JP2008196469A - オイル分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心式オイル分離機において、ブローバイガスに含まれるオイルあるいはオイルミストを、十分に除去することができる遠心式のオイル分離機の提供。
【解決手段】内燃機関上方のロッカカバー（３）内部に配置され、遠心分離式の第１の分離室（１）と、分離板を備えた第２の分離室（２）とを有し、第１の分離室（１）はブローバイガスが流れる円弧状流路（１１）を有し、円弧状流路（１１）における半径方向外方の内壁面（１１ｗ）には鉛直方向に延在する凹部（１２）が形成されており、当該凹部（１２）の最下方にはオイル排出用の貫通孔（１３）が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の内燃機関で生じるブローバイガスからオイルあるいはオイルミストを分離するオイル分離装置に関する。

内燃機関、例えばディーゼルエンジンのブローバイガスは、以前は大気に放出されていた。しかし、環境に対して好ましくないので、近年では、エンジンのブローバイガスを吸気系に戻すものが多い。
ここで、エンジンのブローバイガスは、オイルミストを含有している。オイルミストを含有するブローバイガスを吸気系に戻し、エンジンの燃焼室内に供給すると、ブローバイガスに含まれるオイルが燃焼されてしまうので、オイルの消費量が増大してしまう。
そのような問題に対処するべく、遠心分離式のセパレータにより、ブローバイガスからオイルを分離することが提案されている。

しかし、従来の遠心分離式のセパレータでは、ブローバイガスからオイルを分離しても、分離されたオイルが遠心分離式セパレータの内部に残存してしまう。
そして、残存したオイルは、ブローバイガスに連行されて、エンジンの吸気系へ供給されてしまう。そのため、従来の遠心分離式のセパレータでは、オイル消費量が増大するという上述した問題が解消されていない。

その他の従来技術として、遠心分離式のオイル分離装置とＰＣＶバルブとを一体化し、分離したオイルをオイル排出孔から排出する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）では、遠心分離式のオイル分離装置で分離出来なかったオイルがブローバイガスに残存して、エンジンの吸気系に供給されてしまうという問題を有している。

それ以外にも、オイルミストを除去する装置が開示されている（例えば、特許文献２〜特許文献４）が、何れも、上述した問題点を解決するものではない。
特開２００３−４９６２５号公報 特開２００２−１８８４２３号公報 特開平７−２３２０２２号公報 特開２００３−１０６２８２号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、遠心式オイル分離装置において、ブローバイガスに含まれるオイルあるいはオイルミストを十分に除去することができる遠心式のオイル分離装置を提供することを目的としている。

本発明のオイル分離装置は、内燃機関（例えば、貨物自動車のディーゼルエンジン）上方のロッカカバー（３）内部に配置され、遠心分離式の第１の分離室（１）と、分離板を備えた第２の分離室（２）とを有し、第１の分離室（１）はブローバイガスが流れる円弧状流路（１１）を有し、円弧状流路（１１）における半径方向外方の内壁面（１１ｗ）には鉛直方向に延在する凹部（１２）が形成されており、当該凹部（１２）の最下方にはオイル排出用の貫通孔（１３）が形成されている（請求項１）。

第２の分離室（２）は、多数の小孔（２３ｈ）が形成されている分離板（２３）と、分離板（２３）を通過したブローバイガスを上方に向って流れるようにせしめる突出部（２４）とを有しており、突出部（２４）と第２の分離室（２）の天井部（４）との間には間隙（Ｓ）が形成されている（請求項２）。

第２の分離室（２）における突出部（２４）と第２の分離室の天井部（４）との間に形成された間隙（Ｓ）を流れたブローバスガスが内燃機関の吸気系に供給される様に構成されている（請求項３）。

第１の分離室（１）の円弧状流路（１１）における半径方向内方の領域には管状流路（１４）が突出して設けられており、その管状流路（１４）が第２の分離室（２）に連通している（請求項４）。

