つまり、傾斜面５７Ｉが根元側から先端側に向かって下降していればよい。そして、この前側延長部７２の、水滴分離器２４の前面２４Ｆからの延長量Ｌが、第１実施形態の水滴分離器汚染防止構造４７における前側延長部６２の延長量Ｌと同一に設定されている。
【００４８】
このように構成された水滴分離器汚染防止構造７１において、エンジンの掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り落ちて来るドレンオイルＤＯは、上部固定部材５７によって遮蔽され、さらに傾斜面５７Ｉに沿って流れ、前側延長部７２の延長量Ｌだけ水滴分離器２４の前面２４Ｆから離れた位置を通過し、掃気トランク一次室２５Ａの底部に落下する。この時には水滴分離器２４から見て遮蔽板３６よりも向こう側にドレンオイルＤＯが落ちる。このため、水滴分離器２４にドレンオイルＤＯが付着することを防止できる。
【００４９】
この水滴分離器汚染防止構造７１によれば、上部固定部材５７の先端部を、スペースカラーを用いずに直接ボルト７３で締着できるため、第１実施形態の水滴分離器汚染防止構造４７と同様に水滴分離器２４の汚染を防止しながら、部品点数を省くとともに組立を容易にして製造コストダウンを図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
例えば、本発明に係る水滴分離器汚染防止構造は、過給機が備えられたエンジンであれば、ディーゼルエンジンに限らず、他の形式のエンジンにも適用することができる。またディーゼルエンジンに適用する場合は、必ずしもユニフロー方式の２サイクルディーゼルエンジンでなくてもよい。さらには、船舶以外のエンジンにも幅広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ ディーゼルエンジン
１１ 掃気ポート
１２ 掃気通路
１８ ターボチャージャー（過給機）
２２ 空気導管
２３ 空気冷却器
２４ 水滴分離器
２５ 掃気トランク室
２５Ａ 掃気トランク一次室
２５Ｂ 掃気トランク二次室
３６ 遮蔽板（堰止部）
４７ 水滴分離器汚染防止構造
５７ 上部固定部材
５７Ｓ 上部固定部材の側辺
６２ 前側延長部
６４ 横側延長部
６６ フェンス部
６７ アングル材
ＤＯ ドレンオイル
ＤＷ ドレン水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備えた大型ディーゼルエンジン等に付設される掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶用の大型ディーゼルエンジンでは、エンジン効率を高めるためにターボチャージャー等に代表される過給機を備えたものが多い。エンジンに供給される空気は、過給機で圧縮される際に圧縮熱により発熱するため、この熱を冷却するために空気冷却器が設けられている。圧縮されて高温化した空気は空気冷却器において冷却される際に多量のドレン水を発生させる。このドレン水を含んだ圧縮空気（以下、「掃除空気」と呼ぶ）をそのままエンジンに供給すると、水分がシリンダライナの摺動面等を腐食させる等の虞があるため、特許文献１，２に開示されているように、空気冷却器の下流側に水滴分離器（ドレンセパレータ）が設置され、ここで掃除空気に含まれるドレン水が結露作用により分離され、水分が除去された掃除空気のみがエンジンに供給（掃気）される。水滴分離器にて分離されたドレン水は、ドレン水排出管を経て船外（海上等）に排出される。
【０００３】
船舶用エンジンのディーゼルエンジンでは、特許文献１に開示されているように、水滴分離器にてドレン水を除去された掃除空気が、水滴分離器から上方に向かって延びる空気導管、掃気トランク一次室および掃気トランク二次室を経てエンジンの掃気ポートに供給されるレイアウトになっている。一方、エンジンのシリンダライナとピストン間を潤滑するべく供給されているオイルの一部が、エンジン停止後に掃気ポート側から掃気トランク二次室および掃気トランク一次室内にドレンオイルとなって滴り落ちてくる。このため、最も低い位置である掃気トランク一次室の底部に、このドレンオイルを排出するためのドレンオイル排出管が配設されている。掃気トランク一次室には水滴分離器が面しているため、掃気トランク一次室の底面に流れ落ちたドレンオイルが水滴分離器側に流れないように、掃気トランク一次室の底面と水滴分離器との間に堰状の遮蔽板や、水滴分離器側の方が高くなるような段差部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２３３８７８号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、上記のようにエンジン停止後に掃気ポート側からドレンオイルが滴り落ちてきた場合に、このドレンオイルが、前記遮蔽板や段差部を越えて水滴分離器に付着してしまうことが多かった。このように水滴分離器に付着したドレンオイルは、水滴分離器に付着するドレン水と共にドレン水排出管に流れ込み、そのまま外部に排出されて環境汚染を招く懸念があった。この問題点については、これまで何の改善策も講じられて来なかった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止することのできる掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第１の態様は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部を庇状に延長して前側延長部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、水滴分離器の上部を空気導管内に固定するための上部固定部材が、水滴分離器の上面を覆うカバーとしても機能し、この上部固定部材がエンジン停止後に掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対して遮蔽する。このため、水滴分離器にドレンオイルが付着することが防止される。
