JP2020029816A - オイルミストセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイガスの圧力損失を低減することができるオイルミストセパレータを提供する。【解決手段】ケース１０のうち、流れ方向における流入口１６とケース本体１１の上流端との間には、上流側ほど流路断面積が徐々に小さくされた上流側徐変部１４が設けられており、ケース本体１１の下流端と流出口１７との間には、下流側ほど流路断面積が徐々に小さくされた下流側徐変部１５が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、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、直方体状をなすケース本体と、ケース本体の一端側の側壁に突設されブローバイガスが流入する筒状の流入口と、ケース本体の他端側の側壁に突設されブローバイガスが流出する筒状の流出口とを有するケースを備えている。また、ケース本体の内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された複数の電極板と、絶縁材料からなり、各電極板の間に設けられたフィルタとを備えている。

特開２０１７−５７８０５号公報

ところで、特許文献１に記載のケース本体は直方体状をなしており、流入口から流出口に向かうブローバイガスの流れ方向におけるケース本体の断面積は、流入口及び流出口の断面積よりも大きい。このため、流入口とケース本体との接続部分やケース本体と流出口との接続部分において流路断面積が急激に変化することとなる。その結果、ブローバイガスの渦流が発生しやすくなり、圧力損失が増大するおそれがある。

本発明の目的は、ブローバイガスの圧力損失を低減することのできる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オイルミストセパレータは、内燃機関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、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であって、ケース本体、前記ケース本体におけるブローバイガスの流れ方向の上流側に設けられたブローバイガスの流入口、及び前記ケース本体における前記流れ方向の下流側に設けられたブローバイガスの流出口を有するケースと、前記ケース本体の内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された複数の電極板、及び絶縁材料からなり、前記電極板の各々の間に設けられたフィルタを有するオイル捕集部と、を備え、前記ケースのうち、前記流れ方向における前記流入口と前記オイル捕集部との間、及び前記オイル捕集部と前記流出口との間の少なくとも一方には、前記流れ方向において前記オイル捕集部から離間するほど流路断面積が徐々に小さくなる徐変部が設けられている。

同構成によれば、ケースのうち、ブローバイガスの流れ方向における流入口とオイル捕集部との間、及びオイル捕集部と流出口との間の少なくとも一方には、上記流れ方向においてオイル捕集部から離間するほど流路断面積が徐々に小さくなる徐変部が設けられている。このため、ブローバイガスが、ケース本体内に流入する際やケース本体から流出する際に、流路断面積が急激に変化することがない。これにより、ブローバイガスの渦流の発生が抑制される。したがって、ブローバイガスの圧力損失を低減することができる。

本発明によれば、ブローバイガスの圧力損失を低減することができる。

オイルミストセパレータの一実施形態について、オイルミストセパレータの構成を示す斜視図。 同実施形態の正極板及び負極板と電圧発生装置との電気的な関係を示す模式図。 図１の３−３線に沿った断面図。 第１変更例のオイルミストセパレータを示す斜視図。 第２変更例のオイルミストセパレータを示す断面図。

以下、図１〜図３を参照して、一実施形態について説明する。
本実施形態のオイルミストセパレータは、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の途中に設けられるものである。

図１に示すように、オイルミストセパレータは、直方体状をなすケース本体１１と、ケース本体１１の長手方向（図１の左右方向）の一端側に設けられたブローバイガスの流入口１６と、ケース本体１１の長手方向の他端に設けられたブローバイガスの流出口１７とを有するケース１０を備えている。流入口１６及び流出口１７は、それぞれ円筒状をなしている。

ケース本体１１は、上部が開放された樋状をなす樋部材１２と、樋部材１２の上部を覆う蓋部材１３とを備えている。樋部材１２及び蓋部材１３は、共に絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。

内燃機関のクランク室内のブローバイガスは、流入口１６を通じてケース本体１１の内部に流入し、流出口１７を通じてケース本体１１の外部に流出する。以降において、流入口１６から流出口１７に向かうブローバイガスの流れ方向を単に流れ方向と称する。また、流れ方向のうち流入口１６が設けられている側を上流側、流出口１７が設けられている側を下流側と称する。なお、本実施形態では、ケース本体１１の長手方向の一端側及び他端側に流入口１６及び流出口１７がそれぞれ設けられているため、長手方向が流れ方向に相当する。

図１〜図３に示すように、ケース１０のうち、流れ方向における流入口１６とケース本体１１の上流端との間には、上流側ほど流路断面積が徐々に小さくされた上流側徐変部１４が設けられている。上流側徐変部１４は、絶縁性を有する樹脂材料により形成されており、四角錐台状をなしている。

