JP2007332958A - 建設装備の潤滑油回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、建設装備のディーゼルエンジンから生じ得るオイルスロバリング現象により潤滑油が外部に排出されることを防止すると共に、外部に排出された潤滑油を無駄にせずリサイクルして使用することによって、環境汚染を防止することが可能な潤滑油回収装置を提供する。
【解決手段】本発明は、建設装備のエンジンに連結され、排出ガスが排出される排気管路と、前記排気管路の最低点に設けられるタップと、前記タップに所定長さで一端が連結される第１パイプと、前記パイプの他端に連結される上下に着脱可能な継手部材と、前記継手部材の下端に取り付けられ、オイルパン室の内部に延びる第２パイプと、オイルパン室の上部カバーには前記管路が貫通し得るような貫通孔が形成されている貫通部と、前記貫通部を通過した第２パイプの下端には網形状からなる排出口とから構成されるか、又はオイルパン室に延長されずに別途の貯蔵庫を設置し、潤滑油を回収するディーゼルエンジンの潤滑油回収装置に関する。
【選択図】図３

Description

本発明は、建設装備のディーゼルエンジンから生じえるオイルスロバリング(ｓｌｏｂｂｅｒｉｎｇ)と言われる現象により排気管路に集まる潤滑油の処理に関するものである。

最近、ディーゼルエンジンには、エンジンの性能向上と排気ガス低減のために、燃焼時の空気量を増大させるための過給機が幅広く用いられている。即ち、大気圧より高圧力でエンジンに空気を吸入して過給すると、排気量の同じエンジンからも多量の空気を充填することができ、この充填により増加された空気量に応じて燃料の噴射量を増加させると、エンジンの出力を向上させることができる。こうしたようにエンジンに過給空気を供給させるべく、排気ガスの排出時における流動エネルギーを利用してタービンを回し、このタービンに回転軸で連結したブローを回転させることで空気を吸入して加圧するという方式の過給機が出力増大のために幅広く用いられている。

ディーゼルエンジンにはオイルスロバリング(ｓｌｏｂｂｅｒｉｎｇ)現象といわれるものがある。オイルスロバリング現象とは、ピストンリングをすり抜けてシリンダ燃焼室内に入った潤滑油が燃焼せずに排気管に出てくる現象である。これは、軽負荷時にはシリンダ内の不充分な爆発圧力によりピストン圧縮リングに働く圧力が劣ることになり、したがってシリンダの密封効果が低下するから、クランクケースのオイルが上昇することになる現象のことである。

こうした現象は、多くのディーゼルエンジンに装着される過給機によりよく発生され得るが、特にアイドリングを長時間続けると、その現象が顕著となる。即ち、軽負荷時のシリンダ内の圧力が低いことから、ピストン圧縮リングに作用する圧力が劣ることになり、シリンダの密封効果が低下し、クランクケースのオイルが上昇することになる。過給式エンジンの場合、低速軽負荷運転時、吸岐管に部分的に真空が発生してしまい、これによりオイルが吸入バルブガイドに流れるようになり、このオイルが排気管を介して流出されることにより、複合的なスロバリング現象が現れる。

排出されるオイルの色は黒色であり、マフラー、排気管を通って外に排出されると、環境衛生上弊害を与えるものとなる。また、排気管路の途中から継ぎ手の隙間を通って外部に漏れることが多く、同じく弊害の元となる。さらに、環境衛生上となる他、エンジン周りが真っ黒に汚れ、機械の使用者に対して極めて大きな不快感を与えるものである。

本発明は、かかる従来技術の問題点等に鑑みてなされたものであり、該目的は、オイルスロバリング現象が生じてもオイルが外部に排出されることを防ぐことにある。
また、本発明の他の目的は、オイルスロバリング現象により生じえる環境汚染問題を解決し、排出されたオイルをリサイクルすることが可能となるようにすることにある。
さらに、本発明の他の目的は、機械周りが汚れることにより使用者に与えられる不快感をなくし、機械掃除時の省時間化、省コスト化の効果が得られる。

前記目的は、本発明のディーゼルエンジンの潤滑油回収装置を装着することによって解決する。本発明のディーゼルエンジンの潤滑油回収装置は、建設装備のエンジンに連結され、排出ガスが排出される排気管路と、前記排気管路の最低点に設けられるタップと、前記タップに所定長さで一端が連結される第１パイプと、前記パイプの他端に連結される上下に着脱可能な継手部材と、前記継手部材の下端に取り付けられ、オイルパン室の内部に延びる第２パイプと、オイルパン室の上部カバーには前記管路が貫通し得るような貫通孔が形成されている貫通部と、前記貫通部を通過した第２パイプの下端には網形状からなる排出口とから構成される。

