(57)【要約】【課題】簡易迅速に潤滑油中の異物の性状、大きさを検出することができるエンジン用潤滑油の異物検出装置およびエンジンシステムを提供する。【解決手段】本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａは、ディーゼルエンジン１０に供給される潤滑油３２の一部を新油３２Ａとして抜き出す新油分取ラインＬ１１と、ディーゼルエンジン１０から排出される潤滑油３２の一部を使用油３２Ｂとして抜き出す使用油分取ラインＬ１２と、新油分取ラインＬ１１および使用油分取ラインＬ１２から抜き出した新油３２Ａ、使用油３２Ｂ中に含まれる異物の外形を画像により検出する検出装置４１と、を有し、検出装置４１で得られた検出結果から使用油３２Ｂ中に含まれる異物を検出し、かつディーゼルエンジン１０の運転継続の可否を判断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに供給される潤滑油の一部を抜き出す新油分取ラインと、
前記エンジンから排出される潤滑油の一部を抜き出す使用油分取ラインと、
前記新油分取ラインおよび前記使用油分取ラインから抜き出した潤滑油中に含まれる異物の外形を画像により検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段で得られた検出結果から前記潤滑油中に含まれる異物を分析することを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記エンジンから排出される潤滑油の一部に希釈用有機溶媒を少なくとも１つ混合する使用油希釈用分取ラインを少なくとも１つ有し、
前記検出手段が、希釈用有機溶媒を少なくとも１つ含む潤滑油中に含まれる異物を検出するエンジン用潤滑油の異物検出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記希釈用有機溶媒を１種類以上含むことを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出装置。
【請求項４】
エンジンに供給される潤滑油の一部を抜き出すと共に、前記エンジンから排出される潤滑油の一部を抜き出し、
前記エンジンに供給される潤滑油および前記エンジンから排出される潤滑油中に含まれる異物の外形を画像により検出し、
各々の検出結果を比較して前記エンジンから排出される潤滑油中に含まれる異物を検出することを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記エンジンから排出される潤滑油の一部に希釈用有機溶媒を少なくとも１つ混合して希釈用有機溶媒を含む潤滑油を少なくとも１つ作製し、
前記希釈用有機溶媒を含む潤滑油中に含まれる異物を検出するエンジン用潤滑油の異物検出方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記希釈用有機溶媒を少なくとも１種類以上含む溶媒を用いることを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出方法。
【請求項７】
エンジンと、
前記エンジンの前記潤滑油を溜めるオイルパンと、
前記潤滑油を前記エンジンに循環させる潤滑油循環ラインと、
前記潤滑油循環ラインから前記潤滑油の一部を分取した使用油に対して燃料油の混合の有無を検知する請求項１から３のいずれか１つのエンジン用潤滑油の異物検出装置と、
を有することを特徴とするエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジンの潤滑油と燃料油の混合によって潤滑油中に生成する異物を検出し、トラブルを未然に防止し、かつエンジン運転継続の可否を判断するエンジン用潤滑油の異物検出装置およびエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの潤滑油の品質および純度が維持されることは、エンジンの耐久性を維持させるために極めて重要である。化石燃料を使用するディーゼルエンジンなどの内燃機関においては、燃焼室、配管等を経由して燃料が潤滑油に混入する場合がある。ディーゼルエンジン用の燃料である重油中には、例えば、スラッジ、ＦＣＣ（Fluid  Catalytic  Cracking）触媒由来のアルミナ、シリカなどが含まれている。そのため、燃料が潤滑油に混入すると、燃料油起因の粒子(すすや硫酸カルシウムなどの燃焼性生物、燃料油生成段階で混入するシリカ・アルミなどの微粒子、磨耗粉、燃焼によって生成した物質など)と潤滑油が混合することによって異物が生成する。これら異物はミクロンオーダの大きさをもった粒子状の物質であることから、スカッフィング等の磨耗を引き起こし、機器損傷を引き起こす原因となる可能性が高くなる。また、エンジン内部の潤滑を目的とする潤滑油の本来の機能を果たせなくなる。そのため、定期的に潤滑油を交換するか、定期的または不定期に抜き取り検査を行うことによって、潤滑油中に含まれる異物の量とその成分を分析して迅速に検出し、機器の摩耗が発生する危険性を低減する必要がある。
【０００３】
