JP2014028359A - Separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体中の異物を分離するためのセパレータに関する。 The present invention relates to a separator for separating foreign substances in a fluid.
自動車のエンジン等において、ピストンとシリンダーとの隙間からクランクケース内に漏出するブローバイガスは、多量のHC(炭化水素)を含んでいるため、これを吸気系に戻して混合気と共に再燃焼させる還元方式が普及している。ブローバイガス中にはエンジンオイル等が微粒化されたオイル(すなわち、異物)が含まれているため、このオイルを除去した後のガスが吸気系に送られる。ブローバイガス中のオイルミストを分離する手段としては、種々の方式(ラビリンス式、慣性衝突式及びサイクロン式等)のオイルセパレータが知られている。 In automobile engines, etc., the blow-by gas that leaks into the crankcase from the gap between the piston and cylinder contains a large amount of HC (hydrocarbon), so it is returned to the intake system and recombusted with the mixture. The method is widespread. Since blow-by gas contains oil (that is, foreign matter) obtained by atomizing engine oil or the like, the gas after removing this oil is sent to the intake system. As means for separating oil mist in blow-by gas, various types of oil separators (labyrinth type, inertial collision type, cyclone type, etc.) are known.
この種のサイクロン式のオイルセパレータとしては、例えば、サイクロン室が形成された略円筒状の容器を備え、その周壁上部に設けたガス導入口からブローバイガスを周壁内周面に沿って導入し、ブローバイガス中のオイル遠心分離作用で分離してサイクロン室の下方に貯留する一方、オイルを分離したガスをサイクロン室の上部に設けたガス導出口より導出するものが知られている(特許文献1参照)。この従来のオイルセパレータでは、分離されたオイルを、略円錐状のサイクロン室の下半部に接続されたL字部の回収通路にて回収し、また、ガス導出口の断面積をガス導入口の断面積より小さくすることで、ガス導出管内の旋回流を強めてオイル分離効率を向上させるようにしている。 As this type of cyclone type oil separator, for example, it is provided with a substantially cylindrical container in which a cyclone chamber is formed, and blow-by gas is introduced along the inner peripheral surface of the peripheral wall from a gas inlet provided in the upper part of the peripheral wall. It is known that oil is separated by an oil centrifugal separation action in blow-by gas and stored below the cyclone chamber, while gas from which oil is separated is led out from a gas outlet provided in the upper portion of the cyclone chamber (Patent Document 1). reference). In this conventional oil separator, the separated oil is recovered in the L-shaped recovery passage connected to the lower half of the substantially conical cyclone chamber, and the cross-sectional area of the gas outlet is the gas inlet. By making it smaller than the cross-sectional area, the swirl flow in the gas outlet pipe is strengthened to improve the oil separation efficiency.
ところで、例えば、自動車のエンジン等では、排ガス規制や環境負荷等の観点からオイルセパレータにおいて比較的小径(1μm前後)のオイルを効率的に捕集可能であることが望ましい。しかしながら、上記特許文献1に記載されたような従来技術では、オイルの全体の捕集効率は向上する可能性があるものの、上記のような小径のオイルの捕集効率については必ずしも大きな効果は期待できないという問題があった。 By the way, for example, in an automobile engine or the like, it is desirable that oil with a relatively small diameter (around 1 μm) can be efficiently collected in an oil separator from the viewpoint of exhaust gas regulations and environmental loads. However, in the conventional technique described in Patent Document 1, although the overall oil collection efficiency may be improved, a large effect is not necessarily expected for the small diameter oil collection efficiency as described above. There was a problem that I could not.
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、捕集対象となる異物として比較的小径(1μm前後)の粒子が含まれる場合でも良好な捕集効率を達成することができるセパレータを提供することを主目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and achieves good collection efficiency even when particles having a relatively small diameter (about 1 μm) are included as foreign matter to be collected. It is a main object to provide a separator that can be used.
