JPS58502188A - 遠心分離機 - 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】 遠心分離機 本発明は一般的に遠心分離機に関し、特に内燃エンジンの潤滑油／ステムのよう な液体システムから汚染物を除去するのに使用できる自己駆動型の遠心分離機に 関する。

内燃エンジンのような機械装置の操作寿命を長くするためには、その潤滑油に入 ってくる粒子のよう外汚染物を連続的に除去する最高レベルのろ過容量と能力を ／ステムに備えることが非常に重要である。一般的にそのようなフィルタは全原 型とバイパス型の２つの型式のいずれかに分類できる。全原型フィルタは多孔性 型のフィルタ要素を用い、このフィルタ要素を油ポツプと潤滑／ステムの残余部 との間に直接設置し、全ての油をフィルタに通すようにするものである。このよ うなフィルタは比較的大きい孔を有するフィルタ要素を備える傾向がある。それ は、比較的大量の油を最小の圧力低下を以ってフィルタに通さなければならない からというだけでなく、ろ過により油から分離されてフィルタ要素上に残留した 汚染物がフィルタ要素の孔を小さくシ、そのろ過作用を更に制限して油の流率の 問題を大きくするからである。このような全原型フィルタでは、フィルタの流れ 制限量が過大になった場合、油をフィルタに通さず、その外周りに直接流れさす ようなバイパス通路を設ける必要があろう。また更に、そのようなフィルタでは フィルタ要素の孔が比較的太きいため微細な粒子の汚染物が捕えられず、従って 油から分離されないそのような汚染物粒子が多数でてくるということもある。

別の型式の油フィルタはバイパス型フィルタであって、この型式のフィルタでは 油ポンプから送出された油の一部分が潤滑／ステムの残余部へ回されずにフィル タに送られ、ここから油溜めに戻されて油ポンプに再循環される。このようなバ イパス型フィルタでは、油の一部分だけしかポンプ送りされないが、供給圧力と 油溜めとの間の大きい圧力低下のもとに操作するので微細な粒子でも非常に効果 的に除去できる。

バイパス型フィルタは多孔性フィルタ要素を備える機械式のものであってもよい が、前記のような用途では遠心型が非常に有利である。遠心型フィルタの典型的 な１つがビアズレイの特許第６．４．３２．０９１号に示されている。このフィ ルタは、内部室と外壁を有するロータ要素が中空ケーシング内に回転可能に装架 されて構成される。ケーシングは油溜めまたはドレンに直接結合され、そして高 圧の油かロータの内部へ送られる。ロータが高圧油でいっばいになると、その油 は、１対の直径方向に設けられた直径の小さい放出オリフィス捷たはジェノ）１ で下方向に流れる。油がそれらオリフィスを通過するとき反動力を生じ、この反 動力３ によりロータがハウジング内で回転してロータ壁に遠心力を作る。そこでロータ が回転しているときのその遠心力と、寸だ油供給装置が停止された場合ロータが 止まっているときの機械的な凝集力との両方によって固体粒子はロータ壁へ引付 けられ付着する。油がオリフィスまたはジェットから放出されるとき、油の圧力 はロータ内の高圧からハウジング内の実質的な大気圧へと低下する。そのハウジ ングから油は油溜めに戻る。

この型式のフィルタではロータの回転を高速にでき、従って非常に大きい遠心力 を作れるので、非常に微細で軽量な汚染粒子でもロータ壁に保留し蓄積すること ができる。一般的にこのような型式のフィルタは、ハウジングを分解し、ロータ を取外して開き、その内部から汚染物をスラッジとして除去できるような再使用 型のものとされているが、捷た、ある所定期間後に全ユニットを取外して新しい ユニットと交換されるような使捨て型のものにすることもできる。このような使 捨て型フィルタは米国特許第４，１０６．６８９号及び第４，１６５，０３２号 に示されている。

この型式の遠心フィルタが正常に操作した場合、非常に高い比率の汚染物を除去 し、潤滑油の劣化を防止する。そこでそのフィルタを普通の負荷条件の自動車で 使用した場合、ある定期的な期間ごとにフィルタの清掃または交換を行わなけれ ばならず、そしてフィル特表昭随−５０２１８８（３） 定量のスラッジが溜捷っでいよう。しかしそのような検査または清掃のときにロ ータ内に所定量のスラッジが溜まっていなければ、フィルタの操作が所期通り行 われていなかったと判断しなければならない。それはおそらく、ロータが所定の 操作回転速度に達していなかったか、あるいは場合によってはロータが全く回転 していなかったかによる。このような操作不良は、不測の供給ライノの閉塞また はロータ軸受の損傷、更にまたオリフィスの閉塞から生じることが知られている 。

しかしそのような操作不良の生じるより一般的な原因は、油をフィルタ底部へ戻 す戻りライン甘たけ外側ハウジング室からの油のドレナージ即ち排出が適正に行 われないことによるのである。このドレナージが適正に行われないと、ジェット オリフィスを備えるロータの最下部分が過剰な油の中に漬かり、このためロータ に対する′抵抗が犬きくなってその回転速度を著しく低クシ、そこでフィルタの ろ遅効率は実質的に悪くなる。

