JP2005023824A

JP2005023824A - Oil mist collection device

Info

Publication number: JP2005023824A
Application number: JP2003189647A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Tanaka; 敏満田中
Original assignee: Uchihama Kasei Co Ltd
Current assignee: Uchihama Kasei Co Ltd
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make oil mist flocculate and efficiently collect oil mist by preventing increase of a flow path resistance of blow-by gas and by making flows of the blow-by gas join together. <P>SOLUTION: This oil mist collection device 1 is provided in a PCV (positive crankcase ventilation) system re-burning the blow-by gas generated in an engine crankcase, and the device separates the oil mist in the blow-by gas and returns it to the engine crankcase. The device is characterized in that it has a swirling current forming means 20 for forming the flow of the blow-by gas into a plurality of swirling currents in which one swirling current is jointed with at least one other swirling current as a flow of the same direction, and that the oil mist is condensed when the plurality of swirling currents join together. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オイルミスト捕集装置に関する。詳しくは、車両のエンジンのＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）システムに設けられるオイルミスト捕集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等のエンジンにおいては、クランクケース内に漏洩したブローバイガスを大気中に排出することは大気汚染の原因になるとして、いわゆるＰＣＶシステムにより吸気系に戻し再燃焼させることが行われている。このとき、ブローバイガスに混入しているオイルミストをオイルミスト捕集装置（オイルセパレータ）を用いて取除くことで、エンジンの排気性能を悪化させることなく再燃焼させている。
しかし、エンジンの運転状態に応じてブローバイガスの発生量も変化するためブローバイガス量が少なく、その流速が遅いときには効率良くオイルミストを捕集できないという問題があった。
このため、ブローバイガスの流量に関係なく、オイルミストの捕集を可能とするオイルセパレータが提案されている（特許文献１）。
このオイルセパレータによれば、ブローバイガスが通過する流路の間隔を狭めて、ブローバイガスの流量が少ない場合でも、ブローバイガスの流速を早め、このブローバイガスに含まれるオイルミストの流速も早くして、オイルセパレータで捕集するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−８８５４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したオイルセパレータにおいては、オイルミスト捕集量の増加のためにはプレート間の間隔を狭めなければならい。このため、上記オイルセパレータ内を流れる際のブローバイガスの流路抵抗が増大し、エンジン性能に影響を及ぼすという問題があった。
【０００５】
本発明は上記した問題を解決するために創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、ブローバイガスの流路抵抗の増大を抑えつつ、ブローバイガスの流れを合流させることによりオイルミストを凝集させ、効率よくオイルミストを捕集することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の発明に係るオイルミスト捕集装置は、次の手段をとる。
すなわち、エンジンクランクケース内に発生するブローバイガスをエンジンで再燃焼させるＰＣＶシステムに設けられるブローバイガス中のオイルミストを分離させてエンジンクランクケースに戻すオイルミスト捕集装置において、ブローバイガスの流れを複数の渦流として形成し、１つの渦流は少なくとも他の１つの渦流と合流する渦流形成手段を有し、複数の渦流が合流する際にオイルミストが凝集することを特徴とする。
この第１の発明によれば、複数のブローバイガスの流れが渦流形成手段によって過流となって合流することで、渦流中のオイルミストが凝集し大きな粒子となる。オイルミストが大きな粒子となり慣性力が増すことで壁面に衝突し易くなり、効率良く捕集することができる。
【０００７】
