JPH11350962A

JPH11350962A - ドレン排出装置

Info

Publication number: JPH11350962A
Application number: JP10157089A
Authority: JP
Inventors: Takao Ebara; 隆郎江原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】加圧空気中に水分を含むドレンにおいて、該
ドレン中の水分を確実に分離するとともに、その圧力を
大気圧近傍まで低下せしめることにより、排出される水
分の飛散を防止したドレン排出装置を提供する。【解決手段】加圧空気中に水分を含むドレンから水分
を分離する水分分離手段を備えたドレン排出装置におい
て、前記水分分離手段は、前記ドレンが通流されて該ド
レン中の水分を分離するとともにドレンの圧力を大気圧
近傍まで降下させる多孔質のエレメントを備えるととも
に、前記エレメントの上流側に、前記ドレンを衝突させ
る邪魔板を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスタービン
過給機と空気冷却器とを備えたディーゼル機関におい
て、エンジンへの給気中のドレンを排出するためのドレ
ン排出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は排気ガスタービン過給機（以下過
給機という）と空気冷却器とを備えた４サイクルディー
ゼル機関の給・排気系統図である。

【０００３】図３において１はエンジン（ディーゼル機
関）、１１は該エンジン１の給気弁、１２は排気弁であ
る。３は過給機で、排気ガスにより駆動される排気ター
ビン３ａ及びこれと同軸に設けられて給気（空気）を加
圧するコンプレッサ３ｂを備えている。２は前記エンジ
ン１の排気弁１２と過給機３の排気ガスタービン３ａと
を接続する排気管である。５、７は前記過給機３のコン
プレッサ３ｂ出口とエンジン１の給気弁１１とを接続す
る給気管、６は該給気管５、７の途中に設けられた空気
冷却器である。

【０００４】８１はドレン受で、前記空気冷却器６とエ
ンジン１との間の給気管７の下部に設けられている。８
は該ドレン受８１のドレン出口から垂下されたドレン管
で、途中にドレン排出装置１０が設けられている。前記
ドレン管８の管端はピット９に接続されている。

【０００５】かかるディーゼル機関の運転時において、
エンジン１の排気弁１２が開くと、排気ガスＺは過給機
３の排気タービン３ａを駆動した後、排気管４から外気
へ排出される。該排気タービン３ａの回転力はこれと同
軸のコンプレッサ３ｂに伝達され、該コンプレッサ３ｂ
は吸入空気Ｙを圧縮して加圧空気Ｘとして給気管５に送
出する。この加圧空気Ｘは空気冷却器６にて冷却・降温
された後、給気管７を通って給気弁１１に至り、該給気
弁１１の開弁とともに燃焼室１ａ内に供給される。

【０００６】かかる作業時において、加圧空気Ｘが空気
冷却器６にて冷却される際に凝縮水が生成され、これが
加圧空気Ｘとともにドレン管８を通ってドレン排出装置
１０に入り、該ドレン排出装置１０にて後述する処理が
なされた後、ピット９内に排出される。

【０００７】即ち、かかるディーゼル機関において、ド
レン管８を経て、前記ドレンＵをピット９内に排出する
と、凝縮水を含む加圧空気ＸがドレンＵとなって排出さ
れるため、該ドレンＵが周辺に飛散する。かかるドレン
の飛散を阻止するために、ドレン排出装置１０にて凝縮
水Ｗと空気Ｖとの分離処理を行なう。

【０００８】図４及び図５はかかるドレン排出装置１０
の従来技術の２つの例を示す。図４に示されるものは、
邪魔板式ドレン排出装置１０で、図４において、１３は
本体である有底円筒状の胴部、１４はカバー、１５は胴
部１３内に設けられた邪魔板である。上記カバー１４の
入口フランジ１４ａにはドレン管８の入口管が接続さ
れ、胴部１３の円錐状底部にはドレン管８の出口管が接
続されている。

【０００９】前記邪魔板１５は前記胴部１３に支持脚１
５ａを介して固定され、その板面（上面）に、ドレン管
８から流入するドレンＵが衝突するようになっている。
即ち、ドレン管８からドレン排出装置１０の胴部１３内
に落下してきたドレンＵは、邪魔板１５の板面に衝突す
ることによって水Ｗと空気Ｖとに分離される。そして分
離された水Ｗは静かな流れとなってドレン管８に排出さ
れ、ピット９へと導かれる。

【００１０】また、分離された空気Ｖは減速され、胴部
１３の上部外周とカバー１４の内周との間に形成された
空気通路１０ａを通って外部に排出される。この場合
は、邪魔板１５によって加圧空気から水（ドレン）を分
離して、静かな流れとして、外部に排出する。

