JPH08144733A - オイルミスト分離回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒径の小さいオイルミストを効率よく回収す
る。 【構成】 オイルミスト分離回収装置の本体１０は、円
筒部１１ａと逆円錐台部１１ｃとオイル回収部１１ｄを
設けており、円筒部の上端には上板１１ｂが取り付けら
れている。円筒部の上端近傍にはガス供給管１２が取り
付けられ、上板を貫通してガス排出管１３が取り付けら
れている。ガス排出管内には、オイルミスト分離部材２
０が設けられている。オイルミスト分離部材は、縦棒２
１ａ1 ，２１ａ2 と横棒２１ｂ1 ，２１ｂ2 を有する縦
長の四角形状の支持枠２１を設けている。縦棒間には、
ステンレスの線材２３が互いに略平行にかつ中心に向け
て下方に傾斜して卷かれる。本体内で除去され難い粒径
が２μｍ程度以下の微小な粒子を含むガスは、ガス排出
管１３内に流入し、排出管内を螺旋状に旋回して進行
し、微小な粒子が線材２３に効率よく吸着し除去され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オイルミスト分離回収
装置に係り、特に自動車等の車両用エンジンのクランク
室内に溜ったブローバイガスに含まれる粒径の小さいオ
イルミストを分離回収するのに適したオイルミスト分離
回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のオイルミスト分離回収装
置としては、例えば実開昭５１ー７５４０号公報に示す
ように、自動車用エンジンのブローバイガス還流管の一
部に介装されたオイルミスト分離回収装置（ブローバイ
ガスの還元装置）が知られていた。このオイルミスト分
離回収装置は、図８に示すように、上端が封止された円
筒部２と、その下端に連結された逆円錐筒部３と、その
下側に設けたオイル受け部４とを有する本体１と、円筒
部２の上端近傍の開口部に連結されたガス供給管５と、
円筒部２の上端面２ａの中心を貫通して設けたガス排出
管６とを備えている。そして、ガス供給管５から送られ
たオイルミストを含んだガスが、本体１内の円筒空間を
旋回することにより、管壁にオイルミストが当たって凝
縮するサイクロン効果により、オイルミストが分離回収
されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記オイルミ
スト分離回収装置においては、２μｍ程度以下の微小粒
径のオイルミストの回収効率が不十分である。そして、
その回収効率を高めるためには、本体１の径を小さくし
てオイルミストに加わる遠心力を大きくする必要がある
が、その結果として装置の圧力損失が大きくなるという
問題がある。

【０００４】ところで、上記サイクロン方式のオイルミ
スト分離回収装置の場合、ガス供給管内とガス排出管内
におけるガス流の速度分布が異なっている。すなわち、
図７に示すように、ガス供給管５内においては管壁近傍
で小さくなる他はほぼ均一な速度分布Ｖになっている
が、ガス排出管６内における速度分布は、本体１内にお
ける旋回流の影響により、長さ方向の速度分布Ｖz 及び
径方向の速度分布Ｖθ共に管壁の近傍部分の速度が管中
心の速度に比べて非常に大きなものになっている。すな
わち、ガス排出管内におけるガスの流れは、管壁近辺に
沿った螺旋形状になっている。このような事実に基づい
て、本件発明者はサイクロン方式のオイルミスト分離回
収装置における微小粒径のオイルミストの効率的な除去
についての方法を想到するに至った。すなわち、本発明
は、上記した問題に対し、圧力損失を抑制しつつオイル
ミスト混入ガス中の粒径の細かいオイルミストを効率良
く除去することが可能なオイルミスト分離回収装置を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、上端面
が板材により封止された円筒部と、円筒部の下端に連結
された逆円錐筒部と、円錐筒部の下端開口部に連結され
たオイル受け部とを設けてなる本体と、円筒部の上端近
傍の開口部に連結されたガス供給管と、円筒部の板材の
中心に板材を貫通して設けたガス排出管と、ガス排出管
内の一定範囲内にてガス排出管の軸線から管壁の間に配
設された少なくとも１個の縦長の枠体と、枠体の縦棒間
に管壁から中心に向けて下方に傾斜して互いに略平行に
巻き付けられた線材とを設けてなるオイルミスト分離部
材とを備えたことにある。

