(57)【要約】例えば、船舶に搭載されるディーゼル機関１であり、軸受破損検出具１３が具備されたものである。クランク軸３の軸部を支持する軸受７とクランクピン４が取り付けられるクランクアーム５との間の下方位置に、当該軸受７から落下する潤滑油を受けるとともに当該潤滑油に混入した軸受メタル１２の破片を回収し得る破片回収部材２１を配置したものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピストンがコネクティングロッドによりクランクピンにそれぞれ接続されるとともに複数の軸受を介して台板に支持されたクランク軸と、これら構成部材からなる機関本体部を覆うクランクケースと、当該クランクケースの下部に設けられて上記各軸受に供給された潤滑油を回収するオイルパンとを有するディーゼル機関であって、
上記クランク軸の軸部を支持する軸受とクランクピンが取り付けられるクランクアームとの間の下方に当該軸受から落下する潤滑油を受けるとともに当該潤滑油に含まれる固形物を回収し得る固形物回収部材を配置したことを特徴とする。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼル機関であって、
固形物回収部材を、クランクケース内にクランク軸と直交する方向で配置するとともに軸受を支持する台板側に保持部材を介して保持させたことを特徴とする。
【請求項３】
請求項１に記載のディーゼル機関であって、
固形物回収部材を、クランクケース内にクランク軸と直交する方向で配置するとともにオイルパン側に支持部材を介して支持させたことを特徴とする。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のディーゼル機関であって、
固形物回収部材をクランク軸と直交する鉛直面内で傾斜させたことを特徴とする。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のディーゼル機関であって、
固形物回収部材内に当該固形物を検出し得る検出センサを配置するとともに、この検出センサからの検出信号を入力して固形物を回収されたことを判断する固形物回収判断装置を具備したことを特徴とする。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のディーゼル機関を搭載したことを特徴とする船舶。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載のディーゼル機関により発電機を駆動することを特徴とする発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、大型のディーゼル機関並びにこれを使用した船舶および発電設備に関し、特に、ディーゼル機関の軸受の損傷を検出し得るものに関するものである。
【背景技術】  大型のディーゼル機関は、図１３に示すように、複数のクランクピン１０１がそれぞれクランクアーム１０２を介して設けられたクランク軸１０３を有するとともに、このクランク軸１０３の両端部および隣接するクランクアーム１０２，１０２同士の中間軸部が、それぞれ軸受１０４を介して台板１１１側に支持されている。
そして、上記各軸受１０４は、図１４および図１５に示すように、台板１１１側に支持された下部胴体１０５と、キャップである上部胴体１０６と、これら両胴体１０５，１０６の内面に取り付けられた半円状の軸受用メタル（例えば、ホワイトメタルが使用される）１０７とから構成されている。
また、各軸受１０４には潤滑油が供給されており、下方に設けられたオイルパン１１２にて回収されるとともに、オイルポンプにより、フィルタを介して軸受に循環供給されている。
ところで、舶用等の大型ディーゼル機関においては、クランク軸が非常に長く、その台板１１１への据付け作業は慎重に行われるが、エンジン自体の容積当たりの出力の向上（高出力化）による軸受への負荷増大に伴い、据付の許容範囲が非常に厳しいため、据付に不良を招きやすくなっている。
