JP2005146887A - Breather device - Google Patents

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    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422Separating oil and gas with a centrifuge device
    • F01M2013/0427Separating oil and gas with a centrifuge device the centrifuge device having no rotating part, e.g. cyclone

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a breather device capable of preventing oil from reversely flowing from an oil reservoir part at once. <P>SOLUTION: The breather device 1 is provided with an oil separator 4 and an oil retention tank 6 provided above the same. The oil separator 4 includes cyclone separator 41, 41 and connected to an upper wall of the oil retention tank 6. A float 20 detecting level of oil L is stored inside of the oil retention tank 6. When the level of oil L goes up and down, a connecting bar 40 connected to the float 20 goes up and down to turn a switching valve V provided in a brunch part 60 of a suction pipe P10 of blow-by gas. Consequently, flow passage of blow-by gas is switched over to a supply pipe P11 or a bypass pipe P4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ブローバイガスの気液分離が行われるブリーザ装置に関する。   The present invention relates to a breather device that performs gas-liquid separation of blow-by gas.

一般に、内燃機関の圧縮工程又は膨張工程においてピストンとシリンダとの間からクランクケース内に漏出するブローバイガスは、霧状のオイル粒子と混合されてオイルミストになる。このようにオイル分とガス分を含むブローバイガスは、通常、気液分離が施された後、オイル分は回収され、ガス分は内燃機関側へ還元される。このとき、気液分離が不十分であると、オイル消費が増大するため、オイルセパレータやブリーザ装置といった種々の気液分離構造又は装置が提案されている。   In general, blowby gas leaking into a crankcase from between a piston and a cylinder in a compression process or an expansion process of an internal combustion engine is mixed with mist-like oil particles to become oil mist. As described above, the blow-by gas containing the oil component and the gas component is usually subjected to gas-liquid separation, and then the oil component is recovered and the gas component is reduced to the internal combustion engine side. At this time, if the gas-liquid separation is insufficient, the oil consumption increases, so various gas-liquid separation structures or devices such as an oil separator and a breather device have been proposed.

このような気液分離構造又は装置の一例として、特許文献1には、ブローバイガスのセパレータであって分離室とその下部に設けられた弁機構とを備えるものが記載されている。その弁機構は、分離室側の入口とオイル落とし通路側の出口を有し、それらの入口と出口との間に第1弁体及び第2弁体が配設されたものであり、分離室とオイル落とし通路との圧力差に応じて両弁体が連動し、一方の弁体が閉じたときに他方の弁体が開くように構成されている。   As an example of such a gas-liquid separation structure or apparatus, Patent Document 1 describes a blow-by gas separator that includes a separation chamber and a valve mechanism provided below the separation chamber. The valve mechanism has an inlet on the separation chamber side and an outlet on the oil drop passage side, and a first valve body and a second valve body are disposed between the inlet and the outlet. The two valve bodies are interlocked according to the pressure difference between the oil drop passage and the oil drop passage, and the other valve body is opened when one of the valve bodies is closed.

この従来装置においては、そのような構成により、セパレータ内に一時的に溜まったオイルを吸気マニホールド側に逆流させることなく確実にオイル落とし通路を介してクランク室側に戻すことを企図したものである。
特開2003−13723号公報
This conventional apparatus is intended to reliably return the oil temporarily accumulated in the separator to the crank chamber side through the oil dropping passage without flowing back to the intake manifold side. .
JP 2003-13723 A

しかし、上記従来のセパレータでは、弁機構を構成する弁体が、例えば径時劣化によるオイル粘度の増大といった何らかの理由により固着してしまった場合、セパレータ内からオイルが排出されず、吸気側負圧の大きさとセパレータ内に溜まったオイル量との関係によっては、ブローバイガス通路を通して瞬時に多量のオイルがエンジン等の内燃機関に一気に流入してしまうおそれがある。こうなると、その際の衝撃によってエンジン性能が低下したり、場合によってはエンジンや吸気系等のエンジン周辺部位が破損したりといった不都合が生じてしまう。   However, in the above-described conventional separator, when the valve body constituting the valve mechanism is fixed for some reason, for example, an increase in oil viscosity due to aging deterioration, the oil is not discharged from the separator, and the suction side negative pressure Depending on the relationship between the amount of oil and the amount of oil accumulated in the separator, a large amount of oil may instantaneously flow into an internal combustion engine such as an engine through the blow-by gas passage. In this case, the engine performance is reduced due to the impact at that time, and in some cases, engine peripheral parts such as the engine and the intake system are damaged.

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ブローバイガスから分離除去されたオイル分が一旦貯留されるときに、そのオイル分が内燃機関に一気に流入してしまうことを防止でき、内燃機関及びその周辺部位が破損してしまうことを抑止できるブリーザ装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and when the oil component separated and removed from the blow-by gas is temporarily stored, the oil component can be prevented from flowing into the internal combustion engine at once. It is an object of the present invention to provide a breather device that can prevent the internal combustion engine and its peripheral parts from being damaged.

上記課題を解決するために本発明によるブリーザ装置は、オイル分とガス分とを含むブローバイガスの供給路を有しており、そのブローバイガスの気液分離が行われ、且つガス分の少なくとも一部が分離されたブローバイガスの排出路を有する気液分離部と、気液分離部に連通するように接続されており、ブローバイガスから分離されたオイル分が貯留され、オイル分の排出口が設けられたオイル保持部と、気液分離部を迂回するように気液分離部の供給路及び排出路に接続され、ブローバイガスが流通可能な連絡路と、ブローバイガスが供給路及び迂回路のいずれか一方へ供給されるようにブローバイガスの流れが切り替えられる流路切替部とを備えるものである。   In order to solve the above-described problems, a breather device according to the present invention has a supply path for blow-by gas containing an oil component and a gas component, gas-liquid separation of the blow-by gas is performed, and at least one gas component is contained. The gas-liquid separation unit having a blow-by gas discharge path separated from the gas-liquid separation unit is connected to the gas-liquid separation unit, the oil component separated from the blow-by gas is stored, and the oil discharge port Connected to the oil holding section provided, the supply path and discharge path of the gas-liquid separation section so as to bypass the gas-liquid separation section, and the connection path through which blow-by gas can flow, and the blow-by gas between the supply path and bypass path And a flow path switching unit that switches the flow of blow-by gas so as to be supplied to either one.

