(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関のクランクケースからクランクケース換気ガスを排出するための装置を備えた内燃機関、特に重油燃料大形ディーゼルエンジンに関し、クランクケース換気ガスからの油分離率を高めることを課題とする。【解決手段】本発明に基づき、クランクケース換気ガスを排出する装置がＵ字状管（１８）を有し、該Ｕ字状管（１８）の最低点（２１）の下流に注水装置（２２）が付設され、排出すべきクランクケース換気ガス内に注水装置（２２）により水が導入され、発生する油水混合物を排出すべく、Ｕ字状管（１８）の最低点（２１）に弁（２４）が付設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクケースからクランクケース換気ガスを排出するための装置を備えた内燃機関において、
クランクケース換気ガスを排出するための装置がＵ字状管（１８）を有し、該Ｕ字状管（１８）の最低点（２１）の下流に注水装置（２２）が付設され、排出すべきクランクケース換気ガス内に前記注水装置（２２）により水が導入され、発生する油水混合物を排出するために、Ｕ字状管（１８）の最低点（２１）に弁（２４）が付設されたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
Ｕ字状管（１８）がその最低点（２１）の下流において、排出すべきクランクケース換気ガスの小さな流速を形成すべく大きな流れ断面積を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
Ｕ字状管（１８）がその最低点（２１）の下流において垂直に延び、該垂直管部分が大きな管長を有することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関。
【請求項４】
油水混合物がクランクケースに逆流するのを防止すべく、Ｕ字状管（１８）の最低点（２１）と内燃機関のクランクケースとの間に逆止め弁（２６）が接続されたことを特徴とする請求項１から３の１つに記載の内燃機関。
【請求項５】
注水装置（２２）の下流で、Ｕ字状管（１８）に油分離器（２８）が付設されたことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の内燃機関。
【請求項６】
Ｕ字状管（１８）に配管（２７）を介して排気駆動過給機（１３）の封じ空気が導入され、該封じ空気の配管（２７）が、Ｕ字状管（１８）の最低点（２１）の上流でＵ字状管（１８）に開口することを特徴とする請求項１から５の１つに記載の内燃機関。
【請求項７】
封じ空気の配管（２７）が、逆止め弁（２６）の上流でＵ字状管（１８）に開口することを特徴とする請求項６記載の内燃機関。
【請求項８】
タービン（１２）と圧縮機（１４）を有する排気駆動過給機（１３）を備え、排気駆動過給機（１３）のタービン（１２）が内燃機関から出る排気ガス流を膨張させ、排気駆動過給機（１３）の圧縮機（１４）が前記タービン（１２）で駆動され、燃焼空気流を圧縮し、排気駆動過給機（１３）の圧縮機（１４）と内燃機関の間に過給空気冷却器（１６）が接続され、脱油済みクランクケース換気ガスが、圧縮機により圧縮され、続いて内燃機関に向けて戻されることを特徴とする請求項１から７の１つに記載の内燃機関。
【請求項９】
過給空気冷却器（１６）の下流で、クランクケース換気ガスが圧縮済みかつ冷却済みの燃焼空気流に導入されることを特徴とする請求項８記載の内燃機関。
【請求項１０】
過給空気冷却器（１６）の上流で、クランクケース換気ガスが圧縮済みかつ冷却済みの燃焼空気流に導入されることを特徴とする請求項８記載の内燃機関。
【請求項１１】
排気駆動過給機（１３）の圧縮機（１４）の上流で、クランクケース換気ガスが未圧縮燃焼空気流に導入されることを特徴とする請求項８記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前文に記載の内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の重油燃料大形ディーゼルエンジンの場合、クランクケース換気ガスは一般に処理されずに大気に放出される。同じことは、かかる大形ディーゼルエンジンの排気駆動過給機の封じ空気に対しても当てはまる。
【０００３】
