JP2003534484A - クランクケース排出抑制システムのための安全締切り弁 - Google Patents
クランクケース排出抑制システムのための安全締切り弁Info
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Abstract
Description
排出抑制システムはディーゼル機関のような重負荷内燃機関にとって有用である
。
に促すと共に、内燃機関の排出抑制システムは次第に重要になっている。排出抑
制システムの改善で多くの進歩が図られた。しかしながら、クランクケース排出
抑制システムは全体として無視されている。
、内燃機関のピストン・リングを通過して、クランクケースに入る流出ガスによ
る。ブローバイ・ガスはクランクケースを通過して、ブリーザから流出するので
、ガスがオイル・ミスト、摩耗粒子および空気/燃料の排出物で汚染されている
。一部のディーゼル機関はこれらのクランクケース排出物をドラフト・チューブ
または同様のブリーザ・ベントを通して排出して、空気汚染に寄与する。さらに
、クランクケース排出物はエンジン吸気系に吸引できるけれども、内燃機関の汚
染と効率低下を生じる。
少ない。クランクケース排出抑制システムはクランクケースの粒子排出物を濾過
し、オイル・ミストをクランクケース・ヒュームから分離する。分離されたオイ
ルは捕集されて定期的に処分するか、または、クランクケースに戻す。クランク
ケース排出抑制システムはエンジン性能を改善し、保守頻度を低減し、かつ、現
場の、および、重要なエンジン要素の汚染を低減する。このシステムは大気汚染
低減で次第に重要になっている。
がある。開放型システムでは、浄化したガスは大気に放出される。開放型システ
ムは多くのマーケットで容認されているけれども、排出物を大気に放出すること
により、大気を汚染し、また、効率低下を生じることがある。閉鎖型システムの
場合、クランクケースのブリーザが閉鎖型クランクケース排出抑制システムの入
口に接続される。システムの出口はエンジン吸気系に接続され、濾過されたブロ
ーバイ・ガスは燃焼プロセスを通じてリサイクルされる。閉鎖型システムはクラ
ンクケース排出物を大気に出さず、厳しい環境規制に適合し、現場および外部の
重要要素の汚染を生じない。
New York, により開発され、2要素のクランクケース圧力調節器およびフィル
ターが含まれている。フィルターは粒子を除去して、ターボチャージャー、アフ
タークーラ、内燃機関の要素の汚染を防止している。圧力調節器はクランクケー
スの広範囲のガス流量および吸入面の制約に対してクランクケースの圧力を許容
レベルに維持している。圧力調節器がフィルターとは別個の要素になっているの
で、システムに配管とスペースを追加する必要がある。これにより、システムの
設置と保守のコストが有意になる。
h,Inc. が所有する特許の明細書US-A-5,564,401に示されている。このシステム
では、圧力制御アセンブリーとフィルターを単一のコンパクトな装置に一体化し
ている。圧力制御アセンブリーはハウジング・ボディ内に位置し、システムを通
る圧力を制御するだけでなく、ブローバイガス内に浮遊している粒子を凝集させ
る構造になっている。入口および出口のポートによりブローバイガスはエンジン
・ブロックからハウジング・ボディへ、またはハウジング・ボディから流す。フ
ィルター・ハウジングは交換可能なフィルター・エレメントを収容していて、ハ
ウジング・ボディに取外し可能に取付けられ、残留オイルをブローバイガスから
分離する。交換のために、ハウジング・ボディからフィルター・ハウジングを取
り外した後で、フィルター・ハウジングからフィルター・エレメントを容易に取
り外せる。分離したオイルは流下して、フィルター・ハウジングの底部にあるリ
ザーバーに集められる。オイル・ドレインはフィルター・ハウジングの底壁に位
置していて、自由浮遊型(一方向)逆止弁が含まれる。逆止弁は別個の戻り通路
を通って、オイル・パンまたはエンジン・ブロックに接続されていて、捕集した
オイルをエンジンに戻す。システムはコンパクトで、種々の要素をまとめて、単
一の統合ユニットにしてあり、効率的で、単純で、製造コストも低い。
るけれども、濾過材リングの内面に集められたオイルが下部端部キャップ上に流
下し、濾過材を通って半径方向外向きに流れてから、エンジンに戻るためにオイ
ル・リザーバー領域に滴下しなければならない。濾過材を通る戻り通路はフィル
ター・エレメントが使い古される共に、詰まることがある。その結果として、オ
イルがエレメント内に保持され、それによりエンジン・クランクケースに戻るオ
イルが減少する。エレメント交換中にオイルのこぼれも生じることがあり、取扱
いの問題を生じうる。
と詰まり、および(または)、摩耗することがあり、取外して交換しなければな
らない。逆止弁はフィルター・ハウジングの一部なので、一般的に、このことは
(比較的高価な)フィルター・ハウジング全体を交換すること、および、フィル
