JP2001182542A - エンジン給気系のドレーン抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造のドレーン弁により、給気系通路
内の凝縮水を自動的に抜けるようにすると共に、エンジ
ン運転時の給気圧低下を防ぐことができるエンジン給気
系のドレーン抜き装置を提供することである。 【解決手段】 過給機５からの給気を、インタークーラ
ー６から給気マニホールド２に亘る給気系通路を介して
気筒内に供給するエンジン給気系において、給気系通路
に凝縮水排出用のドレーン通路２２を形成し、該ドレー
ン通路２２にドレーン弁２０を接続する。ドレーン弁２
０は、機関停止時はコイルばね２７等の付勢手段により
開状態を保ち、機関運転中は、給気系通路の給気圧力に
よりコイルばね２７の弾性力に抗して閉じている。これ
により、ウォーターハンマー現象を防ぐと共に運転中の
給気圧低下を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、過給機及びイン
タークーラーを備えたエンジン給気系のドレーン抜き装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インタークーラーを備えたエンジ
ンにおいて、給気の凝縮水を排出するためのドレーン抜
き装置としては、手動コック式のドレーン弁を設けてお
り、通常は機関始動前にエンジン取扱者が手動でコック
を開き、凝縮水を排出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように手動で開
閉するコック式ドレーン弁では、始動前にドレーン抜き
作業を行なうのを忘れたり、あるいはドレーン弁を開い
てドレーン抜き作業を行なっても、ドレーン弁を閉め忘
れることにより、ドレーン弁を開いた状態で機関を運転
することがある。

【０００４】ドレーン抜きをせずに、給気系通路内に凝
縮水が残った状態で機関を始動すると、凝縮水がシリン
ダに侵入して周知のようにウォーターハンマー現象が生
じたり、排気管からドレーンが飛散したりする。特に昨
今のエンジンは、過給機による高出力化に伴い、過給温
度が上昇し、インタークーラーの容量が大形化している
ため、発生する給気凝縮水が増加する傾向にあり、上記
ウォーターハンマー現象が生じる可能性が増大してい
る。

【０００５】一方、ドレーン弁を閉じ忘れて機関を運転
すると、ドレーン弁から給気圧が漏れることにより、給
気圧力が下がり、高出力化が要求されるエンジンの性能
に適用できなくなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本願請求項１記載の発明は、過給機からの給気を、
インタークーラーから給気マニホールドに亘る給気系通
路を介して気筒内に供給するエンジン給気系のドレーン
抜き装置において、上記給気系通路に凝縮水排出用のド
レーン通路を形成し、該ドレーン通路にドレーン弁を接
続し、該ドレーン弁は、機関停止時は付勢手段により開
状態を保ち、機関運転中は、給気系通路の給気圧力によ
り付勢手段に抗して閉じていることを特徴としている。

【０００７】これにより、機関停止時に自動的に給気系
通路内の凝縮水を抜き、機関始動時のウォーターハンマ
ー現象を無くすことができると共に、運転中は自動的に
ドレーン弁を閉じて、所定の給気圧力を維持し、高出力
化を保つことができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のエ
ンジン給気系のドレーン抜き装置において、給気系通路
に継手部を形成し、付勢手段を内蔵するドレーン弁組立
体を上記給気系通路の構成部材とは別体に形成し、該ド
レーン弁組立体を、上記継手部に着脱自在に接続するよ
うにしていることを特徴としている。これにより、イン
タークーラーあるいは給気マニホールドの加工が容易に
なると共に、ドレーン弁の組み付け、点検及び清掃ある
いは取り替えが容易に行なえる。

【０００９】

【発明の実施の形態１】図１は本願発明を適用した多気
筒ディーゼル機関の全体平面略図であり、排気ターボ式
過給機５及び給気冷却用のインタークーラー６を備えて
いる。機関本体１の給気ポート８側には給気マニホール
ド２が取り付けられ、排気ポート９側には排気マニホー
ルド３が取り付けられている。各気筒の給気ポート８は
給気マニホールド２に集合し、給気マニホールド２の給
気入口は給気連絡管１１を介してインタークーラー６に
接続している。インタークーラー６の給気入口は、過給
機５のコンプレッサー部５ａを介してエアクリーナ等の
空気取入装置に連通している。各気筒の排気ポート９
は、排気マニホールド３に集合し、過給機５のタービン
部５ｂを介して排気装置に連通している。インタークー
ラー６の冷却水入口は、水ポンプ１４を介して熱交換器
１５に連通し、冷却水出口は、たとえば戻り管１７を介
して熱交換器１５に戻ったり、あるいは図示しないが他
の冷却装置に供給され、冷却媒体として利用される。