この問題を解決するには、油溜りへ戻るルンラインを流れ抵抗の少ないものにす ればよく、このことは理想的には油溜めの上にフィルタを取付ければ可能なので あるが、普通、多くの装置ではそれは実際上できない。そこでフィルタ、がエン ジンから離れている装置においてフィルタハウジングと油溜めとの間を結合する ホースは直径の比較的太さいものにする必要があるが、そのようなホースは可撓 性のむしろ小さいものになる。更にそのようなホースの配管は、流路の抵抗を大 きくするような急激な折曲げや複雑な回路を作らないように充分留意して行わな ければならない。また通常操作条件において外側ハウジング内の空気圧力は大気 圧と等しく、従ってルンラインの油に何等能動的な圧力が加えられることはない のであるから、ドレンライン中に気泡の生じることがないように注意しなければ ならない。

この問題に対する従来の解決法の１つは、大気をハウジング内に取入れるブリー ドを作るように外側ハウジングの上側部に大気ベント弁を備えることである。

しかし、エンシンが始動されるとき油が比較的低温で従って粘度が高い場合に特 に起り易いドレン通路の不測の閉塞によって内部ハウソングか高圧になる場合、 そのようなブリードは逆止弁を備えなければならない。

しかしこのような逆止弁は外部からまだ別の汚染物をフィルタ内に入れる可能性 があり、寸だ場合によっては油の漏出も起り得る。

問題のまだ別の解決法が米国特許ｉ４，０４６，３１５号に開示されている。こ の特許によれば、流入してくる油の一部分が遠心フィルタを迂回し、−・ウジン グの下のシェツトポンプ装置を通して油溜めへ直接戻される。そのジェットポン プはカバティ内に能動的な動的ボンフ０作動を作ることによって、その中に溜っ た油を能動的に排出し油溜めに戻すものである。しかし、そのためにジェットポ ンプ油はろ過されず、従ってろ過操作の効率は低くなり、捷だ内燃エンシンの潤 滑システムにより高い能力の油ポンプが必要になる。更にそのようなヲェソト〆 ンプは、詰まり易く、従ってジェットポンプを操作不能にし易い非常に小さい直 径のジェットオリフィスを備えなければならない。

本発明は、油がロータと接するようなレベルまで上昇するのを防ぐように大気圧 以上の圧力の制御された量の空気をフィルタの下の室に導入することによって、 戻り油がフィルタハウジング内に蓄積するのを防止するようにした改良された構 造を提供するものである。

フィルタが操作しているとき、油の２つのジェット流がシェツトノズルから射出 され、外側・・ウジングの内壁に対してぶつかり分裂して油の微細なスプレーま たはミストになることが知られているっこのときできる油の泡のあるものがハウ ジング内の空気あるものを帯同し、そしてこの帯同された空気は油と一緒に戻シ ライノを通って油溜めに行く。このためハウジングからは常に少量の空気が連続 的に除去される。そこでもしその空気が補充されなけれは−・ウジング内の空気 圧力は大気圧以下に落ちるから戻りライン内に負圧が生じ、油が油溜めに還流ｆ るのを阻害する。従って空気が帯同されて放出ラインに流れるとき、油レベルは 上昇し、そしてこのレベルがロータ下端部のレベルに達すればロータ速度は低く され、場合によっては停止さ７ れ、効果的なろ過は行われなくなる。

本発明の１つの好適な実施例によれば、フィルター・クランプの直ぐ下の調整器 ノ・クランプが取付けられ、空気弁を備え、そしてこの空気弁は空気ブレーキコ ンゾレツサその他のポンプのような適当な空気圧力供給源に接続される。その調 整器の室の中にフロートが装架され、その室内の油レベルによって作動される。

この油レベルが低い所にある間は空気弁は閉じられており、従って該室内に空気 が送られることはない。しかし、ジェットにより空気が戻り池内に帯同されてフ ィルタハウジングから空気が持去られることにより該油レベルが上昇し始めると 、フロートが持上げられていく。このフロートが所定位置に達すると空気弁を開 数そこで圧力供給源からの空気が調整器室に入り、そしてこの室に直接結合して いるフィルター・クランプの中へ入っていく。この能動的な作動により、フィル タ・・クランプ内の空気圧力は大気圧より高くなり、戻りライン内の油に対する 力を太きくし、戻りの流率を増やし、そして調整器室内の油レベルを下げる。空 気供給源の圧力の如何にかかわらずフィルタ・・クランプ内の圧力は数ｐｓｉ以 上にする必要のないことが知られている。従ってロータオリフィスまたはシェツ トにおける圧力低下は実質的に変らず、フィルタは正常に操作できる。しかし留 意すべきこととして、調整器を通して加えられる空気の量は比較的少量であり、 油溜めに還特表昭５８−！ＪＵ２１８Ｂ（４） 流する油に帯同されて除去される空気の量と同量でしかない。

本発明の他の特徴として、空気調整器から油溜めに戻る戻りラインの直径を非常 に小さくできることが知られた。従来、フィルタは油溜め内の油レベルより相当 上方に設置されたから、戻りラインの寸法は通常の重力以外の圧力助勢なしに自 由ドレンか行われるようなものにされていた。本発明の調整器を用いることによ り、戻りラインは、エンジンの油ポンプからの油供給ラインの寸法より太き（な いもの、あるいは等しいものでさえ使用できるようになる。