次に、本発明の第２の発明に係るオイルミスト捕集装置は、次の手段をとる。すなわち、第１の発明に記載されたオイルミスト捕集装置において、前記渦流形成手段は当該オイルミスト捕集装置の容器に複数のブローバイガスの流入口を備え、該各流入口から流入したブローバイガスを案内して渦流を形成する案内壁が設けられていることを特徴とする。
この第２の発明によれば、上述の第１の発明による機能に加えて、次のような機能を有する。すなわち、この第２の発明は、複数のブローバイガスの流入口から流入したガス流を案内壁を用いて効率良く渦流を形成するよう案内することができる。
【０００８】
次に、本発明の第３の発明に係るオイルミスト捕集装置は、次の手段をとる。
すなわち、第１の発明に記載されたオイルミスト捕集装置において、前記渦流形成手段は当該オイルミスト捕集装置の容器内にブローバイガスの１つの流れを複数の流れに分離する流れ分離部位を有すると共に、この分離された流れを案内して渦流を形成する案内壁が設けられていることを特徴とする。
この第３の発明によれば、上述の第１の発明による機能に加えて、次のような機能を有する。すなわち、この第３の発明は、オイルミスト捕集装置の容器内にブローバイガスの１つの流れを複数のガス流に分離する分離部位を設けることで、複数のブローバイガス流入口を設ける必要がない。そのため、既存の設備を利用することが出来る。
【０００９】
更に、本発明に係るオイルミスト捕集装置は、上記各手段以外に次の手段をとることができる。
例えば、上記第２の発明又は第３の発明に記載されたオイルミスト捕集装置において、案内壁よりもブローバイガスの流れの下流側に流路を迂回路として形成する一つ又は複数の迂回板（プレート）からなるオイルミスト捕集部を有することを特徴とする。
上記手段によれば、上記渦流形成手段により凝集させたオイルミストが迂回板（プレート）に当接して捕集することができる。この捕集は迂回板の数が多いほどより多く捕集することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るオイルミスト捕集装置の第１の実施の形態を、図１乃至図４に基づいて説明する。図１はオイルミスト捕集装置の横断面図、図２は当該装置におけるブローバイガスの流れを示した説明図、図３及び図４は案内部材の別の例を示したものである。
オイルミスト捕集装置１は、普通にはエンジンのクランクケースに漏出するブローバイガスをエンジンの吸気系に移送するための流通路に設けられており、クランクケースと一体又は所定の通管にて連結されている。つまり、ＰＣＶシステムの構成要件の一部となっている。
【００１１】
第１の実施の形態のオイルミスト捕集装置１は、図１に示されるように、シリンダヘッドカバに形成された略直方体状で長手方向の一面が開口された凹状部材１ａと、この凹状部材１ａの開口を塞ぐように取付けられるバッフルプレート１ｂとによって形成された本体１０からなる。さらに本体１０はブローバイガス（以下、ガスという）流入口３、ガス排出口５及びオイル排出口７を有する。ガス流入口３は、第１ガス流入口３ａと第２ガス流入口３ｂとからなり、いずれもガス排出口５の位置とは離れた、図１で見て左下の本体床面１１に設けられている。
第１ガス流入口３ａと第２ガス流入口３ｂとの位置関係は、渦流を発生させるのに適した所定の間隔となるよう離れた位置に設定される。なお、ガス流入口３は二つに限定されることはなく、また本体床面１１の他、本体１０壁面のいずれの場所においても設けることが可能であり、設計者が予定するオイルミスト捕集装置の適切な配置関係により適宜決定すれば良いものである。
【００１２】
オイル排出口７は、オイルミスト捕集装置１の取付け状態において本体床面１１となる部位に配置される。そして、本体１０壁面などから流れ落ちて本体床面１１に集まったオイルが流入するように設けられる。本実施形態においては、オイル排出口７は、後で詳述する案内部材２０及びオイルミスト捕集部２５の近傍の本体床面１１に一つずつ形成されている。すなわち、図１で見て下部ほぼ中央位置に所定間隔を置いて２個設けられている。オイル排出口７から排出されたオイルの粒子は、所定の通管を通り、クランクケース（図示せず）内へと戻る。
なお、オイル排出口７の数及び設定位置も、設計者が予定するオイルミスト捕集装置の配置関係により適宜決定すれば良いものである。
【００１３】
また、ガスの流れを導いて渦流を形成させるのに適した位置に案内部材２０が設けられている。案内部材２０は、ガス流を導くのに適した形状であり、普通には、ガス流入口３に近接する位置に取付けられている。本実施形態においては、オイルミスト捕集装置１の取付け状態において略逆Ｌ字形に取付けられている。
そして、図１で見て第２ガス流入口３ｂの右側位置に案内部材２０の案内部材下端部２０ａが位置するように設置されている。案内部材下端部２０ａと連結する案内部材上端部２０ｂはガス流入口３側へ直角に折れ曲がった形で連結されている。案内部材２０は別体で成形された後、凹状部材１ａ又はバッフルプレート１ｂのいずれか一方に所定の位置となるよう溶接などの手段により固着されている。また、凹状部材１ａ又はバッフルプレート１ｂのいずれか一方と一体的に成形することも可能である。
なお、案内部材２０の案内部材下端部２０ａ、案内部材上端部２０ｂは一体的に成形されてもよいし、別部材として成形してもよい。また、案内部材２０は金属、樹脂などオイルやガスによって劣化しにくい部材で形成するのが好ましい。
【００１４】
案内部材２０は図１に示される曲がり角度が鋭角の略逆Ｌ字形だけでなく、図３に示すように曲がり角度を鈍角にして緩やかな傾斜角として形成することもできる。曲がり角度を緩やかな傾斜角とすることでガス流速を落さずに渦流を形成することができる。またその加工も容易となる。更には、図４に示すように丸みを帯びた形状として形成することもできる。丸みを帯びたものは、流入時のガス流速を最大限に生かして渦流を形成させることができる。いずれも、ガスの流量が少ない場合において、ガス流速を落さない様にする場合に有効な構成である。