ター・ハウジング/逆止弁のための別の保守スケジュールも必要なことを意味す
る。
は別個の要素になる。このことで、エンジンと排出抑制システムの間に別の配管
系を必要とし、また、全体的に、システムに関連する材料、設置、保守のコスト
も増大する。
リーが、本発明の譲受人が所有する特許の仕様書US-A-6,161,529に示されている
。このアセンブリーでは、フィルター・ドレインに集められたオイルは(濾過材
を通らず)直接油受けチャンバーに送られる。そして、逆止弁を通ってエンジン
に戻すことができる。オイル・ドレインはクランクケース排出配管を通って戻り
、エンジンを出入りするのに必要な配管数を低減している。逆止弁もフィルター
・エレメントと一体になっていて、それゆえ、フィルター・エレメントの交換と
同時に交換される。それゆえ、このアセンブリーはDiesel Researchのシステム
の欠点の一部に対応している。
、横転を生じた場合のようなときに、かなりの量のエンジン・オイルがディーゼ
ル・エンジンの吸気系に吸引される可能性があることが見いだされている。これ
らの状況で、オイルがシリンダーヘッド上に蓄積することがあり、また、クラン
クケース排出抑制系に流入した場合、エンジンがオイル吸入を無制限に続けるこ
とがあり得る。
に吸引されないように、また、コンパクトで、種々の要素を単一統合ユニットに
まとめ、効率的で、単純で、製造コストが低いシステムを提供するように、クラ
ンクケース排出抑制系を改善することへの需要が産業界にあると信じられている
。
のハウジングに取外せるように配置できる交換可能なフィルター・エレメントを
提供している。この交換可能なフィルター・エレメントは中央空間を囲む濾過材
のリングを含み、かつ、第一の端部と第二の端部を有する。第一の環状端部キャ
ップが濾過材リングの第一の端部に密封可能に取付けられ、上記第一の端部キャ
ップは濾過材リングの中央空間への中央開口部を有している。第二の環状端部キ
ャップが濾過材リングの第二の端部に密封するように取付けられる。さらに、締
切り弁がハウジング内の油面と共に上下できる。
ムを通過させないことで防止する。締切り弁は油面に浮いていて、オイルと共に
上昇して空気の吸引を閉じる。締切り弁は単純な構造で、ハウジングと一体の中
央管の中またはクランクケース排出抑制システム用の入口または出口の継ぎ手の
中でフィルターアセンブリーと結合できる。
円筒フロート部材を含む。ボディにはエンジンに通じるガス流路に対して正しい
向きでフロート部材を維持するためのガイド部材が含まれている。フロート部材
は排出抑制システムのハウジング内で油面に浮いている。そして、油面がガス流
路の高さまで上昇するとき、フロート部材のシールが通路への開口部で弁座に対
して流体的にシールして、エンジンへのオイルの通過を阻止する。油面が低下す
るとフロート部材も低下し、ガスが再びエンジンに流れるようにする。
レメントの一方の端部キャップがフロート部材のガイドを保持するためのウエル
領域(well area)が含まれる。または、その代わりに、締切り弁を排出抑制シス
テムのハウジングと一体の中央支持管に組込むことができる。同様に、中央支持
管はフロート部材をガイドするのに適当な構造を持つ。別の実施例に基づくと、
フロート部材は中空のボールで、通路内で弁座に寄せた位置にガイドしうる。こ
れらの実施例の締切り弁は、クランクケースのカバーに、または、ハウジングの
入口または出口の継ぎ手に組込むことができる。
統内の過剰圧力を逃すことができる。圧力逃し弁と締切り弁は入口継ぎ手または
出口継ぎ手に一緒に取付けることができる。または、圧力逃し弁を入口継ぎ手内
に配置する一方で締切り弁を出口継ぎ手内に配置することができる。
ース排出抑制システムを通過して、エンジンに吸入されるのを阻止し、かつ、コ
ンパクトで、種々の要素を単一統合ユニットに組込み、効率的で、単純で、製造
コストが低いシステムを提供する。
には明らかであろう。
として10で示されている。システムには、全体として12で示した内燃機関、
および一体型クランクケース排出抑制システム14が示されている。以下に示す
ように、一体型クランクケース排出抑制システム14にはフィルターと圧力制御
アセンブリーが含まれている。
いる。ガス入口20は入り口ホース30を介してエンジンのクランクケース・ブ
リーザ28に接続している。クランクケース放出制御システム14は汚染したオ
イルを含むガスを分離し、小さな粒子を凝集して大きな粒子を形成し、その大き
な粒子を濾過する。
経由して燃焼用にエンジン吸気系34に入る。
は全体として44で示したターボチャージャー系の吸気系42のような導入系に
入る。ターボチャージャー系にはコンプレッサー46、ターボチャージャー48
、アフタークーラー50が含まれる。さらに、エンジンはサイレンサー・フィル
ター54を通じて浄化空気を受け、その一方で、エンジンの排気マニフォールド
(図示せず)およびターボチャージャーが排気管56に接続されている。
す。そのクランクケース排出抑制システム14には円筒側壁60と取外し可能な
