(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機からの給気を、インタークーラーから給気マニホールド（２）に亘る給気系通路を介して気筒内に供給するエンジン給気系のドレーン抜き装置において、
前記ドレーン抜き装置は、
給気マニホールド（２）の下壁（２ａ）に形成された継手用めねじ孔（３１）と、
該めねじ孔（３１）に下方から挿入され着脱自在に螺着されるドレーン弁組立体（３２）と、から構成され、
前記ドレーン弁組立体（３２）は、
前記給気マニホールド（２）とは別体に形成されると共に前記めねじ孔（３１）に螺合する外周おねじ（３４）及び前記給気系通路に開口するドレーン通路（２２）を有する弁本体（３３）と、
該弁本体（３３）の弁孔（２１）内に摺動自在に配置されて前記ドレーン通路（２２）の下端を開閉する弁体（２３）と、
前記弁本体（３３）の前記弁孔（２１）内に配置されて前記弁体（２３）を開弁側に付勢するばね（２７）と、
前記ばね（２７）及び前記弁体（２３）を前記弁孔（２１）内に保持すると共に前記弁本体（３３）に螺着された管ボルト（２６）と、を備え、
機関停止時は前記ばね（２７）により開状態を保ち、機関運転中は、給気系通路の給気圧力により前記ばね（２７）に抗して閉じていることを特徴とするエンジン給気系のドレーン抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、過給機及びインタークーラーを備えたエンジン給気系のドレーン抜き装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インタークーラーを備えたエンジンにおいて、給気の凝縮水を排出するためのドレーン抜き装置としては、手動コック式のドレーン弁を設けており、通常は機関始動前にエンジン取扱者が手動でコックを開き、凝縮水を排出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように手動で開閉するコック式ドレーン弁では、始動前にドレーン抜き作業を行なうのを忘れたり、あるいはドレーン弁を開いてドレーン抜き作業を行なっても、ドレーン弁を閉め忘れることにより、ドレーン弁を開いた状態で機関を運転することがある。
【０００４】
ドレーン抜きをせずに、給気系通路内に凝縮水が残った状態で機関を始動すると、凝縮水がシリンダに侵入して周知のようにウォーターハンマー現象が生じたり、排気管からドレーンが飛散したりする。特に昨今のエンジンは、過給機による高出力化に伴い、過給温度が上昇し、インタークーラーの容量が大形化しているため、発生する給気凝縮水が増加する傾向にあり、上記ウォーターハンマー現象が生じる可能性が増大している。
【０００５】
一方、ドレーン弁を閉じ忘れて機関を運転すると、ドレーン弁から給気圧が漏れることにより、給気圧力が下がり、高出力化が要求されるエンジンの性能に適用できなくなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、過給機からの給気を、インタークーラーから給気マニホールド２に亘る給気系通路を介して気筒内に供給するエンジン給気系のドレーン抜き装置において、前記ドレーン抜き装置は、給気マニホールド２の下壁２ａに形成された継手用めねじ孔３１と、該めねじ孔３１に下方から挿入され着脱自在に螺着されるドレーン弁組立体３２と、から構成され、前記ドレーン弁組立体３２は、前記給気マニホールド２とは別体に形成されると共に前記めねじ孔３１に螺合する外周おねじ３４及び前記給気系通路に開口するドレーン通路２２を有する弁本体３３と、該弁本体３３の弁孔２１内に摺動自在に配置されて前記ドレーン通路２２の下端を開閉する弁体２３と、前記弁本体３３の前記弁孔２１内に配置されて前記弁体２３を開弁側に付勢するばね２７と、前記ばね２７及び前記弁体２３を前記弁孔２１内に保持すると共に前記弁本体３３に螺着された管ボルト２６と、を備え、機関停止時は前記ばね２７により開状態を保ち、機関運転中は、給気系通路の給気圧力により前記ばね２７に抗して閉じている。
【０００７】
これにより、機関停止時に自動的に給気系通路内の凝縮水を抜き、機関始動時のウォーターハンマー現象を無くすことができると共に、運転中は自動的にドレーン弁を閉じて、所定の給気圧力を維持し、高出力化を保つことができる。
【０００８】
また、給気マニホールド２等の加工は、従来の給気マニホールド２等に簡単なめねじ孔を施すだけでよく、給気マニホールド等の構造が複雑化しない。しかも、ドレーン弁組立体３２全体を給気マニホールド等に着脱できることにより、ドレーン弁組立体の点検、清掃及び取り替え等の作業を簡単に行なうことができる。
