JP2016109039A - オイルセパレータ - Google Patents

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Abstract

【課題】オイルの捕捉効率を適切に向上させることができる。【解決手段】オイルセパレータ１０は、内燃機関のブローバイガスをケース１１内に導入してオイルと分離し、その分離されたオイルを同ケース１１外に排出する。ケース１１の内部には、複数の電極板４０が互いに間隔をおいて対向配置され、各電極板４０の間には、電気絶縁材料であるポリエステルの繊維によって形成されたフィルタ５０が介設され、且つ電位差を付与することが可能とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のブローバイガスをケース内に導入してオイルと分離し、その分離されたオイルを同ケース外に排出するオイルセパレータに関する。
内燃機関には、クランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流する還流通路が設けられている。また、こうした還流通路の途中には、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルを分離するオイルセパレータが設けられている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載のオイルセパレータのケース内には、２つの網状の電極が互いに対向して配置されており、これら電極には電源装置によって電位差が付与されるように構成されている。こうしたオイルセパレータによれば、ブローバイガスが一方の電極を通過する際に同ブローバイガスに含まれる水分が帯電され、帯電された水分が静電気力によって他方の電極に吸着される。このとき、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルは水分と共に電極に吸着される。このようにして、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルを分離することができるとされている。なお、電極に吸着されたオイルや水分は自重によって落下し、ケースの底壁に形成されたオイル排出口を通じてケース外に排出される。
特開平３―１４１８１１号公報
ところで、特許文献１に記載のオイルセパレータの場合、ブローバイガスの流速が大きい場合には、オイルが電極に衝突せずに同電極を通り抜けやすい。そのため、オイルの捕捉効率が低いものとなっている。
これに対して、前記オイルセパレータにおいて、電極の網の目を細かくすることによりオイルが電極に衝突しやすくすることが考えられる。しかしながら、この場合、電極の網の目を細かくすることによって通気抵抗が増大することとなり、オイルセパレータによる圧力損失が増大するといった別の問題が生じることとなる。
本発明の目的は、オイルの捕捉効率を適切に向上させることができるオイルセパレータを提供することにある。
上記目的を達成するためのオイルセパレータは、内燃機関のブローバイガスをケース内に導入してオイルと分離し、その分離されたオイルを同ケース外に排出する。前記ケースの内部には、複数の電極板が互いに間隔をおいて対向配置され、前記電極板の各々の間には、電気絶縁材料によって形成されたフィルタが介設され、且つ電位差を付与することが可能とされている。
同構成によれば、各電極板の間にフィルタが介設され、且つ各電極板の間に電位差が付与されることにより、各電極板の間には電界が生じるとともに、フィルタの表面には誘電分極により正または負の電荷が生じる。このため、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルのうち帯電しているものは、各電極板の間を通過する際に静電気力によって移動方向が曲げられることとなり、フィルタに捕捉されやすくなる。
また、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルのうち帯電していないものは、各電極板の間に介設されたフィルタを通過する際に誘電分極により同オイルの表面に正または負の電荷が生じる。このため、静電気力によってオイルがフィルタの表面の負または正の電荷に引き寄せられることとなり、フィルタに捕捉されやすくなる。
このように、上記構成によれば、目の粗いフィルタであってもオイルを効果的に捕捉することができ、フィルタによる通気抵抗の増大を抑制することができる。したがって、圧力損失の増大を抑制することができるとともに、オイルの捕捉効率を向上させることができる。
ところで、ブローバイガスには水蒸気が含まれていることから、フィルタにはオイルと共に水蒸気が捕捉されることとなる。そのため、水分を介して各電極板の間で通電が生じると、多くの電力を消費するなどの問題が生じるおそれがある。
この点、上記構成によれば、電気絶縁材料によってフィルタが形成されているため、フィルタ自体には電気がほとんど流れない。このため、捕捉された水分を介して各電極板の間で通電が生じることが抑制される。したがって、各電極板の間で通電が生じることに伴う電力消費量の増大を抑制することができる。
