JP6336037B2 - 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と、上面に開口を有する円錐台状の仕切りにより、下部チャンバ（下側収容室）と上部チャンバ（上側収容室）を区画している。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、固定ハウジングの下端は基部に接合されており、下部チャンバが筒状基部の内部空間に連通されている。この筒状基部は、燃焼機関に連通されており、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、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ため、ガス浄化装置を高速で回転させている。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。分離後のオイルは、この旋回流に乗って上部チャンバの内表面を移動する。

特表２００５−５１５０６５号公報

ガス浄化装置が高速で回転する程に内部空間で発生する旋回流の速度も増すが、旋回流の速度上昇に伴って分離後のオイルが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。これにより、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率が下がってしまうという問題があった。

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、処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、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と、前記スピンドルにおける前記分離ディスクよりも下側の周面から突設され、噴射孔からオイルを噴射させることで軸線を中心に前記スピンドルを回転させるノズルと、円筒状の側壁部を含んで構成され、前記スピンドル、前記分離ディスク、及び前記ノズルが収容される収容室を区画するハウジングとを有し、前記ハウジングは、下側ケースと、該下側ケースに上方から取り付けられる上側ケースとを有し、前記側壁部の内表面に、上下方向に延びる縦リブが周方向に複数本形成され、前記ハウジングには、前記分離ディスクよりも上方の位置に、前記上側ケースの内表面に沿って平面視の中心側に向けて流れる流体を下向きに案内する円筒状の案内リブが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上側ケースの側壁部における内表面に沿って移動するオイルは、縦リブで捕捉され凝集される。凝集によって自重が増すので、凝集後のオイルは、旋回流に抗して縦リブに沿って流下される。これにより、旋回流に乗って舞い上がり、処理対象ガスとともに排出されるオイルの量を低減させることができ、オイル除去効率を高めることができる。

また、前記ハウジングにおける前記分離ディスクよりも上方の位置に、前記上側ケースの内表面に沿って平面視の中心側に向けて流れる流体を下向きに案内する円筒状の案内リブが設けられているので、縦リブで捕捉されなかった分離後のオイルを案内リブで捕捉することができるので、オイル除去効率をさらに高めることができる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記案内リブに、前記案内リブの下縁よりも下方に突出された誘導爪が設けられている場合には、案内リブで捕捉されたオイルを凝集させて落下させ易くできるので、オイル除去効率をさらに高めることができる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記誘導爪は、所定の隙間を空けて配置された複数の小片によって構成され、前記所定の隙間は、前記案内リブに沿って移動するオイルを隣接する前記小片同士の隙間に捕捉可能な大きさに定められている場合には、隣接する小片同士の隙間に案内リブで捕捉されたオイルを捕捉でき、オイルの凝集を容易に行うことができる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記小片が、下方に向けて先細り形状に作成されている場合には、誘導爪におけるオイルの保持力を、下方に向かうにつれて少なくできる。これにより、誘導爪で捕捉され凝集されたオイルが自重で下方に移動することで、誘導爪からオイルを容易に離脱させることができる。

前述のオイルセパレータにおいて、前記誘導爪の突出部分を、前記分離ディスクの回転で発生される風の流通範囲内に配置した場合には、誘導爪からのオイルの離脱を分離ディスクで発生される風によって補助することができる。これにより、誘導爪からオイルを一層容易に離脱させることができる。

本発明によれば、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おいて、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分解斜視図である。 オイルセパレータにおける上側半部の断面図である。 オイルセパレータの断面図である。 上側ケース及び下側ケースの内部構造を説明する断面図である。 上側ケースに設けられた縦リブを説明する拡大図である。 上側ケースに設けられた案内リブ及び誘導爪を説明する図である。 誘導爪の構成を説明する図である。 旋回流によるオイルの移動を模式的に説明する図である。 誘導爪によるオイルの捕捉とオイルの離脱を模式的に説明する図である。