本発明の第1の側面によるセパレータは、流体中の異物を分離するためのセパレータ(1)であって、円筒部(11)およびその下端に連なる中空円錐部(12)を有し、内部にサイクロン室(S)が形成された分離容器(2)と、前記円筒部に接続され、前記円筒部の内周面の接線方向に前記サイクロン室に対して前記流体を導入する流体導入管(3)と、前記分離容器内に一端が突出し、前記異物を分離した後の前記流体を前記分離容器の外部に導く流体導出管(4)とを備え、前記流体導入管から前記サイクロン室に至る流体流路(P2)は、前記円筒部の軸に平行な方向に延在する一対の縦辺(15a,15b)、および当該円筒部の軸に垂直な方向に延在する一対の横辺(15c,15d)によって画定される矩形断面を有し、前記流体導出管は、前記円筒部と同軸をなす円筒形の外周面を有し、前記横辺の長さ(L1)は、前記流体導出管の外周面(16a)と前記円筒部の内周面(11h)との間隙(G1)の長さと同一であることを特徴とする。 The separator according to the first aspect of the present invention is a separator (1) for separating foreign matter in a fluid, and has a cylindrical portion (11) and a hollow conical portion (12) connected to the lower end thereof, and is provided inside. A separation container (2) in which a cyclone chamber (S) is formed, and a fluid introduction pipe (3) connected to the cylindrical portion and for introducing the fluid into the cyclone chamber in a tangential direction of the inner peripheral surface of the cylindrical portion. ) And a fluid outlet pipe (4) for guiding the fluid after separation of the foreign matter to the outside of the separation container, the fluid reaching the cyclone chamber from the fluid introduction pipe The flow path (P2) includes a pair of vertical sides (15a, 15b) extending in a direction parallel to the axis of the cylindrical portion and a pair of horizontal sides (15c) extending in a direction perpendicular to the axis of the cylindrical portion. 15d) with a rectangular cross section defined by The fluid outlet tube has a cylindrical outer peripheral surface that is coaxial with the cylindrical portion, and the length (L1) of the lateral side is determined by the outer peripheral surface (16a) of the fluid outlet tube and the inner peripheral surface of the cylindrical portion. (11h) and the length of the gap (G1) is the same.
この第1の側面によるセパレータは、流体導入管の流体流路の横辺(サイクロン室への流体導入口の横幅)と、流体導出管の外周面および円筒部の内周面の間隙とが同じ長さであるため、サイクロン室における流体導出管の外周面付近における流体の流速の低下を抑制することが可能となり、捕集対象となる異物として比較的小径(1μm前後)の粒子が含まれる場合でも良好な捕集効率を達成することができる。 In the separator according to the first aspect, the horizontal side of the fluid flow path of the fluid introduction pipe (the width of the fluid introduction port into the cyclone chamber) and the gap between the outer peripheral surface of the fluid outlet pipe and the inner peripheral surface of the cylindrical portion are the same. Due to the length, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the fluid in the vicinity of the outer peripheral surface of the fluid outlet pipe in the cyclone chamber, and particles having a relatively small diameter (around 1 μm) are included as foreign matters to be collected. But good collection efficiency can be achieved.
本発明の第2の側面では、上記第1の側面に関し、前記流体流路の上縁(15a)の位置は、前記間隙おける前記サイクロン室の上縁(Sa)の位置と重なることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, with respect to the first aspect, the position of the upper edge (15a) of the fluid flow channel overlaps with the position of the upper edge (Sa) of the cyclone chamber in the gap. To do.
この第2の側面によるセパレータは、サイクロン室における流体導入管の流体導入口付近における流速の低下を防止することが可能となり、比較的小径の粒子についてもより良好な捕集効率を達成することができる。 The separator according to the second aspect can prevent a decrease in the flow velocity in the vicinity of the fluid inlet of the fluid inlet pipe in the cyclone chamber, and can achieve better collection efficiency even for relatively small diameter particles. it can.
本発明の第3の側面では、上記第1または第2の側面に関し、前記流体導出管は、前記中空円錐部内に延出した延出部(26)を有し、前記延出部の外周面(26a)は、前記中空円錐部側に向かうにつれて縮径されるように傾斜し、当該外周面の傾斜角度は、前記中空円錐部の内周面の傾斜角度と同一であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, with respect to the first or second aspect, the fluid outlet tube has an extending portion (26) extending into the hollow conical portion, and an outer peripheral surface of the extending portion. (26a) is inclined so as to be reduced in diameter toward the hollow cone portion, and the inclination angle of the outer peripheral surface is the same as the inclination angle of the inner peripheral surface of the hollow cone portion. .
この第3の側面によるセパレータは、流体導出管の延出部の末端に位置する流体導出口周辺において中空円錐部側に向かう流体の流れを円滑にして、流体導出口付近で旋回力を失った比較的小径の粒子が流体導出管内に流れ込むことを抑制することができる。 The separator according to the third side surface smoothed the flow of fluid toward the hollow cone portion around the fluid outlet port located at the end of the extension portion of the fluid outlet tube, and lost the swirl force near the fluid outlet port. It is possible to suppress relatively small diameter particles from flowing into the fluid outlet pipe.