【００１１】図５に示されるものは、金網式ドレン排出
装置であり、図４に示す邪魔板１５に代えて、胴部１３
内の上部及び下部に上部金網１９及び下部金網１８を夫
々設けている。かかる金網式ドレン排出装置において、
ドレン管８の入口管から胴部１３内に導入されたドレン
Ｕは上部金網１９と下部金網１８との間の空間１３ａ内
に流出する。

【００１２】そして、該ドレンＵはそのまま落下して下
部金網１８を通る際に水分Ｗが分離されてドレン管８の
出口管に落下し、空気中の残存水分は上部金網１９を通
る際に分離される。該上部金網１９を経た空気Ｖは減速
されて上部の空気通路１０ａから外部に排出される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図４に示
す邪魔板式ドレン排出装置にあっては、邪魔板１５にド
レンを衝突させるのみであるため、空気と水（凝縮水）
とを完全に分離できず、また空気の圧力降下が小さいこ
とから、凝縮水がドレン管８の出口管及び空気通路１０
ａの２箇所で飛散するという問題点を有している。

【００１４】また図５に示す金網式ドレン排出装置にあ
っては、上部金網１９及び下部金網１８による水分分離
作用及び空気の圧力降下作用は図４に示す邪魔板式より
も大きくなるが、この場合も水分分離作用及び圧力効果
作用が未だ不充分であり、空気通路１０ａから排出され
る空気中に凝縮水の残存があり、またドレン管８の出口
管からの凝縮水の飛散も完全に阻止できない。

【００１５】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、加
圧空気中に水分を含むドレンにおいて、該ドレン中の水
分を確実に分離するとともに、その圧力を大気圧近傍ま
で低下せしめることにより、排出される水分の飛散を防
止したドレン排出装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、その第１発明として、加圧空気中に水分を
含むドレンから水分を分離する水分分離手段を備えたド
レン排出装置において、前記水分分離手段は、前記ドレ
ンが通流されて該ドレン中の水分を分離するとともにド
レンの圧力を大気圧近傍まで降下させる多孔質のエレメ
ントを備えたなることを特徴とするドレン排出装置を提
案する。

【００１７】また、第２発明は、前記第１発明におい
て、前記水分分離手段が、前記エレメントの上流側に、
前記ドレンを衝突させる邪魔板を設けてなる。

【００１８】かかる発明によれば、水分分離装置に導か
れた加圧空気中に水分を含むドレンは邪魔板への吹当て
によって、第１次の水分の分離と加圧空気の圧力降下が
なされた後、エレメントに導入され、エレメントの曲折
した小通路を通流することによって第２次の水分の分離
がなされるとともに、該エレメント内の通流による圧力
損失及びエレメントから出口空間への流出時の膨張によ
って大気圧近傍までの圧力効果がなされる。

【００１９】従って、かかる発明によれば、邪魔板及び
多孔質エレメントによる２段の気水分離作用及び圧力降
下作用によってドレン中の水分が確実に分離されるとと
もに圧力も大気圧近傍まで降下されることにより、排出
されるドレンの飛散が回避されるとともに、排出される
空気中にも水分の残存は無い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。

【００２１】本発明は図３に示されるような過給機及び
空気冷却器を備えた内燃機関（ディーゼル機関）におけ
るドレン排出装置の改良に係るものであり、図３におい
て、１はエンジン（ディーゼル機関）、１１は該エンジ
ン１の給気弁、１２は排気弁である。

【００２２】３は過給機で、排気ガスにより駆動される
排気タービン３ａ及びこれと同軸に設けられて給気（空
気）を加圧するコンプレッサ３ｂを備えている。２は前
記エンジン１の排気弁１２と過給機３の排気ガスタービ
ン３ａとを接続する排気管である。５、７は前記過給機
３のコンプレッサ３ｂ出口とエンジン１の給気弁１１と
を接続する給気管、６は該給気管５、７の途中に設けら
れた空気冷却器である。

【００２３】８１はドレン受で、前記空気冷却器６とエ
ンジン１との間の給気管７の下部に設けられている。８
は該ドレン受８１のドレン出口から垂下されたドレン管
で、途中にドレン排出装置１０が設けられている。前記
ドレン管８の管端はピット９に接続されている。

【００２４】本発明は前記ドレン排出装置１０の改良に
係るものであり、図１はその縦断面図、図２は作用説明
図である。図１において、２１は入口管、２２は胴体、
２６はカバーである。前記入口管２１の内部には、斜め
に穿けられた複数（１個でもよい）の小孔３３ａを有す
る邪魔板３３が長手方向に２個（１個でも３個以上でも
可）固着されている。２５は支持台で、前記入口管２１
の外周に固着されており、該支持台２５の上部外周に前
記カバー２６が固着されている。