さらに、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルが、上部固定部材の掃気トランク室側の端部を庇状に延長して形成した前側延長部の先端から滴下する。その際、この滴下するドレンオイルは水滴分離器の掃気トランク室側の面に対して前側延長部の延長量の分だけ離れた位置を通過して掃気トランク室の底部に落下する。このため、水滴分離器にドレンオイルが付着することをさらに有効に防止することができる。
このように、エンジン停止後に掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルが水滴分離器に付着しないため、水滴分離器によって吸入用の掃除空気から分離されたドレン水にドレンオイルが混ざってそのままドレン水排出管に流れ込み環境を汚染するといった事象を効果的に防止することができる。
なお、この水滴分離器汚染防止構造は、水滴分離器の上部を空気導管内に固定するための上部固定部材の形状を若干変更するだけで構成することができるため、簡素且つ安価に構成することができる。
【０００９】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第２の態様は、前記第１の態様において、前記掃気トランク室の底部、且つ前記水滴分離器寄りの位置に、前記ドレンオイルが前記水滴分離器側に流れることを防止する堰止部が設けられ、前記前側延長部は、前記堰止部の真上を越えて前記水滴分離器の反対側までせり出していることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルが前側延長部の先端から滴下する際に、水滴分離器にかかることなく、堰止部よりも水滴分離器の反対側の領域となる掃気トランク室の底部に確実に落下し、掃気トランク室の底部に設けられているドレンオイル排出管に回収される。このため、ドレンオイルが水滴分離器に付着したり、水滴分離器によって分離されたドレン水が流れ込むドレン水排出管に流入したりすることを防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第３の態様は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、前記第１の態様の場合と同じく、上部固定部材が水滴分離器の上面を覆うカバーとして機能し、エンジン停止時に掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対し遮蔽して水滴分離器の汚染を防止する。
しかも、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルは、上部固定部材に設けられた縦壁状のフェンス部に遮られて上部固定部材の側辺からは下方に流れ落ちずに、上部固定部材の掃気トランク室側の端部の先端から下方に流れ落ちる。このため、特に水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第４の態様は、前記第３の態様において、前記フェンス部は、Ｌ字形断面のアングル材を、前記側辺に沿わせて前記上部固定部材の上面に固定することによって設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、フェンス部を簡素かつ安価に形成することができる。しかも、上記アングル材を上部固定部材の固定具として共用することができるため、上部固定部材の変形や振動等を効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第５の態様は、過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、前記第１および第２の態様の場合と同じく、上部固定部材が水滴分離器の上面を覆うカバーとして機能し、掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対し遮蔽して水滴分離器の汚染を防止する。
しかも、上部固定部材の側部に設けられた庇状の横側延長部が、水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長されているため、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルは、横側延長部に遮られて水滴分離器の側面を流れ落ちることがない。このため、特に水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００１７】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第６の態様は、前記第１の態様において、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、上部固定部材が水滴分離器の上面を覆うカバーとして機能し、掃気ポート側から滴り落ちて来るドレンオイルを水滴分離器に対し遮蔽し、水滴分離器の汚染を防止する。また、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルが、上部固定部材の前側延長部の先端から滴下し、この前側延長部の延長量の分だけ掃気トランク室側に離れた位置を通過して掃気トランク室の底部に落下するめ、水滴分離器にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