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。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では、下側ケース１２と上側ケース１３を有するハウジング１１を有している。ハウジング１１の内部空間（収容室）には、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（後述する）。

下側ケース１２は、ハウジング１１の下側部分を区画する部分であり、上面が開放された有底の箱状部材によって構成されている。本実施形態において、下側ケース１２や連通筒部等は鋳物で作製されているが、樹脂を成型することで作製してもよい。

図３に示すように、下側ケース１２の上端部には円形の嵌合部１４が設けられており、上側ケース１３の下端部１５と嵌め合わされる。下側ケース１２の背面には、エンジン４と連通する連通筒部１６が後方に向けて設けられている。この連通筒部１６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、図２に示すように、連通筒部１６の直上には、ブローバイガスを案内するための筒状部材１７が設けられている。この筒状部材１７の後端は、フランジ１８から後方に向けて突設されている。

図３に示すように、下側ケース１２の底面には、ジョイント部１９の下端部が下向きに突設されている。このジョイント部１９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。後述するように、ジョイント部１９の一部は、下側ケース１２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２１を回転させるための動力として用いられる。

図２に示すように、上側ケース１３は、下側ケース１２に上方から取り付けられる部材であり、ローターユニット２１などが収容される収容室を下側ケース１２と共に区画する。この上側ケース１３は、円筒状の本体カバー２２と円盤状の上面カバー２３とを有している。本体カバー２２の内表面には複数本の縦リブ２４が円周方向に等間隔で形成されている。これらの縦リブ２４は、本体カバー２２の内表面に沿って周方向に流れる分離後のオイルを捕捉及び凝集させて、下方へ流下させるためのものである。なお、縦リブ２４については後で説明する。

図２に示すように、上面カバー２３は、本体カバー２２の上端部に気密状態で取り付けられている。また、上面カバー２３の中心部には、筒状のガス排出部２５が上方に向けて設けられている。このガス排出部２５は、処理後のブローバイガスを排出する部分であり、出口パイプ２６を介してブリーザーパイプ３が接続される。

次に、オイルセパレータ２の内部構造について説明する。図３に示すように、オイルセパレータ２の内部には、ローターユニット２１や区画部材２７が配設されている。また、図４の断面図に示すように、上面カバー２３の内部には、ＰＣＶバルブ２８が取り付けられている。

まず、ローターユニット２１について説明する。このローターユニット２１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、図４に示すように、ローター３１、スピンドル３２、及びスピンドルシャフト３３を有している。

ローター３１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３４、上部ホルダ３５、及び下部ホルダ３６を有している。分離ディスク３４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３４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３４は、スピンドル３２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３４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。

上部ホルダ３５は、積層された複数枚の分離ディスク３４を上側から保持する部材であり、下部ホルダ３６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３６の外周縁には、上部ホルダ３５と連結するための連結アーム３６ａが複数本設けられている（図３を参照）。本実施形態では、４本の連結アーム３６ａが周方向に９０度間隔で設けられている。連結アーム３６ａの上端を上部ホルダ３５に接合することで、複数枚の分離ディスク３４、上部ホルダ３５、及び下部ホルダ３６が一体化されてローター３１が構成される。

このローター３１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３２が挿入されており、スピンドル３２とローター３１とは互いに結合されている。このためローター３１は、スピンドル３２と共にスピンドル３２の軸線を中心に回転する。

スピンドル３２におけるローター３１よりも下側の周面からはノズル３７が突設されている。このノズル３７は、スピンドルシャフト３３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３２やローター３１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３７は、基端がスピンドル３２に接合され、先端が塞がれた円筒状のノズル本体３８と、ノズル本体３８の先端部に設けられた噴射孔３９とを有している。ノズル本体３８は、符号ＡＬで示すスピンドル３２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３８が周方向に１２０度間隔で設けられている。また、噴射孔３９は、ノズル本体３８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３９は、符号ＮＬで示すノズル本体３８の軸線方向と直交する向きであって、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３３は、スピンドル３２の軸受けとなる円柱状部材であり、スピンドル３２を回転可能な状態で支持する。図４に示すように、スピンドルシャフト３３の内側には、オイルを供給するためのオイル供給路３３ａが形成されている。また、スピンドルシャフト３３の下端部は、下側ケース１２に設けられたジョイント部１９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１９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１９を通った後にスピンドルシャフト３３へ流入する。さらに、ノズル本体３８に流入した後に噴射孔３９から噴射される。