本発明の第4の側面では、上記第1または第2の側面に関し、前記流体導出管は、前記中空円錐部内に延出した延出部を有し、前記延出部(26)の外周面(26a)は、前記中空円錐部側に向かうにつれて拡径されるように傾斜したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, with respect to the first or second aspect, the fluid outlet tube has an extending portion extending into the hollow conical portion, and an outer peripheral surface of the extending portion (26). (26a) is characterized in that it is inclined so that its diameter is increased toward the hollow cone side.
この第4の側面におけるセパレータは、流体導出管の流体導出口周辺における流体の流れを当該流体導出口から離間する側に向かうようにし、流体導出口付近で旋回力を失った比較的小径の粒子が流体導出管内に流れ込むことを抑制することができる。 The separator according to the fourth aspect of the present invention is configured so that the flow of the fluid in the vicinity of the fluid outlet of the fluid outlet pipe is directed to the side away from the fluid outlet, and the particles having relatively small diameter that have lost the swirling force in the vicinity of the fluid outlet. Can be prevented from flowing into the fluid outlet pipe.
本発明の第5の側面では、上記第1から第4の側面のいずれかに関し、前記円筒部におけるサイクロン室の長さ(L3)は、前記縦辺の長さ(L2)の2倍以上であることを特徴とする。 In the fifth aspect of the present invention, with respect to any one of the first to fourth aspects, the length (L3) of the cyclone chamber in the cylindrical portion is at least twice the length (L2) of the vertical side. It is characterized by being.
この第5の側面におけるセパレータは、サイクロン室での流体の旋回領域を適切に確保して、比較的小径の粒子についてもより良好な捕集効率を達成することができる。 The separator in the fifth aspect can appropriately secure a swirling region of fluid in the cyclone chamber, and can achieve better collection efficiency even for particles having a relatively small diameter.
このように本発明によれば、捕集対象となる異物として比較的小径(1μm前後)の粒子が含まれる場合でも良好な捕集効率を達成することが可能となるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the present invention, even when particles having a relatively small diameter (around 1 μm) are included as the foreign matter to be collected, an excellent effect is achieved that it is possible to achieve good collection efficiency.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。説明にあたり、方向を示す用語は、第1実施形態における図1中の矢印で示す方向、及び第2実施形態における図9中の矢印で示す方向に従うものとする。ただし、本発明に係るセパレータ(実施形態では、オイルセパレータ)の実用上の配置はそれらの方向に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the term indicating the direction follows the direction indicated by the arrow in FIG. 1 in the first embodiment and the direction indicated by the arrow in FIG. 9 in the second embodiment. However, the practical arrangement of the separator according to the present invention (oil separator in the embodiment) is not limited to those directions.
(第1実施形態)
図1、図2及び図3はそれぞれ本発明の第1実施形態に係るオイルセパレータの斜視図、正面図及び平面図であり、図4は図2中のIV−IV線断面図であり、図5及び図6はそれぞれ図3中のV−V線断面図及びVI−VI線断面図である。
(First embodiment)