このように構成されたブリーザ装置においては、ブローバイガスが供給路を通して気液分離部に導入され、オイル分とガス分とが互いに分離される。通常、ガス分は、ブリーザ装置が設置された内燃機関等の吸気系に戻される一方で、オイル分は気液分離部に接続されたオイル保持部へ送出され、一旦貯留された後、排出口から回収される。オイル分を排出させて回収するには、例えば、オイル回収系に接続され且つオイルの逆流を防止するための逆止弁が設けられたオイル排出管をその排出口に接続すると好ましい。   In the breather device configured as described above, blow-by gas is introduced into the gas-liquid separator through the supply path, and the oil component and the gas component are separated from each other. Normally, the gas component is returned to the intake system of the internal combustion engine or the like in which the breather device is installed, while the oil component is sent to the oil holding unit connected to the gas-liquid separation unit, and once stored, the exhaust port Recovered from. In order to discharge and collect the oil component, for example, an oil discharge pipe connected to an oil recovery system and provided with a check valve for preventing backflow of oil is preferably connected to the discharge port.

ここで、具体的には、オイル保持部内のオイル分の量が、例えばオイル保持部の容積を考慮して予め定められた許容値(基準値)を超える前に、排出口を開放してオイル分を排出させるのが好ましい。しかし、逆止弁の固着等が生じてオイル分を排出できなくなると、許容値を超える量のオイルがオイル保持部に留まってしまう。   Here, specifically, before the amount of oil in the oil holding part exceeds a predetermined allowable value (reference value) in consideration of the volume of the oil holding part, for example, the discharge port is opened and the oil is released. It is preferred to drain the minutes. However, if the check valve sticks and the oil component cannot be discharged, the amount of oil exceeding the allowable value remains in the oil holding portion.

そのように過量のオイル分がオイル保持部に貯留された状態で、内燃機関の運転条件等によって過度の吸気系負圧が作用すると、オイル分がオイル保持部から気液分離部内へ一気に逆流し、さらに、ブローバイガスの排出路から吸気系を通して吸い出され、内燃機関へ流入する事態が懸念され得る。これに対し、本発明では、ブローバイガスが流通可能であり、気液分離部を迂回(バイパス)するように供給路と排出路とに接続された連絡路が設けられており、ブローバイガスが供給路を通して気液分離部へ導通される経路と迂回路へ導通される経路とが、流路切替部によって切り替えられる。   When excessive intake system negative pressure is applied due to the operating conditions of the internal combustion engine in such a state that an excessive amount of oil is stored in the oil holding unit, the oil component flows back from the oil holding unit into the gas-liquid separation unit at once. Furthermore, there may be a concern that the air is sucked through the intake system from the blow-by gas discharge passage and flows into the internal combustion engine. On the other hand, in the present invention, blow-by gas can be circulated, and a communication path connected to the supply path and the discharge path is provided so as to bypass the gas-liquid separator, and blow-by gas is supplied. The flow path switching unit switches between a path that is conducted to the gas-liquid separation unit through the path and a path that is conducted to the bypass.

よって、オイル保持部に許容値を超えるような量のオイル分が溜まったときに、ブローバイガスの気液分離部への供給を停止すると共に、迂回路へブローバイガスを流通させることが可能となる。こうすれば、気液分離部からオイル保持部への新たなオイル分の供給が無くなり、オイル保持部に不都合に多量のオイル分が溜まってしまうことを防止できる。その結果、過度の吸気系負圧が作用したとしても、気液分離部を通して急激且つ多量なオイル分が逆流してしまうことが抑制される。   Therefore, when an oil amount exceeding the allowable value is accumulated in the oil holding unit, it becomes possible to stop the supply of the blow-by gas to the gas-liquid separation unit and to distribute the blow-by gas to the detour. . By doing so, the supply of new oil from the gas-liquid separation unit to the oil holding unit is eliminated, and an undesirably large amount of oil can be prevented from accumulating in the oil holding unit. As a result, even if an excessive intake system negative pressure is applied, it is possible to suppress a rapid and large amount of oil from flowing back through the gas-liquid separator.

このような流路切替部によるブローバイガスの流れ(流路)の切替制御としては、排出口の閉塞状態を検知しブローバイガスを迂回路へ迂回させるといった制御のほか、好ましくは、オイル保持部におけるオイル分の量を検知する検知部を備えており、検知部によるオイル分の実測値に基づいて、流路切替部におけるブローバイガスの流れが切り替えられるものであると好適である。   As such switching control of the flow (flow path) of the blow-by gas by the flow path switching unit, in addition to the control of detecting the closed state of the discharge port and detouring the blow-by gas to the detour, preferably in the oil holding unit It is preferable that a detection unit for detecting the amount of oil is provided, and the flow of blow-by gas in the flow path switching unit is switched based on the actual measured value of the oil by the detection unit.

こうすれば、オイル量の実測値に基づく言わばリアルタイムで且つ的確なブローバイガス流路の切り替えが行われる。よって、実際には過度なオイル分の貯留が生じていない場合に流路切替が実行されてしまうといった誤動作が確実に抑止される。   In this way, the blow-by gas flow path can be accurately switched in real time based on the measured value of the oil amount. Therefore, the malfunction that the flow path switching is executed when the excessive oil content is not actually stored is reliably suppressed.

また、検知部は、オイル保持部内に設けられており、オイル保持部内のオイル分の液位(液面レベル)が変化したときに、その変化に追従して上下動する浮き具を有するものであり、流路切替部は、供給路及び迂回路のうち一方が開放され且つ他方が閉止されるように浮き具の上下動に応じて切替可能に設けられた切替弁を有するものであると更に好適である。なお、浮き具としては、オイル分よりも嵩比重(=重量/全容積)が小さいものが好ましい。   The detection unit is provided in the oil holding unit, and has a floating device that moves up and down following the change when the oil level in the oil holding unit changes. And the flow path switching unit further includes a switching valve provided so that one of the supply path and the detour can be opened and the other can be closed according to the vertical movement of the float. Is preferred. In addition, as a float, the thing whose bulk specific gravity (= weight / total volume) is smaller than an oil part is preferable.

