JP4450227B2 - 気液分離器及びオイルタンク構造 - Google Patents

Description

本発明は、気液分離器及びオイルタンク構造に関し、さらに詳しくは、分離された液体をタンク等の容器に吐出する際に、液面の乱れを低減して気泡の再巻き込みを抑制することができる気液分離器及びオイルタンク構造に関する。

従来より、ドライサンプ式の内燃機関として、エンジンオイルをオイルタンクに溜め、フィードポンプでエンジンの各部に圧送して潤滑し、オイルパンに落ちたオイルをスカベンジポンプでオイルタンクに戻すようにしたものが知られている。このドライサンプ式の内燃機関では、オイルタンク内に、オイルに混入する気泡を除去するための気液分離器を配設することが提案されている。
上記気液分離器としては、円筒状の本体内に導入された気液混合体を気体と液体とに遠心分離するものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
上記特許文献１には、本体３Ａの周面に遠心方向に延びる１本のノズル１１Ａを設け、このノズル１１Ａから液体を吐出するものが開示されている（図７参照）。
上記特許文献２には、本体の下端開口から液体を吐出するようにしたものが開示されている。

しかし、上記特許文献１では、一方向（遠心方向）から液体を吐出するようにしているので、図８に示すように、この気液分離器１Ａをタンク等の容器２Ａ内に配設して使用する場合、大流量の吐出時に高い吐出圧の噴流が容器の側壁面に衝突して、液面近傍で液面の乱れが発生する。その結果、容器内の液面が大きく乱れると、液体内に気泡を再度巻き込む可能性があった。
また、上記特許文献２では、液体を下方に吐出するようにしているので、液面の浅いタンク等の容器の場合、大流量の吐出時に高い吐出圧の噴流が容器の底壁面に衝突して、液面近傍で液面の乱れが発生すると共に、液体排出口の圧力が高まり気液分離器の性能が低下する恐れがあった。さらに、液体排出口が液面より上方に位置してしまい、液面に噴流が衝突して液面の乱れや液体の跳ね上がりが生じ、やはり液体内に気泡を再度巻き込む可能性があった。

特開２００３−２６５９８４号公報 特開平３−９６６１０号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、分離された液体をタンク等の容器に吐出する際に、液面の乱れを低減して気泡の再巻き込みを抑制することができる気液分離器及びオイルタンク構造を提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．円筒状の本体内に導入された気液混合体を気体と液体とに遠心分離する気液分離器において、
前記本体には、分離された液体を該本体の周方向の面に沿って吐出させる液体排出口が設けられ、
前記本体は、筒状ケースの一端開口縁にリブを介して底板を設けてなり、前記液体排出口は、該筒状ケースの一端開口縁、該底板及び該リブで囲まれる空間により形成されていることを特徴とする気液分離器。
２．前記リブは、前記筒状ケースの遠心方向に向って厚肉となるように形成されており、且つ、分離された液体を案内する案内曲面を有している上記１．記載の気液分離器。
３．前記気液分離器は、内燃機関で使用されるオイルに混入した気泡を除去するためのものである上記１．又は２．記載の気液分離器。
４．上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の気液分離器をオイルタンク内に配設してなることを特徴とするオイルタンク構造。

本発明の気液分離器によると、本体内に導入された気液混合体が気体と液体とに遠心分離され、その分離された液体が液体排出口を介して周方向の面に沿って一様に分散して吐出され、一方向へ高い吐出圧が集中することが防止される。これにより、液体をタンク等の容器に吐出する際に、液面の乱れを低減して気泡の再巻き込みを抑制することができる。
また、前記本体が、筒状ケースの一端開口縁にリブを介して底板を設けてなり、前記液体排出口が、該筒状ケースの一端開口縁、該底板及び該リブで囲まれる空間により形成されているので、筒状ケースの一端側に液体排出口を容易に設けることができる。
また、前記リブは、前記筒状ケースの遠心方向に向って厚肉となるように形成されており、且つ、分離された液体を案内する案内曲面を有している場合は、吐出時の圧力損失を低減でき、液体をより円滑に吐出することができる。
また、前記気液分離器が、内燃機関で使用されるオイルに混入した気泡を除去するためのものである場合は、オイルに混入した気泡を好適に除去できる。
本発明のオイルタンク構造によると、気液分離器によって、オイルに混入した気泡が除去され、その気泡が除去されたオイルが液体排出口を介して周方向の面に沿って一様に分散してオイルタンク内に吐出され、一方向へ高い吐出圧が集中することが防止される。これにより、オイルタンク内のオイル面の乱れを低減して気泡の再巻き込みを抑制することができる。

