JP3068400U

JP3068400U - ブロ―バイガスの還元装置におけるガスの変成・荷電装置

Info

Publication number: JP3068400U
Application number: JP1999008014U
Authority: JP
Inventors: 哲也中村; 清矢野
Original assignee: 奥井徳次郎; 大西康之
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2000-05-12
Anticipated expiration: 2005-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】動力装置がいらない上に、小型軽量で優れた
性能を有するブローバイガスの変成、マイナス荷電装置
の提供。【解決手段】ブローバイガスを吸気通路に導入して燃
焼室に戻し完全燃焼させるブローバイガスの還元装置に
おけるガスの変成・荷電装置であって、常時水溶液で濡
れた状態に保持された布、フェルト、不織布、紙のいず
れかまたはこれらを組合わせたもので構成された、ブロ
ーバイガスが通過可能な隔壁を介してブローバイガスと
水溶液とを接触させてブローバイガスを変成した後、イ
オン化するためのイオナイザを備えた構成となしたこと
を特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は内燃機関においてエンジン本体内で発生したブローバイガスを燃焼室に戻して燃焼させるためのブローバイガスの還元装置におけるガスの変成・荷電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関の膨張工程でクランク室に漏れるブローバイガスは、一般には空気中に放出され大気汚染の原因となるため一部の車種は燃焼室へ戻して（還元して）燃やしている。このブローバイガスを燃焼室に戻して燃焼させる装置がブローバイガス還元装置であり、一般にはＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）と呼ばれている。従来の一般的なブローバイガス還元装置は吸気系のスロットバルブから吸気マニホールド間とクランク室とを結ぶ配管と、クランク室とつながったロッカーカバーと、外気の取入口とスロットバルブ間とを結ぶ配管とから構成されている。すなわち、エンジンが運転されているとスロットバルブから吸気マニホールドの間は常に負圧となっているので、ブローバイガスは常にクランク室からここに吸い出され、混合気と混ざって燃焼室に入る。このためエンジンの負荷の小さい時にはクランク室内も負圧となり、外気がロッカーカバーを経てクランク室内に入り、他方、エンジンの負荷が大きくなると負圧も大きくなるが、負圧によって吸い取られる以上にブローバイガスが多くなると、ガスはクランク室からロッカーカバーを経て外気の取入れ口の方にも流れ、２つの経路によって処理されるようになっている。このような仕組みのブローバイガス還元装置においては可及的にブローバイガスの燃焼効率を高めることが必要である。このブローバイガスの燃焼効率を高めるためにブローバイガスを有機アルコール水溶液に接触させて当該ガスを変成させる技術は古くから知られている。アルコールなどの含有水溶液とガスを接触させる方法としては、例えばブローバイガスを充満させた容器中に水溶液を噴霧させる方法や、ブローバイガスを水溶液中を通過させて泡だたせる方法、あるいは超音波噴霧装置による溶液の噴霧や機械的ミキサーおよび振動混合装置などが知られている。さらに特開平１０−１６９５１７号公報には５〜３０％の有機アルコールまたはテレピン油含有水溶液とブローバイガスを接触させ、さらに接触後のガスをイオナイザーによりイオン化することによりブローバイガスの燃焼効率を高める技術が開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかるにこのような従来技術には、以下に記載する問題点がある。水溶液と接触して変成されかつイオン化したガスの優良な特性を可及的に保持しつつエンジンに還流するためには、当該ブローバイガス還元装置を可能な限りエンジンに近接して設置する必要があり、かつ蒸発減量する溶液の補充など保守点検のための作業の可能な場所を選ばなければならない。しかし、既存の車両においてこれらの条件を満たすためのスペースを確保することは困難であり、したがって実際にはそのスペースに応じて装置を小型化しなければならない上、噴霧や混合のために付加する装置の使用は極力避けなければならない。ブローバイガス変成装置を設置する場所は、エンジンの振動や、走行時の車両の振動の影響が避けられないため、取付部品の形状や設置の仕方によっては共振を起こして破損することがある。したがって装置は可及的に簡単でかつ剛性を有し、可及的に接続部のない構造であることが望まれる。水溶液を噴霧してブローバイガスと接触させる方法は、溶液とガスの接触面積を大きくするには霧滴は可及的に微細化する必要があるが、噴霧ノズル孔を小さくすると溶液中に堆積した炭素粒子で目詰まりを起こすため、長期の連続使用が困難となる。