このように構成すれば、オイル分の貯留量が多くなるほど、浮き具は鉛直上方に移動し、逆にオイル分の貯留量が少なくなるほど鉛直下方に移動する。これにより、浮き具がオイル分の液位ひいては量を検知する検知部として機能する。そして、このような浮き具の上下動に応じて切替弁が例えば回動する等して供給路及び迂回路のうち一方が開放され且つ他方が閉止される。   If comprised in this way, the float will move vertically upwards, so that the amount of storage of oil increases, conversely, it will move vertically downward, so that the amount of storage of oil is small. As a result, the floater functions as a detection unit that detects the level of oil, and thus the amount. Then, one of the supply path and the detour is opened and the other is closed as the switching valve rotates, for example, according to the vertical movement of the float.

より具体的には、例えば、配管を上下方向に二つに分岐し、上方の分岐管を供給路とし下方の分岐管を迂回路とする。そうして両路の分岐部において上流に向かって突出するような配向で切替弁を設けると共に、この切替弁の非固定部と浮き具とを長柄部材で接続する。こうすれば、オイル分が増量すなわち液位(液面レベル)が増したときに切替弁が枢動して非固定部側が上方に傾斜し、供給路が閉止されると共に迂回路が開放される。   More specifically, for example, the pipe is branched into two in the vertical direction, the upper branch pipe is used as a supply path, and the lower branch pipe is used as a bypass. Thus, the switching valve is provided in such an orientation that it projects toward the upstream at the branch portion of both paths, and the non-fixed portion of the switching valve and the floating member are connected by a long handle member. In this way, when the oil content increases, that is, when the liquid level (liquid level) increases, the switching valve pivots and the non-fixed portion side is inclined upward, the supply path is closed and the detour is opened. .

よって、液位の変化に連動して切替弁が切り替えられるので、確実且つリアルタイムでブローバイガスの流路の切替操作が実現される。また、オイル分の液位の増減を切替弁の動力として用いるので、他の動力源が不要であり、経済性の観点からも好ましい。   Therefore, since the switching valve is switched in conjunction with the change in the liquid level, the operation for switching the flow path of the blow-by gas is realized reliably and in real time. In addition, since the increase / decrease in the oil level is used as the power of the switching valve, no other power source is required, which is preferable from the viewpoint of economy.

さらに、そのような構造に代えて或いは組み合わせて、検知部からオイル保持部におけるオイル分の量の検知信号が出力され、その検知信号に基づいて切替部の作動状態を決定し、切替部に対して決定された作動状態の指示信号を出力する制御部を備えるようにしても有用である。   Further, instead of or in combination with such a structure, a detection signal for the amount of oil in the oil holding unit is output from the detection unit, the operating state of the switching unit is determined based on the detection signal, and the switching unit is It is also useful to provide a control unit that outputs an instruction signal of the operating state determined in this way.

またさらに、オイル保持部におけるオイル分の量が許容値を超えたときに、当該事象(許容量を超えたこと)の発生を報知するための信号を送出するものであることが望ましい。   Furthermore, it is desirable to send a signal for notifying the occurrence of the event (exceeding the allowable amount) when the amount of oil in the oil holding unit exceeds the allowable value.

ブローバイガスを迂回路に流通させると、オイル分を含んだままのブローバイガスが吸気系に送られるので、その状態を過度に長く継続すると、オイル分の持ち去り量が増大すると共に、内燃機関の種類等によってはその性能・特性に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、オイル保持部内のオイル分の量が予め設定された又は適宜設定される所定の許容値(基準値)を超えたときに、そのような事象が発生したこと(換言すれば、逆止弁等が固着してしまい、排出口が開放されるべきなのに閉止された状態であること)が報知されることにより、例えば車両等の動機器の運転者や操作者がそれを感知できる。   When the blow-by gas is circulated in the detour, the blow-by gas that contains the oil is sent to the intake system. Depending on the type, the performance and characteristics may be adversely affected. Therefore, when the amount of oil in the oil holding portion exceeds a predetermined allowable value (reference value) set in advance or appropriately, such an event has occurred (in other words, a check valve). For example, a driver or an operator of a moving device such as a vehicle can sense it.

本発明のブリーザ装置によれば、ブローバイガスから分離除去されたオイル分が一旦貯留されるときに、そのオイル分が内燃機関に一気に流入してしまうことを確実に防止でき、内燃機関及びその周辺部位が破損してしまうおそれを解消できる。   According to the breather device of the present invention, when the oil component separated and removed from the blow-by gas is temporarily stored, the oil component can be reliably prevented from flowing into the internal combustion engine at once, and the internal combustion engine and its surroundings can be prevented. The fear that a part will be damaged can be eliminated.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, positional relationships such as up, down, left and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

図1は、本発明によるブリーザ装置の好適な一実施形態の構成を模式的に示す斜視図(一部ブロック図)である。ブリーザ装置1は、車両や動機器等(図示せず)に備わる内燃機関101、吸気系102、及びオイル回収系103に接続されたPCV(Positive Crankcase Ventilation)システムを構成するものである。   FIG. 1 is a perspective view (partially block diagram) schematically showing a configuration of a preferred embodiment of a breather apparatus according to the present invention. The breather apparatus 1 constitutes a PCV (Positive Crankcase Ventilation) system connected to an internal combustion engine 101, an intake system 102, and an oil recovery system 103 provided in a vehicle, moving equipment, or the like (not shown).