据付に不良が生じた状況下でディーゼル機関が長く運転されると、軸受１０４が損傷することになり、具体的には、軸受用メタル１０７の一部が破損し、その破片は潤滑油とともにクランクアーム１０２との隙間から落下して、クランク軸１０３と軸受１０４との焼付きの発生につながる。
このように、軸受用メタル１０７が破損すると運転に支障が出るため、通常は、停船中に、クランクケース１０８の左舷側の側壁部１０８ａの下寄り位置に設けられた点検窓１０８ｂから内部を覗いて、またはクランクケース１０８内に入って、オイルパン１１２内に軸受用メタル１０７の破片が落下しているか否かを目視により監視をしていた。
この目視による監視によると、破片を見つけた場合、故障が生じていることは分かるが、破片が混入した潤滑油はオイルパン１１２内を移動しているため、どの箇所の軸受１０４が破損しているかまでを特定することができない。
そこで、従来、作業者がクランクケース１０８内に入り、クランクアーム１０２と軸受１０４との僅か１０ｍｍ程度の隙間から、隙間ゲージを挿入して、長年の経験と勘を頼りに、破損した箇所を特定していた。
しかし、このような作業を、狭いクランクケース１０８内で行うことは、非常に困難であるとともに、多くの時間を要するという問題があった。
そこで、本発明は、クランク軸の軸受の破損箇所を容易に特定し得るディーゼル機関並びにこれを使用した船舶および発電設備を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明のディーゼル機関は、複数のピストンがコネクティングロッドによりクランクピンにそれぞれ接続されるとともに複数の軸受を介して台板に支持されたクランク軸と、これら構成部材からなる機関本体部を覆うクランクケースと、当該クランクケースの下部に設けられて上記各軸受に供給された潤滑油を回収するオイルパンとを有するディーゼル機関であって、
上記クランク軸の軸部を支持する軸受とクランクピンが取り付けられるクランクアームとの間の下方に当該軸受から落下する潤滑油を受けるとともに当該潤滑油に含まれる固形物を回収し得る固形物回収部材を配置したことを特徴とする。
また、本発明の他のディーゼル機関は、固形物回収部材を、クランクケース内にクランク軸と直交する方向で配置するとともに軸受を支持する台板側に保持部材を介して保持させたことを特徴とする。
また、本発明の他のディーゼル機関は、固形物回収部材を、クランクケース内にクランク軸と直交する方向で配置するとともにオイルパン側に支持部材を介して支持させたことを特徴とする。
また、本発明の他のディーゼル機関は、上記各固形物回収部材をクランク軸と直交する鉛直面内で傾斜させたことを特徴とする。
また、本発明の他のディーゼル機関は、上記各固形物回収部材内に固形物を検出し得る検出センサを配置するとともに、この検出センサからの検出信号を入力して固形物を回収されたことを判断する固形物回収判断装置を具備したことを特徴とする。
さらに、本発明は、上記各ディーゼル機関を搭載したことを特徴とする船舶である。
また、本発明は、上記各ディーゼル機関により発電機を駆動するようにしたことを特徴とする発電設備である。
上記ディーゼル機関の構成によると、軸受とクランクアームとの各間の下方に、固形物を回収し得る固形物回収部材を配置したので、例えば軸受の破損により軸受メタルの破片などの固形物が固形物回収部材に回収された場合、保守点検時に、作業者が点検窓からクランクケース内を点検した際に、固形物回収部材に残った破片などの固形物を見つけるができ、軸受が損傷したことを知るとともに、その固形物が発見された固形物回収部材の位置により、損傷した軸受を特定することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の第１の形態に係るディーゼル機関の斜視図、
図２は同ディーゼル機関の要部断面図、
図３は図２のＡ−Ａ断面図、
図４は本発明の第２の形態に係るディーゼル機関の要部断面図、
図５は図４のＢ−Ｂ断面図、
図６は図５のＣ−Ｃ矢視図、
図７は本発明の第３の形態に係るディーゼル機関の要部断面図、
図８は図７のＤ−Ｄ断面図、
図９は本発明の第４の形態に係るディーゼル機関の要部断面図、