【００１０】インタークーラー６から給気連絡管１１を
介して給気マニホールド２に亘る給気系通路内に、本願
発明に係るドレーン弁２０を設けている。図２はたとえ
ば給気マニホールド２にドレーン弁２０を設けた例であ
る。

【００１１】図２において、給気マニホールド２の下壁
２ａに上下方向に貫通する弁孔２１を形成しており、該
弁孔２１は段付き形状となっており、上側から小径部２
１ａ、中径部２１ｂ及び大径めねじ部２１ｃが段面２９
等を介して形成されている。大径めねじ部２１ｃは給気
マニホールド下壁２ａから下方へ突出するボス部２４内
に形成されている。

【００１２】中径部２１ｂの下半部には、給気マニホー
ルド下壁２ａに形成されたドレーン通路２２の下端部が
開口しており、該ドレーン通路２２は弁孔中心線Ｏ２に
対し概ね４５°の角度で斜め上方に延び、下壁２ａの上
面で給気マニホールド２内に開口している。ドレーン通
路２２の上端開口部分は、給気マニホールド２の底面２
ｃの最も低い位置に形成され、給気マニホールド２内の
凝縮水が速やかにドレーン通路２２の上端開口に集まる
ようになっている。

【００１３】弁孔２１の中径部２１ｂには有底筒形の弁
体２３が上下方向摺動可能に嵌合し、弁体２３の上下方
向の摺動によりドレーン通路２２の下端開口を開閉する
ようになっている。

【００１４】大径めねじ部２１ｃには管ボルト２６が螺
着され、管ボルト２６の頭部２６ａとボス部２４の下端
面の間にはシール２５が挟持されている。上記管ボルト
２６の上半部にはばねガイド凹部２６ｃが形成されてお
り、該ガイド凹部２６ｃの底面と弁体２３の間にコイル
ばね２７を縮設し、該コイルばね２７により弁体２３を
上方に付勢し、上側段面２９に当接させることにより、
ドレーン通路２２を開いている。

【００１５】コイルばね２７の設定荷重は、たとえば機
関のアイドリング状態で発生する給気マニホールド２内
の給気圧により、弁体２３が下降してドレーン通路２２
を閉じることができる程度の値に設定されている。

【００１６】

【作用】図２において、機関停止時は、給気マニホール
ド２内に給気圧は発生しておらず、したがってコイルば
ね２７により弁体２３は上昇し、ドレーン通路２２を開
いている。これにより、給気マニホールド２内の給気凝
縮水はドレーン通路２２及び管ボルト２６内の通路２６
ｂを通って外部に排出される。

【００１７】図３において、機関を始動すると、給気マ
ニホールド２内に給気圧が発生し、該給気圧が小径部２
１ａ内を介して弁体２３の上面に作用し、給気圧が一定
値以上になるとコイルばね２７の弾性力に抗して弁体２
３を押し下げ、ドレーン通路２２を閉じる。機関運転中
は、一定値以上の給気圧が維持されていることにより、
閉状態が保たれる。これにより、運転中における給気の
漏れを防ぎ、給気圧力の低下を防ぐ。機関を停止する
と、給気圧が低下し、コイルばね２７の弾性力により弁
体２３は自動的に上昇し、図２の開状態に自動的に戻
る。

【００１８】

【発明の実施の形態２】図４及び図５は請求項２記載の
発明を適用した例であり、給気マニホールド２には継手
部として継手用めねじ孔３１のみを形成し、給気マニホ
ールド２とは別体に形成されたドレーン弁組立体３２
を、上記継手用めねじ孔３１に着脱可能に螺着してい
る。ドレーン弁組立体３２は、給気マニホールド２とは
別部材により製作された弁本体３３内に、段付きの弁孔
２１及びドレーン通路２２を有しており、弁本体３３の
外周にはおねじ３４及び頭部３５が形成されている。弁
孔２１の中径部２１ｂの下半部には環状溝３６が形成さ
れ、該環状溝３６にドレーン通路２２の下端が連通して
いる。ドレーン通路２２の上端は、弁本体３３の上端面
において、給気マニホールド２内に開口している。弁本
体３３の頭部３５は、給気マニホールド２の下面にシー
ル３９を介して圧接している。

【００１９】その他の構造は図２の構造と同様であり、
同じ部品には同じ符号を付している。

【００２０】

【作用】基本的な作動は図２及び図３の場合と同様であ
り、機関停止時は図４に示すようにコイルばね２７のば
ね力により弁体２３は上昇し、ドレーン通路２２を開い
ている。機関運転中は、図５に示すように給気マニホー
ルド２内の給気圧力により、コイルばね２７に抗して弁
体２３を押し下げ、ドレーン通路２２を閉じている。