ブリーザ装置1は、内燃機関101の例えば図示しないクランクケースに配管P1を介して接続されたプレセパレータ2の後段に、整流ポンプ3を介してオイルセパレータ4(気液分離部)が接続され、更にその下方に配置されたオイル保持タンク6(オイル保持部)を備えるものである。オイルセパレータ4は、併置された二台のサイクロンセパレータ41,41を有している。また、それらのサイクロンセパレータ41,41には、オイル分が分離除去されたブローバイガスが排出され且つ配管P2を介して吸気系102に接続されたガス排出部5が併設されている。さらに、オイル保持タンク6の底壁には、配管P3を介してオイル回収系103に接続されたオイル排出部7が接続されている。   In the breather device 1, an oil separator 4 (gas-liquid separator) is connected to a rear stage of a pre-separator 2 connected to, for example, a crankcase (not shown) of the internal combustion engine 101 via a pipe P1, via a rectifying pump 3. The oil holding tank 6 (oil holding part) arranged below is provided. The oil separator 4 has two cyclone separators 41 and 41 juxtaposed. The cyclone separators 41 and 41 are also provided with a gas discharge unit 5 from which blow-by gas from which oil has been separated and removed is discharged and connected to the intake system 102 via a pipe P2. Furthermore, an oil discharge part 7 connected to the oil recovery system 103 is connected to the bottom wall of the oil holding tank 6 via a pipe P3.

図2は、図1におけるII−II線に沿う要部断面図である。サイクロンセパレータ41,41は、それぞれ逆カップ状を成す胴部411と逆円錐部412とを備えており、その逆円錐部412の下端にオイル排出管413が接合されたものである。また、各胴部411の側壁に設けられたガス導入口3aには、整流ポンプ3に接続された吸入管P10から分岐した供給管P11(ブローバイガスの供給路)が接続されている。さらに、その吸入管P10からはバイパス管P4(ブローバイガスの連絡路)が分岐している。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part taken along line II-II in FIG. The cyclone separators 41 and 41 are each provided with a barrel portion 411 and a reverse cone portion 412 each having a reverse cup shape, and an oil discharge pipe 413 is joined to the lower end of the reverse cone portion 412. A supply pipe P11 (blow-by gas supply path) branched from the suction pipe P10 connected to the rectifying pump 3 is connected to the gas inlet 3a provided on the side wall of each barrel 411. Further, a bypass pipe P4 (blowby gas communication path) branches off from the suction pipe P10.

バイパス管P4は、サイクロンセパレータ41,41を迂回するように設けられており、クランクケースに連通する上述した配管P1に接続されている。またさらに、各サイクロンセパレータ41の各胴部411の上壁に穿設された貫通孔には、ガス出口管P12(ブローバイガスの排出路)が嵌入されている。これらのガス出口管P12,P12は、途中で合流されてガス排出部5に接続されている。   The bypass pipe P4 is provided so as to bypass the cyclone separators 41 and 41, and is connected to the above-described pipe P1 communicating with the crankcase. Furthermore, a gas outlet pipe P12 (blow-by gas discharge passage) is fitted into a through-hole formed in the upper wall of each barrel 411 of each cyclone separator 41. These gas outlet pipes P <b> 12 and P <b> 12 are joined on the way and connected to the gas discharge unit 5.

オイル保持タンク6は、一定の空間容積を有し底壁にオイル排出口6a(オイル分の排出口)が設けられた容器の上壁に、オイル導入口41b,41bが穿設されたものである。オイル導入口41b,41bには、それぞれ各サイクロンセパレータ41のオイル排出管413の下端が接合されている。また、オイル排出口6aの外方周囲には、管状を成すオイル排出部7の一方端が接合されている。またさらに、オイル排出部7の内部には、オイル排出口6aを開閉するように可動する逆止弁71が設けられている。   The oil holding tank 6 has oil introduction ports 41b and 41b formed in the upper wall of a container having a fixed space volume and provided with an oil discharge port 6a (oil discharge port) on the bottom wall. is there. The lower ends of the oil discharge pipes 413 of the cyclone separators 41 are joined to the oil introduction ports 41b and 41b, respectively. Further, one end of a tubular oil discharge portion 7 is joined to the outer periphery of the oil discharge port 6a. Furthermore, a check valve 71 that is movable to open and close the oil discharge port 6 a is provided inside the oil discharge portion 7.

また、オイル保持タンク6内には、嵩比重がオイル分Lよりも小さく形成されたフロート20(浮き具、検知部)が収容されている。フロート20の上部には、貫通孔30及び吸入管P10の分岐部60を貫通するように配置された長柄部材である連結棒40の下端部が接続されている。また、連結部40の上端部が、オイルセパレータ4の天蓋上に設置された開閉器70内に遊嵌されている。この開閉器70は、スイッチ又はスイッチング素子といった開閉信号(ON/OFF信号)を出力するものであり、図示しない表示装置又は警笛装置に接続された制御部104に信号線を介して接続されている。   Further, the oil holding tank 6 accommodates a float 20 (floating device, detection unit) having a bulk specific gravity smaller than the oil content L. Connected to the upper portion of the float 20 is a lower end portion of a connecting rod 40 that is a long handle member disposed so as to penetrate the through hole 30 and the branch portion 60 of the suction pipe P10. In addition, the upper end portion of the connecting portion 40 is loosely fitted in a switch 70 installed on the canopy of the oil separator 4. The switch 70 outputs an opening / closing signal (ON / OFF signal) such as a switch or a switching element, and is connected to a control unit 104 connected to a display device or a horn device (not shown) via a signal line. .

ここで、図3は、分岐部60の周辺を示す鉛直断面図である。分岐部60においては、吸入管P10と供給管P11及びバイパス管P4との接続部位65における外周に環状を成す封止部材62が設けられ、その周囲が保護ケース61で覆われている。吸入管P10から分岐する供給管P11とバイパス管P4とは、接合部Paの全体又は先端において接合されており、その縁端には、切替弁V(流路切替部)が、例えばリベット等により支持部63に回動可能に取り付けられている。このように、切替弁Vは支持部63に枢着されている。切替弁Vは、吸入管P10の端部管壁近傍まで延在しており、少なくとも図示V1〜V2で表される状態の範囲で回動(より具体的には枢動)されるようになっている。   Here, FIG. 3 is a vertical sectional view showing the periphery of the branch portion 60. In the branch portion 60, an annular sealing member 62 is provided on the outer periphery of the connection portion 65 between the suction pipe P <b> 10, the supply pipe P <b> 11 and the bypass pipe P <b> 4, and the periphery thereof is covered with the protective case 61. The supply pipe P11 and the bypass pipe P4 branched from the suction pipe P10 are joined at the whole or the front end of the joint portion Pa, and at the edge thereof, a switching valve V (flow path switching portion) is provided by, for example, a rivet The support part 63 is rotatably attached. Thus, the switching valve V is pivotally attached to the support portion 63. The switching valve V extends to the vicinity of the end pipe wall of the suction pipe P10, and is rotated (more specifically, pivoted) in a range of a state represented by at least V1 to V2 in the drawing. ing.