潤滑油中の異物の計測方法として、例えばフェログラフィ法、油中微粒子測定法（ＮＡＳ等級）（ＪＩＳＢ９９３４）、光学顕微鏡を用いた微粒子測定法（ＪＩＳＢ９９３０）、質量法による汚染測定法（ＪＩＳＢ９９３１）等がある（例えば、非特許文献１〜３参照）。
【０００４】
潤滑油中の異物の他の計測方法として、フィルタラビリティ試験方法や赤外分光測定を用いる方法などが提案されている。フィルタラビリティ試験方法は、吸引ろ過器具等に設置したろ過器に濾紙を設置し、有機溶剤（例えばヘキサン等）で予め希釈した潤滑油を所定量供給し、真空ポンプで減圧することにより、潤滑油に含まれる異物を濾紙上に捕集する方法である。濾紙上に回収した異物を検査することで、潤滑油中の異物の有無およびその粒子径を把握している。
【０００５】
また、赤外分光測定装置を用いる場合、潤滑油を使用する機器同士の間を循環する潤滑油を赤外分光測定装置を用いてリアルタイムに潤滑油のスペクトルデータを測定し、得られるスペクトルデータに基づいて潤滑油に、添加剤を投入したり、水分を除去したり、潤滑油を追加したり、潤滑油を交換することで、潤滑油使用機器の故障等を未然に抑制するようにしている（例えば、特許文献１参照）。一般的な実験室における赤外分光測定装置利用では、リアルタイム測定のみならず、実験室への持ち帰り分析もおこなわれている。すなわち、光路長が数十ｎｍ〜数百ｎｍになるよう調整したセルを用いて測定をおこない、潤滑油中の劣化生成物(たとえば窒素酸化物、脂肪酸など)の生成度合いや異物混入の有無・量などを把握している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−９６３９８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＪＩＳＢ９９３４
【非特許文献２】ＪＩＳＢ９９３０
【非特許文献３】ＪＩＳＢ９９３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記ＪＩＳ法やフィルタラビリティ試験方法などを用いた従来の分析方法では、吸引ろ過等の分析操作で最低１日かかる。また、ポンプや吸引ろ過器具などの各機器、器具、有機溶剤が必要であると共に、有機溶剤（トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタンなど)を使用しているので、局所排気設備内での操作が必要となる。またポンプを使用するには電源が必要であるが、現場においては電源確保が困難な場合が多い。このため、現場にてサンプリングした潤滑油を、分析室に移送して分析しなければならないため、採取したあとの梱包・移送・試料受け渡しなどの手間として１日程度かかる。そのため、結果が出るまで約１週間程度かかり、潤滑油に含まれる異物の検出には時間がかかる、という問題がある。
【０００９】
従来の分析方法は、現場にて潤滑油の一部をサンプリングした後、測定を行うというバッチ式処理方法であるため、運転条件に反映させるのに時間差（タイムラグ）が生じる、という問題もある。
【００１０】
また、赤外分光測定装置を用いる方法は、電源を確保した上で測定装置や洗浄溶媒、測定器具、備品類を現場に持ち込んだ場合において現場で測定可能である。しかし現場にて採取した潤滑油の測定を短時間で行うことはできるが、異物の性状、平均粒子径、その数などは把握することはできない、という問題がある。更に、潤滑油の使用時間が長くなった場合、異物混入が多くなって劣化が進行すると、潤滑油そのものが黒色を呈するようになる。赤外分光測定においては、黒色試料は光が透過しないため測定できないという不具合点もある。
【００１１】
特に、発生した異物の粒子径が大きいと、エンジン内部機器等の磨耗の影響も大きくなる。また、その分析結果が出るまでに長期間を要し、その対策を実施するまでの間に多くの損失を招いているのが現状である。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑み、簡易迅速に潤滑油中の異物の性状、大きさを検出することができるエンジン用潤滑油の異物検出装置およびエンジンシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、簡易迅速に潤滑油の希釈（ダイリューション）の発生を早期に検出することができるエンジン用潤滑油の異物検出装置およびエンジンシステムであり、これはエンジンに供給される潤滑油の一部を抜き出す新油分取ラインと、前記エンジンから排出される潤滑油の一部を抜き出す使用油分取ラインと、前記新油分取ラインおよび前記使用油分取ラインから抜き出した潤滑油中に含まれる異物の外形を画像により検出する検出手段と、を有し、前記検出手段で得られた検出結果から前記潤滑油中に含まれる異物を分析することを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出装置である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記エンジンから排出される潤滑油の一部に希釈用有機溶媒を少なくとも１つ混合する使用油希釈用分取ラインを少なくとも１つ有し、前記検出手段が、希釈用有機溶媒を少なくとも１つ含む潤滑油中に含まれる異物を検出するエンジン用潤滑油の異物検出装置である。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記希釈用有機溶媒を１種類以上含むことを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出装置である。
