CN104487665B - 油分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种油分离器，其与粒径的大小无关而高效地回收窜漏气体中的油雾。具备被供给内燃机的窜漏气体的供给空间，沿着气体供给方向配置有多个旋风分离器型的油分离单元，所述油分离单元具有被供给来自该供给空间的窜漏气体的圆筒状的圆筒箱部，越是配置在气体供给方向的上游侧则油分离单元的圆筒箱部的内径设定为越大。

Description

油分离器
技术领域
本发明涉及从窜漏气体中分离油雾的油分离器。
背景技术
发动机在运转时导入到燃烧室的混合气体的一部分的未燃烧混合气体从活塞和汽缸的间隙中泄漏到曲轴箱内。这样泄漏的气体被称为窜漏气体，在法律上禁止将窜漏气体作为废气直接排出到大气中。因此窜漏气体经由PCV(Positive CrankcaseVentilation：曲轴箱强制通风)通路再次回流到进气口侧，与新的混合气体一起导入到燃烧室内并在燃烧室内燃烧。
发动机油等的润滑油变成油雾存在于窜漏气体中，如果使包含油雾的窜漏气体回流到进气口，则在PCV通路、进气口周边附着油，故不优选。于是，作为收集窜漏气体中的油雾的机构，在汽缸头盖的内侧、PCV通路的中途设有油分离器。
在专利文献1中公开了使用了多个旋风分离器的油分离器。该油分离器将从气体导入口流入的窜漏气体经由整流室而导入到排成一列的多个旋风分离器内。通过由在旋风分离器的内部中产生的回旋气流形成的离心力，窜漏气体中的油雾被凝聚，从而进行收集。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-221857号公报
发明内容
在窜漏气体中包含各种粒径的油雾。在专利文献1中公开的油分离器中，窜漏气体导入口存在于端部上，从气体导入口到排成一列的各旋风分离器为止的距离不同。另外，在气体导入口附近存在很多粒径大的油雾，随着远离气体导入口，存在的油雾的粒径变小。这是粒径大的油雾其质量较大的原因。因此，在离气体导入口近的旋风分离器中收集很多粒径大的油雾，如果离气体导入口变远，则被旋风分离器收集的油雾的粒径变小。如此，由于被各旋风分离器收集的油雾的粒径不同，因此导致了各旋风分离器的收集效率存在差别，存在不能高效地收集油雾这样的问题。
另外，在专利文献1中公开的油分离器中，窜漏气体排出口存在于与气体导入口相反一侧的端部上，因此，导致了从各旋风分离器中吸出并排出分离了油雾之后的窜漏气体时的排出效率产生偏差。这是由于窜漏气体的排出是通过负压来完成的，因此，离气体排出口的距离越远的旋风分离器其排出窜漏气体的力会越下降。因此，存在作为油分离器整体的排出效率变差这样的问题。
本发明的目的是合理地构成油分离器，该油分离器与粒径的大小无关而高效地回收窜漏气体中的油雾。
本发明的特征在于，具备被供给内燃机的窜漏气体的供给路径，沿着气体供给方向配置有多个旋风分离器型的油分离单元，所述油分离单元具有被供给窜漏气体的圆筒箱部，并且，与配置在所述供给路径的气体供给方向的上游侧的所述油分离单元的圆筒箱部的内径相比，配置在比该油分离单元更靠气体供给方向的下游侧的所述油分离单元的圆筒箱部的内径设定为更小。
窜漏气体中包含的雾之中粒径小的与粒径大的相比具有如下特性：容易地在气体中浮游，并与气体一起移动较长的距离。相对于此，粒径大的雾与粒径小的相比，不能移动较长的距离。另外，在供给路径中，气体供给方向的上游侧的气体的流速较快，越靠下游侧气体的流速越下降。
由这样的理由考虑，在供给路径的气体供给方向上的上游侧上配置规定的内径的圆筒箱部的油分离单元，在气体供给方向上的下游侧上配置内径比规定内径更小的圆筒箱部的油分离单元，从而能够向上游侧的圆筒箱部的内部吸引粒径大的雾、向下游侧的圆筒箱部的内部吸引粒径小的雾。由此，能够在上游侧的油分离单元中进行粒径大的雾的分离，能够在下游侧的油分离单元中进行粒径小的雾的分离。
因而，构成了与粒径的大小无关而高效地回收窜漏气体中的油雾的油分离器。
本发明也可以进行如下配置：所述供给路径由能够供窜漏气体流通的供给空间构成，多个所述油分离单元的圆筒箱部的轴心以相互平行的姿态而呈各个轴心与所述气体供给方向正交的姿态设定，在所述气体供给方向上配置在下游侧的所述油分离单元的圆筒箱部上形成的吸入口配置在比配置在上游侧的所述油分离单元的圆筒箱部的外壁更向所述供给空间侧延伸的位置上。
