JP2008202410A - 気液分離装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】形状が単純で、気液分離が確実に行え、製造の容易な気液分離装置の提供。
【解決手段】気体中からオイルミストを除去する気液分離装置において、気液分離室(2)とブリーザ室(3)とを備え、気液分離室(2)は気液分離用循環路(21)を備え、オイルミストはその慣性により気液分離用循環路(21)の直線通路(211)内を直進し、気体は直線通路(211)の側壁に設けられた開口部(22i)から隔室(22)へ流入可能である様に構成されており、隔室(22)にはブリーザ室(3)への連通路(23)が設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は気液分離装置に関し、特に、自動車の内燃機関で生じるブローバイガスを、オイルミストと、オイルミストを含まない気体とに分離するための気液分離装置に関する。
エンジンの運転中に、シリンダとピストンリングとの隙間から漏出するブローバイガスは、多量のオイルミストを含んでいる。その様なブローバイガスがクランクケースに入り込むと、潤滑オイルを劣化する恐れがある。
そこで、ブローバイガスを収集して大気に放出し、或いは、吸気システムに吸込ませ、再燃焼させている。
上述した通り、ブローバイガスには多量のオイルミストが含まれている。
そのため、ブローバイガスを大気に放出し、或いは、再燃焼させると、オイル消費を増加してしまう。
さらに、環境にとっても好ましいものではない。
従来から、気液分離機能を有するシリンダヘッドカバーが提案されている(例えば特許文献1参照)。
図2は、かかるシリンダヘッドカバーの機能分離に関わる要部の断面を示している。
図2において、アルミニウムダイキャスト製のシリンダヘッドカバーには、狭窄通路Cが形成されている。オイル通路Nが、狭窄通路Cとカバー内の空間Eとを連通している。
ここで、オイル通路Nは、折れ曲がった複雑な構成となっており、且つ、断面積が小さい。そして、オイル通路Nにおける係る構造が、気液分離の機能を発揮している。
なお、図2において符号Pはブリーザパイプを示す。
図2で示す様な複雑な構造の気液分離装置は、鋳造による製造工程と、鋳造後の機械加工を極めて難しくしており、製造における労力およびコストを増大している。
上記とは別の従来技術として、気液分離性能に優れた気液分離構造が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
この従来技術(特許文献2)は、ガス通路を流れるブローバイガスの流向を、ガス通路に対して斜向する向きに集束させるように、ブローバイガスの流向を水平偏向させるための第1の整流面と、ブローバイガスの流向を垂直偏向させるための第2の整流面を備えるガス整流板を、ガス通路の設置している。
しかし、この従来技術(特許文献2)においては、ガス通路内におけるブローバイガス流をスムーズにするために、第1の整流面及び第2の整流面とブローバイガスとは直交しておらず、第1の整流面及び第2の整流面におけるオイルミストの分離が十分に行われない恐れがある。
実開平5-42622号公報 特開2004‐245150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、形状が単純で、気液分離が確実に行なわれ、製造が容易な気液分離装置の提供を目的としている。
本発明の気液分離装置(1)は、気体中からオイルミストを除去する気液分離装置において、気液分離室(2)とブリーザ室(3)とを備え、気液分離室(2)は気液分離用循環路(21)を備え、オイルミストはその慣性により気液分離用循環路(21)の直線通路(211)内を直進し、気体は直線通路(211)の側壁に設けられた開口部(22i)から隔室(22)へ流入可能である様に構成されており、隔室(22)にはブリーザ室(3)への連通路(23)が設けられていることを特徴としている(請求項1)。
なお、本明細書では、ブローバイガスからオイルミストを分離する意味も包含する文言として、「気液分離」という文言を用いている。
また、本発明の気液分離装置(1)は、オイルミストを含有する気体の流入口(4)が気液分離用循環路(21)に連通しており、気液分離用循環路(21)は、垂直方向最下方に設けられたオイル排出口(213o)と、オイル排出口(23o)近傍の領域と前記流入口(4)近傍の領域とを連通する通路(24)とを有している(請求項2)。