【００２５】８はドレン受８１（図３参照）の下部に接
続されるドレン管、５９は該ドレン管８のフランジ、４
９は前記入口管２１のフランジであり、前記フランジ５
９、４９は、両者の間にパッキン５０を挿入してボルト
５１により締着されている。３４は前記カバー２６の取
付座、４５は前記胴体２２の上部外周に固着された取付
板で、前記カバー２６の取付座３４に前記取付板４５が
ボルト４６によって固定されるようになっている。前記
カバーの取付座３４には円周方向に複数箇所通気口３４
ａが開口している。

【００２６】３０は前記入口管２１の下部開口部に設け
られた軸取付座で、複数のドレン通過用の孔３０ａが穿
設され、中央部に後述するエレメント２７支持用の軸２
８がねじ込まれている。前記のように、入口管２１、フ
ランジ４９、カバー２６、カバーの取付座３４、支持台
２５、邪魔板３３及び軸取付座３０は溶接によって一体
化されて本体カバー２６０を構成し、ボルト４６によっ
て後述する本体ケース２２０に着脱可能となっている。

【００２７】３５は前記胴体２２の上部内周に固着され
たブラケット、５２は前記胴体２２の下部フランジ、４
０は該胴体２２の下部内周に固着されたブラケットであ
り、前記胴体２２、取付板４５、ブラケット３５、下部
フランジ５２及びブラケット４０は溶接によって一体化
され、本体ケース２２０を構成する。

【００２８】３６は前記ブラケット３５の内周側にボル
ト３７により締着されたブラケットである。２３は筒状
の下部胴体で、下部が漏斗状に形成されている。２４は
該下部胴体２３の底部中央に固着された出口管、５６は
該出口管２４のフランジである。５４は前記下部胴体２
３の上部フランジ、４３は前記下部胴体２３の上部内周
に突出されたブラケット、４７は前記下部胴体２３の下
部に固着されたスカート、４８は該スカート４７の下部
に固着された取付用の脚である。

【００２９】前記下部胴体２３、上部フランジ５４、ス
カート４７、脚４８、出口管２４、該出口管用のフラン
ジ５６及びブラケット４３は溶接によって一体化され、
下部ケース２３０を構成している。そして該下部ケース
２３０は、これの上部フランジ５４と前記本体ケース２
２０の下部フランジ５２との間にパッキン５３を挿み、
ボルト５５によって締め付け、本体ケース２２０に固着
している。上記のように、本体ケース２２０と下部ケー
ス２３０とを分割したことにより、下部ケース２３０を
取外せばエレメント２７の交換が容易にできる。

【００３０】２７は筒状に形成されたエレメントで、上
端及び下端を取付座２９及び３１に支持され、中心部に
挿通される軸２８及びナット３２によって前記入口管２
１の軸取付座３０に締付け、固定されている。前記エレ
メント２７は多孔性の化学繊維等、水分の分離機能を有
するものを用いる。３８は軸ガイドで、前記軸２８の下
端部が固定され、周部をボルト３９によって前記ブラケ
ット４０に固定されている。これによって前記軸２８は
その上端部を前記入口管２１の軸取付座３０に固定さ
れ、下端部を前記軸ガイド３８に固定されることとな
り、これによって、前記エレメント２７は安定して前記
本体ケース２２０内に支持される。

【００３１】４１は有底円筒状のドレンの排出筒で、そ
の筒状部に凝縮水排水用の複数の通路孔４１ａが穿設さ
れている。４２は該排出筒４１の取付座で、該排出筒４
１の底板が固定されて一体化されている。そして該排出
筒４１及び取付座４２は、該排出筒４１の下端を下部胴
体２３に接触させた状態で、該取付座４２の外周部をボ
ルト４４によって下部ケース２３０のブラケット４３に
固定される。６０は前記ドレン管８の出口管側のフラン
ジ、５７はパッキン、５８は前記フランジ６０と下部ケ
ース２３０のフランジ５６とを締め付けるためのボルト
である。

【００３２】かかる構成からなるドレン排出装置１０を
備えたディーゼル機関の運転時において、図３に示すよ
うに、エンジン１の排気弁１２が開くと、排気ガスＺは
過給機３の排気タービン３ａを駆動した後、排気管４か
ら外気へ排出される。該排気タービン３ａの回転力はこ
れと同軸のコンプレッサ３ｂに伝達され、該コンプレッ
サ３ｂは吸入空気Ｙを圧縮して加圧空気Ｘとして給気管
５に送出する。この加圧空気Ｘは空気冷却器６にて冷却
・降温された後、給気管７を通って給気弁１１に至り、
該給気弁１１の開弁とともに燃焼室１ａ内に供給され
る。