さらに、上部固定部材の上に滴り落ちたドレンオイルは、上部固定部材に設けられた縦壁状のフェンス部に遮られて上部固定部材の側辺からは下方に流れ落ちずに、前側延長部の先端から下方に流れ落ちる。このため、特に水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造の第７の態様は、前記第１または第３の態様において、前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、前記第１または第３の態様における作用効果に加えて、上部固定部材の側部に設けられた庇状の横側延長部が、水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長されたことにより、上部固定部材の上に滴り落ちるドレンオイルが横側延長部に遮られて水滴分離器の側面を流れ落ちず、水滴分離器の側面にドレンオイルが付着することを効果的に防止することができる。
【００２１】
また、本発明に係る船舶は、前記第１から第７のいずれかの態様の水滴分離器を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この船舶によれば、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポートと過給機との間を結ぶ空気導管内において掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止して、水滴分離器により吸入空気から分離されたドレン水にドレンオイルが混入してそのまま外部に排出されてしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造およびこれを備えた船舶によれば、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート側から逆流するドレンオイルが水滴分離器に付着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造を具備した船舶用の大型ディーゼルエンジンと過給機と空気導管等の構造例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す空気導管、掃気トランク室、水滴分離器等を拡大した縦断面図である。
【図３】図２のIII矢視による水滴分離器等の正面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う縦断面により、水滴分離器汚染防止構造の第１実施形態を示す図である。
【図５】図３のV部拡大図である。
【図６】フェンス部を構成するアングル材の斜視図である。
【図７】水滴分離器汚染防止構造の第２実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の２つの実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る掃除空気の水滴分離器汚染防止構造を具備した船舶用の大型ディーゼルエンジンと過給機と空気導管等の構造例を示す縦断面図である。
【００２７】
このディーゼルエンジン１は、例えば公知のユニフロー方式の２サイクル多気筒エンジンであり、クランクケース２の上に設置されたシリンダジャケット３の内部にシリンダライナ４が設けられ、このシリンダライナ４の上端にシリンダヘッド５が設けられている。シリンダライナ４の内部にはシリンダボア６が形成され、このシリンダボア６の内部にピストン７が摺動自在に挿入されている。ピストン７にはピストンロッド８が連結され、このピストンロッド８の下端が図示しないコンロッドを介してクランクシャフトに連接されている点は周知の通りである。
【００２８】
シリンダライナ４の下部には複数の掃気ポート１１が円周方向に並んで形成されている。また、これらの掃気ポート１１の周囲を取り囲んで、シリンダジャケット３の内部に掃気通路１２が画成されている。一方、シリンダヘッド５の頂部には排気ポート１３およびこれを開閉する排気バルブ１４が設けられている。排気バルブ１４は図示しないカムシャフト、または電磁的に制御される油圧装置により開閉駆動され、ピストン７がシリンダボア６内を上昇するタイミングに同期して開弁する。
【００２９】
このディーゼルエンジン１の複数の気筒の排気ポート１３は、それぞれ排気管１６を経て、気筒配列方向に沿う円筒状の排気静圧室１７（サージタンク）に接続され、この排気静圧室１７にターボチャージャー１８（過給機）の排気タービン側流路１９が接続される。また、ターボチャージャー１８の吸気タービン側流路２０が、略Ｕ字形の縦断面形状を備えた空気導管２２を経て掃気通路１２に接続されている。空気導管２２の内部には、ターボチャージャー１８側から順に、空気冷却器２３と水滴分離器２４が設置され、水滴分離器２４の下流側、且つ空気導管２２が掃気通路１２に接続される部分に、上下方向に延びる掃気トランク室２５が配置されている。空気冷却器２３と水滴分離器２４は、図示しない多層の空気通過部を備えており、冷却水等の冷媒によって内部から冷却されるようになっている。
