JP6268302B2 - オイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、処理対象ガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するオイルセパレータに関する。

処理対象ガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するオイルセパレータが知られている。例えば、特許文献１に記載のオイルセパレータは、円筒状の固定ハウジング及び天井部を有する円筒状の固定ケーシングからなる収容部を有している。そして、上面に開口を有する円錐台状の仕切りにより、収容部の内部空間を、下部チャンバ（下側収容室）と上部チャンバ（上側収容室）とに区画している。

下部チャンバにはオイルを浄化するための遠心分離ローターが配置され、上部チャンバにはガスを浄化するためのガス浄化装置が配置されている。また、下部チャンバは、筒状基部の内部空間に連通されている。この筒状基部は燃焼機関に取り付けられている。そして、筒状基部の内部空間を通じて、浄化後のオイルが戻されると共に、クランクケースからのブローバイガス（処理対象ガス）が流入される。

遠心分離ローター及びガス浄化装置は、管状の支持部材によって連結されており、支持部材に挿通された固定シャフトを中心に回転可能に構成されている。遠心分離ローターの内部には分離チャンバが設けられている。この分離チャンバには、支持部材と固定シャフトの隙間及び支持部材に開口された穴を通じてオイルが供給される。供給されたオイルは、分離チャンバで浄化された後、遠心分離ローターの底面に設けられた排出口を通じて側方に排出される。オイルの排出によって、遠心分離ローター及びガス浄化装置を回転させるための駆動力が発生される。

このオイルセパレータでは、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するため、ガス浄化装置を高速で回転させている。そして、ミスト状オイルが分離された浄化後のブローバイガスは、固定ケーシングに設けられた排出部を通じて排出される。

特表２００５−５１５０６５号公報

このようなオイルセパレータでは、ガス浄化装置の回転に伴い、内部空間には空気の旋回流が発生する。そして、ガス浄化装置によって分離されたオイルは、この旋回流に乗って上部チャンバの内表面を移動する。

トラック等の車両に搭載される大排気量の内燃機関では、処理対象ガスの流量が多くなり、その流速も高くなる。これにより、処理対象ガスから分離されたオイルが、チャンバの内壁面に沿って上方へと巻き上げられてしまい、処理対象ガスとともにオイルセパレータから排出されてしまう虞がある。分離されたオイルがオイルセパレータから排出されてしまうと、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率が低下するという問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることにある。

前述の目的を達成するため、本発明は、スピンドルと共に回転可能に設けられ、前記スピンドルの軸線方向に積層された複数枚の分離ディスクを有するローターを収容すると共に第１排気部が設けられた筒状のハウジングを有し、前記ローターの回転中心側から処理対象ガスを導入することで、前記処理対象ガスに含まれているミスト状オイルを凝集させると共に、凝集させたオイルを前記ローターの外周縁から放出させ、ミスト状オイルが分離された後の前記処理対象ガスを、前記第１排気部を通じて前記ハウジングから排出させるオイルセパレータであって、前記第１排気部を前記ハウジングの外側から覆い、前記第１排気部の周囲に閉空間を区画する区画部材と、前記区画部材に設けられ、当該区画部材によって区画された前記閉空間から前記処理対象ガスを排出させる第２排気部を有し、前記第１排気部は、前記閉空間に突出された筒状部材によって構成され、前記区画部材は、半球形状に構成され、前記第２排気部は、軸線が前記第１排気部の軸線から外れた位置に設けられた筒状部材であり、前記区画部材の内表面における、前記第１排気部との対向位置と前記第２排気部の形成位置との間に、流路規制部が突設されていることを特徴とする。

本発明によれば、ミスト状オイルが分離された後の処理対象ガスは、第１排気部からハウジングの外側に排出される。この第１排気部は、ハウジングの外側から区画部材によって覆われている。この区画部材には、第２排気部が設けられているため、第１排気部から排出された処理対象ガスは、区画部材が形成する閉空間で流速が低下し、第２排気部から排出される。閉空間で流速が低下することから、処理対象ガスから分離されたオイルは失速し、第２排気部への流入を抑制できる。その結果、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることができる。

また、前記第１排気部は、前記閉空間に突出された筒状部材によって構成されていることにより、処理対象ガスから分離されたオイルが第１排気部の外表面に沿って流れるので、オイルの第２排気部への流入を抑制できる。