【００１６】
第４の発明は、エンジンに供給される潤滑油の一部を抜き出すと共に、前記エンジンから排出される潤滑油の一部を抜き出し、前記エンジンに供給される潤滑油および前記エンジンから排出される潤滑油中に含まれる異物の外形を画像により検出し、各々の検出結果を比較して前記エンジンから排出される潤滑油中に含まれる異物を検出することを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出方法である。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、前記エンジンから排出される潤滑油の一部に希釈用有機溶媒を少なくとも１つ混合して希釈用有機溶媒を含む潤滑油を少なくとも１つ作製し、前記希釈用有機溶媒を含む潤滑油中に含まれる異物を検出するエンジン用潤滑油の異物検出方法である。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明において、前記希釈用有機溶媒を少なくとも１種類以上含む溶媒を用いることを特徴とするエンジン用潤滑油の異物検出方法である。
【００１９】
第７の発明は、エンジンと、前記エンジンの前記潤滑油を溜めるオイルパンと、前記潤滑油を前記エンジンに循環させる潤滑油循環ラインと、前記潤滑油循環ラインから前記潤滑油の一部を分取した使用油に対して燃料油の混合の有無を検知する第１乃至第３のいずれか１つの発明のエンジン用潤滑油の異物検出装置と、を有することを特徴とするエンジンシステムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易迅速に潤滑油中の異物の性状、大きさを検出することができる。このため、所定期間経過毎に定期的に短時間で潤滑油の検査を行うことが、エンジン設置現場で可能となり、得られた情報に基づいて潤滑油の交換等を適正な時期に行うことが可能となる。異物の検出後、大きさの判別を実施し、閾値を超えた粒子径と判断されたには、運転不可の判定をおこない、潤滑油の更新アラーム(警報時にはエンジン運転停止処置)を表示する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、ディーゼルエンジンを模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、１つの気筒を模式的に示す説明図である。
【図３】図３は、実施例１に係るディーゼルエンジンの潤滑油の診断方法を実施する診断システムの概略図である。
【図４】図４は、潤滑油に含まれている異物と、その異物を顕微鏡で観察した際の形状、光の透過性、大きさとの関係を示す図である。
【図５】図５は、潤滑油中の異物を検出してその対策を実施するフローチャートの一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置を備えたエンジンシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００２３】
図１は、ディーゼルエンジンを模式的に示す説明図である。図２は、１つの気筒を模式的に示す説明図である。図１に示すように、本実施例のディーゼルエンジン１０は、１つ以上（本実施例では９つ）の気筒１１と、過給機１２と、空気冷却器１３と、排気集合管１４とを含む。まずは図２を用いて１つの気筒１１の基本的な構成を説明する。なお、以下では、気筒１１の一例としてレシプロ型のものを説明するが、気筒１１はロータリー型のものでもよい。図２に示すように、気筒１１は、シリンダ２１と、ピストン２２と、クランク軸２３と、クランク室２３ａと、コネクティングロッド２４と、シリンダヘッド２５と、燃焼室２５ａと、吸気ポート２６ａと、吸気バルブ２６と、排気ポート２７ａと、排気バルブ２７と、インジェクタ２８と、オイルパン２９とを含む。
【００２４】
シリンダ２１は、筒状の部材である。ピストン２２は、シリンダ２１の中空部に設けられる。ピストン２２は、シリンダ２１の中心軸方向に移動できるように設けられる。クランク軸２３は、回転できるようにクランク室２３ａに設けられる。クランク室２３ａは、シリンダ２１の中心軸方向の一方側に設けられる。クランク軸２３は、ピストン２２の往復運動を回転運動に変換する。コネクティングロッド２４は、ピストン２２とクランク軸２３とを連結する。
【００２５】
シリンダヘッド２５は、シリンダ２１の中心軸方向の他方側（クランク室２３ａとは反対側）に設けられる。燃焼室２５ａは、ピストン２２と、シリンダヘッド２５とで囲まれる空間である。
【００２６】
吸気ポート２６ａおよび排気ポート２７ａは、気筒１１の外部と燃焼室２５ａとを連通する。吸気バルブ２６は、吸気ポート２６ａに設けられる。吸気バルブ２６は、吸気ポート２６ａを介して気筒１１の外部と燃焼室２５ａとの間での空気の流動を調節する。排気バルブ２７は、排気ポート２７ａに設けられる。排気バルブ２７は、排気ポート２７ａを介して気筒１１の外部と燃焼室２５ａとの間での空気の流動を調節する。