建設装備に用いられるディーゼルエンジンは、該性能を向上させるべく、通常、過給機(Ｔｕｒｂｏ Ｃｈａｒｇｅｒ)を備えている。この過給機は、排気管路を介して排出された高温・高圧の排気ガスを利用して過給機のタービンを回転させ、次いでタービンの回転を利用して外部空気を流入して圧縮させることになる。

したがって、正常な場合にはシリンダ内の爆発圧力が高いため、潤滑油の流出量が多くない。しかしながら、アイドリングを長時間続ける場合にはピストンの密閉圧力が低いことから、潤滑油がシリンダ内に流入される可能性があり、流入された潤滑油は完全燃焼されずに直ちに排気管路を通過して排出されることによって、スロバリング現象が発生してしまう。

前述したように、過給機が装着されている限り、スロバリング現象を防ぐことは不可能であるから、高速で回転する過給機を通過して大気中に排出されることを防ぐことが必要である。

したがって、排気管路の低点に一種のドレインを設けることで、前記課題が解決できる。即ち、排気管路の低点に潤滑油を回収するための回収管を設ける。排気管路の低点は、エンジンの排出口から排出された排気ガスが通過する排気マニホールド、過給機、そして過給機からマフラーに連結される管路のうちに一番低いところに潤滑油が溜まっているはずだから、その位置に回収管を設けることが望ましい。

前記回収管は、一旦排気管の低点にタップを設け、そのタップに第１パイプを溶接により連結するが、そこでパイプは高温・高圧に耐えられる材質を使用しなければならない。前記第１パイプは、パイプ設置後、ボルト作業などを容易になすことができるように所定長さを持つようにすることが好ましく、設置された第１パイプの下端には上下を着脱し得る継手部材を設けるようにする。継手部材は上・下継手部材と継手部材間の管とからなる。これは、メンテナンスのためのものであって、継手部材としては、フランジ、ユニオン、カップリングなどを用いることが可能となる。継手部材間の管は、一般パイプやフレキシブルチューブを用いることができる。但し、過給機を通過する排気ガスは高温・高圧であり得るから、それらに耐えられる材質の部品を用いることが好ましい。

継手部材の下端に連結される第２パイプは、オイルパン室の上部カバーを貫通して設けられるから、上部に貫通孔を設置する必要がある。貫通孔を設置する場合、建設装備の移動時、オイルの流動が激しくなることから、オイルが外に漏れる虞がないように密閉構造からなるべきである。したがって、貫通孔を貫通する第２パイプ周りにはパッキングを取り付けた貫通部を備えていなければならない。

前記オイルパン室に貫通される第２パイプの末端は、網形状からなることが好ましい。内部に固まった不純物が流入されることを防止するためである。不純物がオイルと共にシリンダ内に流入されれば、不純物によりピストンリングを損傷させる懸念があり、その損傷によりエンジンの性能低下と共に潤滑油がシリンダ内に流入され、スロバリング現象がさらに深刻化となる虞がある。

本発明のさらに他の構成は、建設装備のエンジンに連結され、排出ガスが排出される排気管路と、前記排気管路の最低点に設けられるタップと、前記タップに所定長さで一端が連結される第１パイプと、前記パイプの他端に連結される上下に着脱可能な継手部材と、前記継手部材の下端に連結される第２パイプと、前記第２パイプの下端に取り付けられる一時貯蔵庫とからなる潤滑油回収装置を提供する。

本発明の構成も、前述した構成に類似している。
即ち、排気管路の低点に潤滑油回収のための回収管を設ける。排気管路の低点は、エンジンの排出口から排出された排気ガスが通過する排気マニホールド、過給機、過給機からマフラーに連結される管路のうちに一番低いところに潤滑油が溜まっているはずだから、その位置に回収管を設けることが好ましい。

前記回収管は、一旦排気管の低点にタップを設け、そのタップに第１パイプを溶接により連結し、この場合にパイプは高温・高圧に耐えられる材質を用いなければならない。第１パイプが設けられると、パイプの下端には上下を着脱し得る継手部材を設けるようにする。これは、メンテナンスのためのものであって、継手部材としては、フランジ、ユニオン、カップリングなどを用い得る。但し、過給機を通過する排気ガスは高温・高圧であり得るから、それに耐えられる材質からなる部品を用いることが好ましい。

