JP2019113051A - 内燃機関の静電式オイルミストセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】オイルミストの捕集効率を高めること。【解決手段】オイルミストセパレータ１０は、互いに対向する正極板４０及び負極板５０と、電気絶縁材料により形成され、正極板４０と負極板５０との間に設けられたフィルタ６０と、導入口２４及び導出口２５を有し、正極板４０、負極板５０、及びフィルタ６０を収容するケース１１と、正極板４０と負極板５０との間に電圧を印加する電圧発生装置７０とを備えている。電圧発生装置７０により正極板４０と負極板５０との間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを導入口２４から正極板４０と負極板５０との間を介して導出口２５に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離する。正極板４０及び負極板５０の双方は、フィルタ６０に向けて突出する複数の突出部としての突条４１，５１をそれぞれ有している。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の静電式オイルミスト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。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オイルミストを分離するオイルミスト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に記載のオイルミストセパレータは、ブローバイガスの導入口及び導出口が設けられたケースと、ケースの内部に設けられた電気絶縁材料からなるフィルタと、フィルタを挟む複数の電極板とを備えている。電極板の間には、電圧発生装置によって数ｋＶの電圧が印加される。

こうしたオイルミストセパレータでは、電圧の印加に伴ってフィルタが帯電するとともに、同フィルタを通過するブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電する。そして、帯電したオイルミストが静電気力によってフィルタに吸着されることでブローバイガスから分離される。

特開２０１６−１０９０３９号公報

ところで、こうした静電式オイルミストセパレータにおいては、電極板の間に印加される電圧を高めることによって、オイルミストに作用する静電気力を大きくしてオイルミストの捕集効率を高めることができる。しかしながら、この場合には、消費電力が増大するという背反がある。

本発明の目的は、オイルミストの捕集効率を高めることのできる内燃機関の静電式オイルミスト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内燃機関のオイルミストセパレータは、互いに対向する正極板及び負極板と、電気絶縁材料により形成され、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、導入口及び導出口を有し、前記正極板、前記負極板、及び前記フィルタを収容するケースと、前記正極板と前記負極板との間に電圧を印加する電圧発生装置と、を備え、前記電圧発生装置により前記正極板と前記負極板との間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを前記導入口から前記正極板と前記負極板との間を介して前記導出口に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離する。前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方は、前記フィルタに向けて突出する複数の突出部を有している。

正極板と負極板との間に電圧が印加されると、電荷は正極板や負極板の周縁や突出部に多く存在することとなる。
上記構成によれば、正極板及び負極板の少なくとも一方に設けられた複数の突出部に電荷を集中させることができることから、複数の突出部を設けることによって電界強度の高い部位を増やすことができる。このため、正極板と負極板との間のうち各突出部において静電気力が局所的に高められることとなり、オイルミストが捕集されやすくなる。

本発明によれば、オイルミストの捕集効率を高めることができる。

内燃機関の静電式オイルミストセパレータの一実施形態について、ケースの一部を破断して示すオイルミストセパレータの斜視図。 図１の２−２線に沿った断面図。 同実施形態の負極板の斜視図。 変形例におけるオイルミストセパレータの断面図。 他の変形例における負極板の斜視図。 他の変形例における負極板の斜視図。

以下、図１〜図３を参照して、一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、内燃機関のオイルミストセパレータ１０は、導入口２４及び導出口２５を有するケース１１と、ケース１１の内部に収容されるとともに互いに対向配置された正極板４０及び負極板５０と、電気絶縁材料によって形成され、正極板４０と負極板５０との間に介設されたフィルタ６０とを有している。本実施形態では、２枚の正極板４０、２枚の負極板５０、及び３つのフィルタ６０が設けられているが、これら正極板４０、負極板５０、及びフィルタ６０の数を適宜変更することができる。

次に、オイルミストセパレータ１０の各構成部品について詳細に説明する。
＜ケース１１＞
図１に示すように、ケース１１は、上部開口２３を有するケース本体２０と、ケース本体２０の上部に設けられ、上部開口２３を塞ぐ長方形板状の蓋体３０とを有している。ケース本体２０及び蓋体３０は共にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂材料により形成されている。

以降において、図１の上下方向を上下方向Ｙとし、蓋体３０の長手方向及び幅方向をそれぞれ長手方向Ｚ及び幅方向Ｘとして説明する。
ケース本体２０は、長方形状の上部開口２３を取り囲む４つの側壁２２と、上部開口２３に対向する底壁２１とを有している。

４つの側壁２２のうち長手方向Ｚにおいて互いに対向する一対の側壁２２の中央部には、筒状の導入口２４及び導出口２５がそれぞれ外側に向けて突設されている。
底壁２１における導出口２５を有する側壁２２に近接した位置には、筒状のオイル排出口２６が下方に向けて突設されている。

＜正極板４０＞
図１及び図２に示すように、正極板４０は、略長方形板状をなしている。
正極板４０は、上下方向Ｙ及び長手方向Ｚに沿って配置されている。

図２に示すように、正極板４０には、フィルタ６０に向けて突出するとともに上下方向Ｙに沿って延在する断面コ字状の複数の突条４１が設けられている。複数の突条４１は、長手方向Ｚにおいて互いに間隔をおいて並設されている。

正極板４０は、導線を介して電圧発生装置７０の正極側に電気的に接続されている。
＜負極板５０＞
図１〜図３に示すように、負極板５０は、略長方形板状をなしている。

負極板５０は、上下方向Ｙ及び長手方向Ｚに沿って配置されている。
図２及び図３に示すように、負極板５０には、フィルタ６０に向けて突出するとともに上下方向Ｙに沿って延在する複数の突条５１が設けられている。複数の突条５１は、長手方向Ｚにおいて互いに間隔をおいて並設されている。

