JP2009191631A - オイルセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】ガスからオイルを十分に分離可能なオイルセパレータを提供する。
【解決手段】ブローバイガスからオイルを分離するオイル分離部３と、オイル分離部３にて分離されたオイルが落下するオイル落とし部５と、を備えたオイルセパレータであって、オイル落とし部５は、下方に延ばされて底部３２ａにはオイル落とし孔３３が設けられた外管３２と、外管３２の内側にてオイル落とし孔３３上に位置し、かつ外管３２との間にオイル落とし孔３３に至るオイル通路３５ａが生じるように配置された内管３４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスからオイルを分離するオイルセパレータに関する。

内燃機関には、ピストンとシリンダとの間からクランク室に漏出したブローバイガスを吸気通路に戻すブローバイガス還元装置が設けられている。ブローバイガス還元装置はオイルセパレータを有し、オイルセパレータによってオイルを分離したブローバイガスを吸気通路に戻している。例えば、気液分離用の発泡部材を用いて二重孔構造の通路を形成し、外側をオイル戻し路、内側をガス還元路とするオイルセパレータが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
特開２００７−１６７３２号公報 特開２００４−２１１６７０号公報

オイルセパレータ内が負圧になると、ブローバイガス導入口からブローバイガスが流れ込む。このとき、分離したオイルを排出するオイル落とし孔からもブローバイガスが流れ込むため、オイルを一部持ち去って吸気通路に戻り、セパレータ性能が低下するおそれがある。

そこで、本発明はガスからオイルを十分に分離可能なオイルセパレータを提供することを目的とする。

本発明のオイルセパレータは、ガスからオイルを分離する分離部と、分離部にて分離されたオイルが落下するオイル落とし部と、を備えたオイルセパレータであって、前記オイル落とし部は、下方に延ばされて底部にはオイル落とし孔が設けられた外管と、前記外管の内側にて前記オイル落とし孔上に位置し、かつ前記外管との間に前記オイル落とし孔に至るオイル通路が生じるように配置された内管と、を備えていることにより上記課題を解決する（請求項１）。

本発明のオイルセパレータによれば、オイルセパレータ内の負圧によりオイル落とし孔に流入するガスは内管を流れ、一方、分離部にて分離されたオイルはオイル通路を落下する。オイル落とし孔にガスが流入している間は、オイル通路にオイルが一時貯留され、内燃機関が低負荷となってオイルセパレータ内の負圧が低下したときにオイル落とし孔からオイルが排出される。オイルとガスとのそれぞれの流路を分離することで、オイル落とし孔に流入するガスによるオイルの持ち去りを防ぐことができる。よって、ガスとオイルとを十分に分離することができる。

本発明のオイルセパレータの一形態において、前記内管の下端が、前記オイル落とし孔より上に位置してもよい（請求項２）。この形態によれば、オイルセパレータ内が負圧のときは内管に流入するガスとオイル通路を落下するオイルとがオイル落とし孔と内管の下端とで形成される隙間で釣り合って、ガスによるオイルの持ち去りを防ぐ。オイルセパレータ内の負圧が低下すると、この隙間からオイルが流れ、オイル落とし孔から排出される。従って、ガスによりオイルが巻き上げられることなく、良好に分離することができる。

本発明のオイルセパレータの一形態において、前記オイル落とし部は、前記分離部にて分離されたオイルが導かれる漏斗状の収集部を有し、前記収集部の下端と前記外管の上端が連結されていてもよい（請求項３）。この形態によれば、分離部にて分離されたオイルを漏斗状の収集部により効率よく収集してオイル通路に導くことができる。

本発明のオイルセパレータの一形態において、前記内管と接続されて、前記内管に流入したガスからオイルを分離する第２分離部をさらに備えてもよい（請求項４）。この形態によれば、オイル落とし孔を介して内管に流入したガスに含まれるオイルは第２分離部にて分離される。従って、オイル落とし孔から流入するガスについてもオイルを分離することにより、吸気通路に戻されるガスのオイル含有率をさらに下げることができる。

以上、説明したように、本発明のオイルセパレータにおいては、オイル落とし孔に流入するガスの通路と、オイル落とし孔から排出されるオイルの通路とが分離される。オイルセパレータ内の負圧によりオイル落とし孔に流入するガスは内管を流れ、一方、分離部にて分離されたオイルはオイル通路を落下する。オイル落とし孔にガスが流入している間は、オイル通路にオイルが一時貯留され、内燃機関が低負荷となってオイルセパレータ内の負圧が低下したときにオイル落とし孔からオイルが排出される。従って、オイル落とし孔に流入するガスによるオイルの持ち去りを防ぐことができる。よって、ガスとオイルとを十分に分離することができる。

図１に本発明の一形態に係るオイルセパレータの概略図を示す。オイルセパレータ１は、走行用動力源として車両に搭載される内燃機関のブローバイガス還元装置に組み込まれる。ブローバイガス還元装置は、内燃機関のクランク室に漏れたガスとしてのブローバイガスを吸気通路に戻すためのブローバイガス通路を有し、オイルセパレータ１は、そのブローバイガス通路を流れるブローバイガスからオイルを分離する。