継手部材間の管は、パイプやフレキシブルチューブからなることが好ましく、その材質も、高温・高圧に耐えられる製品が好ましい。

前記継手部材の下端には第２パイプが設けられ、第２パイプの下端には一時貯蔵庫が取り付けられる。一時貯蔵庫と第２パイプは一体型にして継手部材の下端継手部材から容易に分離・回収することが可能となるようにすることが好ましい。また、一時貯蔵庫のオイルボリュームをチェックし得るように取り付けられることが望ましい。したがって、オイル量をチェックすることが可能なレベル表示器を付着したり、一時貯蔵庫を外部より見られる透明材質からなることが望ましい。レベル量をチェックした上でメンテナンスの要否を的確に判断することができるからである。

また、貯蔵庫をオイルパン室上部カバーに設置する場合や上部カバーの空き空間に設ける場合には、貯蔵庫を支持して固定させるためのサポートが必要となり、これは過給機の回転による振動に起因する揺れを防止するためである。もしくは、貯蔵庫をフレキシブルチューブなどに連結し、過給機の回転による過度の振動を防ぐこともできる。フレキシブルチューブを用いる場合でも振動が生じ得るから、この場合にも貯蔵庫を固定させるためのサポートが必要となる。

本発明の極めて優れた効果は、オイルスロバリング現象によりエンジン外部に出てくるオイルが、外部に排出されることを防止し得ることにある。
また、オイルが外部に排出されて捨てられる場合には、環境汚染の問題が生じ得るものの、環境汚染を防止し得るという効果を奏する。
また、排出される潤滑油を無駄にせず、リサイクルすることによって、コスト削減の効果をも奏する。
さらに、排出された潤滑油が機械を汚すことによる不快感をなくし、機械洗浄時にもオイル残留物が水と共に排出されないから、環境汚染に貢献する効果が極めて大きく、且つ、省コスト化及び省時間化の効果が得られる。

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて詳しく説明する。

図１は、掘削機を示している。掘削機は、上部旋回体１０１と、下部走行体１０２と、作業機１０３とからなる。上部旋回体には、作業機１０３を駆動させるための各種機器及び運転室１１８が搭載されている。

図２は、本発明の潤滑油回収装置を装着する前に搭載されているエンジンと排気装置とを示しており、その構成要素は、エンジン１と、排気マニホールド２、過給機３、マフラー４、排気管５、過給機とマフラーとを連結する管６及び過給機下部のオイルパン室７からなる。

図３は、本発明の一実施例を示したものである。また、図４は、図３の潤滑油回収装置を拡大した図面である。図３では、排気マニホールドから排気管にいたるまでの一番低いところにタップを設置しなければならないことを示している。

図４は、潤滑油回収装置の構成要素に関する図面である。排気管路の最低点８にタップ１１を設け、タップには排気管路から容易に作業し得るように所定の長さを持つ第１パイプ１２を連結する。前記第１パイプ１２の下端には継手部材１３が連結される。継手部材１３の上部と連結するために前記第１パイプ１２の下端にはスクリューを刻設し、上部継手部材１３ａと連結できるようにする。継手部材１３の管１３ｂは、パイプやフレキシブルチューブを用いて連結する。

パイプ１３ｂで連結する場合、パイプ１３ｂの上部と下部とにはユニオン１３ａ、１３ｃが必要となる。前記パイプ１３ｂの上下端にユニオン１３ａ、１３ｃを設けることで、第１パイプ１２及び第２パイプ１４に連結する。

フレキシブルチューブ１３ｂを用いる場合には、上下端にボルトが取り付けられているから、直接第１パイプ１２及び第２パイプ１４に連結することが可能となる。

継手部材１３に連結の第２パイプ１４は、オイルパン室７内に貫通させる。オイルパン室７内に第２パイプ１４が貫通することから、オイルパン室７の上部貫通部２０に対しては、掘削機の作動時、オイルの放出を防ぐためにパッキング２１を設けることが好ましい。オイルパン室７内に貫通する第２パイプの末端には網１５を設けることによって、固まった不純物が流入されることを防ぐようにすることが好ましい。また、第２パイプの末端に設けられる網１５に対しては周期的にメンテナンスを施すべきである。

前述したように行われると、スロバリング現象によりオイルが排気管路に出て来ても外部に排出されることなく、エンジン内部へ帰還させることができる。

図５は、エンジン室内に帰還されるのではなく、一時貯蔵庫３５を設置し、そこに集まるようにしたものであって、図６は、 一時貯蔵庫３５が取り付けられた潤滑油回収装置の拡大図である。

