JPH11264312A

JPH11264312A - 気液分離装置

Info

Publication number: JPH11264312A
Application number: JP21181998A
Authority: JP
Inventors: Toru Yoshinaga; 融吉永; Masaki Takeyama; 雅樹武山; Tokio Kohama; 時男小浜; Masatoshi Ikeda; 正俊池田; Kokichi Hoshino; 幸吉星野; Shigeru Shibanuma; 滋芝沼; Takashi Shimura; 貴史志村
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ブローバイガス中のオイル分等、液体分の分
離、回収能力に優れ、特に、長時間運転を行っても分
離、回収効率が悪化することがない気液分離装置を提供
する。【解決手段】気液分離装置の前室１１を経てガス導入
口１２１よりサイクロン室１２に流入するブローバイガ
スは、ここで旋回流となり、オイル分が分離される。オ
イル分を分離したガスはサイクロン室１２中央部の連通
管１４内を旋回しながら上方のオイルスプレッダ室１３
に向かう。ここで、連通管１４下端部のガス導出口１４
１の断面積Ｓ２をガス導入口１２１の断面積Ｓ１より小
さくすることで、連通管１４内の旋回流が強まり、オイ
ル分離効率を向上させるとともに、その上端開口に付着
する液状オイルを剪断して飛散させる。また、連通管１
４をオイルスプレッダ室１３に突出させることで、オイ
ルスプレッダ室１３に逆流を生じさせ、飛散したオイル
をオイルスプレッダ室１３底部に貯留、回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋回流を利用して
液体分を含むガス中から液体分を分離、回収するサイク
ロン式の気液分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンオイルの劣化を防止するため
に、クランクケースと吸気管とを連通させてクランクケ
ース内に漏れ出るブローバイガスを吸気管に戻し、クラ
ンクケース内の換気を行うシステムが知られている。こ
の時、吸気管に還流されるブローバイガス中にはオイル
分が含まれており、このオイル分が吸気管に流出する
と、オイル消費量が増大することはもとより、吸気管壁
に付着したオイル分が、ブローバイガスや、吸気管内に
流入するＥＧＲガス中の成分と反応して、デポジットの
原因となる可能性がある。そこで、従来より、吸気管へ
のオイル流出量を低減するために、吸気管へ至る通路途
中にサイクロン式のオイル分離装置を設けることが行わ
れている。

【０００３】サイクロン式のオイル分離装置は、ブロー
バイガスを円筒状のサイクロン室内に導入して旋回流と
なし、その遠心分離作用によってブローバイガスに含ま
れるオイル分を分離するものである。分離されたオイル
分はサイクロン室の内壁面を伝って底部に貯留され、液
体分を分離したガスは、サイクロン室上端部のガス導出
口から吸気管へ還流される。また、特開平３−７４５０
８号公報には、ブローバイガスに旋回流を発生させる旋
回流発生装置と、分離したオイル分を捕捉する吸引式オ
イルトラッパとを別体に設け、オイルトラッパの底部に
接続した吸引通路内に、負圧を利用してオイルを吸引回
収することにより、回収効率を高めたオイル分離装置が
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】サイクロン式のオイル
分離装置は、ガス中のオイル分を遠心力で分離、回収す
るもので、初期の効率は非常に高い。しかしながら、長
時間運転を行うと、サイクロン室の内壁面がオイルで濡
れ、液状化したオイルが内壁面近傍のガス流れの力で出
口方向へ移動して、やがてサイクロン室から吸気管へ流
出してしまう。このため、オイル分の分離、回収効率が
次第に悪化するという問題があった。一方、特開平３−
７４５０８号公報に開示されるオイル分離装置は、オイ
ルトラッパからオイルを強制的に吸引回収するため、吸
気管への流出は回避できるものの、負圧を発生させるた
めのバキュームポンプやオイルを吸引回収するための吸
引通路が必要で、構成が複雑になりやすい、設置に大き
なスペースを要するといった不具合があった。

【０００５】しかして、本発明の目的は、簡単な構成で
コンパクトにでき、しかも液体分の分離、回収能力に優
れて、特に、長時間運転を行っても液体分の分離、回収
効率が悪化することがない気液分離装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明請求項１の気液分離装置は、略円筒状の容器
内に形成されるサイクロン室を有し、上部周壁に設けた
ガス導入口から該周壁内周面に沿って周方向に導入され
るガス中の液体分を、旋回流の遠心分離作用で分離し
て、上記サイクロン室の下方に貯留、回収する一方、液
体分を分離したガスを、上記サイクロン室の上端部に設
けたガス導出口より導出するようになしてある。上記ガ
ス導出口より上方に延びるガス導出管は、途中に大径部
を形成して、その内部を上記ガス導出管に流出する液体
分を回収するスプレッダ室となし、このスプレッダ室と
上記サイクロン室を結ぶ管路の一端を、上記スプレッダ
室内に突出せしめている。また、上記スプレッダ室と上
記サイクロン室を結ぶ上記管路の最小断面積を上記ガス
導入口の断面積より小さく形成してある。

【０００７】上記サイクロン室の旋回流によって分離さ
れた液体分は、大部分がサイクロン室の底部から回収さ
れるが、その一部は上記ガス導出口よりガス導出管内に
流出する。上記構成では、ガス導出管の途中にこの液体
分を回収するためのスプレッダ室を設けたもので、上記
管路を大径のスプレッダ室内に突出させることにより、
上記スプレッダ室内に流出するガスの一部に逆流を生じ
させ、これによりサイクロン室内壁面近傍に逆流を生じ
させることで液体分が下流方向へ移動するのを阻止す
る。一方、上記サイクロン室内の旋回流により、上記管
路内にも旋回流が発生しており、この旋回流の剪断効果
で、上記管路の内壁を伝って開口端に達した液体分を上
記スプレッダ室の内壁方向に飛散させることができる。
特に、上記構成では、上記管路の最小断面積を上記ガス
導入口の断面積より小さく形成したので、ガスの流速は
上記管路内で最大となり、液体分を飛散させる効果が大
きい。また、管路内の旋回流による液体分の遠心分離効
果も大きくなるため、分離効率を向上させることがで
き、しかも上記管路の開口端において飛散し内壁に付着
した液体分を、上記逆流により上記スプレッダ室の底部
方向へ移動させ液体分の流出を阻止するので、回収効率
が大きく向上する。よって、バキュームポンプ等を用い
ることなく、簡単な構成で、上記スプレッダ室より下流
への液体分の移動を阻止して、長期にわたり優れた分
離、回収効率を得ることができる。

【０００８】請求項２の構成では、上記スプレッダ室と
上記サイクロン室を結ぶ管路の他端を、上記サイクロン
室内に突出せしめる。これにより、上記サイクロン室内
に発生する旋回流をよりスムーズに旋回させ、また、管
路長が長くなることにより、液体分の分離効果が向上す
る。

【０００９】請求項３の構成では、上記サイクロン室の
直上に、該サイクロン室と隔壁で区画される筒状室を設
けて上記スプレッダ室となし、上記スプレッダ室と上記
サイクロン室とを結ぶ上記管路として、上記隔壁の中央
部を貫通し一端が上記スプレッダ室内に、他端が上記サ
イクロン室内に開口する連通管を設ける。このように上
記サイクロン室の直上に上記スプレッダ室を一体に構成
することで、装置をよりコンパクトにすることができ
る。