1, 2 and 3 are a perspective view, a front view and a plan view, respectively, of the oil separator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 5 and 6 are a cross-sectional view taken along the line V-V and a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 3, respectively.
このオイルセパレータ1は、いわゆる接線流入式のサイクロンとして構成され、図示しない自動車のエンジンに設けられたブローバイガス還元装置において、ブローバイガス中のオイル(ミスト)を分離する手段として用いられる。図1及び図2に示すように、オイルセパレータ1は、合成樹脂材料から形成され、内部にサイクロン室S(図5参照)が形成されたサイクロン本体(分離容器)2と、サイクロン本体2の側部に接続され、サイクロン室Sにブローバイガスを導入するガス導入管3と、サイクロン本体2の上部に接続され、オイル分離後のガス(以下、分離ガスという。)をサイクロン本体2の外部に導くガス導出管4と、サイクロン本体2の下部に接続され、分離されたオイルを捕集する円筒状のオイル捕集箱5とを備える。
The oil separator 1 is configured as a so-called tangential inflow type cyclone, and is used as a means for separating oil (mist) in blow-by gas in a blow-by gas reduction device provided in an automobile engine (not shown). As shown in FIGS. 1 and 2, the oil separator 1 is made of a synthetic resin material and has a cyclone body (separation container) 2 in which a cyclone chamber S (see FIG. 5) is formed, and the side of the cyclone body 2. The
サイクロン本体2は、上側の円筒部11と、この円筒部11の下端に連なる中空円錐部12とを有している。図3にも示すように、円筒部11の左前側部には、ガス導入管3との接続部11aが突設されている。中空円錐部12の下端には、オイル捕集箱5を接続するための円形のフランジ13が形成されている。円筒部11および中空円錐部12は、図5に示すように、オイルセパレータ1の中心軸Cと同軸に配置されており、円筒部11の孔11hおよびその下端に連なる中空円錐部12の先細り状の孔12hによってサイクロン室Sの側周面が画定されている。
The cyclone body 2 has an upper
ガス導入管3は、図1に示すように、円筒形の外周面を有する管からなる導入管本体6と、この導入管本体6の後端に設けられた矩形のフランジ7とを有している。導入管本体6の前端は図示しないブローバイガス供給管に接続される。フランジ7は、円筒部11の接続部11aに対してボルト締結されている。なお、接続部11aの前面に設けられた円環状の溝20(図4参照)には、フランジ7の後面との間に介装されるシール部材(図示せず)が収容されている。
As shown in FIG. 1, the
ガス導入管3には、流路P1が形成されており、その前端における開口(流路P1の断面も同様)が図2に示すような矩形状をなす。その矩形は、上下方向(中心軸Cに平行な方向)に延在する左右一対の縦辺15a,15bと、左右方向(中心軸Cに垂直な方向)に延在する上下一対の横辺15c,15dとによって画定される。
A flow path P1 is formed in the
円筒部11の左前部には、図4及び図6に示すように、孔11hと外部とを連通する連通路P2が形成されている。連通路P2は、ガス導入管3の流路P1と同一の断面形状を有しており、流路P1の後端に連なることにより、実質的にガス導入管3の一部を構成する。流路P1および連通路P2は、前後方向に延在し、連通路P2の末端は円筒部11の孔11hに対してその接線方向に接続されている。これにより、ブローバイガスは円筒部11の内周面に沿って導入される。
As shown in FIGS. 4 and 6, a communication path P <b> 2 that connects the
ガス導出管4は、図5に示すように、円管からなる導出管本体16と、この導出管本体16の上下方向の中間部に設けられた円形のフランジ17とを有している。フランジ17は、円筒部11の上面にボルト締結されている。フランジ17の下側には、円筒部11の孔11hに嵌入されるボス部17aが形成されている。これにより、ボス部17aの下面によってサイクロン室Sの上面(上縁)Saが画定されている。ボス部17aの下方に位置する導出管本体16の下部は、円筒部11の孔11h内に突出した状態にある。なお、円筒部11の上面に設けられた円環状の溝21には、フランジ17の下面との間に介装されるシール部材(図示せず)が収容されている。
As shown in FIG. 5, the gas lead-out
オイル捕集箱5は、中空円錐部12の下側に配置され、内部に捕集室Rが形成された円筒形の捕集箱本体18と、この捕集箱本体18の上端に形成された円形のフランジ19とを有している。フランジ19は、中空円錐部12の下端に設けられたフランジ13とボルト締結されている。これにより、サイクロン室Sは、中空円錐部12の下端の開口を介してオイル捕集箱5の捕集室Rに連通している。なお、オイル捕集箱5は、捕集箱本体18の下端において周方向に突出するように形成された複数の取付片18aを介して、図示しないエンジンの適所に取り付けられる。また、フランジ13の下面に設けられた円環状の溝22には、フランジ19との間に介装されるシール部材(図示せず)が収容されている。オイル捕集箱5の下部には図示しないチェック弁が設けられており、捕集室Rに捕集されたオイルがオイルパン側に適宜排出される。
The