【０００４】本考案は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、ポンプやモーターなどの動力装置が不要で、装置の小型軽量化が可能で既存の車両に容易に取付けることができ、また故障などのトラブルがほとんどなく耐久性に富み長期の連続使用が可能なブローバイガスの変成・荷電装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案はブローバイガスの燃焼効率を高めるためのブローバイガスと水溶液の接触手段に毛細管現象を利用したもので、その第１の実施態様はブローバイガスを吸気通路に導入して燃焼室に戻し完全燃焼させるブローバイガスの還元装置におけるにガスの変成・荷電装置であって、常に水溶液で濡れた状態に保持されている布、フェルト、不織布、紙のいずれかまたはこれらを組合わせたもので構成された、前記ブローバイガスが通過可能な隔壁を備え、該隔壁を介してブローバイガスと水溶液とを接触させてブローバイガスを変成した後、該変成ガスをイオン化するためのイオナイザを備えた構成となしたブローバイガス還元装置におけるガスの変成・荷電装置であり、第２の実施態様はケースの中に二つの処理槽が並設され、第１処理槽内には側壁にガス流出窓孔を有しかつ中央部に油水分離板を配して構成した衝突分離方式の油水分離槽と、側壁全体に多数の細孔を穿設した筒体の外周に布、フェルト、不織布、紙のいずれかまたはこれらを組合わせたものを貼付けて構成した筒状隔壁が前記油水分離槽を囲むように配置され、第１処理槽内に貯溜された水溶液中に前記筒状隔壁の一部が浸漬されて液面より上の露出部が毛細管現象により常時濡れた状態に保持され、ケースに設けたガス入口より前記衝突分離方式の油水分離槽に導入されて油水が分離されるとともにミスト状となったブローバイガスが前記筒状隔壁を通過することにより水溶液と接触した後、側壁全体に多数の細孔を穿設した筒体の外周に布、フェルト、不織布、紙のいずれかまたはこれらを組合わせたものが貼付けられ、かつ中央部に水分離板を配して構成した衝突分離方式の水分離槽が内部に設置された第２処理槽へ導入され、衝突分離方式の水分離槽にて余剰水が分離されミスト状のブローバイガスがイオナイザにてイオン化されてケースに設けたガス出口より流出する構成となしたことを特徴とするものである。なお前記水溶液としては、クラスターの小さい水に有機アルコールを溶解させ、さらに０．２〜２％のアンモニウム塩等窒素化合物を添加して電解質を付与したものを用いることができる。

【０００６】すなわち本考案はブローバイガスと水溶液とを接触させる手段に、毛細管現象により常に水溶液で濡れた状態に保持することができる布、フェルト、不織布、紙のいずれかまたはこれらを組合わせたもので構成された隔壁に、正圧を持ったブローバイガスを通過させる手段をこうじたもので、これにより広い面積でのブローバイガスと水溶液の微細な接触が可能となり、より優良なブローバイガスを得ることができるとともに、ポンプやモーターなどの動力装置が不要となることにより小形軽量でかつ故障などのトラブルがなく、その上耐久性に富み保守点検もほとんど不要となる。

【０００７】また本考案において、衝突分離方式の油水分離槽、水分離槽はブローバイガスを油水分離板または水分離板に衝突させることによって、当該ガスに含まれる水分、油分、塵埃などの不純物（ドレン）を効果的に除去する方式であり、一般には圧縮空気清浄器として知られている。この衝突分離方式は、フィルター類などの消耗品は一切使用しないので、長期にわたり初期の高い性能を保持することができること、フィルター類などのエレメント代や、エレメント交換による手間が省け保守管理が激減するため、非常に経済的であること、電気を使用しないため電気配線工事が不要で、取付が簡単であること、設置スペースをとらないコンパクト設計なので、各種機器装置への組込みに適するなどの特徴を有する。また本考案においては衝突分離方式の油水分離槽一槽だけでも十分であるが、ブローバイガスに含まれている水分、油分、塵埃などの不純物（ドレン）をより一層除去するとともに、よりミスト化するために同じ衝突分離方式の水分離槽を並設したのである。したがって、衝突分離方式の油水分離槽や水分離槽は、必要に応じて複数で構成してもよいことはいうまでもない。