カバー61を含むハウジング57が含まれる。ガス入口20は側壁60の底壁6
2に位置している。一方、ガス出口22はカバー61に位置している。ガス出口
22にはクランクケース排出抑制システム14内に内向きに伸びている円筒スリ
ーブ63が含まれる。ガス入口20とガス出口22は適当な入口と出口のホース
を取付けやすいように凸部を有することがある。
、カバー61は外ねじ付きで下方に伸びている円筒フランジ65を有していて、
ハウジング14の上端にある内ねじと係合している。この方法で、カバー61は
側壁60に容易にねじ込め、または、ゆるめることができる。ハウジングには適
当な取付フランジ67を含めて、クランクケース排出抑制アセンブリーをエンジ
ンの適当な位置に取付けることができる。
び、全体として71で示したフィルター・アセンブリーを含む。圧力調節アセン
ブリー70はエンジンから受けるブローバイガス(blow-by gas)に対する圧力調
節器および慣性分離器、凝集器として機能する。フィルター・アセンブリーは、
ブローバイガス内で浮遊するオイルを分離する、そして、ブローバイガスが圧力
調節アセンブリー70に達する前に重い油滴を分離するための一次ブリーザ・フ
ィルター72、および、ガスが圧力調節アセンブリー70を通過した後で残る小
さな油滴を、さらに、ガス中の全ての粒状物質を分離するためのクランクケース
・フィルター73を含む。
75に接続した弁ボディ74を有する弁を含んでいる。そして、弁ヘッド75は
弁プラグ76に接続している。弁ガイド78は弁プラグ76に接続している。環
状でうねりがあるダイアフラム80は弁ボディ74の周辺に配置されている。ダ
イアフラム80は大気に通じている環状チャンバー82から弁ボディ86を分離
している。コイル・スプリング86が弁プラグ76の周辺で、弁ボディ74と環
状入口チャンバー88の下面の間に位置している。弁ボディ74、弁ヘッド75
、弁プラグ76、弁ガイド78、ダイアフラム80、コイル・スプリング86が
、カバー89,および、側壁60と一体になっている円筒フランジ90の間に収
容されている。
2を通じてガス入口20に流体的に接続している。さらに、円筒形のボディ内流
路91の開口部は入口チャンバー88の中央に位置している。ボディ内流路91
は圧力調節アセンブリーからクランクケース・フィルター73への、結果として
ガス出口22への出口通路92を形成している。弁ガイド78はボディ内流路9
1内に位置している。
流路91の弁座は弁プラグ76及び弁ヘッド74との組合わせで、慣性分離器お
よび凝集器の可変オリフィスを形成している。ガス入口20を通して受ける圧力
により、弁プラグ76は流路91の弁座に近づいたり、離れたりする。圧力調節
アセンブリー70は入口チャンバー88およびエンジン・クランクケースの圧力
を一定に保つ。さらに、油滴は弁プラグ76に衝突して、捕集され、ハウジング
14の底部に滴下する。
る。
端に一連の半径方向フィンないしリッジ(ridge)92で支持される適当な材料(
例えば、スチール・メッシュ)から形成された環状濾過材を含む。ブリーザ・フ
ィルターは典型的には適当な方法でハウジング内に固定され、一般的には交換せ
ず、または、少なくともクランクケース・フィルター73に一般的に見られる間
隔では交換しない。ブリーザ・フィルターには中央開口部93があり、ガス入口
72に支障なく接近できる。ガス入口20に入るブローバイガスは最初にブリー
ザ・フィルター72を通って半径方向外向きに通過する。そこで重い油滴はブリ
ーザ・フィルター内で除去され、捕集されて、ガス入口20を通って滴下してエ
ンジンに戻る。次ぎに、ブローバイガスは圧力調節アセンブリーの入口チャンバ
ー88を通過し、圧力調節アセンブリーを通ってクランクケース・フィルター7
3に流れる。上記のように、ブローバイガス内に浮遊する別のオイルを弁プラグ
76で捕集し下方に滴下し、大きなメッシュ構造のフィルター・ブリーザー72
を通して、次ぎにガス入口20を通して、エンジンに戻す。
ルター73を半径方向内向きに通る。ここで図5および6を参照すると、クラン
クケース・フィルター73は中央空間95の周辺に濾過材のリング94を有する
交換可能なフィルター・エレメントを含む。濾過材のリングは特定用途に適当な
材料から形成できる。第一および第二の不透過性端部キャップ96、98が濾過
材の両端に設けられていて、適当な接着剤または注入材料でそれに接着されてい
る。第一(上側)の端部キャップ96は中央開口部100を形成する環状構造に
なっている。開口部100はカバー62の円筒部63(図3)より僅かに大きく
、その円筒部をこの開口部が受入れられるようになっている。上側端部キャップ
96には開口部100に外側で接し、かつ、開口部100から中央空間95に向
けて内部側に伸びている円筒部102が含まれる。上側端部キャップ96の円筒
部102はカバー62の円筒部63を囲み、かつ、その内部側の末端部で、カバ
ー62と第一の端部キャップ96の間で流体シールを行っている、弾性があり、