更に、前記区画部材は、半球形状に構成され、前記第２排気部は、軸線が前記第１排気部の軸線から外れた位置に設けられた筒状部材であり、前記区画部材の内表面における、前記第１排気部との対向位置と前記第２排気部の形成位置との間に、流路規制部が突設されていることにより、処理対象ガスから分離されたオイルが、第１排気部の内表面から飛散してしまったとしても、区画部材の内表面に突設された流路規制部によってオイルの流れ方向が規制されるので、オイルの第２排気部への流入を抑制できる。また、区画部材が半球形状に構成されているので、装置をコンパクトに作製できる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記区画部材の内表面に、前記区画部材における平面視の中心位置から放射方向へ複数のリブを突設することが好ましい。この構成では、処理対象ガスから分離されたオイルが、第１排気部の内表面から飛散してしまったとしても、区画部材の内表面に突設されたリブによってオイルの流れ方向が規制されるので、オイルの第２排気部への流入を抑制できる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記第１排気部は、ＰＣＶバルブの下流側流路を構成していることが好ましい。この構成では、ＰＣＶバルブの下流側流路が第１排気部を兼ねているので、構成の簡素化が図れる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記ローターの回転中心となるスピンドルと、前記スピンドルを回転可能に支持すると共に、オイルを供給するためのオイル供給路が内側に形成されたスピンドルシャフトと、前記スピンドルにおける前記ローターよりも下側の周面から突設され、オイルの噴射によって軸線を中心に前記スピンドルを回転させるノズルと、前記スピンドルシャフトと前記ノズルの間に配置され、前記ハウジングの内部空間を、前記ノズルから噴射されたオイルを流下させると共に、外部から流入された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを一次分離する一次分離室と、前記ローターが配置され、前記ミスト状オイルが一次分離された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを二次分離する二次分離室とに区画し、かつ、前記一次分離室の前記処理対象ガスを前記二次分離室に案内する連通口を形成する連通口形成部材と、を有することが好ましい。この構成では、処理対象ガスに含まれるミスト状オイルが一次分離室で一次分離された後、二次分離室で二次分離されるので、オイルが第２排気部から排出される不具合を抑制できる。

本発明によれば、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることができる。

閉鎖型クランクケース換気システムを示す概略図である。 オイルセパレータの正面図である。 オイルセパレータを後方斜め上側から見た斜視図である。 オイルセパレータの断面図である。 オイルセパレータにおける下側部分の断面図である。 オイルセパレータにおける中間部分の断面図である。 オイルセパレータにおける上側部分の断面図である。 オイルセパレータの平面図である。 キャップ部材をハウジングから外した状態を示す斜視図である。 ブローバイガス及びオイルの流れを説明する図である。 キャップ部材におけるブローバイガス及びオイルの流れを説明する透視図である。 ＰＣＶバルブ及びキャップ部材をハウジングの側面に設けた他の実施形態を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、図１に示す閉鎖型クランクケース換気システム１（以下、換気システム１という。）を例に挙げて説明する。

同図に示すように、換気システム１は、オイルセパレータ２とブリーザーパイプ３とを有する。オイルセパレータ２は、エンジン４から排出されたブローバイガス（ミスト状オイルを含有する処理対象ガスに相当する。）を処理し、ミスト状オイルを分離する。本実施形態において、オイルセパレータ２はエンジン４の側面に取り付けられている。このエンジン４は、例えば５０００〜１２０００ｃｃ程度の排気量を有している。ブリーザーパイプ３は、オイルセパレータ２から排出された処理後のブローバイガスを、エンジン４の吸気側流路５に還元するための還元流路を区画する。

この換気システム１において、エンジン４から排出されたブローバイガスは、エンジン４の側面に設けられたオイルセパレータ２に流入される。そして、オイルセパレータ２で分離されたオイルはエンジン４へと戻される。一方、処理後のブローバイガスは、オイルセパレータ２の上端部から排出された後、ブリーザーパイプ３を通じて吸気側流路５に還元される。具体的には、吸気側流路５におけるエアフィルタ６とターボチャージャー７とを接続する部分に還元される。還元されたブローバイガスは、エアフィルタ６からの新鮮な空気と混合され、ターボチャージャー７で圧縮される。その後、チャージクーラー８で冷却されて、エンジン４に供給される。

次に、オイルセパレータ２について説明する。図２に示すように、このオイルセパレータ２は、ハウジング１１とキャップ部材１２とを有している。

まず、ハウジング１１の外観について説明する。ハウジング１１は、下側ケース１３と上側ケース１４を有しており、その内部空間（収容室）には、後述するように、ローターユニットやＰＣＶバルブといった各種の部品が収容されている。

