JP5301703B1 - 内燃機関の凝縮水ドレン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転時に吸気圧力を大幅に低下させることなく、内燃機関の停止中はもちろんのこと内燃機関の運転中においても吸気マニホールド内に溜まった凝縮水を速やかに且つ連続的に排出することが可能な凝縮水ドレン装置を提供する。
【解決手段】エンジン本体２５の外壁に吸気マニホールド２７に連通する管継手５１を介してドレン管４２の上端が接続されている。ドレン管は、鉛直下方へ配管されており、その下端の排出口５５は、ドレン装置４０のケース４４内に挿入されている。ケース４４内には、排出口５５を閉塞する姿勢と開放する姿勢との間で回動するフラップ弁４８が設けられており、フラップ弁はコイルバネ４６によって引張力Ｆで閉塞姿勢側へ付勢されている。フラップ弁に引張力Ｆよりも大きい圧力Ｐ２がかかると、フラップ弁が開いて凝縮水が排出され、その後、閉塞姿勢に戻る。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の吸気マニホールドに溜まった凝縮水を外部に排出するための凝縮水ドレン装置に関する。

従来より、吸気マニホールドに過給機及びインタークーラが備えられた内燃機関が知られている。過給機によって高圧高温に圧縮された空気はインタークーラを通ることにより冷却されて、吸気マニホールドを介して、その下流側にあるシリンダ内に送り込まれる。過給機で圧縮される空気は外気を利用するので水蒸気が含まれている。そのため、インタークーラによって空気が冷却されると、水蒸気の一部又は全てが凝縮して凝縮水になり、吸気マニホールドの底部に溜まる。吸気マニホールドの底部に溜められた凝縮水が長期間放置されると、吸気マニホールドの底部が腐食する場合がある。また、内燃機関の運転時に空気と共に凝縮水がシリンダ内に入り込むと、正常な燃焼が妨げられるだけでなく、ガス中の化学成分と凝縮水とが反応して生成された生成物質（例えば硫酸）によって燃焼系や排気系の構成部品が腐食するおそれがある。このような問題を解消するため、吸気マニホールド内に溜まった凝縮水を除去するべく、従来から、手動操作により開閉されるドレン弁（以下「手動ドレン弁」と称する。）や、特許文献１乃至３に開示されているように自動開閉されるドレン弁（以下「自動ドレン弁」と称する。）が吸気マニホールドに設けられている。

実開平０１−０６６４３０号公報 特開２００１−１８２５４２号公報 特開２００４−１７６６９１号公報

しかしながら、従来の手動ドレン弁は、操作者の操作により開閉されるものであるため、操作し忘れなどのような単純な操作ミスが生じた場合に凝縮水は排出されない。また、従来の自動ドレン弁は、内燃機関の運転時に過給機によって吸気マニホールド内の吸気圧力が基準よりも高くなると閉塞し、内燃機関が停止したり或いは負荷が低下したりして吸気マニホールド内の吸気圧力が基準よりも低くなると開放するように構成されている。そのため、従来の自動ドレン弁では、内燃機関の負荷運転中に凝縮水を排出することができない。このため、内燃機関が長時間運転された場合は、多くの凝縮水が吸気マニホールドに溜まるという問題が生じる。なお、上述した従来の各ドレン弁は、内燃機関が停止した後に凝縮水を排出することを解決課題としているが、内燃機関の運転環境によっては、内燃機関の運転中にも多くの凝縮水が生じる。例えば、湿度が高く、しかもインタークーラの冷却水温度が低い場合は、内燃機関の運転中にインタークーラによって空気が冷却されることにより凝縮水が生じることになる。内燃機関の長時間の運転中に凝縮水が吸気マニホールドの底部に滞留すると、その滞留した凝縮水中に水垢や錆粉などの異物が混入することになり、その異物によってドレン弁が固着してしまうという問題がある。