１．気液分離器
本実施形態に係る気液分離器は、円筒状の本体内に導入された気液混合体を気体と液体とに遠心分離するものである。この本体には、以下に述べる液体排出口が形成されている。
なお、上記気液分離器の用途は特に問わないが、内燃機関で使用されるオイルに混入した気泡を除去するためのものとして好適に用いられる。

上記「液体排出口」は、分離された液体を本体の周方向の面に沿って吐出させ得る限り、その形状、大きさ、個数等は特に問わない。この液体排出口は、通常、本体の周方向に沿って延びて形成されている。また、液体排出口の配設形態としては、例えば、（１）本体の周方向の全周に亘って１又は２以上が設けられている形態、（２）本体の周方向の所定の角度範囲（例えば、９０度、１８０度等）に亘って１又は２以上が設けられている形態等を挙げることができる。

上記液体排出口は、例えば、本体が、筒状ケースと、この筒状ケースの一端開口縁にリブを介して取着される底板とからなる場合、筒状ケースの一端開口縁、底板及びリブで囲まれる空間により形成されていることができる。
上記リブは、筒状ケースの一端開口縁と底板とを接続し得る限り、その形状、個数等は特に問わない。このリブは、例えば、筒状ケースの遠心方向に向って厚肉となるように形成され、且つ、分離された液体を案内する案内曲面を有することができる。この案内曲面は、通常、筒状ケース内での液体の回転方向に沿って湾曲されている。
上記底板は、通常、筒状ケースの一端開口を覆うことができる形状を有している。この底板の形状としては、例えば、円盤状、傘状、皿状、トレイ状等を挙げることができる。

２．オイルタンク構造
本実施形態に係るオイルタンク構造は、上記実施形態１．で説明した気液分離器をオイルタンク内に配設してなることを特徴とする。
上記オイルタンクは、例えば、ドライサンプ用であることができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）気液分離器の構成
本実施例に係る気液分離器１は、図１に示すように、ドライサンプ用のオイルタンク２内に配設されて使用される。
なお、上記オイルタンク２内に溜められるオイル（気泡が除去されたオイル）は、フィードポンプＦＰにより内燃機関の各部に圧送されることとなる。

上記気液分離器１は、図２〜４に示すように、円筒テーパ状の本体３を備えている。この本体３は、上端側が閉塞され且つ下端側が開口された筒状ケース４と、この筒状ケース４の下端側に設けられる円盤状の底板５とから構成されている。この筒状ケース４の上部側壁には、スカベンジポンプＳＰ（図１参照）により圧送されるオイル（気泡が混入したオイル）が接線方向から導入される導入口６が形成されている。また、筒状ケース４の上端壁には、分離された気泡を排気するための上下方向に延びる排気ノズル７が取着されている。

上記筒状ケース４の下端開口縁には、複数（図４中に４つ）のリブ１０を介して上記底板５が取着され、筒状ケース４の下端開口縁と底板５とは所定間隔で対向している。そして、この筒状ケース４の下端開口縁、底板５の上面周縁、及び各リブ１０の両側面で囲まれる空間により複数（図４中に４つ）のオイル排出口１１（本発明に係る「液体排出口」として例示する。）が形成されている。各オイル排出口１１は、筒状ケース４の周方向に延びるスリット状になされている。

上記各リブ１０は、筒状ケース４の周方向に沿って所定間隔（図４中で９０度間隔）でもって分散配設されている。また、各リブ１０は、筒状ケース４の遠心方向に向って厚肉となるように形成されている。さらに、各リブ１０の両側面には、筒状ケース４内のオイルの回転方向に沿って湾曲する案内曲面１０ａが形成されている。

（２）気液分離器の作用
次に、上記構成の気液分離器１の作用について説明する。
図１に示すように、スカベンジポンプＳＰの作用でオイル（気泡が混入したオイル）が導入口６から筒状ケース４内に接線方向から導入される。すると、その導入されたオイルの遠心力によって、比重の大きなオイルが筒状ケース４の内壁側へ、比重の小さな気体が筒状ケース４の中心側へ集まる。その結果、気体は、排気ノズル７を介してオイルタンク２の外部に排気される一方、オイル（気泡が除去されたオイル）は、オイル排出口１１を介して周方向の面に沿って一様に分散してオイルタンク２内に吐出されることとなる。

