JP5747026B2 - オイルミストセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、インパクターとして設計されたオイルミストセパレータに関する。

例えば自動車に配置可能な内燃機関の運転中、いわゆるブローバイガスがピストンとシリンダとの間から各内燃機関のクランクケースへ漏れる。クランクケース内において許容されない過剰圧力、又はブローバイガスの周囲への望まれない排出を回避するために、いわゆるクランクケース換気装置が用いられる。通常、このような換気装置は、換気ラインによって、クランクケースを内燃機関の吸気通路に接続する。そこでは、特にスロットルバルブの下流側では、クランクケース内に溜まったブローバイガスを該クランクケースから吸引可能な相対的な負圧が広がっている。更に、内燃機関の運転中、ブローバイガスにエアロゾル状に溶解して混合されたオイルミストが生成される。内燃機関におけるオイルの消費を抑制し且つ汚染物質の排出も抑制するため、通常、ブローバイガスにエアロゾル状に溶解した油粒子を分離して、該粒子を適切な油貯留器に送るオイルミストセパレータが用いられる。汚染物質の排出規制が厳しくなっているため、このようなオイルミストセパレータの清浄化効果の絶え間ない改善が求められている。

例えば、特許文献１では、クランクケース換気装置用のオイルミストセパレータが開示されている。このオイルミストセパレータは、第１及び第２のセパレータユニットと、バイパスバルブとを備えている。

欧州特許第０８６０５８９号明細書

本発明は、特に分離率が高いことを特徴とするオイルミストセパレータの改善された実施形態を提供する問題に関する。

上記問題は、独立請求項１の主題による発明に従って解決される。また、有利な実施例は、従属請求項の主題である。

本発明は、少なくとも１つのノズルを有するノズル装置と、該少なくとも１つのノズルに対向して配置される衝突壁とを更に有し、インパクターとして設計されたオイルミストセパレータにおいて、上記ノズルと衝突壁との間の距離を短くするという概念に基づいている。この衝突壁は、通常、分離効果を高めるために、分離材料、特にフリースや編み込まれた材料で覆われている。もちろん、上記ノズル装置は、通常、互いに隣り合って配列され、好ましくは分離材料との間の距離が吐出口の部分（region）において、各ノズルの間の部分よりも短くなるように配置された複数のノズルを備えている。一般的に、ここでは、距離短縮の方法は問題にはならず、例えば、火山のように突出したノズルが提供されてもよく、及び／又は、ノズルに対向する部分が該ノズルへ向かって突出した分離材料が提供されてもよい。ここで唯一の重要なことは、各ノズルの吐出口と対向する分離材料との間の距離が、ノズルの部分で短縮されることによって、ブローバイガスの非常に強い流れの偏向が強制的に実施されることであり、これにより、非常に高い分離率を達成できる。ノズル、分離材料、又は衝突壁の特定の形の設計によって、流速がノズルの下流側の領域のみにおいて速くなり、その結果、分離が良好になる。さらに進むと、再び流れは遅くなる。これは、差圧及び構成要素の安全性において良い影響を与える。通常、複数のノズルが設けられているという事実により、各ノズルの吐出口から吐出されたブローバイガスは、分離材料自体を通じて流れるか、又は、ノズル装置と分離材料との間の中間空間を経由して流れるように強制される。この中間空間は、分離材料とノズルとの間の距離が、それぞれ対向する部分で短縮されていることによって、でこぼこしている。このようにしても、また、上述のように、流出するブローバイガスの流速は遅くなる。上述のように、ノズルの部分における、該ノズルと対向する分離材料との間の距離の短縮は、ノズルを分離材料へ向かって突出させるか、分離材料をノズルへ向かって突出させるか、又はその両方を行うことによって達成できる。特に、本発明に係るこのようなオイルミストセパレータによれば、高い安全性及び低い差圧を確保しつつ、比較的高い効率を実現できる。

本発明による解決策の有利な改良では、衝突壁がバイパスバルブの弁部材によって形成されている。従って、衝突壁は通常、ノズルとして同時に機能するバイパスバルブを閉じていて、そして、該バイパスバルブが開いたときのみオイルミストの分離が行われる。この場合には、バイパスバルブはノズルとして動作し、例えば分離材料によって覆われた開く弁板が衝突壁として動作する。このように形成されたバイパスバルブは、オイルミストセパレータとしても利用され得る。

本発明の更に重要な特徴及び利点は、従属項、図面、及び図面に基づく図の関連する説明から生じる。

上記特徴及び後述する特徴は、記載されたそれぞれの組合せだけでなく、本発明の文脈から逸脱しない範囲において、他の組合せ又は単独で利用可能であることが理解されるべきである。

