JPH02294510A - 気液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気とオイル粒子を分離するオイルセパレー
タに関する。

〔従来の技術〕

ブローバイガス通路に設けられるオイルセパレータの一
例が特開昭５９−２０６６１０号公報に記載されている
。この例ではブローバイガスの通路に多数の邪摩板をお
き、流れを屈曲させることにより、ブローバイガスに含
まれる比較的大きなオイル粒子を慣性力によってブロー
バイガスから分離させ、邪摩板や器壁に付着させて捕捉
し、更にそこを通過したブローバイガス中の比較的小さ
なオイル粒子は、後段に設けられている網状のオイルス
トレーナによって捕捉するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術のように、小さなオイル粒子（オイルミス
ト）を捕捉するためにオイルストレーナ或はフィルタ等
の濾過手段を設けているものでは、濾過手段が夾雑物や
オイルのデポジット等によって目詰まりを起こすので、
次第に流れの抵抗が大きくなって圧力損失が増大したり
、一度捕捉されたオイルが再びブローバイガスの流れに
乗って霧化されるというような問題を生じる。そこで、
濾過手段のエレメントは時々清浄なものと交換する必要
がある。

本発明は、濾過手段によることなく、空気流中に含まれ
ているオイル粒子を、大きいものから小さいものまで略
完全に近く分離することのできるメインテナンスフリー
のオイルセバレー夕を提供することを、発明の解決課題
としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のオイルセパレータは、オイル分を含んだ空気を
導びく通路の途中に液状オイルセバレー夕とその下流側
にミストオイルセパレータを直列に設け、前記液状オイ
ルセパレータは、円筒型のケーシングと、それに対して
処理すべき空気を接線方向に流入させるように開口する
空気流入口と、中心部の上方に開口し前記ミストオイル
セパレータに向う空気のための空気流出口と、下部にド
レーンオイルを導出するドレーンオイル通路とを有し、
前記ミストオイノレセバレータは、前記液状オイルセパ
レータの上方にある比較的小径の円筒型のケーシングと
、前記液状オイルセバレー夕の前記空気流出口に連なり
下方から前記円筒型ケーシングの内部へ突出する空気流
入通路と、その周囲に形成される環状溝と、前記ケーシ
ングの上方に開口する空気流出通路と、前記環状溝に開
口するドレーンオイル通路とを有することを特徴とする
。

〔作　用〕

オイル分を含んだ空気が加圧されるか吸引されることに
よって、液状オイルセパレータの空気流入口からその円
筒型のケーシング内に接線方向に流入すると、ケーシン
グ内壁にそって旋回する流れを生じるから、大きなオイ
ル粒子は遠心力を受けて空気流から分離しケーシング内
壁など接触する面上に付着し、凝集して油膜に成長し、
更に合流して下部のドレーンオイル通路から排出される
。

液状オイルセバレー夕の空気流出口から出る空気は、ま
だミスト状の微量のオイルを含んでいるが、こんどはミ
ストオイルセパレータの下方からその円筒型ケーシング
の内部へ突出する比較的細い空気流入通路へ旋回しなが
ら流入する。そして、微細なオイル粒子も遠心力により
分離されて空気流入通路の内面に付着し油膜となる。空
気流入通路の末端からミストオイルセパレータの円筒型
ケーシング内へ空気が流出すると、通路の径が急に拡大
するためにケーシングの内壁に向かって低圧の付着渦が
発生し、空気流入通路の内面に油膜状となってオイルは
空気流入通路の外側にまわり込み、周囲の環状溝に流下
してそこに開口しているドレーンオイル通路から排出さ
れる。

〔実施例〕

第１図を参照すると、空気吸入口１２、吐出口１３及び
オイル流入口１１を有する空気圧縮機１と、空気噴射弁
６とが、上記吐出口ｌ３と連通ずる吐出通路２を介して
接続されている。吐出通路２の途中には、それぞれドレ
ーンオイル通路３３２および４４を有する液状オイルセ
パレータ３及びミストオイルセパレータ４が設けられ、
その下流にはリリーフ空気通路５１を有する圧力調整器
５が設けられている。

第２図を参照すると、液状オイルセパレータ３は、第１
オイル分離装置３１を有する第１区画室３２及び第２区
画室３３から成り、両区画室の間には第２オイル分離装
置３４及び仕切板３５が設けられ、それぞれ同軸にネジ
止めされている。