更にドレンホースはより細く、従って可撓性のより大きいものを使用でき、この たそのホースの配管をより屈曲したものにしても油のドレンまたは戻り流に対す る抵抗を大きくすことがないから、装架構成の可能性が非常に大きくなる。更に また、重力に打克ち、そして油を戻りラインから油溜めへと押す小さな正圧力が 加えられるので、フィルタを油溜め内の油のレベルより下に設置することさえ可 能である。

本発明の更に他の特徴は、米国特許第４，１０６．６８９号及び第４，１６５， ０３２号に示されているような使捨て型の遠心フィルタに応用できることである 。この場合、例えばフロートを使捨てコンテナの中に備えるようにすることカー でき、そしてそのフロートは、使捨てフィルタのケーシングに直接結合される空 気供給ライン内の空気弁の作動を制御するように構成される。空気弁はケーシン グに直接装架できるから、フィルタがいっばいになったときフィルタは非常に迅 速に取外しテ交換でき、そこで接続ライン内のケーシングの取外し及び空気供給 ラインの切離しと再接続だけを行えばよく、従ってフィルタを使用する機械の遊 び時間は最小限に保たれる。

本明細書において「遠心フィルタ」という用語が使われるが、必ずしも本当にろ 過が行われる必要はな（、従ってその用語は単に遠心力による汚染物の分離を意 味することを理解すべきである。

次に本発明の幾つかの実施例を添付図面を参照しながら説明する。それら図面に おいて、 第１図は本発明の第１実施例による遠心フィルタとその装架体の立面断面図、 第２図は使捨て型フィルタを使用する本発明の第２実施例の立面断面図、 第３図は第２図のろ−ろ線における断面図、第４図は本発明の第ろ実施例の部分 断面立面図、第５図は本発明の第４実施例の立面断面図である。

第１図に詳細に示されるように、遠心分離機またはフィルター０は下側／・クラ ンプ部材１１と上側〕・クランプ部材１２とを備え、これら部材はそれぞれにク ランプ１３及び１４を有し、これらフランジにより相互に入子式に嵌合して固定 される。クランプ１６がそれら２つの部材を一緒に堅く保持し、そしてｏ　ＩＪ ング／−ル１５がその接合部から流体の漏出するのを防ぐっ上下ハウシング部材 １２と１１はこれらの間に７・ウシ゛ング室１８を画成し、この室の下端部はド レン通路１９に続き、この通路は下方向に延び、下側・・クランプ部材１１の底 部の外へ貫通する。

・・クランプ室１８の中にロータ２０が装架され、このロータは、上方向へ延び る周壁２２を有するロータベーヌ部材２１を備える。ロータはまた、頂壁２５と 下方向へ延びる周側壁２７とを有するカバー２４を備える。側壁２７の先端部は 拡大されたフラッジ２８になり、このフランジは周壁２２の上に被さるように嵌 合し、そしてこの接合部に適当な□　ｌ）ング／−ル３１が備えられてロータ２ ０内の油か−・クランプ室１８へと漏出するのを防ぐ。

・・ウジング室１８内にロータ２０を回転自在に装架するため、ロータはスピン ドル３４を備え、このスピンドルの下端部はロータベース２１の孔３５を貫通し て延びる。ベース２１の下側にスラスト座金３７か備エラれ、スピンドル下端部 のフランジ３８に対しプ当てられる。スピンドル３４はまた上方向にロータカバ ー頂壁２５の孔４１を貫通して延ひ、そしてその孔４１の上方でナツト４３かス ピンドル３４のねしＨＢ分にねじ係合し、そこでナツト４３を締付ければロータ カバー２４が下方向に押されシール３１の個所でベース部材２１に対して堅く係 合し、そしてこのベース部材をスラスト座金３７とフランジ３８に対して押付け るから、スピンＰル３４はロータ２０と一体の部分になり、これと−緒に回転す る。

ロータ２０は上下ハウジング部材１２と１１内にそれぞれに支持される１対の軸 受によって装架される。

そこでスピンドル３４はこれの下端部にジャーナル部分４５を有し、このジャー ナル部分は、下側ハウジング部材１１の突出ボス４９内に形成された凹部４８内 に装架される軸受部材４７内に嵌合する。この軸受４７は凹部４８の上で外方へ 延びるフランジ５０を有し、この７ランゾはスラスト座金３７に当だってロータ の重量を支持する。同様に上側・・ウジフグ部材１２の頂壁５２に凹部５３が形 成され、ラジアル軸受５４とヌラスト軸受５５とを受入れ、これによってスピン １ル３４の上端部５７を枢架する。スピンドル３４はこれを貫通する直径一定の ボア５９を有し、これによって凹部４８と５３におけるスピンドル３４の両端部 の液圧力が均衡されるので、スラスト座金３７は圧力の如何にかかわらすロータ ２０の重量だけを支えればよい。

内燃エンジンの油ポンプその他の機械（図示せず）からのラインによって、加圧 はれた油が分離機１０へ供給される。そのラインは下側・・ウシング部材１１に 形成された入口ボア６２に接続される。ここから油は隔離弁６３と通路６４を通 って軸受凹部４８に入り、ここからスピンドル３４のボア５９に流入する。エン ジンがアイ１ル状態のときエンシ゛ン軸受から油を奪わないようにするため、隔 離弁６３は油圧力が低いときは、ばねで閉じ位置に偏倚されている。弁６３は任 意に備えられるもので、多くの場合用いられない。従ってそれは本発明に係わる ものではない。

