JPH1082735A - Device for measuring insoluble matter in lubrication oil - Google Patents

Device for measuring insoluble matter in lubrication oil

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JPH1082735A
JPH1082735A JP23927996A JP23927996A JPH1082735A JP H1082735 A JPH1082735 A JP H1082735A JP 23927996 A JP23927996 A JP 23927996A JP 23927996 A JP23927996 A JP 23927996A JP H1082735 A JPH1082735 A JP H1082735A
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JP
Japan
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oil
lubricating oil
chamber
measurement
measuring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23927996A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Yoshinaga
融 吉永
Naoya Kato
直也 加藤
Masaki Takeyama
雅樹 武山
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce measurement errors due to bubbles contained in a lubrication oil in an optical density measuring device for insoluble particles in a lubrication oil such as an engine oil. SOLUTION: The measurement device M includes and an optical measurement unit 3 connected to an inflow path 2 for taking out a lubrication oil from an oil line 1 of an internal combustion engine E, and the measurement chamber irradiates an inflowing lubrication oil with light so as to generate reflection, absorption, diffusion, penetration, and the like, thereby measuring the density of insoluble particles contained in a lubrication oil. In order to remove bubbles contained in a lubrication oil in the measurement chamber, a cyclone type bubble separator 5 set on the upstream side. A throttle is provided on the upstream side from the bubble separator 5 and a pump 59 is provided on the downstream side therefrom, and in a gaseous phase part where separated bubbles stay is subjected to an exhaust operation by a vacuum pump 46. An oil temperature controller 4 maintains the temperature of oil constant. A check valve 26 serves to maintain the hydraulic pressure constant, and both of them are useful to improve the measurement accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンオイルの
ような潤滑油が長期間の使用によって劣化したときに含
まれている比較的大きなカーボン粒子(スーツ)のよう
な不溶解分の濃度を、高い精度で測定するための光学式
濃度測定装置に関する。
The present invention relates to a method for reducing the concentration of insoluble components such as relatively large carbon particles (suits) contained when a lubricating oil such as engine oil is deteriorated by long-term use. The present invention relates to an optical density measurement device for measuring with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンオイルのような潤滑油には添加
剤の一つとして分散剤が混入されているので、オイルが
新しい間は微粒の炭素のような異物が多少混入しても潤
滑性能に問題を生じるようなことはないが、オイルが古
くなると次第に分散剤が消耗して効果がなくなるので、
微粒の異物が凝集して大きなカーボン粒子(スーツ)の
ようなものに成長し、それが不溶解分となってオイルの
潤滑性能を低下させる。不溶解分が多く含まれている劣
化したオイルを使用していると、エンジン内部の摺動部
分における摩耗が激しくなってエンジンの寿命を縮める
ことになる。従って、エンジンオイルのような潤滑油
は、その中にどの程度の不溶解分が含まれているかとい
うことを監視している必要があり、不溶解分の濃度はエ
ンジンオイルの劣化の程度を示すものとして、その濃度
が所定値を越えたときに速やかにオイルを交換すること
が望ましい。
2. Description of the Related Art Since lubricating oils such as engine oils contain a dispersant as one of additives, the lubricating performance is improved even when foreign substances such as fine carbon particles are slightly mixed while the oil is fresh. There is no problem, but as the oil gets older, the dispersant gradually wears out and becomes ineffective,
Fine foreign matter agglomerates and grows into something like large carbon particles (suits), which becomes insoluble and lowers the lubrication performance of the oil. If deteriorated oil containing a large amount of undissolved components is used, abrasion of the sliding portion inside the engine becomes severe, and the life of the engine is shortened. Therefore, it is necessary to monitor how much insoluble matter is contained in lubricating oil such as engine oil, and the concentration of insoluble matter indicates the degree of deterioration of engine oil. As a matter of fact, it is desirable to change the oil promptly when the concentration exceeds a predetermined value.

【0003】このような理由から、エンジンオイルのよ
うな潤滑油中の不溶解分の濃度を検出する装置の一つが
特開平7−72072号公報に記載されている。この検
出装置においては、断面5角形のプリズムの上部におけ
る左右の対称傾斜面に発光部と受光部を付設し、プリズ
ムの底面を検査対象の液体であるエンジンオイルと接触
させて、プリズムの底面において全反射される入射角に
おいて発光部からプリズムの底面に向かって光を照射す
ると、実際には照射された光の全てがプリズムの底面に
おいて反射されないで、照射された光の一部がプリズム
の底面からオイルの中へエバネッセント波として入射す
ると共に、比較的浅い層で反射して再びプリズムの中へ
戻って全反射光と共に受光部に到達する。その時にオイ
ルの中へ入射したエバネッセント波がオイル中の不溶解
分の粒子群に当たって吸収されたり散乱されたりして減
衰する結果、受光部へ到達する光の量が発光部から照射
された光の量よりも減少するので、その減少の程度から
オイル中の不溶解分の濃度を算出するように構成されて
いる。なお、以上の従来技術の他にも、同様な目的で潤
滑油中の不溶解分の濃度を測定するために、潤滑油中に
おける光の透過率の変化を調べるものがある。
[0003] For such a reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72072 discloses one device for detecting the concentration of insoluble components in lubricating oil such as engine oil. In this detection device, a light-emitting portion and a light-receiving portion are attached to the left and right symmetric inclined surfaces at the top of a prism having a pentagonal cross section, and the bottom surface of the prism is brought into contact with engine oil which is a liquid to be inspected. When light is emitted from the light emitting part toward the bottom of the prism at the angle of incidence that is totally reflected, not all of the irradiated light is actually reflected at the bottom of the prism, and part of the irradiated light is actually reflected on the bottom of the prism. And enters the oil as an evanescent wave, is reflected by a relatively shallow layer, returns to the prism again, and reaches the light receiving section together with the total reflected light. At that time, the evanescent wave incident on the oil hits the insoluble particles in the oil and is absorbed or scattered and attenuated.As a result, the amount of light reaching the light receiving unit is reduced by the light emitted from the light emitting unit. Since the amount is smaller than the amount, the concentration of the insoluble portion in the oil is calculated from the degree of the decrease. In addition to the above conventional techniques, there is a technique for measuring a change in light transmittance in a lubricating oil in order to measure the concentration of an insoluble component in the lubricating oil for the same purpose.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらのエンジンオイ
ルに含まれる不溶解分の測定装置は、いずれも自動車用
エンジンに付設されて、エンジンオイルに含まれるスー
ツの濃度が例えば3%というような所定の値に達したと
きに、警告灯を点灯して運転者にオイル交換の時期が来
たことを知らせるための警告装置として開発されたもの
であるから、特に高い測定精度を必要としないものであ
る。そのため、目的とするオイル交換の時期を大まかに
把握する程度のことはできるが、測定結果の精度は決し
て高いとは言えず、潤滑油(エンジンオイル)中のスー
ツ等の濃度を正確に測定するための計測器として使用す
るのには適していない。
All of these devices for measuring the insoluble content contained in engine oil are attached to an automobile engine and have a predetermined concentration such that the concentration of the suit contained in the engine oil is, for example, 3%. When it reaches the value of, it is developed as a warning device to turn on the warning light to notify the driver that the time for oil change has come, so it does not require particularly high measurement accuracy. is there. For this reason, it is possible to roughly understand the timing of the target oil change, but the accuracy of the measurement result cannot be said to be high, and the concentration of the suit and the like in the lubricating oil (engine oil) is accurately measured. Not suitable for use as a measuring instrument.