【００３０】
水滴分離器２４は掃気トランク室２５の底部に設置されており、掃気トランク室２５は水滴分離器２４から上方に向かって延びて掃気ポート１１に接続されていて、下側（上流側）に位置する掃気トランク一次室２５Ａと、上側（下流側）に位置する掃気トランク二次室２５Ｂとからなっている。掃気トランク一次室２５Ａと掃気トランク二次室２５Ｂとの間を斜めに隔てている隔壁板２７に複数のリード弁状の掃気弁２８が設けられている。掃気弁２８は、掃気トランク一次室２５Ａから掃気トランク二次室２５Ｂへ流れる気流のみを通し、逆方向の気流を遮断する逆止弁である。また、掃気トランク一次室２５Ａと掃気トランク二次室２５Ｂとの間を小さな開口面積で連通させている補助ブロワ２９が設けられている。
【００３１】
ディーゼルエンジン１が作動すると、高温、高圧な排気ガスが排気ポート１３から排気管１６と排気静圧室１７とを経てターボチャージャー１８の排気タービン側流路１９に流れ、ターボチャージャー１８のタービンを高速で回転させる。これにより、外気がターボチャージャー１８に取り込まれ、圧縮された後に吸気タービン側流路２０を経て掃除空気として空気導管２２に入る。この掃除空気は圧縮熱により発熱しているため、空気冷却器２３を通過する際に冷却される。その時に多量のドレン水が発生するため、空気冷却器２３の下流側に設けられた水滴分離器２４において結露作用により水分を除去され、乾燥した空気となって掃気トランク一次室２５Ａと掃気トランク二次室２５Ｂを通過し、さらに掃気通路１２を経て複数の掃気ポート１１からシリンダボア６内に過給される。
【００３２】
図２に拡大して示すように、水滴分離器２４は略直方体形状であり、掃気トランク一次室２５Ａの内部に設置されている。掃気トランク一次室２５Ａの底部には、水滴分離器２４の直下となる位置にドレン水排出孔３２およびドレン水排出管３３が配設されており、水滴分離器２４にて分離されたドレン水は、このドレン水排出孔３２とドレン水排出管３３を経て船外（海上等）に排出される。また、掃気トランク一次室２５Ａの底部、且つ水滴分離器２４寄りの位置には、上方に起立する堰状の遮蔽板３６（堰止部）が設けられている。そして、この遮蔽板３６を挟んで水滴分離器２４の反対側となる掃気トランク一次室２５Ａの底部にドレンオイル排出孔３８およびドレンオイル排出管３９が配設されている。遮蔽板３６は後述するように水滴分離器２４の支持部材でもある。
【００３３】
ディーゼルエンジン１の停止時には、シリンダライナ４とピストン７との間の摺動部を潤滑するべく供給されたオイルが掃気ポート１１および掃気通路１２から逆流し、隔壁板２７に設けられた掃気弁２８の隙間を経てドレンオイルとして掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り、掃気トランク一次室２５Ａの底部に流れ落ちる。このように流れ落ちたドレンオイルは、遮蔽板３６によって水滴分離器２４側に移動することが防止され、ドレンオイル排出孔３８とドレンオイル排出管３９を経て図示しない廃油タンクに貯留される。なお、図２および図３に示すように、掃気トランク一次室２５Ａ内は、エンジン長手方向に沿って平行に設置された複数の吸気緩衝板４１によって仕切られており、これらの吸気緩衝板４１の略中央部に吸気流通孔４２が穿設されるとともに、吸気緩衝板４１の下部に前記のドレンオイルをドレンオイル排出管３９にスムーズに流すための切欠き状のドレンオイル流通部４３が形成されている。
【００３４】
次に、水滴分離器汚染防止構造４７について説明する。
掃気トランク一次室２５Ａと、空気冷却器２３が設けられている部屋との間の縦壁部４９（図２、図４参照）には、ターボチャージャー１８から圧送される掃除空気を通すための開口部５０が形成されており、この開口部５０を塞ぐ形で水滴分離器２４が縦壁部４９に取り付けられている。ここで、説明を容易にするために、水滴分離器２４を構成する各面のうち、縦壁部４９に対向する面を「後面２４Ｒ」と呼び、掃気トランク一次室２５Ａに対向する面を「前面２４Ｆ」と呼び、吸気緩衝板４１に平行する面を「側面２４Ｓ」と呼び、上面には符号２４Ｕを付与する。図２〜図５に示すように、水滴分離器２４は、その側面２４Ｓがアングル材等を用いた取付ブラケット５３とボルト５４によって縦壁部４９に固定される一方、前面２４Ｆの下部が遮蔽板３６に重ねられてボルト５５で固定されている。また、水滴分離器２４の上部が上部固定部材５７を介して縦壁部４９に固定されている。
【００３５】
上部固定部材５７は、エンジン停止後に掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り落ちるドレンオイルが水滴分離器２４に降り掛からないように、水滴分離器２４の上面２４Ｕを覆うカバー状に形成されている。図４に示すように、上部固定部材５７は、水滴分離器２４の上面２４Ｕに間隔を空けて平行する固定部上面５７Ｕと、この固定部上面５７Ｕの後縁から立ち上がって縦壁部４９にボルト５８で締結される後部固定面５７Ｒと、固定部上面５７Ｕの前縁から垂れ下がってスペースカラー５９を挟んでボルト６０により水滴分離器２４の前面２４Ｆに締結される前部固定面５７Ｆとを備えている。
【００３６】
