JP2021143603A - オイルセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】オイルセパレータより下流のＰＣＶ通路等でブローバイガスに含まれる水分が凝縮することを抑制できるオイルセパレータを提供する。【解決手段】オイルセパレータ１は、一端が塞がれ他端が開放された筒状に形成されるハウジング部材１０と、ハウジング部材１０の他端に着脱自在に取り付けられる蓋部材１１と、ハウジング部材１０内及び蓋部材１１内に設けられブローバイガスに含まれる油分を捕集する第２捕集部１３と、蓋部材１１に設けられハウジング部材１０及び蓋部材１１を外側から覆うカバー部１４とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、内燃機関のＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｃｒａｎｋｃａｓｅ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）通路に設けられるオイルセパレータに関する。

内燃機関のＰＣＶ通路は、クランクケース内の燃料や水分等を含むガス（ブローバイガス）を吸気通路へと還流させる。

ＰＣＶ通路には、オイルセパレータが設けられる場合がある。オイルセパレータは、ブローバイガスに含まれる油分を捕集し、捕集した油分をオイルパン等に戻す。

特開２００５−２７９６２９号公報 特開２０１７−０８２５９１号公報

ところで、内燃機関の周囲が低温である場合、オイルセパレータより下流のＰＣＶ通路等でブローバイガスに含まれる水分が凝縮した後、氷結する場合がある。この場合、吸気通路に接続されるＰＣＶ通路の出口部が氷で閉塞する虞がある。また、吸気通路において、ＰＣＶ通路の出口部より下流側にターボチャージャのコンプレッサが接続される場合、出口部から剥がれた氷が高速回転するコンプレッサの翼車に衝突し、翼車が破損する可能性がある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、オイルセパレータより下流のＰＣＶ通路等でブローバイガスに含まれる水分が凝縮することを抑制できるオイルセパレータを提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
一端が塞がれ他端が開放された筒状に形成されるハウジング部材と、
前記ハウジング部材の他端に着脱自在に取り付けられる蓋部材と
前記ハウジング部材及び前記蓋部材で区画される空間内に設けられブローバイガスに含まれる油分を捕集する捕集部と、
前記蓋部材に設けられ前記ハウジング部材及び前記蓋部材を外側から覆うカバー部とを備えた
ことを特徴とするオイルセパレータが提供される。

好ましくは、前記カバー部には、断熱用の中空部が形成される。

好ましくは、前記中空部には、断熱材が設けられる。

好ましくは、前記蓋部材は、前記ハウジング部材にその中心軸回りに回転されて螺合され、前記ハウジング部材には、径方向外方に延出する延出部が設けられ、前記カバー部には、前記延出部との干渉を回避するための切り欠きが形成され、前記カバー部は、前記蓋部材に対して前記中心軸回りに回転自在に設けられる。

上記の態様によれば、オイルセパレータより下流のＰＣＶ通路等でブローバイガスに含まれる水分が凝縮することを抑制できる。

オイルセパレータを備える内燃機関の概略説明図である。 本開示の一実施の形態に係るオイルセパレータの正面断面図である。 オイルセパレータの側面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右上下の各方向は、車両の各方向をいうものとする。ただし、本実施の形態における各方向は、説明の便宜のために用いるものであり、後述する部材間の相対的な位置関係を表す。

図１は、オイルセパレータ１を備える内燃機関２の概略説明図である。図２はオイルセパレータ１の正面断面図である。

図１に示すように、内燃機関２は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関２は、エンジン本体３と、エンジン本体３に接続される吸気通路４と、吸気通路４に設けられるエアフィルタ５と、エアフィルタ５より下流の吸気通路４に設けられるターボチャージャ６のコンプレッサ７と、エンジン本体３内のブローバイガスを吸気通路４に還流させるＰＣＶ通路８と、ＰＣＶ通路８に設けられたオイルセパレータ１と、オイルセパレータ１で分離された油分をエンジン本体３のオイルパン３ａに戻すオイル戻し通路９とを備える。なお、内燃機関は、排気通路等の排気系部品（図示せず）を備えるが、ここでは説明を省略する。また、内燃機関２は軽油以外の燃料で作動する他のエンジン、例えば、ガソリンエンジン等であってもよい。また、内燃機関２は、車両に搭載されるものであっても良いし、機械装置や発電装置に搭載されても良く、また、定置式であっても良い。