【0005】また、エンジンの内部を潤滑油ポンプによ
る加圧と、被潤滑箇所における空気中への噴射による減
圧とを繰り返しながら循環して流れている潤滑油には、
正常な状態として多少とも気泡が混じっているが、気泡
を含んだ潤滑油が光学的な測定装置において披検体にな
ると、例えばプリズムを使用する光反射式の不溶解分測
定装置では、エバネッセント波として潤滑油中に入射す
る比較的少ない量の光を気泡が反射或いは吸収して散乱
或いは減衰させるので、潤滑油中の不溶解分の濃度を正
確に測定することができなくなる。
The lubricating oil circulating while repeatedly pressurizing the interior of the engine with a lubricating oil pump and depressurizing by injection into the air at the lubricated portion includes:
Although some bubbles are mixed as a normal state, when the lubricating oil containing bubbles becomes a sample in an optical measuring device, for example, in a light reflection type insoluble matter measuring device using a prism, as an evanescent wave Since air bubbles reflect or absorb a relatively small amount of light incident on the lubricating oil, and are scattered or attenuated, the concentration of insoluble components in the lubricating oil cannot be accurately measured.

【0006】更に、潤滑油中に混入している気泡は潤滑
油の油温、油圧、それが接触するプリズムの底面のよう
なガラス面の温度等によって体積が変化するので、気泡
の混入量(重量%)が同じでも、潤滑油中に占める気泡
の容積の割合、即ち容積率が油温又は油圧の変化によっ
て変化するため、気泡の容積率の変化によって光学的な
測定装置の検出結果に誤差を生じる。測定が大気圧程度
の低圧の下で行われると、エンジンの内部で加圧されて
いた潤滑油中の気泡が大きく膨張するため、気泡の影響
が特に顕著に現れる。油圧の変化の影響を軽減するため
に、潤滑油が加圧されている状態で計測を行うことにな
るが、潤滑油を加圧しても含まれている気泡が完全に消
滅する訳ではないので、気泡の混入量及び油圧に応じて
程度の異なる検出誤差が生じて、データを補正するため
の処理が複雑になる。
Further, the volume of the air bubbles mixed in the lubricating oil changes depending on the oil temperature of the lubricating oil, the oil pressure, the temperature of the glass surface such as the bottom surface of the prism contacting the lubricating oil, etc. Weight%) is the same, the ratio of the volume of bubbles in the lubricating oil, that is, the volume ratio changes with changes in oil temperature or oil pressure. Is generated. When the measurement is performed under a low pressure of about the atmospheric pressure, bubbles in the lubricating oil pressurized inside the engine greatly expand, so that the influence of the bubbles is particularly remarkable. In order to reduce the effect of the change in oil pressure, measurement is performed while lubricating oil is being pressurized, but pressurizing the lubricating oil does not completely eliminate bubbles contained in it. In addition, detection errors of different degrees occur depending on the amount of air bubbles mixed in and the oil pressure, and the process for correcting data becomes complicated.

【0007】本発明は、従来技術におけるこのような問
題に対処して、エンジンオイルのような潤滑油中の不溶
解分の粒子の光学式濃度測定装置において、潤滑油中に
多量の気泡が含まれていても、その気泡による誤差を十
分に低減させて、不溶解分の濃度の測定精度を向上させ
ることができる、改良された潤滑油中の不溶解分測定装
置を提供することを目的としている。
The present invention addresses such a problem in the prior art and provides an optical concentration measuring device for particles insoluble in a lubricating oil such as an engine oil. It is an object of the present invention to provide an improved device for measuring the insoluble content in lubricating oil, which can sufficiently reduce the error due to the bubbles and improve the measurement accuracy of the concentration of the insoluble content. I have.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された潤滑油中の不溶解分粒子の光学式濃度測定
装置を提供する。
According to the present invention, there is provided, as a means for solving the above-mentioned problems, an apparatus for optically measuring the concentration of insoluble components in lubricating oil as described in the claims. I will provide a.

【0009】本発明によれば、特許請求の範囲の各請求
項に記載されたいずれの光学式濃度測定装置において
も、内燃機関のオイルラインから取り出される加圧され
た潤滑油は流入通路によって測定器の測定室に流入す
る。潤滑油中の不溶解分粒子の濃度の測定は測定室に設
けられた光を利用するセンサによって、潤滑油中に入射
して反射されるか或いは透過する光の強さを検出するこ
とにより行われる。本発明の共通の特徴は光学式センサ
の上流側に気液分離器が設けられていることであって、
気液分離器が測定室へ流入する潤滑油の中から予め気泡
を除去するので、気泡が測定室内において光を反射した
り、散乱させたり、或いは吸収したりして測定精度を低
下させるのを防止することができる。
According to the present invention, in any of the optical density measuring devices described in the claims, the pressurized lubricating oil taken out from the oil line of the internal combustion engine is measured by the inflow passage. Into the measuring chamber of the instrument. The measurement of the concentration of insoluble matter particles in the lubricating oil is performed by detecting the intensity of light that is incident on the lubricating oil and is reflected or transmitted by a sensor using light provided in the measurement chamber. Will be A common feature of the present invention is that a gas-liquid separator is provided upstream of the optical sensor,
Since the gas-liquid separator removes air bubbles in advance from the lubricating oil flowing into the measurement chamber, it is necessary to prevent the air bubbles from reflecting, scattering, or absorbing light in the measurement chamber, thereby reducing measurement accuracy. Can be prevented.

【0010】請求項2に記載された発明によれば、更
に、気液分離器をサイクロン式のものとすると共に、そ
の気液分離器のサイクロン室の上流側に絞りと、サイク
ロン室の下流側に潤滑油を吸引するポンプと、更にサイ
クロン室の気相部分に通じる真空ポンプとを設けること
ができる。上流側に絞りを置いてポンプによって潤滑油
が吸引されることによりサイクロン室内は減圧されるの
で、潤滑油がサイクロン室内へ接線方向に流入すると、
潤滑油の中に含まれていた気泡は膨張し、潤滑油の液相
部分との比重の差が大きくなって、サイクロン室内にお
ける旋回流によって容易に気相部分と液相部分に分離
し、気相部分が効率よく真空ポンプによって排出される
ので、気液分離器の気泡除去効果が高くなる。その結
果、測定器の測定精度が一層向上する。
According to the second aspect of the present invention, the gas-liquid separator is of a cyclone type, and the gas-liquid separator is throttled upstream of the cyclone chamber and downstream of the cyclone chamber. And a vacuum pump communicating with the gas phase portion of the cyclone chamber. Since the pressure in the cyclone chamber is reduced by suction of lubricating oil by a pump with a throttle placed on the upstream side, when lubricating oil flows tangentially into the cyclone chamber,
Bubbles contained in the lubricating oil expand and the difference in specific gravity between the lubricating oil and the liquid phase increases, and is easily separated into a gas phase and a liquid phase by a swirling flow in the cyclone chamber. Since the phase portion is efficiently discharged by the vacuum pump, the gas-liquid separator has a high air bubble removing effect. As a result, the measurement accuracy of the measuring instrument is further improved.

【0011】請求項3に記載された発明によれば、例え
ば測定器の上流側に、潤滑油の冷却及び場合によっては
加熱をも行うことができる油温制御手段が設けられるの
で、それによって、測定室へ流入する潤滑油の油温が実
質的に一定の、可及的に低い値に調整される。従って、
潤滑油中に僅かに気泡が残っていてもそれが膨張するの
を抑制することができる。また、油温が一定であるため
に潤滑油とプリズム等のガラスとの境界面における光の
屈折率も一定になる。その結果、油温が測定精度に及ぼ
す影響を小さくすることができる。
According to the third aspect of the invention, for example, an oil temperature control means which can perform cooling and, if necessary, heating of the lubricating oil is provided upstream of the measuring instrument. The oil temperature of the lubricating oil flowing into the measuring chamber is adjusted to a substantially constant, as low as possible. Therefore,
Even if bubbles slightly remain in the lubricating oil, the expansion can be suppressed. Further, since the oil temperature is constant, the refractive index of light at the interface between the lubricating oil and the glass such as a prism also becomes constant. As a result, the effect of the oil temperature on the measurement accuracy can be reduced.