【００１５】
案内部材２０から見てガス排出口５側の位置には、オイルミスト捕集部２５が設けられている。オイルミスト捕集部２５はガス流の迂回路が形成されるように本体床面１１及び本体天井１２に迂回板（プレート）２５ａ、２５ｂ、２５ｃが交互に配置されて構成されている。迂回板２５ａ、２５ｃは本体天井１２から垂直に直立し、等間隔に並んで設けられている。迂回板２５ｂは本体床面１１から垂直に直立し、前記迂回板２５ａ、２５ｃの間に等間隔に位置して設けられている。
なお、迂回板２５ａ、２５ｂ、２５ｃは種々の形状に形成することができる。例えば、迂回板２５ａ、２５ｂ、２５ｃに貫通孔を形成しガスの捕集を容易にすることもできる。迂回板２５ａ、２５ｂ、２５ｃは金属、樹脂などオイルやガスによって劣化しにくい部材で形成するのが好ましい。また、迂回板２５ａ、２５ｂ、２５ｃは普通には別体で成形した後、凹状部材１ａ又はバッフルプレート１ｂのいずれか一方に固着されている。ただし、オイルミスト捕集装置１の形態に応じて、それぞれ凹状部材１ａ又はバッフルプレート１ｂのいずれか一方と一体的に成形することも可能である。
また、オイルミスト捕集部２５は上記の様にガス流路を迂回路とするラビリンス型の配置構成に限らず、設計者の目的に応じて適宜各種の形態が考えられるものである。
【００１６】
次に、図２を用いて上述した第１の発明の実施の形態のオイルミスト捕集装置１の作用について説明する。
先ず、クランクケース内に漏洩したガスはオイルミストとともに所定の通管を通り、ガス流入口３からオイルミスト捕集装置１の本体１０内に流入する。第１ガス流入口３ａから流入したガスの一部は本体天井１２と案内部材上端部２０ｂとで構成されるガス通路１３へと入り、残りは本体天井１２により案内部材上端部２０ｂと本体床面１１とで構成される凹部内へと案内される。
次に第２ガス流入口３ｂから流入したガス流は、第２ガス流入口３ｂに接する位置に設けられた案内部材下端部２０ａの壁面に沿うように上昇し、案内部材上端部２０ｂにぶつかることで案内部材上端部２０ｂの先端部分が示す方向に案内される。そして第１ガス流入口３ａから案内されてきたガス流に合流することで２つの渦流が成形される。すなわち、第１ガス流入口３ａと第２ガス流入口３ｂから流入したガスにより形成されたガス流は、ちょうど本体天井１２から本体床面１１への向かう流れにおいて互い合流する形となり、それぞれ渦流を形成する。
この実施の形態におけるガス流入口３から案内部材２０までの本体１０内部の構造すべてが、本発明における渦流形成手段である。また、この実施の形態におけるガス流入口３を除く、案内部材２０までの本体１０内部の構造すべてが、本発明における案内壁である。
【００１７】
上記渦流の合流によりガス流中に含まれるオイルミスト同士が互いに衝突を繰り返し次第に大きく成長する。これは、オイルが高い粘性を有するためである。
つまり、オイルは潤滑性、耐磨耗性に優れた強力な油膜を設ける必要上、エンジン運転時には高粘度となっている。普通にはオイルミスト捕集装置１の作用時はエンジン運転時であるのでオイルは高粘度である。
【００１８】
次に大きく成長したオイルミストは、本体１０壁面、案内部材２０及びオイルミスト捕集部２５などに衝突し易くなる。これは、ガス中のオイルミストが大きくなるに従い、その慣性力が大きくなるためである。つまり本体１０壁面を迂回して進むガス流の流れに反して、オイルミストはそのまま直進し本体１０壁面などに衝突する。これによりガス流中のオイルが除かれることとなる。つまり本体１０壁面に捕集されることになる。
【００１９】
次にオイルミスト捕集部２５の作用について説明する。オイルミスト捕集部２５は、案内部材２０周辺で捕集されなかったオイルを更に捕集することが目的である。すなわちオイルミストの大部分は、渦流が生じている箇所にある案内部材２０及び本体１０壁面などに衝突し捕集されるが、渦流を形成しなかったガス流や大きく育たないオイルミストは、そのままガス通路１３を通りガス排出口５へと向かう。この場合に、本体１０内部に設けられた迂回板２５ａ、２５ｂ、２５ｃで構成されるオイルミスト捕集部２５にオイルが衝突することで捕集の確率を高めている。
このオイルミスト捕集部２５により、ガス中のオイル含有率を少なくした後、吸気系に戻すことでエンジン性能を悪化させることなく再燃焼させることができる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るオイルミスト捕集装置を図５乃至図９に基づいて説明する。図５はオイルミスト捕集装置の横断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ断面図、図７は図６についてのブローバイガスの流れを示した説明図、図８及び図９は分離部材の別の例を示したものである。
【００２１】
第２の実施の形態のオイルミスト捕集装置３１は、図５及び図６に示されるように、シリンダヘッドカバに形成された凹状部材３１ａとバッフルプレート３１ｂとによって形成された本体４０からなる。この本体４０は図５及び図６に示されるように、先に説明した第１の実施の形態と基本的に同じ構成をとっている。したがって、第１の実施の形態と同一の構成箇所には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。また、オイルミスト捕集部２５も先に説明した第１の実施の形態と基本的に同じ構成をとっている。したがって、第１の実施の形態と同一の構成箇所には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２２】