【０００６】また、上記請求項２に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項１に記載のオイルミスト粒子分離成
長装置において、枠体の中心側の縦棒に上下方向に延び
た少なくとも一本の溝を設けたことにある。

【０００７】また、上記請求項３に係る発明の構成上の
特徴は、上端面が板材により封止された円筒部と、円筒
部の下端に連結された逆円錐筒部と、円錐筒部の下端開
口部に連結されたオイル受け部とを備えてなる本体と、
円筒部の上端近傍の開口部に連結されたガス供給管と、
円筒部の板材の中心に板材を貫通して設けたガス排出管
と、ガス排出管内の一定範囲内にてガス排出管の軸線か
ら管壁の間に配設された少なくとも１個の縦長の枠体
と、枠体の横棒間に縦方向に互いに略平行に巻き付けら
れた線材とを設けてなるオイルミスト回収部材とを備え
たことにある。

【０００８】また、上記請求項４に係る発明の構成上の
特徴は、前記請求項３に記載のオイルミスト分離回収装
置において、枠体の横棒を中心方向に下側に向けて傾斜
させたことにある。

【０００９】上記オイルミスト分離部材の材質として
は、樹脂、金属が用いられるが、成形の容易な樹脂がよ
り好ましい。また、線材の材質としては、金属線，ガラ
ス繊維、炭素繊維、ナイロン，ポリエステル等の合成繊
維等が用いられ、線材の形態として、それらの単繊維も
しくはそれらの単繊維からなる繊維糸、例えば、縒り
線、有刺線、中空糸等が好ましい。また、上記線材の径
は、１００μｍ以下であることが好ましく、特に２μｍ
以下程度の微小粒径の粒子を効率よく吸着させるために
は、２０〜４０μｍの範囲であることが好ましい。

【００１０】

【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項１に
係る発明においては、まず本体内においてサイクロン効
果によりオイルミスト混入ガス中の主として粒径２μｍ
以上の粒子が効率よく除去される。そして、主に粒径２
μｍ以下の微小粒子を含むガスが、ガス排出管内に流入
すると、ガスは管壁近傍の流速が大きな螺旋状の流れに
なっている。そして、この高速のガス流が、ガス排出管
内の一定範囲内に中心から管壁の間に設けられたオイル
ミスト分離部材に当たることにより、ガス中の微小粒径
のオイルミスト成分が分離部材の線材に効率よく吸着さ
れる。そして、吸着されたオイルミスト分は、大きな粒
径に成長し、その重さによって中心に向けて傾斜した線
材に沿って中心に移動する。枠体の中心に集められたオ
イル分は、中心の縦棒を伝って下方に落下し、本体下方
のオイル受け部に収容される。その結果、本体内で十分
に除去されなかった粒径２μｍ以下程度の微小粒子が、
オイルミスト分離部材によって効率よく除去される。ま
た、オイルミスト分離部材は、線材の径が小さく、線材
列の間に空間部分が設けられているので、ガス通過に際
して圧力損失が大きくなることはない。

【００１１】また、上記のように構成した請求項２に係
る発明においては、枠体の中心に集められたオイル分
が、縦棒の溝に沿ってより速く下方に落下し、オイル受
け部に効率よく回収される。

【００１２】また、上記のように構成した請求項３に係
る発明においては、微小粒径のオイルミストを含むガス
が、ガス排出管内に流入すると、管壁近傍の流速が大き
な螺旋状になって排出管内を流れる。そして、高速のガ
ス流は、中心から管壁の間に設けたオイルミスト分離部
材に当り、微小粒径のオイルミストが、オイルミスト分
離部材の縦方向に配設された線材に効率よく吸着され
る。そして、吸着されたオイルミスト分は、大きな粒径
に成長し、その重さによって下方に移動し、本体下方の
オイル受け部に回収される。その結果、本体内で十分に
除去されなかった粒径２μｍ以下程度の微小粒子が、効
率よく除去される。また、オイルミスト分離部材によっ
て圧力損失が大きくなることもない。