【0012】請求項4に記載された発明によれば、例え
ば測定器の下流側に一定の油圧において開弁するチェッ
ク弁のような油圧制御手段が設けられるので、油圧制御
手段の働きによって測定室へ流入する潤滑油の油圧が実
質的に所定の高さになるように調整される。従って、測
定室へ流入する潤滑油に気泡が含まれていても、その気
泡は圧縮されて比較的小さい一定の体積のものになるた
め、結果として油圧による測定精度への影響を小さくす
ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the hydraulic control means such as a check valve which opens at a constant hydraulic pressure is provided downstream of the measuring instrument, the measuring chamber is operated by the hydraulic control means. Is adjusted so that the oil pressure of the lubricating oil flowing into the tank becomes substantially a predetermined height. Therefore, even if the lubricating oil flowing into the measurement chamber contains air bubbles, the air bubbles are compressed and have a relatively small volume, and as a result, the influence of the oil pressure on the measurement accuracy can be reduced. it can.

【0013】請求項5に記載された発明によれば、光学
式センサがプリズムを備えている光反射式のものとする
ことができ、この場合は、プリズムの底面からそれに接
する潤滑油の中へエバネッセント波として入射する光
が、不溶解分の粒子によって吸収されたり、散乱された
りして減衰することによって、プリズムの底面において
全反射される光の量が減少することを利用して、不溶解
分の粒子の濃度を測定する。この場合も、前述のように
して潤滑油に含まれている気泡の影響が除去されるの
で、高い測定精度を得ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the optical sensor can be a light reflection type having a prism. In this case, the optical sensor is moved from the bottom surface of the prism to the lubricating oil in contact with the prism. The light that is incident as an evanescent wave is absorbed or scattered by the insoluble particles and attenuated, so that the amount of light that is totally reflected at the bottom of the prism is reduced. Measure the concentration of particles in the minute. In this case as well, the influence of bubbles contained in the lubricating oil is removed as described above, so that high measurement accuracy can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態の構成を
図1から図4を用いて説明する。本発明の実施形態とし
ての潤滑油中の不溶解分の測定装置(システム)Mは、
全体的に図1に示されているような内燃機関Eの潤滑油
回路に付設される。即ち、測定装置Mは、内燃機関Eの
加圧された潤滑油が流れるオイルライン1から分岐して
いる流入通路2と、後に内部の構成を詳細に説明する測
定器3と、潤滑油の流れに関して測定器3の上流側に設
けられる油温制御手段としての油温制御器4と、本発明
の特徴である気液分離器5等から構成されている。な
お、図面中には示されていないが、測定器3に設けられ
た光学式センサが出力する検出信号に基づく必要な演算
や、その他の制御動作を行うために、例えばマイクロプ
ロセッサを含む電子式の計測・制御装置が必要に応じて
設けられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The measuring device (system) M for the insoluble content in the lubricating oil as an embodiment of the present invention is:
It is attached to a lubricating oil circuit of the internal combustion engine E as shown in FIG. That is, the measuring device M includes an inflow passage 2 branched from an oil line 1 through which pressurized lubricating oil of the internal combustion engine E flows, a measuring device 3 whose internal configuration will be described in detail later, and a flow of lubricating oil. The present invention comprises an oil temperature controller 4 as oil temperature control means provided upstream of the measuring device 3 and a gas-liquid separator 5 which is a feature of the present invention. Although not shown in the drawings, in order to perform necessary calculations based on the detection signals output from the optical sensors provided in the measuring device 3 and other control operations, for example, an electronic system including a microprocessor may be used. Measurement and control devices are provided as needed.

【0015】実施形態の測定装置Mの測定対象である潤
滑油を使用して運転される内燃機関Eにおいては、オイ
ルパン6からストレーナ等を介してオイルポンプ7によ
って汲み上げられて所定の油圧まで加圧された潤滑油
が、図示しない潤滑油フィルタを通って多数の被潤滑箇
所のために共通のオイルライン1へ供給され、そのオイ
ルライン1から分岐している多数の分岐潤滑油通路8へ
分配されたのちに、それらの分岐潤滑油通路8によって
ピストン9の周囲や、カムシャフト10,11、或いは
軸受等の被潤滑箇所へ供給されるように構成されてい
る。実施形態における測定装置Mは、内燃機関Eの内部
を循環している加圧された潤滑油の一部を共通のオイル
ライン1から取り出して、その中に含まれている不溶解
分の濃度を測定器3において測定するが、測定が終わっ
た後の潤滑油は流出通路12を通ってオイルパン6へ戻
るようになっている。
In the internal combustion engine E which is operated using the lubricating oil to be measured by the measuring device M of the embodiment, the oil is pumped up from the oil pan 6 by the oil pump 7 via a strainer or the like to a predetermined oil pressure. The pressurized lubricating oil is supplied to a common oil line 1 for a number of lubricated points through a lubricating oil filter (not shown), and distributed to a number of branched lubricating oil passages 8 branched from the oil line 1. Thereafter, the lubricating oil is supplied to the periphery of the piston 9, the camshafts 10, 11, and bearings such as bearings by the branched lubricating oil passages 8. The measuring device M in the embodiment takes out a part of the pressurized lubricating oil circulating inside the internal combustion engine E from the common oil line 1 and measures the concentration of the insoluble component contained therein. The measurement is performed by the measuring device 3. After the measurement is completed, the lubricating oil returns to the oil pan 6 through the outflow passage 12.

【0016】本発明の実施形態の測定装置Mにおける測
定器3は、図2及び図3に示されているように、ケーシ
ング13内に、内燃機関Eのオイルライン1から分岐し
ている流入通路2から気液分離器5及び油温制御器4を
通じて潤滑油を受け入れて不溶解分の粒子の濃度を測定
するための測定室14と、測定室14に臨んで設けられ
た光学式センサ15を備えている。光学式センサ15の
検出端15aは測定室14の内部に突出して測定室14
内に充満している潤滑油と接触している。測定室14に
は、その中へ油温制御器4から潤滑油を受け入れる入口
部16と、測定の終わった潤滑油を流出通路12を通じ
て内燃機関Eのオイルパン6へ還流させるための出口部
17が開口している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the measuring device 3 in the measuring device M according to the embodiment of the present invention includes an inflow passage branched from the oil line 1 of the internal combustion engine E in a casing 13. 2 is a measuring chamber 14 for receiving the lubricating oil through the gas-liquid separator 5 and the oil temperature controller 4 to measure the concentration of insoluble components, and an optical sensor 15 provided facing the measuring chamber 14. Have. The detection end 15a of the optical sensor 15 projects into the measurement chamber
Contact with lubricating oil filled inside. The measuring chamber 14 has an inlet 16 for receiving the lubricating oil from the oil temperature controller 4 therein, and an outlet 17 for returning the measured lubricating oil to the oil pan 6 of the internal combustion engine E through the outflow passage 12. Is open.

【0017】図示実施形態におけるセンサ15は光学式
のもの、特に光反射式のものであって、この場合は前述
の特開平7−72072号公報に記載されている液中粒
子濃度検出装置に使用されているような、断面5角形の
プリズム18を備えているものを使用する。また、油温
制御器4の下流側の流入通路2に接続される入口部16
は、概ねセンサ15の検出端15a、即ちプリズム18
の底面に向かって測定室14に開口しており、オイルラ
イン1から供給される加圧された潤滑油が、流入通路2
を通過して入口部16から測定室14内へ流出するとき
に噴流となって検出端15aを洗浄し、プリズム18の
底面に不溶解分の粒子が付着するのを妨げる。
The sensor 15 in the illustrated embodiment is of an optical type, particularly of a light reflection type. In this case, the sensor 15 is used in the liquid particle concentration detecting device described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72072. A prism having a prism 18 having a pentagonal cross section is used. Further, an inlet 16 connected to the inflow passage 2 on the downstream side of the oil temperature controller 4.
Is generally the detection end 15a of the sensor 15, that is, the prism 18
The pressurized lubricating oil supplied from the oil line 1 is opened to the measurement chamber 14 toward the bottom of the inflow passage 2.
When it passes through the inlet 16 and flows out of the inlet 16 into the measurement chamber 14, it becomes a jet and cleans the detection end 15 a, thereby preventing insoluble particles from adhering to the bottom surface of the prism 18.

