JP7047629B2 - オイルミストセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、オイルミストセパレータに関する。

内燃機関には、クランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流する還流通路が設けられている。こうした還流通路の途中には、ブローバイガスに含まれるオイルを分離するオイルミストセパレータが設けられている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載のオイルミストセパレータは、ブローバイガスが流入する流入口及びブローバイガスが流出する流出口を有するケースと、ケースの内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された正極板及び負極板と、絶縁材料からなり、正極板と負極板との間に設けられたフィルタとを備えている。また、ケースの底壁のうち流出口側の部分には、オイルを排出する排出口が設けられている。

こうしたオイルミストセパレータでは、電圧発生装置により各電極間に電圧が印加されることで、各電極間に流入するブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電するとともに、フィルタに誘電分極が生じる。このため、ブローバイガスに含まれるオイルミストのうち帯電しているものが、各電極板間を通過する際に静電気力によってフィルタの表面に吸着されるようになる。このようにして、ブローバイガスに含まれるオイルを分離することができる。なお、フィルタに吸着されたオイルは自重によって落下するとともに、ブローバイガスの圧力によって下流側に移動し、排出口を通じてケース外に排出される。

特開２０１７－５７８０５号公報

ところで、フィルタによりブローバイガスから分離された後、自重によって落下したオイルは、ブローバイガスの圧力によってケースの底壁を伝って排出口に到達する。この場合、以下のような不都合が生じるおそれがある。すなわち、ケースの底壁にオイルが溜められることでブローバイガスの流路となるケースの流路断面積が減少するため、ブローバイガスの流速が増加する。これにより、ブローバイガスがフィルタを通過するために要する時間、換言すれば、フィルタ内に滞留する時間が短くなるため、フィルタに吸着されるオイルミストが少なくなることでオイルの分離性能が低下する。

本発明の目的は、ブローバイガスから分離されたオイルを早期にケース外部に排出することのできるオイルミストセパレータを提供することにある。

上記目的を達成するためのオイルミストセパレータは、ブローバイガスが流入する流入口及び前記ブローバイガスが流出する流出口を有するケースと、前記ケースの内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された正極板及び負極板と、絶縁材料からなり、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、前記ケースの底壁に設けられ、前記フィルタを通過することで前記ブローバイガスから分離されたオイルを排出する排出口と、を備え、前記排出口は、前記底壁のうち前記フィルタに対向する部分に設けられており、前記底壁には、前記排出口よりもブローバイガスの流れ方向の下流側であり、且つ前記排出口よりも上方に位置するとともに前記排出口よりも前記下流側へのオイルの移動を規制する規制部が設けられている。

ブローバイガスに含まれるオイルミストの大部分は、フィルタのうち上流側の部分においてブローバイガスから分離されることとなる。また、ブローバイガスから分離された後、自重により落下したオイルは、ブローバイガスの圧力によってケースの底壁を伝って下流側に向かって移動する。

ここで、上記構成によれば、ケースの底壁のうちフィルタに対向する部分に排出口が設けられている。このため、底壁のうちフィルタよりも下流側の部分に排出口が設けられた構成と比較して、底壁を伝って移動するオイルを排出口から早期に排出することができる。また、上記構成によれば、底壁には、排出口よりも下流側へのオイルの移動を規制する規制部が設けられているため、ブローバイガスの圧力によって下流側に移動するオイルが規制部に衝突することで排出口に向けて案内されるようになる。したがって、ブローバイガスから分離されたオイルを早期にケース外部に排出することができる。

また、上記目的を達成するためのオイルミストセパレータは、ブローバイガスが流入する流入口及び前記ブローバイガスが流出する流出口を有するケースと、前記ケースの内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された正極板及び負極板と、絶縁材料からなり、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、前記ケースの底壁に設けられ、前記フィルタを通過することで前記ブローバイガスから分離されたオイルを排出する排出口と、を備え、前記排出口は、前記底壁の前記フィルタに対向する部分のうちブローバイガスの流れ方向における中央よりも上流側の部分に設けられている。

同構成によれば、ケースの底壁のフィルタに対向する部分のうちブローバイガスの流れ方向における中央よりも上流側の部分に排出口が設けられている。このため、底壁を伝って移動するオイルを排出口から早期に排出することができる。したがって、ブローバイガスから分離されたオイルを早期にケース外部に排出することができる。