【００２７】
燃料噴射ポンプ３０は、燃料を加圧し、インジェクタ２８に燃料を導く。インジェクタ２８は、例えば燃焼室２５ａに噴出口が突出して設けられる。燃料噴射ポンプ３０は、燃料供給タンク３１から導かれた燃料を燃焼室２５ａに導く。なお、燃料噴射ポンプ３０は、吸気ポート２６ａに噴出口が突出して設けられてもよい。オイルパン２９は、クランク室２３ａに設けられる。オイルパン２９は、潤滑油３２を溜める。
【００２８】
上記構成の気筒１１は、吸気、圧縮、膨張、排気の１サイクルを繰り返し行う。これにより、気筒１１は、ピストン２２が往復運動し、クランク軸２３が回転する。なお、気筒１１は、４ストロークで１サイクルを行うものでもよいし、２ストロークで１サイクルを行うものでもよい。
【００２９】
ディーゼルエンジン１０についての説明に戻る。過給機１２は、空気を加圧する。過給機１２は、図２に示す排気ポート２７ａから排出された排気ガスのエネルギーを得て空気を加圧する、いわゆるターボチャージャーである。なお、過給機１２は、クランク軸２３の回転力を得て空気を加圧する、いわゆるスーパーチャージャーでもよい。空気冷却器１３は、過給機１２から導かれた空気を冷却する。排気集合管１４は、各気筒１１の排気ポート２７ａと連通する。本実施形態では、各気筒１１の排気ポート２７ａから排出された排気ガスは排気集合管１４を介して過給機１２に導かれる。
【００３０】
ここで、図１に示すクランク軸２３は、各気筒１１で共通の部材である。上記構成により、各気筒１１が稼動することにより、ディーゼルエンジン１０はクランク軸２３を回転させる。なお、本実施形態では、ディーゼルエンジン１０が過給機１２を含むものとして説明したが、ディーゼルエンジン１０は、過給機１２を含まなくてもよい。すなわち、ディーゼルエンジン１０は、自然吸気型の内燃機関でもよい。この場合、ディーゼルエンジン１０は、空気冷却器１３を含まなくてもよい。
【００３１】
図３は、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置を備えたエンジンシステムの概略図である。ディーゼルエンジン１０は、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａを備えている。図３に示すように、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａは、新油分取ラインＬ１１と、使用油分取ラインＬ１２と、潤滑油３２に含まれる異物を分析する検出装置（検出手段）４１とを有する。
【００３２】
潤滑油３２に含まれる異物は、潤滑油３２の劣化に伴う生成物が主である。すなわち、潤滑油３２や潤滑油３２に含まれている添加剤による化合物(Ｃａ、Ｍｇ、スルホン酸塩などの有機金属化合物)、酸化劣化物、窒素酸化物、潤滑油自体が高温にさらされたために生成する炭化物質、潤滑油３２の劣化によって生成する油に可溶な樹脂質、エンジン１０の燃焼で生成した異物(すす、硫酸カルシウム)や、燃焼室や配管等から由来した磨耗粉・腐食生成物、などである。これらが潤滑油３２に許容量以上が含まれていると、エンジン１０のシリンダーの摺動に不良を生じたり、スカッフィングなどの障害を発生させる。
【００３３】
潤滑油３２は、ディーゼルエンジン１０のオイルパン２９から排出され、潤滑油循環ラインＬ１３を介して再度ディーゼルエンジン１０に送給され、ディーゼルエンジン１０と潤滑油循環ラインＬ１３とを循環している。潤滑油３２は、潤滑油貯蔵タンク４２に貯蔵されている。潤滑油３２は潤滑油送給ラインＬ１４を介して潤滑油貯蔵タンク４２から潤滑油循環ラインＬ１３に供給される。
【００３４】
新油分取ラインＬ１１は、ディーゼルエンジン１０に供給される潤滑油３２の一部を新油３２Ａとして抜き出すラインである。潤滑油３２は新油分取ラインＬ１１を介して潤滑油貯蔵タンク４２から新油３２Ａとして抜き出される。新油分取ラインＬ１１には、調節弁Ｖ１１が設けられている。潤滑油貯蔵タンク４２から抜き出される新油３２Ａの量は、調節弁Ｖ１１により調整される。新油分取ラインＬ１１は潤滑油貯蔵タンク４２に連結されているが、本実施例は、これに限定されるものではなく、潤滑油送給ラインＬ１４から潤滑油３２の一部を新油３２Ａとして抜き出すようにしてもよい。
【００３５】
使用油分取ラインＬ１２は、ディーゼルエンジン１０から排出される潤滑油３２の一部を抜き出すラインである。ディーゼルエンジン１０から排出される潤滑油３２の一部を使用油３２Ｂとして潤滑油循環ラインＬ１３から抜き出す。使用油分取ラインＬ１２には、調節弁Ｖ１２が設けられている。潤滑油循環ラインＬ１３から抜き出される使用油３２Ｂの量は、調節弁Ｖ１２により調整される。
【００３６】
検出装置４１は、新油分取ラインＬ１１に設けられる検出装置４１Ａと、使用油分取ラインＬ１２に設けられる検出装置４１Ｂとを有する。検出装置４１Ａは、新油分取ラインＬ１１に抜き出した新油３２Ａ中に含まれる異物を検出する顕微鏡（観察装置）４３Ａと、新油３２Ａを分析する観察部４４Ａとを有する。検出装置４１Ｂは、使用油分取ラインＬ１２に抜き出した使用油３２Ｂ中に含まれる異物を検出する顕微鏡４３Ｂと、使用油３２Ｂを分析する観察部４４Ｂとを有する。