由此，将在供给空间流动的窜漏气体直接供给给多个油分离单元的吸入口并实现油的分离。
另外，多个所述油分离单元也可以以越是所述气体供给方向的下游侧的所述油分离单元而越向与所述气体供给方向不同的方向突出的方式进行配置。
由此，在多个油分离单元之中，也容易地对下游侧的油分离单元供给在供给空间中流动的窜漏气体。
附图说明
图1是油分离器的纵剖侧视图。
图2是将油分离器的各部分展开表示的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[基本结构]
如图1及图2所示，油分离器具备：气体供给部A；四个旋风分离器型的油分离单元B，其对来自该气体供给部A的窜漏气体中包含的油雾进行分离；油回收部C，其对由油分离单元B收集到的油进行回收；以及气体排出部D，其送出在油分离单元B中被分离出油雾的窜漏气体。
该油分离器为插装在使在作为内燃机的发动机E的曲轴箱中产生的窜漏气体返回发动机E的进气系统的路径上的设备，且具有如下功能：通过使窜漏气体从气体供给部A经由四个油分离单元B而向气体排出部D流动，由此四个油分离单元B对窜漏气体中包含的油雾进行分离并收集，使其液滴化并向油回收部C中回收，从而排出到发动机E的油盘等。
[油回收结构]
气体供给部A的整体为箱状，其一端具有气体供给口1，并且在水平姿态的中间壁2的上侧形成有作为供给路径的供给空间As，所述供给空间As沿着气体供给方向F向水平方向输送来自气体供给口1的窜漏气体。
四个油分离单元B具有如下结构：在以纵向姿态的轴心为中心的圆筒状的圆筒箱部5的下部位置上一体形成有以轴心为中心而越靠下侧直径越小的圆锥部6。在圆筒箱部5的侧面上形成有气体吸入口5A，在圆筒箱部5的上部具备与轴心呈同轴心的排出筒7，在圆锥部6的下端上形成有送出油的排油孔6A。
在油分离单元B中发挥如下的功能：通过利用负压生成从排出筒7向气体排出部D排出窜漏气体的流动，由此使从气体吸入口5A吸入的窜漏气体在圆筒箱部5的内部回旋并输送到圆锥部6中，从而在该圆锥部6中使油雾凝聚并进行收集。另外，为了使吸入的窜漏气体在圆筒箱部5的内部回旋，形成在多个圆筒箱部5上的气体吸入口5A以使窜漏气体朝向圆筒箱部5的内周的方式在切线方向上，呈朝向气体供给方向F的上游侧的姿态敞开。另外，四个气体吸入口5A以在气体供给方向F上不被上游侧的圆筒箱部5妨碍吸入的方式，配置成越靠下游侧越向供给空间As的方向延伸。
多个油分离单元B在各自的圆筒箱部5与所邻接的圆筒箱部5彼此之间连结的状态下，相对于气体供给部A的中间壁2而与圆筒箱部5一体地形成。此外，也可以使该多个油分离单元B与气体供给部A分离地构成，也可以使多个油分离单元B与油回收部C一体地形成。
油回收部C整体为箱状，在倾斜姿态的底壁10的低水平侧的端部上形成有送出油的油排出口11。气体排出部D整体为箱状，在下侧形成有隔壁13，在端部上形成有气体排出口14。此外，气体排出口14位于气体供给部A的气体供给方向F的下游侧的端部上。
该油分离器以在油回收部C的上部重叠气体供给部A、在其上部叠合气体排出部D的形态进行组装。由此，圆筒箱部5的气体吸入口5A与供给空间As连通，圆锥部6的排油孔6A与油回收部C连通，排出筒7的上端与气体排出部D连通。此外，油分离单元B的多个排出筒7一体地形成在气体排出部D的隔壁13上。
[油分离单元]
在本发明的油分离器中，以四个油分离单元B的轴心为中心的半径被设定成不同的值。即，在四个油分离单元B之中将最大径的油分离单元B配置在向供给空间As输送窜漏气体的气体供给方向F上的最上游位置，将比这个更小径的油分离单元B配置在气体供给方向F上的下游侧，从而多个油分离单元B的圆筒箱部5的内径设定为越是配置在气体供给方向F的上游侧而越大。
在如此配置的四个油分离单元B之中，从在气体供给方向F上的最上游位置的油分离单元起到下游的油分离单元标以附图标记B1、B2、B3、B4。
[油雾的收集方式]