前述したように噴射孔３９は、ノズル本体３８の先端部において、オイルが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３７において、噴射孔３９の形成位置は揃えられている。このため、各噴射孔３９からオイルが噴射されると、ローター３１及びスピンドル３２は、スピンドルシャフト３３を軸にして回転する。

次に、区画部材２７について説明する。図４に示すように、区画部材２７は、ハウジング１１の内部空間（収容室）を下側収容室４１（一次分離室）と上側収容室４２（二次分離室）とに区画すると共に、下側収容室４１のブローバイガスを上側収容室４２へ案内する連通口４３を形成する部材である。この区画部材２７は、外周部４４とテーパー部４５とを有している。外周部４４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４６が側方に張り出している。テーパー部４５は、外周部４４よりも内周側に設けられており、外周部４４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４５は、スピンドル３２の軸線に対して約４５度の角度で傾斜する傾斜面４５ａを有している。そして、テーパー部４５の上端開口が連通口４３を形成している。

区画部材２７は、下側ケース１２の嵌合部１４に対して内周側から嵌め込まれる。そして、鍔部４６が嵌合部１４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４５は、ローター３１が有する下部ホルダ３６の直下に配置される。そして、区画部材２７を境にして、収容室は下側収容室４１と上側収容室４２とに区画され、これらの下側収容室４１と上側収容室４２とが連通口４３を通じて連通される。すなわち、この区画部材２７によって、下側収容室４１のブローバイガスを上側収容室４２に案内する連通口４３が、ノズル３７と分離ディスク３４の間の高さにおけるスピンドル３２の周囲に形成される。

また、ローター３１の高速回転時において、噴射孔３９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、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を低減できる。このように、下側収容室４１では、スピンドル３２やローター３１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４１は、ミスト状オイルの一次分離室として機能している。

次に、ＰＣＶバルブ２８について説明する。図４に示すように、ＰＣＶバルブ２８は、ダイヤフラム４７と、上側スプリング４８と、下側スプリング４９を備えている。

ダイヤフラム４７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４８及び下側スプリング４９は、ダイヤフラム４７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４８はダイヤフラム４７の中心に上方から配置され、下側スプリング４９はダイヤフラム４７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４８と下側スプリング４９によってダイヤフラム４７を挟むことで、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２８は、上側ケース１３の上部に配置されている。詳しくは、上面カバー２３の直下の位置に、台座部５１に載せられた状態で配置されている。この台座部５１は、ダイヤフラム４７で気密に覆われている。そして、台座部５１とダイヤフラム４７の間には、下側スプリング４９が取り付けられている。また、台座部５１とダイヤフラム４７とで区画される空間は、大気連通部５２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４７との間には上側スプリング４８が取り付けられている。

ダイヤフラム４７は、エンジン４４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４７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２５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４２の圧力がＰＣＶ設定圧力よりも高くなれば、ダイヤフラム４７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４２の圧力がＰＣＶ設定圧力よりも低くなれば、ダイヤフラム４７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。

ＰＣＶバルブ２８が載置される台座部５１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５３が設けられている。この連通窓部５３によって、上側収容室４２におけるダイヤフラム４７よりも上方側の部分とローター３１側の部分とが連通されている。そして、側壁部の下側には円筒リブ５４が設けられている。この円筒リブ５４は、外周側からのブローバイガスを下向きに案内する案内リブに相当する。なお、円筒リブ５４については、縦リブ２４と共に後で説明する。