【００３７】
潤滑油貯蔵タンク４２から新油分取ラインＬ１１を介して抜き出された新油３２Ａは、観察部４４Ａで顕微鏡４３Ａにより観察される。潤滑油循環ラインＬ１３から使用油分取ラインＬ１２を介して抜き出された使用油３２Ｂは、観察部４４Ｂで顕微鏡４３Ｂにより観察される。
【００３８】
顕微鏡４３Ａ、４３Ｂで観察された検出結果は、各々、制御装置４５に伝達される。顕微鏡４３Ａで観察された新油３２Ａの検出結果と、顕微鏡４３Ｂで観察された使用油３２Ｂの観察結果とから、予め異物の性状、平均粒子径などを記録しておいた関係図と比較し、使用油３２Ｂに異物が含まれているか否かを検出すると共に、使用油３２Ｂに含まれる平均粒子径、粒子数を測定して異物の性状を判断する。
【００３９】
潤滑油３２に含まれている異物の性状としては、例えば、スラッジ、錆、すす、アスファルテンなどが挙げられる。図４は、潤滑油に含まれている異物と、その異物を顕微鏡で観察した際の形状、光の透過性、大きさとの関係を示す図である。図４に示すように、例えば、形状が略同心円状で光が透過する場合には、水と判定する。また、光が半透過の場合には、スラッジと判定し、光が不透過の場合には、錆と判定する。また、形状がポーラス状で光が透過する場合には、すすと判定し、凝集体を形成し、光が不透過の場合には、アスファルテンと判定する。
【００４０】
異物の大きさについては、例えば、異物の平均粒子径が１０μｍ以上１００μｍ以下の場合には、異物の大きさを大と判定し、異物の平均粒子径が１μｍ以上１０μｍ以下の場合には、異物の大きさは中と判定し、異物の平均粒子径が０．０１μｍ以上１μｍ以下の場合には、異物の大きさを小と判定する。異物の大きさが、大の場合には、スラッジ、すす、アスファルテンのいずれかと判定し、異物の大きさが、中の場合には、水と判定し、異物の大きさが、小の場合には、錆と判定する。
【００４１】
顕微鏡４３Ａ、４３Ｂとしては、光学顕微鏡、電子顕微鏡、デジカメマクロ撮影などが挙げられる。また、顕微鏡４３Ａ、４３Ｂは、目盛などスケールを付けて撮影するのが好ましい。撮影対象とスケールを同時撮影しても、スケールのみを後から画像処理によって入れ込んでもよい。これにより、顕微鏡４３Ａ、４３Ｂで確認された異物の大きさを容易に確認することができる。また、顕微鏡４３Ａ、４３Ｂに設けるスケール目盛は、顕微鏡４３Ａ、４３Ｂの内部に予め設けるようにしてもよいし、顕微鏡４３Ａ、４３Ｂの外側から挿入するようにしてもよい。
【００４２】
異物の粒子数は、必ずしも分析する必要はないが、潤滑油３２に含まれる異物の粒子数を求めることにより、潤滑油３２に含まれる単位容積中における異物の割合を求めることができ、潤滑油３２に対して燃料油が混合しているかどうかの事実をより確実に診断することができる。異物の粒子数の計測方法は、画像処理など従来より公知の方法を用いることができる。例えば、撮影したデジタルＸ線画像から観察された異物とそれ以外の部分との信号から異物とそれ以外の部分とを分けるために所定の閾値を設定し、２値化処理を行い、異物のみを抽出する方法が挙げられる。
【００４３】
ここで、２値化処理とは、ある所定の閾値を定め、ある画像の各画素の画素値と、所定の閾値とを比較し、閾値に基づいて画像の画素を２つのグループに分け、一方のグループに属する画素の画素値と、他方のグループに属する画素の画素値を、それぞれ異なる所定の画素値に変換する画像処理をいう。
【００４４】
よって、顕微鏡４３Ａ、４３Ｂで観察された検出結果を、各々、制御装置４５に伝達し、顕微鏡４３Ａで観察された新油３２Ａの検出結果と、顕微鏡４３Ｂで観察された使用油３２Ｂの検出結果とを比較することで、制御装置４５は、使用油３２Ｂに異物が含まれているか否かを容易に検出することができる。また、制御装置４５は、使用油３２Ｂに含まれる異物の性状、平均粒子径、粒子数を測定することができる。制御装置４５は、使用油３２Ｂに含まれている異物の性状、平均粒子径、粒子数の少なくとも１つを判定することで、エンジン可否判断(フィードバック)が可能となる。
【００４５】
本実施例においては、新油３２Ａ、使用油３２Ｂを、観察部４４Ａ、４４Ｂで顕微鏡４３Ａ、４３Ｂで観察するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、新油３２Ａ、使用油３２Ｂを、観察部４４Ａ、４４Ｂで外部に抜き出して顕微鏡４３Ａ、４３Ｂで観察するようにしてもよい。
【００４６】
本実施例においては、顕微鏡４３Ａで観察された新油３２Ａの観察結果と、顕微鏡４３Ｂで観察された使用油３２Ｂの観察結果とを比較するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、使用油３２Ｂが特に汚染されていないような場合には、使用油３２Ｂのみを分析して、使用油３２Ｂに異物が含まれているか否かを判断するようにしてもよい。
【００４７】
新油分取ラインＬ１１の観察部４４Ａを通過した新油３２Ａは、新油分取ラインＬ１１によりディーゼルエンジン１０に送給される。新油３２Ａは、汚れていないため、ディーゼルエンジン１０で使用することができる。また、分析に用いられた新油３２Ａは、必ずしもディーゼルエンジン１０に送給する必要はなく、そのまま廃棄するようにしてもよい。