一方、内燃機関の運転中に凝縮水を排出するためにドレン弁を開放したままにすると、ドレン弁から空気が漏れ出て吸気マニホールド内の吸気圧力が低下し、内燃機関の出力低下を招くおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の運転時に吸気圧力を大幅に低下させることなく、内燃機関の停止中はもちろんのこと内燃機関の運転中においても速やかに且つ連続的に吸気マニホールド内に溜まった凝縮水を排出することが可能であり、しかも弁の固着を防止することが可能な凝縮水ドレン装置を提供することにある。

(1) 本発明は、吸気マニホールドに過給機およびインタークーラが設けられた内燃機関に適用される凝縮水ドレン装置に関する。この凝縮水ドレン装置は、第１孔と、ドレン管と、弁と、弾性部材と、第２孔とを具備する。上記第１孔は、内燃機関の過給機からインタークーラを経て送られた空気をシリンダへ供給する吸気マニホールドの底部と外部とを連通している。上記ドレン管は、上記第１孔に接続されており、この第１孔から上記底部よりも下方へ延出されている。上記弁は、上記ドレン管の下端の排出口を閉塞する第１姿勢と該排出口を開放する第２姿勢との間で姿勢変化可能に設けられている。上記弾性部材は、上記弁を上記第１姿勢側へ弾性的に付勢する。上記第２孔は、上記ドレン管の内部と外部とを連通するように上記ドレン管の下端部の管壁に形成されている。この第２孔の内径は、上記ドレン管の内径よりも小さい。このような構成の凝縮水ドレン装置において、上記ドレン管内に溜まった所定量の凝縮水によって上記第２孔が第１力を受けたときに、上記第２孔における凝縮水の表面張力を打ち破って該凝縮水が上記第２孔を通って外部に排出される。また、上記弁の内面が上記第１力よりも大きい第２力を受けたときに、上記弾性部材が上記第１姿勢から上記第２姿勢に姿勢変化して上記排出口から上記ドレン管内の凝縮水が排出される。

内燃機関が停止しているときは過給機も停止するため、吸気マニホールド内の空気は圧縮されておらず、概ね大気圧となる。このとき、上記ドレン管内に所定量の凝縮水が溜まって、上記ドレン管の上記第２孔が受ける圧力が第１力以上になると、凝縮水は、上記第２孔における凝縮水の表面張力を打ち破って、上記第２孔を通って外部に流れ出る。また、内燃機関の運転中は過給機が作動するため、過給機によって圧縮された空気が上記吸気マニホールド内に供給されて、その内部の圧力は大気圧よりも大きくなる。このとき、上記ドレン管内に溜まった凝縮水や上記ドレン管内の空気の圧力上昇などによって上記弁の内面が受ける力が上記第１力よりも大きい第２力以上になると、上記弾性部材の弾性付勢力に抗して上記弁が上記第１姿勢から上記第２姿勢に姿勢変化する。これにより、上記排出口から上記ドレン管内の凝縮水が排出される。凝縮水が排出されたことや、上記排出口の開放による上記ドレン管内の空気の圧力が低下したことによって、上記弁の内面が受ける力が上記第２力未満になると、上記弾性部材の付勢力の方が優るため、弁が上記第２姿勢から上記第１姿勢へ戻されて、再び排出口が上記弁によって閉塞される。なお、内燃機関の運転中であっても運転負荷が低いために過給機の吸気圧力が低かったり、ドレン管内に溜まる凝縮水が少なかったり、運転条件によっては上記弁の内面が受ける圧力が上記第２力未満になることもあり、この場合は言うまでもなく、上記第２孔に上記第１力以上の圧力がかかった場合に上記第２孔から凝縮水が排出される。