次に第１の実施の形態と異なる点について説明する。まずガス流入口３３は、図５で見て左下の本体床面４１に一つだけ設けられている。ガス排出口５はガス流入口３３とは離れた位置の、図５で見て凹状部材３１ａの右側面に設けられている。そして、上記ガス流入口３３から流入するガス流を複数の流れに分離できる位置に分離部材７０が設けられている。分離部材７０はガス流の流れを複数、この実施の形態では２つの流れに分離させるような形状でガス流の通路に設けられている。また、分離部材７０はガス流入口３３と案内壁５０との間に設けられている。本実施形態においては、分離部材７０は断面略Ｖ字形状に形成されており、ガス流入口３３にそのＶ字の先端部分を向けてガス流入口３３と案内壁５０との間に配置されている。
【００２３】
分離部材７０の形状は上述した断面略Ｖ字形状に限定されることなくその他各種の形状が考えられるものである。例えば、図８に示すように断面略コ字形状とすることもできる。断面略コ字状の形状でもガス流を２つの流れに分離することができる。また、図９に示すように断面略半円形状とすることもできる。断面略半円形状のものは、流入時のガス流速を最大限に生かしてガス流を分離させることができ、渦流を効率良く形成させることができる。
【００２４】
次に、図７を用いて上述した第２の発明の実施の形態のオイルミスト捕集装置３１の作用について説明する。
先ず、ガス流がガス流入口３３からオイルミスト捕集装置３１の本体４０内に流入する。ガス流入口３３から流入したガス流はガス流入口３３からガス排出口５に向けて流れる。これはガス排出口５に連通されている吸気系が吸気時に負圧となるためである。
そして、ガス流の通路に設けられている断面略Ｖ字形状の分離部材７０のＶ字の先端部分にぶつかることでほぼ２つの流れに分離する。
２つに分離したガス流は、上記分離部材７０とガス排出口５との間に設けられた案内壁５０により互いに渦流を形成するよう案内される。本実施形態においては、案内壁５０はガス流を本体４０の中心線側に案内できる位置に設けられている。すなわち、案内壁５０はガス流の流れを遮るよう本体４０の両側面から張り出した案内部材５０ａ、５０ｂで形成されている。そして、該案内部材５０ａ、５０ｂにより、本体４０の中心線上にガス流が通過可能な通路５１が設けられ、それ以外のガス流の通路を遮断するように設けられている。
そして両方向から互いに本体４０の中心線に向かうガス流が合流することで２つの渦流が形成される。形成された渦流は本体４０の中心線上で接触し、すなわち合流し、この渦流の合流によりガス流中に含まれるオイルミスト同士が互いに衝突を繰り返し次第に大きく成長する。その後のオイルミスト捕集作用は、オイルミスト捕集部２５の作用を含め、前述した第１の実施の形態の場合と同じである。
【００２５】
図１０は従来構造を含め本発明の実施の形態として考えられる各種タイプのオイルミスト捕集装置を示す。そして、この各種タイプにおけるオイルミスト捕集率を後述の表１に示す。
図１０（ａ）及び（ｂ）は従来構造を有するオイルミスト捕集装置の横断面図である。図１０（ｃ）は装置内部の形状を変更したオイルミスト捕集装置の変形例の横断面図である。図１０（ｄ）、（ｉ）、（ｊ）及び（ｍ）は装置内部の形状を変更したオイルミスト捕集装置の変形例の透明図である。図１０（ｅ）乃至（ｈ）、（ｋ）及び（ｌ）は装置内部の形状を変更したオイルミスト捕集装置の変形例の上断面図である。
図１０（ａ）のタイプは従来のラビリンス型のものである。図１０（ｂ）のタイプは従来のラビリンス型のものに公知の技術であるパンチングを施したＬ字型オイルミスト捕集部材を用いたものである。
一方、図１０（ｃ）のタイプは本発明の上述した第１の実施の形態の別の例を示したものである。図１０（ｄ）のタイプは更に第１の実施の形態の別の例でガス流入口をガス流通過方向横向きに平行に設けたものである。図１０（ｅ）のタイプは本発明の上述した第２の実施の形態の別の例を示したものである。図１０（ｆ）以降のタイプは更に第２の実施の形態の別の例であり、以下順に説明する。図１０（ｆ）のタイプは分離部材を断面略半円形状としたものである。図１０（ｇ）のタイプはオイルミスト捕集部の迂回板を断面半円形状としたものである。図１０（ｈ）のタイプは図１０（ｅ）のタイプにおけるすべての角をなくし、丸みを持たせたものである。図１０（ｉ）のタイプは図１０（ｆ）のタイプにおいてオイルミスト捕集部を除いたものであり、案内壁の下半分にガス流通過路を設けたものである。図１０（ｊ）のタイプは図１０（ｆ）のタイプにおいてオイルミスト捕集部を除き、ガス排出口を本体天井に設けたものである。図１０（ｋ）のタイプは図１０（ｆ）のタイプにおいて案内部材を分離部材側に丸みを持たせ、かつオイルミスト捕集部の迂回板に丸みを持たせたものである。図１０（ｌ）のタイプは図１０（ｋ）のタイプにおける迂回板を断面コ字形状にしたものである。図１０（ｍ）のタイプは図１０（ｉ）のタイプにおいて更に二つの迂回板を設けたものである。
【００２６】
上述した各種タイプのオイルミスト捕集実験のための装置として、レギュレータ、オイル空気混合器、チャンバ室、オイルミスト捕集装置、フィルタオイル量測定機、流量計、吸引器及び変圧器からなる実験装置を用いた。
空気流をレギュレータを用いて装置内に送り込み、オイル空気混合器にて空気内にオイルを混合し、チャンバ内の空気流にオイルミストが約０．８ｇ／ｍ^３となるように調整する。
そして、吸引機にて流量約１５Ｌ／ｍｉｎとなるように調整し、ガス流入口から本体内にガスを流入させ、ガス排出口から排出され空気流に含まれるオイルミスト量（ｇ／ｍ^３）をフィルタオイル量測定機にて測定した。そして、捕集率を以下に示す式により算出することとした。
捕集率（％）＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００
Ａ：オイルミスト捕集装置通過前のオイルミスト量（ｇ／ｍ^３）
Ｂ：オイルミスト捕集装置通過前のオイルミスト量（ｇ／ｍ^３）
【表１】