気液分離用循環路(21)は、前記直線通路(211)に連続して垂直方向に延在する第2の通路(212)と、第2の通路(212)と連続して前記直線通路(211)と平行に延在する第3の通路(213)とを有し、第3の通路(213)の下方壁面(底部:213b)に前記オイル排出口(213o)が形成されており、オイル排出口(213o)近傍の領域と前記流入口(4)近傍の領域とを連通する前記通路(24)は、第3の通路(213)におけるオイル排出口(213o)上方の領域と直線通路(211)における前記流入口(4)側の領域とを連通している(請求項3)。
オイルミストを含有する気体はブローバイガスであり、ロッカカバー内に配置されているのが好ましい(請求項4)。
或いは、本発明の気液分離装置は、クランクケース内に設けられているのが好ましい(請求項5)。
また、本発明の気液分離装置は、エンジンから離隔した個所に配置されていてもよい(請求項6)。
上述する構成を具備する本発明の気液分離装置(1)によれば、ブローバイガスの流入口(4)から流入した気体(ブローバイガスGb)中のオイルミスト(M)は、その慣性によって、直線通路(211)を直進した後、垂直方向に延在する第2の通路(212)の壁面(212w)に衝突し、第2の通路の壁面(212w)を下方に向かって伝わり落ち、第3の通路(213)の下方壁面(底部:213b)に液体オイルとなって溜まる。
ここで、気体(Gb)中のオイルミスト(M)が、第2の通路(212)の壁面(212w)と確実に衝突し、その壁面(212w)に付着するので、気体(Gb)中のオイルミスト(M)が確実に捕集され、気体から確実に分離される。
一方、オイルミストの含有量が少ない気体(G)は、直線通路(211)の側壁に設けられた開口部(22i)から、隔室(22)と連通路(23)とを経由して、ブリーザ室(3)に流入する。
このブリーザ室(3)においても、気体からオイルミストを分離する構造(例えば、ラビリンス部R)が設けられているので、気液分離室(2)で分離されなかったオイルも、フリーザ室(3)において分離される。
また、気液分離室(2)の気液分離用循環路(21)は通路(24)を有しているので、第3の通路(213)に回り込んだ気体は、通路(24)から再び直線通路(211)に戻される。
すなわち、ブローバイガスがオイルミストを分離した後に、第3の通路(213)に留まることなく、通路(24)を通って直線通路(211)に戻されるので、第3の通路(213)の圧力が昇圧してしまうことが防止される。その結果、気液分離装置(1)内の圧力が昇圧して、気体(ブローバイガスGb)が流入できなくなるという事態が防止される。
以下、図1を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお図1において、実施形態に係る気液分離装置における垂直方向上方は、図1における上方である。
図1において、全体を符号1で示す気液分離装置は、気液分離室2とブリーザ室3とを備えている。
気液分離室2は、気液分離用循環路21と、隔室22とを備えている。
気液分離用循環路21は、直線通路211と、第2の通路212と、第3の通路213とを有している。
直線通路211は、ブローバイガスGb(気体)の流入口4に連通しており、水平方向(図1では左右方向)へ延在している。
第2の通路212は、直線通路211に連続しており、垂直方向下方に延在している。
第3の通路は、第2の通路に連続しており、直線通路211と平行に延在している。ここで、第3の通路におけるブローバイガスの流れの向きは、直線通路211におけるブローバイガスの流れの向きとは逆方向になっている。
隔室22は、直線通路211と、第2の通路212と、第3の通路213とにより、3方を囲まれている。換言すれば、隔室22の3つの壁面は、直線通路211と、第2の通路212と、第3の通路213における壁面と共有になっている。
なお、図1において、符号Gbと符号Gは共にブローバイガスを示しているが、符号Gbはオイルミスト含有量が多いブローバイガスを示しており、符号Gはオイルミスト含有量が少ないブローバイガスを示している。
第3の通路213の底部(下方壁面)213bにおいて、第2の通路212から離隔した側には、オイル排出口213oが形成されている。
また、第3の通路213において、オイル排出口213oの近傍の上方壁面213tには、垂直上方に延在する通路24が形成されている。そして、通路24によって、第3の通路213と直線通路211の流入口4側とが連通している。
図1において、符号24iは、通路24の一方の開口部であって、第3の通路213に連通している開口部(入口)を示している。また、符号24oは、通路24の他方の開口部であって、直線通路211と連通している開口部(出口)を示している。