【０００８】なお水溶液として、クラスターの小さい水に有機アルコールを溶解させ、さらに０．２〜２％のアンモニウム塩または窒素化合物を添加して電解質を付与したものを用いるのは、水溶液とブローバイガスの反応を早め、より効果的にブローバイガスの変成を行うためである。なおアンモニウム塩等窒素化合物は、アルコールに対して２〜５％、水に対しては最低１０％の場合２〜５％添加すると全体として０．２〜０．５％、最大４０％の場合２〜５％添加すると全体として０．８〜２．０％、すなわちアルコール分により変わるが、アンモニウム塩等窒素化合物の添加量としては０．２〜２％となる。

【０００９】

【考案の実施の形態】

図１は本考案の一実施例装置を一部破断して示す平面図、図２は図１のイーイ線上の縦断正面図であり、１はケース本体、２は第１処理槽、２−１は衝突分離方式の油水分離槽、２−２は筒状隔壁、２−３は蓋体、２−４は基板、２−５は固定バー、２−６は水溶液、３は第２処理槽、３−１は衝突分離方式の水分離槽、３−２は基板、３−３は固定バー、３−４は蓋体、４はブローバイガス入口管、４−１はガス入口、４−２はガス導入管、５はガス送給管、５−１はガス導入管、６はブローバイガス出口管、６−１はガス出口、７はイオナイザである。

【００１０】ケース本体１はボックス形で、背面に取付金具１−１が取着されている。このボックス形のケース本体１内に所望の間隔を隔てて第１処理槽２と第２処理槽３が並設されている。この第１処理槽２、第２処理槽３は共にほぼ同じ大きさの密閉構造の円筒体で構成され、それぞれケース本体１の底部に基板２−４、３−２を介して固定されている。第１処理槽２には槽内中央部に衝突分離方式の油水分離槽２−１が設置され、その外側に筒状隔壁２−２が油水分離槽２−１を囲むように配置されている。衝突分離方式の油水分離槽２−１は、底部が漏斗状になった円筒体からなり、内部にはブローバイガスを衝突させて水分や油分等を除去するための油水分離板２− １ａが設けられ、本体側壁にはガス流出窓孔２−１ｂが穿設され、下部にはケース本体１底部を貫通するドレン排出口２−１ｃが設けられている。

【００１１】筒状隔壁２−２は側壁全体に多数の細孔２−２ｃを穿設した金属製の円筒体２ −２ａの外周全体に例えばフェルト２−２ｂが貼付けられ、下部は基板２−４に固定され、上部は該円筒体２−２ａが倒れたりずれたりしないように固定バー２ −５にて垂直に支持されている。この筒状隔壁２−２は第１処理槽２内に所望のレベルまで貯溜された水溶液２−６中にその一部が浸漬され、液面より上の露出部のフェルト２−２ｂが毛細管現象により常時濡れた状態に保持されている。

【００１２】前記油水分離槽２−１および筒状隔壁２−２の上部は蓋体２−３にて封鎖され、ケース本体１の側壁上部にガス入口４−１を貫通突出させたブローバイガス入口管４のガス導入管４−２が、第１処理槽２の天井部中心部と蓋体２−３の中心部を貫通してその下端開口部と油水分離槽２−１内の油水分離板２−１ａとの間に隙間ができるように配管設置されている。なお第１処理槽２の天井部には水溶液を含んだ変成ガスを隣接する第２処理槽３へ送るためのガス送給管５の入口が該処理槽２内に開口している。

【００１３】すなわち、第１処理槽２ではガス導入管４−２より衝突分離方式の油水分離槽２−１内に導入されたブローバイガスが油水分離板２−１ａに衝突することにより、当該ブローバイガスに含まれている油分、水分、塵埃などの不純物（ドレン）が除去されるとともにミスト化され、その不純物が除去されミスト化されたブローバイガスは該油水分離槽２−１の側壁に設けたガス流出窓孔２−１ｂより流出するとともに、水溶液２−６に浸漬されて毛細管現象により常時濡れた状態に保持されている液面より上の筒状隔壁２−２のフェルト２−２ｂを細孔２−２ｃより通過することにより水溶液２−６を含む変成ガスとなって該筒状隔壁２−２の外側へ流出し、該処理槽２の天井部に接続されているガス送給管５の入口より第２処理槽３へ送られるように構成されている。一方、分離された不純物は油水分離板２−１ａの下方に飛散落下し、ドレン排出口２−１ｂより外部に排出されるようになっている。