図7は第1実施形態に係るオイルセパレータにおけるオイル粒子の軌跡の一例を示す説明図である。ブローバイガス中の比較的小径(ここでは0.6μm)オイル粒子Mは、ガス導入管3のガス導入口25(図6参照)から流路P1および連通路P2を介してサイクロン室Sに導入され、その後、導出管本体16の外周面16aと円筒部11の孔(内周面)11hとの間で旋回運動しながら下降する。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the locus of oil particles in the oil separator according to the first embodiment. Oil particles M having a relatively small diameter (0.6 μm in this case) in the blow-by gas are introduced into the cyclone chamber S from the gas introduction port 25 (see FIG. 6) of the
ここで、図4に示したように、流路P1および連通路P2の横幅L1(すなわち、図2中の横辺15c,15dの長さ)は、導出管本体16の外周面16aと円筒部11の内周面(孔11h)との間隙G1と同じ長さとなるように設定されている。これにより、ガス導出管4の外周面付近におけるガスの流速の低下が抑制されると共に、圧力損失の増大も抑制され、捕集対象となるオイル粒子Mが比較的小径(ここでは、0.5〜5μm)の場合でも良好な捕集効率が達成されるという利点がある。なお、ここでは、流路P1および連通路P2の断面をそれらの長手方向全域で同一としたが、少なくともサイクロン室Sへの流入部において上記横幅L1と間隙G1との関係が満たされていればよい。
Here, as shown in FIG. 4, the lateral width L1 of the flow path P1 and the communication path P2 (that is, the length of the
また、図6に示したように、流路P1および連通路P2の上縁P2a(すなわち、図2中の上側の横辺15c)の位置は、サイクロン室Sの上面(上縁)Saの位置と一致している。これにより、ガス導入管3のガス導入口25付近のブローバイガス(オイル粒子M)の流速の低下が防止され、比較的小径のオイル粒子Mについても良好な捕集効率が達成されるという利点がある。
Further, as shown in FIG. 6, the position of the upper edge P2a of the flow path P1 and the communication path P2 (that is, the
さらに、図5に示すように、ガス導入口25の縦幅L2(すなわち、図2中の縦辺15a,15bの長さ)に対し、円筒部11の孔11hの上下方向の長さL3は、2倍の長さに設定されている。これにより、コンパクトな構成でありながら円筒部11でのガスの旋回領域が適切に確保され、比較的小径のオイル粒子Mについてもより良好な捕集効率が達成されるという利点がある。なお、孔11hの上下方向の長さL3は、オイルセパレータ1の設置スペースによっては、縦幅L2に対して2倍よりも更に大きく設定することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the vertical length L3 of the
再び図7を参照して、その後、オイル粒子Mは、旋回しながら導出管本体16の外周面16aと円筒部11の内周面(孔11h)との間を抜けて中空円錐部12に到達する。ここで、図5に示すように、ガス導出管4の下部は、円筒部11の下端を超えて中空円錐部12内まで延出しており、この延出部26の外周面26aは、下方に向かうにつれて縮径されるように傾斜している。外周面26aの中心軸Cに対する傾斜角度は、中空円錐部12の内周面(孔12h)の中心軸Cに対する傾斜角度と同一である。これにより、ガス導出管4の延出部26の末端に位置するガス導出口27周辺において中空円錐部12側に向かうブローバイガスの流れを円滑にして、ガス導出口27付近で旋回力を失った比較的小径のオイル粒子がガス導出管4内に流れ込むことを抑制することができるという利点がある。
Referring to FIG. 7 again, thereafter, the oil particles M pass through between the outer
また、中空円錐部12の内部スペース(サイクロン室Sの下部)は、下側が縮径された円錐台状をなし、その下端における内径D1が、導出管本体16の外周面16aと円筒部11の内周面(孔11h)との間隙G1よりも大きく設定されている。また、サイクロン室Sに連通する捕集室Rの入口径D2が中空円錐部の内径D1よりも拡幅されている。これにより、オイル粒子Mを旋回させながらオイル捕集箱5の捕集室Rの下方まで導くことが可能となり、ブローバイガス中に比較的小径のオイル粒子Mが含まれる場合でも良好な捕集効率を達成することができるという利点がある。
Further, the internal space of the hollow conical portion 12 (the lower portion of the cyclone chamber S) has a truncated cone shape with a reduced diameter on the lower side, and an inner diameter D1 at the lower end thereof is between the outer
なお、分離ガスは、ガス導出管4を通して外部(エンジンの吸気系)に導かれる。また、オイルミストの一部(オイル粒子Mよりも大きなオイル粒子など)は、旋回時の遠心力により、サイクロン室Sや捕集室Rの側周面に付着し、その後、側周面を伝って重力により下方に移動して最終的に捕集室Rに捕集される。また、遠心分離できないオイルミストの一部(オイル粒子Mよりも更に小さなオイル粒子など)は、サイクロン室S内で旋回力を失ってガス導出管4のガス導出口27に流れ込み、ガス導出管4を通して外部に導出される。
The separated gas is led to the outside (engine intake system) through the