ＰＣＶ通路８は、エンジン本体３に接続されると共に、エアフィルタ５及びコンプレッサ７間の吸気通路４に接続される。具体的には、ＰＣＶ通路８は、エンジン本体３及びオイルセパレータ１間に配管される上流側ＰＣＶ通路８ａと、オイルセパレータ１及び吸気通路４間に配管される下流側ＰＣＶ通路８ｂとを備える。また、ＰＣＶ通路８には、図示しないＰＣＶバルブが設けられる。オイルセパレータ１は、ブローバイガスに含まれる油分を捕集し、液化させる。

図２に示すように、オイルセパレータ１は、一端（下端）が塞がれた円筒状に形成されるハウジング部材１０と、ハウジング部材１０の他端（上端）に着脱自在に取り付けられる蓋部材１１と、ハウジング部材１０内に設けられる第１捕集部１２と、蓋部材１１内及びハウジング部材１０内に跨がって設けられる第２捕集部１３と、蓋部材１１に設けられるカバー部１４とを備える。

第１捕集部１２は、ろ網で構成される。第１捕集部１２は、上下方向に貫通する縦孔１２ａを中心部に有するリング状に形成される。

第２捕集部１３は、ろ紙で構成される。第２捕集部１３は、上下方向に延びる円筒状に形成される。第２捕集部１３の下部はハウジング部材１０内に収容され、第２捕集部１３の上部は蓋部材１１内に収容される。第２捕集部１３は、ハウジング部材１０と同軸に配置される。また、第２捕集部１３の下端はハウジング部材１０に係脱自在に保持され、第２捕集部１３の上端は蓋部材１１に係脱自在に保持される。すなわち、第２捕集部１３は、ハウジング部材１０及び蓋部材１１の中に交換可能に設けられる。

ハウジング部材１０は、上下方向に延びて形成される。ハウジング部材１０の下端は閉じられ、ハウジング部材１０の上端は開放される。すなわち、ハウジング部材１０は、有底筒体状に形成される。また、ハウジング部材１０内には、ブローバイガスを第１捕集部１２及び第２捕集部１３に流すためのハウジング内ガス流路１５が形成される。

ハウジング内ガス流路１５は、上流側ＰＣＶ通路８ａ及び第１捕集部１２間に形成される入口ガス流路部１６と、第１捕集部１２及び第２捕集部１３間に形成される中間ガス流路部１７と、第２捕集部１３及び下流側ＰＣＶ通路８ｂ間に形成される出口ガス流路部１８とを備える。

入口ガス流路部１６は、ハウジング部材１０の外周に沿う環状に形成されると共に、第１捕集部１２の上面に隣接して形成される。また、入口ガス流路部１６には、上流側ＰＣＶ通路８ａが接線方向に接続される。これにより、入口ガス流路部１６内では、上流側ＰＣＶ通路８ａから流入するブローバイガスが旋回しつつ下方の第１捕集部１２に案内される。ブローバイガスに含まれる油分の一部は、入口ガス流路部１６内で旋回されることでブローバイガスから遠心分離される。また、上流側ＰＣＶ通路８ａは、ハウジング部材１０に径方向外方に延出して設けられる。

中間ガス流路部１７は、第１捕集部１２の下面に隣接して形成される下端ガス流路部１７ａと、第１捕集部１２を上下方向に貫通して第２捕集部１３の中心孔に接続される上延ガス流路部１７ｂとを備える。上延ガス流路部１７ｂは、第１捕集部１２の縦孔１２ａ内に形成される。