（３）実施例の効果
本実施例の気液分離器１によると、気泡が除去されたオイルを、オイル排出口１１を介して周方向の面に沿って一様に分散して吐出するようにしたので、一方向へ高い吐出圧が集中することが防止される。これにより、従来のように、一方向にオイルを吐出するものに比べて、オイルをオイルタンク２内に吐出する際に、オイル液面の乱れを低減して気泡の再巻き込みを抑制することができる。また、気液分離器１の性能低下を抑制できる。
また、本実施例では、筒状ケース４の下端開口縁、底板５の上面周縁、及びリブ１０の案内曲面１０ａで囲まれる空間によってオイル排出口１１を構成したので、筒状ケース４の一端側にオイル排出口１１を容易に設けることができる。
また、本実施例では、リブ１０を、筒状ケース４の遠心方向に向って厚肉となるように形成すると共に、リブ１０の両側に案内曲面１０ａを設けたので、オイル吐出時の圧力損失を低減でき、オイルをより円滑に吐出することができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、円盤状の底板５を例示したが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、傘状の底板５’としてもよい。これにより、傘状の底板５’でオイルを案内してより円滑に吐出できる。
また、上記実施例では、本体３の全周に亘って複数のオイル排出口１１を分散配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、本体３の周方向の所定の角度範囲（例えば、約９０度等）に亘って延びるリブ１０’を設け、本体３の周方向の所定の角度範囲（例えば、約２７０度等）に亘って複数のオイル排出口１１’を分散配置するようにしてもよい。これにより、オイルタンク２内において隅角部や壁面近傍等に気液分離器を配置した場合であっても、その隅角部や壁面に向って直接的にオイルを吐出させることなく、且つ、オイル排出口１１を介して周方向の面に沿って一様に分散して吐出でき、オイル液面の乱れを低減することができる。
また、上記実施例では、筒状ケース４の下端開口縁、底板５の上面周縁、及びリブ１０の案内曲面１０ａで囲まれる空間によってオイル排出口１１を構成したが、これに限定されず、例えば、筒状ケース４の下部周面にスリット状の切欠部を形成して、この切欠部によりオイル排出口を構成するようにしてもよい。
また、上記実施例では、オイル排出口１１を、側方から見て略矩形状に形成したが、これに限定されず、例えば、オイル排出口を、側方から見て略テーパ状に形成するようにしてもよい。
さらに、上記実施例のオイル排出口１１に、筒状ケース４の遠心方向に延びるノズルを設けるようにしてもよい。

気液混合体を気体と液体とに遠心分離する技術として広く利用される。特に、ドライサンプ式の内燃機関のオイルから気泡を除去する技術として好適に利用される。

本実施例に係るオイルタンク構造の縦断面図である。 本実施例に係る気液分離器の斜視図である。 本実施例に係る気液分離器の縦断面である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 気液分離器の他の形態を説明するための説明図である。 気液分離器の更に他の形態を説明するための説明図である。 従来の気液分離器を示す斜視図である。 従来のオイルタンク構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１；気液分離器、２；オイルタンク、３；本体、４；筒状ケース、５，５’；底板、１０；リブ、１１，１１’；オイル排出口。

Claims (4)

1. 円筒状の本体内に導入された気液混合体を気体と液体とに遠心分離する気液分離器において、
   前記本体には、分離された液体を該本体の周方向の面に沿って吐出させる液体排出口が設けられ、
   前記本体は、筒状ケースの一端開口縁にリブを介して底板を設けてなり、前記液体排出口は、該筒状ケースの一端開口縁、該底板及び該リブで囲まれる空間により形成されていることを特徴とする気液分離器。
2. 前記リブは、前記筒状ケースの遠心方向に向って厚肉となるように形成されており、且つ、分離された液体を案内する案内曲面を有している請求項１記載の気液分離器。
3. 前記気液分離器は、内燃機関で使用されるオイルに混入した気泡を除去するためのものである請求項１又は２記載の気液分離器。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気液分離器をオイルタンク内に配設してなることを特徴とするオイルタンク構造。

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