第１の分離室（１）における前記凹部（１２）の最下方に形成されたオイル排出用の貫通孔（１３）は、内燃機関のクランク室に連通している（請求項５：図４）。

第１の分離室（１）における前記凹部（１２）の最下方に形成されたオイル排出用の貫通孔（１３）は、ギヤケースに連通している（請求項６：図４）。

上述する構成を具備する本発明によれば、第１の分離室（１）の流入口（１０）から入ったブローバイガスは、円弧状流路（１１）を流れるが、質量の大きなオイルミストは円弧状流路（１１）の内壁面（１１ｗ）に接触して流れ、前記凹部（１２）に捕捉される。
凹部（１２）に補足されたオイルは凹部（１２）の最下方に形成された貫通孔（１３）から内燃機関のクランク室（ＣＫ）及び／又はギヤケース（ＧＣ）を介して、オイルパン（ＯＰ）に戻される。

本発明によれば、円弧状流路（１１）に凹部（１２）が形成されていることにより、オイルミストは効率良く捕捉され、且つ、捕捉されたオイルミストは、確実にオイル分離装置（１００）外に排出される。
そのため、従来技術のように、オイル分離装置に残存したオイルが、ブローバイガスに連行されて内燃機関の吸気系に供給されてしまうことが防止される。

そして、本発明によれば、第２の分離室（２）は、多数の小孔（２３ｈ）が形成されている分離板（２３）と、突出部（２４）と第２の分離室の天井部（４）との間に形成された間隙（Ｓ）とを設けているので、第１の分離室（１）で捕捉しきれなかったブローバイガス中のオイルミストは、第２の分離室（２）の分離板（２３）、突出部（２４）、隙間（Ｓ）によって、ブローバイガスから確実に分離される。

すなわち、本発明によれば、仮に第１の分離室（１）でブローバイガスに含まれるオイルミストを十分に分離できなかったとしても、ブローバイガスに残存するオイルミストは、第２の分離室（２）によって確実に分離・除去することができる。
換言すれば、ブローバイガスに包含されるオイルミストは、第１の分離室（１）及び／又は第２の分離室（２）によって十分に除去されるので、本発明のオイル分離装置（１００）から吐出されたブローバイガスを、内燃機関（エンジンＥ）の吸気系に供給しても、オイル消費量が増大してしまうことがない。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１〜図４において、実施形態に係るオイル分離装置は、全体を符号１００で示されている。

図１において、紙面に直交する方向が垂直方向であり、紙面の裏面側が垂直方向下方となる。
図２においては、図中の上下方向が垂直方向である。なお、図２は図１の特定の断面を示したものではなく、気体の流れを理解し易くするためにもしく敵に表現されている。そのため、図２は、図１の断面図とは異なっている。
なお、図３は、ロッカカバー３内におけるオイル分離装置１００の配置を説明しており、図４は、エンジンＥ（内燃機関）におけるオイル分離装置１００の配置を説明している。

図１、図２において、オイル分離装置１００は、遠心分離式の第１の分離室１と、分離板２３を備えた第２の分離室２とを有している。
第１の分離室１は、吸入口１０と、吸入口１０に連通しブローバイガスが流れる円弧状流路１１と、管状流路１４とを有している。

円弧状流路１１における半径方向外方の内壁面１１ｗには、垂直方向に延在する凹部１２が形成されている。凹部１２の最下方には、オイル排出用の貫通孔１３が形成されている。
明確には図示されてはいないが、オイル排出用の貫通孔１３は、円弧状流路１１における貫通孔１３近傍の領域を、（円弧状流路１１の底部における）貫通孔１３近傍以外の領域よりも、垂直方向下方となる様に形成されている。
貫通孔１３近傍の領域を、その他の部分よりも垂直方向下方になる様に形成することにより、円弧状流路１１の内壁面１１ｗに付着し、内壁面１１ｗに沿って落下したオイルミストが、確実に貫通孔１３の箇所に集合し、分離装置１００外に排出されるからである。

図４で示すように、オイル排出用の貫通孔１３からオイル分離装置１００外に排出されたオイル（矢印ｏ−１）は、エンジンＥのクランク室ＣＫを経由して、オイルパンＯＰに戻される。
あるいは、オイル排出用の貫通孔１３からオイル分離装置１００外に排出されたオイル（矢印ｏ−２）は、ギヤケースＧＣを経由して、オイルパンＯＰに戻される。