上部固定部材５７の掃気トランク一次室２５Ａ側の端部は、水滴分離器２４の前面２４Ｆに対して庇状に延長されており、延長量Ｌを備えた前側延長部６２となっている。この前側延長部６２は、遮蔽板３６の真上を越えて水滴分離器２４の反対側までせり出している。即ち、上部固定部材５７の前部固定面５７Ｆが前側延長部６２の先端部となっているが、この前部固定面５７Ｆの位置が、水滴分離器２４から見て遮蔽板３６よりも遠くに位置している。この前側延長部６２の長さ（延長量Ｌ）は、スペースカラー５９の長さによって決定される。
【００３７】
一方、図５の右半分および図３に示すように、上部固定部材５７の、掃気トランク一次室２５Ａ側の端部（前部固定面５７Ｆ）に隣接する側辺５７Ｓの位置が、水滴分離器２４の側面２４Ｓよりも外方に庇状に延長して横側延長部６４が形成されている。本実施形態では、この横側延長部６４が吸気緩衝板４１に接していないが、吸気緩衝板４１に接するまで横側延長部６４を延長してもよい。また、本実施形態では、横側延長部６４が水滴分離器２４の片側にのみ設けられているが、両側に設けてもよい。
【００３８】
さらに、上部固定部材５７（固定部上面５７Ｕ）の側辺５７Ｓに沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部６６が設けられている。このフェンス部６６は、例えば図６にも示すＬ字形断面のアングル材６７を上部固定部材５７の側辺５７Ｓに沿わせて上面５７Ｕにボルト６８とナット６９で固定することによって設けられている。アングル材６７の両端部には四角い仕切板７０が溶接等によって固着されている。なお、本実施形態ではフェンス部６６が吸気緩衝板４１に接しており、吸気緩衝板４１に対して特に固定はされていないが、フェンス部６６を溶接やボルト締め等によって吸気緩衝板４１に固定することにより、フェンス部６６を形成するアングル材６７を上部固定部材５７の固定具として活用し、上部固定部材５７の変形や振動等を効果的に抑制することができる。
【００３９】
あるいは、フェンス部６６を吸気緩衝板４１から少々離間させてもよい。さらに、アングル材６７を用いずに、上部固定部材５７（固定部上面５７Ｕ）の側部を所定の幅に亘って上方に折り曲げることによってフェンス部６６を形成してもよい。また、複数基設けられた水滴分離器２４の間に吸気緩衝板４１が介在しないレイアウトの場合は、各上部固定部材５７の間の空隙を覆うように蓋部材を被装し、この蓋部材を横側延長部６４としてもよい。
【００４０】
以上のように構成された水滴分離器汚染防止構造４７によれば、図４中に示すように、ディーゼルエンジン１の停止後に掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）の内部に滴り落ちて来るドレンオイルＤＯが、水滴分離器２４の上面２４Ｕを覆うカバー状に形成された上部固定部材５７によって遮蔽され、水滴分離器２４に付着することが防止される。さらに、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯが、上部固定部材５７の先端に形成された前側延長部６２（前部固定面５７Ｆ）から滴下する際に、水滴分離器２４の前面２４Ｆに対して前側延長部６２の延長量Ｌだけ離れた位置を通過して掃気トランク一次室２５Ａの底部に落下する。このため、水滴分離器２４にドレンオイルＤＯが付着することをさらに有効に防止することができる。
【００４１】
このように、エンジン停止後に掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り落ちて来るドレンオイルＤＯが水滴分離器２４に付着しないため、水滴分離器２４によって吸入用の掃除空気から分離されたドレン水ＤＷにドレンオイルＤＯが混ざってそのままドレン水排出管３３に流れ込み、環境を汚染してしまう懸念を効果的に排除することができる。
【００４２】
また、ドレンオイルＤＯが水滴分離器２４側に流れることを防止する遮蔽板３６に対して、前側延長部６２の先端部をなす前部固定面５７Ｆが、この遮蔽板３６の真上を越えて水滴分離器２４の反対側にせり出しているため、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯが前部固定面５７Ｆから下方に滴下する際に、水滴分離器２４にかかることなく、遮蔽板３６よりも水滴分離器２４の反対側の領域となる掃気トランク一次室２５Ａの底部に確実に落下し、掃気トランク一次室２５Ａの底部に設けられているドレンオイル排出管３９に回収される。このため、ドレンオイルＤＯが水滴分離器２４に付着したり、水滴分離器２４によって分離されたドレン水ＤＷが流れ込むドレン水排出管３３に流入したりすることを効果的に防止できる。
【００４３】
さらに、上部固定部材５７の側辺５７Ｓに沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部６６を設けたため、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯは、このフェンス部６６に遮られて上部固定部材５７の側辺５７Ｓからは下方に流れ落ちずに、上部固定部材５７の先端、即ち前部固定面５７Ｆから下方に流れ落ちる。このため、特に水滴分離器２４の側面にドレンオイルＤＯが付着することを効果的に防止することができる。なお、フェンス部６６は、Ｌ字形断面のアングル材６７を、上部固定部材５７の側辺５７Ｓに沿わせて上部固定部材５７（固定部上面５７Ｕ）の上面に固定することによって設けられているため、簡素かつ安価に形成することができる。フェンス部６６には仕切板７０が設けられているため、ドレンオイルＤＯが上部固定部材５７の後部固定面５７Ｒとフェンス部６６との隅角部にできる隙間から流れ出ることが防止される。