下側ケース１３は、ハウジング１１の下側部分を区画する部分であり、上側ケース１４は、ハウジング１１の上側部分を区画する部分である。図３にも示すように、下側ケース１３の上側部分には円形の嵌合部１５が設けられており、上側ケース１４の下端部１６と嵌め合わされる。下側ケース１３の背面には、エンジン４と連通する連通筒部１７が後方に向けて設けられている。この連通筒部１７の先端部には、エンジン４の側面に結合されるフランジ１８が設けられている。また、連通筒部１７の直上には、ブローバイガスを案内するための案内筒部１９が設けられている。そして、嵌合部１５と連通筒部１７及び案内筒部１９の間には、オイル流路の一部を区画する側面視略三角形状の中間部２１が設けられている。

図９に示すように、上側ケース１４は、本体カバー２２と上面カバー２３とを有している。本体カバー２２は略円筒形状の部材であり、内部にはローターユニットが収容されている。後述するように、本体カバー２２の上面には、ＰＣＶバルブ用の台座部が設けられている。上面カバー２３は、本体カバー２２の上面を上方から覆うように、気密状態で取り付けられる。これにより、台座部に乗せられたＰＣＶバルブが、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間内に収容される。また、上面カバー２３の中心部には、円筒状のガス排出部２４が上方に向けて突設されている。このガス排出部２４は、第１排気部に相当し、処理後のブローバイガスを排出する円筒状の部分である。また、ガス排出部２４は、ＰＣＶバルブの下流側流路も兼ねている。そして、上面カバー２３におけるガス排出部２４よりも外周側に位置する円盤状の平板部２５には、ドレン孔２６が２つ形成されている。これらのドレン孔２６は、上面カバー２３の表面まで到達したオイルを、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間へ流下させるために設けられている。

次に、ハウジング１１の内部構造について説明する。図４に示すように、ハウジング１１の内部には、ローターユニット３１や連通口形成部材３２が配設されている。また、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間内には、ＰＣＶバルブ３３が収容されている。

まず、下側ケース１３の内部構造について説明する。図５に拡大して示すように、下側ケース１３の底面には、ジョイント部３４の下端部が下向きに突設されている。このジョイント部３４は円筒状をしており、図１に示すオイル供給パイプ９の一端に接続されている。ジョイント部３４の一部は、下側ケース１３の内部で上方に突設されている。オイル供給パイプ９の他端はエンジン４の側面に接続されており、オイル供給パイプ９には、エンジン４の内部に設けられた油路（図示せず）からオイルが供給される。このオイルは、ローターユニット３１を回転させるための動力として用いられる。

図５に示すように、下側ケース１３の内部には、連通筒部１７から中間部２１を通って嵌合部１５に至る一連のオイル流路が形成されている。このオイル流路は、エンジン４に戻すオイルの流路として用いられる。また、案内筒部１９に関し、その一部分がジョイント部３４に沿って設けられている。この案内筒部１９は、途中でＬ字状に屈曲されており、残りの部分が連通筒部１７と並行に設けられている。この案内筒部１９は、連通筒部１７の直上に設けられており、その端部はフランジ１８におけるエンジン４との当接面に揃えられている。

次に、上側ケース１４の内部構造について説明する。図６に示すように、上側ケース１４における本体カバー２２の内部には、ローターユニット３１や連通口形成部材３２が配設されている。

まず、ローターユニット３１について説明する。このローターユニット３１は、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルを分離するための機構であり、ローター３５、スピンドル３６、及びスピンドルシャフト３７を有している。

ローター３５は、回転によってミスト状オイルを凝集させ、ブローバイガスから分離する部分であり、複数枚の分離ディスク３８、上部ホルダ３９、及び下部ホルダ４０を有している。分離ディスク３８は、外周側に向けて下り傾斜されたリング状の板材、言い換えれば円錐台の側面形状に加工された板材である。本実施形態の分離ディスク３８は、厚さが１ｍｍ以下とされ、樹脂の成型により作製されている。これらの分離ディスク３８は、スピンドル３６の軸線方向に積層されている。

なお、説明の都合上、分離ディスク３８同士の間隔を空けて描いているが、実際の間隔は極めて狭く（例えば１ｍｍ未満）に定められている。また、分離ディスク３８は円錐台形状に限られない。例えば、分離ディスク３８を、８角錐台や１２角錐台といった角錐台形状の板状部材によって作製してもよい。

上部ホルダ３９は、積層された複数枚の分離ディスク３８を上側から保持する部材であり、下部ホルダ４０は、同じく下側から保持する部材である。そして、下部ホルダ４０の外周縁には、上部ホルダ３９と連結するための連結アーム４１が複数本設けられている。本実施形態では、４本の連結アーム４１が周方向に９０度間隔で設けられている。連結アーム４１の上端を上部ホルダ３９に接合することで、複数枚の分離ディスク３８、上部ホルダ３９、及び下部ホルダ４０が一体化されてローター３５が構成される。