【００１３】また、上記のように構成した請求項４に係
る発明においては、線材に吸着し大きな粒径に成長した
オイル分が下方に移動する。そして、このオイル分は、
中心に向けて傾斜した横棒を伝ってガス排出管の中心に
集められ、縦棒を伝って下方に落下し、オイル受け部に
効率よく回収される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１及び図２は、第１実施例に係る自動車エン
ジン用のサイクロン方式のオイルミスト分離回収装置を
斜視図、平面図及び一部破断面図により概略的に示した
ものである。このオイルミスト分離回収装置は、プラス
チック製の本体１０を有している。本体１０は、円筒部
１１ａを設けており、円筒部１１ａの上端には中心に貫
通孔１１ｂ1 を有する上板１１ｂが取り付けられてい
る。また、円筒部１１ａの下端には逆円錐筒部１１ｃが
一体的に取り付けられており、その下側開口部にはオイ
ル回収部１１ｄが一体的に取り付けられている。円筒部
１１ａの上端近傍の開口には、ガス供給管１２が取り付
けられている。上板１１ｂには、支持板１３ａの中心に
貫通して設けられたガス排出管１３が、貫通孔１１ｂ1
を貫通して上板１１ｂに固定されている。そして、ガス
排出管１３内には、図２（ｂ）に示すように、オイルミ
スト分離部材２０が設けられている。

【００１５】オイルミスト分離部材２０は、図３に示す
ように、ポリエステル樹脂等の射出成形により形成され
た支持枠２１を設けている。支持枠２１は、２本の縦棒
２１ａ1 ，２１ａ2 と２本の横棒２１ｂ1 ，２１ｂ2 を
有する縦長の四角形状であり、横棒２１ｂ1 ，２１ｂ2
が中心に向けて３０゜傾斜している。横棒２１ｂ1 ，２
１ｂ2 の傾斜角度は任意であり必ずしも傾斜させる必要
はないが、好ましくは１５〜６０゜の範囲で傾斜させる
のがよい。縦棒２１ａ1 ，２１ａ2 の外側には上下に２
２個の溝が２１ａ3 が設けられている。支持枠２１の中
心側の縦棒２１ａ1 の上下端には、横棒２１ｂ1 ，２１
ｂ2 と同一形状の支持棒２２ａ，２２ｂが、支持枠２１
と同一平面内に取り付けられており、また支持棒２２
ａ，２２ｂの左端間には支持棒２２ｃが設けられてい
る。ただし、支持棒２２ｃは省略してもよい。なお、オ
イルミスト分離部材２０の材質としては、各種樹脂の他
に金属が用いられるが、成形の容易な樹脂がより好まし
い。

【００１６】そして、支持枠２１の縦棒２１ａ1 、２１
ａ2 間には、図２（ｂ）及び図３に示すように、ステン
レス製の線径３０μｍの線材２３が互いに略平行に卷き
付けられる。線材２３は、一方側の溝２１ａ3 から上下
順番に、卷き線機（図示しない）を用いて卷かれる。こ
れにより、オイルミスト分離部材２０が得られる。この
オイルミスト分離部材２０は、ガス排出管１３の内壁に
設けた挿入溝（図示しない）に取り付けられ、接着剤等
を用いて固定される。なお、線材２３の材質としては、
その他金属線、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロン，ポリ
エステル等の合成繊維等が用いられる。線材の形態とし
て、これら材質の単繊維もしくはこれらの単繊維からな
る繊維糸、例えば、縒り線、有刺線、中空糸等が好まし
い。また、線径については、１００μｍ以下であるが、
特に微小粒径のオイルミストの除去用としては２０〜４
０μｍの範囲にあることが好ましい。

【００１７】以上のように構成したオイルミスト分離回
収装置においては、エンジンのクランク室からオイルミ
ストを含んだガスが、ガス供給管１２から本体１０内に
流入し、円筒部１１ａとガス排出管１３間の円筒空間Ｋ
内を旋回する。このガスの旋回によるサイクロン効果に
より、ガス中の特に粒径が２μ以上の大きなオイルミス
トが管壁に衝突して凝縮し、徐々に大きな粒径に成長す
る。それにより重量が増したオイル粒が、管壁を伝って
落下し、下方のオイル回収部１１ｄ内に効率よく回収さ
れる。そして、上記サイクロン効果によっては、除去さ
れ難い粒径が２μｍ程度以下の微小な粒子を含むガス
は、円筒部１１ａ及び逆円錐筒部１１ｃを通ってガス排
出管１３内に流入する。