油はスピンドルボア５９内を上端部の方へ流れ、そしてデフレクタカップ６７に 隣接する半径方向通路６６を通って外へ出る。それから油はデフレクタカップ６ ７の上縁部６８を通過してロータ室６９に入る。

円筒形スクリーン７１がこれの上端部におけるデフレクタカップ６７と下端部に おける円錐形バッフル７３との間でスピンドル３４から離間して且つこれに同心 的に延在する。円錐形バッフル７３は下方向外方向へ延び、ロータベース部材２ １の環状溝７４内に嵌合する。ロータ室６・９が油で充満されると、内方向へ流 れる油の圧力か油を半径方向内方向にスクリーン７１に通過させ、そして円錐形 バッフル７３の下側へ流す。

ここで油は、ロータベース部材２１に形成された１対の垂直通路７６に流入する 。これら通路の下端部は接線方向に延ひるジェットオリフィス７８を備え、ここ から油は比較的高速度で−・ウジノブ室１８の中へ押出される。このジェットオ リフィス７８から放出される６ 高速度の油の流れはその反動力によってロータ２０を高速度で−・ウジング室１ ８内で回転させ、そしてこの高速回転によって作られる遠心力は粒子物質をロー タ壁８１の方へ動かす。それら粒子はその壁８１に層状に蓄積し、そして高い重 力によって凝結してゴム状のマスになる。この粒子マスは分離機を分解してこす り取ることができる。

分離機１０は、ロータ２０に掛かる不均衡力をできるだけ小さくし、最適の機能 を行わせるため、全体的に垂直な位置に装架しなければならない。従って下側ハ ウジング部材は装架ブラケット９０に固定され、そしてこのブラケットが自動車 の９２で示されるようなフレームレールその他の支持に適当なポル゛ト９３によ って取付けられる。従来技術によれば、〜・ウジノブ室１８から内燃エンジンの 油溜めに戻る油の流れは、ドレン通路１９に適当なフィッティングを結合し、こ こから適当な可撓性のホース捷たはパイ７０によって油を油ポンプまで通すよう にして作られる。通常の条件において、その戻りラインは直径の比較的大きいも のにしなければならない。というのは、ロータの速度を最適にするだめには・・ ウジング室１８内に油を蓄積させてはならず、その室１８は通常、油溜めからの 逆流によってドレンライノを通し入ってくる、あるいは空気ブＩＪ　−ｐ弁によ って入ってくる空気を充満されていなければならないからである。そのような空 気ブリードは本発明では不要になる。ｌ・ウジノブ室１８と油溜めとの間の圧力 低下は実質的に無いので、戻りラインを直径の比較的大きいものにして・・ウシ ング室１日内に油の蓄積するのを防がなければならない。というのは、もしその 油のレベルがロータベース部材２１のレベルに達するよう々ことになれば、その 摩擦によってロータの回転速度は著しく低くされ、従って分離機の効果的なろ過 作用を行うのに必要な遠心力が非常に小さくされ、従って潤滑油からの粒子物質 の除去が殆んど、あるいは全く行われなくなってしまうからである。

本発明の原理によれば、・・ウシング室１８内の油の蓄積は様々な状況によって 簡単に生じ１、従って遠心フィルタの効率は直ぐ低下することが分かつている。

多くの用例において分離機内のロータの回転速度を検知するのは容易でないから 、分離機を清掃するために分解して粒子物質の蓄積が期待したより少ないことを 見出すまで、その効率の損失の判明しないことが多いのである。もちろん、その ようになったときには油は既にひどく汚染されており、そして内燃エンジンの不 必要な摩耗が行われてしまっているから、多くの場合もう遅過き゛るといってよ い。このような状況をもたらす主要な原因は、・・ウジノブ室１８から空気が除 去されるプロセスに予め気付かないことにある。油のジェットがオリフィス７８ から高速で射出されると（供給ラインと大気上の間の実質的に全ての圧力低下が オリ７１スフ８の所で起るので、その油ジェツトの速度は非常に高いものになる ）、その油は下側ハウジング部材１１の内壁に対して衝突する。この作用により 油ジェツトは破壊されて微細な滴のスプレーになる。この微細スプレーは泡の形 成またはその溶解力によってその中に空気を帯同または溶解し、そして油はこれ に帯同される空気と一緒に油溜めに戻るがら必然的にハウジング室１８内の圧力 は下がり、従ってドレン通路１９内の油のレベルは上昇する。そこで本発明は、 油の帯同作用によって持去られる空気を埋合わす追加の空気ヲハウシング室１８ 内に導入して油レベルがロータベース部材２１に接するまで上昇するのを防ぐこ とにより、そのような問題を解決する。

ハウジング室１８内に空気を導入するため、室９９を画成する底壁９６と側壁９ ７とを有する調整器ハウジング９５が備えられろ。この調整器ハウジング９５は 装架ブラケット９０の下に設置され、そしてその頂面１０１がガスケット１０４ を介して装架ブラケット９０の下側部に固定される。同様に分離機１０かガスケ ット１０３を挾んで装架ブラケット９０の上側部に装架され、そしてボルト１０ ６を下側ノ・ウゾング部材１１、装架ゾラケソト９０、及び調整器・・ウジング ９５に通すことによって、その全組立体が一緒に一体品として固定される。