【００１０】請求項４の構成では、上記スプレッダ室内
に開口する上記連通管の一端と、これに対向する上記ス
プレッダ室上端面との距離を上記連通管の最小径以上と
する。上記管路の開口端において飛散する液体分が、上
記スプレッダ室の出口からガス導出管へ直接流入しない
ように、出口を設ける上記スプレッダ室上端面との距離
を少なくとも上記連通管の最小径程度ないしそれ以上と
することが望ましい。

【００１１】請求項５の構成では、上記連通管形状を、
外径が一定であり、内径が上記サイクロン室側から上記
スプレッダ室側へ向けてテーパ状に縮径する形状とす
る。この時、上記管路内の旋回流は上記スプレッダ室へ
向かうにつれて次第に強められ、上記管路を通過する際
の旋回流による遠心分離効果をさらに高めることが可能
である。

【００１２】請求項６の構成は、本発明の課題を解決す
るための、気液分離装置の他の構成を示すもので、略円
筒状の容器内をサイクロン室となして、上部周壁に設け
たガス導入口から該周壁内周面に沿って周方向に導入さ
れるガス中の液体分を、旋回流の遠心分離作用で分離し
て、上記サイクロン室の下方に貯留、回収する一方、液
体分を分離したガスを、上記サイクロン室の上端部に設
けたガス導出口より導出するようになしてある。上記ガ
ス導出口より上方に延びるガス導出管の途中には、大径
部を形成して、その内部を上記ガス導出管に流出する液
体分を回収するスプレッダ室としており、このスプレッ
ダ室と上記サイクロン室を結ぶ管路を、一端が上記スプ
レッダ室内に、他端が上記サイクロン室内に突出する連
通管で構成している。該連通管の形状は、外径が一定で
あり、内径が、軸方向の中間部に設けた最小内径部より
上方および下方へ向けてそれぞれテーパ状に拡径する形
状とし、かつ上記連通管の上記スプレッダ室側の端縁部
をエッジを有しない滑らかな曲面形状としている。

【００１３】上記構成において、上記連通管の下半部内
を旋回しながら上記スプレッダ室へ向かうガスは、上記
連通管の内径が中間部に設けた最小内径部へ向けて次第
に縮径しているため、徐々に旋回力を増し、その遠心分
離効果により液体分が分離する。よって、この最小内径
部を十分小さくすれば、旋回流の旋回力を大きくし、分
離効率を向上させることができる。上記連通管の上半部
は再びテーパ状に拡径しており、最小内径部を過ぎると
ガスの流速は徐々に遅くなる。さらに、上記スプレッダ
室内に突出する上記連通管の端縁部形状が、エッジを有
しない滑らかな曲面形状であるので、内壁を伝って上記
端縁部に達した液体分は、コアンダ効果により端縁部外
周面にまわり込み、上記スプレッダ室の底部方向に移動
する。すなわち、液体分が先端から飛び出しにくくな
り、ガス流れに乗って流出するのを阻止することができ
る。かくして、簡単な構成で、長期にわたり優れた分
離、回収効率を得ることができる。さらに、最小内径部
分の上下を拡径したので小径の部分が少なく、例えばエ
ンジン停止時に、上記連通管内に侵入した水分が結露、
凍結して上記連通管を閉塞するのを防止する効果を有す
る。

【００１４】請求項７の構成では、上記連通管の上記ス
プレッダ室側の端縁部形状を、鋭角なエッジを有する形
状とする。端縁部を鋭角としたので、上記連通管内に侵
入し結露した水分が液滴となって、下方の上記サイクロ
ン室内に落ちやすくなり、上記連通管の閉塞を防止する
効果をより大きくすることができる。

【００１５】請求項８の構成では、上記ガス導入口から
上記サイクロン室内へ突出するガス導入路を設け、該ガ
ス導入路に、上記サイクロン室内へ流入するガス流れを
下方に誘導するガイド手段を設ける。上記ガイド手段に
より上記サイクロン室内へ流入するガスを下方へ誘導す
ることで、上記サイクロン室の上方へ流れ、さらに壁面
を伝って上記スプレッダ室に流出する液体分を減少させ
て、液体分の回収効率を向上させることができる。

【００１６】請求項９の構成では、上記サイクロン室の
上流側に、下部壁に設けた入口から上部壁に設けた出口
へ至る間にガス中の液体分を分離する前室を設けるとと
もに、該前室内に、斜め下方に延びる複数のじゃま板
を、対向壁面より交互に突出するように配置する。ガス
中の液体分の多くは上記前室内を上昇する間に自重で分
離するが、斜め下方に延びる上記じゃま板を配置し、ガ
スを衝突させることで分離、除去が容易になる。また、
上記前室内のガス流路長が長くなるので分離効率が高く
なる。

【００１７】請求項１０の構成では、上記サイクロン室
の直上に隔壁で区画されるスプレッダ室を設けた構成に
おいて、上記隔壁に上記スプレッダ室内に溜まる液体分
を回収するためのチェック弁を設ける。上記スプレッダ
室と上記サイクロン室とを区画する上記隔壁にチェック
弁を設け、上記スプレッダ室底部に溜まる液体分が所定
量を越えた時に開弁して、上記サイクロン室内に液体分
を流出させるようにすれば、液体分を容易に回収するこ
とができる。また、装置外に回収通路等を設ける必要が
ないので、構成が簡単で、装置全体をさらにコンパクト
にできる。

【００１８】請求項１１の構成では、上記サイクロン室
の直上に上記スプレッダ室を設けた構成において、さら
に、上記サイクロン室の上流側に、下部壁に設けた入口
から上部壁に設けた出口へ至る間にガス中の液体分を分
離する前室を設け、該前室の上面に上記スプレッダ室の
底面の一部が接するように配置する。上記前室と上記ス
プレッダ室とを仕切る壁面には、上記スプレッダ室内に
溜まる液体分を回収するための手段を設ける。上記サイ
クロン室との間に回収手段を設ける構成よりも設計の自
由度が大きく、回収通路径が大きくできるため、回収性
能が向上するといった利点がある。

【００１９】請求項１２の構成では、上記サイクロン室
と上記スプレッダ室からなる気液分離装置を、エンジン
本体の側部壁内に形成され一端側がエンジンのクランク
ケース内に他端側が吸気管に連通するガス流路を設け
て、該ガス流路内を上下に仕切るように上記スプレッダ
室を配置するとともに、その下方に、上記ガス流路内壁
面と間隔を有して上記サイクロン室を配置する。

【００２０】上記構成の気液分離装置は、エンジンクラ
ンクケース内を流通するガス中の液体分を分離する装置
として用いることができる。特に、この気液分離装置
を、エンジン本体の側部壁内に形成したガス流路内に配
置することで、低温運転時の水分凍結のおそれがなくな
り、また、構成をコンパクトにできる。