【０００９】
［参考例］
まず、本願の特許請求の範囲の範囲には含まれないが、給気マニホールドのドレーン装置の参考例を説明する。図１は多気筒ディーゼル機関の全体平面略図であり、排気ターボ式過給機５及び給気冷却用のインタークーラー６を備えている。機関本体１の給気ポート８側には給気マニホールド２が取り付けられ、排気ポート９側には排気マニホールド３が取り付けられている。各気筒の給気ポート８は給気マニホールド２に集合し、給気マニホールド２の給気入口は給気連絡管１１を介してインタークーラー６に接続している。インタークーラー６の給気入口は、過給機５のコンプレッサー部５ａを介してエアクリーナ等の空気取入装置に連通している。各気筒の排気ポート９は、排気マニホールド３に集合し、過給機５のタービン部５ｂを介して排気装置に連通している。インタークーラー６の冷却水入口は、水ポンプ１４を介して熱交換器１５に連通し、冷却水出口は、たとえば戻り管１７を介して熱交換器１５に戻ったり、あるいは図示しないが他の冷却装置に供給され、冷却媒体として利用される。
【００１０】
インタークーラー６から給気連絡管１１を介して給気マニホールド２に亘る給気系通路内に、本願発明に係るドレーン弁２０を設けている。図２はたとえば給気マニホールド２にドレーン弁２０を設けた例である。
【００１１】
図２において、給気マニホールド２の下壁２ａに上下方向に貫通する弁孔２１を形成しており、該弁孔２１は段付き形状となっており、上側から小径部２１ａ、中径部２１ｂ及び大径めねじ部２１ｃが段面２９等を介して形成されている。大径めねじ部２１ｃは給気マニホールド下壁２ａから下方へ突出するボス部２４内に形成されている。
【００１２】
中径部２１ｂの下半部には、給気マニホールド下壁２ａに形成されたドレーン通路２２の下端部が開口しており、該ドレーン通路２２は弁孔中心線Ｏ２に対し概ね４５°の角度で斜め上方に延び、下壁２ａの上面で給気マニホールド２内に開口している。ドレーン通路２２の上端開口部分は、給気マニホールド２の底面２ｃの最も低い位置に形成され、給気マニホールド２内の凝縮水が速やかにドレーン通路２２の上端開口に集まるようになっている。
【００１３】
弁孔２１の中径部２１ｂには有底筒形の弁体２３が上下方向摺動可能に嵌合し、弁体２３の上下方向の摺動によりドレーン通路２２の下端開口を開閉するようになっている。
【００１４】
大径めねじ部２１ｃには管ボルト２６が螺着され、管ボルト２６の頭部２６ａとボス部２４の下端面の間にはシール２５が挟持されている。上記管ボルト２６の上半部にはばねガイド凹部２６ｃが形成されており、該ガイド凹部２６ｃの底面と弁体２３の間にコイルばね２７を縮設し、該コイルばね２７により弁体２３を上方に付勢し、上側段面２９に当接させることにより、ドレーン通路２２を開いている。
【００１５】
コイルばね２７の設定荷重は、たとえば機関のアイドリング状態で発生する給気マニホールド２内の給気圧により、弁体２３が下降してドレーン通路２２を閉じることができる程度の値に設定されている。
【００１６】
［作用］
図２において、機関停止時は、給気マニホールド２内に給気圧は発生しておらず、したがってコイルばね２７により弁体２３は上昇し、ドレーン通路２２を開いている。これにより、給気マニホールド２内の給気凝縮水はドレーン通路２２及び管ボルト２６内の通路２６ｂを通って外部に排出される。
【００１７】
図３において、機関を始動すると、給気マニホールド２内に給気圧が発生し、該給気圧が小径部２１ａ内を介して弁体２３の上面に作用し、給気圧が一定値以上になるとコイルばね２７の弾性力に抗して弁体２３を押し下げ、ドレーン通路２２を閉じる。機関運転中は、一定値以上の給気圧が維持されていることにより、閉状態が保たれる。これにより、運転中における給気の漏れを防ぎ、給気圧力の低下を防ぐ。機関を停止すると、給気圧が低下し、コイルばね２７の弾性力により弁体２３は自動的に上昇し、図２の開状態に自動的に戻る。
【００１８】
【本発明の実施の形態】
図４及び図５は本発明に係るドレーン装置に一例を示しており、給気マニホールド２には継手部として継手用めねじ孔３１のみを形成し、給気マニホールド２とは別体に形成されたドレーン弁組立体３２を、上記継手用めねじ孔３１に着脱可能に螺着している。ドレーン弁組立体３２は、給気マニホールド２とは別部材により製作された弁本体３３内に、段付きの弁孔２１及びドレーン通路２２を有しており、弁本体３３の外周にはおねじ３４及び頭部３５が形成されている。弁孔２１の中径部２１ｂの下半部には環状溝３６が形成され、該環状溝３６にドレーン通路２２の下端が連通している。ドレーン通路２２の上端は、弁本体３３の上端面において、給気マニホールド２内に開口している。弁本体３３の頭部３５は、給気マニホールド２の下面にシール３９を介して圧接している。