本発明によれば、ブローバイガスから分離されたオイルを早期に排出することができる。

オイルミストセパレータの一実施形態について、オイルミストセパレータの構成を示す斜視図。 同実施形態の正極板及び負極板と電圧発生装置との電気的な関係を示す模式図。 図１の３－３線に沿った断面図。 図３の４－４線に沿った断面斜視図。 第１変更例のオイルミストセパレータにおける図３の一点鎖線で囲まれた部分の断面図。 第２変更例のオイルミストセパレータにおける図３の一点鎖線で囲まれた部分の断面図。 第３変更例のオイルミストセパレータにおける図３の一点鎖線で囲まれた部分の断面図。

以下、図１～図４を参照して、一実施形態について説明する。
本実施形態のオイルミストセパレータは、内燃機関のクランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流する還流通路の途中に設けられるものである。

図１及び図２に示すように、オイルミストセパレータ１０は、流入口２１及び流出口２２を有するケース２０と、ケース２０の下部に固定される排出カバー６０と、を備えている。ケース２０の内部には、対向して配置された正極板４１及び負極板４２と、絶縁材料によって形成され、正極板４１及び負極板４２の間に介設されたフィルタ５０とが収容されている。

図１及び図３に示すように、ケース２０は、上部開口を有する直方体状のケース本体２３と、ケース本体２３の上部開口を閉塞する蓋２４とを備えている。ケース本体２３、蓋２４、は共に絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。

ケース本体２３は、長方形状の底壁２５と、底壁２５の四方から上方に向かって延びる側壁２９とを有している。
各側壁２９のうち、底壁２５の長手方向において対向する一対の側壁２９の外側面における中央には、筒状の流入口２１及び流出口２２がそれぞれ突設されている。

内燃機関のブローバイガスは、流入口２１を通じてケース２０の内部に導入され、流出口２２を通じてケース２０の外部に導出される。ケース２０内においては、ブローバイガスは、ケース２０の長手方向に沿って流れる。以降において、ケース２０内におけるブローバイガスの流れる方向を単に流れ方向と称し、流れ方向と上下方向の双方に直交する方向を幅方向と称する。また、流れ方向のうち流入口２１が設けられている側を上流側、流出口２２が設けられている側を下流側と称する。

図３に示すように、底壁２５は、上流側の側壁２９の下端から下流側に向かって延びる第１底壁２６と、下流側の側壁２９の下端から上流側に向かって延びる第２底壁２７とを有している。

第１底壁２６には、段差部２６ａが形成されており、段差部２６ａよりも下流側の部分の上面には、下流側縁部２６Ａに近接するほど下方に向かって傾斜する第１傾斜面２６ｂが設けられている。

第２底壁２７には、段差部２７ａが形成されており、段差部２７ａよりも上流側の部分の上面には、上流側縁部２７Ａに近接するほど下方に向かって傾斜する第２傾斜面２７ｂが設けられている。

図４に示すように、第１底壁２６と第２底壁２７とは互いに連結されておらず、第２底壁２７は、第１底壁２６よりも上方に位置している。第１底壁２６の下流側縁部２６Ａと、第２底壁２７の上流側縁部２７Ａとの上下方向の隙間は、排出口２８として機能する。排出口２８は、底壁２５の幅方向の全体にわたって設けられている。なお、図３に示すように、排出口２８は、フィルタ５０の流れ方向における中央よりも上流側に設けられている。

図１及び図３に示すように、蓋２４の内面には、フィルタ５０の形状に応じた凹部２４ａが設けられている。これにより、ケース本体２３に蓋２４が取り付けられた状態において、フィルタ５０の上部が凹部２４ａにはまり込む。これにより、フィルタ５０の上部が位置決めされる。また、図３に示すように、フィルタ５０の下部は、第１底壁２６の段差部２６ａ及び第２底壁２７の段差部２７ａにより位置決めされる。

ケース２０の内部には、例えばステンレス鋼によって形成された複数枚（本実施形態では２枚ずつ）の正極板４１及び負極板４２が幅方向に互いに間隔をおいて交互に配置されている。正極板４１及び負極板４２は、流入口２１が設けられた側壁２９及び流出口が設けられた側壁２９から離間して配置されている。正極板４１及び負極板４２の下端は、第１底壁２６及び第２底壁２７に沿った形状に形成されている。なお、正極板４１及び負極板４２の形状は同一である。