このローター３５は、円筒状の外観をしており、内周側が中空部分とされて上下方向に貫通している。この中空部分にはスピンドル３６が挿入されており、スピンドル３６とローター３５とは互いに結合されている。このためローター３５は、スピンドル３６と共にスピンドル３６の軸線を中心に回転する。

スピンドル３６におけるローター３５よりも下側の周面からはノズル４２が突設されている。このノズル４２は、スピンドルシャフト３７を通じて供給されたオイルを噴射する部分であり、スピンドル３６やローター３５を回転させるための駆動力を発生させる。

本実施形態のノズル４２は、基端がスピンドル３６に接合され、先端が塞がれた円筒状のノズル本体４３と、ノズル本体４３の先端部に設けられた噴射孔４４とを有している。ノズル本体４３は、スピンドル３６の軸線方向に対して下向き斜め４５度の角度で取り付けられている。そして、３本のノズル本体４３が周方向に１２０度間隔で設けられている。また、噴射孔４４は、ノズル本体４３における先端部の側面に設けられている。詳しくは、噴射孔４４は、オイルが水平方向に噴射される向きに設けられている。

スピンドルシャフト３７は、スピンドル３６の軸受けとなる円柱状部材であり、スピンドル３６を回転可能な状態で支持する。スピンドルシャフト３７の内側には、オイルを供給するためのオイル供給路３７ａが形成されている。また、スピンドルシャフト３７の下端部は、下側ケース１３に設けられたジョイント部３４の上端部と接合されている。前述したように、ジョイント部３４には、オイル供給パイプ９が接続されている。このため、オイル供給パイプ９を通じて供給されたオイルは、ジョイント部３４を通った後にスピンドルシャフト３７のオイル供給路３７ａへ流入する。さらに、ノズル本体４３に流入した後に噴射孔４４から噴射される。

前述したように噴射孔４４は、ノズル本体４３の先端部において、オイルが略水平方向に噴射される向きに設けられている。そして、１２０度間隔で設けられた３本のノズル４２において、噴射孔４４の形成位置は揃えられている。このため、各噴射孔４４からオイルが噴射されると、ローター３５及びスピンドル３６は、スピンドルシャフト３７を軸にして回転する。

次に、連通口形成部材３２について説明する。連通口形成部材３２は、ハウジング１１の内部空間（収容室）を下側収容室４５（一次分離室）と上側収容室４６（二次分離室）とに区画すると共に、下側収容室４５のブローバイガスを上側収容室４６へ案内する連通口４７を形成する部材である。この連通口形成部材３２は、外周部４８とテーパー部４９とを有している。外周部４８は、短尺な円筒状をした部分であり、高さ方向の中間には鍔部が側方に張り出している。テーパー部４９は、外周部４８よりも内周側に設けられており、外周部４８の下端から上方に向けて次第に縮径されたテーパー形状をしている。本実施形態のテーパー部４９は、スピンドル３６の軸線に対して約４５度の角度で傾斜する傾斜面を有している。そして、テーパー部４９の上端開口が連通口４７を形成している。

連通口形成部材３２は、下側ケース１３の嵌合部１５に対して内周側から嵌め込まれる。そして、鍔部５０が嵌合部１５の上端に上方から当接して位置決めされる。その結果、テーパー部４９は、ローター３５が有する下部ホルダ４０の直下に配置される。そして、連通口形成部材３２を境にして、収容室は下側収容室４５と上側収容室４６とに区画され、これらの下側収容室４５と上側収容室４６とが連通口４７を通じて連通される。すなわち、この連通口形成部材３２によって、下側収容室４５のブローバイガスを上側収容室４６に案内する連通口４７が、ノズル４２と分離ディスク３８の間の高さにおけるスピンドル３６の周囲に形成される。

次に、ＰＣＶバルブ３３とその周辺部分について説明する。図７に示すように、ＰＣＶバルブ３３は、本体カバー２２の上端部と上面カバー２３によって形成された空間に配置されている。このＰＣＶバルブ３３は、ダイヤフラム５１と、上側スプリング５２と、下側スプリング５３を備えている。

ダイヤフラム５１は弁体であり、ゴムと樹脂を成形することで作製され、中心部から周縁部に向けて僅かに下り傾斜された円盤状部材によって構成されている。上側スプリング５２及び下側スプリング５３は、ダイヤフラム５１を上下方向に移動可能な状態で支持するための部材である。すなわち、上側スプリング５２はダイヤフラム５１の中心に上方から配置され、下側スプリング５３はダイヤフラム５１の中心に下方から配置されている。そして、これらの上側スプリング５２と下側スプリング５３によって挟むことで、ダイヤフラム５１を上下方向に移動可能な状態で支持している。

