JP6375439B2 - オイルセパレータ - Google Patents
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Description
また、第一隔壁部と第二隔壁部との間の空間が区切り部によって導入路と第一チャンバーに区切られ、その導入路が第二隔壁部の供給孔によってローターの中心側空間に通じ、第一チャンバーが第二隔壁部の連通孔によって第二隔壁部の下の空間に通じている。そのため、ローターに供給される処理対象ガスが上から下に流れ、ローターから排出された処理対象ガスが下から上に流れるので、ローターの上方において処理対象ガスの吸気と排気が行われる。
よって、ケースの内周面に付着したオイルが処理対象ガスの上昇気流によって押し上げられても、そのオイルが連通孔に入り込みにくい。そのため、第一チャンバーから下流に流れて排出される処理対象ガスにはオイルが殆ど含まれず、オイルセパレータによる分離効率が高い。
よって、ローターと第二隔壁部の接続部において処理対象ガスがローターの周囲に漏れることを抑えることができる。
よって、中心側空間内の処理対象ガスが下部ホルダの内周縁の内側から下方へ漏れることを防止することができる。
よって、ローターの外周から分離室内に排出された処理対象ガスが下部隔壁部材と下部ホルダとの間を通って下部隔壁部材の下の噴射室へ漏れることを防止することができる。
よって、インレット孔から導入路及び供給孔を経由して中心側空間に流れ込んだ処理対象ガスのみならず、エンジンのクランクケースから連通筒部、噴射室及び調圧孔を経由して中心側空間に流れ込んだ処理対象ガスからもローターによってミスト状オイルが分離される。
好ましくは、前記天井部の径方向外方端部が前記ケースの内周面に当接する。
よって、下部隔壁部材の上にあるオイルがローターの回転で生じた風によって天井部と立壁部によって囲われた開口に押し込まれ、そのオイルがドレン孔を通って下部隔壁部材の下方の室へ排出されやすい。
よって、オイル処理室内の圧力が分離室内の圧力よりも低く、オイル処理室内の圧力と噴射室内の圧力との差が小さい。下部隔壁部材の上のオイルが連続的にドレン孔に流れ込み、オイルの逆流が起こりにくい。
よって、ノズルから噴出されたオイルがオイルガードに吹き付けられるので、そのオイルがドレン孔に入り込まない。
従って、第一チャンバーからガス排出部までの経路には第二チャンバー及び第三チャンバーがあり、処理対象ガスの流速が第二チャンバー及び第三チャンバー内において失速する。そのため、処理対象ガスの流れによってオイルが第二チャンバー又は第三チャンバー内に流れてきても、そのオイルが第二チャンバー又は第三チャンバーに滞留する。よって、オイルセパレータによる分離効率が高い。
一方、導入路41の上側が隔壁部22aによって塞がれ、隔壁部22aの上側の中空と導入路41が隔壁部22aによって仕切られている。
図9に示すように、この下部隔壁部材31は中部隔壁部材32から下に離間し、中部隔壁部材32と下部隔壁部材31との間には分離室43が形成されている。この分離室43は中部ケース22内の中空の一部である。
ローターユニット50は、ブローバイガスからミスト状オイルを分離するための機構である。ローターユニット50は、スピンドルシャフト51、スピンドル52、ローター60及び複数のノズル53等を備える。なお、図15では、ローター60を見やすくするために、スピンドルシャフト51の図示を省略する。
スピンドル52及び軸受55、56が軸方向に沿って僅かに移動できるように、僅かな隙間が下側軸受55と軸受54との間や上側軸受56とワッシャー57との間やワッシャー57とナット58との間に存在する。具体的には、ローター60の回転時にはスピンドル52及び軸受55、56が軸方向に沿って上昇し、ローター60の停止時にはスピンドル52及び軸受55、56が下降する。
また、スピンドル52の内周面と上側軸受56との間に僅かな隙間が存在し、オイル供給路52a内のオイルがその隙間を通じてスピンドル52の外に流出する。
内周側部分65は、分離ディスク63の中心の下方を頂点とした錐面型の板状に形作られている。そのため、内周側部分65は、径方向外方に向けて上向きに傾斜する。外周側部分64は、分離ディスク63の中心の上方を頂点とした錐面型の板状に形作られている。そのため、外周側部分64は、径方向外方に向けて下向きに傾斜する。外周側部分64の内周縁が内周側部分65の外周縁に繋がって、外周側部分64が内周側部分65の外周縁から外側へ続き、外周側部分64と内周側部分65が一体成形されている。ここで、錐面とは、裁頭錐体の外周面をいう。
更に、分離ディスク63の積み重ね枚数が増えても、これら分離ディスク63の積み重ね高さが高くなることを抑えることができる。