図１０は図９のＥ−Ｅ断面図、
図１１は本発明の第５の形態に係るディーゼル機関の要部断面図、
図１２は図１１のＦ−Ｆ矢視図、
図１３は従来例のディーゼル機関の斜視図、
図１４は同ディーゼル機関の要部断面図、
図１５は図１４のＧ−Ｇ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明を、より詳細に説明するために、添付の図面に従って説明する。
まず、本発明の第１の形態に係るディーゼル機関を、図１〜図３に基づき説明する。
図１〜図３は、本発明の第１の形態に係るディーゼル機関の要部構造を示す図である。
本発明に係るディーゼル機関として、大型の舶用のものである場合について説明する。
図１〜図３に示すように、ディーゼル機関１は、複数のピストン（図示せず）を有するとともに、これら各ピストンがコネクティングロッド２を介して、回転力を取り出すためのクランク軸３に接続されている。
このクランク軸３は、各コネクティングロッド２に接続されるクランクピン４がそれぞれ左右のクランクアーム（１組のクランクアーム）５，５間で且つその回転軸心ａに対して偏心した位置で設けられたものであり、その両端軸部および隣接するクランクアーム５，５同士間の中間軸部３ａが、台板６に軸受（主軸受ともいう）７を介して支持されている。
そして、クランク軸３を支持する台板６の上部には、ピストンを収容するシリンダを有するシリンダヘッドが設けられ、コネクティングロッド２およびクランク軸３の両側を覆うクランクケース８およびその底部を覆うようにオイルパン９が設けられている。
上記クランクケース８の一方の側壁部（例えば、左舷側）８ａには、クランクピン４の位置に応じて、内部を目視し得る点検窓８ｂが複数個設けられている。
そして、上記各軸受（例えば、エンジン内部の中間軸受）７は、胴体（下部胴体とキャップである上部胴体とからなる）１１と、この胴体１１の内側に配置された２つ割りの軸受メタル１２とから構成されており、異常時、この軸受メタル１２の端の部分が摩耗して割れが発生するとともに、当該軸受メタル１２の破片が胴体１１から脱落する。
そこで、このディーゼル機関１には、上記点検窓８ｂからクランクケース８内を覗いて、潤滑油とともに落下した破片を回収して破損した軸受メタル１２を有する軸受７を特定し得る軸受破損検出具１３が具備されている。
この軸受破損検出具１３は、例えば軸受７を支持する台板６の横桁材６ａの下フランジ部６ｂの下方位置に且つ当該横桁材６ａに沿って配置されて、軸受７から落下する潤滑油を受けるとともに当該潤滑油に混入した（含まれる）破片（固形物）を回収する破片回収部材（固形物回収部材）２１と、この破片回収部材２１を上記横桁材６ａの下フランジ部６ｂに保持するためにクランク軸３と直交する方向で所定間隔を有して一対設けられた保持棒（保持部材）２２とから構成されている。
そして、上記破片回収部材２１は、クランク軸３と直交する方向で細長くされるとともに両端に壁部２１ａが設けられた断面がＶ字形状の樋状の容器とされ、さらにこの破片回収部材２１の中央底部の適所には複数の潤滑油排出用の穴部２１ｂが形成されている。勿論、この穴部２１ｂの大きさは、検出したい破片の最短長さよりも小さくされて、破片が引っ掛かるようにされている。
したがって、ディーゼル機関１の運転中に、軸受メタル１２の端部が摩耗して破片が発生した場合、この破片は軸受７に供給された潤滑油と一緒に落下して当該軸受７に対応して配置された破片回収部材２１内に入る。
この破片回収部材２１内に入った潤滑油は、その底部に形成された穴部２１ｂからクランクケース８のオイルパン９上に落下し、一方、潤滑油に混じっている破片については、当該破片回収部材２１内に留まり回収される。なお、オイルパン９上に落下した潤滑油は、フィルタを経た後、再度、オイルポンプにより各軸受に供給される。
このように、軸受７の破損により軸受メタル１２の破片が破片回収部材２１に回収された場合、保守点検時に、作業者が点検窓８ｂからクランクケース８内を点検した際に、破片回収部材２１に残った破片を見つけることができ、軸受７が損傷したことを知るとともに、その破片が発見された破片回収部材２１の位置により、損傷した軸受７を特定することができる。
