JPS636442Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼルエンジンの燃料加熱装置に
関する。

周知のように、主に軽油からなるデイーゼル燃
料が低温下に置かれると、該燃料中のワツクス成
分が析出することがある。デイーゼルエンジンに
あつては、ガソリンエンジン等と同様に燃料中の
不純物を除去する燃料フイルター装置が燃料供給
系内に介設されるが、この燃料フイルター装置よ
り上流側の燃料供給系において上記のようなワツ
クス成分の析出があると、析出したワツクス成分
はこの燃料フイルター装置のフイルターエレメン
トに捕捉されて該フイルターエレメントを急速に
目詰まりさせる。このような目詰まりが生じる
と、燃料の流れが該燃料フイルター装置において
阻害され、エンジンの正常な運転が不可能とな
る。

そこで例えば実開昭50−88717号公報に示され
るように、燃料フイルター装置に送られる燃料を
加熱することによつて、ワツクス成分の析出を防
止する燃料加熱装置が従来から提供されている。

しかし従来の燃料加熱装置は、オイルフイルタ
ー装置の周囲等に電気発熱体を装備したり、エン
ジン冷却水やエンジン潤滑オイル等の熱流体が流
される熱交換器に燃料を流通させるようにしたも
ので、すなわち、燃料加熱用としての熱交換器に
熱流体であるエンジン冷却水やエンジン潤滑オイ
ル等を流通させるようにしたもので、新たに面倒
な電気配線作業や熱流体用の配管作業を必要とす
るものであつた。

前述したようなワツクス成分の析出は寒冷地に
おいて生じるものであり、デイーゼルエンジンが
特別な寒冷地以外で使用される限りは上記のよう
な燃料加熱装置も不要である。したがつて、この
燃料加熱装置は通常のエンジンに対してオプシヨ
ン設定で簡単に取り付けられうるものが最適であ
ることは言うまでもなく、本考案はそのようにエ
ンジンに簡単に装着されうる燃料加熱装置を提供
することを目的とするものである。

本考案のデイーゼルエンジンの燃料加熱装置
は、従来より潤滑オイルとエンジンの冷却水が流
通されオイルをエンジン冷却水によつて冷却する
オイル冷却用熱交換器がエンジンに装備されるこ
とが多いことに着目し、また、エンジン内部の通
路を流れる潤滑オイルやエンジン冷却水は、燃料
に比べると燃焼熱を受けやすいので昇温期間が短
いことに着目して得られたものであり、燃料通路
を有する燃料加熱用熱交換器を、この燃料通路に
隣接してオイルまたは冷却水の少なくとも一方が
流通する状態で上記オイル冷却用熱交換器と一体
にエンジンに取り付けたことを特徴とするもので
ある。すなわち構造的にはオイル冷却用熱交換器
のための熱流体通路が形成されていた所に熱交換
器が追加設置された形となるので熱流体の供給配
管を新たに設ける必要がなく、新たな配管作業と
しては、燃料フイルター装置に接続されていた燃
料供給通路を、上記燃料加熱用熱交換器が介設さ
れるように配管し直す作業が必要となるだけであ
る。

以下、図面を参照して本考案の実施例について
詳しく説明する。

第１図は本考案の第１実施例によるデイーゼル
エンジンの燃料加熱装置を示すものであり、第２
図はその断面図である。なお第２図においては熱
交換器下部を90゜回転させて図示してある。第１
図に示されるようにエンジンのシリンダブロツク
あるいはシリンダヘツド等のエンジン本体１には
取付ブラケツト２がボルト等によつて固定され、
該取付ブラケツト２にオイルフイルター３、オイ
ル冷却用熱交換器４および燃料加熱用熱交換器５
が取り付けられている。

取付ブラケツト２は各々一端が側面２ａに開口
し他端が上面２ｂに開口するオイル流入孔６とオ
イル流出孔７とを有し、該取付ブラケツト２の側
面２ａがエンジン本体１に固定されたとき、オイ
ル流入孔６は、エンジン本体１のブラケツト取付
面１ａに開口してエンジン本体１内のオイル通路
高圧部に連通するオイル供給通路８と連通し、一
方オイル流出孔７は、同様にブラケツト取付面１
ａに開口してエンジン本体１内のオイル通路低圧
部に連通するオイル戻し通路９に連通するように
なつている。