ドレン開口１０８が調整器・・ウジングの底壁９６に設けられ、そこにエンジノ 油溜めへの戻りラインが接続される。調整器ハウジング９５はまた空気入ロフィ ノテイング１１１を備え、ここには空気ブレーキコンプレッサ等のような適当な 空気供給源からの空気供給ラインが接続される。入口１１の直ぐ上に減径された ねじ付きボア１１２があり、これの中に、上方に突出する弁ステム１１４を有す る弁１１３が取付けられる。

この弁１１３は、通常開じていて入口１１１がら空気を弁に通さない普通のタイ ヤ弁のような構造にできる。

しかし弁ステム１１４が押されると弁は開かれて空気を通す。弁ステム１４の直 ぐ上にボ゛ア１１６があり、これの中に弁ロッド１１８が装架される。この弁ロ ッドはボア１１６より小さい直径を有し、従ってその弁ロッドとボアとの間を空 気が上方へ調整器室９９まで通ることができる。弁ロッド１１８の上端部近くで 調整器ハウジング内に取付けられたピボットピン１２２に担持されるフロート腕 １２１が室９９の中に装架される。フロート腕１２１の一方の端部に中空のフロ ート１２４か結合され、このフ白−トは腕１２１がビボノ）　ｈＱン１２２周り で枢動すると共に室９９内で自由に動く。フロート腕１２１は才だ、ピボットビ ン１２２から反対の方向へ弁ロッド１１８の上方の個所まで延びる作動端部１２ ６を有する。

第１図の実線で示されるように、調整器室９９内に油が無い場合フロート１２４ は通常下方位置にあり、このときフロート腕１２１の作動端部１２６は弁ロソｒ １１８の上方に離間している。弁ステム１１４が閉じ位置にあるので、入口１１ １がら空気が室９９内に入ることはない。フィルタが操作して油がハウジング室 １８内へ放出され、ルン通路１９を通って下方へ流れると、油は調整器室９９内 に蓄積する。そこでルン開口１０８を通る流率が不充分なために油レベルが上昇 するとフロート１２４も仮想線１２８で示される位置まで上昇する。油がこのレ ベルに達するとフロート腕１２１の作動端部１２６か弁腕１１８を下方向へ押し 、そこで弁ステム１１４が押込められる。これによって入口１１１がら空気が弁 １１３と弁ロッド１１８を通過して室９９内に入る。この室９９内の、従って室 １８内の空気は油の戻り流を助ける。こうして７０−ト１２４は上下に反復して 動き、潤滑油の戻り流に帯同されて失われた空気を補うに要する量の空気を導入 させる。

ｒレン開口１０８に接続される戻りラインか直径の充分太きいものであれば、調 整器室９９と−・ウゾンダ室１１８内の圧力が実質的に大気圧になることは理解 されよう。一方、ドレン開口１０８に接続される戻りラインの直径を非常に減小 できること、多分、従来使用されていた直径の４分の１に減小でき、そして場合 によってはフィルタへの供給ラインより人きくない直径にできることが知られた 。また、油ドレンラインの逆流をもたらすような、エンジン油溜め内の油レベル より低い位置に、分離機１０を設置することもできるついずれの場合にしろ、本 発明の調整器がハウジング室１８内に空気を送込み、そこに大気圧より高い圧力 を作るので、これにより充分な流率の油が戻りラインを通して油溜めに戻される から１．調整器ハウジング内の油レベルは、フロートを１２８で示される仮想線 位置より下方にするようなレベルに保たれるっこのような本発明の構成によれば フィルタを油溜めレベルより下に設置することができる。この場合、エンジンが 操作していないときには、圧力の釣合いによりドレンを通る戻り流のだめにハウ シング室１８は全て油によって充満される。しかしこれは別に望捷しくない状、 態というのではなく、単にエンジンが始動したときフィルタの操作が少しく遅延 するだけのことである。エンジンか始動するとき・・ウシング室１８にはいっば いに油が入っているが、フロートか上方位置にあるから直ぐに空気が入口１１１ よりハウジング室１８に入っていく。

これにより油のレベルは下げられ、そしてこの油レベルがロータベース部材２１ のレベルより低くなればロータは通常のように回゛転し始める。その油レベルは 、既述のようにフロート１２４の位置によって安定するまで下方へ下がっていく 。

空気人口１１１に接続され乙空気供給源の圧力は、。

−・ウジング室１８内に必要な圧力より僅かに高い差があればよい。そこで、フ ィルタの低い設置位置か、あるいは比較的小径のルンラインかのいずれかの理由 によってハウジング室１８に設定される最大圧力が６から１０　ｐｓｉの範囲に されだとすれば、供給源の圧力は１５から２Ｑ　ｐｓｉの範囲で充分である。し かし弁１１３の容量を超えない限り、空気ブレーキコンプレッサの圧力のような より高い圧力を使用してもよい。