すなわち、軸受７の軸受メタル１２が破損した場合には、点検窓８ｂから内部を点検するだけで、簡単に、軸受７の損傷を知ることができるとともに損傷した軸受７を特定することができる。
次に、本発明の第２の形態に係るディーゼル機関を、図面に基づき説明する。
なお、この第２の形態と第１の形態と異なる箇所は、軸受破損検出具の部分であるため、ここでは、この部分に着目して説明するとともに、他の構成部材については、第１の形態で説明した部品番号を用いて、その説明を省略する。
図４〜図６は、本発明の第２の形態に係るディーゼル機関の要部構造を示している。
図４〜図６に示すように、このディーゼル機関１における軸受破損検出具３１は、軸受（例えば、中間軸受）７を支持する台板６の横桁材６ａの下フランジ部６ｂの下方位置に且つ当該横桁材６ａに沿って配置されて、軸受７から落下する潤滑油を受けるとともに当該潤滑油に混入した破片（固形物）を回収する破片回収部材（固形物回収部材）３２と、この破片回収部材３２を上記横桁材６ａの下フランジ部６ｂに保持するためにクランク軸３と直交する方向で所定間隔を有して一対設けられた支持棒（支持部材）３３とから構成されている。
ところで、上記破片回収部材３２は、断面がＶ字形状の樋状の容器にされるとともに平面視形状がＬ字状にされている。すなわち、この容器は、クランク軸３と直交する方向で細長くされた潤滑油受け部３２ａとこの潤滑油受け部３２ａの端部に直交する方向で接続されて潤滑油をクランクピン４側（点検窓寄り）に導くためのガイド部３２ｂとから構成されている。
そして、上記潤滑油受け部３２ａの一端側（例えば、右舷側、すなわち点検窓とは反対側）は壁部３２ｃにされるとともにその他端部側に接続されたガイド部３２ｂの先端面は網目部（例えば、金網が用いられる）３２ｄにされている。
さらに、上記潤滑油受け部３２ａは点検窓８ｂ側が低くなるように傾斜され、またガイド部３２ｂの網目部３２ｄがクランクピン４側に、すなわち点検窓８ｂ側に向くようにされるとともにその先端が低くなるようにされている。
したがって、ディーゼル機関１の運転中に、軸受７における軸受メタル１２の端部が摩耗して破片が発生した場合、この破片は、やはり、当該軸受７に対応して配置された破片回収部材３２内に潤滑油とともに落下する。
この潤滑油は傾斜した潤滑油受け部３２ａ内をガイド部３２ｂ側に流れるとともに、その端面の網目部３２ｄからオイルパン９内に落下する。
そして、潤滑油に軸受メタル１２の破片が混入している場合には、網目部３２ｄにて回収される。
すなわち、点検窓寄りに破片が集るように工夫されているため、上述した第１の形態の構成よりも、点検窓８ｂから一層容易に破片を発見することができる。
次に、本発明の第３の形態に係るディーゼル機関を、図面に基づき説明する。
なお、この第３の形態と第１の形態と異なる箇所は、軸受破損検出具の部分であるため、この部分に着目して説明するとともに、他の構成部材については、第１の形態で説明した部品番号を用いてその説明を省略する。
図７および図８は、本発明の第３の形態に係るディーゼル機関の要部構造を示している。
図７および図８に示すように、このディーゼル機関１における軸受破損検出具４１は、軸受（例えば、中間軸受）７を支持する台板６の横桁材６ａの下フランジ部６ｂの下方位置に且つ当該横桁材６ａに沿って配置されて、軸受７から落下する潤滑油を受けるとともに当該潤滑油に混入した破片（固形物）を回収する破片回収部材（固形物回収部材）４２と、この破片回収部材４２を下方のオイルパン９上に支持するためにクランク軸３と直交する方向で所定間隔を有して一対設けられた支持棒（支持部材）４３とから構成されている。
なお、上記破片回収部材４２は、第１の形態と同様に、クランク軸３と直交する方向で細長くされるとともに両端に壁部４２ａが設けられた断面がＶ字形状の樋状の容器とされ、さらにこの破片回収部材４２の中央底部の適所には複数の潤滑油排出用の穴部４２ｂが形成されている。勿論、この穴部４２ｂの大きさについても、検出したい破片の最短長さよりも小さくされて、破片が引っ掛かるようにされている。