【００１４】第２処理槽３には槽内中央部に衝突分離方式の水分離槽３−１が設置され、その構造は底部が漏斗状になった円筒体の内部にブローバイガスを再度衝突させて余剰水分を除去するための水分離板３−１ａが設けられ、本体側壁には多数の細孔３−１ｂが穿設され、その外周全体に前記と同じフェルト３−１ｃが貼付けられ、下部にケース本体１底部を貫通するドレン排出口３−１ｄが設けられている。この水分離槽３−１もその上部を固定バー３−３にて垂直に支持されている。

【００１５】水分離槽３−１の上部も前記と同様に蓋体３−４にて封鎖され、ガス送給管５の他端側のガス導入管５−１が、第２処理槽３の天井部中心部と蓋体３−４の中心部を貫通してその下端開口部と水分離槽３−１内の水分離板３−１ａとの間に隙間ができるように配管設置されている。この第２処理槽２の天井部には水溶液を含んだ変成ガスをイオナイザ７へ送るためのブローバイガス出口管６の入口が該処理槽２内に開口している。イオナイザ７はケース本体１の内壁に取付けられ、その出口側にケース本体１の側壁を貫通してガス出口６−１を突設している。なおイオナイザ７は水溶液２−６と接触して変成されたガスをイオン化するための装置である。

【００１６】すなわち、第２処理槽３では第１処理槽２よりガス送給管５より送られてきたミスト状の変成ガスがガス導入管５−１より衝突分離方式の水分離槽３−１内に導入され、再度水分離板３−１ａに衝突することにより当該ブローバイガスに含まれている余剰の水分が除去されるとともにさらにミスト化され、その余剰水分が除去された変成ガスは該水分離槽３−１の側壁に設けた多数の細孔３−１ｂよりフェルト３−１ｃを通過することにより濾過されてより清浄な変成ガスとなって該水分離槽３−１の外側へ流出し、該処理槽３の天井部に接続されているブローバイガス出口管６の入口よりイオナイザ７へ送られるように構成されている。一方、分離された不純物は前記と同様、水分離板３−１ａの下方に飛散落下し、ドレン排出口３−１ｄより外部に排出されるようになっている。

【００１７】上記構成のブローバイガスの変成・荷電装置において、ガス入口４−１よりブローバイガス入口管４に供給されたブローバイガスはガス導入管４−２より衝突分離方式の油水分離槽２−１内に導入され、油水分離板２−１ａに衝突して油分、水分、塵埃などの不純物（ドレン）が除去されるとともにミスト化され、その不純物が除去されミスト化されたブローバイガスは該油水分離槽２−１の側壁に設けたガス流出窓孔２−１ｂより流出するとともに、水溶液２−６に浸漬されて毛細管現象により常時濡れた状態に保持されている液面より上の筒状隔壁２−２のフェルト２−２ｂを細孔２−２ｃより通過することにより水溶液２−６と接触して変成ガスとなり、該筒状隔壁２−２の外側へ流出して当該処理槽２の天井部に接続されているガス送給管５より第２処理槽３へ送られる。一方、分離された不純物は油水分離板２−１ｂの下方に飛散落下し、ドレン排出口２−１ｂより外部に排出される。

【００１８】第２処理槽３では第１処理槽２よりガス送給管５より送られてきたミスト状の変成ガスがガス導入管５−１より衝突分離方式の水分離槽３−１内に導入され、再度水分離板３−１ａに衝突することにより当該ブローバイガスに含まれている余剰の水分（粒子の大きいものを含む）が除去されるとともにさらにミスト化される。余剰水分が除去された変成ガスは該水分離槽３−１の側壁のフェルト３− １ｃを通過することによりさらに濾過されてより清浄な変成ガスとなって該水分離槽３−１の外側へ流出し、該処理槽３の天井部に接続されているブローバイガス出口管６よりイオナイザ７へ送られる。一方、分離された不純物は前記と同様、水分離板３−１ａの下方に飛散落下し、ドレン排出口３−１ｄより外部に排出される。イオナイザ７へ送られた変成ガスはイオン化されてエンジンへ送られる。