いずれにしても必要とされる空気量は、油に帯同されて持っていかれる空気の量 を埋合すだけのものであるから僅かである。即ちフィルタを通過する空気の量は 、入口ボア６２とドレン開口１０８との間で分離機を通過する油の量に比較して 僅かである。従ってその空気は帯同されていった空気を補うたけであって戻り流 を助けるものではない。この理由からフロート１２４は弁１１３が閉じる位置に それ自体で動けるようにしなければならない。というのは、もしその弁が適当な 地点で閉じないとシステム内に過剰な空気が流入し、室１１８を加圧するためオ リフィス７８における油圧力降下が小さくなり、従ってロータを回転させる反動 力が小さくなるのでフィルタ効率が悪くなるたけでなく、そのような過剰空気は 油溜め内で油の泡を作るので内燃エンジンの潤滑を悪くするからである。

第２図と第３図に示すように、本発明は、分解さ江清掃され、その後で再び組立 てられるようにさｆた永久型の遠心分離機たけでなく、ここに全体的、に参照と される米国特許第４，１０６，６８９号及び第４．１６５．０３２号に示されて いるような使捨て型遠心分離機にも適用できる。第２図と第６図に示される遠心 フィルタは、／・ウジング内に空気を導入するだめの追加構造を備えることと、 それら特許には示されているが本発明では不要となる空気プリー１弁が省かれる ことを除いて、上伸特許に示されているものと全体的に同じ構造を有する。

第２図で見られるように分離機１４０は、シェル室１４２を画成する薄い金属板 の・・ウソノブフェル１４１を備え、このハウジングシェルはこれの一方の端部 が、適当な継ぎ目１４４に沿ってシェル１４１に接合されるカバー１４３によっ て閉じられる。カバー１４３の中に剛性の支持ディスク１４５がある。カバー１ ４３はまだ環状緘封ガスケット１４７を担持する。

支持ディスク１４５の中心に入ロフイノテイング１４８が取付けられ、こればエ ンジンブロック１５０に作られた適当なフィッティング１４９と係合する。

分離機１４０が所定位置に取付１−Ｊられると、き、エンジンブロック１５０に 対してガスケット１４７が当たり緘封を行う。

入ロフイノテイング１４８はまたスピンドル１５２を支持する。このスピンドル の下端部は、これに対して一方の端部が当たるつる巻き圧縮ばね１５４によって 弾性的に支持される。ばね１５４の他方の端部ば、ハウジングシェル１４１の閉 じだ底端部に固定の出口フィッティング１５６に対して当たっている。この出口 フィッティングがエンジンの油溜めに周知のようにして接続されることは理解さ れよう。

スピンドル１５２の上下両端部に備えられる軸受１６０と１６１によって回転可 能に装架される中心管１５９を有するロータ１５８がシェル室１４２内に装架さ れる１、ロータ１５８はシェル１６４を有し、この・／エルはロータ管１５９と 共に、緘封された閉じたロータ室１６５を形成する。このロータ室１６５は操作 のときシェル室１４２に対して加圧される。ロータ１５８は下側軸受１６１に隣 接する下１１１１１壁１６６を備え、この壁は１対の下方へ延びる中空の突出部 １６７を備え、これら突出部はジェット開口１６８を有し、これにより、入ロフ イソテイング１４８から圧力流体が導入されると、ロータ１５８は分離機内で回 転駆動される。

上記遠心分離機は米国特許第４，１０６．６８９号のそれと実質的に同じである が、異なる点として、第２図に示されるように、／・ウソノブフェル１４１内の ロータ１５８よυ下の空所を大きくするため、・・ウソノブフェル１４１の垂直 寸法がより大きく、そしてそれに従って支持ばね１５４がよシ長くされている。

その空所の中にフロート腕１７０が装架される。このフロート腕は薄い可撓性の ソート材料で作ることができ、そしてその一方の端部１７１が・・ウジングフェ ノレ１４１の内側に固定される。フロート腕１７０の他方の端部は、ばね１５４ の両側にまたがる１対のフォーク腕１７３を備え、これらフォーク腕に中空のフ ロート１７５が取付けられる。別の入ロフイノテイング１７７がフロート腕１７ １に隣接して・・ウソノブフェル１４１の下側壁に取付けられ、そして／エル室 １４２内に弁座端部１７８を備えている。ゴムのモール１部品のような適当な弁 部材１８０が弁座１７８に隣接してフロート腕１７０に取付けられる。別の入口 管１８２がフィッティング１７７に結合され、適当な逆止弁１８３を介して圧力 空気供給源に接続されるっこのような構成において、分離機１４０が第２図に示 されるような直立位置にあって通常操作するとき、／エル室１４２の下端部内に 油が無い限りフロート１７５は第２図に示される最下位置にあり、従ってフロー ト腕１７０も最下位置になって弁部材１８０が弁座１７８に接するので、空気が シェル室１４２内に入ってくることはない。油が入ロフイソテ斉／グ１４８から 供給される速さと同じ速さで出口フィッティング１５６から油溜めへ排出されな い場合、／エル室１４２内の油のレベル（ｄ上昇し、これと共に中空フロート１ ７５かロータ１５８に向って上方へ動いていく。