したがって、ディーゼル機関１の運転中に、軸受７における軸受メタル１２の端部が摩耗して破片が発生した場合、この破片は、やはり、当該軸受７に対応して配置された破片回収部材４１内に回収されることになり、上述した第１の形態と同様の効果が得られる。
次に、本発明の第４の形態に係るディーゼル機関を、図面に基づき説明する。
なお、この第４の形態と第１の形態と異なる箇所は、軸受破損検出具の部分であるため、この部分に着目して説明するとともに、他の構成部材については、第１の形態にて説明した部品番号を用いてその説明を省略する。
図９および図１０は、本発明の第４の形態に係るディーゼル機関の要部構造を示している。
図９および図１０に示すように、このディーゼル機関における軸受破損検出具５１における破片回収部材５２は、横桁材６ａの下方位置（ディーゼル機関における左右の２箇所）において、オイルパン９の傾斜側壁部９ａの上部から吊持具５３を介して吊り下げられた長方形状の枠材（例えば、針金が用いられる）５２ａと、断面がＶ字形状に形成された金網５２ｂとから構成されている。
この場合も、軸受７における軸受メタル１２の破片が潤滑油と一緒に破片回収部材５２内に落下した場合、破片だけが回収されるため、やはり、上述した第１の形態と同様の効果が得られる。
次に、本発明の第５の形態に係るディーゼル機関を、図面に基づき説明する。
この第５の形態に係るディーゼル機関は、上述した第２の形態に係る軸受破損検出具の破片回収部材に軸受メタルの破片が回収された場合、そのことを自動的に検出し得るようにしたものであり、したがって、本説明においては、第２の形態にて説明した軸受破損検出具に基づき、その部分に着目して説明する。
図１１および図１２は、本発明の第５の形態に係るディーゼル機関の要部構造を示している。
すなわち、ディーゼル機関１の軸受破損検出具６１は、第２の形態で説明した破片回収部材３２のガイド部３２ｂの直ぐ上方に配置された金属検出用の検出センサ（例えば、渦電流検出センサが用いられる）６２が配置されるとともに、これら各検出センサ６２にて検出された信号を入力することにより当該破片回収部材３２内に破片が落下し回収されたことを判断する破片回収判断装置６３が設けられたものである。
この破片回収判断装置６３は、例えば固形物すなわち破片がない状態の出力信号と、破片がその検出範囲に入った場合のセンサ出力信号との比較により、判断を行うものである。
具体的には、出力信号の変化量と時間データとを蓄積しておき、その経過を見ることにより判断が行われる。
なお、この破片回収判断装置６３にて破片が検出された場合に、警報信号を出力するようにしてもよく、また光、音、表示など人間が識別し得る情報を用いてもよい。
ところで、上記各形態において、破片回収部材としての容器の断面形状をＶ字形としたが、これに限定されるものではなく、例えば半円形であってもよい。
さらに、本発明の他の形態としては、上述した各形態で説明したディーゼル機関を搭載した船舶であってもよく、さらには、上述した各形態に係るディーゼル機関により駆動される発電機とからなる発電設備であってもよい。
【図１】
2005100770.tif 000002
【図２】
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【図３】
2005100770.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005100770.tif 000009
【図９】
2005100770.tif 000010
【図１０】
2005100770.tif 000011
【図１１】
2005100770.tif 000012
【図１２】
2005100770.tif 000013
【図１３】
2005100770.tif 000014
【図１４】
2005100770.tif 000015
【図１５】
2005100770.tif 000016
【国際調査報告】
2005100770.tif 000017
2005100770.tif 000018