出口ガス流路部１８は、第２捕集部１３の径方向外方に形成される。すなわち、出口ガス流路部１８は、第２捕集部１３とハウジング部材１０との間に形成されると共に、第２捕集部１３と蓋部材１１との間に形成される。また、出口ガス流路部１８には、下流側ＰＣＶ通路８ｂが接線方向に接続される。下流側ＰＣＶ通路８ｂは、ハウジング部材１０に径方向外方に延出して設けられる。また、下流側ＰＣＶ通路８ｂは、上流側ＰＣＶ通路８ａに対して上方に離間して配置されると共に、ハウジング部材１０の周方向に離間して配置される。

また、ハウジング部材１０の底部には、捕集された油分を排出するためのオイル出口１９が形成される。オイル出口１９には、オイル戻し通路９が接続される。また、ハウジング部材１０の上部内周には、後述する蓋部材１１の雄ねじ２０ｂと螺合される雌ねじ２０ａが形成される。

蓋部材１１は、上下方向に延びる円筒状に形成される筒蓋部２１と、筒蓋部２１の上端を塞ぐ上蓋部２２とを備える。筒蓋部２１の下部外周には、ハウジング部材１０の雌ねじ２０ａと螺合される雄ねじ２０ｂが形成される。すなわち、蓋部材１１は、ハウジング部材１０にその中心軸Ｃ回りに回転されることで螺合される。また、雄ねじ２０ｂより上方の筒蓋部２１の外周には、筒蓋部２１及びハウジング部材１０間を液密に塞ぐシール部材２３が設けられる。筒蓋部２１は、ハウジング部材１０より上方に延びる。

ところで、内燃機関２の周囲が低温である場合、オイルセパレータ１より下流のＰＣＶ通路８等でブローバイガスに含まれる水分が凝縮した後、氷結する場合がある。この場合、吸気通路４（図１参照）に接続されるＰＣＶ通路８の出口部８ｃが氷で閉塞する虞がある。また、ＰＣＶ通路８の出口部８ｃに付着した氷の一部が出口部８ｃから剥がれた場合、その剥がれた氷が吸気の流れに乗って下流側に飛び、コンプレッサ７の翼車に衝突し、その翼車が破損する可能性がある。

そこで、本実施の形態にあっては、図２及び図３に示すように、蓋部材１１に設けられハウジング部材１０及び蓋部材１１を外側から覆うカバー部１４を備える。

カバー部１４は、蓋部材１１の上端部からハウジング部材１０の上下方向の中央部まで下方に延びる筒状に形成される。カバー部１４の上端部は、蓋部材１１に回転自在に設けられる。具体的には、蓋部材１１の上端部外周には、径方向外方に突出すると共に周方向に延びるガイドレール２４が設けられており、カバー部１４の内周面には、ガイドレール２４と遊嵌される係合溝２５が環状に形成されている。これにより、カバー部１４は、蓋部材１１に対してその中心軸Ｃ回りに回転自在に、かつ、軸方向に移動不能に設けられる。

また、カバー部１４は、上部に形成される肉厚部２６と、下部に形成される肉薄部２７とを備える。肉厚部２６には、断熱用の中空部２８が形成される。肉厚部２６は、下流側ＰＣＶ通路８ｂより上方のカバー部１４に形成される。具体的には、肉厚部２６は、筒蓋部２１の外周に沿う円筒状に形成される内筒部２６ａと、内筒部２６ａの外周を間隔を隔てて覆う外筒部２６ｂと、内筒部２６ａ及び外筒部２６ｂの上端間を気密に塞ぐ環状蓋部２６ｃと、内筒部２６ａ及び外筒部２６ｂの下端間を気密に塞ぐ環状底部２６ｄとを備える。中空部２８は、内筒部２６ａ、外筒部２６ｂ、環状蓋部２６ｃ及び環状底部２６ｄによって区画される。