このように本発明の凝縮水ドレン装置が構成されているため、内燃機関の停止中はもちろんのこと、内燃機関の運転中においても吸気マニホールド内に生じた凝縮水を排出することができる。また、内燃機関の運転中に弁が排出口を自動的に開放しても、凝縮水が排出されると再び弁が排出口を自動的に閉塞するため、吸気マニホールド内の圧力が大幅に低下しない。

(2) 本発明の凝縮水ドレン装置は、上記弁及び上記弾性部材を収容し、下端部に内部と外部とを連通する第３孔が形成されたケースと、上記第２孔を介して上記ドレン管の内部と上記ケースの内部とを連通するバイパス管と、を更に備えたものである。これにより、第２孔から排出された凝縮水が飛び散ることなく、バイパス管からケース内部に案内されて、第３孔から排出される。

(3) 本発明の凝縮水ドレン装置は、上記弁及び上記弾性部材を収容し、下端部に内部と外部とを連通する第３孔が形成されたケースを更に備えたものである。この場合、上記弁は、上記ケース内に設けられた水平支軸によって回動可能に支持されたフラップ弁であることが好ましい。また、上記弾性部材は、その一端が上記弁の回動端に取り付けられ、その他端が上記ケースに取り付けられたコイルバネであることが好ましい。これにより、第２孔から排出された凝縮水が飛び散ることなく、ケース内部に案内された後に第３孔から排出される。また、簡単な構成でありながら堅牢な凝縮水ドレン装置を実現することができる。

(4) 上記排出口は、上記ドレン管が斜めに切断されることによって鉛直方向に隔てられた上端縁および下端縁を有するものが考えられる。この場合、上記水平支軸は、上記ケース内において上記上端縁側に設けられており、上記第２孔は、上記ドレン管の下端部の管壁において上記下端縁側に設けられていることが好ましい。

これにより、第２孔から凝縮水が流れ出やすくなる。また、第２孔が受ける圧力を少量の凝縮水で上記第１力以上にすることができるため、ドレン管内に溜まる凝縮水の量を少なくすることができる。

本発明によれば、内燃機関の停止中はもちろんのこと、内燃機関の運転中においても吸気マニホールド内に生じた凝縮水を自動的に排出することができる。その結果、内燃機関の吸気系の構成部品、特に吸気マニホールドの腐食を防止することができる。また、内燃機関の運転中に弁が排出口を自動的に開放しても、凝縮水が排出されると再び弁が排出口を自動的に閉塞するため、吸気マニホールド内の圧力が大幅に低下しない。

図１は、本発明の実施形態に係るドレン装置４０が適用されるディーゼルエンジン１０の構成を模式的に示す模式断面図である。 図２は、ディーゼルエンジン１０の過給機２２やインタークーラ２４の周辺構成を模式的に示す模式構成図である。 図３は、本発明のドレン装置４０の構成を示す模式断面図である。 図４は、本発明のドレン装置４０の動作を説明するための動作説明図である。 図５は、本発明の実施形態の変形例に係るドレン装置８０の構成を示す模式断面図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態の一例であるドレン装置４０（本発明の凝縮水ドレン装置の一例）について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された単なる一例であり、本実施形態は本発明の要旨を変更しない範囲で変更可能である。

ドレン装置４０は、図１及び図２に示されるディーゼルエンジン１０（本発明の内燃機関の一例）に適用されるものである。ディーゼルエンジン１０（以下「エンジン１０」と略称する。）は、船舶において発電用モータに回転力を供給する用途として使用されたり、船舶のプロペラ軸を回転させる用途として使用されるものであり、例えば、機関出力が数百ｋＷ〜数千ｋＷの大型のディーゼルエンジンである。