次に、下側ケース１２の内部構造について説明する。図５の断面図に示すように、下側ケース１２の内部空間には、円筒状のジョイント部１９が上方に向けて突設されている。そして、筒状部材１７の一部分がジョイント部１９に沿って設けられている。この筒状部材１７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１６と並行に設けられている。この筒状部材１７は、連通筒部１６の直上に設けられており、その端部はフランジ１８から突出されている。

ジョイント部１９の上端部は、固定フレーム５５に嵌合されている。この固定フレーム５５は、下側ケース１２の嵌合部１４に取り付けられる金属製の枠体である（図３を参照）。そして、筒状部材１７におけるブローバイガスの排出側端部は、ジョイント部１９の近傍であって固定フレーム５５の直下に配置されている。これにより、筒状部材１７から排出されたブローバイガスは、固定フレーム５５を通過して上方に流れ込み、ローター３１の中空部分に流入する。

次に、上記構成のオイルセパレータ２による概略動作について説明する。図５に示すように、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１９に供給されたオイルは、符号Ｆ１の矢印で示すように、スピンドルシャフト３３へ流入する。その後、オイルは、スピンドルシャフト３３からノズル本体３８に流入し、符号Ｆ２の矢印で示すように、噴射孔３９から噴射される。各噴射孔３９からオイルが噴射されると、ローター３１及びスピンドル３２はスピンドルシャフト３３を中心に回転する。

ノズル３７（噴射孔３９）から噴射されたオイルは、区画部材２７のテーパー部４５に吹き付けられ、符号Ｆ３の矢印で示すように、テーパー部４５の傾斜面４５ａに沿って外周側の斜め下方向とへ案内される。このオイルは、符号Ｆ４の矢印で示すように、ブローバイガスから分離されたオイルと共に下側収容室４１の底部に集められる。そして、符号Ｆ５の矢印で示すように、連通筒部１６を通じてエンジン４に戻される。

一方、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、筒状部材１７によって案内される。その後、符号Ｆ１２の矢印で示すように、筒状部材１７から排出されたブローバイガスは、噴射孔３９の移動軌跡の内側を通ってローター３１の中空部分に流入する。流入したブローバイガスは、ローター３１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３４同士の隙間をローター３１の外周方向へ移動する。

ブローバイガスが分離ディスク３４に接触すると、このブローバイガスに含まれるミスト状オイルが分離ディスク３４の表面に付着する。そして、付着したミスト状オイルに別のミスト状オイルが合体し、分離ディスク３４の表面でオイルが凝集される。すなわち、オイルが二次分離される。このように、上側収容室４２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、スピンドル３２とスピンドルシャフト３３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３７から噴射させるべく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、隙間に充填されたオイルの一部は、隙間の上端を通ってスピンドル３２の上端部からローター３１の中空部分に放出される。そして、ローター３１の中空部分に放出されたオイルはブローバイガスと同じく、ローター３１の遠心力によって分離ディスク３４同士の隙間をローター３１の外周方向へ移動する。

分離ディスク３４の表面で凝集されたオイルは、ローター３１の中空部分に放出されたオイルと合体する。合体後のオイルは、分離ディスク３４の外周縁から放出され、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４１でノズル３７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３１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、上側収容室４２における上側ケース１３の内表面とローター３１との隙間を、旋回しながら上昇する。ここで、分離されたオイルがブローバイガスの旋回流に乗って上昇することが考えられる。しかしながら、後述するように、本体カバー２２の内表面に設けられた縦リブ２４や台座部５１の下方に設けられた円筒リブ５４によってオイルの移動は阻止される。

このようにして、ミスト状オイルが分離されたブローバイガスは、符号Ｆ１４，Ｆ１５の矢印で示すように、ＰＣＶバルブ２８の上面側空間に導かれる。その後、符号Ｆ１６の矢印で示すように、出口パイプ２６を通ってブリーザーパイプ３へと導かれる。