環状で、半径方向内向きに施したシール104を含んでいる(例えば図3参照)
。シール104は円筒部102と一体であるように示されているけれども、この
シールを別個のシール(例えば、Oリング)にして、円筒部102内(または、
カバー62の円筒部63上)に形成したチャンネルまたは溝の中で保持すること
もできる。
環状フランジ106を伴う短い円筒スカートを有している。弾性的環状シールま
たはOリング108がこのスカートとフランジにより保持されていて、側壁60
、カバー62、第一の端部キャップの間で流体のシールになっている(例えば、
図3参照)。側壁60が内側環状ショルダー110(図3)を設けることができ
、それがハウジング内でフィルター・エレメントの位置決めと保持をするために
、フランジ106の末端部を密に受ける。
。短い円筒部116は開口部114との境界が外側で、開口部114から中央空
間95に向けて内向きに伸びている。図7でも示すように、短い円筒部120も
、第二の端部キャップの円周部に向かう途中で第二の端部キャップから離れて下
方に伸びている。円筒部120にはその下方の末端部に向けて、円筒部の外周を
囲んで、環状で、半径方向外向きに突出している保持部または凸部121が含ま
れる。短い円筒フランジ122が第二の端部キャップ98の円周部を囲んで上方
に突出している。次ぎに、短い環状フランジ123がフランジ122から半径方
向外向きに突出している。
端部キャップと共に、フィルター・エレメントと一体で、即ち、エレメントを収
容するハウジングとは別個に油受け容器を形成する。油受け容器は全体として1
26で示した内部油受けチャンバーを含む。弁用受け皿124は円筒形側壁12
8と一体化(そして好ましくは単一部品化)した端部壁130を有する。円筒形
側壁128は第二の端部キャップ98の円筒形部分120を密に受入れていて、
円筒形部分120の保持部122を受入れている、内向きで円周方向に伸びた溝
132を含んでいる。保持部121と溝132は弁用受け皿124をその恒久的
関係で第二の端部キャップ98に容易に組み込める。保持部121と溝132は
弁用受け皿124を第二の端部キャップ98に固定するためのひとつの手段にな
っているけれども、弁用受け皿124の側壁128も代替的に接着剤または超音
波溶接のような他の適当な手段により第二の端部キャップ98に固定でき、また
は、第二の端部キャップ98と(単一部品として)一体成形することもできる。
ランジ134が含まれていて、上記フランジ134は円筒部120から半径方向
外向きに、第二の端部キャップ98に対して面同士が同一面になる関係で伸びて
いる。弁用受け皿124を第二の端部キャップ98に固定するとき、第二の端部
キャップ98上のフランジ122と123、および、弁用受け皿124のフラン
ジ134が環状の溝を形成する。弾性のある環状シールまたはOリング136が
この溝内に位置し、油受け容器に外側で接する関係になり、弁用受け皿124、
第二の端部キャップ98および側壁60の間で流体のシールになっている(例え
ば、図3参照)。さらに、第二の端部キャップ98は図示されているよりも半径
方向に小さくでき、それによって弁用受け皿124のフランジ134が第二の端
部キャップを囲む関係に、また、濾過材リング94を直接支持する関係に配置で
きる。この場合、濾過材94は第二の端部キャップ98および弁用受け皿124
のフランジ134に接着剤で取付けることができ、シール136は弁用受け皿1
24によってのみ保持される。
136は開口部92の両側で側壁60に対して流体的シールをを行う。それによ
り周辺チャンバー137がクランクケース・フィルター73とハウジングの側壁
60の間に形成される。それにより、圧力調節アセンブリー70を通過したガス
は周辺チャンバー137に入らなければならず、エレメントを迂回しないで、濾
過材94を半径方向に内向きに通過する。ガスに残るオイルは濾過材94により
分離され、中央空間95内の濾過材の内面で集められる。そこで、図4に示すよ
うに、オイルは濾過材94と下側端部キャップ98の円筒部116の間の領域に
滴下する。最終的に、オイルは円筒部の高さを超えて集められ、その時点でオイ
ルは油受けチャンバー126に滴下し、弁用受け皿に収容される。
方向逆止弁が含まれ、それにより、ブローバイガスがフィルター・アセンブリー
71を通過せずに油受けチャンバー126に直接入るのを防止し、集めたオイル
を油受けチャンバー126から排出して、エンジンに戻せるようにしている。こ
の目的に対して、ここで図8および9を参照すると、逆止弁はT型の弾性のある
弁部材142を含み、それには僅かに凹型の円形頭部144と一体で円筒形のポ
ストないしベースの部分146が含まれる。ポスト146にはポストの長さに沿
って、半径方向外側に突き出している凸部ないしショルダー148が含まれる。
好ましくは、弁部材142は適当な材料から単一部品で形成される。
形の穴150にスライド可能に受入れられていて、弁頭部144は弁用受け皿1
24の外側に位置している。ポスト146は穴に押し込むことができ、凸部14