図１に示されるように、エンジン１０は、複数のシリンダ１４が直列に配置されたものであり、主として、シリンダ１４と、シリンダ１４の上部に配置されたシリンダヘッド１６と、シリンダ１４に沿って往復運動可能に支持されたピストン１１と、シリンダ１４の燃焼室１５に燃料を噴霧するインジェクタ２３と、出力軸に連結されたクランク軸１２と、各ピストン１１の往復運動をクランク軸１２の回転運動に変えるためのコンロッド１３と、吸気マニホールド２７を介してシリンダ１４へ空気を送り込む過給機２２と、過給機２２から送り込まれた高圧高温の空気を冷却するためのインタークーラ２４（図２参照）と、インジェクタ２３へ燃料を供給する燃料ポンプ２０とから構成されている。これらの各構成要素は、エンジン１０の筐体であるエンジン本体２５に組み付けられている。

図２に示されるように、過給機２２はエンジン本体２５に取り付けられており、吸気経路２９と排気経路３２とを連結するように設けられている。なお、吸気経路２９は、空気の取り込み口である吸気口２８から各シリンダ１４の吸気バルブ１８に至る空気の流路であり、排気経路３２は、各シリンダ１４の排気バルブ１９から排気口３０に至る空気の流路である。過給機２２は、タービン２２Ａ及びコンプレッサ２２Ｂを有している。エンジン１０の運転時は、排気経路３２の排気ダクト３１に設けられたタービン２２Ａが排気の流れを受けて回転すると、吸気経路２９の吸入ダクト３３に設けられたコンプレッサ２２Ｂが回転する。これにより、吸入した空気が圧縮されて高温化される。

吸気経路２９において、過給機２２よりも吸気方向下流側（以下、単に「下流側」と称する。）にインタークーラ２４が設けられている。過給機２２によって高温高圧にされた空気は、インタークーラ２４へ送り込まれる。インタークーラ２４を通過することによって、コンプレッサ２２Ｂによって高温にされた空気が冷却される。

吸気経路２９において、インタークーラ２４よりも下流側には、吸気マニホールド２７が設けられている。インタークーラ２４によって冷却された空気は、インタークーラ２４の下流側に設けられた吸気マニホールド２７に送られる。吸気マニホールド２７は、エンジン本体２５に一体に形成されている（図１参照）。吸気マニホールド２７から各シリンダ１４の吸気バルブ１８へ向けて複数の吸気ダクト３４が形成されており、その吸気ダクト３４を通じて各シリンダ１４の燃焼室１５へ空気が供給される。

空気には水蒸気が含まれているため、インタークーラ２４によって高温の空気が冷却されると、水蒸気の一部又は全てが凝縮して水（凝縮水）になり、吸気マニホールド２４の底部に溜まる。この凝縮水は、吸気マニホールド２７の底部に水垢や錆などを生じさせる原因となり、また、場合によっては吸気バルブ１８から吹き戻された排気に含まれる酸化硫黄と反応して硫酸となり、エンジン本体２５を腐食する原因となる。また、凝縮水が空気とともに燃焼室１５に入り込むと、凝縮水によって燃焼系や排気系の構成部品が腐食する場合があり、更に凝縮水が燃焼室１５からピストンとシリンダとの間を抜けてクランク室３６（図１参照）に侵入すると、クランク室３６内の潤滑油の性能を低下させるという問題を招く。このような凝縮水を除去するために、本実施形態では、エンジン本体２５の側面にドレン装置４０が設けられている。

以下、図３を参照しながら、ドレン装置４０の構成について説明する。ドレン装置４０は、吸気マニホールド２７に溜まった凝縮水を排出するためのものである。図３に示されるように、ドレン装置４０は、ドレン管４２（本発明のドレン管の一例）と、ケース４４（本発明のケースの一例）と、コイルバネ４６（本発明の弾性部材の一例）と、フラップ弁４８（本発明の弁の一例）と、を有している。