次に、縦リブ２４や円筒リブ５４について詳細に説明する。先に縦リブ２４について説明する。図６は、上側ケース１３及び下側ケース１２の内部構造を説明する断面図であって、ローターユニット２１や区画部材２７を取り除いた状態を示している。また、図７は、縦リブ２４の部分拡大図である。

これらの図に示すように、上側ケース１３を構成する本体カバー２２（円筒状の側壁部）の内表面には、上下方向（スピンドルシャフト３３の軸線方向）に延びる縦リブ２４が、円周方向の全体に亘って複数本設けられている。本実施形態では、内表面からの高さ及び幅がそれぞれ０．８ｍｍとされた縦リブ２４が、円周方向に２４本等間隔で形成されている。なお、縦リブ２４の長さは、ローターユニット２１の高さと同じか、多少長く定められている。

前述したように、これらの縦リブ２４は、本体カバー２２の内表面に沿って周方向に流れる分離後のオイルを捕捉及び凝集させて、下方へ流下させるためのものである。ローターユニット２１が高速回転すると、それに伴ってローターユニット２１の周囲には高速の旋回流が発生する。例えば、図７に符号Ｆ２１の矢印で示すような旋回流が発生する。分離後のオイルは、この旋回流に乗って本体カバー２２の内表面を移動するが、旋回流の流速が高くなるとブローバイガスの上昇流の影響も受ける。これにより、内表面を移動するオイルには、符号Ｆ２２の矢印で示すような斜め上方へ向かう浮力も付与される。

ここで、本実施形態では、本体カバー２２の内表面に複数本の縦リブ２４を形成しているので、符号Ｆ２３の矢印で示すように、内表面を周方向に流れる分離後のオイルが、縦リブ２４によって移動を阻まれて捕捉される。捕捉されたオイルは、後続のオイルと合体して凝集される。凝集によって自重が増すので、凝集後のオイルは、旋回流に抗して縦リブ２４に沿って流下される。これにより、旋回流に乗って舞い上がり、ブローバイガスとともに排出されるオイルの量を低減させることができ、オイル除去効率を高めることができる。

なお、本実施形態では、縦リブ２４の高さを０．８ｍｍに設定したが、実験的には０．５〜１．０ｍｍであれば、周方向に流れる分離後のオイル流下させることができた。また、縦リブ２４の形成本数に関し、４８本で実験しても効果に大きな違いは見られなかった。このことから、旋回流の速度に適した間隔で縦リブ２４が形成されていれば、ブローバイガスへのオイルの混入を抑制できると考えられる。

ここで、本実施形態では、図６に示すように本体カバー２２の外表面に複数本の補強リブ５６を周方向の全体に設けている。このため、本体カバー２２については、この補強リブ５６によって必要な強度を確保できる。従って、縦リブ２４に関しては、設計の自由度を高めることができる。すなわち、旋回流の速度に応じた高さや間隔に設けることができる。

次に、円筒リブ５４（案内リブ）について説明する。図８の部分切除断面図に示すように、円筒リブ５４は、本体カバー２２の内部であって、ＰＣＶバルブ２８が載置される台座部５１の下方の位置に下向きに設けられた円形リング状の突条である。図４の断面図からも判るように、円筒リブ５４の直径は、ローター３１の直径とほぼ一致している。また、円筒リブ５４とローター３１は、平面方向に見て同心上であって、円筒リブ５４の下縁とローター３１の上端外周縁との間には所定のクリアランスが定められている。

図８に示すように、円筒リブ５４には、円筒リブ５４の下縁よりも下方に突出された誘導爪５７が設けられている。この誘導爪５７は、円筒リブ５４で捕捉されたオイルを凝集させて落下させるための突起である。図４に示すように、誘導爪５７における突出長さは、円筒リブ５４とローター３１のクリアランスよりも若干短く定められている。これにより、誘導爪５７の下端は、ローター３１における上端外周縁の直上に位置付けられる。