【００４８】
使用油分取ラインＬ１２の観察部４４Ｂを通過した使用油３２Ｂは、使用油分取ラインＬ１２によりディーゼルエンジン１０に送給される。分析に用いられた使用油３２Ｂは、必ずしもディーゼルエンジン１０に送給する必要はなく、そのまま廃棄するようにしてもよい。
【００４９】
なお、検出装置４１は、各気筒１１について設けてもよいし、複数の気筒１１で共有してもよい。また、本実施例に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａは、１つのディーゼルエンジン１０にのみ用いてもよいし、複数のディーゼルエンジン１０で共用してもよい。
【００５０】
（潤滑油に含まれる異物の検出方法）
本実施例に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａを用いて、ディーゼルエンジン１０の運転中における潤滑油に含まれる異物を検出する手順について説明する。
【００５１】
図５は、潤滑油中の異物を検出してその対策を実施するフローチャートの一例を示す図である。図５に示すように、制御装置４５は、運転時間Ｔ１が定期検査時間Ｔ２を超えたか否かを判断する（ステップＳ１１）。運転時間Ｔ１が定期検査時間Ｔ２を超えていない（運転時間Ｔ１＜定期検査時間Ｔ２）と判断した場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、本制御を終了し、引き続き、再度時間の確認をする。一方、運転時間Ｔ１が定期検査時間Ｔ２を超えている（Ｔ１＞Ｔ２）と判断した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、新油分取ラインＬ１１の調節弁Ｖ１１を開放し、新油３２Ａの一部を分取すると共に、使用油分取ラインＬ１２の調節弁Ｖ１２を開放し、使用油３２Ｂの一部を分取する（ステップＳ１２）。
【００５２】
分取した新油３２Ａ、使用油３２Ｂを分析して、新油３２Ａ、使用油３２Ｂの分析結果を比較し、使用油３２Ｂに異物が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１３）。この診断の結果により、使用油３２Ｂに異物が含まれていると判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、使用油３２Ｂに含まれる異物の性状、大きさを判断する（ステップＳ１４）。
【００５３】
使用油３２Ｂに含まれる異物の性状を判断し、使用油３２Ｂに含まれている異物の性状が、スラッジ、錆、すす、アスファルテンのいずれかであるか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【００５４】
使用油３２Ｂに含まれている異物の性状の判別は、例えば、図４に示すように、顕微鏡による観察結果から、形状が略同心円状で光が透過する場合には、水と判定する。光が半透過の場合には、スラッジと判定し、光が不透過の場合には、錆と判定する。形状がポーラス状で光が透過する場合には、すすと判定し、凝集体を形成し、光が不透過の場合には、アスファルテンと判定する。
【００５５】
使用油３２Ｂに含まれる異物が、スラッジ、錆、すす、アスファルテンのいずれかであると判定された場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、使用油３２Ｂに含まれている異物の平均粒子径が、所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【００５６】
上述のように、異物の平均粒子径に応じて、異物の大きさを大、中、小の３つのいずれかに該当するか判定する。異物の性状に応じて異物の平均粒子径が、所定値以上の場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、使用油３２Ｂに含まれている異物の粒子数を判定する（ステップＳ１７）。
【００５７】
異物の粒子数は、上述のように、画像処理する方法など従来より公知の方法を用いて測定することができる。異物の粒子数を求めることで、使用油３２Ｂに含まれる異物の割合を求めることができ、使用油３２Ｂに対して燃料油が混合している事実をより確実に診断することができる。使用油３２Ｂに含まれる異物の粒子数が、所定数（例えば、異物が５％混入、１０％混入など）以上であると判定された場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、異物の混入割合に応じて潤滑油３２の補充や一部または全部を交換する必要があると判定する。
【００５８】
この診断対策として、使用油３２Ｂ中の異物の積算量の度合い（例えば５％混入、１０％混入など）に応じて、新規な潤滑油３２の補充や既に使用されている潤滑油３２の一部または全部を交換することを行うようにする。新規な潤滑油３２を補充する割合は、異物混入割合に応じて適宜変更するようにしている。
【００５９】