直線通路211の隔室22側の壁面には、開口部22iが形成されている。
この開口部22iを介して、直線通路211は隔室22に連通している。
隔室22は、ブリーザ室3の室31(ブリーザ室3における入口側室)と、連通路23を介して連通している。
図1において、符号23oは、連通路23が隔室22に連通している開口部(隔室22側の出口)を示している。そして、符号23iは、連通路23がブリーザ室3における入口側室31に連通している開口部(室31側の入口)を示している。
さらに図1において、符号Oは、第3の通路213の底部213bに溜まったオイルを示している。
ブリーザ室3は、入口側の室31と、ラビリンス部Rと、出口側の室35とを有している。
ラビリンス部Rは、図示の実施形態では垂直通路32、33、34を有し、その垂直通路32、33、34は互いに九十九折状に連通している。ここで、垂直通路の数は3個に限定されるものではなく、2個以下であっても良いし、4個以上であっても良い。
ラビリンス部Rの入口に符号Riを、出口に符号Roを付している。
出口側の室35の上方には、オイルミストが分離されたブローバイガスの排出口5が形成されている。この排出口5は、図示しないエンジンの吸気系に連通している。
後述する様に、気液分離装置1によってブローバイガスからオイルミストが十分に分離されるので、気液分離装置1の排出口5をエンジンの吸気系に連通して、ブローバイバスをエンジンに供給しても、オイル消費量が増加してしまうことはない。
ここで、気液分離装置1によってオイルミストが十分に分離されたブローバイガスは、装置外部に排出したとしても、環境に悪影響を与える恐れは少ない。
ブリーザ室3において、入口側の室31の底部にはオイル排出口31oが形成されており、垂直通路32の底部にはオイル排出口32oが形成されており、垂直通路34の底部にはオイル排出口34oが形成されている。
次に、気液分離装置1におけるブローバイガスGbの流れる経路と、オイルミストが分離される作用について説明する。
図1において、点線の矢印Mは、オイルミストの流れの方向を示している。そして、実線の矢印Gは、オイルミストを含まない(オイルミストの含有量が少ない)ブローバイガスの流れ方向を示している。
ブローバイガスGbが流入口4から直線通路211に流入すると、ブローバイガスGbに含まれるオイルミストM(気体成分よりも質量が大きい)は、その慣性によって、直線通路211を図1において右方向へ直進する。そして、オイルミスとMの含有量が多いブローバイガスGbも、直線通路211に設けられた開口部22iから隔室22に流入することなく、直線通路211を図1において右方向へ直進する。
そして、オイルミストMは、第2の通路212の壁面212wに衝突する。
第2の通路212の壁面212wに衝突したオイルミストMは、その壁面212wを伝わって下降し、第3の通路213の底部213bに溜まる。
第3の通路213の底部213bに溜まったオイルOは、オイル排出口213oから排出され、図示しないオイルパンに戻される。
ここで、第3の通路213は通路24に連通しているので、第3の通路213に流入したブローバイガスは、通路24を通って再び直線通路211に戻される。
換言すれば、ブローバイガスがオイルミストを分離した後に第3の通路213に留まってしまい、第3の通路213の圧力が昇圧し、以って、気液分離装置1内の圧力が昇圧して、ブローバイガスGbが流入できなくなる、という事態は、生じない。
明確には図示されてはいないが、ブローバイガスをオイルと共にオイル排出口213oから逃がさないようにするため、オイル排出口213oは、第3の通路213に溜まったオイルOが、第1の所定値に達した際に開放し、排出されていくオイルOの量が第2の所定値になったら閉鎖するように構成されている。
オイルミストの含有量が少ないブローバイガスGは、その慣性が小さいため、直線通路211の側壁に設けられた開口部22iから隔室22に流入する。隔室22に流入したブローバイガスG(オイルミストの含有量が少ないブローバイガス)は、連通路23を経由して、ブリーザ室3の入口側の室31に流入する。
ここで、気液分離室2において、ブローバイガスに含有されるオイルミストを100%分離できるとは限らない。
そのため、ブリーザ室3に流入したブローバイガスGに対しても、気液分離が行われる。
ブリーザ室3において、入口側の室31に流入したブローバイガスGに残留するオイル成分は、入口側の室31の底部に落下して、オイル排出口31oから排出される。オイル排出口31oから排出されたオイルは、気液分離室2のオイル排出口213oから排出されるオイルと合流して、図示しないオイルパンに戻される。