【００４４】
また、上部固定部材５７の側辺５７Ｓの位置を、水滴分離器２４の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部６４を形成したことにより、上部固定部材５７の上に滴り落ちたドレンオイルＤＯが横側延長部６４に遮られて水滴分離器２４の側面を流れ落ちることがない。この点でも水滴分離器２４の側面２４ＳにドレンオイルＤＯが付着することを効果的に防止することができる。なお、数基の水滴分離器２４が横並びに設置され、各々の水滴分離器２４の間にスペースが設けられている場合は、各水滴分離器２４の上部固定部材５７の横側延長部６４を互いに連結してもよい。
【００４５】
この水滴分離器汚染防止構造４７は、水滴分離器２４の上部を空気導管２２内に固定するための上部固定部材５７の形状を若干変更するだけで構成することができるため、非常に簡素且つ安価に構成することができる。そして、この水滴分離器汚染防止構造４７を備えた船舶によれば、簡素且つ安価な構成により、エンジンの掃気ポート１１とターボチャージャー１８との間を結ぶ空気導管２２内において掃気ポート１１側から逆流するドレンオイルＤＯが水滴分離器２４に付着することを防止して、水滴分離器２４により吸入空気から分離されたドレン水ＤＷにドレンオイルＤＯが混入してそのまま外部に排出されてしまうことを防止し、海洋の環境保全に貢献することができる。
【００４６】
［第２実施形態］
図７は、水滴分離器汚染防止構造の第２実施形態を示す縦断面図である。この水滴分離器汚染防止構造７１においては、上部固定部材５７の先端部をなす前側延長部７２付近の構成以外は、図４に示す第１実施形態の水滴分離器汚染防止構造４７と同じ構成であるため、同一部分には同符号を付して説明を省略する。
【００４７】
この水滴分離器汚染防止構造７１では、上部固定部材５７の前側延長部７２を構成している前部固定面５７Ｆが、スペースカラー等を挟むことなく水滴分離器２４の前面２４Ｆに直接ボルト７３で締め付けられている。そして、前部固定面５７Ｆは、固定部上面５７Ｕの前縁から鉛直に垂下した後、締結用のボルト７３よりも下方の位置で、水滴分離器２４の前面２４Ｆから離れる方向に折り曲げられて傾斜面５７Ｉが形成されている。この傾斜面５７Ｉの角度は、例えば水平に対して３０度とされているが、より浅い角度にしてもよい。つまり、傾斜面５７Ｉが根元側から先端側に向かって下降していればよい。そして、この前側延長部７２の、水滴分離器２４の前面２４Ｆからの延長量Ｌが、第１実施形態の水滴分離器汚染防止構造４７における前側延長部６２の延長量Ｌと同一に設定されている。
【００４８】
このように構成された水滴分離器汚染防止構造７１において、エンジンの掃気ポート１１側から掃気トランク室２５（２５Ａ，２５Ｂ）内に滴り落ちて来るドレンオイルＤＯは、上部固定部材５７によって遮蔽され、さらに傾斜面５７Ｉに沿って流れ、前側延長部７２の延長量Ｌだけ水滴分離器２４の前面２４Ｆから離れた位置を通過し、掃気トランク一次室２５Ａの底部に落下する。この時には水滴分離器２４から見て遮蔽板３６よりも向こう側にドレンオイルＤＯが落ちる。このため、水滴分離器２４にドレンオイルＤＯが付着することを防止できる。
【００４９】
この水滴分離器汚染防止構造７１によれば、上部固定部材５７の先端部を、スペースカラーを用いずに直接ボルト７３で締着できるため、第１実施形態の水滴分離器汚染防止構造４７と同様に水滴分離器２４の汚染を防止しながら、部品点数を省くとともに組立を容易にして製造コストダウンを図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
例えば、本発明に係る水滴分離器汚染防止構造は、過給機が備えられたエンジンであれば、ディーゼルエンジンに限らず、他の形式のエンジンにも適用することができる。またディーゼルエンジンに適用する場合は、必ずしもユニフロー方式の２サイクルディーゼルエンジンでなくてもよい。さらには、船舶以外のエンジンにも幅広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ ディーゼルエンジン
１１ 掃気ポート
１２ 掃気通路
１８ ターボチャージャー（過給機）
２２ 空気導管
２３ 空気冷却器
２４ 水滴分離器
２５ 掃気トランク室
２５Ａ 掃気トランク一次室
２５Ｂ 掃気トランク二次室
３６ 遮蔽板（堰止部）
４７ 水滴分離器汚染防止構造
５７ 上部固定部材
５７Ｓ 上部固定部材の側辺
６２ 前側延長部
６４ 横側延長部
６６ フェンス部
６７ アングル材
ＤＯ ドレンオイル
ＤＷ ドレン水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、
前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、
前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部を庇状に延長して前側延長部を形成したことを特徴とする掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項２】