これによって弁部材１８０が弁座１７８から放れるので、フィンティング１７７ から空気がンエル室１７２内に入り、油溜めに戻る油に帯同されていった空気を 補う。

このように第２図と第３図に示される実施例の使捨て型遠心分離機は第１図の実 施例と同様に機能する。

更に、その遠心分離機のロータ内に堆積物がいっばいになったら、出口フィンテ ィング１５６と空気人口フィッティング１７７とからそれぞれの管を外し、それ から分離機をフィッティング１４９がらねじを逆回しにして外し、新しい分離機 と交換し、この新しい分離機をフィッティング１４９にねじ込んだ後で、上記管 を再び結合すればよい。

第４図は使捨て型遠心フィルタのまたΣ［］の実施例を示す。この実施例では、 第２図と第６図の実施例の出口フィッティング１５６の別個になった接続が無く される。第４図に示されるように分離＠２０１は全体的に円筒形のハウジングま だはシェル２０３を備え、この７エルの一方の端部にカバー２０５が継ぎ目２０ ６に沿って固定され、その端部を閉じている。カバー２０５に隣接したシェル２ ０３の内部に外側支持ディスク２０８が固定される。カバー２０５はまた環状ガ スケット２０９を装架する。支持ディスク２０８の中心に入口フィッティング２ １０が取付けられ、エンジンブロック２１３に担持されたフィッティング２１２ と係合する。ゾロツク２１３はまだ環状ボス２１４を備え、このボスに対してガ スケット２０９が緘封係合する。エンジンブロック２１３には更にドレン通路２ １６が備えられ、このルン通路はエンジンの油溜めへと続き、またフィンティン グ２１２と環状ボス２１４との間の環状空所に連通している。同様に、後に詳述 するように、外側支持ディスク２０８に孔２１７が備えられている。

／エル２０３内にまた、外側支持ディスク２０８から内方へ離間し且つこれに全 体的に平行に延在する内側支持ディスク２１９が装架される。この内側支持ディ スク２１９は／エル２０３及びフィッティング２１０と緘封係合し、これによっ て、２つの支持ディスク２０８，２１９の間のドレン室２２０と、内＊１＋支持 ディスク２１９の下のシェル室２２２とを画成する。

このシェル室２２２の中にロータ２２３が第２図の実施例と同じようにして装架 される。このロータ２２３の構造は第２図のそれと本質的に同じであるから第４ 図でその詳細は示さない。支持ばね１５４と同様な支持ばね２２５かシェル２０ ３の下端部に装架され、そのばねの上端部がロータ２２３に対して当てられ、そ して下端部が、シェル２０３の底壁２２７に形成された出口フィッティング２２ ６に対して自てられる。ドレン管２２８が底壁２２７の下側で出口フィッティン グ２２６と緘封係合し、そしてノニル２０３の外面に沿って上方向にエンジンブ ロック２１３の方へ延ヒ、その上端部２２９かドレン室２２０に開口する。

こうして第２図の実施例の場合と同様に、入口フィッティング２１０から油がフ ィルタ組立体のロータ２２３に流入し、ここからジェットを通して放出され、シ ェル室２２２に入る。油は次いで出口フィンティング２２６からドレン管２２８ に入り、ここを上方向に流れてドレン室２２０に至り、ここから外側支持ディス ク２０８の孔２１７を通過し、そしてドレン通路２１６を通ってエンジンへ戻る 。

シェル室２２２内に空気を導入するための機構は第２図の実施例に示されたもの と実質的に同じである。

フロート腕２３１がシェル室２２２の下部分に装架され、そしてその自由端部に フロート２３’２を担持する。

フロート腕２３１の他方の端部に弁部材２３４が取付けられ、空気入ロフィンテ ィング２３１上に設けられた弁座２３５に対して緘封接触する。入口管２３９に より逆止弁２４０を介して空気が供給される。逆止弁２４０は油が空気入口管２ ３９に流れるのを防止する。

第４図の実施例のフィルタが内燃エンジンに取付けられ、そしてそのエンジンが 停止した場合、入口フィッティング２１０から入ってくる流れがなくなるか収シ ェル室２２２は油で充たされるようになる。ドレン通路がフィルタ自体より上方 にあるので、油は通常ドレン管２２８を逆方向に流れる傾向−をもつのである。

しかしそのような逆流が生じると７０−１２３２か上昇して弁部材２３４を弁座 ２３５から離脱させ、そして入口管２３９がら空気がなお供給されていれば、こ の空気はシェル室２２２を少し７く加圧して充分な油をルン管２２８に通して外 へ追出すから弁は再び閉じるようになる。これに対し、空気の供給が同時に停め られている場合、室２２２内の油レベルによってフロー）２３２が上方位置にな っていると、その室内の油は空気入ロンイノティング２３フ全通って外へ流れ出 ようとする。この場合、逆止弁２４０かそのような油の逆流を能動的に阻止し、 そしてエンジンが再始動され空気供給が再開されると空気は直ぐ入口フィッティ ング２３７から入り、最終的に諸条件（Ｌ′ｉ既述したように安定化される。