よって、異物の検出後、使用油３２Ｂに含まれている異物の性状、平均粒子径、粒子数の分析結果から、潤滑油３２の補充または入替えが必要と判断された場合、ディーゼルエンジン１０の運転を停止し、制御装置４５は、新油タンクと廃油タンクに通じるバルブを操作し、オイルパン２９中の潤滑油３２を補充または入替操作を行う（ステップＳ１８）。
【００６０】
所定期間経過毎に定期的に潤滑油３２の検査を行うことが、現場で可能となり、従来のような潤滑油３２を分析設備の整った場所に潤滑油のサンプルを移動させる必要はない。これにより簡易迅速な潤滑油３２の診断が可能となり、予め求めた異物の性状、大きさなどに基づき、潤滑油３２への燃料油の混入割合を特定することができ、適正時期に潤滑油の交換を行うことが可能となる。
【００６１】
このように、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａによれば、ディーゼルエンジン１０の運転中において、従来のように結果が出るまでに長期間を要することがなく、検出装置４１で得られた分析結果から制御装置４５で潤滑油３２中に含まれる異物を、現場においてオンライン且つ短時間で検出することができると共に、その異物の性状、大きさを検出することができる。異物は、潤滑油３２中に混入した燃料油に起因するものであることから、異物の種類、大きさ、量などが確認されることにより、燃料油の混入の程度も判断することができる。したがって、潤滑油３２中に含まれる異物の性状、大きさ、その量を早期に検出することで、制御装置４５を通してディーゼルエンジン１０の運転制御や、潤滑油３２の補充または交換に即座に反映することができる。
【００６２】
このため、所定期間経過毎に定期的に短時間で潤滑油３２の検査を行うことが、エンジン設置現場で可能となり、得られた情報に基づいて潤滑油３２の交換を適正な時期に行うことが可能となる。これにより、ディーゼルエンジンの運転中における潤滑油の状況を迅速に把握でき、ディーゼルエンジンに用いられる機器の故障やトラブルを未然に防止する対策を講じることが可能となる。
【実施例２】
【００６３】
本発明の実施例２に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置をディーゼルエンジンシステムに適用した一例について、図面を参照して説明する。ディーゼルエンジンシステムは、実施例１と同様であるため、本実施例においては、本実施例に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置の構成を示す図のみを用いて説明する。
【００６４】
図６は、本発明の実施例２に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置を備えたエンジンシステムの概略図である。なお、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置は、図３に示す本発明の実施例１に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａの構成と同様であるため、実施例１と同様の部材については、同一の符号を付して重複した説明は省略する。図６に示すように、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ｂは、実施例１に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａにおいて、使用油分取ラインＬ１２に、使用油希釈用分取ラインＬ２１を設け、使用油希釈用分取ラインＬ２１の一部を分岐した使用油希釈用分取ラインＬ２１−１に希釈用混合有機溶媒５１を供給し、他の使用油希釈用分取ラインＬ２１−２に希釈用有機溶媒５２を供給するものである。また、検出装置４１Ｃ、４１Ｄは、実施例１に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ａと同様、顕微鏡４３Ｃ、４３Ｄ、観察部４４Ｃ、４４Ｄを備え、同様の構成を有するものである。
【００６５】
使用油希釈用分取ラインＬ２１は、使用油分取ラインＬ１２から分岐したラインであり、ディーゼルエンジン１０から排出される使用油３２Ｂの一部を分取するものである。また、使用油希釈用分取ラインＬ２１には、調節弁Ｖ２１が設けられている。使用油分取ラインＬ１２から抜き出される使用油３２Ｂの量は、調節弁Ｖ２１により調整される。
【００６６】
使用油希釈用分取ラインＬ２１は、使用油希釈用分取ラインＬ２１−１、Ｌ２１−２に分岐される。使用油希釈用分取ラインＬ２１−１では、使用油３２Ｂにたとえばヘキサンとトルエンなどを含む希釈用混合有機溶媒５１が混合される。希釈用混合有機溶媒５１は、希釈用混合有機溶媒貯蔵タンク５３に貯蔵されている。希釈用混合有機溶媒５１は、希釈用混合有機溶媒貯蔵タンク５３から使用油希釈用分取ラインＬ２１−１に送給し、使用油希釈用分取ラインＬ２１−１に分取された使用油３２Ｂに混合する。
【００６７】
使用油希釈用分取ラインＬ２１−２では、使用油３２Ｂにトルエンを含む希釈用有機溶媒５２が混合される。希釈用有機溶媒５２は、希釈用有機溶媒貯蔵タンク５４に貯蔵されている。希釈用有機溶媒５２は、希釈用有機溶媒貯蔵タンク５４から使用油希釈用分取ラインＬ２１−２に送給し、使用油希釈用分取ラインＬ２１−２に分取された使用油３２Ｂに混合する。