【００２１】請求項１３の構成は、本発明の課題を解決
するための、気液分離装置の他の構成を示すもので、略
円筒状の容器内をサイクロン室となして、上部周壁に設
けたガス導入口から該周壁内周面に沿って周方向に導入
されるガス中の液体分を、旋回流の遠心分離作用で分離
して、上記サイクロン室の下方に貯留、回収する一方、
液体分を分離したガスを、上記サイクロン室の上端部に
設けたガス導出口より導出するようにした気液分離装置
において、上記サイクロン室の上端部内に小径の内筒部
材を同心状に配置してその下端を上記ガス導出口とする
とともに、上記内筒部材を、内径が下端部の一部で他の
部分より大きくなるように形成する。そして、この大径
部内を上記ガス導出口より流出する液体分を回収する前
処理部となし、該前処理部を構成する筒壁に、該筒壁を
接線方向に貫通して上記サイクロン室に開口する複数の
穴を形成したことを特徴とするものである。

【００２２】上記構成において、上記サイクロン室の上
記ガス導出口に達したガスは、上記ガス導出管内を旋回
しながら上昇する。上記ガス導出管の大径部内では、主
流のガス流れの外側に二次的な渦が生成しており、分離
した液体分はこの渦に巻き込まれ、さらに遠心力によ
り、筒壁の上記複数の穴を経て上記サイクロン室に排出
される。ここで、上記複数の穴が接線方向に開口してい
るので、液体分の排出がスムーズになされる。よって、
より簡易な構成で、効率よく液体分の分離、回収を行う
ことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１および図２に本発明を適用し
たオイル分離装置の一実施の形態を示す。図２はブロー
バイガスの還元システムの全体構成を示すもので、図
中、エンジンのクランクケース２は、ピストン２１が往
復動自在に収容されるシリンダ２２の下方に設けられ、
その内部には炭化水素（ＨＣ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）
を含むブローバイガスが存在している。クランクケース
２の下方にはオイルパン２３が設けてあり、ピストン２
１とシリンダ２２の間を潤滑する潤滑油を貯留してい
る。上記シリンダ２２の上部には吸気弁３１および排気
弁４１が設けられ、それぞれエンジンの吸気管３および
排気管４に連通している。上記クランクケース２の側方
には、本発明のオイル分離装置１が配設してあり、クラ
ンクケース２の側壁に設けた貫通路２４からブローバイ
ガスを導入してオイル分を分離した後、吸気管３へのガ
ス導出管となる還流路５に導出するようになしてある。

【００２４】図１にオイル分離装置１の拡大断面図を示
す。図のように、オイル分離装置１は、上記クランクケ
ース２に連通する前室１１と、サイクロン室１２、およ
び上記還流路５に連通するスプレッダ室たるオイルスプ
レッダ室１３よりなる。サイクロン室１２とオイルスプ
レッダ室１３は、略円筒状の容器Ｈ内を隔壁Ｈ１によっ
て上下に区画することによって形成され、容量の大きい
隔壁Ｈ１下方の空間をサイクロン室１２、容量の小さい
隔壁Ｈ１上方の空間をオイルスプレッダ室１３となして
ある。上記前室１１は、サイクロン室１２の側方に突出
形成され、下部側壁に、クランクケース２の上記貫通路
２４を介してブローバイガスを導入するための入口１１
１を有している。

【００２５】上記サイクロン室１２の上部周壁には、上
記前室１１に連通する矩形断面のガス導入口１２１が形
成してある。ここで、ガス導入口１２１は周壁の接線方
向に傾斜して貫通せしめてあり、前室１１を経て導入さ
れるブローバイガスは、サイクロン室１２の内周面に沿
って周方向に旋回する旋回流を形成する。旋回流の形成
を容易にするために周壁接線方向からブローバイガスが
流入するように前室１１にガイド部を設けてもよい。ま
た、サイクロン室１２は、下半部１２２を下方に向けて
縮径する略円錐形状となしてあり、その下端開口には、
Ｌ字に屈曲する回収通路１２３が接続されている。この
回収通路１２３は、クランクケース２下方のオイルパン
２３（図２）に連通している。しかして、旋回流の遠心
分離作用で分離したオイル分は、略円錐状の下半部１２
２内壁面に案内されて下方へ移動し、回収通路１２３の
Ｌ字部に貯留される。

【００２６】上記サイクロン室１２はその直上に位置す
るオイルスプレッダ室１３と、ガス導出管の一部を構成
する管路である連通管１４を介して連通している。該連
通管１４の下半部は、サイクロン室１２の上端部内に同
心状に配置され、その下端開口はガス導出口１４１とな
してある。連通管１４の上半部は、上記隔壁Ｈ１の中央
部を貫通して上方のオイルスプレッダ室１３内に同心状
に突出している。オイルスプレッダ室１３の上端面は、
吸気管３に至る還流路５に連通しており、その接続端部
には、ブローバイガス流量を制御するための公知のＰＣ
Ｖ（ポジティブクランクケースベンチレーション）バル
ブ１５が配設されている。

【００２７】オイル分が分離されたブローバイガスは、
ガス導出口１４１より連通管１４内に流入し、旋回しな
がら上方のオイルスプレッダ室１３に向かう。この旋回
流により、ブローバイガス中のオイル分をさらに分離さ
せ、また、連通管１４の上端開口に付着するオイルを飛
散させることができる。本発明では、この旋回流の流速
を高め、連通管１４の上端開口部での剪断効果を高める
ために、上記ガス導入口１２１の通路断面積をＳ１、上
記連通管１４の通路断面積をＳ２とした時に、Ｓ１＞Ｓ
２となるようにする。本実施の形態では、上記ガス導入
口Ｓ１の通路断面積Ｓ１を８×５＝４０ｍｍ² 、内径５
ｍｍの連通管１４の通路断面積Ｓ２＝１９．６ｍｍ² と
した。オイルスプレッダ室１３の内径は、ここでは１６
ｍｍとし、連通管１４の外径９ｍｍに対し十分大きくし
て、連通管１４の周囲にオイルを飛散させるための十分
大きな空間が形成されるようにした。

【００２８】また、連通管１４が大径のオイルスプレッ
ダ室１３内に突出しているため、オイルスプレッダ室１
３に流入するブローバイガスは渦流となり、その一部に
逆流を生じる。この逆流によりオイルスプレッダ室１３
内壁方向へ飛散したオイルはオイルスプレッダ室１３下
方へ移動し、回収される。この効果を得るためには、上
記連通管１４の上端開口とオイルスプレッダ室１３上端
面との距離ｌを、少なくとも上記連通管１４の最小径以
上、ここでは５ｍｍ以上とすることが望ましく、これよ
り距離ｌが小さいと、飛散したオイルが直接上方のＰＣ
Ｖバルブ１５に流出し、オイル分離効率が低下するおそ
れがある。ただし、距離ｌが大きすぎるとオイルスプレ
ッダ室１３上端面付近に渦流が到達せず、該上端面に付
着したオイルを逆流によって回収する効果が小さくなる
ため、これらを考慮して距離ｌを設定するのがよい。本
実施の形態では、距離ｌを１０ｍｍとした。また、連通
管１４のオイルスプレッダ室１３内への突出高さを１５
ｍｍ、上記サイクロン室１２内への突出高さを３０ｍｍ
として、連通管１４長さを十分長くし、管内での旋回回
数を多くして分離効率を高めている。さらに、連通管１
４をサイクロン室１２に突出させることで、サイクロン
室１２内での旋回流の形成を容易にする効果も得られ
る。