図8は図5に示したガス導出管の変形例を示す断面図である。変形例のガス導出管4では、ボス部17aの下方に位置する導出管本体16の下部が薄肉化されており、図5における間隙G1に比べて、導出管本体16の外周面16aと円筒部11の内周面(孔11h)との間隙G2が拡大されている。また、延出部26の外周面26aは、下方に向かうにつれて拡径されるように傾斜している。ガス導出管4の下端における中空円錐部12の内周面(孔12h)との間隙G3は、図5における間隙G1と同一の大きさに設定されている。このような構成により、ガス導出管4のガス導出口27周辺におけるガスの流れを当該ガス導出口27から離間される側に向かうようにし、ガス導出口27付近で旋回力を失った比較的小径のオイル粒子がガス導出管4内に流れ込むことを抑制することができるという利点がある。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the gas outlet pipe shown in FIG. In the gas lead-out
(第2実施形態)
図9及び図10はそれぞれ本発明の第2実施形態に係るオイルセパレータの斜視図及び正面図であり、図11は図9に示したサイクロンユニットの縦断面図であり、図12及び図13はそれぞれ図10中のXII−XII線断面図およびXIII−XIII線断面図であり、図14は図9に示したサイクロンユニットのXIV−XIV線断面図である。なお、第2実施形態に関する図9〜図14に示す各サイクロン101は、上述の第1実施形態におけるオイルセパレータ1に相当し、オイルセパレータ1と同様の機能を果たす構成要素およびその各部位については第1実施形態と同一の符号が付されている。サイクロン101の構成要素に関し、以下で特に言及しない事項についてはオイルセパレータ1と同様とする。
(Second Embodiment)
9 and 10 are a perspective view and a front view, respectively, of an oil separator according to a second embodiment of the present invention, FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the cyclone unit shown in FIG. 9, and FIGS. FIG. 14 is a sectional view taken along lines XII-XII and XIII-XIII in FIG. 10, respectively, and FIG. 14 is a sectional view taken along line XIV-XIV of the cyclone unit shown in FIG. Each of the
このオイルセパレータ100は、図示しない自動車のエンジンのカムキャリアハウジングに取り付けられ、ブローバイガス中のオイル(ミスト)を分離する手段として用いられる。図9及び図10に示すように、オイルセパレータ100は、合成樹脂材料から形成され、複数のサイクロン101を備えたサイクロンユニット102と、エンジンからのブローバイガスをサイクロンユニット102導くガス通路ユニット103とを備えている。
The
サイクロンユニット102では、図11または図12に示すように、同一構造を有する3つのサイクロン101における各円筒部11の中心軸Cが左右方向に一列に並ぶように配置されている。3つのサイクロン101における中空円錐部12の下端は、それらの下方に配置された1つのオイル捕集箱5にそれぞれ接続されている。このような複数のサイクロン101を用いることにより、各円筒部11を小径化して比較的小径のオイル粒子を良好に捕集可能とすることができると共に、オイル捕集箱5を共用してコンパクトな装置を実現することができる。なお、第1実施形態の場合と同様に、捕集室Rの入口サイズD2a、D2b(図13を併せて参照)は中空円錐部12の下端の内径D1よりも拡幅されている。また、オイル捕集箱5の底部には、チェック弁45が設けられており、捕集室Rに捕集されたオイルがドレン管46を介してオイルパン側に適宜排出される。
In the
3つのサイクロン101の上部には、各サイクロン101からの分離ガスが導入されるガス導出チャンバ51が設けられている。ガス導出チャンバ51は、略円筒形の本体の上部が閉じられた形状をなしており、分離ガスをエンジンの吸気系に向けて排出する排出管52がその側周面から後方に突出している。図13に示すように、排出管52の基端側は、上方に折り曲げられてL字状をなしており、ガス導出チャンバ51の上部に設けられたチェック弁53により、排出管52の基端開口へのガスの流入が制御される。
A
各サイクロン101のガス導出管4では、図11及び図13に示すように、第1実施形態において円筒部11の上端に位置するボス部17a(図5参照)の代わりに、導出管本体16の上部が径方向に拡げられて拡径部55が形成されている。この拡径部55は、ボス部17aと同様に、円筒部11の孔11hの上部に嵌入された状態にあり、拡径部55の下面によってサイクロン室Sの上面(上縁)が画定されている。拡径部55の上部開口は、ガス導出チャンバ51内に開口している。つまり、分離ガスの流路P3は、拡径部55によって拡径された後、ガス導出チャンバ51において更に拡径されることになる。これにより、分離ガスの導出流路の上部が段階的に拡径されて分離ガスの流速が低下し、比較的小径のオイル粒子の導出を効果的に抑制する(すなわち、ガス導出管4から再びサイクロン101内に戻す)ことができる。
In the