例えば乗用車や商用車用の比較的小形な内燃機関では、既に、クランクケース換気ガスを大気に放出する前に油分離器に導入し、クランクケース換気ガスから油やオイルミストを分離することが公知である。しかしそれで得られる油分離率は限られている。
【０００４】
特許文献１で、商用車用の、排気駆動過給機を備えた比較的小形の内燃機関が公知である。該内燃機関は、クランクケースからクランクケース換気ガスを排出する装置を有し、そのガスポンプとして形成された装置は、クランクケース換気ガスを圧縮するために使われ、圧縮済みクランクケース換気ガスは内燃機関に戻される。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０３１２８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題に鑑み、高い油分離率を持つ新たな内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の内燃機関によって解決される。
【０００７】
本発明に従い、クランクケース内の換気ガスを排出する装置がＵ字状管を有し、該Ｕ字状管の最低点の下流に注水装置が付設され、排出すべきクランクケース換気ガス内に前記注水装置により水が導入され、発生する油水混合物を排出すべく、Ｕ字状管の最低点に弁が付設される。
【０００８】
本発明に基づく内燃機関では、排出すべきクランクケース換気ガスを案内するＵ字状管の中に、即ちＵ字状管の最低点の下流で水が導入される。
【発明の効果】
【０００９】
クランクケース換気ガスへ水を導入し、該水の部分的気化に基づき、クランクケース換気ガスを冷却し得る。クランクケース換気ガスの冷却によって、クランクケース換気ガス内に含まれるガス状油の一部が凝縮する。更に、クランクケース換気ガス内に入れた水滴が、クランクケース換気ガス内に含まれる油滴に付着し、凝集或いは集合によって大きな液滴を形成する。従って、クランクケース換気ガス内に入れた水によって、一方でクランクケース換気ガスのガス状成分を液相に転換し、他方で液滴を増大させ得る。これらの両作用は、クランクケース換気ガスからの良好な油分離を生じさせる。
【００１０】
Ｕ字状管に配管を介して排気駆動過給機の封じ空気を導入し、該封じ空気の配管を、Ｕ字状管の最低点部位の下流でＵ字状管に開口させるとよい。
【００１１】
本発明の好適な実施態様では、油水混合物がクランクケースに逆流するのを防ぐべく、Ｕ字状管の最低点と内燃機関のクランクケースとの間に逆止め弁を接続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の有利な実施態様を、従属請求項および以下の説明から明らかにする。以下、図を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
【００１３】
図１〜３を参照し、単段排気駆動式過給内燃機関を例に本発明を詳細に説明する。なお本発明は、単段排気駆動式過給内燃機関に限定されない。本発明は、多段排気駆動式過給内燃機関、コンプレッサ式過給内燃機関、他の形式で過給される内燃機関や非過給式内燃機関にも採用できる。ここで内燃機関とは、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ＨＣＣＩ（Homogeneous-Charge Compression-Ignition combustion、HCCI燃焼＝予混合圧縮自己着火燃焼）エンジン或いは他の内燃機関である。しかし本発明は、船舶用ディーゼルエンジン等の重油を燃料とする大形ディーゼルエンジンに特に適している。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の第１実施例を概略的に示す。内燃機関１０から出る排気ガス流１１は、排気駆動過給機１３のタービン１２に導かれ、ここで膨張する。排気駆動過給機１３のタービン１２は排気駆動過給機１３の圧縮機１４を駆動し、該圧縮機１４で、内燃機関１０に供給すべき燃焼空気流１５が圧縮される。排気駆動過給機１３の圧縮機１４で圧縮された燃焼空気流１５は、圧縮済み燃焼空気流を冷却する過給空気冷却器（インタークーラ）１６に導かれ、このため過給空気冷却器１６の下流に、過給空気流１７とも呼ばれる圧縮済みかつ冷却済みの燃焼空気流が生ずる。
【００１５】