8も圧縮されて穴150を通せるが、その後に外に突出している凸部148が穴
から弁エレメントを抜けなくしている。図5に示すように、一連の流出ないしド
レイン用の開口部152が弁用受け皿の底壁130の環状構造内に形成されてい
る。流出用開口部152が、油受けチャンバー126をブリーザ・フィルター7
2の中央開口部93と、それゆえ、ガス入口20と流体的に接続させている。弁
部材が図4および8に示す位置に、即ち、開位置にあるとき、油受けチャンバー
126に集められたオイルは弁部材142の弁頭部144の回りにある流出用開
口部152を通って、ブリーザ・フィルター72の中央開口部93に、さらに、
ガス入口まで通過できる。ポスト146上の凸部148により、これらの図面に
示された位置に弁部材をスライドできるが、弁部材が穴150から完全に落下ま
たは除去されないようになっている。そこで、オイルはガス入口20を通ってエ
ンジンのドレイン・パンに戻される。そのような4個の流出用開口部152が示
されているけれども、これは単に例示目的であり、流出用開口部の数と寸法は考
えられるように個別用途による。
用受け皿124の外面に押付けられて、流出用開口部152を通る流れを阻止す
る。流出用開口部152を囲む弁用受け皿の外面に僅かな凹部154を設けるこ
とができ、流体封止用シールが容易になる。ガス入口20で受けるブローバイガ
スの圧力は一般に油受けチャンバー126に集められたオイルの圧力よりも大き
く、それゆえ、エンジンの運転中は一般的に弁部材が閉位置に維持される。しか
しながら、エンジンのアイドリング中または停止中に、ガス入口20を通じて受
ける圧力が低下し、油受けチャンバー126に集められたオイルが開口部を通過
し、弁頭部を押して開位置にする。それゆえ、逆止弁は、エンジンの運転中にブ
ローバイガスが油受けチャンバー126に直接入るのを(それによりフィルター
・アセンブリーを迂回して、エンジンを害する可能性を)防止するが、集めたオ
イルをエンジンに戻せて、エンジンの油面を適正に維持できる。
と交換を行うときに、取外しと交換を行う。これにより、排出抑制システム内に
新しい逆止弁を維持でき、それにより、逆止弁単独で取外しと交換をする可能性
を低減する。明らかに、フィルター・エレメントの取外しと交換をするとき、油
受け容器も同様にフィルター・エレメントと共に取外しと交換をする。
ャ付きエンジンのターボ吸気系42(図2)は、ガス出口(22)に接続されて
いて、クランクケース・フィルター73の中央空間95内に真空を生じる。圧力
調節アセンブリー70はガス入口20とエンジン・クランクケースの圧力を一定
に保つ。さらに、上記のように、ブリーザ・フィルターが大きな油滴を最初に除
去するが、その一方で、ブローバイガスのオイルが弁プラグ76に付着する。ど
ちらの場合でも、オイルは排出され、エンジンに戻る。
れるので、非常に微細な粒子を濾過できる微細な濾過材はクランクケース・フィ
ルター73用には不必要である。その代わり、圧力損失の低い粗い濾過材を用い
ても有効な濾過を行える。粗いフィルターは微細フィルターより安価で、多くの
場合、詰まりが少なく、有効な濾過に必要な圧力損失が少ない。それで、コスト
が低減し、フィルター交換をするための保守の間隔を延ばせる。さらに、適正濾
過をするのに大きな圧力損失はもはや必要ない。
2から出る。そして、浄化されたクランクケース排出物はエンジン吸気系34(
図1)またはターボ吸気系42(図2)に燃焼用として供給される。
場合、または横転状態になった場合、排出抑制システムで集めたオイルが出口通
路63を通過しないようにするための締切り弁が示されている。締切り弁は全体
として160で示され、支持ボディ164およびシール166と共に円筒形のフ
ロート部材162が含まれている。支持ボディ164は全体として上端が開いた
カップ型で、シールはボディの開放端内に圧入または他の方法で組み込まれてい
る。空洞167が支持ボディ164とシールで形成されている。シールは円形の
外周にシール面を持ち、通路63の円形開放端をシールするのに十分な構造にな
っている。通路63の円形開放端が168で示された弁座を形成している。その
代わりに、図示されていないけれども、シールを、端部キャップの一部に、例え
ば、通路63への流入を防止するためのウエル領域(well area)172で、環状
の、半径方向内向きに突出したショルダーに係合できる。
るために長い円筒形ガイド部材169が含まれる。締切り弁の第一の実施例では
、締切り弁はクランクケース・フィルター73の上側端部キャップ96により支
持されている。図11では、濾過材94の端部に接着剤で取付けられる前の端部
キャップを示していることに留意されたい。どの場合でも、端部キャップ96に
は、端部壁176を保持する一連の長く軸方向に伸びた支持ポスト174を収容
し、全体として172で示されるウエル領域が含まれる。中央の円形開口部18
0が端部壁176内に設けられている。ガイド部材169は開口部180内にス