このＰＣＶバルブ３３は、上面カバー２３の直下の位置に、台座部５４に載せられた状態で配置されている。台座部５４は、ダイヤフラム５１で気密に覆われている。そして、台座部５４とダイヤフラム５１とで区画される空間は、大気連通部５５を通じて大気開放されている。一方、上面カバー２３とダイヤフラム５１との間に形成される空間は、上側収容室４６と連通されている。すなわち、台座部５４は、その外周が平面視円形の側壁部で区画され、この側壁部には連通窓部５６が設けられている。この連通窓部５６によって、上面カバー２３とダイヤフラム５１との間に形成される空間が、上側収容室４６と連通されている。

ダイヤフラム５１は、エンジン４の吸気側圧力やクランクケースの内圧に応じて上下方向に移動し、ブローバイガスの流れを調整する。すなわち、ダイヤフラム５１は、エンジン４の吸気圧力（負圧）が過度に大きい場合にはガス排出部２４側（上方）に移動し、クランクケース側の圧力が高い場合には反対側（下方）に移動する。

これにより、上側収容室４６の圧力がＰＣＶ設定圧力よりも高くなれば、ダイヤフラム５１が下方に移動してブローバイガスの流量を増やす。反対に、上側収容室４６の圧力がＰＣＶ設定圧力よりも低くなれば、ダイヤフラム５１が上方に移動してブローバイガスの流量を少なくする。このように、ブローバイガスの流量が適切に調整されることで、エンジン４のクランクケース側圧力が一定の範囲に保たれる。なお、上側収容室４６から流れ込んだブローバイガスは、ＰＣＶバルブ３３を通過してガス排出部２４からハウジング１１の外部に排出される。

次に、キャップ部材１２について説明する。図７及び図８に示すように、このキャップ部材１２は、半球形状のドーム部６１と、ドーム部６１から側方（ハウジング１１の半径方向）に突出された円筒状の出口パイプ６２とを有している。ドーム部６１は、区画部材に相当し、ガス排出部２４（第１排気部）をハウジング１１の外側から覆い、ガス排出部２４の周囲に閉空間を区画する。半球形状のドーム部６１を用いることにより、キャップ部材１２の高さを低く抑えることができ、オイルセパレータ２をコンパクトに作製できる。出口パイプ６２は、第２排気部に相当し、ドーム部６１によって区画された閉空間からブローバイガスを排出させる。この出口パイプ６２にはブリーザーパイプ３が接続される。このため、出口パイプ６２から排出されたブローバイガスは、ブリーザーパイプ３を通じてエンジン４の吸気側に戻される。

図７に示すように、ガス排出部２４は、ドーム部６１によって区画された閉空間に突出されている。そして、ドーム部６１の内表面における、ガス排出部２４との対向位置（図９にに符号Ｘで示す範囲）と出口パイプ６２の形成位置との間には、流路規制片６３が下向きに突設されている。この流路規制片６３は、流路規制部に相当し、ガス排出部２４から排出されたブローバイガスの流れ方向を規制するための板状の部材である。この流路規制片６３により、ブローバイガスの一部は、下向きに流れ方向を変化させる。

また、図９に示すように、ドーム部６１の内表面には、複数の案内リブ６４が突設されている。各案内リブ６４は、ドーム部６１を平面視した際の中心位置から放射方向へ延びている。本実施形態では、１１本の案内リブ６４が３０度間隔で形成されている。そして、隣り合う案内リブ６４同士の角度が６０度の位置に、出口パイプ６２が設けられている。なお、流路規制片６３は、出口パイプ６２を挟む一対の案内リブ６４に対し、交差する状態で設けられている。

次に、図１０及び図１１を参照し、オイルセパレータ２における、ブローバイガスからのミスト状オイルの分離について説明する。

まず、図１０を参照する。エンジン４からオイル供給パイプ９を通じてジョイント部３４に供給されたオイルは、符号Ｆ１の矢印で示すように、ジョイント部３４を通ってスピンドルシャフト３７へ流入する。その後、オイルは、スピンドルシャフト３７からノズル本体４３に流入し、符号Ｆ２の矢印で示すように、ノズル４２の噴射孔４４から噴射される。各噴射孔４４からオイルが噴射されると、ローター３５及びスピンドル３６はスピンドルシャフト３７を中心に回転する。