第２図に示すようにオイルフイルター３は、缶
状のフイルターケース１０内に略円筒状のフイル
ターエレメント１１を収容してなり、その底面中
央には、先端部外周面に雄ネジ１２ａが設けられ
た中空の取付ボルト１２が固着されている。オイ
ル冷却用熱交換器４は隔壁４ａによつて内部空間
が細かく仕切られた要素２個が上下方向に積層さ
れてなるものであり、その中央部には貫通孔が設
けられている。また燃料加熱用熱交換器５も上記
オイル冷却用熱交換器４の要素と同構造の要素か
らなるものであり、これら両熱交換器４，５は、
前記オイルフイルター３がその取付ボルト１２を
オイル流入孔６の大径の開口部内周面に形成され
た雌ネジ２ｃに螺合、締結させて取付ブラケツト
２に固定される際に、上記中央の貫通孔に該取付
ボルト１２を通してこのオイルフイルター３とと
もに、該取付ブラケツト２に共締め固定される。

このようにオイルフイルター３、熱交換器４，
５が一体的に取付ブラケツト２に固定されると、
オイルフイルター３のフイルターエレメント１１
内側は中空の取付ボルト１２を介してオイル流入
孔６と連通する。したがつてエンジン本体１内の
オイル通路高圧部から供給されるエンジン潤滑オ
イルは、第２図中実線の矢印で示すようにフイル
ターエレメント１１の内側から外側に浸透通過
し、該オイルに含まれていた不純物が該フイルタ
ーエレメント１１に捕捉される。

フイルターエレメント１１の内側から外側に通
過して清浄化された潤滑オイルは、フイルターケ
ース１０の底面に設けられた連通孔１０ａからフ
イルターケース１０外に流出し、オイル冷却用熱
交換器４の環状の当接部（突出部）４ｂとフイル
ターケース１０底面との間に画成された空間１４
から、連通孔４ｃを通つて該熱交換器４の潤滑オ
イル通路４ｄ内に流入する。この潤滑オイル通路
４ｄは隔壁４ａによつて仕切られた平たい小室が
連通孔４ｆによつて部分的に連通する状態に形成
されてなるものであり、潤滑オイルはこの潤滑オ
イル通路４ｄ内を迂流した後、連通孔４ｇからオ
イル冷却用熱交換器４外に流出する。上記隔壁４
ａによつて潤滑オイル通路４ｄと仕切られた部分
は、積層小室が連通孔４ｈによつて部分的に連通
されて冷却水通路４ｋが形成され、該冷却水通路
４ｋの一端には冷却水流入孔１５が、そして他端
には冷却水流出孔１６が連通されている。冷却水
流入孔１５、流出孔１６はそれぞれ、図示しない
配管によつてエンジン冷却水通路の高圧部、低圧
部に連通され、したがつてエンジン冷却水は第２
図中破線の矢印で示すように冷却水流入孔１５か
ら上記冷却水通路４ｋ内に流入し、該通路４ｋ内
を流れて冷却水流出孔１６から流出する。このと
き、エンジン潤滑オイルは隔壁４ａを介して該冷
却水と熱交換が行なわれ、潤滑オイルが冷却水よ
りも高温のとき（例えば80℃以上のとき）は冷却
水によつて冷却される。それによつて潤滑オイル
の温度上昇が抑えられ、オイル粘度の必要以上の
低下、油性の劣化が防止される。