【００２９】上記隔壁Ｈ１には、上記オイルスプレッダ
室１３底部に溜まったオイルをサイクロン室１２に戻す
ためのチェック弁１６が設けてある。チェック弁１６
は、ゴム材よりなる傘状の弁部材１６１が、隔壁Ｈ１に
設けられた複数の貫通孔Ｈ２を下方から覆ってこれを閉
鎖するように構成され、エンジン運転中は、吸気管３の
負圧が加わるオイルスプレッダ室１３とサイクロン室１
２の差圧で、弁部材１６１が隔壁Ｈ１下面に吸引され閉
弁している。エンジンが停止し、差圧がなくなると開弁
し、オイルスプレッダ室１３底部に貯留されたオイルが
サイクロン室１２内に流入する。

【００３０】次に上記構造のオイル分離装置の作動につ
いて説明する。図１、２において、クランクケース２側
壁の貫通路２４を経て、前室１１の入口１１１から流入
するブローバイガスは、前室１１内を上方に移動する間
に大方のオイル分が分離された後、ガス導入口１２１か
らサイクロン室１２内に流入する。この時、図３
（ａ），（ｂ）のようにガス導入口１２１は接線方向に
傾斜して設けられているので、流入したブローバイガス
は図３（ａ）に矢印で示すような内周面に沿う旋回流と
なる。すると、ブローバイガスに含まれる液体分である
オイルミストが、遠心力により分離され、サイクロン室
１２内壁面に衝突して液状化する。液状化したオイルは
内壁面を伝って下方へ移動し、サイクロン室１２の下端
部に貯留されて、回収通路１２３からクランクケース２
下方のオイルパン２３に回収される。

【００３１】ここで、サイクロン室１２内に流入するオ
イル分は、大部分がサイクロン室１２の下端部から回収
されるが、サイクロン室１２の上端面となる隔壁Ｈ１下
面に付着した液状オイルや、連通管１４に付着した液状
オイルは、ブローバイガスの流れとともに連通管１４の
外壁から内壁を伝って下流に移動していき、やがて連通
管１４の上端開口に達する。本発明のオイルスプレッダ
室１３は、この液状オイルを回収する目的で設けられた
ものであり、サイクロン室１２の中心部からオイルスプ
レッダ室１３内に、所定径の連通管１４を所定高さで突
出せしめた点に特徴を有するものである。

【００３２】サイクロン室１２で発生する旋回流によ
り、ガス導出口１４１より連通管１４内に流入するブロ
ーバイガスにも旋回流が付加される。従って、連通管１
４内の旋回流によってもオイル分が遠心分離して液状化
し、連通管１４内壁面に付着して、サイクロン室１２内
から流入するオイルとともに、次第に出口方向へ移動す
る。連通管１４の上端開口に達した液状オイルは、該開
口から流出する上記旋回流によって剪断され、オイルス
プレッダ室１３の内壁方向に飛散する。本発明では、ガ
ス導出口１４１の断面積をガス導入口１２１の断面積よ
り小さく形成しているため、旋回流の流速は連通管１４
内で最大となり、オイル分の分離効果が向上する。ま
た、旋回力が強められるため、液状オイルの剪断効果も
高く、連通管１４の上端開口に達したオイルを確実に飛
散させることができる。

【００３３】一方、連通管１４は、大径のオイルスプレ
ッダ室１３内に突出して設けられており、流路断面積が
急激に拡大されるため、オイルスプレッダ室１３に流出
するブローバイガスに渦流が生じ、出口方向へ向かう流
れに対して一部で逆流が生じる。この逆流はオイルスプ
レッダ室１３の内壁近傍で生じるため、連通管１４の上
端開口から飛散し内壁面に付着したオイルは、この逆流
によって下方へ移動し、オイルスプレッダ室１３の底部
に貯留され、エンジン停止時にチェック弁１６を経てサ
イクロン室１２底部の回収通路から回収される。

【００３４】このように、上記構成によれば、オイルス
プレッダ室１３に連通管１４を突出させることによって
逆流を生じさせ、オイルの流出を防止することができ
る。さらに、連通管１４の断面積を適切に設定すること
で旋回流を強め、連通管１４の上端開口におけるオイル
剪断効果を最大限に活用し、上記逆流領域に飛散させる
ことができる。このため、オイルスプレッダ室１３より
下流にオイル分が流出するのを阻止し、高いオイル分離
効率を長時間に渡って維持することができる。しかも、
コンパクトで、外径の小さい縦長形状とすることができ
るので、クランクケース側部等、スペースに余裕のない
部分にも設置でき、実用性が高い。

【００３５】図４は、上記構成のオイル分離装置と、オ
イルスプレッダ室を設けない従来のオイル分離装置との
オイル流出量を比較した結果を示すものである。従来の
オイル分離装置は、初期の性能は比較的良好であるもの
の、オイルミストが壁面へ付着しはじめるのに伴い流出
オイルが増加し、分離効率の悪化が見られた。これに対
し、本発明のオイル分離装置では、長時間運転を行って
も高い分離効率を持続することができるという優れた効
果を発揮する。しかも、初期の効率も従来に比べ大幅に
改善されており、これは、旋回力が増すことにより、連
通管１４内での遠心分離効果が付加されるためと考えら
れる。

【００３６】なお、従来のオイル分離装置においては、
エンジンの吸気管３の負圧がサイクロン室１２に加わっ
た時に、サイクロン室底部に貯留されたオイルの液面が
上昇し、吸気管３にオイルが吸い出される可能性が懸念
され、このため、サイクロン室１２を液面上昇しない形
状に設計する必要があった。これに対して、本発明のオ
イル分離装置では、連通管１４の断面積Ｓ２がサイクロ
ン室１２のガス導入口１２１の断面積Ｓ１より小さいの
で、サイクロン室１２内はクランクケース２と同圧とな
り、吸気管負圧が加わることはない。よって、液面上昇
のおそれがなくなり、上記懸念を解消することができ
る。

【００３７】図５は本発明の第２の実施の形態を示すも
のである。上記第１の実施の形態では連通管１４を内
径、外径ともに一定としたが、本実施の形態では、図５
のように、サイクロン室１２とオイルスプレッダ室１３
とを連通する連通管１４′の内周形状を、内径がガス導
出口１４１′側から上記スプレッダ室１３側へ向けて次
第に縮径するテーパ状に形成する。連通管１４′の外径
は一定であり、また、連通管１４′の最小断面積（上端
面の断面積）は、上記第１の実施の形態と同様、サイク
ロン室１２のガス導入口１２１の断面積より小さく形成
する。その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であ
る。

【００３８】上記構成によれば、連通管１４′の内径が
出口側ほど小さいので、連通管１４′内を通過する旋回
流を徐々に強める効果が得られ、連通管１４′内におけ
るオイルミストの分離、液状化効果をさらに高めること
が可能である。ただし、連通管１４′の外径は、サイク
ロン室１２内での旋回流をスムーズに旋回させるために
一定とする必要がある。