試料（ａ）及び試料（ｂ）と試料（ｃ）〜試料（ｆ）を比較することでオイルミスト捕集率が従来の公知技術よりも向上したことが分かる。また、試料（ｉ）と試料（ｍ）を比較することでオイルミスト捕集部を設けた方がオイルミスト捕集率が向上することが分かる。試料（ｇ）〜試料（ｍ）より本体、案内部材及び分離部材の形状の如何にかかわらずオイルミスト捕集率が従来の公知技術よりも向上したことが分かる。
なお、各種タイプのオイルミスト捕集装置により得られた試料には対応するアルファベットを付すこととした。
【００２７】
【発明の効果】
上述した本発明によれば、次の効果を得ることができる。
先ず、第１の発明によれば、オイルミストが凝集し大きな粒子として効率良く捕集することができる。
【００２８】
次に、第２の発明によれば、複数のガス流入口と案内壁を有することで多くのブローバイガスに効率良く渦流を形成させることができる。
次に、第３の発明によれば、オイルミスト捕集装置の容器内に分離部位を有することで複数のブローバイガス流入口を設ける必要がなく既存の設備を利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】オイルミスト捕集装置の横断面図である。
【図２】図１についてのブローバイガスの流れを示した説明図である。
【図３】案内部材の別の例の図である。
【図４】案内部材のさらに別の例の図である。
【図５】オイルミスト捕集装置の横断面図である。
【図６】図５のＶＩ− ＶＩ線断面図である。
【図７】図６についてのブローバイガスの流れを示した説明図である。
【図８】分離部材の別の例の図である。
【図９】分離部材のさらに別の例の図である。
【図１０】各種タイプのオイルミスト捕集装置の内部構造の図である。
【符号の説明】
３１オイルミスト捕集装置
１ａ凹状部材
１ｂバッフルプレート
３、３３ガス流入口
３ａ第１ガス流入口
３ｂ第２ガス流入口
５ガス排出口
７オイル排出口
１０、４０本体
１１本体床面
１２本体天井
１３、５１ガス通路
２０、５０ａ、５０ｂ案内部材
２０ａ案内部材下端部
２０ｂ案内部材上端部
２５オイルミスト捕集部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ迂回板
５０案内壁
７０分離部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil mist collecting device. More specifically, the present invention relates to an oil mist collecting device provided in a PCV (positive crankcase ventilation) system of a vehicle engine.
[0002]
[Prior art]
In an engine such as a vehicle, discharge of blow-by gas leaked into a crankcase into the atmosphere is a cause of air pollution, so that it is returned to the intake system by a so-called PCV system and recombusted. At this time, the oil mist mixed in the blow-by gas is removed by using an oil mist collecting device (oil separator), thereby re-combusting without deteriorating the exhaust performance of the engine.
However, since the amount of blow-by gas generated varies depending on the operating state of the engine, there is a problem that the amount of blow-by gas is small and oil mist cannot be collected efficiently when the flow rate is low.
For this reason, an oil separator capable of collecting oil mist has been proposed regardless of the flow rate of blow-by gas (Patent Document 1).
According to this oil separator, the flow path of the blow-by gas is narrowed, the flow rate of the blow-by gas is increased even when the flow rate of the blow-by gas is small, and the flow rate of the oil mist contained in the blow-by gas is also increased. The oil separator is used for collection.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-88544
[Problems to be solved by the invention]
However, in the oil separator described above, the interval between the plates must be narrowed in order to increase the amount of oil mist collected. For this reason, there has been a problem in that the flow resistance of the blow-by gas when flowing in the oil separator is increased, which affects engine performance.
[0005]
The present invention was devised to solve the above-described problems, and the problem to be solved by the present invention is to consolidate the flow of blow-by gas while suppressing an increase in the flow resistance of the blow-by gas. It is to aggregate oil mist and efficiently collect oil mist.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the oil mist collecting apparatus according to the first invention of the present invention takes the following means.
That is, in an oil mist collecting device for separating oil mist in a blowby gas provided in a PCV system for recombusting blowby gas generated in the engine crankcase and returning it to the engine crankcase, a plurality of blowby gas flows are returned. One vortex has vortex forming means that merges with at least one other vortex, and oil mist aggregates when a plurality of vortices merge.
According to the first aspect of the present invention, the flow of a plurality of blow-by gases is overflowed and merged by the vortex forming means, whereby the oil mist in the vortex is aggregated into large particles. The oil mist becomes large particles and the inertial force increases, so that the oil mist easily collides with the wall surface and can be collected efficiently.
[0007]
Next, the oil mist collecting apparatus according to the second invention of the present invention takes the following means. That is, in the oil mist collecting device described in the first invention, the vortex forming means includes a plurality of blow-by gas inlets in the container of the oil mist collecting device, and the blow-by gas that has flowed in from the respective inlets A guide wall for forming a vortex flow by guiding the guide is provided.
According to the second invention, in addition to the function according to the first invention described above, the following function is provided. That is, according to the second aspect of the present invention, it is possible to guide the gas flows flowing in from the plurality of blow-by gas inlets so as to efficiently form a vortex using the guide wall.
[0008]
Next, the oil mist collecting apparatus according to the third aspect of the present invention takes the following means.
That is, in the oil mist collecting device described in the first invention, the vortex forming means has a flow separation part for separating one flow of blow-by gas into a plurality of flows in the container of the oil mist collecting device. In addition, a guide wall for guiding the separated flow to form a vortex is provided.
According to the third invention, in addition to the function according to the first invention described above, the following function is provided. That is, according to the third aspect of the present invention, it is not necessary to provide a plurality of blow-by gas inlets by providing a separation part for separating one flow of blow-by gas into a plurality of gas flows in the container of the oil mist collecting device. . Therefore, existing facilities can be used.