オイルセパレータ１は、クランク室からブローバイガスを導入するブローバイガス導入口２と、ブローバイガスからオイルを分離する分離部としてのオイル分離部３と、オイル分離後のブローバイガスを吸気通路へ排出するブローバイガス排出口４と、オイル分離部３にて分離されたオイルが落下するオイル落とし部５とを備えている。ブローバイガス導入口２は、クランク室と連結されている側のブローバイガス通路に連結される。オイル分離部３は、オイルを含んだブローバイガスを旋回させることによりオイルに作用する遠心力を利用して気液分離する周知のサイクロン方式を採用している。オイル分離部３は、オイル分離後のブローバイガスを排出するガス排出管２１と、ガス排出管２１を取り囲むようにして同心円状に配置された円筒状の円筒部２２と、円筒部２２の下方に連なる漏斗状の回収部２３と、回収部２３の下部と連結されたオイル排出管２４とを備えている。ガス排出管２１及び円筒部２２によりブローバイガスの旋回通路２５が形成されている。ガス排出管２１は、ブローバイガス排出口４へオイル分離後のブローバイガスを導く通路に接続される。オイル排出管２４は、回収部２３にて集められたオイルをオイル貯留部５へ排出する。ブローバイガス排出口４は、吸気通路と連結されている側のブローバイガス通路に連結される。

オイル落とし部５は、オイル排出管２４より排出されたオイルを収集する漏斗状の収集部３１と、収集部３１の下部と連結された外管３２と、外管３２の底部３２ａに設けられてオイルを排出するオイル落とし孔３３と、オイル落とし孔３３に向かって開口し、負圧を導入する内管３４とを備えている。収集部３１は、漏斗状に形成され、その下部中央には外管３２が連結されている。収集部３１は漏斗状に形成されているため、オイルを外管３２に導きやすい構成となっている。外管３２は、筒状で、その上端は収集部３１と連結し、下端には中央にオイル落とし孔３３を有する底部３２ａが設けられている。底部３２ａは外管３２の下端を閉じるようにして設けられているが、その中央にはオイル落とし孔３３が位置しているので、オイルが排出される。オイル落とし部５内が負圧になると、オイル落とし孔３３にブローバイガスが流入するため、オイル落とし孔３３の径は、この負圧とオイル落とし部５へ落下して一時貯留されるオイルの重量との釣り合いがとれる程度の大きさにするとよい。オイル落とし孔３３は、クランク室と接続されている。内管３４は、両端が開口した管状で、下端３４ａはオイル落とし孔３３の上方に位置し、上端３４ｂは収集部３１の上方に位置している。外管３２及び内管３４は、二重管構造となるように構成されている。外管３２及び内管３４で囲まれたオイル通路３５ａにはオイルが流れ込んで落下し、内管３４内のガス通路３５ｂにはブローバイガスが流れる。内管３４の下端３４ａと外管３２との間には間隙Ｇが設けられている。間隙Ｇは、オイルセパレータ１内が負圧のときに内管３４に流入するブローバイガスによる圧力とオイル通路３５ａを落下するオイルの自重とが釣り合う程度に設定すればよい。オイルセパレータ１内の負圧が低下すれば、この間隙Ｇからオイルが流れ、オイル落とし孔３３から排出される。これにより、ブローバイガスによりオイルが巻き上げられることがない。

オイルセパレータ１によるブローバイガスへのオイル分離作用について説明する。吸気マニホールドの負圧によりオイルセパレータ１内が負圧になると、ブローバイガス導入口２からブローバイガスが内部に導入される。ブローバイガスは、オイル分離部３に流れ込み、旋回通路２５を旋回する。ブローバイガスに含まれているオイルは、旋回による遠心力が作用してブローバイガスから分離する。分離したオイルは、円筒部２２及び回収部２３に付着し、自重により下方向に移動してオイル排出管２４から排出される。分離後のブローバイガスは、ガス排出管２１を介してブローバイガス排出口４から排出される。一方、分離したオイルは、オイル落とし部５に移動し、収集部３１により外管３２に集められてオイル通路３５ａを落下する。このとき、オイルは外管３２、内管３４、及び底部３２ａに囲まれる領域に一時貯留される。