図１に示されるように、エンジン本体２５には、吸気マニホールド２７の内部と外部とを連通する連通孔５０（本発明の第１孔の一例）が形成されている。連通孔５０は、吸気マニホールド２７の底部において凝縮水が１箇所に集まるようにされた最も低い部分と、エンジン本体２５の外側とを連通している。この連通孔５０は、吸気マニホールド２７を区画する内壁を構成するとともにエンジン本体２５の外壁を構成する壁面に形成されている。連通孔５０の外側の開口には管継手５１を介してドレン管４２の上端が接続されている。ドレン管４２は、管継手５１との連結部から下方へ延出されている。つまり、ドレン管４２は、連通孔５０から下方へ配管されている。

連通孔５０よりも下方には、縦方向に長い概ね直方体形状のケース４４が設けられている。ケース４４は、その後壁４４Ｂがエンジン本体２５の外壁にネジなどの固定具によって固定されている。ケース４４の上壁４４Ａには、ドレン管４２が通るサイズの開口が形成されている。ドレン管４２は、その開口から上壁４４Ａを貫いてケース４４の内部に挿入されている。

図３に示されるように、ドレン管４２の下端側に排出口５５が設けられている。排出口５５は、ドレン管４２が斜めに切断させることによって形成されたものである。ドレン管４２は鉛直方向へ配管されているため、斜めの切り口である排出口５５は、鉛直方向に隔てられた上端縁５５Ａおよび下端縁５５Ｂを有している。本実施形態では、ドレン管４２は、上端縁５５Ａが後壁４４Ｂ側に配置され、上端縁５５Ｂが前壁４４Ｃ側に配置されるように、ケース４４の内部に挿入されている。

ドレン管４２の下端部の管壁には、ドレン管４２の内部と外部とを連通するためのスリット６６（本発明の第２孔の一例）が形成されている。スリット６６は、管壁を貫通する孔であり、ドレン管４２の内径よりも十分に小さいサイズに形成されている。具体的には、スリット６６は、約１ｇ未満の凝縮水では、その表面張力によって凝縮水がスリット６６を通過することができず、約１ｇ以上の凝縮水が貯留されたときに、スリット６６における凝縮水の表面張力を越える水圧Ｐ１（本発明の第１力に相当）がスリット６６に作用して、凝縮水がスリット６６を通過するようなサイズに形成されている。本実施形態では、スリット６６は、半径が２〜３ｍｍ程度の半円形状となるように形成されている。ここで、スリット６６の開口面積は、ドレン管４２の内孔面積よりも十分に小さく、もちろん吸気マニホールド２７の断面の面積よりも十分に小さいため、エンジン１０の運転中であっても、吸気圧力に影響を及ぼすことはほとんどない。

図３に示されるように、ケース４４の内部にはフラップ弁４８が収容されている。フラップ弁４８は、ケース４４の中央よりも少し下方に配置されたドレン管４４の排出口５５を開閉するためのものである。ケース４４内において排出口５５の上端縁５５Ａ側、つまり、排出口５５よりも後壁４４Ｂ側には、支軸５３（本発明の水平支軸に相当）が設けられている。支軸５３は、後壁４４Ｂに沿うように水平に固定されている。この支軸５３にフラップ弁４８が回動可能に支持されている。より詳細には、フラップ弁４８は支軸５３に支持されることによって、ドレン管４２の排出口５５を閉塞する閉塞姿勢（本発明の第１姿勢に相当）と、排出口５５を開放する開放姿勢（本発明の第２姿勢に相当）との間で姿勢変化可能となっている。なお、図３において、実線で示された姿勢が上記閉塞姿勢であり、破線で示された姿勢が上記開放姿勢である。

フラップ弁４８において排出口５５側の面、つまり、排出口５５に当接する当接面４９には、ラバーシート５７が張り付けられている。したがって、後述のコイルバネ４６によってフラップ弁４８が上記閉塞姿勢側へ引きつけられると、スリット６５の部分を除いて、ラバーシート５７と排出口５５の周縁部とが密着する。