ライド可能に受入れられていて、支持ボディ164がポスト174内に密に受入
れられていて、フロート部材が全体として軸方向上下の運動をするように強制さ
れるようになっている。保持部182がガイド部材170の内部側末端に設けら
れて、ガイド部材170が開口部180に容易に挿入できるが、ガイド部材が開
口部180から偶発的に抜けるのを阻止している。
ハウジング内で油面が上昇すると、フロート部材のシール166が弁座168と
流体シールを行って、オイルがエンジンに移るのを阻止する。フロート部材内の
空洞167により、フロート部材はハウジング内の油面に浮く。実際には、オイ
ルがガス通路63に達する僅か前にフロート部材がガス通路63をシールする。
油面が低下したとき、フロート部材162も落下して、ガスが再びエンジンに流
れるようになる。示されていないけれども、フロート部材のシール面、または、
弁座は逃げ道(例えば、浅い溝または切り欠き)を有していて、油面低下時にフ
ロート部材前後の圧力を等しくする。そうしないと、オイル面が低くなっても、
エンジンの真空により、フロート部材が閉鎖位置を保つことがある。
管に組込むことができる。この目的のために、図12および13に示すように、
中央支持管は全体として184で示されていて、適当な方法で通路63と下側端
部壁186の間に組込まれている。この実施例では、クランクケース・フィルタ
ーが全ての用途で必要がないので、クランクケース・フィルターを示していない
ことに留意されたい。通路188が中央支持管184に設けられている。支持壁
190が中央支持管の長さに沿って設けられていて、中央の円形開口部192が
含まれている。上記のウエル領域と同様に、支持管と壁190はフロート部材を
密に囲んでいて、ガイド部材が開口部192内でスライドできるように受入れら
れていて、フロート部材が全体として軸方向に上下運動のみを行えるようにして
いる。
比較的単純で、製造・組立てのコストが低い。好ましくは、ボディ164はプラ
スチックのような材料から一体(単一部品)として成形する一方で、シール16
6は適当な弾性材料から成形する。
周辺の他の場所に配置できる。例えば、図14−16に示すように、締切り弁2
00がクランクケース排出抑制アセンブリーのカバー61に取付けられた状態で
示されている。この実施例では、締切り弁には弁ハウジング210、弁カバー2
12、および、ハウジング210とカバー212の間に支持された中空の弁ボー
ル214が含まれる。弁ハウジング210には円筒形のガイドチャンバー216
が含まれる。ガイドチャンバー216はボール214を受け、かつ、そのボール
を保持し、ガイドする一連の半径方向に伸びたフランジないしリブ218を含む
。上記のボールは通常ガイドチャンバーの下端に支持され、かつ、リブ218に
よりガイドされて上方に動くことができ、円筒スリーブ63により形成された弁
座219と接触して密封する。
リーのオイルが締切り弁に流れることができる。図16に示すように、開口部2
20は弁ボール214を位置決めし、着座させる構造を持つが、弁ボール214
が開口部に着座しようとしているときに、弁ボール214により遮断されない。
開口部222も弁ハウジングとカバーの間に形成されていて、ガス(及びオイル
)が締切り弁に流れることができる。この実施例では、ガス出口22がカバー2
12に設けられている。
応する穴224を通した適当な締結材(ボルト等)を用いることにより適当な方
法で弁ボディ210に取付けることができる。前記締結材の使用のような適当な
方法で、締切り弁200もカバー61に取付けることができる。一般的に、カバ
ー内の適当なサイズの開口部で締切り弁200を受入れる。そして、弁カバー2
12とクランクケース排出抑制アセンブリーのカバー61の間にOリング・シー
ル226を設けて、ガスとオイルの漏洩を防止する。
以前に示した締切り弁160と同じ機能を持ち、実質的に同じように動作する。
即ち、弁ボール214はクランクケース排出抑制アセンブリーのハウジング内で
油面と共に上下する。正常なエンジン運転中、ガスは開口部222を通過して、
出口22に流れる。しかし、オイルが排出抑制アセンブリー内に存在して、弁ボ
ール214の高さまで上昇すると、オイルは弁ボールを上昇させて、弁座219
に接触してシールするので、オイルがエンジンに流れなくなる。オイルは主とし
て円筒形のガイド216内の開口部220を通って締切り弁に入るが、開口部2
22を通っても入れる。前と同様に、システム内で油面が低下すると、弁ボール
は弁座から離れて、ブローバイガスが再びエンジンに戻れる。好ましくは、以前
に論じたように、ボール弁内または弁座に逃げ道も設けられる。
ために、全体として230で示した圧力逃し弁も設けることができる。圧力逃し
弁230には弁スリーブ238の円筒形弁チャンバー236内に支持された環状
の弁エレメント234が含まれる。弁スリーブ238は内部側の端部壁として弁
カバー212を有し、かつ、弁エレメント234を密にガイドする一連の半径方
向に突出したフランジないしリブ240を含む。アーチ型開口部242(図15