噴射されたオイルは、連通口形成部材３２のテーパー部４９に吹き付けられ、符号Ｆ３の矢印で示すように、テーパー部４９の傾斜面に沿って外周側の斜め下方向とへ案内される。これにより、オイル飛沫のブローバイガスへの混入を抑制できる。また、噴射孔４４の旋回軌道から外周側には、高速で旋回するオイルの膜が形成される。このオイルの膜にブローバイガスが接触すると、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルは、オイルの膜に取り込まれて遠心分離される。これにより、ブローバイガスにおけるミスト状オイルの含有量が低減される。

このように、下側収容室４５では、スピンドル３６やローター３５の駆動源となるオイルを噴射させることで、ブローバイガスにおけるミスト状オイルの含有量を低減できる。従って、下側収容室４５は、ミスト状オイルの一次分離室として機能している。

その後、オイルは、符号Ｆ４の矢印で示すように、下側ケース１３の内表面を下側収容室４５の底部に向けて流下する。さらに、オイルは、符号Ｆ５の矢印で示すように、連通筒部１７に流入され、エンジン４の側面からクランクケースへ戻される。

また、スピンドル３６とスピンドルシャフト３７の間には隙間ＳＰが形成されている。この隙間ＳＰは、オイル案内路として機能し、ノズル４２から噴射させるために供給されたオイルで満たされる。ここで、オイルの供給圧力が十分に高いことから、隙間ＳＰに充填されたオイルの一部は、隙間ＳＰの上端を通ってスピンドル３６の上端部からローター３５の中空部分に放出される。

そして、ローター３５の中空部分に放出されたオイルは、ローター３５の遠心力によって分離ディスク３８同士の隙間をローター３５の外周方向へ移動する。オイルの移動により、分離ディスク３８の表面にはオイル膜が形成される。

エンジン４からのブローバイガスは、符号Ｆ１１の矢印で示すように、案内筒部１９によって案内される。その後、符号Ｆ１２の矢印で示すように、案内筒部１９から排出されたブローバイガスは、噴射孔４４の移動軌跡の内側を通ってローター３５の中空部分に流入する。ローター３５の中空部分に流入したブローバイガスは、ローター３５の回転に伴って生じる遠心力により、符号Ｆ１３の矢印で示すように、分離ディスク３８同士の隙間をローター３５の外周方向へ移動する。

分離ディスク３８の表面にはオイル膜が形成されているので、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルがオイル膜の近傍（境界層）に達すると、遠心力によってミスト状オイルがオイル膜に取り込まれる。すなわち、オイルが二次分離される。ここで、ミスト状オイルもオイル膜も同じエンジンオイルを由来としているので親和性が高い。互いに親和性が高いことから、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルを、オイル膜へ容易に取り込むことができる。また、ブローバイガスは、下側収容室４５でミスト状オイルが一次分離されている。このため、分離ディスク３８での二次分離により、ミスト状オイルは高いレベルでブローバイガスから分離される。このように、上側収容室４６は、ミスト状オイルが一次分離された後のブローバイガスについて、残存するミスト状オイルを二次分離する二次分離室に相当する。

また、遠心力によってブローバイガスがローター３５の外周方向へ移動すると、ローター３５における内周側の圧力が外周側の圧力よりも低くなる。この圧力差により、下側収容室４５のブローバイガスがローター３５の中空部分に流入し易くなる。これにより、ブローバイガスの流入効率を高めることができる。

また、分離ディスク３８の表面にはオイル膜が形成されているので、ブローバイガスとともにオイル膜もローター３５の外周方向へ移動する。その際、分離ディスク３８の表面が洗浄されるので、分離ディスク３８に対するメンテナンスを簡略化できる。そして、オイルミストを取り込んだオイル膜は、分離ディスク３８の外周縁からオイル滴として放出され、本体カバー２２の内表面に衝突した後、この内表面を流下する。さらに、オイルは、下側収容室４５でノズル４２から噴射されたオイルと合流し、エンジン４へと戻される。

ローター３５を通過してミスト状オイルが分離されたブローバイガスは、旋回しながら上昇する。そして、符号Ｆ１４，Ｆ１５の矢印で示すように、ブローバイガスは、ＰＣＶバルブ３３における上面側の空間に導かれる。その後、符号Ｆ１６の矢印で示すように、ガス排出部２４（第１排気部，ＰＣＶバルブ３３の下流側流路）を通じて、ドーム部６１によって区画された閉空間内に放出される。すなわち、ブローバイガスはハウジング１１の外部に排出される。その後、ブローバイガスは、Ｆ１７の矢印で示すように、出口パイプ６２を通じてブリーザーパイプ３へ導入される。