前述のように連通孔４ｇからオイル冷却用熱交
換器４外に流出した潤滑オイルは、該オイル冷却
用熱交換器４の下端部の環状の当接部（突出部）
４ｌと、該当接部４ｌに当接する燃料加熱用熱交
換器５の上端部の環状の当接部（突出部）５ｂと
の間に画成された空間１７から、連通孔５ｃを通
つて該熱交換器５の潤滑オイル通路５ｄ内に流入
する。この潤滑オイル通路５ｄは前記オイル冷却
用熱交換器４の潤滑オイル通路４ｄと同様に形成
されており、流入した潤滑オイルは連通孔５ｅを
通過して該潤滑オイル通路５ｄを迂流し、下端部
の環状の当接部（突出部）５ｇの内側に形成され
た連通孔５ｈから熱交換器５外に流出する。該当
接部５ｇと取付ブラケツト２との間に画成された
空間１８に流出した潤滑オイルは、オイル流入孔
６のまわりに形成された環状溝２ｄに開口したオ
イル流出孔７に流入し、エンジン本体１内のオイ
ル通路に還流する。隔壁５ａによつて潤滑オイル
通路５ｄと仕切られた部分は、積層小室が連通孔
５ｋによつて部分的に連通されて燃料通路５ｌと
され、該通路５ｌの一端には燃料流入孔１９が、
そして他端には燃料流出孔２０が連通されてい
る。

第３図は上記燃料流入孔１９および燃料流出孔
２０に接続される燃料供給系を示すものである。
この第３図に示されるように、燃料タンク（図示
せず）内のデイーゼル燃料は配管２１を介して電
磁切換弁２３に送られる。配管２１にはセジメン
タ２２が介設されており、燃料中に混入している
水分が該セジメンタ２２において分離される。電
磁切換弁２３の弁体２３ａが固定されたプランジ
ヤ２３ｂを駆動するソレノイド２３ｃは、直列に
配された温度スイツチ２４およびキースイツチ２
５を介してバツテリ電源２６に接続されている。
電磁切換弁２３の一方の流出孔２３ｄは配管２７
を介して燃料フイルター２８に連通され、該燃料
フイルター２８は配管２９を介して燃料噴射ポン
プ３０に連通されている。電磁切換弁２３の他方
の流出孔２３ｅは配管３１を介して前記燃料加熱
用熱交換器５の燃料流入孔１９に連通され、該熱
交換器５の燃料流出孔２０には配管３２が接続さ
れ該配管３２は配管２７に連通されている。

ソレノイド２３ｃが励磁されないとき、プラン
ジヤ２３ｂは第３図図示の位置にあり、したがつ
てセジメンタ２２を通過した燃料は燃料加熱用熱
交換器５の前記通路５ｌは流通して燃料フイルタ
ー２８に送られる。このように燃料加熱用熱交換
器５を流通する際に燃料は、隔壁５ａを介して、
エンジン燃焼熱の影響を受けて該燃料より高温に
なつている潤滑オイルによつて加熱されるので、
若し該燃料中にワツクス成分が析出していればそ
のワツクス成分は溶融され、また該熱交換器５下
流でのワツクス成分析出も防止される。したがつ
て燃料フイルター２８には、ワツクス成分が析出
していない燃料が送られるようになり、該燃料フ
イルター２８のフイルターエレメントが、析出し
たワツクス成分によつて目詰まりを起こすことが
防止される。温度スイツチ２４は電磁切換弁２３
に送られる燃料の温度を検出し、その温度に応じ
て開閉するものであり、燃料温度が、ワツクス成
分析出が生じない程に十分に高い（例えば約30〜
40℃以上）場合に閉じる。したがつてそのように
ワツクス成分析出の危険性が無い場合（勿論なが
らエンジンが運転されてキースイツチ２５も閉じ
ている場合）には、ソレノイド２３ｃが通電励磁
され、プランジヤ２３ｂが図中上方に引き上げら
れる。したがつて燃料は上記熱交換器５を通過せ
ず配管２７を介して直接燃料フイルター２８に送
られる。

上記燃料加熱用熱交換器５は、オイルフイルタ
ー３として取付ボルト１２が長いタイプのものを
使用することにより、あるいは該取付ボルト１２
を長いものと交換すること等により簡単に、オイ
ル冷却用熱交換器４と一体的に、オイルフイルタ
ー３と取付ブラケツト２との間に挟持され、燃料
加熱用の熱流体（本実施例では潤滑オイル）とし
てオイル冷却用熱交換器４の熱流体を使用するか
ら該熱流体用の配管を新たに設ける必要がない。