窜漏气体中包含的雾之中粒径小的与粒径大的相比具有如下特性：容易地在气体中浮游，并与气体一起移动较长的距离。相对于此，粒径大的雾与粒径小的相比，不能移动较长的距离。旋风分离器型的油分离单元的结构为，使供给到圆筒状的圆筒箱部5的内部空间的窜漏气体从圆筒箱部5开始而在圆锥部6的内部回旋，由此凝聚分离雾并进行收集，并从排油孔6A向油回收部C排出，因此，需要使气体回旋所需的规定的流速。
另外，通过窜漏气体从气体供给口1向气体排出口14流动，由此在供给空间As中窜漏气体相对于该供给空间As向气体供给方向F流动。窜漏气体的流速越靠气体供给方向F的上游侧越高，而越靠下游侧其流速越低。因而，雾之中粒径大的越难以到达供给空间As的下游侧，被上游侧的油分离单元B吸引。另外，雾之中粒径小的越容易流动到下游侧，被下游侧的油分离单元B吸引。
从这样的理由考虑，将内径不同的四个油分离单元B(B1、B2、B3、B4)沿着气体供给方向F，依次按照从内径大的开始向内径小的顺序进行配置。多个油分离单元B以吸入窜漏气体之际所邻接的圆筒箱部5不妨碍气体的吸入的方式，配置成越靠下游侧而越向供给空间As的方向(与气体供给方向F不同的方向)突出。
由此，不会被邻接的圆筒箱部5妨碍，相对于多个气体吸入口5A高效地吸入气体，并且，在内径大的油分离单元B中使圆筒箱部5的内部的气体以设定速度回旋，从而良好地收集粒径大的雾。另外，在内径小的油分离单元B中，虽然从气体吸入口5A向圆筒箱部5的内部供给时的气体的速度为低速，但在吸引到圆筒箱部5的内部之后由于内径较小因此提高气体的流速，从而进行粒径小的雾的收集。
即，考虑到在供给空间As的内部的窜漏气体的流速的分布和雾的粒径的对应关系，沿着供给空间As中的气体供给方向F，并排地配置有从内径大的油分离单元B到内径小的油分离单元B。由此，在气体供给方向F上，在上游侧的油分离单元B中专门收集大径的雾，在下游侧的油分离单元B中专门收集小径的雾。在多个油分离单元B中实现了收集量没有偏差且高效的收集。
[其他实施方式]
本发明除了上述的实施方式以外还可以以如下方式构成。
(a)油分离单元B的数量可以是两个、或者三个，也可以是五个以上。
(b)关于多个油分离单元B的配置，如果沿着输送窜漏气体的供给空间As中的气体供给方向F以从大径开始向小径的趋势进行配置，则能够任意地进行在多个油分离单元B彼此的中间形成间隙、将多个油分离单元B交错配置等的配置。
(C)也可以在隔着供给空间As的位置上配置两列多个油分离单元B而构成油分离器。如此，根据具备两列多个油分离单元B的结构，能够更高效地进行油的收集。
工业实用性
本发明能够在从窜漏气体中收集油雾的油分离器中使用。

Claims (3)

1.一种油分离器，其特征在于，
具备被供给内燃机的窜漏气体的供给路径，沿着气体供给方向配置有多个旋风分离器型的油分离单元，所述油分离单元具有被供给窜漏气体的圆筒箱部，
所述油分离单元越是配置在所述气体供给方向的上游侧，而所述油分离单元的圆筒箱部的内径设定为越大，
所述供给路径由能够供窜漏气体流通的一个供给空间构成，
在所述供给空间中沿着所述气体供给方向并排地配置有内径大的油分离单元和内径小的油分离单元的吸入口，
多个所述油分离单元的圆筒箱部的轴心以相互平行的姿态而呈各个轴心与所述气体供给方向正交的姿态设定，
在所述气体供给方向上配置在下游侧的多个所述油分离单元中的一个圆筒箱部上形成的吸入口以配置在上游侧的多个所述油分离单元中的其他圆筒箱部不会妨碍窜漏气体的吸入的方式，配置在比配置在上游侧的多个所述油分离单元中的其他圆筒箱部的外壁更向所述供给空间侧延伸的位置上。
2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，
多个所述油分离单元以越是所述气体供给方向的下游侧的所述油分离单元而越向与所述气体供给方向不同的方向突出的方式进行配置。
3.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，
相对于配置在所述气体供给方向的最上游侧上的第一油分离单元的圆筒箱部的内径而言，将配置在比所述第一油分离单元更靠下游侧的第二油分离单元的内径设定得更小，将配置在比所述第二油分离单元更靠下游侧的第三油分离单元的内径设定得比所述第二油分离单元的内径更小。
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