【００３３】かかる作動時において、加圧空気Ｘが空気
冷却器６にて冷却される際に凝縮水が生成され、ドレン
受８１に溜まる。この凝縮水は加圧空気とともに、該ド
レン受８１からドレン管８を通って、この実施形態に係
るドレン排出装置１０にて後述する処理がなされた後、
ピット９内に排出される。

【００３４】次に図１のように構成されたドレン排出装
置１０の動作を図１〜図２を参照して説明する。ドレン
管８を経てドレン排出装置１０の入口管２１に導入され
たドレンは入口管２１内の邪魔板３３に衝突する。この
際において、ドレンはこれに含まれる加圧空気によって
大きな流速となっているので、凝縮水が前記邪魔板３３
への吹当てによって分離されて小孔３３ａを通って残存
ドレンとともに、図２の矢印Ｐのように、本体ケース２
２０内におけるエレメント２７の内部空間２７ａに落下
する。この実施形態においては、前記邪魔板３３は２個
設けているので、２段に亘って前記凝縮水の分離作用が
なされる。

【００３５】また前記ドレンは前記邪魔板３３への衝突
及び小孔３３ａを通過するときの圧力損失により、加圧
空気の圧力が降下された状態で本体ケース２２０の前記
内部空間２７ａに導入される。本体ケース２２０内に導
入されたドレンは、エレメント２７の内部空間２７ａを
経てエレメント２７内を内周側から外周側へ通過し、こ
こで残存している凝縮水が分離される。そしてドレン中
の加圧空気の圧力は、エレメント２７通過中の圧力損失
及びエレメント２７通過後における本体ケース２２０内
空間への流出時の膨張によって降下せしめられる。かか
るエレメント２７は大きな表面積を有するとともに、内
部の通路が小さくかつ複雑な曲路となっているため、水
分の分離作用が促進されるとともに、加圧空気の圧力損
失及び前記膨張による圧力降下が大きくなる。

【００３６】前記のようにしてエレメント２７を通った
ドレンは、水分（凝縮水）と空気とが完全に分離され
る。そして、充分に圧力降下された凝縮水は自然落下に
よって下部ケース２３０内に溜り、その水位が排出筒４
１の通路孔４１ａよりも高くなると該通路孔４１ａを通
り、出口管２４から外部（ドレン管８及びピット９）に
排出される。また、エレメント２７にて凝縮水を分離さ
れた後の空気は、図２のＱ矢印のように、本体ケース２
２０内を上方に流れ、カバー２６の通気口３４ａから外
部に排出される。

【００３７】従って、かかる実施形態によれば、ドレン
は邪魔板３３への吹当てで凝縮水と空気との第１次分離
及び圧力降下がなされた後、エレメント２７を通流する
ことによって、凝縮水と空気との第２次分離及び圧力降
下がなされる。かかる２段の気水分離作用及び圧力降下
作用によって、ドレン管８の出口管を通ってピット９に
排出されるドレンは充分な圧力効果がなされており、外
部に飛散することはない。

【００３８】また、エレメント２７を経た空気は凝縮水
の混入は無く、また圧力も充分に降下されているため緩
やかに通気口３４ａから外部に排出され、空気とともに
水分が飛散されることは無い。

【００３９】

【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば、加
圧空気中に水分を含むドレンは水分分離手段の邪魔板へ
の吹当て及びエレメント内の通流によって２段の気水分
離作用及び圧力降下作用がなされることにより、ドレン
中の水分を確実に分離することができるとともに、圧力
も大気圧近傍まで低下させることができる。

【００４０】これにより、ドレン排出装置から排出され
る水分の飛散を防止することができるとともに排出空気
からは完全に水分を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る過給機及び空気冷却
器付きディーゼル機関用ドレン排出装置の縦断面図であ
る。

【図２】上記実施形態におけるドレン排出装置の作用
説明図である。

【図３】本発明が適用される過給機及び空気冷却器付
きディーゼル機関の給気及び排気系の要部構成図であ
る。

【図４】従来技術に係るドレン排出装置の第１例を示
す縦断面図である。

【図５】従来技術に係るドレン排出装置の第２例を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

６空気冷却器８ドレン管１０ドレン排出装置２１入口管２２胴体２３下部胴体２６カバー２７エレメント３３邪魔板４１排出筒２２０本体ケース２３０下部ケース２６０本体カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧空気中に水分を含むドレンから水分
を分離する水分分離手段を備えたドレン排出装置におい
て、前記水分分離手段は、前記ドレンが通流されて該ドレン
中の水分を分離するとともに、ドレンの圧力を大気圧近
傍まで降下させる多孔質のエレメントを備えてなること
を特徴とするドレン排出装置。
【請求項２】前記水分分離手段が、前記エレメントの
上流側に、前記ドレンを衝突させる邪魔板を設けてなる
請求項１記載のドレン排出装置。