)が、弁エレメント234の位置に対応して、弁カバー212内に設けられ、エ
レメントが弁スリーブの端部壁に寄せて位置したとき、弁エレメント234が開
口部242を完全に閉鎖する。
バー248によりスリーブ238内に収容されている。圧縮スプリング250が
スプリング・キャップ246と弁エレメント234の間に位置して、開口部を流
体的にシールするために、弁エレメント234をカバー212の方に偏らせる。
キャップ246は、例えば、キャップ246上のフレキブル・タブ252がスリ
ーブ238のラジアル・フランジ254に係合するようにして、スリーブ238
に取外し可能に固定できる。タブ252とフランジ254により、キャップ24
6を容易に取外せて、弁エレメント234とスプリング250の検査を行える。
ダスト・カバー248は、キャップ246内の中央開口部258内にスライド可
能に受入れている中央のポスト256を持つことができ、汚染物が締切り弁には
いるのを阻止するが、圧力は大気に逃げられるようにできる。
えて上昇したとき(この値はスプリング250を適当に選ぶことにより選択でき
る)、弁エレメント234がスプリング250に対して上方に動いて開口部24
2を開く。それによりガスが大気に流出できる。
がカバー212の代わりに弁ボディ内に形成される。締切り弁の他の側面と機能
は全て、図14−16と同じであり、弁座219はスリーブ63の内部側端部に
形成され、システム内で弁ボールが油面と共に上昇したとき、弁ボール214に
より覆われる。そうでない場合、前記のように、ガスが開口部222に流入でき
、出口22に流れる。
、締切り弁266が、排出抑制アセンブリー14の入口継ぎ手268(図18)
内または出口継ぎ手270(図19)内に配置できる。どちらの場合でも、締切
り弁には、弁ボール272のような球形中空部材が含まれ、システム内で油面と
共に上下するように、継ぎ手内でガイドされている。弁座274が継ぎ手内に設
けられ、オイルがエンジンに流出するのを防止するために、オイルがシステム内
で上昇したときに弁ボールと弁座でシールする。それ以外では、継ぎ手268、
270は通常の継ぎ手であることが好ましく、アセンブリーのカバー61と共に
、または、アセンブリー内の適当な位置でシーリング・アタッチメントにねじ込
むことができる。
76も含める。ドレイン276はクランクケースに流体的に接続され、オイルを
エンジンに戻す。そうでない場合に、または、追加的に、ドレイン278をフィ
ルター・ハウジングの下端に設けて、オイルをエンジンに戻すことができる。
で、締切り弁262の上流に位置している。圧力逃し弁を、入口継ぎ手(図18
)に位置する締切り弁より上流側で入口継ぎ手268内に、出口継ぎ手(図19
)内に位置する締切り弁より上流側に配置できる。または、圧力逃し弁を、出口
継ぎ手270内に配置し、さらに下流側に締切り弁を配置しうる。上記のように
、ボール弁272と弁座274でシールしたときに、圧力逃し弁230が過大な
圧力を大気に排出する。
わせて)、個々の用途により、排出制御アセンブリー内でフィルター・エレメン
トと共に、または、フィルター・エレメント無しで使用できる。
クケース排出抑制システムを通過して、エンジンに吸引されるのを防止し、さら
に、コンパクトで、種々の要素を単一統合ユニットに組込み、効率的で、単純で
、製造コストが低いシステムを提供している。
図である。
ケース排出抑制システムの断面を示す側面図である。
抑制システムを90度回転している。
面図である。
の断面を示す側面図である。
。
視図である。
である。
レメントの正面から見た透視図である。
面図である。
から見た透視図である。
ランクケース排出抑制システムの一部の断面を示す側面図である。
である。
ケース排出抑制システムの断面を示す側面図である。
排出抑制システムの断面を示す側面図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 内燃機関(12)用のクランクケース排出抑制システム(1
0)で、ハウジング(57)、エンジン・クランクケース(32)からのブロー
バイガスを受け取るハウジング内の第一のポート(20)、および、エンジン・
クランクケースに実質的にオイルの無いガスを送るハウジング内の第二のポート
(22)を含み、システム内で油面と共に上下でき、オイルが設定値を超えて上
昇したとき、ハウジング内のオイルが第二のポート(22)を通過してエンジン
・クランクケース(32)に送られるのを阻止するために、閉位置に移動するフ
ロート部材(162、214)を有する締切り弁(160、200)を含むこと
を特徴とするクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項2】 さらに、ハウジング(57)を通過するブローバイガスから
オイルを除去するため、ハウジング(57)内にフィルター・エレメント(73
)を含むことを特徴とする請求項1に記載のクランクケース排出抑制システム(