【００３９】図６、図７は本発明の第３の実施の形態を
示すものである。上記第１の実施の形態では、連通管の
最小断面積を小さくして旋回流を強め、上端開口で液状
オイルを径方向に飛散させることで、分離、回収効率を
向上させるようにしたが、本実施の形態では、連通管の
内周形状および上端開口部形状の工夫によりオイル分を
回収しやすくする。

【００４０】図６において、本実施の形態の基本構成は
上記第１の実施の形態と同様であり、同一部材には、同
一番号を付してある。本実施の形態では、サイクロン室
１２とオイルスプレッダ室１３とを連通する連通管１
４″の形状を、軸方向の中間部に最小内径部１４２″を
有し、該最小内径部１４２″より上方および下方へ向け
てそれぞれテーパ状に拡径する形状とする。この最小径
部１４１″は、図７に示すように、軸方向の中間位置よ
りやや下方に形成され、該最小内径部１４２″を挟んで
上方のテーパ部と下方のテーパ部とは連続する滑らかな
曲面で繋がっている。最小内径部１４２″を小さくする
程、旋回力が増し、オイルミストの分離効率が向上する
が、必ずしも、上記各実施の形態のようにサイクロン室
１２のガス導入口１２１の断面積より小さくする必要は
なく、通常、これと同程度とするのがよい。

【００４１】また、オイルスプレッダ室１３に開口する
連通管１４″の上端縁部１４３″は、エッジを有しない
滑らかな曲面形状となっており、一方、連通管１４″の
下端縁部でありサイクロン室１２に開口するガス導出口
１４１″は、鋭角なエッジを有する形状としてある。な
お、連通管１４″の外径は、サイクロン室１２内での旋
回流をスムーズに旋回させるために一定とする。

【００４２】上記構造のオイル分離装置の作動について
説明する。図６、７において、クランクケース２からオ
イル分を含むブローバイガスが、貫通路２４、入口１１
１を経て前室１１に流入し、オイル分を分離しつつ上方
に移動して、ガス導入口１２１からサイクロン室１２内
に流入する。ここで、ブローバイガスは旋回流となり、
ブローバイガスに含まれるオイル分が内壁面に衝突して
液状化して、回収通路１２３から回収される。一部の液
状オイルとオイルミストは、旋回しながら上昇し、上記
連通管１４″下端のガス導出口１４１″よりオイルスプ
レッダ室１３へ向かう。

【００４３】本実施の形態では、連通管１４″がガス導
出口１４１″から最小内径部１４２″へ向けて次第に縮
径しているため、ブローバイガスは旋回力は徐々に強ま
る。一般に、旋回力ｆは下記式（１）で表され、ｆ＝ｍ（Ｖ²／ｒ）・・・（１）ｍ：オイルの重さＶ：ガス速度ｒ：旋回半径最小内径部１４２″の径を小さくする程、旋回力を大き
くすることができるので、最小内径部１４２″の径を適
切に設定することで、連通管１４″内における分離効率
を大きく向上させることができる。

【００４４】最小内径部１４２″より上方では、連通管
１４″は再び拡径しており、ブローバイガスの流速は徐
々に遅くなる。しかも、連通管１４″の上端縁部１４
３″を、エッジを有しない滑らかな曲面形状としたの
で、連通管１４″内壁を伝って上記端縁部に達した液状
オイルは、上記各実施の形態のように、剪断されて飛散
せず、コアンダ効果によりオイルスプレッダ室１３の底
部方向に誘導される。すなわち、エッジがシャープな場
合には、付着できる面積が少なく表面張力により小さく
まとまる上、エッジとの接着力が小さくなるため、ガス
流れとともに飛び出しやすいが、エッジがなく滑らかで
あると、上端縁部１４３″表面に付着したままで内周側
から外周オイル分離装置１へ移動する。この時、最小内
径部１４２″を軸方向の中間位置より下方に設けると、
上端縁部１４３″までの距離を十分長くでき、ガス流速
を遅くする効果が大きい。また、最小内径部１４２″を
挟んで上下のテーパ部を滑らかな曲面で繋いで旋回力が
落ちないようにしている。かくして、オイルスプレッダ
室１３より下流への液状オイルの流出を防止し、分離、
回収効率を向上することができる。

【００４５】なお、連通管１４″の径が小さくなると、
エンジン停止時に、オイル分離装置内に侵入するブロー
バイガス中の水分が連通管１４″内で結露、凍結するこ
とにより、連通管１４″を閉塞するおそれがあるが、上
記構成では、最小内径部１４２″の上下を拡径してお
り、小径の部分が少ない。よって、水分の結露、凍結に
より連通管１４″が閉塞する可能性を小さくすることが
できる。さらに、連通管１４″下端のガス導出口１４
１″を鋭角なエッジ形状としたので、水摘が形成されや
すい。つまり、連通管１４″で結露した水分が下方に移
動し、エッジ部で水摘となって落ちてしまうため、連通
管１４″の閉塞を防止する効果がより大きくなる。

【００４６】図８（ａ）〜（ｄ）は本発明の第４の実施
の形態を示すものである。上記図１の第１の実施の形態
の構成において、前室１１からサイクロン室１２に流入
するブローバイガスのほとんどは、ガス導入口１２１か
ら下方に向かう流れとなるが、その一部はサイクロン室
１２上方に向かう流れとなり、この流れによってサイク
ロン室１２上端面に達した液状オイルが、連通管１４壁
を伝ってオイルスプレッダ室１３に流出する。この流出
量が多いと、オイルスプレッダ室１３に溜まるオイル量
が増加し、短時間で貯留限度に達してしまう。

【００４７】そこで、本実施の形態では、図８（ａ）の
ように、前室１１とサイクロン室１２とを連通するガス
導入口１２１よりサイクロン室１２内に水平に突出する
ガス導入路１２４を設ける。該ガス導入路１２４は、上
記サイクロン室内へ流入するガス流れを下方に誘導する
ガイド手段として、先端部１２５の上部管壁を下方に向
けて湾曲する形状となしてある。その他の構成は上記第
１の実施の形態と同様である。

【００４８】上記構成において、ブローバイガスは前室
１１からガス導入口１２１を経てガス導入路１２４に流
入する。この際、液状オイルはブローバイガスの流れに
沿ってガス導入路１２４の出口方向へ移動し、先端部１
２５に達する。上記構成では、先端部１２５の上部管壁
を下方に向けて湾曲する形状としたので、ガス流れが下
方に誘導される。また、ガス導入路１２４の上部内を流
れる液状オイルは先端部１２５に溜まり、ブローバイガ
スの流れにより振り切られる。かくして、サイクロン室
１２の上端部へ達し、連通管１４壁を伝ってオイルスプ
レッダ室１３に流出するオイル量を低減してオイル除去
性能を向上させることができる。