また、切替弁Vの中央部、接続部位65、封止部材62、及び保護ケース61には、それぞれ、連結棒40の貫通孔Ka,Kb,Kc,Kdが同軸状に形成されている。連結棒40は、切替弁Vの貫通孔Kaにおける内周縁の一部又は全部に固着されており、貫通孔Kb,Kc,Kdには遊挿されている。これにより、連結棒40の上下動が許容され、切替弁Vがそれに追動するようになっている。   Further, the through holes Ka, Kb, Kc, Kd of the connecting rod 40 are coaxially formed in the central portion of the switching valve V, the connection portion 65, the sealing member 62, and the protective case 61, respectively. The connecting rod 40 is fixed to a part or all of the inner peripheral edge of the through hole Ka of the switching valve V, and is loosely inserted into the through holes Kb, Kc, Kd. Thereby, the vertical movement of the connecting rod 40 is allowed, and the switching valve V follows it.

このように構成されたブリーザ装置1においては、オイル粒子(オイル分)と燃焼ガス(ガス分)との気液混合体であるブローバイガスが、まず、プレセパレータ2に供給される。ブローバイガスに含まれるオイル粒子のうち比較的径が大きいものは、プレセパレータ2を通る間に分離除去される。   In the breather device 1 configured as described above, a blow-by gas that is a gas-liquid mixture of oil particles (oil component) and combustion gas (gas component) is first supplied to the pre-separator 2. Among the oil particles contained in the blow-by gas, those having a relatively large diameter are separated and removed while passing through the pre-separator 2.

次に、ブローバイガスは、整流ポンプ3によって流量調整等が行われた後、サイクロンセパレータ41,41の胴部411,411内にその接線方向に沿って供給される。このように、オイルセパレータ4は接線流入式のタンデム型サイクロンセパレータとして機能する。   Next, after the flow rate is adjusted by the rectifying pump 3, the blow-by gas is supplied into the trunk portions 411 and 411 of the cyclone separators 41 and 41 along the tangential direction. In this way, the oil separator 4 functions as a tangential inflow tandem cyclone separator.

各サイクロンセパレータ41内に導入されたブローバイガスの流れは、胴部内で直線流から渦流に変化し、胴部411の内壁に沿って回転しながら螺旋状に下降する。それから、逆円錐部412に到達すると、回転速度を増しながら更に下降し、逆円錐部412の下端近傍で反転上昇し、胴部411の略中心部を回転しながら上昇する。   The flow of blow-by gas introduced into each cyclone separator 41 changes from a linear flow to a vortex flow in the body portion, and descends spirally while rotating along the inner wall of the body portion 411. Then, when it reaches the inverted conical portion 412, it further descends while increasing the rotation speed, reversely rises near the lower end of the inverted conical portion 412, and rises while rotating substantially the central portion of the barrel 411.

この際、ブローバイガスから分離除去されていない比較的微小なオイル粒子は、旋回運動によって遠心力を得て胴部411,411の内壁に向かって水平方向に移動し、その内壁に衝突して運動量を失う。このオイル粒子は、胴部411及び逆円錐部412の内壁を順次伝って流下しながら集積され、オイル排出管413の下端からオイル導入口41bを通してオイル保持タンク6内に滴下する。   At this time, relatively fine oil particles that have not been separated and removed from the blow-by gas obtain a centrifugal force by the swiveling motion, move in the horizontal direction toward the inner walls of the body portions 411 and 411, collide with the inner walls, and have momentum. Lose. The oil particles are collected while sequentially flowing down the inner walls of the body portion 411 and the inverted conical portion 412, and are dropped from the lower end of the oil discharge pipe 413 into the oil holding tank 6 through the oil introduction port 41b.

こうして、ブローバイガスの気液分離が行われ、各サイクロンセパレータ41の胴部411内を上昇するガスはオイル分が分離された清澄ガスとなり、ガス出口管P12の下端41aからガス出口管P12内へ吸入され、ガス排出部5を通して吸気系102へ送られる。   Thus, the gas-liquid separation of the blow-by gas is performed, and the gas rising in the body 411 of each cyclone separator 41 becomes a clarified gas from which the oil component has been separated, and enters the gas outlet pipe P12 from the lower end 41a of the gas outlet pipe P12. Inhaled and sent to the intake system 102 through the gas discharge unit 5.

一方、オイル保持タンク6内に滴下したオイル分Lは、所定量溜められた後、逆止弁71の開動作によりオイル排出口6aが開放されて適宜(随時)オイル回収系103へ送られる。また、逆止弁71は、例えば、内燃機関101の負荷状態の変動による吸気系負圧の変化、オイル回収系103への送出操作のタイミング、及び、オイル回収系103へのオイル送出量等の諸条件に応じて適宜閉じられる。   On the other hand, after a predetermined amount of oil L dropped in the oil holding tank 6 is accumulated, the oil discharge port 6a is opened by the opening operation of the check valve 71, and is sent to the oil recovery system 103 as appropriate (as needed). The check valve 71 also includes, for example, changes in the intake system negative pressure due to fluctuations in the load state of the internal combustion engine 101, the timing of the delivery operation to the oil recovery system 103, the amount of oil delivered to the oil recovery system 103, and the like. It is closed as appropriate according to various conditions.

これにより、オイル排出口6aが閉止され、オイル保持タンク6やサイクロンセパレータ41,41へのオイル分Lの逆流が抑制される。このときの逆止弁71の定常的な開閉制御としては、吸気系負圧を用いたり、或いは、他系統から独立した電動駆動又は機械駆動方式を用いたりといった種々の公知の手法を採用することができる。   Thereby, the oil discharge port 6a is closed, and the backflow of the oil component L to the oil holding tank 6 and the cyclone separators 41 and 41 is suppressed. At this time, various known methods such as using an intake system negative pressure or using an electric drive or a mechanical drive independent of other systems are employed as the steady opening / closing control of the check valve 71. Can do.