ここで、大排気量のエンジン４では、ブローバイガスの流量が多く、流速も高い。このため、分離されたオイルの一部が本体カバー２２の内壁面に沿って旋回しつつ上昇することがある。上昇したオイルは、ＰＣＶバルブ３３の上面や上面カバー２３の内壁面等にそって流れ、ガス排出部２４の内表面を上昇することになる。

図１１に示すように、本実施形態では、キャップ部材１２のドーム部６１によって区画された閉空間に、円筒状のガス排出部２４が配置されている。この閉空間の流路断面積は、ガス排出部２４の流路断面積よりも大きい。従って、閉空間に排出されることで、ブローバイガスの速度は低下する。これに伴い、ガス排出部２４の内表面を上昇したとしても、オイルは、ガス排出部２４の上端で失速する。失速されたオイルは自重により、符号Ｆ２１，Ｆ２２の矢印で示すように、ガス排出部２４の外表面を流下した後、上面カバー２３に形成されたドレン孔２６を通じて、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間へと流下される。この空間に流下したオイルは、ブローバイガスの流路を流下し、最終的にはエンジン４へと戻される。

また、ブローバイガスの流れによって、ガス排出部２４の上端から上方へオイルが飛翔し、ドーム部６１の内表面（ガス排出部２４との対向部分）に付着したとしても、付着したオイルは、Ｆ２３の矢印で示すように、案内リブ６４に沿って流下されるので、出口パイプ６２に流れ込み難い。また、流路規制片６３によって、出口パイプ６２へ向かうオイルの流下方向が変えられる。この点でも付着したオイルは、出口パイプ６２に流れ込み難い。その結果、出口パイプ６２からはオイルの含流量が少ないブローバイガスが排出され、ブリーザーパイプ３へと案内される。

以上説明したように、本実施形態のオイルセパレータ２によれば、ミスト状オイルが分離された後のブローバイガス（処理対象ガス）は、ガス排出部２４（第１排気部）からハウジング１１の外側に排出される。このガス排出部２４は、ハウジング１１の外側からドーム部６１（区画部材）によって覆われている。このドーム部６１には、出口パイプ６２（第２排気部）が設けられているため、ガス排出部２４から排出されたブローバイガスは、ドーム部６１が形成する閉空間で流速が低下し、出口パイプ６２から排出される。閉空間で流速が低下することから、処理対象ガスから分離されたオイルは失速し、出口パイプ６２から排出され難くなる。その結果、ブローバイガスに含まれるオイルの除去効率を高めることができる。

また、ガス排出部２４が閉空間に突出された円筒状部材によって構成されているので、処理対象ガスから分離されたオイルは、ガス排出部２４の外表面に沿って流下する。この点でも、オイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。

また、キャップ部材１２に関し、ドーム部６１は半球形状に構成されており、出口パイプ６２は、その軸線がガス排出部２４の軸線から外れた位置に設けられた円筒状部材として構成されており、ドーム部６１の内表面における、ガス排出部２４との対向位置と出口パイプ６２の形成位置との間に、流路規制片６３（流路規制部）が突設されている。このように構成されていることで、ブローバイガスから分離されたオイルが、ガス排出部２４の内表面から上方へ飛散してしまったとしても、オイルの出口パイプ６２への流入を流路規制片６３によって抑制できる。その結果、オイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。

また、ドーム部６１に関し、その内表面に、ドーム部６１における平面視の中心位置から放射方向へ複数の案内リブ６４を突設しているので、ブローバイガスから分離されたオイルが、ガス排出部２４の内表面から飛散してしまったとしても、これらの案内リブ６４によってオイルの流れ方向が規制される。これにより、オイルが出口パイプ６２に流入され難くなり、ブローバイガスとともにオイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。

また、ガス排出部２４に関し、ＰＣＶバルブ３３の下流側流路としても機能しているので、構成の簡素化が図れる。

また、本実施形態のオイルセパレータ２では、下側収容室４５が、外部から流入されたブローバイガスに含まれるミスト状オイルを一次分離する一次分離室として機能し、上側分離室が、ミスト状オイルが一次分離されたブローバイガスに含まれるミスト状オイルを二次分離する二次分離室として機能しているので、この点でも、オイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。

以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。

図１２に示す他の実施形態は、ＰＣＶバルブ３３及びキャップ部材１２を、ハウジング１１の側面に設けた点に構成上の特徴を有している。なお、図１２において、第１実施形態で説明した部材には、同じ符号を付して説明を省略する。このように、ＰＣＶバルブ３３及びキャップ部材１２を、ハウジング１１の側面に設けても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