【0018】この作用は、測定室14内に予め幾つかの
クリーニングボール19を封入しておくと、潤滑油の流
れによってクリーニングボール19がプリズム18の底
面に衝突して付着しようとする不溶解分の粒子等を洗浄
するので、潤滑油の流れのみによって洗浄する場合より
も効果的に不溶解分の粒子等付着を防止することができ
る。クリーニングボール19としては、その硬度がプリ
ズム18のガラス材の硬度よりも低い合成樹脂製のボー
ル等を使用する。なお、入口部16及び出口部17に
は、クリーニングボール19の脱出を阻止する金網等を
張っておく。
This operation is achieved by enclosing some cleaning balls 19 in the measurement chamber 14 in advance. If the cleaning balls 19 collide with the bottom surface of the prism 18 due to the flow of the lubricating oil, the undissolved component Of particles and the like can be more effectively prevented from adhering to particles and the like insoluble portions than in the case of cleaning only by the flow of lubricating oil. As the cleaning ball 19, a ball made of a synthetic resin whose hardness is lower than the hardness of the glass material of the prism 18 is used. In addition, a wire mesh or the like for preventing the escape of the cleaning ball 19 is provided at the entrance 16 and the exit 17.

【0019】本発明は、測定器3或いはセンサ15その
ものに特徴を有するものではないので、ここでは図2に
例示された光反射式の測定器3の構造を簡単に説明する
にとどめる。図において、断面5角形のプリズム18の
上部における左右の対称傾斜面に、発光ダイオードを有
する発光部20と、フォトダイオードを有する反射光受
光部21を付設し、プリズム18の底面を検査対象の液
体である測定室14内の潤滑油(エンジンオイル)と接
触させて、検出端15aであるプリズム18の底面にお
いて、普通の意味で全反射される入射角において発光部
20からプリズム18の底面に向かって光を照射するよ
うに構成する。光の一部はプリズム18の前に設けられ
たビームスプリッタ22によって分光されて、プリズム
18を通らないで直接にフォトダイオードを有する入射
光受光部23へ入射する。受光部21及び入射光受光部
23のフォトダイオードは、それぞれリード線24,2
5によって図示しない電子式の計測・制御装置に接続さ
れる。
Since the present invention has no characteristic in the measuring device 3 or the sensor 15 itself, the structure of the light reflection type measuring device 3 illustrated in FIG. 2 will be described only briefly. In the figure, a light emitting unit 20 having a light emitting diode and a reflected light receiving unit 21 having a photodiode are provided on the left and right symmetric inclined surfaces above a prism 18 having a pentagonal cross section. Is brought into contact with the lubricating oil (engine oil) in the measuring chamber 14 from the light-emitting portion 20 toward the bottom surface of the prism 18 at the incident angle where the light is totally reflected in a normal sense on the bottom surface of the prism 18 serving as the detection end 15a. To emit light. Part of the light is split by the beam splitter 22 provided in front of the prism 18 and directly enters the incident light receiving unit 23 having a photodiode without passing through the prism 18. The photodiodes of the light receiving section 21 and the incident light receiving section 23 are connected to lead wires 24 and 2 respectively.
5 connects to an electronic measurement and control device (not shown).

【0020】入口部16から測定室14へ流入する加圧
された潤滑油は、測定室14に充満した後に出口部17
と流出通路12を経て内燃機関Eのオイルパン6へ戻る
が、その途中にチェック弁26が設けられている。図示
例におけるチェック弁26は球形の弁体27と、それを
上流側の弁座28に向かって付勢するスプリング29か
らなっており、測定室14内に充満している被検体とし
ての潤滑油の油圧を所定の高さに維持する作用をする。
The pressurized lubricating oil flowing into the measuring chamber 14 from the inlet 16 fills the measuring chamber 14 and then flows out of the outlet 17.
Through the outflow passage 12 to the oil pan 6 of the internal combustion engine E, and a check valve 26 is provided on the way. The check valve 26 in the illustrated example is composed of a spherical valve body 27 and a spring 29 for urging the valve body 27 toward an upstream valve seat 28. To maintain the oil pressure at a predetermined height.

【0021】図示実施形態では測定精度を高めるため
に、被検体としての測定室14内にある潤滑油の油温を
比較的低い一定の値に調整する油温制御器4を備えてい
る。油温制御器4は、図3に示すように、測定器3の入
口部16に接続される流入通路2の一部を取り巻いて熱
交換器を形成する冷却水套30と、その冷却水套30へ
冷却水を供給するための冷却水導入管31と、その一部
に設けられた電磁弁32と、冷却水套30から冷却水を
排出する冷却水排出管33と、冷却水套30内に設けら
れた電熱ヒータ34と、測定器3の入口部16の近傍に
設けられた熱電対のような油温センサ35と、油温セン
サ35が検出する温度信号に応じて電磁弁32を開閉し
たり、場合によっては電熱ヒータ34に通電して冷却水
套30内の冷却水を加熱するすることもできる油温調節
器36からなっている。従って、油温調節器36は冷却
水の温度と流量を調整して測定室14内へ流入する潤滑
油の油温を比較的低い一定値に維持し、潤滑油に含まれ
ている気泡が膨張するのを抑制して測定精度を高くす
る。
In the illustrated embodiment, an oil temperature controller 4 for adjusting the oil temperature of the lubricating oil in the measurement chamber 14 as a subject to a relatively low constant value is provided in order to increase the measurement accuracy. As shown in FIG. 3, the oil temperature controller 4 includes a cooling water jacket 30 surrounding a part of the inflow passage 2 connected to the inlet 16 of the measuring device 3 to form a heat exchanger, and a cooling water jacket thereof. A cooling water inlet pipe 31 for supplying cooling water to the cooling water pipe 30; an electromagnetic valve 32 provided in a part thereof; a cooling water discharge pipe 33 for discharging cooling water from the cooling water jacket 30; , An oil temperature sensor 35 such as a thermocouple provided near the inlet 16 of the measuring instrument 3, and the electromagnetic valve 32 is opened and closed according to a temperature signal detected by the oil temperature sensor 35. And an oil temperature controller 36 that can heat the cooling water in the cooling water jacket 30 by energizing the electric heater 34 in some cases. Accordingly, the oil temperature controller 36 adjusts the temperature and flow rate of the cooling water to maintain the oil temperature of the lubricating oil flowing into the measurement chamber 14 at a relatively low constant value, and the bubbles contained in the lubricating oil expand. And increase measurement accuracy.

【0022】次に、本発明の実施形態としての不溶解分
測定装置Mにおける最大の特徴部分とも言える気液分離
器5の構成を図4を用いて説明する。図4に示す気液分
離器5は、それぞれ円筒形の上部ハウジング37と下部
ハウジング38を有し、それぞれ内部にサイクロン室3
7aとバッフル室38aと呼ぶ空間を形成している。そ
れらの空間は、隔壁39によって上下に区画されている
が、隔壁39の中心には流通孔40が開口しているの
で、流通孔40によって相互に連通している。なお、隔
壁39の下面には、外周から中心の流通孔40に向かっ
て上向きの傾斜面39aが円錐形をなすように形成され
ている。そして、サイクロン室37aの壁面、即ち上部
ハウジング37の円筒面の一部には、内燃機関Eのオイ
ルライン1から分岐している前述の流入通路2が接線方
向に接続されていて、接線方向の開口41を形成してい
る。そして、開口41の上流側の流入通路2内に絞り4
2が形成されている。
Next, the configuration of the gas-liquid separator 5 which can be said to be the largest feature of the insoluble matter measuring apparatus M as an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The gas-liquid separator 5 shown in FIG. 4 has a cylindrical upper housing 37 and a lower housing 38, each of which has a cyclone chamber 3 therein.
7a and a space called a baffle chamber 38a. These spaces are vertically divided by a partition wall 39, and a communication hole 40 is opened at the center of the partition wall 39, so that the spaces communicate with each other through the communication hole 40. In addition, on the lower surface of the partition wall 39, an inclined surface 39a that is upward from the outer periphery toward the center flow hole 40 is formed so as to form a conical shape. The above-described inflow passage 2 branched from the oil line 1 of the internal combustion engine E is tangentially connected to the wall surface of the cyclone chamber 37a, that is, a part of the cylindrical surface of the upper housing 37. An opening 41 is formed. Then, a throttle 4 is formed in the inflow passage 2 on the upstream side of the opening 41.
2 are formed.