本発明によれば、オイルの捕捉効率を適切に向上させることができる。
第１実施形態に係るオイルセパレータの斜視図。 上記オイルセパレータのリッドが外された状態の平面図。 上記オイルセパレータの作用を説明する模式図。
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図３を参照して、第１実施形態について説明する。
図１に示すように、オイルセパレータ１０は、内燃機関のクランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流する還流通路に設けられるものであり、例えばナイロン６６などの電気絶縁性の硬質樹脂材料によって形成されたケース１１を有している。
ケース１１は、上部開口を有するケース本体２０と、ケース本体２０の上部開口を開閉可能に設けられるリッド３０とを有している。ケース本体２０は、平面視矩形状の底壁２２と、同底壁２２の四辺から上方に向けて延びる側壁２１とを有している。
図１及び図２に示すように、ケース本体２０の長手方向における一端側の側壁２１には、円筒状のガス流入口２３が外側に向けて突設されている。また、ケース本体２０の長手方向における他端側の側壁２１には、円筒状のガス流出口２４が外側に向けて突設されている。底壁２２における前記ガス流出口２４に近接した位置には、オイル排出口２５が下方に向けて突設されている。
ケース本体２０の内部には、ステンレス鋼によって形成された４枚の電極板４０が、長手方向、すなわちブローバイガスの流れ方向、及び上下方向に沿うとともに互いに間隔をおいて対向配置されている。各電極板４０は、長手方向における両端の側壁２１から間隔をおいて配置されている。なお、電極板４０は２枚以上であればよく、任意の枚数に変更することができる。
図２に示すように、各電極板４０には、導線を介して電源装置６０が電気的に接続されている。同図の上から奇数番目の電極板４０には電源装置６０の陽極（＋）が接続され、上から偶数番目の電極板４０には電源装置６０の陰極（−）またはアースが接続されている。このことにより、互いに隣り合う電極板４０の間には、電源装置６０によって所定の電位差が付与される。なお、図１においては電源装置６０の図示を省略している。
各電極板４０の間には、電気絶縁材料であるポリエステルの繊維５１（図３参照）によって形成されたフィルタ５０が介設されている。なお、ポリエステルなどの電気絶縁材料は、誘電分極が生じる誘電材料でもある。フィルタ５０は、隣り合う各電極板４０に当接されている。フィルタ５０の上下方向及び長手方向の長さは電極板４０と同一とされており、各フィルタ５０の長手方向の配設位置は、各電極板４０の配設位置に対応している。
次に、本実施形態の作用について説明する。
ガス流入口２３を通じてケース１１内に導入されたブローバイガスは、ガス流出口２４に向けて移動する。
オイルセパレータ１０においては、各電極板４０の間にフィルタ５０が介設され、且つ各電極板４０の間に所定の電位差が付与されることにより、図３に示すように、各電極板４０の間には静電界が生じるとともに、フィルタ５０の繊維５１の表面には誘電分極により正（＋）または負（−）の電荷が生じる。このため、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルのうち帯電しているものは、各電極板４０の間を通過する際に静電気力によって移動方向が曲げられることとなり、フィルタ５０に捕捉されやすくなる。
また、ブローバイガスに含まれる霧状のオイルのうち帯電していないものは、図３に示すように、各電極板４０の間に介設されたフィルタ５０の繊維５１同士の間の間隙を通過する際に誘電分極により同オイルの表面に正（＋）または負（−）の電荷が生じる。このため、静電気力によってオイルがフィルタ５０の繊維５１の表面の負（−）または正（＋）の電荷に引き寄せられることとなり、フィルタ５０に捕捉されやすくなる。
このように、本実施形態のオイルセパレータ１０によれば、目の粗いフィルタ５０であってもオイルを効果的に捕捉することができ、フィルタ５０による通気抵抗の増大を抑制することができる。したがって、圧力損失の増大を抑制することができるとともに、オイルの捕捉効率を向上させることができる。
ところで、ブローバイガスには水蒸気が含まれていることから、フィルタ５０にはオイルと共に水蒸気が捕捉されることとなる。そのため、水分を介して各電極板４０の間で通電が生じると、多くの電力を消費するなどの問題が生じるおそれがある。
この点、本実施形態のオイルセパレータ１０によれば、電気絶縁性の繊維５１によってフィルタ５０が形成されているため、繊維５１自体には電気がほとんど流れない。このため、捕捉された水分を介して各電極板４０の間で通電が生じることが抑制される。したがって、各電極板４０の間で通電が生じることに伴う電力消費量の増大を抑制することができる。
なお、オイルが分離されたブローバイガスは、ガス流出口２４を通じてブローバイガス還流通路に流出する。一方、底壁２２上に溜まったオイルなどは同底壁２２を伝って移動し、オイル排出口２５を通じてケース１１外に排出される。