ここで、万一、逆止弁71が閉状態つまりオイル排出口6aが閉止された状態で固着してしまうような異常が生じると、オイル分Lがオイル保持タンク6から排出されない一方で、新たなオイル分Lがオイル保持タンク6の内部に流入し続ける。こうなると、オイル分Lの増量により、その液面レベルは、逆止弁71の開動作によってオイル分Lが排出されるべき適正な最大液面レベル(例えば、図2に示す液位L2)よりも上昇していき、やがて許容される液面レベル(例えば、図2に示す液位L1)に達してしまう。   Here, in the unlikely event that an abnormality occurs such that the check valve 71 is closed, that is, the oil discharge port 6a is closed, the oil component L is not discharged from the oil holding tank 6, Oil L continues to flow into the oil holding tank 6. When this happens, the liquid level is increased from the appropriate maximum liquid level (for example, the liquid level L2 shown in FIG. 2) at which the oil L should be discharged by opening the check valve 71 due to the increase in the oil L. Will rise and eventually reach an allowable liquid level (for example, the liquid level L1 shown in FIG. 2).

このように貯留されたオイル分Lの液位L1がオイル排出管413のオイル導入口41b近傍に近づいた状態で、内燃機関101の運転状態等によって吸気系102が過度の負圧になった場合、従来のブリーザ装置では、上述の如く、多量のオイル分が一気に吸気系102から内燃機関101まで逆流するおそれがある。   When the intake system 102 becomes excessively negative pressure due to the operating state of the internal combustion engine 101 or the like while the liquid level L1 of the oil component L stored in this manner approaches the vicinity of the oil inlet 41b of the oil discharge pipe 413. In the conventional breather device, as described above, a large amount of oil may flow backward from the intake system 102 to the internal combustion engine 101 at once.

これに対し、本発明のブリーザ装置1によれば、オイル分Lの液面レベルが液位L2からL1へ上昇するとフロート20も上昇し、オイル分Lの液面レベルが液位L1からL2へ下降するとフロート20も下降する。すなわち、フロート20により、オイル保持タンク6内のオイル分Lの液面レベルひいては量が検知される。このようにフロート20が上下動すると、フロート20に結合された連結棒40が追従して上下動し、さらに、連結棒40に固定された切替弁Vが上下に回動する。   On the other hand, according to the breather device 1 of the present invention, when the liquid level of the oil component L rises from the liquid level L2 to L1, the float 20 also rises, and the liquid level of the oil component L increases from the liquid level L1 to L2. When descending, the float 20 also descends. That is, the float 20 detects the level of the oil component L in the oil holding tank 6 and the amount thereof. When the float 20 moves up and down in this way, the connecting rod 40 coupled to the float 20 follows up and down, and the switching valve V fixed to the connecting rod 40 rotates up and down.

かかる動作により、オイル保持タンク6内に貯留されたオイル分Lの量が許容値を十分に下回っているとき(例えば、液位L2のとき)には、フロート20及び連結棒40共に下降位置にあり、切替弁Vは、図3に一点鎖線で示すV2の位置又はその近傍に配置され
る。これにより、バイパス管P4が閉止され且つ供給管P11が開放される。このとき、吸入管P10を流通してきたブローバイガスは、図3に一点鎖線で示す矢印S2に沿う経路で流れ、供給管P11を通してサイクロンセパレータ41,41へ供給され、気液分離が続行される。
With this operation, when the amount of oil L stored in the oil holding tank 6 is sufficiently below the allowable value (for example, at the liquid level L2), both the float 20 and the connecting rod 40 are in the lowered position. Yes, the switching valve V is disposed at or near the position of V2 indicated by a one-dot chain line in FIG. Thereby, the bypass pipe P4 is closed and the supply pipe P11 is opened. At this time, the blow-by gas that has circulated through the suction pipe P10 flows along a path along the arrow S2 indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3, and is supplied to the cyclone separators 41 and 41 through the supply pipe P11 to continue the gas-liquid separation.

一方、オイル保持タンク6内に貯留されたオイル分Lの量が許容値に達したとき(例えば、液位L1のとき)には、フロート20及び連結棒40共に上昇位置にあり、切替弁V
は、図3に実線で示すV1の位置又はその近傍に配置される。これにより、バイパス管P
4が開放され且つ供給管P11が閉止される。このとき、吸入管P10を流通してきたブローバイガスは、図3に実線で示す矢印S1に沿う経路で流れ、バイパス管P4を通して内燃機関101側へ送給される。
On the other hand, when the amount of the oil L stored in the oil holding tank 6 reaches an allowable value (for example, at the liquid level L1), both the float 20 and the connecting rod 40 are in the raised position, and the switching valve V
Is arranged at or near the position of V1 indicated by a solid line in FIG. Thereby, the bypass pipe P
4 is opened and the supply pipe P11 is closed. At this time, the blow-by gas that has flowed through the suction pipe P10 flows along a path along the arrow S1 indicated by the solid line in FIG. 3, and is supplied to the internal combustion engine 101 side through the bypass pipe P4.

よって、オイル保持タンク6に過量のオイル分Lが貯留されると、サイクロンセパレータ41,41へのブローバイガスの供給が停止されるので、新たな気液分離が行われず、オイル保持タンク6に新たなオイル分が追加されることがない。したがって、瞬時に多量のオイルが吸気系102から内燃機関101まで一気に流入することを十分に防止でき、これにより、内燃機関101や吸気系102へ荷重衝撃が印加されることによる性能低下や破損を抑止できる。   Accordingly, when an excessive amount of oil L is stored in the oil holding tank 6, supply of blow-by gas to the cyclone separators 41 and 41 is stopped, so that new gas-liquid separation is not performed and a new oil holding tank 6 is added. No extra oil is added. Therefore, it is possible to sufficiently prevent a large amount of oil from instantaneously flowing from the intake system 102 to the internal combustion engine 101, thereby preventing performance degradation or damage due to a load impact being applied to the internal combustion engine 101 or the intake system 102. Can be suppressed.