【００４９】ここで、図８（ｂ）のように、ガイド手段
であるガス導入路１２４の先端部１２５形状を、上部管
壁を下方に向けて湾曲するとともに下部管壁が上部管壁
より短くなるような形状としてもよい。この時、下方へ
向かうブローバイガスの流れがより形成されやすくな
り、サイクロン室１２上端へ流れるオイル量をさらに減
らすことができる。あるいは、図８（ｃ）のように、ガ
ス導入路１２４全体を、下方に向けて傾斜する構成とし
てもよく、同様の効果が得られる。この場合は、先端部
１２５の上部管壁を湾曲させなくても下方へ向かう流れ
を形成することができる。

【００５０】さらに、図８（ｄ）のように、ガス導入路
１２４内壁を伝わる液状オイルを上面から側面、さらに
下面に向けて誘導するような溝１２６あるいは仕切板を
ガス導入路１２４の内壁面に沿って設けてもよい。この
ようにしても、サイクロン室１２上端面へ流れるオイル
量を減らす同様の効果が得られる。

【００５１】図９（ａ）、（ｂ）は本発明の第５の実施
の形態を示すものである。本実施の形態では、前室１１
における分離効率を向上させるために、前室１１内に、
内壁面より斜め下方に延びる複数のじゃま板１１２を設
ける。これら複数のじゃま板１１２は、対向壁面から交
互に突出するように配設され、それぞれ、斜め下方に向
けて延びている。また、これらじゃま板１１２は突出端
縁が鋭角になるようにしてある。その他の構成は上記第
１の実施の形態と同様である。

【００５２】上記構成において、前室１１の入口１１１
から流入したブローバイガスが、前室１１内に設けられ
た複数のじゃま板１１２に衝突すると、オイル分がじゃ
ま板１１２に付着する。また、ブローバイガスはじゃま
板１１２により前室１１内を蛇行しながら上昇すること
になり、じゃま板１１２に次々に衝突してオイル分が除
去される。さらに、じゃま板１１２と前室１１内壁との
間には、図のように渦が発生し、この渦は主流に対して
向きが逆方向となるため、この渦の力でじゃま板１１２
に付着したオイル分が先端方向に移動し、回収される。
エンジン停止後は、じゃま板１１２を下向きに配設した
ため、自重により回収される。特に、じゃま板１１２の
先端を鋭角としたため、オイル分の回収がスムースにな
る効果を有する。

【００５３】このようにして、前室１１内におけるオイ
ル分の分離効率を高め、装置全体の分離回収効率をさら
に向上させることができる。なお、図９（ｂ）のよう
に、じゃま板１１２の先端を、下方に向けて湾曲させた
形状としてもよい。この時、渦がより形成されやすくな
り、オイルの回収効率をさらに向上させることができ
る。

【００５４】図１０（ａ）、（ｂ）は本発明の第６の実
施の形態を示すものである。上記図１の第１の実施の形
態のように、オイルスプレッダ室１３からのオイルの回
収を、サイクロン室１２との間に設けたチェック弁１６
にて行う構成では、チェック弁１６の径がサイクロン室
１２の大きさに制限され、サイクロン室１２の内径の１
／２以上に大きくできない。また、サイクロン室１２へ
の貫通孔Ｈ２はチェック弁１６の内径よりさらに小さく
なる。そのため、オイルスプレッダ室１３からサイクロ
ン室１２へのオイル落とし性能が不十分となったり、貫
通孔Ｈ２がつまるおそれがある。

【００５５】そこで、本実施の形態では、オイルスプレ
ッダ室１３をサイクロン室１２より大径として、その一
部が前室１１の直上に位置するように配置する。そし
て、オイルスプレッダ室１３と前室１１とを仕切る壁面
たる隔壁Ｈ３に、オイルスプレッダ室１３からのオイル
の回収を行うための手段としてチェック弁１６′を設け
ている。チェック弁１６′は、隔壁Ｈ３に設けられて両
室を連通する貫通孔Ｈ４を、前室１１内に配置される平
板状の弁部材１６１′にて閉鎖するようになしてある。
弁部材１６１′は、前室１１の上面に設けた支持孔に固
定されている。

【００５６】このように、チェック弁１６′を前室１１
内に配したので、チェック弁１６′を大きくすることが
可能であり、オイル回収用の貫通孔Ｈ４を直径が１．５
ｍｍ以上にすることができる。よって、オイル落とし性
能が向上し、オイル回収用の貫通孔Ｈ４がつまるおそれ
もない。

【００５７】ここでは、図１１（ａ）のように、チェッ
ク弁１６′の弁部材１６１′を平板状としたが、図１１
（ｂ）のように傘状のポペット弁としてもよい。あるい
は、図１１（ｃ）のように、中央部に比べ外周部を肉薄
とした形状とすることもできる。図１２は、チェック弁
１６′の径と形状の関係を示したもので、弁部材１６
１′の径が大きいほど、また、傘状のポペット弁よりも
平板状とした方が、オイル落とし性能が高いことが分か
る。

【００５８】図１３、図１４は本発明の第７の実施の形
態を示すものである。上記第６の実施の形態では、大径
としたオイルスプレッダ室１３から前室１１へのオイル
の回収を、両室を連通するチェック弁１６′にて行う構
成としたが、本実施の形態では、オイル分の回収手段と
して、サイクロン室１２との隔壁となるオイルスプレッ
ダ室１３の底壁１３１を可動壁とし、この底壁１３１の
外周部の一部が、前室１１の上面に当接するようにその
上方に重ねて配置される。

【００５９】底壁１３１は、図１４（ａ）、（ｂ）のよ
うに、オイルスプレッダ室１３下端部内壁に形成した環
状溝１３２内に保持され、上下方向に一定範囲で移動可
能となしてある。この環状溝１３２は、前室１１壁に設
けた連通孔１３３により前室１１内に連通し、エンジン
運転時には底壁１３１が吸気管負圧により上方へ吸引さ
れる図１４（ａ）の状態から、エンジン停止時に底壁１
３１が下方へ移動すると、オイルスプレッダ室１３と前
室１１とを連通し、オイルスプレッダ室１３底部に溜ま
ったオイルを、連通孔１３３より前室に回収するように
なしてある。

【００６０】上記構成によれば、チェック弁を使用しな
いオイル戻し構造としたので、構造が簡素化できる利点
がある。なお、溝１３２の幅は１０ｍｍ以下であること
が望ましく、それ以上とすると、溝と底壁１３１との隙
間からガスが漏れるおそれがある。

【００６１】ここで、底壁１３２は、図１５（ａ）、
（ｂ）のように、上面外周縁が下方に傾斜し、オイルが
外周縁より連通孔１３３へ流入しやすいように構成する
こともできる。この時、外周縁に当接する環状溝１３２
の対向面も同様の傾斜面とするのがよい。

【００６２】図１６（ａ）、（ｂ）は本発明の第８の実
施の形態を示すものである。上記第１の実施の形態のよ
うに、オイル分離装置をエンジン外部に取付ける構成で
は、低温運転時、ブローバイガスが冷えたオイル分離装
置壁に衝突して、ブローバイガス中の水分が凍結し、通
路を閉塞するおそれがある。そこで、本実施の形態で
は、エンジン本体の側部壁内を経てその上方のヘッドカ
バー６へ連通するオイル戻し通路７を設け、一端側がエ
ンジンのクランクケース２内に、他端側がヘッドカバー
６を経て吸気管３へ連通するガス流路たるオイル戻し通
路７を設け、オイル分離装置１′をオイル戻し通路７の
内部に配置する構成とする。

