(57)【要約】【課題】内燃機関に導入される空気の相対湿度を１００％未満にして、内燃機関のシリンダライナに水分が付着することのない内燃機関設備を提供する。【解決手段】過給機のコンプレッサ１から吐出された空気Ａを冷却するエアクーラ３と、エアクーラ３で空気Ａが冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分Ｗを分離するための水分離器４と、水分離器４で水分Ｗを分離された空気Ａが導入される内燃機関５とを備えた内燃機関設備であって、コンプレッサ１から吐出された空気Ａの一部をエアクーラ３の空気流れ方向上流側からバイパスさせて水分離器４の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管７を備える。バイパス管７には、水分離器４からの空気Ａの水分量を基に開度が調整される制御弁９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機のコンプレッサから吐出された空気を冷却するエアクーラと、該エアクーラで空気が冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分を分離するための水分離器と、該水分離器で水分を分離された空気が導入される内燃機関とを備えた内燃機関設備であって、前記コンプレッサから吐出された空気の一部を前記エアクーラの空気流れ方向上流側からバイパスさせて前記水分離器の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管を備えたことを特徴とする内燃機関設備。
【請求項２】
バイパス管には、制御弁を設けた請求項１記載の内燃機関設備。
【請求項３】
水分離器からの空気の水分量を計測するための水分量検出器を備え、該水分量検出器を基に前記制御弁の開度を調整するようにした請求項１又は２記載の内燃機関設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の内燃機関には、従来から、過給機のコンプレッサで圧縮されてエアクーラで冷却された空気を供給することが行われている。而して、エンジン等の内燃機関を備えた内燃機関設備の一例は図３に示されている。図中、１は過給機のコンプレッサ、２はコンプレッサ１の吐出側に接続された吸気管であり、吸気管２の空気流れ方向中途部には、コンプレッサ１で圧縮されて吐出された圧縮空気Ａ（以下単に空気Ａと称する）を冷却するためのエアクーラ３、及びエアクーラ３で冷却されて蒸気が凝縮し生成した水分Ｗを分離するための水分離器４が順次接続されており、吸気管２における水分離器４の空気流れ方向下流側端部には、水分離器４で水分Ｗを分離された空気Ａが導入されるエンジン等の内燃機関５が接続されている。
【０００３】
又、内燃機関５から排出された排気ガスは、過給機のタービン側へ導入されてタービンを回転させるようになっており、タービンの回転によりコンプレッサ１を駆動し得るようになっている。６は水分離器４で分離された水分Ｗが排出される排水孔である。
【０００４】
タービンにより駆動されるコンプレッサ１から吐出された空気Ａはエアクーラ３に導入されて冷却される。この冷却により空気Ａ中の蒸気は凝縮して液滴状の水分が生成される。この水分が生成された空気Ａは水分離器４へ送給されて水分を分離された後、内燃機関５へ導入されて燃料の燃焼に供され、内燃機関５が駆動される。内燃機関５から排出された排気ガスは過給機のタービンに送給されてタービンを回転させ、コンプレッサ１を駆動させる。
【０００５】
コンプレッサから吐出された空気をエアクーラで冷却して内燃機関へ送給するようにした先行技術文献としては特許文献１がある。特許文献１では、エアクーラで冷却された空気の一部をバイパス管路からエンジンの排気管側へ送給して排気ガスの温度を低減させるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１８８４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３に示す内燃機関設備の場合には、エアクーラ３で冷却することにより凝縮して水分が生成された空気Ａは、水分離器４へ送給されて水分を分離されたうえ内燃機関５へ導入される。しかし、水分を分離された後の空気Ａの相対湿度は１００％であるため、内燃機関５へ送給される空気Ａの流れに乱れが生じたりすると、再度蒸気の凝縮により液滴状の水分が生成される。而して、この水分が内燃機関５のシリンダライナ内に吸入されてシリンダライナの内面に付着すると、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与え、磨耗量の増大に繋がる。
【０００７】
特許文献１の場合においては、排気ガスの温度を低減させることはできても、図３に示す場合と同様、エンジンへ導入される空気の相対湿度は１００％であるため、エンジンへ送給される空気Ａの流れに乱れが生じたりすると、再度蒸気の凝縮により液滴状の水分が生成され、この水分がエンジンのシリンダライナ内に吸入されてシリンダライナの内面に付着すると、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与える。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑み、内燃機関に導入される空気の相対湿度を１００％未満にして、内燃機関のシリンダライナに水分が付着することのない内燃機関設備を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の内燃機関設備は、過給機のコンプレッサから吐出された空気を冷却するエアクーラと、該エアクーラで空気が冷却されることにより蒸気が凝縮して生成された水分を分離するための水分離器と、該水分離器で水分を分離された空気が導入される内燃機関とを備えた内燃機関設備であって、前記コンプレッサから吐出された空気の一部を前記エアクーラの空気流れ方向上流側からバイパスさせて前記水分離器の空気流れ方向下流側へ送給するバイパス管を備えたものである。