以上説明した本実施形態に係るオイルセパレータによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）オイルセパレータ１０のケース１１の内部には、複数の電極板４０が互いに間隔をおいて対向配置されている。各電極板４０の間には、電気絶縁材料によって形成されたフィルタ５０が介設され、且つ電位差を付与することが可能とされている。
こうした構成によれば、前述した作用を奏することから、オイルの捕捉効率を適切に向上させることができる。また、各電極板４０の間で通電が生じることに伴う電力消費量の増大を抑制することができる。
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。
本実施形態では、フィルタ５０を構成する繊維５１の表面に、繊維５１の母材であるポリエステルよりも電気抵抗率の高い材料が設けられている点が、先の第１実施形態と相違している。こうした材料としては、例えばフッ素含有材であるポリフッ化エチレンが好ましい。ポリエステルの電気抵抗率が１０＾１４Ω・ｍであるのに対して、ポリフッ化エチレンの電気抵抗率は１０＾１６〜１０＾１７Ω・ｍである。
以上説明した本実施形態に係るオイルセパレータによれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（２）フィルタ５０を構成する繊維５１の表面には、繊維５１の母材であるポリエステルよりも電気抵抗率が高い材料であるポリフッ化エチレンが設けられている。
こうした構成によれば、フィルタ５０の電気絶縁性が高められるため、捕捉された水分を介して各電極板４０の間で通電が生じることが一層抑制される。したがって、各電極板４０の間で通電が生じることに伴う電力消費量の増大を一層抑制することができる。
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明する。
本実施形態では、フィルタ５０の繊維５１に、繊維５１の母材であるポリエステルよりも比誘電率の高い材料が含まれている点が、先の第１実施形態と相違している。こうした材料としては、例えば酸化チタンが好ましい。ポリエステルの比誘電率が約２であるのに対して、酸化チタンの比誘電率は約８３である。
以上説明した本実施形態に係るオイルセパレータによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（３）フィルタ５０を構成する繊維５１には、同繊維５１の母材であるポリエステルよりも比誘電率が高い材料である酸化チタンが含まれている。
こうした構成によれば、フィルタ５０を構成する繊維５１の表面に誘電分極が生じやすくなる。このため、繊維５１の表面に所定の誘電分極を生じさせる上で各電極板４０の間に印加される電圧を低くすることが可能となり、各電極板４０の間で通電が生じることを抑制することができる。したがって、各電極板４０の間で通電が生じることに伴う電力消費量の増大を一層抑制することができる。
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について説明する。
本実施形態のフィルタ５０の繊維５１には、繊維５１の母材であるポリエステルに加えて、チタン酸バリウムが含まれている。チタン酸バリウムの比誘電率は約５０００である。
本実施形態によれば、第３実施形態の効果（３）に準じた効果を奏することができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・フィルタ５０を構成する繊維５１はポリエステルによって形成されるものに限定されない。他に例えば、ポリエステルと同等の電気抵抗率及び比誘電率を有するポリエチレンやポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレンなどに変更することもできる。
・フィルタは樹脂の繊維５１によって形成されるものに限定されない。他に例えば、ポリウレタンなどによって形成された多孔質状のものであってもよい。
１０…オイルセパレータ、１１…ケース、２０…ケース本体、２１…側壁、２２…底壁、２３…ガス流入口、２４…ガス流出口、２５…オイル排出口、３０…リッド、４０…電極板、５０…フィルタ、５１…繊維、６０…電源装置。

Claims (4)

  1. 内燃機関のブローバイガスをケース内に導入してオイルと分離し、その分離されたオイルを同ケース外に排出するオイルセパレータにおいて、
    前記ケースの内部には、複数の電極板が互いに間隔をおいて対向配置され、
    前記電極板の各々の間には、電気絶縁材料によって形成されたフィルタが介設され、且つ電位差を付与することが可能とされている、
    オイルセパレータ。
  2. 前記フィルタは電気絶縁材料である樹脂の繊維によって形成されている、
    請求項１に記載のオイルセパレータ。
  3. 前記繊維の表面には、前記樹脂よりも電気抵抗率が高い材料が設けられている、
    請求項２に記載のオイルセパレータ。
  4. 前記繊維には、前記樹脂よりも比誘電率が高い材料が含まれている、
    請求項２に記載のオイルセパレータ。
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