上記第１区画室３２のケーシング３２１は円筒型であり
、その円筒上部には圧縮空気流入口３２２が接線方向に
開口し、ケーシング３２１上面の中心には圧縮空気流出
口３２３が開口し、それと同軸に第１オイル分離装置３
１がネジ止めされている。第１オイル分離装置３ｌはガ
イド３１１と複数の羽根３１２から成る。ガイド３１１
は下部がラッパ状に開いた円筒型をしており、その外壁
には羽根３１２が空気の旋回方向に対し所定の角度傾け
て取付けられている。

上記第２区画室３３のケーシング３３１は円筒型であり
、その底面にはオイルレベルセンサ７及び電磁開閉弁８
が取付けられ、オイルドレーン通路３３２が開口してい
る。

上記第２オイル分離装置３４はガイド３４１及び複数の
羽根３４２から成る。ガイド３４１は内径が第１区画室
３２のケーシング３２１内径と同一の円筒型をしており
、ガイド３４１の内壁には羽根３４２が空気の旋回方向
に対し所定の角度傾けて取り付けられている。上記仕切
板３５は、下方に向かって狭まるテーバ状をしており、
中心に穴を有する。

４はミストオイルセパレータであって、圧縮空気流入通
路４１と、該通路４１と同軸の円筒型ケーシング４２及
び圧縮空気流出通路４５と、ドレーンオイル通路４４か
ら成り、上記流入通路４１が液状オイルセパレータ３の
圧縮空気流出口３２３と同軸に連通ずる様に液状オイル
セパレータ３にネジ止めされている。流入通路４１は、
円筒型ケーシング４２の内壁最下端部より上方に突出し
、該流入通路４１突出部及び円筒型ケーシング４２で環
状溝４３を形成している。ドレーンオイル通路４４は液
状オイルセパレータ３で発生する空気の旋回流と同一の
接線方向になるように環状溝４３に開口している。

第１図に示されるように、空気圧縮機１より吐出される
圧縮空気は、圧力調整器５により所定圧力に制御され、
空気噴射弁６により噴射される。

空気圧縮機１には、摺動部の焼付防止、シール性の向上
及び圧縮空気の冷却の目的で、毎分２０〜５００ｃｃの
オイルが注入されている。注入されたオイルは圧縮空気
と共に吐出される。

第２図を参照すると、上記オイルと圧縮空気は液状オイ
ルセパレータ３に流入し、第１オイル分離装置３１のガ
イド３１１及びケーシング３２１の内壁で形成される空
間を旋回した後、羽根３１２の取付角度に沿った下方へ
の流れとなる。その後オイルは、ガイド３１１のラッパ
部で外側に振り落とされ、ケーシング３２１の内壁を旋
回しながら落下し、第２オイル分離装置３４、仕切板３
５の穴を経て第２区画室３３に流入する。上記第２オイ
ル分離装置３４は、仕切板３５を流れるオイルが再び空
気の旋回流により飛散混入し、流出口３２３から流出す
ることを防止している。第２区画室３３では、レベルセ
ンサ７により溜まったオイルのレベルを検知し、所定値
以上のレベルに達すると制御回路９により電磁開閉弁８
を開くことで、オイルのみをドレーンする。このように
して、セバレー夕に流入するオイルの液状分が分離され
る。

次に、オイルミスト分を含んだ空気は、ガイド３１１の
外側から内側へ廻り込み、ガイド３１１内壁を旋回しな
がらミストオイルセパレータ４に流入する。この間、オ
イルミスト分が慣性力によりガイド３１１内壁及びミス
トオイルセパレータ４の流入通路４１で液膜化する。そ
して、液膜化したオイル及び空気が流入通路４１の突出
部から流出すると、急激な通路の拡大によりケーシング
４２の内壁に向かって低圧の付着渦が発生し、液膜化し
たオイルが環状溝４３にトラップされる。該オイルは環
状溝４３で旋回し、旋回方向と同じ接線方向に開口する
オイルドレーン通路４４より円滑に排出される。このよ
うにして圧縮空気中のオイルが除去、回収され、清浄な
空気が空気噴射弁６より噴射される。

次に本発明の具体的な用途について述べる。第３図は内
燃機関のエアブラスト式燃料噴射システムに本発明を適
用した例である。エンジンに吸入された空気の一部は空
気圧縮機１により加圧される。圧力調整器５により圧縮
空気の一部はクランクケース内にリリーフされ、圧縮空
気のライン２は３ｋｇ／ｃａｆに保持される。燃料は燃
料噴射弁１０より一旦圧縮空気ライン２に噴射され、エ
アブラスト弁（空気噴射弁）６の開弁と同時に、圧縮空
気と共にエンジンの燃焼室内に噴射される。本発明の液
状オイルセパレータ３及びミストオイルセパレータ４を
上記圧縮空気ライン２に設けると、オイル消費量の増加
及び，エアブラスト弁へのデポジット堆積という問題が
防止できる。