肉薄部２７は、外筒部２６ｂを下方に延長させた形状に形成される。肉薄部２７には、上流側ＰＣＶ通路８ａとの干渉を回避するための第１切り欠き２９が形成されると共に、下流側ＰＣＶ通路８ｂとの干渉を回避するための第２切り欠き３０（図２参照）が形成される。第１切り欠き２９及び第２切り欠き３０は、肉薄部２７の下端から上方に、かつ、平行に延びて形成される。

図１及び図２に示すように、上蓋部２２には、断熱用の中空部３１が形成される。具体的には、上蓋部２２は、筒蓋部２１の上端を塞ぐ外蓋部２２ａと、外蓋部２２ａの下方に間隔を隔てて設けられる内蓋部２２ｂとを備える。中空部３１は、外蓋部２２ａ、内蓋部２２ｂ及び筒蓋部２１によって区画される。上蓋部２２の上面には、ハウジング部材１０に対して蓋部材１１を回転させるとき、作業者の指を掛けるための凸部３２が複数放射状に設けられている。

次に本実施の形態の作用について述べる。

吸気通路４内の圧力がエンジン本体３内の圧力より低いとき、図示しないＰＣＶバルブは開き、エンジン本体３内のブローバイガスが上流側ＰＣＶ通路８ａ、オイルセパレータ１及び下流側ＰＣＶ通路８ｂを通って吸気通路４に流れる。このとき、ブローバイガスは、上流側ＰＣＶ通路８ａからオイルセパレータ１の入口ガス流路部１６に流れる。入口ガス流路部１６に入ったブローバイガスは、入口ガス流路部１６の形状に沿って旋回されつつ下方の第１捕集部１２に流れる。これにより、ブローバイガスに含まれる油分の一部が遠心分離されて液化される。また、第１捕集部１２はろ網で構成されているため、第１捕集部１２に入ったブローバイガスは、第１捕集部１２を通過して中間ガス流路部１７に流れる。このとき、ブローバイガスに含まれる油分は、第１捕集部１２に捕集されて液化される。そして、液化された油分は、下方に流れ、オイル出口１９から排出される。オイル出口１９から排出された油分は、オイル戻し通路９を通ってエンジン本体３内に戻る。

また、中間ガス流路部１７に至ったブローバイガスは、第２捕集部１３の中心孔１３ａ内に流れ、第２捕集部１３を通過して出口ガス流路部１８に流れる。出口ガス流路部１８に流れたブローバイガスは、下流側ＰＣＶ通路８ｂを通って吸気通路４に還流される。オイルセパレータ１に走行風が当たっていたり、内燃機関２の周囲が低温である場合、オイルセパレータ１は冷やされることとなり、オイルセパレータ１内で流れるブローバイガスも冷やされる。

しかし、オイルセパレータ１は、ハウジング部材１０及び蓋部材１１を外側から覆うカバー部１４を備える。このため、オイルセパレータ１内を流れるブローバイガスの温度低下を抑制でき、吸気通路４に合流されるまでのブローバイガスを比較的高い温度に保つことができる。

また、第２捕集部１３を交換する場合、ハウジング部材１０に対して蓋部材１１を中心軸Ｃ回りに回転させて雄ねじ２０ｂと雌ねじ２０ａの締結を解き、ハウジング部材１０から蓋部材１１を取り外す。このとき、ハウジング部材１０から径方向外方に延出する上流側ＰＣＶ通路８ａ及び下流側ＰＣＶ通路８ｂがカバー部１４の回転を阻む。しかし、カバー部１４は、蓋部材１１に対して中心軸回りに回転自在に設けられている。このため、蓋部材１１の回転がカバー部１４によって阻害されることはない。よって、ハウジング部材１０からカバー部１４を容易に取り外すことができる。