【００２１】機関組立時には、給気マニホールド２とは
別途に、ドレーン弁組立体３２を組み立てておき、給気
マニホールド２のめねじ孔３１に螺着する。したがっ
て、点検、清掃あるいは取り替え時には、ドレーン弁組
立体３２全体を簡単に給気マニホールド２から取り外す
ことができる。

【００２２】

【その他の実施の形態】（１）前記実施の形態では、給
気マニホールド２にドレーン弁２０又はドレーン弁組立
体３２を取り付けた例で説明したが、図１に示すように
インタークーラー６の給気通路の下端部に取り付けるこ
ともでき、また、給気マニホールド２とインタークーラ
ー６の両方に取り付けることもできる。さらに、給気マ
ニホールド２とインタークーラー６の間の給気連絡管１
１に取り付けることも可能である。

【００２３】（２）付勢手段は、コイルばね２７に限定
されるものではなく、板ばね等の各種ばねあるいはゴム
状弾性体を利用することもできる。

【００２４】（３）給気マニホールド等の給気系通路に
形成する継手部は、めねじ孔３１には限定されず、おね
じを形成することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本願発明によると、 （１）機関停止時は、ばね２７等の付勢手段によりドレ
ーン通路２２を開くように構成しているので、機関停止
時に給気系通路内の凝縮水を自動的に抜くことができ、
従来のような手動によるドレーン抜き作業を省くことが
できる。

【００２６】（２）機関停止時に自動的に給気系通路内
の凝縮水を抜くことができるので、ウォーターハンマー
現象を防止できると共に排気管からの凝縮水の飛散を防
止できる。

【００２７】（３）機関運転中は、給気系通路内に発生
する給気圧によって自動的にドレーン通路２２を閉じる
ので、運転中における給気圧の低下を防ぎ、過給機によ
る高出力、高速化等に対応した機関性能を維持すること
ができる。

【００２８】（４）ドレーン弁２０を、インタークーラ
ー６から給気マニホールド２に亘る給気系通路内に設
け、給気系通路内の給気圧を利用してドレーン弁２０を
閉じるようにしているので、たとえば運転状態を検知す
るための特別の検知機構や弁体を作動させるための油圧
アクチュエータ等を備える必要はなく、構造が簡素で小
形のドレーン弁２０提供することができる。これによ
り、製作コストの低減を図ることもできる。

【００２９】（５）請求項２記載の発明にように、給気
マニホールド２あるいはインタークーラー６等、給気系
通路の構成部材とは別体にドレーン弁組立体３２を形成
し、該ドレーン弁組立体３２を、給気マニホールド２等
に形成しためねじ孔３１等の継手部に着脱自在に取り付
けるようにすると、給気マニホールド２等の加工は、従
来の給気マニホールド２等に簡単なめねじ孔を施すだけ
でよく、給気マニホールド等の構造が複雑化しない。し
かも、ドレーン弁組立体３２全体を給気マニホールド等
に着脱できることにより、ドレーン弁組立体の点検、清
掃及び取り替え等の作業を簡単に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明を適用したディーゼル機関全体の平
面略図である。

【図２】 機関停止時の状態を示すドレーン抜き装置の
縦断面拡大図である。

【図３】 機関運転時の状態を示すドレーン抜き装置の
縦断面拡大図である。

【図４】 請求項２記載の発明を適用したドレーン抜き
装置であって、機関停止時の状態を示す縦断面拡大図で
ある。

【図５】 請求項２記載の発明を適用したドレーン抜き
装置であって、機関運転時の状態を示す縦断面拡大図で
ある。

【符号の説明】

１ 機関本体 ２ 給気マニホールド ３ 排気マニホールド ５ 過給機 ６ インタークーラー ８ 給気ポート ２０ ドレーン弁 ２１ 弁孔 ２２ ドレーン通路 ２３ 弁体 ２７ コイルばね（付勢手段の一例） ３１ めねじ孔（継手部の一例） ３２ ドレーン弁組立体 ３３ 弁本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過給機からの給気を、インタークーラー
   から給気マニホールドに亘る給気系通路を介して気筒内
   に供給するエンジン給気系のドレーン抜き装置におい
   て、上記給気系通路に凝縮水排出用のドレーン通路を形
   成し、該ドレーン通路にドレーン弁を接続し、該ドレー
   ン弁は、機関停止時は付勢手段により開状態を保ち、機
   関運転中は、給気系通路の給気圧力により付勢手段に抗
   して閉じていることを特徴とするエンジン給気系のドレ
   ーン抜き装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジン給気系のドレー
   ン抜き装置において、給気系通路に継手部を形成し、付
   勢手段を内蔵するドレーン弁組立体を上記給気系通路の
   構成部材とは別体に形成し、該ドレーン弁組立体を、上
   記継手部に着脱自在に接続するようにしていることを特
   徴とするエンジン給気系のドレーン抜き装置。