[0009]
Furthermore, the oil mist collecting apparatus according to the present invention can take the following means in addition to the above-described means.
For example, in the oil mist collecting device described in the second invention or the third invention, one or a plurality of detour plates that form a flow path as a detour on the downstream side of the flow of blow-by gas from the guide wall It has the oil mist collection part which consists of (plate).
According to the above means, the oil mist aggregated by the vortex forming means can be brought into contact with the detour plate (plate) and collected. As the number of bypass plates increases, this collection can be performed more.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment of an oil mist collecting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil mist collecting device, FIG. 2 is an explanatory view showing the flow of blow-by gas in the device, and FIGS. 3 and 4 show other examples of guide members.
The oil mist collecting device 1 is provided in a flow passage for transferring blow-by gas, which normally leaks into the engine crankcase, to the engine intake system, and is connected to the crankcase or by a predetermined pipe. Has been. That is, it is part of the configuration requirements of the PCV system.
[0011]
As shown in FIG. 1, the oil mist collecting device 1 according to the first embodiment is a substantially rectangular parallelepiped-shaped concave member 1 a formed in a cylinder head cover, and a concave member 1 a having an opening in one longitudinal direction, and the concave member. And a baffle plate 1b attached so as to close the opening of 1a. Further, the main body 10 has a blow-by gas (hereinafter referred to as gas) inlet 3, a gas outlet 5, and an oil outlet 7. The gas inlet 3 includes a first gas inlet 3a and a second gas inlet 3b, both of which are provided on the main floor 11 at the lower left as viewed in FIG. ing.
The positional relationship between the first gas inflow port 3a and the second gas inflow port 3b is set at a position away from each other at a predetermined interval suitable for generating a vortex flow. The number of gas inlets 3 is not limited to two, and can be provided at any location on the wall surface of the main body 10 in addition to the main body floor surface 11, and the oil mist collection planned by the designer What is necessary is just to determine suitably by the suitable arrangement | positioning relationship of an apparatus.
[0012]
The oil discharge port 7 is disposed at a site that becomes the main body floor surface 11 when the oil mist collecting device 1 is attached. And the oil which flowed down from the main body 10 wall surface etc. and collected on the main body floor surface 11 flows in. In the present embodiment, the oil discharge port 7 is formed one by one on the main body floor surface 11 in the vicinity of the guide member 20 and the oil mist collecting portion 25 described in detail later. That is, two pieces are provided at a predetermined interval at a substantially central position in the lower part as viewed in FIG. The oil particles discharged from the oil discharge port 7 return to the inside of a crankcase (not shown) through a predetermined pipe.
Note that the number and setting positions of the oil discharge ports 7 may be determined as appropriate according to the arrangement relationship of the oil mist collecting devices planned by the designer.
[0013]
Further, a guide member 20 is provided at a position suitable for guiding a gas flow to form a vortex. The guide member 20 has a shape suitable for guiding a gas flow, and is usually attached at a position close to the gas inlet 3. In the present embodiment, the oil mist collecting device 1 is attached in a substantially inverted L shape in the attached state.
And it is installed so that the guide member lower end part 20a of the guide member 20 may be located in the right side position of the 2nd gas inflow port 3b seeing in FIG. The guide member upper end portion 20b connected to the guide member lower end portion 20a is connected to the gas inlet 3 side so as to be bent at a right angle. After the guide member 20 is molded separately, it is fixed to either the concave member 1a or the baffle plate 1b by means such as welding so as to be in a predetermined position. It is also possible to mold integrally with either the concave member 1a or the baffle plate 1b.
In addition, the guide member lower end part 20a and the guide member upper end part 20b of the guide member 20 may be integrally formed, or may be formed as separate members. In addition, the guide member 20 is preferably formed of a member that is not easily deteriorated by oil or gas, such as metal or resin.
[0014]
The guide member 20 is not limited to a substantially inverted L shape with a sharp turn angle shown in FIG. 1, but can also be formed as a gentle tilt angle with an obtuse turn angle as shown in FIG. By making the bending angle a gentle inclination angle, it is possible to form a vortex without reducing the gas flow velocity. Moreover, the process becomes easy. Furthermore, it can also be formed as a rounded shape as shown in FIG. The rounded one can form a vortex by making the best use of the gas flow velocity at the time of inflow. Both are effective configurations when the gas flow rate is small and the gas flow rate is not lowered.
[0015]
An oil mist collecting portion 25 is provided at a position on the gas discharge port 5 side as viewed from the guide member 20. The oil mist collecting unit 25 is configured by alternately arranging detour plates (plates) 25a, 25b, and 25c on the main body floor surface 11 and the main body ceiling 12 so that a detour for gas flow is formed. The