【００６３】ここで、オイル分離装置１′は、サイクロ
ン室１２とオイルスプレッダ室１３からなり、オイルス
プレッダ室１３はオイル戻し通路７を上下に仕切るよう
に配置される。サイクロン室１２はオイルスプレッダ室
１３より小径で、その周囲のオイル戻し通路７内壁との
間に一定の間隔を有して配置される。本実施の形態で
は、前室１１を有していないが、このオイルスプレッダ
室１３の周囲に形成される空間が前室１１と同様の機能
を有する。サイクロン室１２およびオイルスプレッダ室
１３の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様で、オ
イルスプレッダ室１３を通過したブローバイガスはＰＣ
Ｖバルブ１５を経て吸気管３に還流される。

【００６４】オイルスプレッダ室１３に溜まったオイル
分は、チェック弁１６を経て、サイクロン室１２底部の
回収口１２６よりクランクケース２内に戻される。この
回収口１２６の断面積は、通常、サイクロン室１２のガ
ス導入口１２１断面積の１／２から１／５の間に設定さ
れている。断面積が１／２より大きいと回収口１２６か
らブローバイガスが流入し、１／５より小さいとオイル
戻し性能が低下する。また、回収口１２６にチェック弁
を設けたり、回収口１２６をクランクケース２底部のオ
イル溜まりに直接連通する通路を形成することもでき
る。

【００６５】低温運転時にエンジンを始動すると、暖か
いブローバイガスが冷えたオイル分離装置に流入してそ
の内部で水分が凍結し、通路を閉塞するおそれがある
が、上記構成によれば、気液分離装置１′がエンジン内
部に配設されるので凍結のおそれがない。また、気液分
離装置１′を設置するスペースが節約される。

【００６６】図１７（ａ）〜（ｃ）は本発明の第９の実
施の形態を示すものである。上記各実施の形態では、サ
イクロン室１２の上方にオイルスプレッダ室１３を設け
る構成としたが、本実施の形態では、より簡易な構成で
同等のオイル分離効果を実現する。本実施の形態のオイ
ル分離装置１″は、前室１１とサイクロン室１２とから
なる。サイクロン室１２の上方には直接ＰＣＶバルブ１
５が接続されており、オイルスプレッダ室１３は設けら
れていない。

【００６７】サイクロン室１２の上端部内には、内筒部
材たる連通管１７が同心状に配設され、その下端に内筒
部材たる前処理管１８が固定されている。前処理管１８
の下端部はガス導出口１８１となしてある。前処理管１
８は、外径が連通管１７と同じで、内径が連通管１７よ
り大きくなるように形成されており、この大径部内を、
筒壁を伝って連通管１７へ流出するオイル分を回収する
ための前処理部１８２となしてある。また、図１７
（ｂ）のように、前処理管１８には連通管１７との接合
部に、管壁を貫通する複数の穴１８３が接線方向に開口
している。この穴の向きは、連通管１７内の旋回流と同
一方向で、かつ連通管１７の外の旋回流の向きとは逆向
きとなっている。その他の構成は、上記第１の実施の形
態と同様である。

【００６８】上記構成において、前室１１よりサイクロ
ン室１２内に流入するオイルミストを含むブローバイガ
スは、サイクロン室１２内を旋回し、やがて前処理管１
８に流入する。その際、連通管１７の外壁を伝って下降
してきた液膜状のオイルや、ガスの旋回によるオイルミ
ストが分離してできた液状オイルが、ガス流れに引きず
られて前処理管１８内を上方に移動する。ここで、前処
理部１８２における流れを見ると、図１７（ｃ）のよう
に、主流のガス流れに対してできる二次的な渦が、段付
きに縮径する接合部に生成する。このため、前処理部１
８２の内壁を伝って接合部に達した液状オイルは、この
渦に巻き込まれてそれ以上の上昇が抑制され、やがて旋
回流の遠心力によって接線方向に開口する複数の穴１８
３より外部に放出される。かくして、より簡単な構成
で、効率よく液体分の分離、回収を行い、サイクロン室
１２からのオイル分の流出を防止することができる。ま
た、装置の小型化が可能である。

【００６９】ここで、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、前処理管１８は、上半部内を大径の前処理部１８２
とし、下半部を段付きに縮径して連通管１７の内径と同
じ内径とすることもできる。この場合、接線方向に開口
する複数の穴１８３は前処理部１８２下端の段付き部に
設ける。この時、ガス流れは図１８（ｃ）に示すように
なり、大径の前処理部１８２に主流に対して逆流する二
次的な渦が生じる。内壁面を伝う液状オイルは、この渦
に誘導されて下方に向かい、やがて遠心力により前処理
部１８２下端の管壁に形成した複数の穴１８３から外部
へ放出される。

【００７０】上記各実施の形態では、本発明を、エンジ
ンのブローバイガス通路の途中に設けるオイル分離装置
として用いた例について説明したが、必ずしもこれに限
るものではなく、気体中の液体分の除去であれば同様の
効果が得られる。例えば、本発明の気液分離装置を、気
体中の水滴の分離や、気体中の冷媒の分離等に応用する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるオイル分離
装置の全体縦断面図である。

【図２】第１の実施の形態のオイル分離装置を備えたエ
ンジンのブローバイガス還流システムの全体構成図であ
る。

【図３】（ａ）は本発明のオイル分離装置の作動を説明
するための部分拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線
断面図である。

【図４】本発明のオイル分離装置と従来のオイル分離装
置の効果を比較するための図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態におけるオイル分離
装置の全体縦断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態を示し、（ａ）はオ
イル分離装置の全体縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ
線断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態における連通管の拡
大断面図である。

【図８】（ａ）は本発明の第４の実施の形態におけるオ
イル分離装置の主要部拡大断面図であり、（ｂ）〜
（ｄ）はガス導入路形状の他の例を示す図である。

【図９】（ａ）は本発明の第５の実施の形態におけるオ
イル分離装置の全体断面図であり、（ｂ）はじゃま板形
状の他の例を示す図である。

【図１０】（ａ）は本発明の第６の実施の形態における
オイル分離装置の上視図、（ｂ）はオイル分離装置の全
体断面図である。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）は第６の実施の形態における
チェック弁構造を示す図である。

【図１２】第６の実施の形態におけるチェック弁構造と
オイル落とし性能の関係を示す図である。

【図１３】本発明の第７の実施の形態におけるオイル分
離装置の全体断面図である。

【図１４】本発明の第７の実施の形態におけるオイル分
離装置の主要部拡大断面図で、（ａ）は運転時の状態、
（ｂ）はエンジン停止時の状態を示す図である。

【図１５】本発明の第７の実施の形態におけるオイル分
離装置のオイル戻し構造の他の例を示す主要部拡大断面
図で、（ａ）は運転時の状態、（ｂ）はエンジン停止時
の状態を示す図である。

【図１６】（ａ）は本発明の第８の実施の形態のオイル
分離装置を備えたエンジンのブローバイガス還流システ
ムの全体構成図、（ｂ）はオイル分離装置の全体縦断面
図である。