また、分離ディスク63が曲折しているので、径方向に対する内周側部分65及び外周側部分64の傾斜角を急勾配にした状態でも、分離ディスク63の自体の高さを抑えることができる。径方向に対する内周側部分65及び外周側部分64の傾斜角が急勾配であれば、オイルの分離効率が高い。
PCVバルブ90は、環流されるブローバイガスの流量を調整することによって、エンジン4の吸気圧力やクランクケース側の圧力を適切に調整する。具体的には、PCVバルブ90は、上部隔壁部材33の連通穴33aの開き具合を調整することによってブローバイガスの流量を調整する。
エンジン4からオイルセパレータ2に供給されるオイルは、オイル案内パイプ21b、第一オイル供給路51b及び第二オイル供給路52aを経由してノズル53内に流れ込む。そして、ノズル53内のオイルが噴射口53aから噴射する。噴射口53aからのオイルの噴射向きはスピンドル52の軸線を中心とした周方向である。より具体的には、オイルの噴射向きがスピンドル52の軸線に対して垂直な方向であって、スピンドル52の軸線が鉛直方向に沿っている場合にはオイルの噴射向きが水平方向である。オイルの噴射圧によってスピンドル52及びローター60がスピンドル52の軸線を中心にして回転する。スピンドル52及びローター60の回転の向きはオイルの噴射の向きの反対である。
オイルガード31gに吹き付けられたオイルは、オイルガード31gや下部ケース21の内周面に沿って流下する。そのオイルの温度が80〜110℃と高いため、そのオイルがオイルセパレータ2を下部ケース21の側から加温する。これにより、寒冷地での使用であっても、凍結等によるオイルセパレータ2の動作不具合の発生を抑えることができる。流下したオイルは、下部ケース21内の底部から連通筒部21aを通ってエンジン4に戻される。
また、ブローバイガスから分離されたオイルのみならず、第二オイル供給路52aから流れ出たオイルも、分離ディスク63の表面の油膜の成分となっているので、分離ディスク63の表面に十分な油膜が形成される。そして、そのような油膜にブローバイガス中のミスト状オイルが吸収されるので、ミスト状オイルの分離効率が高い。
また、第二オイル供給路52aから流れ出たオイルの物性(濡れ性)と、ブローバイガス中のミスト状オイルの物性(濡れ性)が同一である。そのため、第二オイル供給路52aから流れ出たオイルとブローバイガス中のミスト状オイルとの親和性が高い上、ブローバイガス中のミスト状オイルと分離ディスク63の表面の油膜との親和性も高い。よって、ブローバイガス中のミスト状オイルが分離ディスク63の表面の油膜に吸収されやすく、ミスト状オイルの分離効率が高い。
また、ラビリンスシール80が下部ホルダ72の下面と下部隔壁部材31の上面との間に設けられているので、分離室43と噴射室44との間でブローバイガスが漏れないようになっている。
また、分離室43とオイル処理室43bが隙間43aによってのみ通じており、オイル処理室43b内の圧力が分離室43内の圧力よりも低く、オイル処理室43b内の圧力と噴射室44内の圧力との差が小さい。オイル処理室43b内のオイルが連続的にドレン孔31bに流れ込み、オイルの逆流が起こりにくい。
また、分離ディスク63が折れ曲がっておらず、分離ディスク63が錐面板状に形作られてもよい。
Claims (10)
- ミスト状オイルを含む処理対象ガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
筒状に設けられ、内部空間及びその内部空間に通じるインレット孔を有するケースと、
前記内部空間を、前記インレット孔が連通する空間とその上側の空間とに仕切る第一隔壁部と、
前記第一隔壁部よりも下側において前記内部空間内に設けられ、前記内部空間のうち前記第一隔壁部よりも下側の空間を上下に仕切る第二隔壁部と、
前記第一隔壁部と前記第二隔壁部との間に設けられ、前記第一隔壁部と前記第二隔壁部との間の空間を、前記インレット孔に通じる導入路と前記インレット孔から隔離した第一チャンバーとに区切る区切り部と、
前記導入路内の部位において前記第二隔壁部の上から下に通じた供給孔と、
前記第一チャンバー内の部位において前記第二隔壁部を上下に貫通する連通孔と、
前記内部空間のうち前記第二隔壁部よりも下側に収容され、上下方向に延びた回転軸を中心に回転するローターと、
前記ローターの中心部に形成され、上側が開放されて前記供給孔に通じる中心側空間と、
前記第一隔壁部から上へ第二チャンバーを置いて前記ケースの上端に設けられた上部隔壁部材と、
前記第一チャンバーから前記第二チャンバーにかけて前記第一隔壁部を上下に貫通した第二連通孔と、
前記上部隔壁部材の上から覆い、前記上部隔壁部材の上に第三チャンバーを区画する上部ケースと、
前記第二チャンバーから前記第三チャンバーにかけて前記上部隔壁部材を上下に貫通したバルブ穴と、