detour plates

25a and 25c stand vertically from the main body ceiling 12 and are arranged at equal intervals. The bypass plate 25b stands vertically from the main body floor surface 11, and is provided at regular intervals between the

bypass plates

25a and 25c.
The

detour plates

25a, 25b, and 25c can be formed in various shapes. For example, gas can be easily collected by forming through holes in the

bypass plates

25a, 25b, and 25c. The

detour plates

25a, 25b, and 25c are preferably formed of a member that is not easily deteriorated by oil or gas, such as metal or resin. Further, the

bypass plates

25a, 25b, and 25c are usually formed separately and then fixed to either the concave member 1a or the baffle plate 1b. However, depending on the form of the oil mist collecting device 1, it can be formed integrally with either the concave member 1a or the baffle plate 1b.
In addition, the oil mist collecting unit 25 is not limited to the labyrinth-type arrangement configuration in which the gas flow path is a detour as described above, and various forms can be considered as appropriate according to the purpose of the designer.
[0016]
Next, the operation of the oil mist collecting apparatus 1 according to the embodiment of the first invention described above will be described with reference to FIG.
First, the gas leaked into the crankcase passes through a predetermined pipe along with the oil mist, and flows into the main body 10 of the oil mist collecting device 1 from the gas inlet 3. Part of the gas flowing in from the first gas inlet 3a enters the gas passage 13 constituted by the main body ceiling 12 and the guide member upper end portion 20b, and the rest is guided by the main body ceiling 12 to the guide member upper end portion 20b and the main body floor surface. 11 and is guided into the recess formed by.
Next, the gas flow flowing in from the second gas inlet 3b rises along the wall surface of the guide member lower end 20a provided at a position in contact with the second gas inlet 3b, and hits the guide member upper end 20b. Thus, the guide member is guided in the direction indicated by the tip end portion of the upper end portion 20b. Then, two vortex flows are formed by joining the gas flow guided from the first gas inlet 3a. That is, the gas flow formed by the gas flowing in from the first gas inlet 3a and the second gas inlet 3b is just merged in the flow from the main body ceiling 12 to the main body floor surface 11, and each of the vortex flows. Form.
All the structures inside the main body 10 from the gas inlet 3 to the guide member 20 in this embodiment are vortex forming means in the present invention. Moreover, all the structures inside the main body 10 up to the guide member 20 except for the gas inlet 3 in this embodiment are guide walls in the present invention.
[0017]
The oil mists contained in the gas flow repeatedly collide with each other due to the vortex merge and grow gradually and gradually. This is because oil has a high viscosity.
That is, the oil needs to be provided with a strong oil film having excellent lubricity and wear resistance, and has a high viscosity during engine operation. Usually, the oil is highly viscous because the oil mist collecting device 1 is operating when the engine is operating.
[0018]
Next, the oil mist that has grown greatly is likely to collide with the wall surface of the main body 10, the guide member 20, the oil mist collecting portion 25, and the like. This is because the inertial force increases as the oil mist in the gas increases. In other words, the oil mist goes straight as it is and collides with the wall surface of the main body 10 and the like against the flow of the gas flow that detours around the wall surface of the main body 10. This removes the oil in the gas stream. That is, it is collected on the wall surface of the main body 10.
[0019]
Next, the operation of the oil mist collecting unit 25 will be described. The oil mist collecting section 25 is intended to further collect oil that has not been collected around the guide member 20. That is, most of the oil mist collides with the guide member 20 and the wall surface of the main body 10 where the eddy current is generated, and is collected. However, the gas flow that did not form the vortex flow or the oil mist that does not grow greatly remains as is. It goes to the gas outlet 5 through the gas passage 13. In this case, the probability of collection is increased by the oil colliding with the oil mist collecting section 25 constituted by the

detour plates

25a, 25b, and 25c provided inside the main body 10.
By reducing the oil content in the gas by the oil mist collecting unit 25, the oil mist collecting unit 25 can be re-combusted without deteriorating the engine performance by returning to the intake system.
[0020]
Next, an oil mist collecting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is a cross-sectional view of the oil mist collecting device, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, FIG. 7 is an explanatory view showing the flow of blow-by gas with respect to FIG. This is another example.
[0021]
As shown in FIGS. 5 and 6, the oil mist collecting device 31 according to the second embodiment includes a main body 40 formed by a concave member 31 a and a baffle plate 31 b formed on the cylinder head cover. As shown in FIGS. 5 and 6, the main body 40 has basically the same configuration as that of the first embodiment described above. Accordingly, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Also, the oil mist collecting unit 25 has basically the same configuration as that of the first embodiment described above. Accordingly, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0022]
Next, differences from the first embodiment will be described. First, only one gas inlet 33 is provided on the lower left main body floor surface 41 as viewed in FIG. The gas discharge port 5 is provided on the right side surface of the concave member 31a as viewed in FIG. And the separation member 70 is provided in the position which can isolate | separate the gas flow which flows in from the said gas inflow port 33 into a some flow. The separation member 70 is provided in the gas flow passage in such a shape as to separate a plurality of gas flow flows into two flows in this embodiment. The separating member 70 is provided between the gas inlet 33 and the guide wall 50. In this embodiment, the separation member 70 is formed in a substantially V-shaped cross section, and is disposed between the gas inlet 33 and the guide wall 50 with the V-shaped tip portion facing the gas inlet 33. Yes.
[0023]
The shape of the separating member 70 is not limited to the above-described substantially V-shaped cross section, and various other shapes can be considered. For example, as shown in FIG. The gas flow can be separated into two flows even in a substantially U-shaped cross section. Moreover, as shown in FIG. 9, it can also be set as a substantially semicircular cross section. The one having a substantially semicircular cross-section can separate the gas flow by making the best use of the gas flow velocity at the time of inflow, and can efficiently form a vortex.
[0024]
Next, the operation of the oil mist collecting device 31 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, the gas flow flows into the main body 40 of the oil mist collecting device 31 from the gas inlet 33. The gas flow that flows in from the gas inlet 33 flows from the gas inlet 33 toward the gas outlet 5. This is because the intake system connected to the gas discharge port 5 has a negative pressure during intake.
Then, it collides with the V-shaped tip portion of the separation member 70 having a substantially V-shaped cross section provided in the gas flow passage, so that it is separated into almost two flows.
The two separated gas flows are guided by the guide wall 50 provided between the separation member 70 and the gas discharge port 5 so as to form a vortex flow. In the present embodiment, the guide wall 50 is provided at a position where the gas flow can be guided to the center line side of the main body 40. That is, the guide wall 50 is formed by

guide members

50a and 50b protruding from both side surfaces of the main body 40 so as to block the flow of gas flow. The