【図１７】（ａ）は本発明の第９の実施の形態における
オイル分離装置の全体断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ
線断面図、（ｃ）はオイル分離装置の主要部拡大断面図
である。

【図１８】第９の実施の形態における前処理管構造の他
の例を示すもので、（ａ）はオイル分離装置の全体断面
図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）はオイル
分離装置の主要部拡大断面図である。

【符号の説明】１、１′、１″ オイル分離装置１１前室１１１入口１１２じゃま板１２サイクロン室１２１ガス導入口１２２下半部１２３回収通路１２４ガス導入路１２５先端部（ガイド手段）１２６溝（ガイド手段）１３オイルスプレッダ室（スプレッダ室）１３１底壁１３２環状溝１３３連通孔１４、１４′、１４″ 連通管（管路）１４１、１４１′、１４１″ ガス導出口１４２″ 最小内径部１４３″ 上端縁部（端縁部）１５ＰＣＶバルブ１６１６′ チェック弁１７連通管（内筒部材）１８前処理管（内筒部材）１８１ガス導出口１８２前処理部１８３複数の穴２クランクケース３吸気管４排気管５還流路（ガス導出管）６ヘッドカバー７オイル戻し通路（ガス流路）Ｈ容器Ｈ１隔壁Ｈ２貫通孔Ｈ３隔壁Ｈ３貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小浜時男愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者池田正俊愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者星野幸吉愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者芝沼滋愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者志村貴史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略円筒状の容器内をサイクロン室となし
て、上部周壁に設けたガス導入口から該周壁内周面に沿
って周方向に導入されるガス中の液体分を、旋回流の遠
心分離作用で分離して、上記サイクロン室の下方に貯
留、回収する一方、液体分を分離したガスを、上記サイ
クロン室の上端部に設けたガス導出口より導出するよう
にした気液分離装置において、上記ガス導出口より上方
に延びるガス導出管の途中に大径部を形成して、その内
部を上記ガス導出管に流出する液体分を回収するスプレ
ッダ室となし、このスプレッダ室と上記サイクロン室を
結ぶ管路の一端を上記スプレッダ室内に突出せしめると
ともに、上記スプレッダ室と上記サイクロン室を結ぶ上
記管路の最小断面積を上記ガス導入口の断面積より小さ
くしたことを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】上記スプレッダ室と上記サイクロン室を
結ぶ管路の他端を、上記サイクロン室内に突出せしめた
請求項１記載の気液分離装置。
【請求項３】上記サイクロン室の直上に、該サイクロ
ン室と隔壁で区画される筒状室を設けて上記スプレッダ
室となし、上記スプレッダ室と上記サイクロン室とを結
ぶ上記管路として、上記隔壁の中央部を貫通し一端が上
記スプレッダ室内に、他端が上記サイクロン室内に開口
する連通管を設けた請求項２記載の気液分離装置。
【請求項４】上記スプレッダ室内に開口する上記連通
管の一端と、これに対向する上記スプレッダ室上端面と
の距離を上記連通管の最小断面積以上とした請求項３記
載の気液分離装置。
【請求項５】上記連通管形状を、外径が一定であり、
内径が上記サイクロン室側から上記スプレッダ室側へ向
けてテーパ状に縮径する形状とした請求項３または４の
いずれか記載の気液分離装置。
【請求項６】略円筒状の容器内をサイクロン室となし
て、上部周壁に設けたガス導入口から該周壁内周面に沿
って周方向に導入されるガス中の液体分を、旋回流の遠
心分離作用で分離して、上記サイクロン室の下方に貯
留、回収する一方、液体分を分離したガスを、上記サイ
クロン室の上端部に設けたガス導出口より導出するよう
にした気液分離装置において、上記ガス導出口より上方
に延びるガス導出管の途中に大径部を形成して、その内
部を上記ガス導出管に流出する液体分を回収するスプレ
ッダ室となし、このスプレッダ室と上記サイクロン室を
結ぶ管路を、一端が上記スプレッダ室内に、他端が上記
サイクロン室内に突出する連通管で構成するとともに、
該連通管形状を、外径が一定であり、内径が、軸方向の
中間部に設けた最小内径部より上方および下方へ向けて
それぞれテーパ状に拡径する形状とし、かつ上記連通管
の上記スプレッダ室側の端縁部をエッジを有しない滑ら
かな曲面形状としたことを特徴とする気液分離装置。
【請求項７】上記連通管の上記スプレッダ室側の端縁
部形状を、鋭角なエッジを有する形状とした請求項６記
載の気液分離装置。
【請求項８】上記ガス導入口から上記サイクロン室内
へ突出するガス導入路を設け、該ガス導入路に、上記サ
イクロン室内へ流入するガス流れを下方に誘導するガイ
ド手段を設けた請求項１ないし７のいずれか記載の気液
分離装置。
【請求項９】上記サイクロン室の上流側に、下部壁に
設けた入口から上部壁に設けた出口へ至る間にガス中の
液体分を分離する前室を設けるとともに、該前室内に、
斜め下方に延びる複数のじゃま板を、対向壁面より交互
に突出するように配置した請求項１ないし８のいずれか
記載の気液分離装置。
【請求項１０】上記隔壁に上記スプレッダ室内に溜ま
る液体分を回収するためのチェック弁を設けた請求項３
ないし５のいずれか記載の気液分離装置。
【請求項１１】上記サイクロン室の上流側に、下部壁
に設けた入口から上部壁に設けた出口へ至る間にガス中
の液体分を分離する前室を設け、該前室の上面に上記ス
プレッダ室の底面の一部が接するように配置するととも
に、上記前室と上記スプレッダ室とを仕切る壁面に、上
記スプレッダ室内に溜まる液体分を回収するための手段
を設けた請求項３ないし８のいずれか記載の気液分離装
置。
【請求項１２】エンジン本体の側部壁内に形成され一
端側がエンジンのクランクケース内に他端側が吸気管に
連通するガス流路を設けて、該ガス流路内を上下に仕切
るように上記サイクロン室を配置するとともに、その下
方に、上記ガス流路内壁面と間隔を有して上記スプレッ
ダ室を配置した請求項１ないし８のいずれか記載の気液
分離装置。
【請求項１３】略円筒状の容器内をサイクロン室とな
して、上部周壁に設けたガス導入口から該周壁内周面に
沿って周方向に導入されるガス中の液体分を、旋回流の
遠心分離作用で分離して、上記サイクロン室の下方に貯
留、回収する一方、液体分を分離したガスを、上記サイ
クロン室の上端部に設けたガス導出口より導出するよう
にした気液分離装置において、上記サイクロン室の上端
部内に小径の内筒部材を同心状に配置してその下端を上
記ガス導出口とするとともに、上記内筒部材を、内径が
下端部の一部で他の部分より大きくなるように形成し
て、この大径部内を上記ガス導出口より流出する液体分
を回収する前処理部となし、該前処理部を構成する筒壁
に、該筒壁を接線方向に貫通して上記サイクロン室に開
口する複数の穴を形成したことを特徴とする気液分離装
置。