以上説明した実施例は、オイル冷却用熱交換器
がエンジン本体外部に取り付けられるデイーゼル
エンジンに本考案を適用したものであるが、比較
的大型のデイーゼルエンジン等においてはオイル
冷却用熱交換器がエンジンのウオータジヤケツト
内に配設されることもあり、本考案はそのような
タイプのデイーゼルエンジンに対しても適用可能
となつている。第４図、第５図は、そのようなデ
イーゼルエンジンに適用される本考案の第２実施
例を示すものである。

第４図に示されるようにエンジン本体を構成す
るシリンダブロツク５０の側部には、取付ブラケ
ツト５１が固定され、該取付ブラケツト５１には
前記第１実施例におけるオイルフイルター３と同
様のオイルフイルター５２が支持されている。第
５図の平断面図に示されるように取付ブラケツト
５１は、シリンダブロツク５０内のウオータジヤ
ケツト（冷却水通路）５０ａに開口するようにシ
リンダブロツク５０側壁に開設された開口５０ｂ
を、外側から閉塞するように取り付けられてい
る。取付ブラケツト５１の内壁には燃料加熱用熱
交換器５３が固定され、この燃料加熱用熱交換器
５３にはさらにオイル冷却用熱交換器５４が一体
的に固定されている。オイル冷却用熱交換器５４
は、シリンダブロツク５０のウオータジヤケツト
内壁５０ｃに当接して該シリンダブロツク５０内
に設けられたオイル供給通路５５とオイル戻し通
路５６にそれぞれ連通するオイル流入管５７とオ
イル流出管５８、およびこれらの周囲に固定され
た放熱フイン５９とからなるものであり、オイル
流入管５７からオイルフイルター５２に流れる潤
滑オイルおよびオイルフイルター５２において清
浄化された後オイル流出管５８を還流する潤滑オ
イルが、ウオータジヤケツト５０ａ内を流れるエ
ンジン冷却水と熱交換されるようになつている。

以下、この潤滑オイルとエンジン冷却水の熱交
換について、第６図を参照して説明する。この第
６図は、デイーゼルエンジンにおけるエンジン冷
却水、潤滑オイルおよび燃料の一般的な昇温特性
を示している。エンジン冷却水は燃焼室の周囲を
流れるだけに燃焼熱の影響を受けやすく、潤滑オ
イルよりも昇温が早い。そしてサーモスタツト開
弁後、開弁過渡時のオーバーシユート期間を過ぎ
てラジエータで冷却されるようになると、さほど
昇温しない。一方潤滑オイルは、シリンダブロツ
ク、シリンダヘツド、クランク室の温度や各部の
摺動熱を受けるが、燃焼熱は間接的に受けるた
め、エンジン冷却水に比べると昇温は遅い。しか
しながら、この潤滑オイルは時間経過とともに昇
温して行き、途中からエンジン冷却水よりも高温
となる。したがつて、潤滑オイル温度が冷却水温
度よりも低い過渡期間（第６図の時間t₁よりも前
の期間）中は、潤滑オイルは熱交換器５４におい
てエンジン冷却水により加熱され、高くなつてい
たオイル粘度が下げられてその潤滑性能が向上す
る。そして第６図の時間t₁を経過して潤滑オイル
温度が冷却水温度よりも高くなると、この潤滑オ
イルは熱交換器５４においてエンジン冷却水によ
り冷却され、オイル粘度の必要以上の低下、およ
び油性劣化が防止される。

燃料加熱用熱交換器５３は、平たい小室状の燃
料通路５３ａと、該燃料通路５３ａ内を延びて前
記オイル流入管５７およびオイル流出管５８に
各々連通するとともに取付ブラケツト５１のオイ
ル流入通路５１ａ、オイル流出通路５１ｂに連通
するオイル流入通路５３ｂ、オイル流出通路５３
ｃとを備えてなるものであり、上記燃料通路５３
ａには燃料流入孔６０および燃料流出孔６１が連
通されている。