【００１８】このガスは、円筒空間Ｋ内における旋回の
影響により、排出管１３内を直進することなく螺旋状に
旋回して上方に進行する。そのときのガス流の速度分布
は、図７に示すように、管壁近傍部分の速度が大きく中
心部分の速度が非常に小さくなっている。そして、この
周辺部分を高速度で螺旋状に旋回するガスが、オイルミ
スト分離部材２０に当り、オイルミスト中の粒径が２μ
ｍ程度以下の微小な粒子が、支持枠２１に高密度で配設
された線材２３に効率よく吸着される。この微小粒子の
吸着の繰り返しにより、線材２３に吸着された粒子の径
が大きくなり、大きくなった粒子は、その重量により傾
斜した線材２３を伝って中心に向けて流れる。そして、
オイル粒は、中心部の縦棒２１ａ1 を伝って落下し、オ
イル回収部１１ｄに収容される。

【００１９】このオイルミスト分離回収装置によるオイ
ルミスト回収結果について、オイルミスト分離部材２０
を設けていない従来のオイルミスト分離回収装置（図８
に示す）による回収結果と比較したグラフを図４に示
す。ここで、円筒部の内径は３５ｍｍφ、ガスの流量は
７０ｌ／ｍｉｎである。図４の結果から明らかなよう
に、特にオイルミストの粒径が０．７３〜１．２μｍ及
び１．２〜２．４μｍの微小粒径の粒子の補集効率が、
従来に較べて約７０％及び３５％高く、大幅に改善され
ている。また、このオイルミスト分離部材２０は、線材
２３の線径が細く、かつ線材２３列の間に隙間が設けら
れているので、ガス通過に際して圧力損失が大きくなる
こともない。

【００２０】なお、上記実施例に示したオイルミスト分
離部材の支持枠２１の変形例として、図５に示すよう
に、支持棒２２ａ〜２２ｃを省略してもよい。そして、
縦棒２１ａ2 を直接ガス排出管の管壁に取り付けること
により、支持枠２１をガス排出管１３内に配設すること
ができる。また、上記第１実施例及び変形例に示した支
持枠２１の中心側の縦棒２１ａ1に上下方向に溝を設け
てもよい。これにより、縦棒２１ａ1 に集められたオイ
ル分の下方への流れが一層円滑に行われる。

【００２１】次に、第２実施例について図面により説明
する。第２実施例に係るオイルミスト分離部材３０の支
持枠３１は、図６に示すように、上記第１実施例の支持
枠２１と略同一形状であり、その上下中間位置に排出管
１３の中心に向けて下方に３０゜傾斜した横棒を３１ｂ
3 を加えたものである。ただし、支持枠３１に横棒を２
本以上加えてもよく、また加えなくてもよい。また、横
棒３１ｂ1 〜３１ｂ3 の傾斜角度は任意であり必ずしも
傾斜させる必要はないが、吸着したオイル粒の中心へ向
けての流れを促進させるために好ましくは１５〜６０゜
の範囲で傾斜させるのがよい。そして、支持枠３１の横
棒３１ｂ1 の上側及び横棒３１ｂ2 の下側には、溝３１
ｂ4 が設けられている。そして、支持枠３１の横棒３１
ｂ1 、３１ｂ2 間には、図６に示すように、ステンレス
製の線径３０μｍの線材３３が互いに略平行に卷き付け
られ、オイルミスト分離部材３０が得られる。なお、上
記第１実施例の変形例に示したように、支持棒３２ａ〜
３２ｃについては省略してもよい。

【００２２】以上のように構成したオイルミスト分離部
材３０についても、ガス排出管１３の周辺部分を高速度
で螺旋状に旋回するガスが当ることにより、ガスに含ま
れるオイルミスト中の粒径が２μｍ程度以下の微小な粒
子が、支持枠３１に高密度で配設された線材３３に効率
よく吸着される。そして、線材３３に吸着された粒子の
径が大きくなり、大きくなった粒子は、その重量により
線材３３を伝って下方に流れ、さらに横棒３１ｂ2 、３
１ｂ3 を伝って中心に向けて流れる。そして、オイル粒
は、中心部の縦棒３１ａ1 に集められて下方に落下し、
オイル回収部１１ｄに収容される。