図２に示すように、正極板４１及び負極板４２には、電圧発生装置７０が電気的に接続されている。より詳しくは、導線などを介して、正極板４１に電圧発生装置７０の陽極（＋）が接続され、負極板４２に電圧発生装置７０の陰極（－）が接続されている。これにより、互いに隣り合う正極板４１及び負極板４２の間には、電位差が生じる。

正極板４１及び負極板４２の間には、誘電分極が生じる絶縁材料であるポリエステルなどの繊維によって形成されたフィルタ５０が介設されている。フィルタ５０は、正極板４１及び負極板４２に当接している。フィルタ５０の流れ方向及び上下方向の長さは、正極板４１及び負極板４２と同一である。

図１及び図３に示すように、排出カバー６０は、ケース２０の底壁２５の周縁部に固定される枠部６１と、枠部６１から下方に向かって膨出する四角錐台状の膨出部６２と、膨出部６２の下部に突設された筒状のドレン部６３とを有している。排出カバー６０は、ケース２０と同様の絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。

本実施形態の作用について説明する。
内燃機関のクランク室内において発生したブローバイガスは、流入口２１を通じてケース２０内に流入して流出口２２から流出する。このとき、正極板４１及び負極板４２には、電圧発生装置７０により電圧が印加されているため、フィルタ５０に誘電分極が生じる。これにより、フィルタ５０を通過するブローバイガスに含まれるオイルミストのうち帯電しているものが、静電気力によってフィルタ５０に吸着されやすくなる。このようにして、ブローバイガスからオイルが分離される。

ブローバイガスに含まれるオイルミストの大部分は、フィルタ５０のうち上流側の部分においてブローバイガスから分離されることとなる。また、ブローバイガスから分離された後、自重により落下したオイルは、ブローバイガスの圧力によってケース本体２３の底壁２５を伝って下流側に向かって移動する。

ここで、底壁２５には、第１底壁２６の下流側縁部２６Ａと第２底壁２７の上流側縁部２７Ａとの上下方向の隙間により構成された排出口２８が設けられている。また、第２底壁２７の上流側縁部２７Ａが第１底壁２６の下流側縁部２６Ａよりも上方に位置している。このため、ブローバイガスの圧力によって下流側に移動するオイルが上流側縁部２７Ａに衝突することで、排出口２８よりも下流側へのオイルの移動が規制され、オイルが排出口２８に向けて案内されるようになる。すなわち、本実施形態では、上流側縁部２７Ａが本発明に係る規制部３０として機能する。

また、排出口２８を通じたオイルの排出方向がブローバイガスの流れ方向に沿うことで、ブローバイガスの圧力によって移動するオイルが第１底壁２６を伝ってそのまま排出口２８を通じて排出されることとなる。

このようにして、排出口２８から排出されたオイルは、排出カバー６０内を通じてドレン部６３から外部に排出される。
本実施形態の効果について説明する。

（１）オイルミストセパレータ１０は、第１底壁２６と、第１底壁２６の下流側に位置する第２底壁２７とを有する底壁２５を備える。第２底壁２７の上流側縁部２７Ａは第１底壁２６の下流側縁部２６Ａよりも上方に位置しており、第１底壁２６の下流側縁部２６Ａと、第２底壁２７の上流側縁部２７Ａとの上下方向の隙間により排出口２８が構成されている。

こうした構成によれば、上記作用を奏することから、ブローバイガスから分離されたオイルを早期にケース２０の外部に排出することができる。
（２）第１底壁２６の上面には、下流側縁部２６Ａに近接するほど下方に向かって傾斜する第１傾斜面２６ｂが設けられており、第２底壁２７の上面には、上流側縁部２７Ａに近接するほど下方に向かって傾斜する第２傾斜面２７ｂが設けられている。

こうした構成によれば、第１底壁２６上に落下したオイルが、ブローバイガスの圧力に加えて自重により排出口２８に向かって移動しやすくなる。また、第２底壁２７上に落下したオイルや、上流側縁部２７Ａを乗り越えて移動してきたオイルが下流側に移動しにくくなるとともに、自重により排出口２８に向かって移動しやすくなる。したがって、オイルミストセパレータのオイルの排出性能を向上させることができる。

（３）排出口２８は、底壁２５の流れ方向における中央よりも上流側の部分に設けられている。
こうした構成によれば、底壁２５を伝って移動するオイルを排出口２８から早期に排出することができる。したがって、ブローバイガスから分離されたオイルを早期にケース２０の外部に排出することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
なお、以下の図５～図７にそれぞれ示す第１変更例～第３変更例において、上記実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、対応する構成については、それぞれ「１００」、「２００」、「３００」を加算した符号を付すことにより、重複した説明を省略する。