前記掃気トランク室の底部、且つ前記水滴分離器寄りの位置に、前記ドレンオイルが前記水滴分離器側に流れることを防止する堰止部が設けられ、前記前側延長部は、前記堰止部の真上を越えて前記水滴分離器の反対側までせり出していることを特徴とする請求項１に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項３】
過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、
前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、
前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項４】
前記フェンス部は、Ｌ字形断面のアングル材を、前記側辺に沿わせて前記上部固定部材の上面に固定することによって設けたことを特徴とする請求項３に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項５】
過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、
前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、
前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項６】
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項７】
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする請求項１または３に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の掃除空気の水滴分離器を備えたことを特徴とする船舶。
【請求項１】
過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、
前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、
前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部を庇状に延長して前側延長部を形成したことを特徴とする掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項２】
前記掃気トランク室の底部、且つ前記水滴分離器寄りの位置に、前記ドレンオイルが前記水滴分離器側に流れることを防止する堰止部が設けられ、前記前側延長部は、前記堰止部の真上を越えて前記水滴分離器の反対側までせり出していることを特徴とする請求項１に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項３】
過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、
前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、
前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項４】
前記フェンス部は、Ｌ字形断面のアングル材を、前記側辺に沿わせて前記上部固定部材の上面に固定することによって設けたことを特徴とする請求項３に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項５】
過給機とエンジンの掃気ポートとの間を結ぶ空気導管内に、前記過給機側から順に空気冷却器と水滴分離器と掃気トランク室とが設けられ、
前記掃気トランク室が前記水滴分離器の上方に向かって延びて前記掃気ポート側に接続されている場合における掃除空気の水滴分離器汚染防止構造であって、
前記エンジン停止後に前記掃気ポート側から滴り落ちるドレンオイルが前記水滴分離器に降り掛からないように、前記水滴分離器の上部を前記空気導管内に固定するための上部固定部材を、前記水滴分離器の上面を覆うカバー状に形成するとともに、
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項６】
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺に沿って、上方に起立する縦壁状のフェンス部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項７】
前記上部固定部材の、前記掃気トランク室側の端部に隣接する側辺の位置を、前記水滴分離器の側面よりも外方に庇状に延長して横側延長部を形成したことを特徴とする請求項１または３に記載の掃除空気の水滴分離器汚染防止構造。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の掃除空気の水滴分離器を備えたことを特徴とする船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６０９１９（Ｐ２０１３−６０９１９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００８０４（Ｐ２０１１−２００８０４）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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