ケース４４の前壁４４Ｃにバネ力調整具５９が設けられている。バネ力調整具５９は、前壁４４Ｃの上端に載せるように設けられた可動片６０と、前壁４４Ｃの上端に当接するボルト６１と、を有する。可動片６０には、後述のコイルバネ４６を固定するための鉤部６３が形成されている。可動片６０は、前壁４４Ｃの壁面に沿って上下方向へスライド移動可能に構成されている。可動片６０の上面にはボルト６１を螺合させるねじ穴６２が形成されている。ボルト６１の先端が前壁４４Ｃの上端に当接した状態で、ボルト６１がねじ穴６２にねじ込まれると、ねじ込まれた量だけ可動片６０を上方へ移動させることができる。可動片６０が所定の位置に移動された状態で、可動片６０の長穴６８に挿通された前壁４４Ｃのボスネジ６９にロックナット７０が締め付けられることによって、前壁４４Ｃに対して可動片６０が固定される。なお、ボルト６１のねじ込み深さを調整することにより、可動片６０の鉤部６３の上下方向の位置を変更することができる。これによりコイルバネ４６の引っぱり長さを変えることことができ、ひいてはフラップ弁４８を開閉させる力を変えることができる。

ケース４４の内部にはコイルバネ４６が収容されている。コイルバネ４６は、フラップ弁４８を上記閉塞姿勢側へ弾性的に付勢するためのものである。コイルバネ４６の一端（図３において下側の端部）はフラップ弁４６の回動端に引っ掛けるように止められている。また、コイルバネ４６の他端（図３において上側の端部）はバネ力調整具５９の鉤部６３に引っ掛けるように止められている。コイルバネ４６は、フラップ弁４８が上記閉塞姿勢にある状態で、圧縮方向に力Ｆを生じさせる所謂引きバネ（引張りコイルバネ）として用いられている。このように引張力Ｆのコイルバネ４６が設けられているため、引張力Ｆを越える後述する圧力Ｐ２（本発明の第２力に相当）がフラップ弁４８に加えられない限り、フラップ弁４８は、上記閉塞姿勢を維持する。

ケース４４の前壁４４ＣにはＬ字形状の排出管６７（本発明の第３孔の一例）が取り付けられている。Ｌ字管は、前壁に形成されたドレン孔に液密状に連結されている。排出管６７孔は、ケース４４の内部と外部とを連通している。この排出管６７は、ケース４４の底面に近い位置に設けられている。この排出管６７はケース４４の内部に排水されてその底部に溜まった凝縮水をケース４４の外部に排水するためのものである。

上述したようにドレン装置４０が構成されているため、例えば、エンジン１０が停止しているときに、ドレン管４２に設定量以上の凝縮水が溜まると、スリット６６に所定の圧力Ｐ１がかかり、これにより、凝縮水は、スリット６６における凝縮水の表面張力を打ち破って、スリット６６を通ってケース４４内に流れ出る（図４（Ａ）参照）。また、エンジン１０が運転している場合は、吸気マニホールド２７内の圧力が大気圧よりも大きくなり、その圧力がドレン管４２の凝縮水にも作用する。しかし、エンジン１０の運転中であっても運転負荷が低いために過給機２２の吸気圧力が低かったり、ドレン管４２内に溜まる凝縮水が少なかったりするなどして、フラップ弁４８の当接面４９にかかる圧力がコイルバネ４６の引張力Ｆよりも小さい場合は、フラップ弁４８は上記閉塞姿勢のままとなる。したがって、この場合も、スリット６６に上記圧力Ｐ１がかかった場合に、凝縮水はスリット６６を通ってケース４４内に流れ出る（図４（Ａ）参照）。

また、エンジン１０が運転しているときに吸気マニホールド２７内の圧力が大気圧よりも大きくなって、その圧力がドレン管４２の凝縮水に作用して、コイルバネ４６の引張力Ｆよりも大きい圧力Ｐ２がフラップ弁４８の当接面４９にかかると、フラップ弁４８が閉塞姿勢から開放姿勢へ姿勢変化する。これにより、凝縮水が排出口５５から排出される（図４（Ｂ）参照）。なお、ケース４４の底部に溜まった凝縮水は、排出管６７を経てケース４４の外部へ排出される。