本発明の内燃機関は、クランクケースからクランクケース換気ガスを排出する装置を有し、該換気ガス排出装置は、Ｕ字状管１８を有する。Ｕ字状管１８は、２本の垂直管部材１９、２０と、該垂直管部材１９、２０をそれらの最低点２１で互いに接続し、ほぼ水平に延びる水平管部材から成っている。
【００１６】
Ｕ字状管１８、即ち一方の垂直管部材２０に、ノズルとして形成した注水装置２２が付属している。この装置２２によって、排出すべきクランクケース換気ガス内に水が注入、即ち噴射される。注水装置２２は、好適には、水をできるだけ細かく噴霧してクランクケース換気ガス内に噴霧すべく、平形ノズルとして形成する。なお、Ｕ字状管１８のクランクケース換気ガスを案内する垂直管部材２０に水を注入すべく、他のノズル並びに複数のノズルの配置構造も利用できる。注水装置２２を介してクランクケース換気ガスに噴射すべき水の量と圧力は、弁２３にて調整する。
【００１７】
クランクケース換気ガスに水を注入し、該水をクランクケース換気ガスの冷却に用いるので、その中のガス状油成分は液相に転換する。また、クランクケース換気ガス内に含まれる油滴は、水滴が凝集或いは集合によってクランクケース換気ガス内の油滴に付着するので、増大する。
【００１８】
発生する油水混合物をＵ字状管１８から排出しビルジ２５に導入すべく、Ｕ字状管１８の最低点２１に弁２４を付設している。弁２４は自動開閉形弁であり、所定の充填レベルに到達した際、生じた油水混合物をＵ字状管１８から排出すべく、Ｕ字状管１８の充填レベルにより制御して開閉される。ビルジ２５に集まる油水混合物は、脱油器を介して廃棄する。
【００１９】
Ｕ字状管１８の、少なくとも注水装置が付設された垂直管部材２０は、該部材２０が排出すべきクランクケース換気ガスの小さな流速を形成すべく大きな流れ断面積と大きな管長を有するように寸法づけられる。この場合、別個の油分離器を要せずに重力の利用だけでクランクケース換気ガスからの油の良好な分離が保証される。場合によっては、垂直管部材２０の上流側端に液滴分離メッシュが付設される。
【００２０】
図１では、発生した油水混合物の、内燃機関のクランクケースへの逆流防止のため、Ｕ字状管１８の最低点２１の上流、従って垂直管部材１９に、逆止め弁２６を組み込んでいる。
【００２１】
注水装置２２を介してクランクケース換気ガスに注入ないし噴射する水は、清水、海水或いは使用済みの水、所謂廃水である。
【実施例２】
【００２２】
図２は、図１の内燃機関の有利な変形例を示す。重複説明を避けるべく、同じ構成体には同一符号を付している。図２の実施例では、クランクケース換気ガスからと同様に排気駆動過給機１３の封じ空気から油を分離するため、Ｕ字状管１８に配管２７を介して排気駆動過給機１３の封じ空気を導入する。図２において、封じ空気の配管２７は最低点２１の上流、即ち逆止め弁２６の上流でＵ字状管１８に開口している。
【実施例３】
【００２３】
油分離率を更に向上し又は最良にすべく、図３では、Ｕ字状管１８に補助油分離器２８を付設している。該油分離器２８は拡散分離器、慣性分離器、遠心分離器、電気分離器或いはこれら分離器の組合せである。油分離器２８で分離した油は、廃棄するために配管２９を介してビルジ２５に導く。
【００２４】
油分離器２８から出たガス３０は、大気に放出するか、内燃機関に戻す。その場合、ガス３０を図示しない圧縮機で圧縮し、続いて内燃機関に戻し、その際、過給空気冷却器１６の下流で圧縮済みかつ冷却済みの燃焼空気流に入れるか、過給空気冷却器１６の上流で圧縮済み冷却済み燃焼空気流に入れるか、排気駆動過給機１３の圧縮機１４の上流で未圧縮燃焼空気流１５に入れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に基づく内燃機関の第１実施例の概略構成図。
【図２】本発明に基づく内燃機関の第２実施例の概略構成図。
【図３】本発明に基づく内燃機関の第３実施例の概略構成図。
【符号の説明】
【００２６】
１０  内燃機関、１１  排気ガス流、１２  タービン、１３  排気駆動過給機、１４  圧縮機、１５  燃焼空気流、１６  過給空気冷却器、１７  過給空気流、１８  Ｕ字状管、１９、２０  垂直管部材、２１  最低点、２２  注水装置、２３、２４  弁、２５  ビルジ、２６  逆止め弁、２７、２９  配管、２８  油分離器、３０  ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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