10)。 - 【請求項3】 上記フィルター・エレメント(73)が、中央空間(95)
を囲む濾過材のリング(94)を含み、かつ、その濾過材リング(94)の一端
に密封するように取付けた第一の環状の端部キャップ(96)、および、その濾
過材リング(94)の別の端部に密封するように取付けた第二の環状の端部キャ
ップ(98)を有し、上記の第一端部キャップ(96)が濾過材リングの中央空
間(95)への中央開口部(100)を有していて、その場合、締切り弁(16
0、200)が上記第一端部キャップ(96)により保持され、支えられている
ことを特徴とする請求項2に記載のクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項4】 第一端部キャップ(96)が、エレメントの中央空間に向か
って内側に伸びていて、かつ、フロート部材(162)を密に囲む構造(174
)を有するウエル領域(well area)(172)を含むことを特徴とする請求項3
に記載のクランクケース排出抑制システム。 - 【請求項5】 フロート部材(162)が支持ボディ(164)および弾性
シール(166)を含み、それらが一緒になって空洞を形成することを特徴とす
る前記各請求項のいずれかに記載のクランクケース排出抑制システム。 - 【請求項6】 支持ボディ(164)には長いガイド部材(169)が含ま
れ、ハウジング(57)には、そのハウジング(57)内でフロート部材(16
2)が全体として軸方向の動きをするように拘束するためにガイド部材(169
)と協調している支持構造(176、180、190、192)を含むことを特
徴とする請求項5に記載のクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項7】 保持部(182)がガイド部材(169)の末端に設けられ
、かつ、支持構造(176、180、190、192)には中央開口部(192
)を持つ端部壁(190)が含まれ、その保持部(182)が中央開口部(19
2)内にスライド可能に受入れられ、かつ、ガイド部材(169)が開口部(1
92)から外れないように、端部壁(190)と協調することを特徴とする請求
項6記載のクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項8】 ハウジング(57)には、ハウジング(57)内で中央に伸
びた中央支持管(184)が含まれ、上記中央支持管(184)がフロート部材
を密に囲み、フロート部材(162)をハウジング(57)内で全体として軸方
向の動きをするように拘束していることを特徴とする請求項1または2のいずれ
かに記載のクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項9】 フロート部材(162)が中空ボール部材から成ることを特
徴とする請求項1または2のいずれかに記載のクランクケース排出抑制システム
(10)。 - 【請求項10】 締切り弁(160、200)がハウジング(57)の内部
に支えられ、そのフロート部材(162、214)が弁座(168、219、2
74)と一緒になって密封でき、ハウジング内のオイルが第二のポート(22)
を通ってエンジン・クランクケースに流れるのを防止することを特徴とする前記
各請求項のいずれかに記載のクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項11】 弁座(274)が第二のポート(22)であることを特徴
とする請求項10に記載のクランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項12】 さらに、締切り弁(200)の上流側にあって、その締切
り弁(200)が閉位置の時にシステム内の過大な圧力を逃す圧力逃し弁(23
0)を含むことを特徴とする前記各請求項のいずれかに記載のクランクケース排
出抑制システム(10)。 - 【請求項13】 締切り弁(200)が第一のポート(20)内に位置して
いることを特徴とする請求項12に記載のクランクケース排出抑制システム(1
0)。 - 【請求項14】 締切り弁(200)が第二のポート(20)内に位置して
いることを特徴とする請求項12に記載のクランクケース排出抑制システム(1
0)。 - 【請求項15】 逃し弁(230)が第一のポート(20)内に位置してい
ることを特徴とする請求項13に記載のクランクケース排出抑制システム(10
)。 - 【請求項16】 締切り弁(200)と逃し弁(230)がハウジングへの
入口継ぎ手(268)内に支持されていることを特徴とする請求項12に記載の
クランクケース排出抑制システム(10)。 - 【請求項17】 さらに、オイルをクランクケースに戻すために、入口継ぎ
手(268)内にオイル・ドレイン・ポート(276)が含まれることを特徴と
する請求項16に記載のクランクケース排出抑制システム(10)。
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