また、オイル分Lの液位の変化に連動して切替弁Vが切り替えられるので、オイル分Lの量の実測値に基づいてブローバイガスの流路をS2からS1へ確実に且つリアルタイムで切り替えることができる。さらに、オイル分の液位の増減を切替弁Vの動力として用いるので、他の動力源が不要であり、経済性の観点からも有利である。   In addition, since the switching valve V is switched in conjunction with the change in the liquid level of the oil component L, the flow path of the blow-by gas is reliably switched from S2 to S1 in real time based on the actual value of the amount of the oil component L. Can do. Furthermore, since the increase / decrease in the oil level is used as the power of the switching valve V, no other power source is required, which is advantageous from the viewpoint of economy.

またさらに、オイル分Lの液面レベルが許容される液位L1に達すると、連結棒40が上昇してその上方端が開閉器70内の図示しないスイッチ又はスイッチング素子をONにする。開閉器70は、そのON信号を制御部104へ出力する。制御部104では、そのON信号が入力されたときに、オイル保持タンク6内のオイル分Lの量が許容値を超えたこと、或いは、逆止弁71の固着が想定されるといった情報信号を表示装置へ送出する。   Furthermore, when the liquid level of the oil component L reaches the allowable liquid level L1, the connecting rod 40 is raised and its upper end turns on a switch or switching element (not shown) in the switch 70. The switch 70 outputs the ON signal to the control unit 104. In the control unit 104, when the ON signal is input, an information signal indicating that the amount of oil L in the oil holding tank 6 exceeds an allowable value or that the check valve 71 is fixed is assumed. Send to display device.

表示装置は、例えば、車両等の運転者又は操作者が視認できるディスプレイや点灯装置を用いることができる。或いは、表示装置の代りに又はそれと組み合わせて、警報装置を用いてもよい。この場合、制御部104から警報装置に情報信号を送出することにより、警報装置が音信号等による警報を発報又は出力するようにすればよい。   As the display device, for example, a display or a lighting device that can be visually recognized by a driver or an operator of a vehicle or the like can be used. Alternatively, an alarm device may be used instead of or in combination with the display device. In this case, the alarm device may issue or output an alarm based on a sound signal or the like by sending an information signal from the control unit 104 to the alarm device.

ブリーザ装置1において、ブローバイガスをバイパス管P4に流通させると、オイル分を含んだままのブローバイガスが吸気系102に送られるので、その状態を不都合な程長期に継続すると、オイル分の持ち去り量が増大すると共に、内燃機関101の種類等によってはその性能・特性に悪影響を及ぼすおそれがある。   In the breather device 1, when the blow-by gas is circulated through the bypass pipe P4, the blow-by gas containing the oil component is sent to the intake system 102. As the amount increases, the performance and characteristics of the internal combustion engine 101 may be adversely affected.

これに対し、上述の如く、ブリーザ装置1では、オイル保持タンク6内のオイル分Lの量が許容値を超えて液面レベルが液位L1に達したときに、逆止弁71が固着してしまってオイル排出口6aが開放されるべきなのに閉止された事象の発生を報知できる。よって、車両等の運転者や操作者がそれを確実に感知でき、必要に応じて運転を速やかに停止し、点検・修理・保守作業を施すことが可能となる。   On the other hand, as described above, in the breather device 1, when the amount of the oil component L in the oil holding tank 6 exceeds the allowable value and the liquid level reaches the liquid level L1, the check valve 71 is fixed. Thus, it is possible to notify the occurrence of a closed event although the oil discharge port 6a should be opened. Therefore, a driver or an operator of the vehicle or the like can surely detect it, and can quickly stop the operation as necessary to perform inspection, repair, and maintenance work.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限度において様々な変形が可能である。例えば、オイル保持タンク6内のオイル分Lの量を検知する手段としてフロート20の代りに、その他の公知の液量センサ又は液位センサ(検知部)を用いてもよい。そのようなセンサはレベルゲージのような接触式のものでもよく、光学式の非接触式のものでもよい。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the limit which does not deviate from the summary. For example, other known liquid level sensors or liquid level sensors (detection units) may be used instead of the float 20 as means for detecting the amount of oil L in the oil holding tank 6. Such a sensor may be a contact type such as a level gauge or an optical non-contact type.

この場合、センサを制御部104へ電気的に接続し且つ切替弁Vを例えば電動又は油圧駆動として制御部104と電気的に接続する構成を例示できる。そして、センサからの液量又は液位検知信号を制御部104へ出力し、制御部104からの指示信号によって切替弁Vの回動動作つまり作動状態を制御することが好ましい。   In this case, a configuration in which the sensor is electrically connected to the control unit 104 and the switching valve V is electrically connected to the control unit 104 by electric or hydraulic drive, for example, can be exemplified. Then, it is preferable to output a liquid amount or liquid level detection signal from the sensor to the control unit 104, and to control the turning operation of the switching valve V, that is, the operating state by the instruction signal from the control unit 104.

また、オイルセパレータ4としてサイクロンセパレータ41以外のものを用いてもよい。さらに、サイクロンセパレータ41は一台でもよく、三台以上を連設してもよい。またさらに、オイル保持タンク6の形状も限定されず、例えば、下部を逆錐状として、その下端にオイル排出部7を接続してもよい。   In addition, oil separator 4 other than cyclone separator 41 may be used. Further, one cyclone separator 41 may be provided, or three or more cyclone separators may be provided continuously. Furthermore, the shape of the oil holding tank 6 is not limited. For example, the lower part may have an inverted conical shape, and the oil discharge part 7 may be connected to the lower end thereof.

本発明によるブリーザ装置は、ブローバイガスから分離除去されたオイル分が一旦貯留されるときに、そのオイル分が内燃機関に一気に流入してしまうことを防止でき、内燃機関及びその周辺部位が破損してしまうことを抑止できるので、更なる高出力化及び高性能化が図られ且つ更なる信頼性及び安全性が追求される内燃機関、及びそのような内燃機関を備える機器、動機、設備等に広く利用できる。   The breather apparatus according to the present invention can prevent the oil component separated and removed from the blow-by gas from flowing into the internal combustion engine at a time when the oil component is once stored, and damage the internal combustion engine and its surrounding parts. To an internal combustion engine that is further improved in output and performance and pursues further reliability and safety, and devices, motives, facilities, etc. provided with such an internal combustion engine. Widely available.