【0023】上部ハウジング37の頂壁43の中央の開
口44には脱気通路45が接続しており、46として略
示する真空ポンプの吸入ポートに通じている。サイクロ
ン室37a内の中央の所定の高さの位置にはフロートを
有する油面センサ47が吊り下げられた形で設けられて
おり、サイクロン室37a内の油面が油面センサ47の
位置まで下がったときに、フロートによってそれを検知
する油面センサ47の出力信号によって真空ポンプ46
の駆動電源回路が閉路されて、真空ポンプ46が回転を
開始するようになっている。48は真空ポンプ46の電
源を示す。
A deaeration passage 45 is connected to a central opening 44 of the top wall 43 of the upper housing 37 and communicates with a suction port of a vacuum pump, which is schematically shown as 46. An oil level sensor 47 having a float is provided at a position at a predetermined height at the center in the cyclone chamber 37a, and the oil level in the cyclone chamber 37a is lowered to the position of the oil level sensor 47. When the vacuum pump 46 detects the output signal of the oil level sensor 47,
Is closed, and the vacuum pump 46 starts rotating. Reference numeral 48 denotes a power supply of the vacuum pump 46.

【0024】バッフル室38a内は、相互に連結される
上下の円筒壁49,50と、それらの内部空間を上下に
区画する水平の仕切壁51によって、仕切壁51の上部
の上側室52と、同じく下部の下側室53と、更に上下
の円筒壁49及び50の外側で下部ハウジング38の内
側の外側室54という3つの部分に分割される。水平の
仕切壁51の上面は平坦であるが、下面には中心から外
周に向かって高くなる傾斜面51aが形成されている。
そして円筒壁49の上部には、この場合は円形の流出孔
55が複数個開口していると共に、円筒壁50の上部に
は長方形の流入孔56が複数個開口している。57とし
て示す底壁には、下側室53と外部を接続する流路58
が形成されており、流入通路2のうちで気液分離器5の
下流側の一部分を形成する流路58の途中には、気液分
離器5内から潤滑油を吸引するポンプ59が設けられて
いる。なお、60は気液分離器5の取付脚部を示す。
In the baffle chamber 38a, upper and lower cylindrical walls 49 and 50 are connected to each other, and a horizontal partition wall 51 for vertically dividing the internal space of the baffle chamber 38a. Similarly, it is divided into three parts: a lower lower chamber 53 and an outer chamber 54 inside the lower housing 38 outside the upper and lower cylindrical walls 49 and 50. The upper surface of the horizontal partition wall 51 is flat, but the lower surface is formed with an inclined surface 51a that rises from the center toward the outer periphery.
In the upper part of the cylindrical wall 49, a plurality of circular outflow holes 55 are opened in this case, and in the upper part of the cylindrical wall 50, a plurality of rectangular inflow holes 56 are opened. A flow path 58 connecting the lower chamber 53 to the outside is provided on the bottom wall shown as 57.
A pump 59 that sucks lubricating oil from inside the gas-liquid separator 5 is provided in the middle of a flow path 58 that forms a part of the inflow passage 2 on the downstream side of the gas-liquid separator 5. ing. Reference numeral 60 denotes a mounting leg of the gas-liquid separator 5.

【0025】本発明の実施形態としての潤滑油中の不溶
解分の量を測定する装置Mはこのように構成されている
ので、測定対象の潤滑油を使用している内燃機関Eの運
転中において、内燃機関Eのオイルライン1から潤滑油
の一部が分流し、図3に示すように流入通路2のノズル
状の入口部16によって方向を与えられて、測定器3の
測定室14内へ噴流となって流入するときに、図2に示
すセンサ15の検出端15aであるプリズム18の底面
を洗浄する。測定室14内の潤滑油にはクリーニングボ
ール19が浮遊しているから、クリーニングボール19
がプリズム18の底面に衝突することによって、その洗
浄作用が強化される。従って、検出端15aに不溶解分
の粒子等の汚れが付着して曇るのを防止することができ
る。測定室14内の潤滑油は出口部17から流出通路1
2へ流出し、再び内燃機関Eのオイルライン1へ戻るの
で、測定室14内の潤滑油は絶えず強制的に循環して流
れており、測定装置Mはこのように内燃機関E内を循環
する潤滑油を満遍なく検査することができる。
The apparatus M for measuring the amount of insoluble matter in the lubricating oil according to the embodiment of the present invention is configured as described above, and therefore, during operation of the internal combustion engine E using the lubricating oil to be measured. 3, a part of the lubricating oil is diverted from the oil line 1 of the internal combustion engine E, and given a direction by the nozzle-shaped inlet portion 16 of the inflow passage 2 as shown in FIG. When it flows in as a jet, the bottom surface of the prism 18 which is the detection end 15a of the sensor 15 shown in FIG. 2 is washed. Since the cleaning ball 19 is floating in the lubricating oil in the measurement chamber 14, the cleaning ball 19
Collides with the bottom surface of the prism 18 to enhance its cleaning action. Therefore, it is possible to prevent the detection end 15a from fogging due to adhesion of dirt such as insoluble particles. The lubricating oil in the measurement chamber 14 flows from the outlet 17 to the outflow passage 1
2 and returns to the oil line 1 of the internal combustion engine E again, so that the lubricating oil in the measuring chamber 14 is constantly forcibly circulating and flowing, and the measuring device M thus circulates in the internal combustion engine E. Lubricating oil can be inspected evenly.

【0026】測定が行われるとき、センサ15内の発光
部20からプリズム18内へ照射された光はプリズム1
8の底面において全反射されるが、実際には光の一部が
エバネッセント波として測定室14にある潤滑油内へ滲
み込むようにして入射し、潤滑油の比較的浅い層で反射
されて再びプリズムの底面からプリズム内へ入射される
ことにより、全反射された光と共に受光部に到達する。
このときに潤滑油内へエバネッセント波として入射した
光は不溶解分の粒子の量に応じた分だけ吸収されたり散
乱されて減衰した後に再びプリズム18の底面からプリ
ズム内へ戻る。入射光受光部23において検知された光
の量から推定される発光部20から照射された光の量
と、反射光受光部21において検知された反射光の量と
の比が不溶解分の濃度と比例するという関係から、計測
・制御装置によってが不溶解分の量が算出される。
When the measurement is performed, light emitted from the light emitting section 20 in the sensor 15 into the prism 18 is applied to the prism 1.
8 is actually reflected by the bottom surface of the prism 8, but in fact, a part of the light enters as an evanescent wave so as to penetrate into the lubricating oil in the measuring chamber 14, is reflected by a relatively shallow layer of the lubricating oil, and is again reflected by the prism. When the light enters the prism from the bottom surface, the light reaches the light receiving unit together with the light that has been totally reflected.
At this time, the light that has entered the lubricating oil as an evanescent wave is absorbed or scattered by an amount corresponding to the amount of insoluble particles, attenuates, and then returns to the prism from the bottom surface of the prism 18 again. The ratio of the amount of light emitted from the light emitting unit 20 estimated from the amount of light detected by the incident light receiving unit 23 to the amount of reflected light detected by the reflected light receiving unit 21 is the concentration of the insoluble portion. The amount insoluble is calculated by the measurement / control device from the relationship of being proportional to.