図３に示すように、上流側徐変部１４の内面とケース本体１１の内面とは段差なく連なっている。すなわち、流れ方向において、上流側徐変部１４の下流端の流路断面形状と、ケース本体１１の上流端の流路断面形状とが同一となる。

また、図１〜図３に示すように、ケース１０のうち、流れ方向におけるケース本体１１の下流端と流出口１７との間には、下流側ほど流路断面積が徐々に小さくされた下流側徐変部１５が設けられている。下流側徐変部１５は、絶縁性を有する樹脂材料により形成されており、四角錐台状をなしている。

図３に示すように、下流側徐変部１５の内面とケース本体１１の内面とは段差なく連なっている。すなわち、流れ方向において、下流側徐変部１５の上流端の流路断面形状と、ケース本体１１の下流端の流路断面形状とが同一となる。

図１〜図３に示すように、ケース本体１１の内部には、互いに間隔をおいて対向して配置された複数（本実施形態では４つ）の電極板３０と、絶縁材料からなり、各電極板３０の間に設けられたフィルタ４０とを有するオイル捕集部２０が設けられている。

各電極板３０は、長方形板状をなす正極板３１または負極板３２であり、例えばステンレス鋼によって形成されている。正極板３１及び負極板３２は、ケース本体１１内において、ケース本体１１の上流端及び下流端から離間するとともにケース本体１１の幅方向（図２の上下方向）に互いに間隔をおいて交互に配置されている。なお、正極板３１及び負極板３２の形状は同一である。

図２に示すように、正極板３１及び負極板３２には、電圧発生装置６０が電気的に接続されている。より詳しくは、導線などを介して、正極板３１に電圧発生装置６０の陽極（＋）が接続され、負極板３２に電圧発生装置６０の陰極（−）が接続されている。これにより、互いに隣り合う正極板３１及び負極板３２の間には、電位差が生じる。

フィルタ４０は、誘電分極が生じる絶縁材料であるポリエステルなどの繊維によって形成されている。フィルタ４０は、正極板３１及び負極板３２により挟持されている。なお、フィルタ４０の流れ方向及び上下方向の長さは、正極板３１及び負極板３２と同一である。

図１〜図３に示すように、樋部材１２の底部（蓋部材１３に対向する部分）のうち、オイル捕集部２０と下流側徐変部１５との間の部分には、筒状をなすオイル排出口５０が下方に向けて突設されている。

本実施形態の作用について説明する。
内燃機関のクランク室内において発生したブローバイガスは、流入口１６を通じてケース本体１１内に流入して流出口１７から流出する。このとき、正極板３１及び負極板３２には、電圧発生装置６０により電圧が印加されているため、フィルタ４０に誘電分極が生じる。これにより、フィルタ４０を通過するブローバイガスに含まれるオイルミストのうち帯電しているものが、静電気力によってフィルタ４０に吸着されやすくなる。このようにして、ブローバイガスからオイルミストが分離される。なお、ブローバイガスから分離されたオイルミストは、自重により落下する。そして、ブローバイガスの圧力によってケース本体１１（樋部材１２）の底部を伝って下流側に向かって移動してオイル排出口５０を通じて外部に排出される。

ここで、流入口１６とケース本体１１の上流端との間には、上流側徐変部１４が設けられており、ケース本体１１の下流端と流出口１７との間には、下流側徐変部１５が設けられている。このため、ブローバイガスが、ケース本体１１内に流入する際やケース本体１１から流出する際に、流れ方向における流路断面積が急激に変化することがない（作用１）。

また、流入口１６を通じて流入するブローバイガスは、上流側徐変部１４の内壁に沿うように流れることとなる。これにより、ケース本体１１内に流入したブローバイガスが、オイル捕集部２０の上流端のより広い範囲に到達しやすくなる。これにより、ブローバイガスに含まれるオイルミストの大部分が、フィルタ４０のうち上流側の部分においてブローバイガスから分離されることとなる（作用２）。

また、上流側徐変部１４及び下流側徐変部１５は四角錐台状をなしており、直方体状をなすケース本体１１に段差無く連なっている。すなわち、上流側徐変部１４の内面及び下流側徐変部１５の内面は、ケース本体１１の内面が滑らかに連なっている。このため、上流側徐変部１４及び下流側徐変部１５とケース本体１１との間において、ブローバイガスの圧力損失が生じにくくなる（作用３）。

本実施形態の効果について説明する。
（１）ケース１０のうち、流れ方向における流入口１６とケース本体１１の上流端との間には、上流側ほど流路断面積が徐々に小さくされた上流側徐変部１４が設けられており、ケース本体１１の下流端と流出口１７との間には、下流側ほど流路断面積が徐々に小さくされた下流側徐変部１５が設けられている。