【００１９】
その他の構造は図２の参考例の構造と同様であり、同じ部品には同じ符号を付している。
【００２０】
【作用】
基本的な作動は図２及び図３の場合と同様であり、機関停止時は図４に示すようにコイルばね２７のばね力により弁体２３は上昇し、ドレーン通路２２を開いている。機関運転中は、図５に示すように給気マニホールド２内の給気圧力により、コイルばね２７に抗して弁体２３を押し下げ、ドレーン通路２２を閉じている。
【００２１】
機関組立時には、給気マニホールド２とは別途に、ドレーン弁組立体３２を組み立てておき、給気マニホールド２のめねじ孔３１に螺着する。したがって、点検、清掃あるいは取り替え時には、ドレーン弁組立体３２全体を簡単に給気マニホールド２から取り外すことができる。
【００２２】
【その他の実施の形態】
（１）前記実施の形態では、給気マニホールド２にドレーン弁組立体３２を取り付けた例で説明したが、図１に示すようにインタークーラー６の給気通路の下端部に取り付けることもでき、また、給気マニホールド２とインタークーラー６の両方に取り付けることもできる。さらに、給気マニホールド２とインタークーラー６の間の給気連絡管１１に取り付けることも可能である。
【００２３】
（２）付勢手段は、コイルばね２７に限定されるものではなく、板ばね等の各種ばねあるいはゴム状弾性体を利用することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると、
（１）機関停止時は、ばね２７等の付勢手段によりドレーン通路２２を開くように構成しているので、機関停止時に給気系通路内の凝縮水を自動的に抜くことができ、従来のような手動によるドレーン抜き作業を省くことができる。
【００２５】
（２）機関停止時に自動的に給気系通路内の凝縮水を抜くことができるので、ウォーターハンマー現象を防止できると共に排気管からの凝縮水の飛散を防止できる。
【００２６】
（３）機関運転中は、給気系通路内に発生する給気圧によって自動的にドレーン通路２２を閉じるので、運転中における給気圧の低下を防ぎ、過給機による高出力、高速化等に対応した機関性能を維持することができる。
【００２７】
（４）ドレーン弁組立体３２を、インタークーラー６から給気マニホールド２に亘る給気系通路内に設け、給気系通路内の給気圧を利用してドレーン弁２０を閉じるようにしているので、たとえば運転状態を検知するための特別の検知機構や弁体を作動させるための油圧アクチュエータ等を備える必要はなく、構造が簡素で小形のドレーン弁２０提供することができる。これにより、製作コストの低減を図ることもできる。
【００２８】
（５）給気マニホールド２あるいはインタークーラー６等、給気系通路の構成部材とは別体にドレーン弁組立体３２を形成し、該ドレーン弁組立体３２を、給気マニホールド２等に形成しためねじ孔３１等の継手部に着脱自在に取り付けるようにしているので、給気マニホールド２等の加工は、従来の給気マニホールド２等に簡単なめねじ孔を施すだけでよく、給気マニホールド等の構造が複雑化しない。しかも、ドレーン弁組立体３２全体を給気マニホールド等に着脱できることにより、ドレーン弁組立体の点検、清掃及び取り替え等の作業を簡単に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例を示すディーゼル機関全体の平面略図である。
【図２】  機関停止時の状態を示す図１のドレーン抜き装置の縦断面拡大図である。
【図３】  機関運転時の状態を示す図１のドレーン抜き装置の縦断面拡大図である。
【図４】  本発明に係るドレーン抜き装置であって、機関停止時の状態を示す縦断面拡大図である。
【図５】  本発明に係るドレーン抜き装置であって、機関運転時の状態を示す縦断面拡大図である。
【符号の説明】
１  機関本体
２  給気マニホールド
３  排気マニホールド
５  過給機
６  インタークーラー
８  給気ポート
２１  弁孔
２２  ドレーン通路
２３  弁体
２７  コイルばね（付勢手段の一例）
３１  めねじ孔（継手部の一例）
３２  ドレーン弁組立体
３３  弁本体
【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】
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