【0027】しかしながら、前述のように潤滑油の中に
気泡が含まれていると、その気泡が光を散乱させたり吸
収したりするので、センサ15の反射光受光部21にお
いて検出される反射光の量が、潤滑油中の気泡の含有量
(重量%)や、潤滑油の油温とか油圧によって変化する
気泡の容積率(容積%)によって変動し、油温は更に潤
滑油の屈折率にも影響を及ぼすので、それらがいずれも
測定結果に誤差をもたらすことになる。そこで、これら
の問題に対処するために、図1に示す本発明の実施形態
では測定器3への潤滑油の流入通路2の上流側に気液分
離器5と油温制御器4を直列に設けている。
However, if the lubricating oil contains air bubbles as described above, the air bubbles scatter or absorb the light, so that the reflected light detected by the reflected light receiving portion 21 of the sensor 15 is reflected. Varies depending on the content of bubbles in the lubricating oil (% by weight) and the volume ratio of the bubbles (volume%), which varies depending on the oil temperature and oil pressure of the lubricating oil. All of which will cause errors in the measurement results. In order to deal with these problems, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a gas-liquid separator 5 and an oil temperature controller 4 are connected in series on the upstream side of the lubricating oil inflow passage 2 to the measuring device 3. Provided.

【0028】そこで、まず油温制御器4の具体的な作動
について説明する。油温制御器4は流入通路2(図示実
施形態では、気液分離器5に接続されたポンプ59の図
示しない下流側流路)から測定器3の測定室14へ流入
する潤滑油の油温を可及的に低い一定の値に調整して、
油温の高さの相違によって測定結果に誤差が生じるのを
防止するためのものであるから、図3に示すように、流
入通路2を通過して測定器3へ流入する潤滑油は、油温
制御器4において冷却水套30を流れる冷却水によって
冷却される。冷却の程度は、油温センサ35によって測
定される油温の高さに応じて、油温調節器36によって
開度が制御される電磁弁32によって冷却水套30を流
れる冷却水の流量を増減することにより調整される。暖
機時のように油温が異常に低い時は、油温調節器36が
電熱ヒータ34に必要な程度に通電を行って冷却水を加
熱する。油温調節器36がそのような制御を行うことに
よって、測定器3の測定室14に流入する潤滑油の油温
が所定の値になる。
The specific operation of the oil temperature controller 4 will be described first. The oil temperature controller 4 controls the oil temperature of the lubricating oil flowing into the measuring chamber 14 of the measuring device 3 from the inflow passage 2 (in the illustrated embodiment, a downstream flow path (not shown) of the pump 59 connected to the gas-liquid separator 5). To a constant value as low as possible,
As shown in FIG. 3, the lubricating oil passing through the inflow passage 2 and flowing into the measuring device 3 is used to prevent an error in the measurement result due to the difference in the oil temperature. Cooling is performed by the cooling water flowing through the cooling water jacket 30 in the temperature controller 4. The degree of cooling increases or decreases the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water jacket 30 by an electromagnetic valve 32 whose opening is controlled by an oil temperature controller 36 in accordance with the oil temperature measured by the oil temperature sensor 35. It is adjusted by doing. When the oil temperature is abnormally low, such as during warm-up, the oil temperature controller 36 energizes the electric heater 34 to a necessary degree to heat the cooling water. By the oil temperature controller 36 performing such control, the oil temperature of the lubricating oil flowing into the measuring chamber 14 of the measuring device 3 becomes a predetermined value.

【0029】図示実施形態においては、測定室14内の
潤滑油の油圧を一定の高さに維持することによって、気
液分離器5を通過した後にも測定室14内の潤滑油に含
まれている僅かな量の気泡の容積率を一定にして、気泡
による測定器3における測定誤差を排除している。即
ち、この例では測定器3の下流側にチェック弁26を付
設しており、測定室14内の油圧が所定の値を超える
と、チェック弁26の弁体27がスプリング29の付勢
力に抗して弁座28から離れて測定室14の出口部17
を流出通路12側へ連通させるので、測定室14内の潤
滑油圧は常に一定の高さに維持され、油圧の変動による
気泡の容積率の変化が原因となる測定誤差が排除され
る。
In the illustrated embodiment, by maintaining the oil pressure of the lubricating oil in the measuring chamber 14 at a constant level, the lubricating oil contained in the lubricating oil in the measuring chamber 14 even after passing through the gas-liquid separator 5. The volume ratio of a small amount of air bubbles is kept constant to eliminate measurement errors in the measuring device 3 due to air bubbles. That is, in this example, the check valve 26 is provided downstream of the measuring device 3. When the oil pressure in the measuring chamber 14 exceeds a predetermined value, the valve body 27 of the check valve 26 resists the urging force of the spring 29. Away from the valve seat 28 and the outlet 17 of the measuring chamber 14
Is communicated to the outflow passage 12, so that the lubricating oil pressure in the measurement chamber 14 is always maintained at a constant level, and a measurement error caused by a change in the volume ratio of bubbles due to a change in oil pressure is eliminated.

【0030】このように、測定器3の測定室14内にあ
る潤滑油の油圧をチェック弁26のような油圧制御手段
によって一定の値に維持する場合には、その一定の圧力
値は高い方が良い。その理由は、油圧が高いほど気泡が
圧縮されて縮小する結果、気泡の容積率が小さくなるた
めである。回転数の変化する内燃機関Eの色々な運転条
件において、チェック弁26を設けないで測定室14の
油圧を大気圧とした場合の、気泡の容積率の変化を実際
に測定した結果を図5に示す。図5から判るように内燃
機関Eの回転数が上昇すると混入する気泡の量が増加す
るために、その容積率は著しく上昇する。
As described above, when the oil pressure of the lubricating oil in the measuring chamber 14 of the measuring device 3 is maintained at a constant value by the hydraulic control means such as the check valve 26, the constant pressure value is higher. Is good. The reason is that the higher the oil pressure is, the more the bubbles are compressed and reduced, resulting in a smaller volume ratio of the bubbles. Under various operating conditions of the internal combustion engine E in which the number of revolutions changes, the result of actually measuring the change in the volume ratio of bubbles when the oil pressure in the measurement chamber 14 is set to the atmospheric pressure without the check valve 26 is shown in FIG. Shown in As can be seen from FIG. 5, when the rotational speed of the internal combustion engine E increases, the volume of air bubbles increases, so that the volume ratio thereof significantly increases.

【0031】これに対して、測定室14の潤滑油圧を3
50KPaに維持したときの、気泡の容積率を測定した
結果を図6に示す。内燃機関Eの回転数が1000rp
mから6000rpmまで大幅に変化しても、気泡の容
積率の増加は小幅に止まっている。図5及び図6に示す
2つの実験結果の比較から明らかなように、実際に気泡
の含有量が増加している場合でも、測定室14における
油圧を高めることによって気泡の容積率の増加を小幅に
抑えることが可能であるから、この観点から見ても、測
定器3の測定精度を高く維持するために、チェック弁2
6のような手段によって測定室14の油圧を一定の比較
的高い値に維持することは有効である。
On the other hand, the lubricating oil pressure of the measuring chamber 14 is set to 3
FIG. 6 shows the result of measuring the volume ratio of bubbles when the pressure was maintained at 50 KPa. The rotation speed of the internal combustion engine E is 1000 rpm
Even if it changes drastically from m to 6000 rpm, the increase in the volume ratio of bubbles is only small. As is clear from the comparison between the two experimental results shown in FIGS. 5 and 6, even when the content of bubbles is actually increasing, increasing the oil pressure in the measurement chamber 14 slightly increases the volume ratio of bubbles. From this viewpoint, in order to maintain the measurement accuracy of the measuring device 3 high, the check valve 2 is required.
It is effective to maintain the hydraulic pressure in the measurement chamber 14 at a constant relatively high value by means such as 6.