こうした構成によれば、上記作用１を奏することから、ブローバイガスの渦流の発生が抑制される。したがって、ブローバイガスの圧力損失を低減することができる。
また、上記構成によれば、上記作用２を奏することから、ブローバイガスの圧力損失を低減するとともに、オイルミストセパレータのオイル捕集性能を向上させることができる。

（２）ケース本体１１は直方体状をなしており、上流側徐変部１４及び下流側徐変部１５は四角錐台状をなしている。上流側徐変部１４の内面及び下流側徐変部１５の内面とケース本体１１の内面とは段差なく連なっている。

こうした構成によれば、上記作用３を奏することから、ブローバイガスの圧力損失をより一層低減することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

なお、以下の図４及び図５にそれぞれ示す第１変更例及び第２変更例において、上記実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、対応する構成については、それぞれ「１００」、「２００」、を加算した符号を付すことにより、重複した説明を省略する。

・上流側徐変部及び下流側徐変部の形状は、四角錐台状に限定されない。他に例えば、図４に示すように、それぞれ円錐台状をなす上流側徐変部１１４及び下流側徐変部１１５を有するケース１１０を採用することもできる。また、これらは、三角錐台状や五角錐台状などの多角錐台状をなすものであってもよい。

・図５に示すように、ケース本体１１の蓋部材１３に沿って伸びる壁部２１４ａを有する四角錐台状をなす上流側徐変部２１４を採用することもできる。
・本実施形態のケース本体１１は直方体状をなすものであったが、円筒状をなすものであってもよい。この場合、オイル捕集部２０の断面形状をケース本体の断面形状に対応した円形状にすることが好ましい。

・ケース本体のうちオイル捕集部２０が設けられていない上流端及び下流端を上流側徐変部及び下流側徐変部に沿うような錐台状に形成してもよい。
・上流側徐変部１４及び下流側徐変部１５は、ケース本体１１と一体に形成されていてもよい。

・直方体状をなすケース本体の内部に、ブローバイガスの流路断面積が徐々に変化するような遮蔽部材を配置し、これを上流側徐変部または下流側徐変部とすることもできる。
・下流側徐変部１５を省略し、上流側徐変部１４のみを有するケースを採用することもできるし、上流側徐変部１４を省略し、下流側徐変部１５のみを有するケースを採用することもできる。

・流入口１６及び流出口１７は、上流側徐変部１４及び下流側徐変部１５と共に樋部材１２の底部や蓋部材１３に設けられていてもよい。この場合、ケース本体１１の長手方向とブローバイガスの流れ方向とが異なる方向となる。

１０…ケース、１１…ケース本体、１２…樋部材、１３…蓋部材、１４…上流側徐変部、１５…下流側徐変部、１６…流入口、１７…流出口、２０…オイル捕集部、３０…電極板、３１…正極板、３２…負極板、４０…フィルタ、５０…オイル排出口、６０…電圧発生装置、１１０…ケース、１１４…上流側徐変部、１１５…下流側徐変部、２１４…上流側徐変部、２１４ａ…壁部。

Claims (5)

1. 内燃機関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、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であって、
   ケース本体、前記ケース本体におけるブローバイガスの流れ方向の上流側に設けられたブローバイガスの流入口、及び前記ケース本体における前記流れ方向の下流側に設けられたブローバイガスの流出口を有するケースと、
   前記ケース本体の内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された複数の電極板、及び絶縁材料からなり、前記電極板の各々の間に設けられたフィルタを有するオイル捕集部と、を備え、
   前記ケースのうち、前記流れ方向における前記流入口と前記オイル捕集部との間、及び前記オイル捕集部と前記流出口との間の少なくとも一方には、前記流れ方向において前記オイル捕集部から離間するほど流路断面積が徐々に小さくなる徐変部が設けられている、
   オイルミストセパレータ。
2. 前記徐変部は、前記ケースのうち前記流入口と前記オイル捕集部との間に設けられた上流側徐変部を含む、
   請求項１に記載のオイルミストセパレータ。
3. 前記ケース本体は直方体状をなしており、
   前記上流側徐変部は錐台状をなしており、
   前記上流側徐変部の内面と前記ケース本体の内面とが段差なく連なっている、
   請求項２に記載のオイルミストセパレータ。
4. 前記徐変部は、前記ケースのうち前記オイル捕集部と前記流出口との間に設けられた下流側徐変部を含む、
   請求項２または請求項３に記載のオイルミストセパレータ。
5. 前記ケース本体は直方体状をなしており、
   前記下流側徐変部は錐台状をなしており、
   前記下流側徐変部の内面と前記ケース本体の内面とが段差なく連なっている、
   請求項４に記載のオイルミストセパレータ。