また、キャップ部材１２に関し、前述の各実施形態では半球状のドーム部６１を例示したが、半球状に限定されない。ドーム部６１に関し、円錐台形状に構成してもよいし、シャーレ形状や箱形状に構成してもよい。

また、ドーム部６１に関し、前述の各実施形態では、内表面に複数の案内リブ６４を放射状に設けたものを例示したが、この構成に限定されない。例えば、案内リブ６４を無くしてもよい。

また、出口パイプ６２に関し、軸線がガス排出部２４の軸線から外れた位置に設けられていれば、ドーム部６１の任意の場所に設けることができる。

１…閉鎖型クランクケース換気システム，２…オイルセパレータ，３…ブリーザーパイプ，４…エンジン，５…吸気側流路，６…エアフィルタ，７…ターボチャージャー，８…チャージクーラー，９…オイル供給パイプ，１１…ハウジング，１２…キャップ部材，１３…下側ケース，１４…上側ケース，１５…下側ケースの嵌合部，１６…上側ケースの下端部，１７…連通筒部，１８…フランジ，１９…案内筒部，２１…下側ケースの中間部，２２…上側ケースの本体カバー，２３…上側ケースの上面カバー，２４…上面カバーのガス排出部（第１排気部），２５…上面カバーの平板部，２６…上面カバーのドレン孔，３１…ローターユニット，３２…連通口形成部材，３３…ＰＣＶバルブ，３４…ジョイント部，３５…ローター，３６…スピンドル，３７…スピンドルシャフト，３７ａ…オイル供給路，３８…分離ディスク，３９…上部ホルダ，４０…下部ホルダ，４１…連結アーム，４２…ノズル，４３…ノズル本体，４４…噴射孔，４５…下側収容室，４６…上側収容室，４７…連通口，４８…外周部，４９…テーパー部，５０…鍔部，５１…ダイヤフラム，５２…上側スプリング，５３…下側スプリング，５４…台座部，５５…大気連通部，５６…連通窓部，６１…キャップ部材のドーム部（区画部材），６２…キャップ部材の出口パイプ（第２排気部），６３…キャップ部材の流路規制片，６４…案内リブ

Claims (4)

1. スピンドルと共に回転可能に設けられ、前記スピンドルの軸線方向に積層された複数枚の分離ディスクを有するローターを収容すると共に第１排気部が設けられた筒状のハウジングを有し、
   前記ローターの回転中心側から処理対象ガスを導入することで、前記処理対象ガスに含まれているミスト状オイルを凝集させると共に、凝集させたオイルを前記ローターの外周縁から放出させ、
   ミスト状オイルが分離された後の前記処理対象ガスを、前記第１排気部を通じて前記ハウジングから排出させるオイルセパレータであって、
   前記第１排気部を前記ハウジングの外側から覆い、前記第１排気部の周囲に閉空間を区画する区画部材と、
   前記区画部材に設けられ、当該区画部材によって区画された前記閉空間から前記処理対象ガスを排出させる第２排気部を有し、
   前記第１排気部は、前記閉空間に突出された筒状部材によって構成され、
   前記区画部材は、半球形状に構成され、
   前記第２排気部は、軸線が前記第１排気部の軸線から外れた位置に設けられた筒状部材であり、
   前記区画部材の内表面における、前記第１排気部との対向位置と前記第２排気部の形成位置との間に、流路規制部が突設されていることを特徴とするオイルセパレータ。
2. 前記区画部材の内表面に、前記区画部材における平面視の中心位置から放射方向へ複数のリブを突設したことを特徴とする請求項１に記載のオイルセパレータ。
3. 前記第１排気部は、ＰＣＶバルブの下流側流路を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記ローターの回転中心となるスピンドルと、
   前記スピンドルを回転可能に支持すると共に、オイルを供給するためのオイル供給路が内側に形成されたスピンドルシャフトと、
   前記スピンドルにおける前記ローターよりも下側の周面から突設され、オイルの噴射によって軸線を中心に前記スピンドルを回転させるノズルと、
   前記スピンドルシャフトと前記ノズルの間に配置され、前記ハウジングの内部空間を、前記ノズルから噴射されたオイルを流下させると共に、外部から流入された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを一次分離する一次分離室と、前記ローターが配置され、前記ミスト状オイルが一次分離された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを二次分離する二次分離室とに区画し、かつ、前記一次分離室の前記処理対象ガスを前記二次分離室に案内する連通口を形成する連通口形成部材と、
   を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のオイルセパレータ。