図５の場合にも図３と同じく、排気マニホールドから排気管にいたるまでの一番低いところにタップを設けなければならないことを示している。

図６は、一時貯蔵庫３５が取り付けられた潤滑油回収装置の構成要素に関する図面であって、排気管路の最低点８にタップ３１を連結し、タップ３１には排気管路での作業が容易となるように所定長さを持った第１パイプ３２を連結する。前記第１パイプ３２の下端には継手部材３３が連結される。継手部材３３の上部と連結すべく、前記第１パイプ３２の下端にはスクリューを刻設し、上部継手部３３ａに連結できるようにする。継手部材３３の管３３ｂはパイプやフレキシブルチューブを用いて連結する。

パイプ３３ｂで連結する場合、パイプ３３ｂの上部と下部とにはユニオン３３ａ、３３ｃが必要となる。前記パイプ３３ｂの上下端にユニオン３３ａ、３３ｃを設け、第１パイプ３２及び第２パイプ３４と連結する。

フレキシブルチューブ３３ｂを用いる場合には、上下端にボルトが取り付けられていることから、直接第１パイプ３２及び第２パイプ３４と連結することが可能となる。

第２パイプ３４の下端には一時貯蔵庫３５が連結される。一時貯蔵庫３５はよくメンテナンスが行われるべきであることから、容易に着脱し得るように設けなければならない。よって、オイルパン室７の上部とはある程度の間隔を置かなければならない。

また、一時貯蔵庫３５が取り付けられている場合、過給機の駆動時、排気管が振動することで一時貯蔵庫３５も共に揺れやすいから、適切なサポートを設けることが望ましい。一時貯蔵庫に第２パイプ３４を一体型に構成して直接継手部材３３の下端に連結することも可能である。

こうした構成は、回収される潤滑油をエンジンに帰還させることが不都合な場合に利用できる。

本発明の対象となる掘削機の側面図である。 エンジンと排気装置に関する従来技術の断面図である。 本発明による潤滑油回収装置の一実施例の断面図である。 図３の一実施例の断面図の部分拡大図である。 本発明による潤滑油回収装置の他の実施例の断面図である。 図５の他の実施例の断面図の部分拡大図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 排気マニホールド
３ 過給機（Ｔｕｒｂｏ ｃｈａｒｇｅｒ）
４ マフラー（ｍｕｆｆｌｅｒ）
５ 排気管（Ｔａｉｌ ｐｉｐｅ）
６ 過給機とマフラーとを連結する管
７ オイルパン室（Ｏｉｌ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）
８ 最低点
１１ タップ（Ｔａｐ）
１２ 第１パイプ
１３ａ 上部継手部材
１３ｂ 継手部材間の管
１３ｃ 下部継手部材
１４ 第２パイプ
１５ 網（ｍｅｓｈ）
２０ 貫通部
２１ パッキング
３１ タップ
３２ 第１パイプ
３３ａ 上部継手部材
３３ｂ 継手部材間の管
３３ｃ 下部継手部材
３４ 第２パイプ
３５ 一時貯蔵庫(ｓｅｐａｒａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ)

Claims (6)

1. 建設装備のエンジンに連結され、排出ガスが排出される排気管路と、
   前記排気管路の最低点に設けられるタップと、
   前記タップに所定長さで一端が連結される第１パイプと、
   前記パイプの他端に連結される上下に着脱可能な継手部材と、
   前記継手部材の下端に取り付けられ、オイルパン室の内部に延びる第２パイプと、
   オイルパン室の上部カバーには前記管路が貫通し得るような貫通孔が形成されている貫通部と、
   前記貫通部を通過した第２パイプの下端には網形状からなる排出口と、から構成されることを特徴とする建設装備の潤滑油回収装置。
2. 前記継手部材は、上部ユニオンと、パイプと、下部ユニオンと、からなることを特徴とする請求項１に記載の建設装備の潤滑油回収装置。
3. 前記継手部材は、上下にボルト連結部を持っているフレキシブルチューブからなることを特徴とする請求項１に記載の建設装備の潤滑油回収装置。
4. 建設装備のエンジンに連結され、排出ガスが排出される排気管路と、
   前記排気管路の最低点に設けられるタップと、
   前記タップに所定長さで一端が連結される第１パイプと、
   前記パイプの他端に連結される上下に着脱可能な継手部材と、
   前記継手部材の下端に連結される第２パイプと、
   前記第２パイプの下端に取り付けられる一時貯蔵庫と、からなることを特徴とする建設装備の潤滑油回収装置。
5. 前記継手部材は、上部ユニオンと、パイプと、下部ユニオンと、からなることを特徴とする請求項４に記載の建設装備の潤滑油回収装置。
6. 前記継手部材は、上下にボルト連結部を持っているフレキシブルチューブからなることを特徴とする請求項４に記載の建設装備の潤滑油回収装置。

Images