【００１０】
請求項２の内燃機関設備においては、バイパス管には、制御弁が設けられており、請求項３の内燃機関設備は、水分離器からの空気の水分量を計測するための水分量検出器を備え、該水分量検出器を基に前記制御弁の開度を調整するようにしてある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１〜３記載の内燃機関設備によれば、内燃機関へ導入される空気の相対湿度を１００％未満にできるため、内燃機関へ送給される空気の流れに乱れが生じても蒸気の凝縮が生じることはなく、このため、空気が内燃機関のシリンダライナ内に吸入されても、シリンダライナに水分が付着せず、従って、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与えることがなく、シリンダライナ及びピストンリングの磨耗を防止することができる、という優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、図２は本発明を実施する形態の一例である。図中、図３と同一の符号を付した部分は同一のものを示し、基本的な構成は図３に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示すごとく、吸気管２におけるエアクーラ３よりも空気流れ方向上流側の部分と、吸気管２における水分離器４よりも空気流れ方向下流側の部分とを、バイパス管７により接続し、コンプレッサ１から吐出されてエアクーラ３へ送給される前の空気Ａの一部を、バイパス管７から吸気管２における水分離器４の空気流れ方向下流側へ送給して、水分離器４からの空気Ａを加熱して相対湿度を低下させ得るようにした点にある。図１中、８は吸気管２内の水分離器４よりも空気流れ方向下流側の部分に設けられた水分量検出器であり、水分量検出器８により空気Ａ中の水分が検出された場合には、バイパス管７に設けられている制御弁９に演算器１０を介し指令を与えて、制御弁９の開度を調整し、空気Ａ中の相対湿度を１００％未満の所定の相対湿度に制御するよう構成されている。
【００１３】
次に、上記図示例の作動を説明する。
タービンにより駆動されるコンプレッサ１から吸気管２へ吐出された空気Ａの大部分は、エアクーラ３に導入されて冷却される。この冷却により空気Ａ中の蒸気は凝縮して液滴状の水分が生成される。この水分が生成された空気Ａは水分離器４へ送給されて水分を分離された後、吸気管２の内燃機関５の上流側の部分に送給される。水分離器４で水分が分離された空気Ａの相対湿度は１００％となる。
【００１４】
一方、タービンにより駆動されるコンプレッサ１から吸気管２へ吐出された空気Ａの一部は、バイパス管７へ導入されてバイパス管７から吸気管２における内燃機関５の上流側の部分に送給され、水分離器４からの空気Ａと混合する。このため、水分離器４からの空気Ａはバイパス管７からの空気Ａにより加熱され、その結果相対湿度は１００％未満に下降する。而して、相対湿度が１００％未満の空気Ａは吸気管２から内燃機関５へ導入されて燃料の燃焼に供され、内燃機関５が駆動される。内燃機関５から排出された排気ガスは過給機のタービンに送給されてタービンを回転させ、コンプレッサ１を駆動させる。
【００１５】
水分量検出器８では、内燃機関５へ導入される前の空気Ａの水分量が検出されて、その量に対応した信号が演算器１０から指令として制御弁９へ与えられ、制御弁９は、予め設定されている相対湿度に対応した所定の開度に制御される。
【００１６】
図２のグラフには、エアクーラ３で冷却され水分離器４で水分を分離されて内燃機関５へ導入される空気Ａの温度（℃）と相対湿度（％）との関係の例が示されている。このグラフから、バイパス管７からバイパスされる空気Ａの量が０％の場合には、空気Ａの温度が約４５．５℃以下では、相対湿度は１００％であるが、空気Ａがバイパスされると、空気Ａの温度が約４５．５℃以下と低くても相対湿度は１００％未満になることが分かる。又、バイパスされる空気Ａの量が、１％、２％と多くなるに従い相対湿度の低下が大きいことが分かる。
【００１７】
本図示例によれば、内燃機関５へ導入される空気Ａの相対湿度を１００％未満にすることができるため、内燃機関５へ送給される空気Ａの流れに乱れが生じても蒸気の凝縮が生じることはない。このため、空気Ａが内燃機関５のシリンダライナ内に吸入されても、シリンダライナに水分が付着せず、従って、シリンダライナとピストンリングの摺動に悪影響を与えることがなく、シリンダライナ及びピストンリングの磨耗を防止することができる。
【００１８】
なお、本発明の図示例においては、バイパス管７を送給される空気Ａの流量を、水分量検出器８で検出した水分量を基に制御弁９の開度を自動的に調整することにより、制御する場合について説明したが、手動により制御弁９の開度を調整するようにしても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の内燃機関設備の実施の形態の一例を示す概要図である。
【図２】図１に示す内燃機関設備において、内燃機関へ導入される空気の温度と相対湿度との関係を示すグラフである。
【図３】従来の内燃機関設備の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  コンプレッサ
３  エアクーラ
４  水分離器
５  内燃機関
７  バイパス管
８  水分量検出器
９  制御弁
Ａ  圧縮空気（空気）
Ｗ  水分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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