図２に示すように、本実施形態の負極板５０は、正極板４０を幅方向Ｘにおいて反転させた形状を有している。負極板５０は、導線を介して電圧発生装置７０の負極側に電気的に接続されている。

正極板４０及び負極板５０は、ステンレス鋼板などの金属板材を曲げ成形することにより形成されている。
＜フィルタ６０＞
図１及び図２に示すように、フィルタ６０は不織布からなり、直方体形状をなしている。不織布は、電気絶縁材料であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の繊維により形成されている。なお、ポリエチレンテレフタレート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。

次に、本実施形態の作用について説明する。
オイルミストセパレータ１０においては、内燃機関の運転中、正極板４０及び負極板５０の間に例えば数ｋＶの電圧が印加されている状態で、導入口２４を通じてケース１１内にブローバイガスが導入される。

ブローバイガスは、導入口２４から導出口２５に向けてケース１１内を長手方向Ｚに沿って流れ、導出口２５を通じてケース１１の外部に導出される。
このとき、電圧の印加に伴ってフィルタ６０が帯電するとともに、正極板４０と負極板５０との間を介して導出口２５に向けて流れるブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電する。そして、帯電したオイルミストが静電吸着力によってフィルタ６０に吸着されて分離される。

ここで、正極板４０と負極板５０との間に電圧が印加されると、電荷は正極板４０や負極板５０の周縁や突条４１，５１に多く存在することとなる。
本実施形態によれば、正極板４０及び負極板５０の双方に設けられた複数の突条４１，５１に電荷を集中させることができることから、複数の突条４１，５１を設けることによって電界強度の高い部位を増やすことができる。このため、正極板４０と負極板５０との間のうち各突条４１，５１において静電気力が局所的に高められることとなり、オイルミストが捕集されやすくなる。

以上説明した本実施形態に係る内燃機関の静電式オイルミスト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）正極板４０及び負極板５０の双方は、フィルタ６０に向けて突出する複数の突出部としての突条４１，５１をそれぞれ有している。

こうした構成によれば、上述した作用を奏することから、オイルミストの捕集効率を高めることができる。
また、このように捕集効率を高めることができるため、印加電圧を抑えることができ、消費電力を節減することができる。

（２）複数の突条４１，５１が、長手方向Ｚ（導入口２４から導出口２５に向かうブローバイガスの流れ方向）において互いに間隔をおいて設けられている。
こうした構成によれば、長手方向Ｚ（ブローバイガスの流れ方向）において静電気力の局所的に高められた領域が複数形成される。このため、オイルミストを捕集する機会を増やすことができる。したがって、オイルミストの捕集効率を一層高めることができる。

（３）各突出部は、長手方向Ｚ（ブローバイガスの流れ方向）において互いに間隔をおいて並設された突条４１，５１である。
こうした構成によれば、金属板材を曲げ加工することにより正極板４０や負極板５０を容易に形成することができる。

＜変形例＞
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。
・図４に示すように、各突条１４１，１５１が長手方向Ｚに沿って延在するように正極板１４０及び負極板１５０を配置することもできる。この場合、突条１４１（１５１）同士の間に形成される溝部よりもフィルタ６０の圧力損失が小さくなるように不織布の通気度を設定すれば、ブローバイガスは相対的に圧力損失の低いフィルタ６０を流れるようになり、溝部を流れることはほとんどない。

・図５に示すように、例えば負極板２５０の突条２５１を断面ヘ字状にすることもできる。また、こうした形状を正極板に対して適用することもできる。
・本発明に係る突出部は、突条に限定されない。例えば図６に示すように、円錐形状をなす突出部３５１を採用することもできる。また、同図に示すように、こうした突出部３５１を負極板３５０の全体にわたって設けることもできる。また、こうした形状を正極板に対して適用することもできる。

・正極板及び負極板のいずれか一方にのみ突出部を設けることもできる。

１０…オイルミストセパレータ、１１…ケース、２０…ケース本体、２１…底壁、２２…側壁、２３…上部開口、２４…導入口、２５…導出口、２６…オイル排出口、３０…蓋体、４０，１４０…正極板、４１，１４１…突条、５０，１５０，２５０，３５０…負極板、５１，１５１，２５１…突条、６０…フィルタ、７０…電圧発生装置、３５１…突出部。

Claims (5)

1. 互いに対向する正極板及び負極板と、
   電気絶縁材料により形成され、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、
   導入口及び導出口を有し、前記正極板、前記負極板、及び前記フィルタを収容するケースと、
   前記正極板と前記負極板との間に電圧を印加する電圧発生装置と、を備え、
   前記電圧発生装置により前記正極板と前記負極板との間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを前記導入口から前記正極板と前記負極板との間を介して前記導出口に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離するオイルミストセパレータであって、
   前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方は、前記フィルタに向けて突出する複数の突出部を有している、
   内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
2. 前記正極板及び前記負極板の双方が複数の前記突出部をそれぞれ有している、
   請求項１に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
3. 複数の前記突出部が、前記導入口から前記導出口に向かうブローバイガスの流れ方向において互いに間隔をおいて設けられている、
   請求項１または請求項２に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
4. 前記突出部の各々は、前記流れ方向において互いに間隔をおいて並設された突条である、
   請求項３に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
5. 前記突出部の各々は、前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方の全体にわたって設けられている、
   請求項３に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。