・図５に示すように、第１底壁１２６の下流側縁部１２６Ａに対して、第２底壁１２７の上流側縁部１２７Ａを上方及び流れ方向の下流側に離間させることで生じる隙間を排出口１２８とすることもできる。

・図６に示すように、第１底壁２２６と、第１底壁２２６よりも大きい厚みを有する第２底壁２２７とを設ければ、第１底壁２２６の下面と第２底壁２２７の下面とを上下方向において同一の位置にすることもできる。この場合、第２底壁２２７の第１底壁２２６よりも厚い部分が規制部２３０として機能する。

また、同図に示すように、底壁２２５に対して、上下方向に貫通する貫通孔を排出口２２８とすることもできる。
・図７に示すように、第２底壁３２７の上流側縁部３２７Ａから上方に向かって突出する規制部３３０を設けることもできる。規制部３３０は、底壁３２５の幅方向の全体にわたって延在するものであってもよいし、同幅方向に互いに間隔をおいて複数設けられていてもよい。幅方向の全体にわたって延在する規制部３３０においては、規制部３３０を流れ方向に貫通する少なくとも１つの孔３３０ａが設けられていることが好ましい。

・第１底部と、第１底部よりも上方に位置する第２底部とを連結する段差部を有する底壁において、同段差部に排出口としての開口部を設けることもできる。この場合、排出口は幅方向に互いに間隔を置いて複数設けるようにしてもよい。

１０…オイルミストセパレータ、２０…ケース、２１…流入口、２２…流出口、２３…ケース本体、２４…蓋、２４ａ…凹部、２５，１２５，２２５，３２５…底壁、２６，１２６，２２６，３２６…第１底壁、２６ａ…段差部、２６Ａ，１２６Ａ，２２６Ａ，３２６Ａ…下流側縁部、２６ｂ…第１傾斜面、２７，１２７，２２７，３２７…第２底壁、２７ａ…段差部、２７Ａ，１２７Ａ，２２７Ａ，３２７Ａ…上流側縁部、２７ｂ…第２傾斜面、２８，１２８，２２８，３２８…排出口、２９…側壁、３０，１３０，２３０，３３０…規制部、４１…正極板、４２…負極板、５０…フィルタ、６０…排出カバー、６１…枠部、６２…膨出部、６３…ドレン部、７０…電圧発生装置、３３０ａ…孔。

Claims (5)

1. ブローバイガスが流入する流入口及び前記ブローバイガスが流出する流出口を有するケースと、前記ケースの内部に収容され、互いに間隔をおいて対向して配置された正極板及び負極板と、絶縁材料からなり、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、前記ケースの底壁に設けられ、前記フィルタを通過することで前記ブローバイガスから分離されたオイルを排出する排出口と、を備えるオイルミストセパレータにおいて、
   前記流入口から前記流出口に向かうブローバイガスの流れ方向の上流側及び下流側をそれぞれ上流側及び下流側とするとき、
   前記排出口は、前記底壁のうち前記フィルタに対向する部分に設けられており、
   前記底壁には、前記排出口よりも下流側であり、且つ前記排出口よりも上方に位置するとともに前記排出口よりも下流側へのオイルの移動を規制する規制部が設けられ、
   前記底壁は、第１底部と、前記第１底部の下流側に位置する第２底部と、を備え、
   前記第２底部の上流側縁部は前記第１底部の下流側縁部よりも上方に位置しており、
   前記排出口は、前記上流側縁部と前記下流側縁部との間に設けられており、
   前記第２底部の上流側縁部により、前記規制部が構成されている、
   オイルミストセパレータ。
2. 前記排出口は、前記第１底部の前記下流側縁部と、前記第２底部の前記上流側縁部との上下方向の隙間により構成されている、
   請求項１に記載のオイルミストセパレータ。
3. 前記第１底部の上面には、前記下流側縁部に近接するほど下方に向かって傾斜する第１傾斜面が設けられている、
   請求項２に記載のオイルミストセパレータ。
4. 前記第２底部の上面には、前記上流側縁部に近接するほど下方に向かって傾斜する第２傾斜面が設けられている、
   請求項２または請求項３に記載のオイルミストセパレータ。
5. 前記排出口は、前記底壁の前記フィルタに対向する部分のうちブローバイガスの流れ方向における中央よりも上流側の部分に設けられている、
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のオイルミストセパレータ。

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