前記第二チャンバー内に設けられ、前記バルブ穴を開閉するとともに前記バルブ穴の開き具合を調整するバルブと、
前記上部ケースに設けられ、前記第三チャンバーから前記処理対象ガスを排出するガス排出部と、を備え、
前記処理対象ガスは、前記インレット孔から前記導入路に導入されて、前記供給孔を経由して前記中心側空間に流れ込み、
前記ローターは、回転することによって、前記中心側空間から前記ローターの外周に流れる前記処理対象ガスから前記ミスト状オイルを分離し、その分離したオイルを前記ローターの外周から放出させ、
前記ローターの外周から排出された前記処理対象ガスが前記連通孔を通って前記第一チャンバーに流れることを特徴とするオイルセパレータ。 - 前記連通孔が前記ローターの外周よりも中心側に寄って配置さ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。
- 前記第二隔壁部の下面から下方に向けて突設され、前記中心側空間の上部開口に挿入された嵌合部を更に備え、
前記供給孔が前記第二隔壁部の上面から前記嵌合部の下端部まで通じ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。 - 前記第二隔壁部から下へ分離室を置いて前記ケースの下端に設けられた下部隔壁部材と、
前記下部隔壁部材の下から覆い、前記下部隔壁部材の下に噴射室を区画する下部ケースと、
前記下部隔壁部材を上下に貫通するように前記下部隔壁部材に形成された通し孔と、
前記通し孔に通され、前記ローターと一体となって回転するスピンドルと、
前記噴射室内において前記スピンドルの外周面から突設され、周方向に向けてオイルを噴射して、前記スピンドル及び前記ローターを回転させるノズルと、を更に備え、
前記ローターが、
前記分離室内において上下方向に間隔を置いて積み重ねられた複数の分離ディスクと、
前記複数の分離ディスクを下から保持する下部ホルダと、を有し、
前記中心側空間が前記複数の分離ディスク及び前記下部ホルダを上下に貫通し、
前記スピンドルが前記中心側空間に挿入され、前記スピンドルの外周面が前記下部ホルダの内周縁に接合して、前記中心側空間の下部開口が前記スピンドルによって閉塞されていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のオイルセパレータ。 - 前記下部隔壁部材と前記下部ホルダとの間に、且つ前記通し孔の周囲に設けられたラビリンスシールを更に備えることを特徴とする請求項4に記載のオイルセパレータ。
- 前記下部ケースに設けられ、前記噴射室からエンジンのクランクケースに通じた連通筒部と、
前記通し孔内の部位において前記下部ホルダを貫通して、前記中心側空間に通じた調圧孔と、を更に備え、
前記クランクケース内の処理対象ガスが前記連通筒部、前記噴射室及び前記調圧孔を経由して前記中心側空間に流れ込むことを特徴とする請求項4又は5に記載のオイルセパレータ。 - 前記下部隔壁部材を上下に貫通するドレン孔と、
前記下部隔壁部材の上面のうち前記ドレン孔の径方向内側の縁に立設された立壁部と、
前記立壁部の上部から径方向外方に縁出して、前記ドレン孔の上に設けられた天井部と、を更に備え、
前記天井部が前記ドレン孔の周方向一方側の縁部から周方向他方側の縁部に向けて下りに傾斜し、前記天井部の最下部が前記ドレン孔の周方向他方側の縁部に連接することを特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載のオイルセパレータ。 - 前記天井部の径方向外方端部が前記ケースの内周面に当接することを特徴とする請求項7に記載のオイルセパレータ。
- 前記下部隔壁部材を上下に貫通するドレン孔と、
前記下部ホルダの外周縁から上方に向けて突出した筒状の仕切壁と、
前記仕切壁から径方向外方に縁出したフランジと、を更に備え、
前記フランジが前記ケースの内周面から離間して、前記フランジと前記ケースの内周面との間に隙間が形成され、
前記フランジと前記下部隔壁部材との間にオイル処理室が形成され、前記オイル処理室が前記フランジと前記ケースの内周面との間の前記隙間を通じて前記分離室に通じ、
前記ドレン孔が前記オイル処理室内の部位において前記下部隔壁部材を貫通することを特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載のオイルセパレータ。 - 前記下部隔壁部材の下面から下方に垂下し、筒状に設けられたオイルガードを更に備え、
前記ノズルが前記オイルガードの内側に配され、前記ドレン孔が前記オイルガードの外側に配されていることを特徴とする請求項7から9の何れか一項に記載のオイルセパレータ。
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