上記燃料流入孔６０および燃料流出孔６１に
は、例えば第３図に示されるような燃料供給系が
接続され、デイーゼル燃料はその温度が低い場
合、この燃料加熱用熱交換器５３を通してから燃
料フイルターに送られる。該熱交換器５３内の燃
料通路５３ａを流れる燃料は、ウオータジヤケツ
ト５０ａ内を流れるエンジン冷却水によつて周囲
から加熱されるとともに、該燃料通路５３ａ内の
オイル流入通路５３ｂおよびオイル流出通路５３
ｃを流れる潤滑オイルによつて加熱される。つま
り、燃料はエンジン本体の外部に取り付けられた
燃料噴射ポンプや配管内を流れるため燃焼熱の影
響を受け難く、主に外気温によつて温度が左右さ
れるので、通常は第６図図示の通りエンジン冷却
水および潤滑オイルよりも低温である。したがつ
て燃料は、上述のようにエンジン冷却水および潤
滑オイルの双方によつて加熱される。このように
して燃料が加熱されることにより、該燃料中のワ
ツクス成分の析出が防止されるとともに、析出し
ていたワツクス成分は溶融され、該熱交換器５３
下流の燃料フイルターにおけるフイルターエレメ
ントの目詰まりが防止される。

この第２実施例においても、燃料加熱用熱交換
器５３はオイル冷却用熱交換器５４と一体的に形
成されているから、燃料加熱用の熱流体の配管を
新たに設けることなく燃料加熱が可能となつてい
る。

以上詳細に説明した通り本考案のデイーゼルエ
ンジンの燃料加熱装置は、オイル冷却用熱交換器
と一体的に設けた燃料加熱用熱交換器によつて燃
料を加熱するようにしたから、燃料加熱用の熱流
体の配管を新たに設ける必要がなく、燃料供給配
管を若干改造するのみで簡単にエンジンに装備さ
れるようになつており、オプシヨン設定の燃料加
熱装置として最適のものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す側面図、第
２図は上記第１実施例の縦断面図、第３図は上記
第１実施例の燃料加熱装置を組み込んだ燃料供給
系を示す系統図、第４図は本考案の第２実施例を
示す斜視図、第５図は上記第２実施例の平断面
図、第６図は本考案に係るエンジン冷却水、潤滑
オイルおよび燃料の昇温特性例を示すグラフであ
る。 １……エンジン本体、４，５４……オイル冷却
用熱交換器、４ｄ，５ｄ……潤滑オイル通路、４
ｋ……冷却水通路、５，５３……燃料加熱用熱交
換器、５ｌ，５３ａ……燃料通路、１５……冷却
水流入孔、１６……冷却水流出孔、１９，６０…
…燃料流入孔、２０，６１……燃料流出孔、５０
……シリンダブロツク、５０ａ……ウオータジヤ
ケツト、５７……オイル流入孔、５８……オイル
流出孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 潤滑オイル通路を有するオイル冷却用熱交換
   器が、該潤滑オイル通路に隣接してエンジンの
   冷却水が流通する状態で取り付けられたデイー
   ゼルエンジンにおいて、燃料通路を有する燃料
   加熱用熱交換器を、該燃料通路に隣接してオイ
   ルおよび冷却水の少なくとも一方が流通する状
   態で上記オイル冷却用熱交換器と一体的にエン
   ジンに取り付けるとともに、該燃料加熱用熱交
   換器を介して燃料フイルターに燃料を供給する
   燃料供給通路を形成してなるデイーゼルエンジ
   ンの燃料加熱装置。 (2) 前記オイル冷却用熱交換器および燃料加熱用
   熱交換器を、オイル流入孔およびオイル流出孔
   を有してエンジンに取り付けられる取付ブラケ
   ツトと、オイルフイルターのフイルターケース
   との間に一体的に挟持させ、前記取付ブラケツ
   トのオイル流入孔から流入したオイルがオイル
   フイルターおよび両熱交換器を通過してオイル
   流出孔に至るオイル通路を形成したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のデ
   イーゼルエンジンの燃料加熱装置。 (3) 前記オイル冷却用熱交換器をエンジンのウオ
   ータジヤケツト内に配設し、燃料加熱用熱交換
   器を該オイル冷却用熱交換器と一体的にウオー
   タジヤケツト内に配設したことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のデイーゼル
   エンジンの燃料加熱装置。