このように、本実施の形態に係るオイルセパレータ１は、ハウジング部材１０及び蓋部材１１を外側から覆うカバー部１４を備える。このため、オイルセパレータ１内を流れるブローバイガスの温度低下を抑制でき、吸気通路４に合流されるまでのブローバイガスを比較的高い温度に保つことができる。これにより、オイルセパレータ１より下流のＰＣＶ通路８等でブローバイガスに含まれる水分が凝縮するのを抑制でき、ＰＣＶ通路８の出口部８ｃ等で氷結が発生するのを抑制できる。そして、ＰＣＶ通路８の出口部８ｃ等からコンプレッサ７に向けて氷が飛ぶのを抑制でき、コンプレッサ７の翼車が氷との衝突で破損する可能性を低減できる。

また、カバー部１４には、断熱用の中空部２８が形成されるため、簡易な構造でブローバイガスの保温効果をさらに高めることができる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。

（１）ハウジング部材１０は、下端が塞がれた円筒状に形成されるものとしたが、これに限られない。ハウジング部材１０の断面形状は、例えば、矩形、三角形、多角形等の他の形状であってもよい。

（２）第１捕集部１２がハウジング部材１０内に設けられ、第２捕集部１３が蓋部材１１内及びハウジング部材１０内に跨がって設けられるオイルセパレータ１について説明したが、これに限られない。オイルセパレータ１は、ハウジング部材１０及び蓋部材１１で区画される空間内に、ブローバイガスに含まれる油分を捕集する捕集部が設けられるものであればよい。

（３）中空部２８、３１には、断熱材（図示せず）が設けられてもよい。この場合、断熱材は、例えば発泡樹脂等の軽量かつ断熱効果が高い材料で構成されるとよい。また、中空部２８、３１は、真空としてもよい。

（４）カバー部１４の下部は、肉薄部２７で構成され、断熱用の中空部２８を有しないものとしたが、これに限られない。カバー部１４の下部は、中空部２８を有するもの、すなわち、肉厚部２６で構成されてもよい。

（５）上述の実施の形態では、ハウジング部材１０には、上流側ＰＣＶ通路８ａ及び下流側ＰＣＶ通路８ｂが径方向外方に延出して設けられる。しかし、ハウジング部材１０から径方向外方に延出して設けられる延出部はこれらに限られない。延出部（図示せず）は、他の用途のものであってもよい。この場合、その延出部との干渉を回避するための切り欠き部（図示せず）がカバー部１４に形成されるとよい。

（６）ハウジング部材１０から径方向外方に延出する延出部が存在しない場合、カバー部１４は蓋部材１１に一体に設けられてもよい。

（７）蓋部材１１の上蓋部２２には、断熱用の中空部３１が形成されるものとしたが、これに限られない。例えば、カバー部１４のみでブローバイガスの温度低下を十分抑制できる場合、蓋部材１１の中空部３１は省略されてもよい。

（８）カバー部１４には、断熱用の中空部２８が形成されるものとしたが、これに限られない。例えば、中空部２８を有しないカバー部１４でブローバイガスの温度低下を十分抑制できる場合、カバー部１４の中空部２８は省略されてもよい。

１ オイルセパレータ
１０ ハウジング部材
１１ 蓋部材
１２ 第１捕集部（捕集部）
１３ 第２捕集部（捕集部）
１４ カバー部

Claims (4)

1. 一端が塞がれ他端が開放された筒状に形成されるハウジング部材と、
   前記ハウジング部材の他端に着脱自在に取り付けられる蓋部材と
   前記ハウジング部材及び前記蓋部材で区画される空間内に設けられブローバイガスに含まれる油分を捕集する捕集部と、
   前記蓋部材に設けられ前記ハウジング部材及び前記蓋部材を外側から覆うカバー部とを備えた
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
2. 前記カバー部には、断熱用の中空部が形成された
   請求項１に記載のオイルセパレータ。
3. 前記中空部には、断熱材が設けられた
   請求項２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記蓋部材は、前記ハウジング部材にその中心軸回りに回転されて螺合され、
   前記ハウジング部材には、径方向外方に延出する延出部が設けられ、
   前記カバー部には、前記延出部との干渉を回避するための切り欠きが形成され、
   前記カバー部は、前記蓋部材に対して前記中心軸回りに回転自在に設けられた
   請求項１から３のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。

Images