【００１９】なお水溶液２−６として、クラスターの小さい水に有機アルコールを溶解させ、さらに０．２〜２％のアンモニウム塩等窒素化合物を添加して電解質を付与したものを用いると、水溶液とブローバイガスの反応が早められ、より効果的にブローバイガスの変成を行うことができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したごとく、本考案は以下に記載する効果を奏する。（１）ブローバイガスと水溶液とを接触させる手段に、毛細管現象により常に水溶液で濡れた状態に保持することができる布、フェルト、不織布、紙のいずれかまたはこれらを組合わせたもので構成されたものを用いたことにより、ガスの正圧のみでブローバイガスと水溶液とを接触させることができ、しかも広い面積でのブローバイガスと水溶液の微細な接触が可能となり、より優良なブローバイガスを得ることができるとともに、ポンプやモーターなどの動力装置が不要となることにより小形軽量でかつ故障などのトラブルがなく、その上耐久性に富み保守管理に要する手間が省かれる。（２）ブローバイガスに含まれる水分、油分、塵埃などの不純物（ドレン）の除去手段に、長期にわたり初期の高い性能を保持することができるなどの特徴を有する衝突分離方式を採用したことにより、より清浄なミスト状の変成ガスを得ることができる。（３）水溶液を電解質とすることにより水溶液とブローバイガスの反応が早められ、より効果的にブローバイガスの変成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例装置を一部破断して示す平面
図である。

【図２】図１のイーイ線上の縦断正面図である。

【符号の説明】

１ケース本体２第１処理槽２−１衝突分離方式の油水分離槽２−２筒状隔壁２−３蓋体２−４基板２−５固定バー２−６水溶液３第２処理槽３−１衝突分離方式の水分離槽３−２基板３−３固定バー３−４蓋体４ブローバイガス入口管４−１ガス入口４−２ガス導入管５ガス送給管５−１ガス導入管６ブローバイガス出口管６−１ガス出口７イオナイザ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ブローバイガスを吸気通路に導入して燃
焼室に戻し完全燃焼させるブローバイガスの還元装置に
おけるガスの変成・荷電装置であって、常時水溶液で濡
れた状態に保持されている布、フェルト、不織布、紙の
いずれかまたはこれらを組合わせたもので構成された、
ブローバイガスが通過可能な隔壁を備え、該隔壁を介し
てブローバイガスと水溶液とを接触させてブローバイガ
スを変成した後、該変成ガスをイオン化するためのイオ
ナイザを備えた構成となしたことを特徴とするブローバ
イガスの還元装置におけるガスの変成・荷電装置。
【請求項２】ブローバイガスを吸気通路に導入して燃
焼室に戻し完全燃焼させるブローバイガスの還元装置に
おけるガスの変成・荷電装置であって、ケースの中に二
つの処理槽が並設され、第１処理槽内には側壁にガス流
出窓孔を有しかつ中央部に油水分離板を配して構成した
衝突分離方式の油水分離槽と、側壁全体に多数の細孔を
穿設した筒体の外周に布、フェルト、不織布、紙のいず
れかまたはこれらを組合わせたものを貼付けて構成した
筒状隔壁が前記油水分離槽を囲むように配置され、第１
処理槽内に貯溜された水溶液中に前記筒状隔壁の一部が
浸漬されて液面より上の露出部が毛細管現象により常時
濡れた状態に保持され、ケースに設けられたガス入口よ
り前記衝突分離方式の油水分離槽に導入されて油水が分
離されるとともにミスト状となったブローバイガスが前
記筒状隔壁を通過することにより水溶液と接触した後、
側壁全体に多数の細孔を穿設した筒体の外周に布、フェ
ルト、不織布、紙のいずれかまたはこれらを組合わせた
ものが貼付けられ、かつ中央部に水分離板を配して構成
した衝突分離方式の水分離槽が内部に設置された第２処
理槽へ導入され、衝突分離方式の水分離槽にて余剰水が
分離されたミスト状のブローバイガスがイオナイザにて
イオン化されてケースに設けられたガス出口より流出す
る構成となしたことを特徴とするブローバイガスの還元
装置におけるガスの変成・荷電装置。
【請求項３】前記水溶液として、クラスターの小さい
水に有機アルコールを溶解させ、さらに０．２〜２％の
アンモニウム塩等窒素化合物を添加して電解質を付与し
たものを用いることを特徴とする請求項１または請求項
２記載のブローバイガスの還元装置におけるガスの変成
・荷電装置。