本発明によるブリーザ装置の好適な一実施形態の構成を模式的に示す斜視図(一部ブロック図)である。1 is a perspective view (partially block diagram) schematically showing a configuration of a preferred embodiment of a breather device according to the present invention. 図1におけるII−II線に沿う要部断面図である。It is principal part sectional drawing in alignment with the II-II line | wire in FIG. 分岐部60の周辺を示す鉛直断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view showing the periphery of a branching unit 60.

符号の説明Explanation of symbols

1…ブリーザ装置、2…プレセパレータ、3a…ガス導入口、3…整流ポンプ、4…オイルセパレータ(気液分離部)、5…ガス排出部、6a…オイル排出口、6…オイル保持タンク、7…オイル排出部、20…フロート(浮き具、検知部)、30…貫通孔、40…連結棒、41b…オイル導入口、41…サイクロンセパレータ、41a…下端、60…分岐部、61…保護ケース、62…封止部材、63…支持部、65…接続部位、70…開閉器、71…逆止弁、101…内燃機関、102…吸気系、103…オイル回収系、104…制御部、411…胴部、412…逆円錐部、413…オイル排出管、Ka,Kb,Kc,Kd…貫通孔、L…オイル分、L1,L2…液位、P1,P2,P3…配管、P10…吸入管、P11…供給管(供給路)、P12…ガス出口管、P4…バイパス管(迂回路)、Pa…接合部、V…切替弁(流路切替部)。



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Breather apparatus, 2 ... Pre separator, 3a ... Gas introduction port, 3 ... Rectification pump, 4 ... Oil separator (gas-liquid separation part), 5 ... Gas discharge part, 6a ... Oil discharge port, 6 ... Oil holding tank, DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Oil discharge part, 20 ... Float (floating device, detection part), 30 ... Through-hole, 40 ... Connecting rod, 41b ... Oil inlet, 41 ... Cyclone separator, 41a ... Lower end, 60 ... Branching part, 61 ... Protection Case, 62 ... Sealing member, 63 ... Supporting part, 65 ... Connection part, 70 ... Switch, 71 ... Check valve, 101 ... Internal combustion engine, 102 ... Intake system, 103 ... Oil recovery system, 104 ... Control part, 411 ... trunk portion, 412 ... inverted conical portion, 413 ... oil discharge pipe, Ka, Kb, Kc, Kd ... through hole, L ... oil component, L1, L2 ... liquid level, P1, P2, P3 ... piping, P10 ... Suction pipe, P11 ... supply pipe (supply ), P12 ... gas outlet pipe, P4 ... bypass pipe (bypass), Pa ... junction, V ... switching valve (flow channel switching part).



Claims (5)

オイル分とガス分とを含むブローバイガスの供給路を有しており、該ブローバイガスの気液分離が行われ、該ガス分の少なくとも一部が分離されたブローバイガスの排出路を有する気液分離部と、
前記気液分離部に連通するように接続されており、前記ブローバイガスから分離されたオイル分が貯留され、該オイル分の排出口が設けられたオイル保持部と、
前記気液分離部を迂回するように該気液分離部の前記供給路及び前記排出路に接続され、前記ブローバイガスが流通可能な連絡路と、
前記ブローバイガスが前記供給路及び前記迂回路のいずれか一方へ供給されるように該ブローバイガスの流れが切り替えられる流路切替部と、
を備える、ブリーザ装置。
A gas-liquid having a blow-by gas supply path including an oil component and a gas component, and having a blow-by gas discharge path in which at least a part of the gas component is separated A separation unit;
An oil holding portion connected to the gas-liquid separation portion, storing an oil component separated from the blow-by gas, and provided with an outlet for the oil;
A communication path connected to the supply path and the discharge path of the gas-liquid separation section so as to bypass the gas-liquid separation section, and through which the blow-by gas can flow;
A flow path switching unit that switches a flow of the blow-by gas so that the blow-by gas is supplied to one of the supply path and the bypass path;
A breather device.
前記オイル保持部における前記オイル分の量を検知する検知部を備えており、
前記検知部による該オイル分の実測値に基づいて、前記流路切替部における前記ブローバイガスの流れが切り替えられるものである、
請求項1記載のブリーザ装置。
A detection unit for detecting the amount of oil in the oil holding unit;
Based on the actual measured value of the oil by the detection unit, the flow of the blow-by gas in the flow path switching unit is switched,
The breather device according to claim 1.
前記検知部は、前記オイル保持部内に設けられており、該オイル保持部内の該オイル分の液位が変化したときに、該変化に追従して上下動する浮き具を有するものであり、
前記流路切替部は、前記供給路及び前記迂回路のうち一方が開放され且つ他方が閉止されるように前記浮き具の上下動に応じて切替可能に設けられた切替弁を有するものである、
請求項2記載のブリーザ装置。
The detection unit is provided in the oil holding unit, and has a floating device that moves up and down following the change when the oil level in the oil holding unit changes.
The flow path switching unit includes a switching valve that is switchable according to the vertical movement of the float so that one of the supply path and the bypass is opened and the other is closed. ,
The breather apparatus according to claim 2.
前記検知部から前記オイル保持部における前記オイル分の量の検知信号が出力され、該検知信号に基づいて前記切替部の作動状態を決定し、該切替部に対して決定された作動状態の指示信号を出力する制御部を備える、
請求項2記載のブリーザ装置。
A detection signal of the amount of the oil in the oil holding unit is output from the detection unit, and an operating state of the switching unit is determined based on the detection signal, and an instruction of the determined operating state is given to the switching unit A control unit for outputting a signal;
The breather apparatus according to claim 2.
前記オイル保持部における前記オイル分の量が許容値を超えたときに、当該事象の発生を報知するための信号を送出するものである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のブリーザ装置。

When the amount of the oil in the oil holding unit exceeds an allowable value, a signal for notifying the occurrence of the event is sent out.
The breather apparatus as described in any one of Claims 1-4.

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