本実施形態における誘導爪５７は、円周方向に６０度間隔で設けられている。すなわち、合計６個の誘導爪５７が設けられている。図９（ａ），（ｂ）に拡大して示すように、誘導爪５７は、下向きの矢印形状をした小片５８、言い換えれば、下側部分が楔のように先細りをした形状の小片５８によって構成されている。そして、図９（ａ），（ｃ）に示すように、一対の小片５８が所定の間隔を空けて横並びに取り付けられている。この取り付け間隔は、円筒リブ５４に沿って移動するオイルを、隣接する小片５８同士の隙間に捕捉可能な大きさに定められる。例えば、１〜２ｍｍ程度に定められる。

このように、誘導爪５７が取り付けられた円筒リブ５４が設けられているので、縦リブ２４によっても除去仕切れなかった分離後のオイルについて、確実に捕捉することができる。このことを図１０及び図１１（ａ）〜（ｄ）の模式図に従って説明する。

例えば、図１０に符号Ｆ２１〜Ｆ２３の矢印で示すように、円筒リブ５４の外表面まで移動したオイルＯＬは円筒リブ５４の外表面を流下し、円筒リブ５４の下端へと移動する。そして、図１０及び図１１（ａ）に示すように、円筒リブ５４の下端に移動したオイルＯＬは、符号Ｆ２４の矢印で示すように、円筒リブ５４の下端に沿って移動し、小片５８における風上側の表面に付着する。時間の経過に伴って他のオイルＯＬも小片５８の表面に付着して合体する。このため、図１１（ｂ）に示すように、付着したオイルＯＬは、各小片５８で形成される隙間に表面張力で保持される。

その後、さらにオイルＯＬが合体すると、オイルの自重が増加し、図１０及び図１１（ｃ）に示すように、下方へと移動する。前述したように、誘導爪５７を構成する一対の小片５８は、下端に向かうにつれて先端が先細りしている。このため、オイルＯＬが下に移動する程、小片５８によるオイルＯＬの保持力が低下し、オイルＯＬが離脱されやすくなる。そして、符号Ｆ２５の矢印で示すように、オイルＯＬが誘導爪５７から落下すると、図１１（ｄ）に示すように、各小片５８で形成される隙間は、新たなオイルＯＬを貯留可能な状態に戻る。

ここで、前述したように、誘導爪５７の下端は、ローター３１の外周上端の直上に位置付けられている。このため、誘導爪５７における円筒リブ５４からの突出部には、ローター３１の回転によって生じる気流が作用している。この気流を受けることにより、誘導爪５７を流下してきたオイルＯＬは、滴となって外周方向へと吹き飛ばされる。その結果、分離後のオイルがミスト状になってブローバイガスに戻り難くなり、オイルの除去効率を高めることができる。

このように、本実施形態のオイルセパレータ２では、円筒リブ５４を設けているので、縦リブ２４で捕捉されなかった分離後のオイルを案内リブで捕捉することができる。これにより、オイル除去効率をさらに高めることができる。また、この円筒リブ５４には誘導爪５７を設けているので、円筒リブ５４の下端に到達したオイルを容易に凝集させることができる。

また、誘導爪５７に関し、所定の隙間を空けて配置した一対の小片５８で構成しているので、隣接する小片５８同士の隙間に、案内リブで捕捉されたオイルを捕捉でき、オイルの凝集を容易に行うことができる。加えて、この小片５８が、下方に向けて先細り形状に作成されているので、誘導爪５７におけるオイルの保持力を、下方に向かうにつれて少なくできる。これにより、誘導爪５７で捕捉され凝集されたオイルが自重で下方に移動することで、誘導爪５７からオイルを容易に離脱させることができる。

さらに、誘導爪５７の突出部分を、ローター３１（分離ディスク３４）の回転で発生される風（旋回流）の流通範囲内に配置しているので、誘導爪５７からのオイルの離脱を分離ディスク３４で発生される風によって補助することができる。これにより、誘導爪５７からオイルを一層容易に離脱させることができる。