入口側の室31に流入したブローバイガスGはラビリンス部Rに入り、ラビリンス部R内で分離したオイルを排出口32o、34oから排出する。排出口32o、34oから排出されたオイルも、気液分離室2のオイル排出口213oから排出されるオイルと合流して、図示しないオイルパンに戻される。
オイルを十分に排出したブローバイガスは、ラビリンス部Rの出口Roから出口側の室35を経由して、排出口5からエンジンの吸気系に排出される。あるいは、装置外部に排出される。
なお、図示の実施形態に係る気液分離装置1は、図示しないエンジンのロッカカバーに設けられている。しかし、気液分離装置1を、エンジンから離隔した個所に配置してもよい。
図示の実施形態の気液分離装置1によれば、ブローバイガスの流入口4から流入したブローバイガスGb中のオイルミストM、あるいはオイルミストMを多量に包含するブローバイガスGbは、その慣性によって、直線通路211を直進した後、垂直方向に延在する第2の通路212の壁面212wに衝突する。
ここで、オイルミストM、あるいはオイルミストMを多量に包含するブローバイガスGbの進行方向と、壁面212wとは直交しているので、ブローバイガスGbに包含されるオイルミストは、確実に壁面212wと衝突して、壁面212wに付着する。
ここで、気液分離用循環路21は、通路24を有しているので、第3の通路213に回り込んだブローバイガスは、通路24から再び直線通路211に戻される。
すなわち、ブローバイガスがオイルミストを分離した後に、第3の通路213に留まることなく、通路24を通って直線通路211に戻されるので、第3の通路213の圧力が昇圧してしまうことが防止される。その結果、気液分離装置1内の圧力が昇圧して、ブローバイガスGbが流入できなくなることが防止される。
一方、オイルミストの含有量が少ないブローバイガスGは、直線通路211の側壁に設けられた開口部22iから隔室22に流入する。
隔室22に流入した気体は、連通路23からブリーザ室3の入口側の室31を経由してラビリンス部Rに流入する。
入口側の室31及びラビリンス部Rの通路32、34では、ブローバイガスG中に残留するオイル成分が確実に分離される。
すなわち、気液分離室2において、ブローバイガスGbから十分にオイル成分が分離・除去できなくても、ブリーザ室3において、ブローバイガスに残留しているオイル成分は、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構成を示した断面図。 従来技術の要部断面図。
符号の説明
1・・・気液分離装置
2・・・気液分離室
3・・・ブリーザ室
4・・・流入口
5・・・排出口
21・・・気液分離用循環路
22・・・隔室
23・・・連絡通路
23o・・・オイル排出口
31・・・入口側の室
35・・・出口側の室
211・・・直線通路
212・・・第2の通路
213・・・第3の通路
R・・・ラビリンス部

Claims (6)

  1. 気体中からオイルミストを除去する気液分離装置において、気液分離室とブリーザ室とを備え、気液分離室は気液分離用循環路を備え、オイルミストはその慣性により気液分離用循環路の直線通路内を直進し、気体は直線通路の側壁に設けられた開口部から隔室へ流入可能である様に構成されており、隔室にはブリーザ室への連通路が設けられていることを特徴とする気液分離装置。
  2. オイルミストを含有する気体の流入口が気液分離用循環路に連通しており、気液分離用循環路は、垂直方向最下方に設けられたオイル排出口と、オイル排出口近傍の領域と前記流入口近傍の領域とを連通する通路とを有している請求項1の気液分離装置。
  3. 気液分離用循環路は、前記直線通路に連続して垂直方向に延在する第2の通路と、第2の通路と連続して前記直線通路と平行に延在する第3の通路とを有し、第3の通路の下方壁面に前記オイル排出口が形成されており、オイル排出口近傍の領域と前記流入口近傍の領域とを連通する前記通路は、第3の通路におけるオイル排出口上方の領域と直線通路における前記流入口側の領域とを連通している請求項2の気液分離装置。
  4. オイルミストを含有する気体はブローバイガスであり、ロッカカバー内に配置されている請求項1〜3の何れか1項の気液分離装置。
  5. クランクケース内に設けられている請求項1〜3の何れか1項の気液分離装置。
  6. エンジンから離隔した個所に配置されている請求項1〜3の何れか1項の気液分離装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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