フラップ弁４８が開放姿勢になると、当接面４９に対する凝縮水による圧力は徐々に減少し、凝縮水が全て排出されると当接面４９に対する凝縮水による圧力はゼロとなる。このとき、フラップ弁４８を上記開放姿勢側へ押しのけていた力がコイルバネ４６の引張力Ｆよりも小さくなり、図４（Ｃ）に示されるように、コイルバネ４６の引張力Ｆによってフラップ弁４８は開放姿勢から閉塞姿勢に変化する。これにより、排出口５５が閉塞される。なお、フラップ弁４８が開放姿勢から閉塞姿勢に変化する過程でコイルバネ４６のバネ力は徐々に小さくなる。また、フラップ弁４８が閉塞姿勢に近づくにつれてドレン管４２内の空気が当接面４９に作用する圧力が徐々に大きくなる。このため、フラップ弁４８が閉塞姿勢に近づくにつれて、フラップ弁４８が姿勢変化する速度が徐々に低下する。これにより、排出口５５が完全に閉塞されるときはゆっくりと閉じられる。

このようにドレン装置４０が作動するため、エンジン１０の停止中はもちろんのこと、エンジン１０の運転中においても、吸気マニホールド２７内に生じた凝縮水を排出することができる。また、エンジン１０の運転中にフラップ弁４８が排出口５５を自動的に開放しても、吸気マニホールド２７からドレン管４２に流入した空気の圧力に応じて再びフラップ弁４８が排出口５５を自動的に閉塞するため、吸気マニホールド２７内の圧力が大幅に低下することはなく、高圧状態を維持することができる。

以下、図５を参照して上述の実施形態の変形例であるドレン装置８０（本発明の凝縮水ドレン装置の一例）について説明する。なお、上述の実施形態の各構成要素と同様の構成要素について、同じ番号の符号を付し示すことにより、その構成要素の詳細な説明を省略する。

図５に示されるように、ドレン装置８０は、ドレン管４２と、ケース４４と、コイル状の圧縮バネ８４（本発明の弾性部材の一例）と、蓋体８１（本発明の弁の一例）と、バネ受け部８５と、調整ボルト８３と、バイパス管８６（本発明のバイパス管の一例）と、を有している。この変形例では、上述の実施形態とは異なり、ドレン管４２の排出口５５の周縁部にはスリット６６が設けられておらず、ケース４４の外側であってドレン管４２の下端部付近の管壁に内部と外部とを連通させる小孔８９（本発明の第２孔の一例）が形成されている。小孔８９は、内径が２〜３ｍｍ程度となるように形成されている。バイパス管８６は、小孔８９を介してドレン管４２の内部とケース４４の内部とを連通するものであって、一方端が小孔８９に連結されており、他方端がケース４４の側壁に形成された貫通孔８７に連結されている。ドレン管４２の下端部の排出口５５は水平面となるように処理されている。蓋体８１は、排出口５５を閉塞する閉塞姿勢（図５において実線で示された姿勢）と排出口５５を開放する開放姿勢（図５において破線で示された姿勢）との間で移動可能に設けられている。蓋体８１の下方にはバネ受け部８５が設けられており、このバネ受け部８５と蓋体８１との間に圧縮バネ８４が設けられている。蓋体８１は、圧縮バネ８４によって閉塞姿勢側へ弾性的に付勢されている。ケース４４の底壁には排出管６７と調整ボルト８３とが設けられている。調整ボルト８３はケース４４の底壁に形成されたねじ穴にねじ込まれて、その先端がバネ受け部８５に接合されている。バネ受け部８５は図示しないガイドなどによって上下方向へ移動可能に構成されており、調整ボルト８３のねじ込み深さが変更されることによって、バネ受け部８５の位置が上下方向へ移動し、それにより、圧縮バネ８４のバネ力が変更されるようになっている。