【0032】次に、測定器3や油温制御器4の上流側に
設置される気液分離器5の作動を、構造を示す図4の他
に気液分離器5の作動を模式的に示す図7と、比較例の
作動を模式的に示す図8とを用いて説明する。内燃機関
Eのオイルライン1の油圧に加えて、気液分離器5の下
流側に設けられたポンプ59が駆動されることによって
気液分離器5の内部全体を含めて絞り42の下流側に吸
引作用が生じるので、流入通路2から開口41を経てサ
イクロン室37a内へ接線方向に流入する潤滑油は、図
7に示すようにサイクロン室37a内に上部ハウジング
37の内壁面に沿った強力な旋回流を生じる。開口41
の上流側に絞り42が設けられていることによって絞り
42の下流側の油圧が低下するので、流入する潤滑油中
に含まれていた気泡は膨張すると共に集合して成長し、
潤滑油の液相との比重差が大きくなる。そのために旋回
することによって生じる遠心力の差によって、下部外周
寄りに比重の大きい液相部分Rが分離して形成されると
共に、上部中心寄りに比重の小さい気相部分Gがラッパ
状に形成される。
Next, the operation of the gas-liquid separator 5 installed on the upstream side of the measuring device 3 and the oil temperature controller 4 will be schematically described with reference to FIG. 7 and FIG. 8 schematically showing the operation of the comparative example. In addition to the oil pressure of the oil line 1 of the internal combustion engine E, the pump 59 provided on the downstream side of the gas-liquid separator 5 is driven, so that the entirety of the inside of the gas-liquid separator 5 is located on the downstream side of the throttle 42. Since the suction action occurs, the lubricating oil flowing tangentially into the cyclone chamber 37a from the inflow passage 2 through the opening 41 into the cyclone chamber 37a has a strong lubricating oil along the inner wall surface of the upper housing 37 as shown in FIG. This produces a swirling flow. Opening 41
Is provided upstream of the throttle 42, the hydraulic pressure on the downstream side of the throttle 42 is reduced, so that the bubbles contained in the inflowing lubricating oil expand and collectively grow,
The difference in specific gravity between the lubricating oil and the liquid phase increases. Due to the difference in centrifugal force generated by the rotation, a liquid phase portion R having a large specific gravity is formed separately near the lower outer periphery, and a gas phase portion G having a small specific gravity is formed in a trumpet shape near the upper center. You.

【0033】液相部分Rの旋回流は隔壁39の流通孔4
0を通過して下部ハウジング38内の上側室52まで波
及し、気相部分Gの下端部は細い棒状となって水平の仕
切壁51の上面にまで達するが、殆どの気泡を分離した
後の液相部分Rの潤滑油が流出孔55を通過して半径方
向に下部ハウジング38内の外側室54へ流出するとき
には、潤滑油の旋回流はかなり減衰している。そして、
外側室54から流入孔56を通って仕切壁51の下部に
形成された下側室53へ半径方向に流入するときにも、
旋回流は更に減衰することになる。この間に、下側室5
3内の潤滑油に僅かに残っていた微小な気泡も凝集して
潤滑油との比重差により上昇し、仕切壁51の下部傾斜
面51aに沿って下側室53から外側室54へ戻る。そ
して、外側室54内の僅かな気泡も凝集して潤滑油との
比重差により上昇し、流出孔55を半径方向内側へ通過
し、隔壁39の下面に中心の流通孔40に向かって形成
された傾斜面39aに沿って上昇したのち、流通孔40
からサイクロン室37aへ戻って気相部分Gと合流す
る。
The swirling flow of the liquid phase portion R flows through the flow holes 4 of the partition wall 39.
0, the spillover reaches the upper chamber 52 in the lower housing 38, and the lower end of the gas phase portion G becomes a thin rod and reaches the upper surface of the horizontal partition wall 51. When the lubricating oil in the liquid phase portion R passes through the outflow hole 55 and flows radially to the outer chamber 54 in the lower housing 38, the swirling flow of the lubricating oil is considerably attenuated. And
Also, when flowing in the radial direction from the outer chamber 54 to the lower chamber 53 formed at the lower part of the partition wall 51 through the inflow hole 56,
The swirling flow will be further attenuated. During this time, the lower room 5
The minute bubbles slightly remaining in the lubricating oil in 3 also aggregate and rise due to the difference in specific gravity with the lubricating oil, and return from the lower chamber 53 to the outer chamber 54 along the lower inclined surface 51 a of the partition wall 51. Also, the slight bubbles in the outer chamber 54 also aggregate and rise due to the difference in specific gravity with the lubricating oil, pass through the outflow hole 55 inward in the radial direction, and are formed on the lower surface of the partition wall 39 toward the center flow hole 40. After rising along the inclined surface 39a, the flow holes 40
To the cyclone chamber 37a and merges with the gas phase portion G.

【0034】このように、気液分離器5を通過すること
によって殆ど全部の気泡を除去された潤滑油は、流入通
路2の一部である(気液分離器5の下流側部分)流路5
8とポンプ59を通って、図示実施形態の場合は油温制
御器4に流入し、一定の油温に調整されて測定器3へ供
給され、測定室14において不溶解分の濃度は測定され
ることになるので、潤滑油に気泡が多量に含まれている
場合に比べて、気泡によるエバネッセント波の散乱や吸
収が起こらないため、この面で測定精度を高めることが
できる。
As described above, the lubricating oil from which almost all the bubbles have been removed by passing through the gas-liquid separator 5 is a part of the inflow passage 2 (a downstream portion of the gas-liquid separator 5). 5
In the case of the illustrated embodiment, the oil flows into the oil temperature controller 4 through the pump 8 and the pump 59, is adjusted to a constant oil temperature and is supplied to the measuring device 3, and the concentration of the insoluble component is measured in the measuring chamber 14. Therefore, compared to the case where a large amount of bubbles are contained in the lubricating oil, the evanescent wave is not scattered or absorbed by the bubbles, so that the measurement accuracy can be improved in this plane.

【0035】気液分離器5の作動によって、サイクロン
室37a内と、場合によっては隔壁39の流通孔40を
通過して下部ハウジング38の上側室52まで連続して
ラッパ状の気相部分Gが形成されるが、潤滑油に含まれ
ている気泡が分離されて気相部分Gの占める容積が増大
し、液相部分Rの油面が所定のレベルまで下がって来る
と、その油面をフロートによって検出している油面セン
サ47が信号を送って真空ポンプ46が駆動され、気相
部分Gの気体を吸引して油面が所定の高さになるまで気
体を排出するようになっているから、気液分離器5の作
動は支障なく長期間継続して行われることができる。
By the operation of the gas-liquid separator 5, a trumpet-shaped gas phase portion G is continuously formed in the cyclone chamber 37 a and, in some cases, through the flow hole 40 of the partition wall 39 to the upper chamber 52 of the lower housing 38. Although formed, the bubbles contained in the lubricating oil are separated and the volume occupied by the gas phase portion G increases, and when the oil level of the liquid phase portion R drops to a predetermined level, the oil level floats. And the vacuum pump 46 is driven to suction the gas in the gas phase portion G and discharge the gas until the oil level reaches a predetermined height. Therefore, the operation of the gas-liquid separator 5 can be performed continuously for a long time without any trouble.