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。

縦リブ２４に関し、高さや本数は、実施形態の例に限られない。また、上下方向に延びていれば、直線状でなくてもよい。例えば、旋回流を受けたオイルが斜め下方に案内される螺旋状のリブにしてもよい。

縦リブ２４に関し、上側ケース１３に設けた構成を例示したが、下側ケース１２に設けてもよい。また、ハウジング１１を上部、中間部、下部の３ピース構成として、中間部に縦リブ２４を設けてもよい。

誘導爪５７に関し、その個数は６個に限られない。また、誘導爪５７を構成する小片５８の数も２つに限られない。３つ以上であってもよいし、１つであってもよい。なお、誘導爪５７を複数の小片５８で構成すると、その隙間にオイルを捕捉できるのでより好ましい。

また、小片５８の突出部分に関し、先細り形状でなくてもよいが、前述の実施形態のように先細り形状にすることで、オイルの自重が増して下方へ移動することで誘導爪５７による保持力が小さくなる。その結果、オイルを滴状にして離脱させやすくすることができる。また、誘導爪５７の下端は、ローター３１における外周上端の直上に配置したが、ローター３１からの風が流通する範囲であればよい。これは、オイルを滴状にして離脱させやすくできるからである。

１…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…下側ケース，１３…上側ケース，１４…下側ケースの嵌合部，１５…上側ケースの下端部，１６…連通筒部，１７…筒状部材，１８…フランジ，１９…ジョイント部，２１…ローターユニット，２２…本体カバー，２３…円盤状の上面カバー，２４…縦リブ，２５…ガス排出部，２６…出口パイプ，２７…区画部材，２８…ＰＣＶバルブ，３１…ローター，３２…スピンドル，３３…スピンドルシャフト，３３ａ…オイル供給路，３４…分離ディスク，３５…上部ホルダ，３６…下部ホルダ，３６ａ…連結アーム，３７…ノズル，３８…ノズル本体，３９…噴射孔，４１…下側収容室，４２…上側収容室，４３…連通口，４４…外周部，４５…テーパー部，４５ａ…テーパー部の傾斜面，４６…鍔部，４７…ダイヤフラム，４８…上側スプリング，４９…下側スプリング，５１…台座部，５２…大気連通部，５３…連通窓部，５４…円筒リブ，５５…固定フレーム，５６…補強リブ，５７…誘導爪，５８…小片，ＡＬ…スピンドルの軸線方向，ＮＬ…ノズル本体の軸線方向，ＳＰ…スピンドルとスピンドルシャフトの隙間，ＯＬ…オイル

Claims (5)

1. 処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
   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と、
   前記スピンドルにおける前記分離ディスクよりも下側の周面から突設され、噴射孔からオイルを噴射させることで軸線を中心に前記スピンドルを回転させるノズルと、
   円筒状の側壁部を含んで構成され、前記スピンドル、前記分離ディスク、及び前記ノズルが収容される収容室を区画するハウジングとを有し、
   前記側壁部の内表面に、上下方向に延びる縦リブが周方向に複数本形成され、
   前記ハウジングは、下側ケースと、該下側ケースに上方から取り付けられる上側ケースとを有し、
   前記ハウジングには、前記分離ディスクよりも上方の位置に、前記上側ケースの内表面に沿って平面視の中心側に向けて流れる流体を下向きに案内する円筒状の案内リブが設けられていることを特徴とするオイルセパレータ。
2. 前記案内リブには、前記案内リブの下縁よりも下方に突出された誘導爪が設けられている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. 前記誘導爪は、所定の隙間を空けて配置された複数の小片によって構成され、前記所定の隙間は、前記案内リブに沿って移動するオイルを隣接する前記小片同士の隙間に捕捉可能な大きさに定められていることを特徴とする請求項２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記小片は、下方に向けて先細り形状に作成されていることを特徴とする請求項３に記載のオイルセパレータ。
5. 前記誘導爪の突出部分を、前記分離ディスクの回転で発生される風の流通範囲内に配置したことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載のオイルセパレータ。