【００２３】なお、上記各実施例及び変形例において
は、横棒または縦棒に溝を設け、溝を通して線材を巻き
付けているが、溝を無くし、線材を棒に巻き付けた後に
線材を接着剤で棒に固定したり、または予め線材を巻き
付ける棒に接着剤を塗布した状態で線材を巻き付けて固
定するようにしてもよい。また、上記各実施例及び変形
例において、線材の巻き付けのピッチについては、目的
用途等に応じて定められる。さらに、上記各実施例及び
変形例においては、オイルミスト分離部材を排気管内に
１個挿着させた場合について説明しているが、２個以上
挿着させてもよい。また、上記各実施例及び変形例にお
いては、オイルミスト分離回収装置を自動車エンジン用
として用いているが、その他のエンジンやガスタービン
等のオイルミスト回収用としても用いることができる。
さらに、上記オイルミスト分離回収装置を、従来工業用
として用いられていた電気集塵装置の代わりに用いるこ
とができ、微小なオイルミストを安全にかつ安価に除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るサイクロン形式のオイ
ルミスト分離回収装置を概略的に示す斜視図である。

【図２】第１実施例に係るオイルミスト分離回収装置を
示す平面図及び一部破断正面図である。

【図３】同オイルミスト分離回収装置のオイルミスト分
離部材を概略的に示す正面図である。

【図４】同オイルミスト分離回収装置を用いたオイルミ
ストの補集効率の結果を示すグラフである。

【図５】第１実施例の変形例に係るオイルミスト分離部
材を概略的に示す正面図である。

【図６】第２実施例に係るオイルミスト分離部材を概略
的に示す正面図である。

【図７】サイクロン形式のオイルミスト分離回収装置の
ガス流の速度分布を示す説明図である。

【図８】従来例に係るサイクロン形式のオイルミスト分
離回収装置を概略的に示す一部破断正面図である。

【符号の説明】

１０…本体、１１ａ…円筒部、１１ｂ…上板、１１ｃ…
逆円錐筒部、１１ｄ…オイル回収部、１２…ガス供給
管、１３…ガス排出管、１３ａ…支持板、２０…オイル
ミスト分離部材、２１…支持枠、２１ａ1 ，２１ａ2 …
縦棒、２１ａ3 …溝、２１ｂ1 ，２１ｂ2 …横棒、２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ…支持棒、２３…線材、３０…オイ
ルミスト分離部材、３１…支持枠、３１ａ1 ，３１ａ2
…縦棒、３１ｂ1 ，３１ｂ2 ，３１ｂ3 …横棒、３１ｂ
4 …溝、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…支持棒、３３…線
材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端面が板材により封止された円筒部
   と、同円筒部の下端に連結された逆円錐筒部と、同円錐
   筒部の下端開口部に連結されたオイル受け部とを設けて
   なる本体と、 前記円筒部の上端近傍の開口部に連結されたガス供給管
   と、 前記円筒部の板材の中心に同板材を貫通して設けたガス
   排出管と、 同ガス排出管内の一定範囲内にて同ガス排出管の軸線か
   ら管壁の間に配設された少なくとも１個の縦長の枠体
   と、同枠体の縦棒間に管壁から中心に向けて下方に傾斜
   して互いに略平行に巻き付けられた線材とを設けてなる
   オイルミスト分離部材とを備えたことを特徴とするオイ
   ルミスト分離回収装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載のオイルミスト粒子
   分離成長装置において、 前記枠体の中心側の縦棒に上下方向に延びた少なくとも
   一本の溝を設けたことを特徴とするオイルミスト分離回
   収装置。
3. 【請求項３】 上端面が板材により封止された円筒部
   と、同円筒部の下端に連結された逆円錐筒部と、同円錐
   筒部の下端開口部に連結されたオイル受け部とを備えて
   なる本体と、 前記円筒部の上端近傍の開口部に連結されたガス供給管
   と、 前記円筒部の板材の中心に同板材を貫通して設けたガス
   排出管と、 同ガス排出管内の一定範囲内にて同ガス排出管の軸線か
   ら管壁の間に配設された少なくとも１個の縦長の枠体
   と、同枠体の横棒間に縦方向に互いに略平行に巻き付け
   られた線材とを設けてなるオイルミスト回収部材とを備
   えたことを特徴とするオイルミスト分離回収装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３に記載のオイルミスト分離
   回収装置において、 前記枠体の横棒を中心方向に下側に向けて傾斜させたこ
   とを特徴とするオイルミスト分離回収装置。