guide members

50a and 50b provide a passage 51 through which a gas flow can pass on the center line of the main body 40, and are provided so as to block other gas flow passages.
And two vortex | eddy currents are formed because the gas flow which goes to the centerline of the main body 40 mutually from both directions merges. The formed vortex flows in contact with each other on the center line of the main body 40, that is, merges, and oil mists contained in the gas flow gradually grow large and repeatedly collide with each other due to the merged vortex. The subsequent oil mist collecting action is the same as that of the first embodiment described above, including the action of the oil mist collecting section 25.
[0025]
FIG. 10 shows various types of oil mist collecting devices which can be considered as embodiments of the present invention including the conventional structure. And the oil mist collection rate in these various types is shown in Table 1 described later.
10A and 10B are cross-sectional views of an oil mist collecting device having a conventional structure. FIG.10 (c) is a cross-sectional view of the modification of the oil mist collection apparatus which changed the internal shape of the apparatus. FIGS. 10 (d), (i), (j) and (m) are transparent views of modifications of the oil mist collecting device in which the shape inside the device is changed. 10 (e) to (h), (k), and (l) are upper cross-sectional views of modified examples of the oil mist collecting device in which the shape inside the device is changed.
The type shown in FIG. 10A is a conventional labyrinth type. The type shown in FIG. 10B uses a conventional labyrinth type L-shaped oil mist collecting member that has been punched according to a known technique.
On the other hand, the type of FIG. 10C shows another example of the first embodiment of the present invention described above. The type shown in FIG. 10D is a further example of the first embodiment in which gas inlets are provided in parallel in the gas flow passage direction sideways. The type of FIG. 10 (e) shows another example of the above-described second embodiment of the present invention. The types after FIG. 10F are further examples of the second embodiment, and will be described in the following order. In the type shown in FIG. 10 (f), the separating member has a substantially semicircular cross section. In the type shown in FIG. 10 (g), the detour plate of the oil mist collecting section has a semicircular cross section. In the type shown in FIG. 10H, all corners in the type shown in FIG. 10E are eliminated and rounded. The type shown in FIG. 10 (i) is the same as that shown in FIG. 10 (f) except that the oil mist collecting part is removed, and a gas flow passage is provided in the lower half of the guide wall. The type shown in FIG. 10 (j) is the type shown in FIG. 10 (f) except that the oil mist collecting part is provided and the gas discharge port is provided on the ceiling of the main body. The type of FIG. 10 (k) is the type of FIG. 10 (f) in which the guide member is rounded on the separating member side and the bypass plate of the oil mist collecting part is rounded. In the type shown in FIG. 10 (l), the bypass plate in the type shown in FIG. 10 (k) has a U-shaped cross section. The type shown in FIG. 10 (m) is obtained by further providing two bypass plates in the type shown in FIG. 10 (i).
[0026]
As an apparatus for collecting various types of oil mist as described above, an experimental apparatus comprising a regulator, an oil / air mixer, a chamber, an oil mist collecting device, a filter oil amount measuring device, a flow meter, a suction device, and a transformer. Was used.
The air flow is fed into the apparatus using a regulator, and the oil is mixed in the air by an oil / air mixer, and the oil flow is adjusted so that the oil mist is about 0.8 g / m ³ in the air flow in the chamber.
Then, the flow rate is adjusted to about 15 L / min with a suction machine, gas is introduced into the main body from the gas inlet, and the amount of oil mist (g / m ³ ) discharged from the gas outlet and included in the air flow. Was measured with a filter oil amount measuring machine. And it decided to calculate a collection rate by the formula shown below.
Collection rate (%) = (A−B) / A × 100
A: Oil mist amount (g / m ³ ) before passing through the oil mist collecting device
B: Oil mist amount (g / m ³ ) before passing through the oil mist collecting device
[Table 1]

Comparison of sample (a) and sample (b) with sample (c) to sample (f) shows that the oil mist collection rate is improved over the conventional known technique. Moreover, by comparing the sample (i) and the sample (m), it can be seen that the oil mist collection rate is improved when the oil mist collection unit is provided. From the samples (g) to (m), it can be seen that the oil mist collection rate is improved over the conventional known technique regardless of the shapes of the main body, the guide member, and the separating member.
In addition, the corresponding alphabet was attached | subjected to the sample obtained by various types of oil mist collection apparatus.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, the following effects can be obtained.
First, according to the first invention, oil mist aggregates and can be efficiently collected as large particles.
[0028]
Next, according to 2nd invention, a vortex | eddy_current can be efficiently formed in many blowby gas by having a some gas inflow port and a guide wall.
Next, according to 3rd invention, it is not necessary to provide a some blowby gas inflow port by having a isolation | separation site | part in the container of an oil mist collection apparatus, and can use the existing installation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil mist collecting device.
2 is an explanatory diagram showing a flow of blow-by gas with respect to FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a view of another example of a guide member.
FIG. 4 is a view of still another example of the guide member.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the oil mist collecting device.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is an explanatory diagram showing a flow of blow-by gas with respect to FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a diagram of another example of a separation member.
FIG. 9 is a view of still another example of the separating member.
FIG. 10 is a diagram of the internal structure of various types of oil mist collecting devices.
[Explanation of symbols]
31 Oil Mist Collection Device 1a Concave Member

1b Baffle Plates

3, 33 Gas Inlet 3a First Gas Inlet 3b Second Gas Inlet 5 Gas Outlet 7

Oil Outlet

10, 40 Main Body 11 Main Body Floor 12 Main Body Ceiling 13 51

Gas passages

20, 50a, 50b Guide member 20a Guide member lower end portion 20b Guide member upper end portion 25 Oil

mist collecting portions

25a, 25b, 25c Detour plate 50 Guide wall 70 Separating member

Claims

In an oil mist collecting device for separating oil mist in a blow-by gas provided in a PCV system for recombusting blow-by gas generated in the engine crankcase with the engine and returning it to the engine crankcase, the flow of blow-by gas is divided into a plurality of vortex flows. The oil mist trap is characterized in that one vortex has vortex forming means that merges as at least one other vortex in the same direction, and the oil mist aggregates when a plurality of vortices merge. Collector.

In the oil mist collection device according to claim 1,
The vortex flow forming means is provided with a plurality of blow-by gas inlets in the container of the oil mist collecting device, and a guide wall for guiding the blow-by gas flowing in from each of the inlets to form a vortex flow is provided. Oil mist collecting device.

In the oil mist collection device according to claim 1,
The vortex flow forming means has a flow separation portion for separating one flow of blow-by gas into a plurality of flows in the container of the oil mist collecting device, and guide walls for guiding the separated flow to form a vortex flow. Is provided with an oil mist collecting device.