【００６８】
希釈用混合有機溶媒５１、希釈用有機溶媒５２で用いられる希釈用有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンなどの少なくとも１つ以上含むものが用いられる。希釈用有機溶媒として、芳香族系(トルエン、キシレンなど)の有機溶媒を用いると、異物が分散し、直鎖アルカン(ヘキサン、ヘプタン)を用いると凝集する性質がある。そこで、希釈用有機溶媒として、芳香族系と直鎖系の混合溶媒を用いることにより溶解もせず凝集もしないまま使用油３２Ｂを希釈することが可能となる。希釈用混合有機溶媒５１は、ヘプタンとトルエンとを含む溶液でもよいが、コストを低額に抑える観点から、ヘキサンとトルエンとを含む溶媒を用いるのが好ましいが、コストや希釈性能によっては別の溶媒の組み合わせでも構わない。
【００６９】
使用油３２Ｂのみを用いて測定する場合、潤滑油３２が潤滑油循環ラインＬ１３を何度も循環して使用されることで、潤滑油３２自体が汚染されてくると、潤滑油３２の一部を使用油分取ラインＬ１２に抜き出した使用油３２Ｂを顕微鏡４３Ｂで計測する際、顕微鏡４３Ｂに対する顕微鏡４３Ｂの光の透過効率が低下し、測定精度が低下する傾向にある。そのため、潤滑油３２に燃料油が混合して生成される異物と、燃焼して生じるすすやアスファルテンなど異物以外のものと分別して判定することができなくなる虞がある。
【００７０】
使用油分取ラインＬ１２において、使用油３２Ｂに含まれる異物が検出されるが、使用油３２Ｂに含まれる異物、アスファルテン、燃焼すすのどれかを判別するのは困難となる。これに対し、本実施例においては、使用油希釈用分取ラインＬ２１−１を設けている。このため、潤滑油３２中に異物などが多く含まれ、黒色を呈した油であっても、使用油希釈用分取ラインＬ２１−１で希釈用混合有機溶媒５１を用いて使用油３２Ｂを希釈することにより、使用油３２Ｂ中に含まれる異物を適切に測定することができる。
【００７１】
本実施例に係るディーゼルエンジンのエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ｂにおいては、使用油希釈用分取ラインＬ２１−２を設けている。希釈用有機溶媒５２を用いて使用油３２Ｂを希釈することで、使用油３２Ｂに含まれているアスファルテンを溶解することができるため、検出される異物は、潤滑油３２に燃料油が混合して生成される異物と燃焼残渣のみとすることができる。制御装置４５は、検出した粒子のうち燃焼残渣由来粒子であるすすなどを画像処理で判断することができるため、検出した粒子から燃焼残渣を除去した異物の割合およびその粒子径を算出することができる。
【００７２】
観察部４４Ｃ、４４Ｄに、新油３２Ａ、希釈用混合有機溶媒５１、希釈用有機溶媒５２など少なくとも１つを供給し、観察部４４Ｃ、４４Ｄの洗浄を行うようにしてもよい。
【００７３】
このように、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ｂによれば、使用油３２Ｂの使用油希釈用分取ラインＬ２１を複数系列設けているため、同時に測定することができる。
【００７４】
よって、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ｂによれば、使用油３２Ｂの採取分取ラインを複数系列設け、使用油３２Ｂの一部を有機溶媒を用いて希釈してから分析することで、使用油３２Ｂに含まれる潤滑油３２に燃料油が混合して生成される異物、すす、アスファルテンを同時に判別することができる。このため、使用油３２Ｂに含まれる異物を高い精度で検出することができる。
【００７５】
なお、本実施例に係るエンジン用潤滑油の異物検出装置４０Ｂにおいては、使用油希釈用分取ラインＬ２１を２つ設け、使用油希釈用分取ラインＬ２１−１、Ｌ２１−２を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、使用油希釈用分取ラインは３つ以上設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０  ディーゼルエンジン
１１  気筒
３２  潤滑油
３２Ａ  新油
３２Ｂ  使用油
４０Ａ、４０Ｂ  異物検出装置
４１Ａ〜４１Ｄ  検出装置
４２  潤滑油貯蔵タンク
４３Ａ〜４３Ｄ  顕微鏡
４４Ａ〜４４Ｄ  観察部
４５  制御装置
５１  希釈用混合有機溶媒
５２  希釈用有機溶媒
５３  希釈用混合有機溶媒貯蔵タンク
５４  希釈用有機溶媒貯蔵タンク
Ｌ１１  新油分取ライン
Ｌ１２  使用油分取ライン
Ｌ１３  潤滑油循環ライン
Ｌ１４  潤滑油送給ライン
Ｌ２１、Ｌ２１−１、Ｌ２１−２  使用油希釈用分取ライン
Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１〜Ｖ２３  調節弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012137336.tif 000007
【図６】
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