ガス通路ユニット103では、入口部61(図9参照)の下側から導入されたブローバイガスは、図14に示すように、左右方向に延在する仕切り壁62によって上下2段に仕切られた流路P4、P5を通してサイクロンユニット102側に送られる。矢印Aで示すように、ブローバイガスは、まず下側流路P5を右方に送られ、仕切り壁62の右端に形成された連通孔62aを介して上側流路P4に送られる。その後、ブローバイガスは、上側流路P4を通して左方のサイクロンユニット102に向けて送られる。図12に示すように、上側流路P4の左端部は、前方に拡幅され、3つのサイクロン101のガス導入管3への流入口が配置されたサイクロンユニット102の内部スペースに連通している。導入管本体6(すなわち、第1実施形態における流路P1及び連通路P2に相当)は、互いに平行となるように前後方向に延在している。これにより、複数のサイクロン101を用いる場合でも、同じ方向にガス導入管3を配置することにより、サイクロン101にブローバイガスを流入させる通路(上側流路P4)を簡易な構成とすることができる。
In the
なお、サイクロン101内におけるオイル粒子の流れについては、上述の第1実施形態のオイルセパレータ1の場合と同様である。また、サイクロン101における各部の構成については、上述の第1実施形態のオイルセパレータ1における各部の構成を必要に応じて適用することができる。
The flow of oil particles in the
(第3実施形態)
図15は本発明の第3実施形態に係るオイルセパレータの平面図であり、図16は図15中のXVI−XVI線断面図である。なお、両図に示した第3実施形態に係るオイルセパレータにおいて、第2実施形態のオイルセパレータ100と同様の機能を果たす構成要素については第2実施形態と同一の符号が付されており、以下で特に言及しない事項については、第2実施形態の場合と同様とする。
(Third embodiment)
15 is a plan view of an oil separator according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. In addition, in the oil separator according to the third embodiment shown in both drawings, the same reference numerals as those in the second embodiment are given to components that perform the same functions as those of the
図16に示すように、第3実施形態ではサイクロンユニット102には1つのサイクロン101が設けられている。ここでは、サイクロン101における中空円錐部12の下部12aが、その下方に配置された1つのオイル捕集箱5の捕集室R内に突出している。上述の第1及び第2実施形態では、図5及び図11に示したように、中空円錐部12の下端に形成されたフランジ13とオイル捕集箱5の上端に形成されたフランジ19との締結により、中空円錐部12の下端にオイル捕集箱5(捕集室R)の上端が接続されていたが、これに限らず、第3実施形態のような中空円錐部12の下部12aをオイル捕集箱5の捕集室R内に挿入した構成を採用することができる。その場合にも、突出した中空円錐部12の下端位置における捕集室Rの径(捕集室Rの入口径に相当)は、中空円錐部12の下端の径よりも拡幅されているとよい。
As shown in FIG. 16, the
サイクロン101の側方におけるオイル捕集箱5の上側にはガス導出チャンバ51が設けられており、このガス導出チャンバ51には、サイクロン101の導出管本体16における上部の流路出口16bが連通している。ガス導出チャンバ51は、略立方体状をなしており、分離ガスをエンジンの吸気系に向けて排出する排出管52がその上面から突出している。また、ガス導出チャンバ51の底部には、ドレン管46に連通する連結管47が接続されており、ガス導出チャンバ51で捕集されたオイルを排出可能である。
A
ガス通路ユニット103では、図示しない入口部から導入されたブローバイガスは、図15及び図16に矢印Bで示すように、流路P6通してサイクロンユニット102側に送られ、ガス導入口25からサイクロン室Sに導入される。その後、分離ガスは、矢印Cで示すように、導出管本体16の流路出口16bからガス導出チャンバ51を通して排出管52から排出される。なお、図15及び図16は、ガス通路ユニット103の蓋体が取り外された状態(流路P6の上部が開放された状態)を示している。
In the
本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明に係るセパレータに用いたサイクロンは、ブローバイガス中のオイルのみならず、他の流体(例えば、空気)中の異物(例えば、粉塵)を分離するために用いることが可能である。本発明に係るセパレータが適用される流体には、気体及び液体の少なくとも一方が含まれ、また、流体中の異物には、液体及び固体の少なくとも一方が含まれる。ただし、流体と異物とは、サイクロンによって遠心分離可能な程度の互いに異なる比重を有する必要がある。 Although the present invention has been described based on specific embodiments, these embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, the cyclone used in the separator according to the present invention can be used to separate not only oil in blow-by gas but also foreign matters (for example, dust) in other fluids (for example, air). The fluid to which the separator according to the present invention is applied includes at least one of gas and liquid, and the foreign matter in the fluid includes at least one of liquid and solid. However, the fluid and the foreign matter need to have different specific gravities so that they can be separated by a cyclone.