図１において、円弧状流路１１は、ブローバイガスが流れる下流側（図１における反時計回りに進む側）に行くにしたがって、曲率半径が次第に減ずるように構成されている。
管状流路１４は、円弧状流路１１の曲率中心付近に位置している。

図２において、第１の分離室１の上端及び第２の分離室２の上端は、天井部４によって閉塞されている。天井部４は、ロッカカバー３への取付け部材となっている。
管状流路１４の上端は、天井部４と接続はされていない。そのため、管状流路１４の上方は、円弧状流路１１の全域と連通している。
管状流路１４の下方は、連通路１２０を介して、第２の分離室の第１の領域２１に連通している。

図示の実施形態では、図２で示すように、管状流路１４の上端が円弧状流路１１上方の領域と連通している。
明確には図示されていないが、円弧状流路１１の最も下流の領域に隣接する管状流路１４の管壁のみを、天井部４に接続しない様にして、管状流路１４のその他の管壁を天井部４に接続させる様に構成することが出来る。そのように構成すると、円弧状流路１１の最も下流の領域のみが管状流路１４に連通することになる。

第２の分離室２は、第１の領域２１と第２の領域２２を有している。
第１の領域２１と第２の領域２２とは、分離板２３によって仕切られている。分離板２３には、多数の小孔２３ｈが形成されている。

第２の領域２２における分離板２３の近傍には、第２の領域の底部２２ｂから、突出部２４が立設されている。突出部２４を立設することにより、分離板２３を通過したブローバイガスは、突出部２４に沿って上昇する。
突出部２４と、第２の分離室２における天井部４との間には、間隙Ｓが形成されている。

図１を参照して、第２の領域２２における壁部２２ｗには、ガスの排出口２５が形成されている。明確には図示されていないが、排出口２５は、内燃機関の吸気系と連通するように構成されている。

次に、図示のオイル分離装置１００におけるブローバイガスの流れと、オイル分離作用について説明する。

図１において、ブローバイガスが流入口１０から流入し（矢印Ｆ０）、円弧状流路１１に沿って流れる（矢印Ｆ１）。
ブローバイガスに含有されているオイルミストは、ブローバイガスの気体に対して質量が大きい。そのため、ブローバイガスＦ１が円弧状流路１１内を、図１において反時計方向へ旋回しながら流れる際に、ブローバイガスに包含されているオイルミストは、遠心力の作用により、内壁面１１ｗに衝突する。

内壁面１１ｗの途中には、内壁面１１ｗの垂直方向の全域にわたって、トラップである凹部１２が形成されている。
内壁面１１ｗに衝突して付着したオイルミストは、ブローバイガスの旋回流によって反時計方向に移動する。そして、凹部１２で捕捉される。

凹部１２で捕捉されたオイルミストは、重力によって凹部１２を流れ落ち（図２の矢印Ｌ）、凹部１２最下方に形成されたオイル排出用貫通孔１３から、オイル分離装置１００外へ排出される。
そして、図４の矢印ｏ−１で示すように、クランク室ＣＫを経由してオイルパンＯＰに戻り、及び／又は、図４の矢印ｏ−１で示すように、ギヤトレーンのギヤケースＧＣを介して、オイルパンＯＰに戻される。

上述した様に、貫通孔１３近傍の領域は、円弧状流路１１のその他の部分（における底部）よりも垂直方向下方になる様に形成されているので、凹部１２よりも下流側の（反時計方向側の）内壁面１１ｗに付着したオイルも、重力により内壁面１１ｗの底部に落下すれば、オイル排出用貫通孔１３に移動して、オイル分離装置１００外へ排出される。

仮に、ブローバイガスが第１の分離室においてオイルを十分に分離出来なかったとしても、当該ブローバイガスは、第２の分離室２において、含有するオイルが十分に分離される。
円弧状流路１１を流過したブローバイガスは、管状流路１４に侵入し（図１の矢印Ｆ２）、連通路１２０を経由して、第２の分離室２における第１の領域２１に流入する（矢印Ｆ３）。