オイルセパレータ１が負圧のときは、ブローバイガス導入口２の他にオイル落とし孔３３からもブローバイガスが流入する。なお、オイル落とし孔３３はブローバイガス導入口２に比べて開口量が少ないので、ブローバイガスの流入量はブローバイガス導入口２に比べて少ない。オイル落とし孔３３に流入したブローバイガスは、内管３４に流れ込む。これは、オイル通路３５ａにはオイルが一時貯留しているので、オイル通路３５ａの管路抵抗が大きくなり、あるいは、間隙Ｇがオイルで塞がれるため、ガス通路３５ｂにブローバイガスが流れやすくなるからである。そして、ブローバイガスは、ガス通路３５ｂを通過して収集部３１の上方で開放され、ブローバイガス導入口２から導入されるブローバイガスと合流する。これにより、オイルとブローバイガスとの流路を分離して、ブローバイガスによるオイルの持ち去りを防止する。オイル通路３５ａに一時貯留されたオイルは、内燃機関の低負荷時に負圧が低くなると排出される。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。本形態では、オイル落とし孔３３の上方に内管３４の下端３４ａが位置する例で説明したが、これに限られず、オイル落とし孔３３の下方に内管３４の下端３４ａが位置するように、つまり、内管３４がオイル落とし孔３３を貫通するようにして構成するようにしてもよい。この形態においても、ブローバイガスとオイルとの流路を分離して、ブローバイガスによるオイルの持ち去りを防止することができる。

本形態では、内管３４の上端３４ｂがオイル落とし部５内で開口している例で説明したが、これに限られず、例えば、オイル落とし孔３３から流入するブローバイガスのオイルを分離する第２分離部としての第２オイル分離部を内管３４の上端３４ｂに接続されるようにして設けてもよい。図２に本発明の変形例におけるオイルセパレータ１Ａの概略図を示す。なお、オイルセパレータ１と同一の部材については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

オイルセパレータ１Ａは、ブローバイガス導入口２と、オイル分離部３と、ブローバイガス排出口４と、オイル落とし部５と、さらに、オイル落とし孔３３から流入するブローバイガスのオイルを分離する第２オイル分離部６とを備えている。第２オイル分離部６は、オイル分離後のブローバイガスを排出するガス排出管４１と、ガス排出管４１を取り囲むようにして同心円状に配置された円筒状の円筒部４２と、円筒部４２の下方に連なる漏斗状の回収部４３と、回収部４３の下部と連結されたオイル排出管４４とを備えている。ガス排出管４１、円筒部４２、回収部４３、及びオイル排出管４４は、オイル分離部３に設けられているガス排出管２１、円筒部２２、回収部２３、及びオイル排出管２４と同様の構成を有している。ガス排出管４１及び円筒部４２によりブローバイガスの旋回通路４５が形成されている。第２オイル分離部６は、内管３４の上端３４ｂと接続され、旋回通路４５にはオイル落とし孔３３に流入するブローバイガスが流れ込む。ガス排出管４１は、ブローバイガス排出口４へオイル分離後のブローバイガスを導く通路に接続される。オイル排出管４４は、回収部４３にて集められたオイルをオイル落とし部５へ排出する。

オイルセパレータ１Ａによるブローバイガスへのオイル分離作用について説明する。なお、ブローバイガス導入口２、オイル分離部３、ブローバイガス排出口４、及びオイル落とし部５については、オイルセパレータ１で説明した作用と同様であるので説明を省略して、主に、第２オイル分離部６の作用について説明する。オイル落とし孔３３から流入したブローバイガスは、内管３４を通過して旋回通路４５を旋回する。オイル分離部３での作用と同様、第２オイル分離部６でも、ブローバイガスに含まれているオイルに旋回による遠心力が作用してブローバイガスからオイルが分離する。分離したオイルは、オイル排出管４４から排出されてオイル落とし部５に導かれる。分離後のブローバイガスは、ガス排出管４１を介してブローバイガス排出口４から排出される。第２オイル分離部６を設置することにより、オイル落とし孔３３に流入するブローバイガスのオイルについても分離することができる。従って、吸気通路に戻るブローバイガスのオイル含有率をさらに低下させることができる。

また、本発明のオイルセパレータが適用される装置は内燃機関に限定されず、オイルを含んだガスが発生し、そのガスからオイルの分離が必要な種々の装置に適用してもよい。

本発明の一形態に係るオイルセパレータの概略図。 本発明の変形例におけるオイルセパレータの概略図。

符号の説明

１、１Ａ オイルセパレータ
３ オイル分離部（分離部）
５ オイル落とし部
３２ 外管
３２ａ 底部
３３ オイル落とし孔
３４ 内管
３５ａ オイル通路

Claims (4)

1. ガスからオイルを分離する分離部と、分離部にて分離されたオイルが落下するオイル落とし部と、を備えたオイルセパレータであって、
   前記オイル落とし部は、下方に延ばされて底部にはオイル落とし孔が設けられた外管と、前記外管の内側にて前記オイル落とし孔上に位置し、かつ前記外管との間に前記オイル落とし孔に至るオイル通路が生じるように配置された内管と、を備えていることを特徴とするオイルセパレータ。
2. 前記内管の下端が、前記オイル落とし孔より上に位置することを特徴とする請求項１に記載のオイルセパレータ。
3. 前記オイル落とし部は、前記分離部にて分離されたオイルが導かれる漏斗状の収集部を有し、前記収集部の下端と前記外管の上端が連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記内管と接続されて、前記内管に流入したガスからオイルを分離する第２分離部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。

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