このように構成されたドレン装置８０であっても、エンジン１０の停止中はもちろんのこと、エンジン１０の運転中においても、吸気マニホールド２７内に生じた凝縮水を排出することができる。また、エンジン１０の運転中に蓋体８１が排出口５５を自動的に開放しても、吸気マニホールド２７からの空気の圧力に応じて再び蓋体８１が排出口５５を自動的に閉塞するため、吸気マニホールド２７内の圧力が大幅に低下することはなく、高圧状態を維持することができる。

なお上述の実施形態及び変形例では、本発明の第２孔の一例としてスリット６６及び小孔８９を例示したが、凝縮水の表面張力を生じさせるサイズの孔であれば如何なる形状、大きさのものであってもよい。また、本発明の弁の一例としてフラップ弁４８及び蓋体８１を例示したが、排出口５５を開閉可能なものであれば如何なる形状のものであってもよい。また、本発明の弾性部材の一例としてコイルバネ４６及び圧縮バネ８４を例示したが、本発明の弾性部材がこれに限定されることなない。

１０：ディーゼルエンジン
１１：ピストン
１４：シリンダ
４０：ドレン装置
４２：ドレン管
４４：ケース
４６：コイルバネ
４８：フラップ弁
５３：支軸
５５：排出口
５９：バネ力調整具
８０：ドレン装置
８１：蓋体
８４：圧縮バネ
８６：バイパス管
８９：小孔

Claims (4)

1. 内燃機関の過給機からインタークーラを経て送られた空気をシリンダへ供給する吸気マニホールドの底部と外部とを連通する第１孔と、
   上記第１孔から上記底部よりも下方へ延出されたドレン管と、
   上記ドレン管の下端の排出口を閉塞する第１姿勢と該排出口を開放する第２姿勢との間で姿勢変化可能に設けられた弁と、
   上記弁を上記第１姿勢側へ弾性的に付勢する弾性部材と、
   上記ドレン管の内部と外部とを連通するように上記ドレン管の下端部の管壁に形成され、上記ドレン管の内径よりも小さい第２孔と、を具備し、
   上記ドレン管内に溜まった所定量の凝縮水によって上記第２孔が第１力を受けたときに、上記第２孔における凝縮水の表面張力を打ち破って該凝縮水が上記第２孔を通って外部に排出され、
   上記弁の内面が上記第１力よりも大きい第２力を受けたときに、上記弾性部材が上記第１姿勢から上記第２姿勢に姿勢変化して上記排出口から上記ドレン管内の凝縮水が排出されるように構成された凝縮水ドレン装置。
2. 上記弁及び上記弾性部材を収容し、下端部に内部と外部とを連通する第３孔が形成されたケースと、
   上記第２孔を介して上記ドレン管の内部と上記ケースの内部とを連通するバイパス管と、を更に備える請求項１に記載の凝縮水ドレン装置。
3. 上記弁及び上記弾性部材を収容し、下端部に内部と外部とを連通する第３孔が形成されたケースを更に備え、
   上記弁は、上記ケース内に設けられた水平支軸によって回動可能に支持されたフラップ弁であり、
   上記弾性部材は、その一端が上記弁の回動端に取り付けられ、その他端が上記ケースに取り付けられたコイルバネである請求項１に記載の凝縮水ドレン装置。
4. 上記排出口は、上記ドレン管が斜めに切断されることによって鉛直方向に隔てられた上端縁および下端縁を有しており、
   上記水平支軸は、上記ケース内において上記上端縁側に設けられており、
   上記第２孔は、上記ドレン管の下端部の管壁において上記下端縁側に設けられている請求項３に記載の凝縮水ドレン装置。

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