第１の領域２１に流入したブローバイガスは、分離板２３の小孔２３ｈを通過して第２の領域２２に流入する（矢印Ｆ４）。分離板２３を通過する際に、ブローバイガスが含有するオイルミストの大部分は、小孔２３ｈにおいて、ガスから分離される。

第２の領域２２に流入したブローバイガスは、突出部２４に沿って上昇し、突出部２４の上方の隙間Ｓから、第２の領域の広い部分（図１において、突出部２４の下方の領域）に流れ込む。
分離板２３で分離されなかったオイルは、突出部２４に沿って上昇し、隙間Ｓを流れる際に、ブローバイガスから分離される。したがって、ブローバイガスにおけるオイル分離が十分に行われる。

第１の分離室１及び第２の分離室２において、オイルが十分に分離されたブローバイガスは、排出口２５からオイル分離装置１００外に吐出され、図示しない吸気系に戻される。

上述したような構成を備えた図示の実施形態によれば、第１の分離室１の流入口１０から入ったブローバイガスに包含される質量の大きなオイルミストは、円弧状流路１１を流れる際に、円弧状流路１１の内壁面１１ｗに衝突し、あるいは、内壁面１１ｗに沿って流れる。そのため、内壁面１１ｗに形成された凹部１２により、確実に捕捉される。
凹部１２に補足されたオイルは、貫通孔１３からオイル分離装置１００外に排出されて、オイルパンＯＰ（図４）に戻される。

第１の分離室１を流れたブローバイガスは、第２の分離室２に送られる。第１の分離室１で捕捉しきれなかったブローバイガス中のオイルミストは、第２の分離室２の分離板２３と、突出部２４と、隙間Ｓとによって、ブローバイガスから分離される。

すなわち、図示の実施形態によれば、第１の分離室１でブローバイガスに含まれる大部分のオイルミストを分離でき、ブローバイガス中に残存するオイルミストも、第２の分離室２において確実に分離・除去されるのである。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

本発明の実施形態の水平断面図。 本発明の実施形態を模式的に示す縦断面図。 オイル分離装置のロッカカバー内における位置を示す斜視図。 オイル分離装置のエンジンにおける位置を示す断面図。

符号の説明

１・・・第１の分離室
２・・・第２の分離室
３・・・ロッカカバー
４・・・天井部
１０・・・吸入口
１１・・・円弧状流路
１２・・・凹部
１３・・・オイル排出用の貫通孔
１４・・・管状流路
２１・・・第１の領域
２２・・・第２の領域
２３・・・分離板
２４・・・突出部
２５・・・排出口

Claims (6)

1. 内燃機関上方のロッカカバー内部に配置され、遠心分離式の第１の分離室と、分離板を備えた第２の分離室とを有し、第１の分離室はブローバイガスが流れる円弧状流路を有し、円弧状流路における半径方向外方の内壁面には鉛直方向に延在する凹部が形成されており、当該凹部の最下方にはオイル排出用の貫通孔が形成されていることを特徴とするオイル分離装置。
2. 第２の分離室は、多数の小孔が形成されている分離板と、分離板を通過したブローバイガスを上方に向って流れるようにせしめる突出部とを有しており、突出部と第２の分離室の天井部との間には間隙が形成されている請求項１のオイル分離装置。
3. 第２の分離室における突出部と第２の分離室の天井部との間に形成された間隙を流れたブローバスガスが内燃機関の吸気系に供給される様に構成されている請求項２のオイル分離装置。
4. 第１の分離室の円弧状流路における半径方向内方の領域には円管状流路が突出して設けられており、その円環状流路が第２の分離室に連通している請求項１〜３の何れか１項のオイル分離装置。
5. 第１の分離室における前記凹部の最下方に形成されたオイル排出用の貫通孔は、内燃機関のクランク室に連通している請求項１〜４の何れか１項のオイル分離装置。
6. 第１の分離室における前記凹部の最下方に形成されたオイル排出用の貫通孔は、ギヤケースに連通している請求項１〜５の何れか１項のオイル分離装置。

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