また、本発明に係るセパレータの具体的な用途としては、住宅設備分野に関し、台所の換気扇等における排気中の油や塵埃等の分離、台所の排水口等における排水中の生ゴミ等の分離、雨水利用における雨水中のゴミ等の分離などが挙げられる。また、家電製品分野に関し、空気清浄機におけるフィルタの濾過補助(空気中の塵埃の分離)、洗濯機における水中のゴミ等の分離、ドラム洗濯機の排気中の水の分離、食洗器の蒸気レス化(排気中の水の分離)、炊飯器の蒸気レス化、オーブンの蒸気レス化などが挙げられる。更に、自動車分野に関し、ガソリンベーパの低減(放出ガス中のガソリンの分離)などが挙げられる。 In addition, as a specific application of the separator according to the present invention, in the field of housing equipment, separation of oil and dust in exhaust in a kitchen exhaust fan, etc., separation of raw garbage in drainage in a kitchen drainage port, For example, separation of trash in rainwater when using rainwater. In addition, in the field of home appliances, filter aids in air cleaners (separation of dust in the air), separation of underwater garbage in washing machines, separation of water in the exhaust of drum washing machines, steam in dishwashers Examples include the elimination of water (separation of water in the exhaust), the steamless rice cooker, and the steamless oven. Further, in the automotive field, there are reductions in gasoline vapor (separation of gasoline in the emitted gas) and the like.
なお、上記実施形態に示した本発明に係るセパレータの各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 Note that all of the constituent elements of the separator according to the present invention shown in the above embodiment are not necessarily essential, and can be appropriately selected without departing from the scope of the present invention.
1,100 オイルセパレータ
2 サイクロン本体(分離容器)
3 ガス導入管(流体導入管)
4 ガス導出管(流体導出管)
5 オイル捕集箱(異物捕集箱)
11 円筒部
11h 孔(内周面)
12 中空円錐部
15a,15b 縦辺
15c,15d 横辺
16 導出管本体
16a 外周面
26 延出部
26a 外周面
51 ガス導出チャンバ(流体導出チャンバ)
55 拡径部
102 サイクロンユニット
C 中心軸
G1 間隙
L1 横辺長さ
L2 縦辺長さ
L3 サイクロン室長さ
P1,P2,P3 ガス流路
R 捕集室
S サイクロン室
Sa 上縁
1,100 Oil separator 2 Cyclone body (separation container)
3 Gas introduction pipe (fluid introduction pipe)
4 Gas outlet pipe (fluid outlet pipe)
5 Oil collection box (foreign material collection box)
11
12 hollow
55
Claims (5)
円筒部およびその下端に連なる中空円錐部を有し、内部にサイクロン室が形成された分離容器と、
前記円筒部に接続され、前記円筒部の内周面の接線方向に前記サイクロン室に対して前記流体を導入する流体導入管と、
前記分離容器内に一端が突出し、前記異物を分離した後の前記流体を前記分離容器の外部に導く流体導出管と
を備え、
前記流体導入管から前記サイクロン室に至る流体流路は、前記円筒部の軸に平行な方向に延在する一対の縦辺、および当該円筒部の軸に垂直な方向に延在する一対の横辺によって画定される矩形断面を有し、
前記流体導出管は、前記円筒部と同軸をなす円筒形の外周面を有し、
前記横辺の長さは、前記流体導出管の外周面と前記円筒部の内周面との間隙の長さと同一であることを特徴とするセパレータ。 A separator for separating foreign matter in a fluid,
A separation container having a cylindrical portion and a hollow conical portion connected to the lower end thereof, in which a cyclone chamber is formed;
A fluid introduction pipe connected to the cylindrical portion and introducing the fluid into the cyclone chamber in a tangential direction of an inner peripheral surface of the cylindrical portion;
One end protrudes into the separation container, and includes a fluid outlet pipe that guides the fluid after separating the foreign matter to the outside of the separation container,
The fluid flow path from the fluid introduction pipe to the cyclone chamber has a pair of vertical sides extending in a direction parallel to the axis of the cylindrical portion and a pair of horizontal sides extending in a direction perpendicular to the axis of the cylindrical portion. Having a rectangular cross section defined by sides;
The fluid outlet pipe has a cylindrical outer peripheral surface that is coaxial with the cylindrical portion,
The separator is characterized in that the length of the horizontal side is the same as the length of the gap between the outer peripheral surface of the fluid outlet pipe and the inner peripheral surface of the cylindrical portion.
前記延出部の外周面は、前記中空円錐部側に向かうにつれて縮径されるように傾斜し、
当該外周面の傾斜角度は、前記中空円錐部の内周面の傾斜角度と同一であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセパレータ。 The fluid outlet pipe has an extending part extending into the hollow conical part,
The outer peripheral surface of the extending part is inclined so as to be reduced in diameter toward the hollow cone part side,
The separator according to claim 1 or 2, wherein the inclination angle of the outer peripheral surface is the same as the inclination angle of the inner peripheral surface of the hollow cone portion.
前記延出部の外周面は、前記中空円錐部側に向かうにつれて拡径されるように傾斜したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセパレータ。 The fluid outlet pipe has an extending part extending into the hollow conical part,
3. The separator according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the extension portion is inclined so as to increase in diameter toward the hollow cone portion side. 4.
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