本発明の好ましい例示的な実施形態は図に示され、詳細は以下で説明されている。ここでの同一の符号は、同一又は類似の、又は機能的に同一の要素を示している。

図は、概略図である。

図１は、本発明に係るオイルミストセパレータの断面図である。 図２は、他の実施形態に係る図１相当図である。 図３は、更に他の実施形態に係る図１相当図である。 図４は、衝突壁がバイパスバルブの弁部材によって形成されたオイルミストセパレータを示す図である。

図１から図３によれば、オイルミストセパレータ１、特にクランクケース換気装置におけるオイルミストセパレータ１は、少なくとも１つのノズル２を有するノズル装置を備えている。図１から図３によれば、ノズル装置は、それぞれの場合において３つのノズル２を備えている。ノズル２に対向して、分離材料４、特にフリース、編み込まれた材料、又はメッシュ状の材料で覆われた衝突壁３が配置されている。本発明によれば、ノズル２の部分におけるノズル２と分離材料４との間の距離ｄ（これは、上記ノズルの吐出口と分離材料４との間の距離を意味する）は、ノズル２の周囲の部分５よりも短い。これにより、インパクターとして設計されたオイルミストセパレータ１内の流速が全体として低減されることが企図され、これによって、分離効果は著しく改善される。

衝突壁３については、図１に示すように不浸透性にしたり、又は、図２に示すように流路開口部６を設けたりして、ノズル２から流出するブローバイガスの流れ７が衝突壁３の周囲を流れたり、又は、所定の場所で通過できるようにすることができる。

図１及び図２を見ると、ノズルの部分における、分離材料４までの短縮される距離ｄは、ノズル２が、衝突壁３、すなわち分離材料４へ向かって突出することによって形成される。一方、図３によれば、上記ノズル２の部分における短縮される距離ｄは、ノズル２に対向する部分で該ノズルに向かって突出する分離材料４によって形成される。もちろん、これらを組み合わせることも考えられる。

図４を見ると、オイルミストセパレータ１は、弁装置に一体化されていて、衝突壁３は弁部材、特に弁板８によって形成されている。図１から図３に示される衝突壁３と同様、弁板８は、分離材料４で覆われている。この分離材料４は、ノズル２の部分において該ノズルへ向かって突出しており、これにより、この部分におけるノズルの吐出口と分離材料４との間の距離ｄが、周囲の部分５と比べて短縮される。この場合、弁装置は、ポペット弁として設計されているが、もちろん、別の実施形態も考えられる。

複数のノズルが互いに隣り合って配列されているため、上記ノズルは、該ノズルに対向する衝突壁３と相互作用することにより、ブローバイガスの流れ７を更に減速させる流れ障壁として機能し、これにより、分離効果が上昇する。ここでは、ブローバイガスの流れ７は、分離材料４を通して、また、該分離材料４に沿って流れることができ、エアロゾル状になってブローバイガスの流れ７に溶解したオイルミストの液滴が分離され、収集され、通常はその下に配置される油貯留器へ再び送られる。一般的に、このようなオイルミストセパレータ１は、内燃機関の油の消費を低減するためにクランクケース換気装置の分野で用いられる。

Claims (6)

1. 少なくとも１つのノズル（2）を有するノズル装置と、
   上記少なくとも１つのノズル（2）に対向して配置され、ガスの流れを規制し得る分離材料（4）によって覆われる衝突壁（3）とを備え、インパクターとして設計され、上記少なくとも１つのノズルの領域において、上記ノズルと上記分離材料（4）との間の距離（d）が、上記衝突壁（3）および分離材料（4）に衝突して流れる方向が変えられた直後のガスが流れる領域である、上記ノズルの周囲の領域（5）よりも短くされたクランクケース換気システム用のオイルミストセパレータ（1）を有する内燃機関であって、
   上記分離材料（4）は、上記ノズル（2）と対向する領域において、該ノズルへ向かって突出し、これにより、該領域の方が上記周囲の領域（5）と比べてノズルの吐出口と分離材料（4）との間の距離が短くされることにより、上記分離材料（4）が上記ノズル（2）と対向する領域の方が上記周囲の領域（5）と比べてガスの流速が速くなるように構成されていることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   上記分離材料（4）は、フリース、編み込まれた材料、布、又はメッシュ状の材料として設計されていることを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関において、
   上記少なくとも１つのノズル（2）は、上記ノズル装置から上記衝突壁（3）へ向かって突出していることを特徴とする内燃機関。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関において、
   上記衝突壁（3）は、バイパスバルブの弁部材によって形成されていることを特徴とする内燃機関。
5. 請求項４に記載の内燃機関において、
   上記バイパスバルブは、ポペット弁として設計されていることを特徴とする内燃機関。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の内燃機関において、
   上記ノズル装置は、上記衝突壁（3）と相互作用することにより流れの障壁として機能する複数のノズル（2）を備えていることを特徴とする内燃機関。

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