【0036】なお仮に、潤滑油に含まれている気泡が測
定器3における測定精度を左右する要因の一つであると
いう原因究明が既になされていた場合には、測定器3の
上流側に、図8に示すような通常の構造のサイクロン型
の気液分離器61を設けて気泡を予め除去するという発
想が容易に得られる可能性があるが、そのような通常の
サイクロン型気液分離器61を使用する場合には、サイ
クロン室61a内に形成されるラッパ形の気相部分Gの
下端が長く流路58まで延びるために、気泡の分離性能
が低く、液相部分Rから分離されない気泡が下流側の測
定器3へ流入する確率が高くなる。これに対して図示実
施形態のような流通孔40を有する隔壁39や、下部ハ
ウジング38内に流出孔55及び流入孔56によって半
径方向に連通する上側室52と外側室54、及び下側室
53を設けたことによって、気泡の分離性能が格段に高
くなり、測定器3へ流入する気泡がきわめて少量とな
る。そして、僅かに残った気泡も油温制御器4や油圧調
整器としてのチェック弁26の作用によって縮小して、
測定室14におけるエバネッセント波を散乱させたり吸
収したりすることがなくなるので、測定器3の測定精度
が従来のものに比べて高くなる。
If the cause of the problem that air bubbles contained in the lubricating oil are one of the factors that affect the measurement accuracy in the measuring device 3 has already been determined, the upstream of the measuring device 3 Although the idea of providing a cyclone-type gas-liquid separator 61 having a normal structure as shown in FIG. 8 and removing bubbles in advance may be easily obtained, such a normal cyclone-type gas-liquid separator may be obtained. In the case where the gas phase 61 is used, since the lower end of the trumpet-shaped gas phase portion G formed in the cyclone chamber 61a is long and extends to the flow path 58, the bubble separation performance is low, and the gas bubbles not separated from the liquid phase portion R are low. Is likely to flow into the measuring device 3 on the downstream side. On the other hand, a partition wall 39 having a flow hole 40 as in the illustrated embodiment, an upper chamber 52, an outer chamber 54, and a lower chamber 53 that are radially communicated with each other in the lower housing 38 by an outflow hole 55 and an inflow hole 56 are provided. With the provision, the bubble separation performance is significantly improved, and the amount of bubbles flowing into the measuring device 3 is extremely small. The slightly remaining air bubbles are also reduced by the action of the oil temperature controller 4 and the check valve 26 as a hydraulic regulator,
Since the evanescent wave in the measuring chamber 14 is not scattered or absorbed, the measuring accuracy of the measuring device 3 is higher than that of the conventional measuring device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】内燃機関に付設された状態の、本発明の実施形
態としての測定装置の全体構成を概念的に示す斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing the overall configuration of a measuring device as an embodiment of the present invention, attached to an internal combustion engine.

【図2】測定器の構成を示す概念的な断面図である。FIG. 2 is a conceptual sectional view showing a configuration of a measuring instrument.

【図3】油温制御器の構成と、関連する測定器の一部の
構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an oil temperature controller and a partial configuration of a related measuring device.

【図4】気液分離器の構造を例示する縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating the structure of the gas-liquid separator.

【図5】測定室の油圧が大気圧のときの気泡の容積率の
変化を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in the volume ratio of bubbles when the oil pressure in the measurement chamber is atmospheric pressure.

【図6】測定室の油圧を高めたときの気泡の容積率の変
化を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change in the volume ratio of bubbles when the oil pressure in the measurement chamber is increased.

【図7】図4に示す気液分離器の作動を説明するための
模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view for explaining the operation of the gas-liquid separator shown in FIG.

【図8】通常の気液分離器を使用した場合の作動を説明
する模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an operation when a normal gas-liquid separator is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E…内燃機関 M…実施形態の測定装置 1…オイルライン 2…流入通路 3…測定器 4…油温制御器 5…気液分離器 6…オイルパン 12…流出通路 14…測定室 15…センサ 15a…センサの検出端 18…プリズム 19…クリーニングボール 20…発光部 21…反射光受光部 22…ビームスプリッタ 23…入射光受光部 26…チェック弁 30…冷却水套 32…電磁弁 34…電熱ヒータ 35…油温センサ 36…油温調節器 37…上部ハウジング 37a…サイクロン室 38…下部ハウジング 39…隔壁 40…流通孔 41…接線方向の開口 42…絞り 44…中央の開口 46…真空ポンプ 47…油面センサ 49,50…円筒壁 51…水平の仕切壁 51a…傾斜面 52…上側室 53…下側室 54…外側室 55…流出孔 56…流入孔 59…ポンプ 61…通常のサイクロン型気液分離器 E: Internal combustion engine M: Measuring device of the embodiment 1 ... Oil line 2 ... Inflow passage 3 ... Measuring device 4 ... Oil temperature controller 5 ... Gas-liquid separator 6 ... Oil pan 12 ... Outflow passage 14 ... Measuring chamber 15 ... Sensor Reference numeral 15a: Sensor detection end 18: Prism 19: Cleaning ball 20: Light emitting unit 21: Reflected light receiving unit 22: Beam splitter 23: Incident light receiving unit 26: Check valve 30: Cooling water jacket 32: Electromagnetic valve 34: Electric heater 35 ... oil temperature sensor 36 ... oil temperature controller 37 ... upper housing 37a ... cyclone chamber 38 ... lower housing 39 ... partition wall 40 ... flow hole 41 ... tangential opening 42 ... throttle 44 ... central opening 46 ... vacuum pump 47 ... Oil level sensors 49, 50 ... cylindrical wall 51 ... horizontal partition wall 51a ... inclined surface 52 ... upper chamber 53 ... lower chamber 54 ... outer chamber 55 ... outlet hole 56 ... flow Hole 59 ... pump 61 ... usually of cyclone type gas-liquid separator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関のオイルラインから加圧された
潤滑油を取り出す流入通路と、前記流入通路に接続され
る測定器の測定室と、前記測定室に取り付けられて室内
へ流入する潤滑油中の不溶解分の濃度を光を用いて検出
する光学式センサと、前記測定室内へ流入する潤滑油中
に含まれている気泡を除去するために前記光学式センサ
の上流側に設けられた気液分離器とを備えていることを
特徴とする、潤滑油中の不溶解分粒子の光学式濃度測定
装置。
1. An inflow passage for extracting pressurized lubricating oil from an oil line of an internal combustion engine, a measurement chamber of a measuring instrument connected to the inflow passage, and a lubricating oil attached to the measurement chamber and flowing into the room. An optical sensor that detects the concentration of insolubles in the light using light, and an optical sensor provided upstream of the optical sensor to remove bubbles contained in the lubricating oil flowing into the measurement chamber. An optical concentration measuring device for insoluble particles in lubricating oil, comprising a gas-liquid separator.
【請求項2】 前記気液分離器がサイクロン式のもので
あって、そのサイクロン室の上流側に絞りと、前記サイ
クロン室の下流側に潤滑油を吸引するポンプと、更に前
記サイクロン室の気相部分に通じる真空ポンプとを備え
ていることを特徴とする、請求項1に記載された光学式
濃度測定装置。
2. The gas-liquid separator according to claim 1, wherein the gas-liquid separator is of a cyclone type, and a throttle is provided on an upstream side of the cyclone chamber, a pump sucks lubricating oil on a downstream side of the cyclone chamber, and a gas in the cyclone chamber is further provided. The optical density measuring apparatus according to claim 1, further comprising a vacuum pump communicating with the phase portion.
【請求項3】 前記測定室へ流入する潤滑油の油温が実
質的に所定の値になるように調整する油温制御手段が設
けられていることを特徴とする、請求項1又は2に記載
された光学式濃度測定装置。
3. An oil temperature control means for adjusting an oil temperature of the lubricating oil flowing into the measuring chamber to a substantially predetermined value is provided. Optical density measurement device as described.
【請求項4】 前記測定室へ流入する潤滑油の油圧が実
質的に所定の値になるように調整する油圧制御手段が設
けられていることを特徴とする、請求項1ないし3のい
ずれかに記載の光学式濃度測定装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising hydraulic pressure control means for adjusting the hydraulic pressure of the lubricating oil flowing into said measuring chamber to a substantially predetermined value. 4. The optical density measurement device according to 1.
【請求項5】 前記光学式センサがプリズムを備えてい
る光反射式のものであることを特徴とする、請求項1な
いし4のいずれかに記載の光学式濃度測定装置。
5. The optical density measuring apparatus according to claim 1, wherein said optical sensor is of a light reflection type provided with a prism.
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