第４図に本発明のオイルセパレータの効果の一例を示す
。第３図に示した実施例についての実験によれば、一般
に用いられているサイクロン式に比べ、本発明の液状オ
イルセバレー夕ではオイルう結果が得られた。

次に、第２図に示した第２オイル分離装置３４は、第５
図に示すようなものでも良い。その構成は仕切板３５の
中心に開口するドレーンロの径よりも大きい径を有する
プレート３６と、プレート３６を固定するアダプタ３７
から成る。

第１オイル分離装置３１通過後の圧縮空気は、旋回しな
がら一旦下方に向かい、仕切板３５到達後上方に向かう
。この時、第１オイル分離装置３１で分離されたのち仕
切板３５上を流下するオイルが、仕切板３５の中央付近
から旋回流に巻き上げられ、再び圧縮空気中に混入しよ
うとしてもプレート３６によって阻止される。また、仕
切板３５を廃止し、プレート３６を第６図のように室の
底壁によって支持するか、あるいは仕切板３５を、第７
図（ａ）及び（ｂ）に示したように、周壁に沿った位置
に開口を有する平板状のものとしてもよい。

また、液状オイルセパレータ３、ミストオイルセパレー
タ４、圧力調整器５の構成は以下に示す様なものでも良
い。

■　圧縮空気に含まれるオイル分の量が比較的少ない場
合には、液状オイルセパレータ３のドレーン通路３３２
に電磁弁８ではなく、圧力調整器５を構成し、オイルと
共に空気もリリーフすることにより、圧縮空気の圧力を
調整する。（第８図）■　圧縮空気に含まれるオイル量
が多い場合には、ｉ状，ｔ−イルセパレータ３を２個、
ミストオイルセパレータ４を１個、直列に接続しても良
い。（第９図） ■　液状オイルセパレータ３のケーシング３２１下部に
溜まるドレーンオイルを排出するために、第２図の電磁
開閉弁８に代えて自動的に開閉するフロート弁８１を設
けてもよい。（第１０図）なお、本発明は上記実施例に
限定されるもので゜はなく、ブローバイガス還元装置に
適用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上の構成、作用により、本発明は以下の効果を発揮す
る。

１。　オイル消費量が低減できる。

２．圧力調整器にオイルが入らないため、圧力制御誤差
が小さい。

３．　フィルタ等の濾過手段を用いずに清浄な空気が得
られるために以下の利点が得られる。

■　エレメント交換の必要がな《、メインテナンスフリ
ーである。

■　劣化オイルを使用しても、デポジットによるフィル
タエレメントの目詰りの心配がないため、オイルの耐用
期間が延びる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を利用する空気噴射弁への空
気供給系統の概要を示す断面図、第２図は第１図の要部
である本発明の実施例の詳細な断面図、第３図は第１図
の空気供給系統を有する内燃機関の全体構成図、第４図
は本発明の実施例の効果を示す図、第５図及び第６図は
それぞれ液状オイルセバレー夕の他の実施例を示す縦断
面図、第７図は同じく液状オイルセパレータの他の実施
例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は要部の平面図、
第８図及び第９図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
概略図、第１０図は同じく他の実施例を示す断面図であ
る。 ３・・・液状オイルセパレータ、 ４・・・ミストオイルセパレータ、 ５・・・圧力調整器、 ４１・・・（圧縮）空気流入通路、 ４３・・・環状溝、 ４４・・・ドレーンオイル通路、 ３１１・・・ガイド、　　　３１２・・・羽根、・・・
（圧縮）空気流入口、 ・・・ドレーンオイル通路、 ・・・円筒型ケーシング、 ・・・（圧縮）空気流出口、 ・・・円筒型ケーシング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オイル分を含んだ空気を導びく通路の途中に液状オイル
   セパレータとその下流側にミストオイルセパレータを直
   列に設け、前記液状オイルセパレータは、円筒型のケー
   シングと、それに対して処理すべき空気を接線方向に流
   入させるように開口する空気流入口と、中心部の上方に
   開口し前記ミストオイルセパレータに向う空気のための
   空気流出口と、下部にドレーンオイルを導出するドレー
   ンオイル通路とを有し、前記ミストオイルセパレータは
   、前記液状オイルセパレータの上方にある比較的小径の
   円筒型のケーシングと、前記液状オイルセパレータの前
   記空気流出口に連なり下方から前記円筒型ケーシングの
   内部に突出する空気流入通路と、その周囲に形成される
   環状溝と、前記ケーシングの上方に開口する空気流出通
   路と、前記環状溝に開口するドレーンオイル通路とを有
   することを特徴とするオイルセパレータ。