第５図に示される遠心分離機は第１図に示さｎるものと多くの点で類似したもの である。

遠心分離機３１０は、下側・・ウヲング部材３１１と、これの中に３１３に示さ れるように嵌込てれる上側ハウジング部材３１２とを備え、その嵌合部には○リ ングシール３１５が設けられて油の漏洩を防ぐ。／・ウジング部材３１１，３１ ２は、部材３１１を貫通するドレン通路３１９を有する−・ウジフグ室３１８を 画成する。この−・ウジンダ至の中（・シロータ３２０が装架される。このロー タは、ロータカバー３２４と、ベース３２２及び中空軸３２３を備える部材３２ １とを有する。ロータカバー３２４は頂壁３２５と、下方へ延びる周側壁３２７ とを備え、この周ｆＩｌｌＩ壁３２７はベース３２２上に嵌合され、そしてこの 嵌合部にはロータがらの油の漏洩を防止する０リングシール３３１が設置される 。ロータ頂壁３２５は等間隔に離間した８個の半径方向に延在する凹部を備え、 これら凹部の２つが３２９に示される。ロータ３２４は、軸３２３のねじ付き上 部分にナツト３２８を掛けることによって所定位置に固定される。ロータ３２０ は固定スピンドル３３４上に回転自在に装架される。このスピンドル３３４ばこ れの下端部が、下側ハウジング部材３１１のベースを横断するプリノゾと一体で 且つこれから直立する円筒形部材３３６内のボア３３５の中にねじ込まれる。ス ピンドル３３４の上端部は机じ条が付けられ、そして上側ハウジング部材３１２ の開口３３７を貫通して延びる。開口３３７内にキャンプナンド３３８が装架さ れ、これの下端部に設けた環状溝内に嵌合するザークリソプ３３９によって座金 ３４０を挾んで留められる。ナンド３３８は−・ウゾング部材３１１．３１２を 一緒に保持し、そしてそのナツト３３８をスピン１ル３３４から逆ねじ回しで外 すことにより−・ウジング部材３１２を簡単に取外すことができる。スパナを使 わずに手で締付は及び取外しを行えるようにするため、ナツト３３８にロッド３ ４１を備えてもよい。スピンドル３３４は下側ジャーナル部分３４５を有し、こ のジャーナル部分上に、軸３２３のカワフタポア３４８内に嵌合する軸受デノ／ ユ３４７特表昭５８−５（１２１８８（９） が回転可能に装架される。ブツシュ３４７はカウンタボア３４８から延出してス ラスト軸受にもなる。スぎンドルはまた上側ジャーナル部分３５２を有し、これ の上に、軸３２３内に嵌合のフランジ付き軸受ブソンユ３５４が回転可能に装架 される。ロータ３２０に加圧された油が送給されたときスラスト軸受３４９の摩 擦を少なくするためロータ３２０が持上がる傾向になるようにするため、下側ジ ャーナル部分３４５の直径は上側ジャーナル部分３５２の直径より多少大きくさ れる。ブツシュ３４５のフランジは、ロータ３２０がナツト３３８に当るまで持 上がった場合の摩擦を少なくする。

スピンドル３３４ばこれを貫通して直径均一のボア３５９を有し、このボアは円 筒形部材３３６のボア３３５と連通する。下側−・ウジング部材３１１のブリノ ゾ部材内の半径方向ボア３６２から加圧された油がボア３３５へ供給される。ス ピンドル３３４１−１とれ４）上端部近くに１対の対向した半径方向口３６３を 有しこれら口を通して油が、スピン１ル３３４と軸３２３との間の環状空所３・ ６４に入る。次いで油はこの空所３６４から、軸３２３に設けられた１対の対向 した半径方向口３６５を通ってロータ３２０内へ入る。ロータカバー３２４内に 備えられたデフレクタカップ３６７が油を、凹部３２９の間の空所（図示せず） に通してロータ３２０の上部分の方へ向かわせる。円筒形の孔明き金属スクリー ン３７１が軸３２３と同心的に延び、その上端部がカップ３６７に、才だその下 端部は円錐形バッフル３７３に溶接され、こうしてカップ３６７、スクリーン３ ７１、及びパンフル３７３ば、ロータ部材３２１上の所定位置上に落下できるユ ニットを形成する。バッフル３７３は下方向且つ外方向に延ひ、ロータベース３ ２２の環状溝３７４に嵌合する。

ロータ室３６９か油で充満すると、下方向へ流れる油の圧力によって油はスクリ ーン３７１を通って半径方向内方向へ流がれ、バッフル３７３の下側に入り、そ れからロータベース３２２に形成された１対の垂直通路３７６へ流入する。これ ら通路の下端部には接線方向に延びるジェットオリフィス３７８があって、第１ 図の実施例の場合と同様にロータ３２０を回転させる６、・・ウジング室３１８ 内に空気を導入するため、室３９９を画成する底壁３９６と側壁３９７を有する 調Ｍ’Ｓ・・ウシフグ３９５が備えられる。この調整器・・ウジングは捷だ、こ れにガスケット４０３を挾んでボルト（図示せず）によって固定される分離機３ １０の装架プラケットを構成する。

調整器・・ウジング底壁３９６にドレノ開口４０８が備えられ、これにエンジン 油溜めへの戻りラインが結合される。ハウジング３９５（ｌ−ｊ：また、空気ラ インか接続される空気人口４１１を備える。この人口４１１の上方に減径された ねじ付きボア４１２かあり、このボアに、突出ステム４１４をもったタイヤ弁４ １３が取付けられる。同様々、しかし倒置した弁４１５が入口４１１と弁４１３ との間でボア４１２内に取付けられ、油が空気ライン内に入るのを防ぐ逆止弁の 働きをする。

弁ステム４１４に隣接して調整器・・ウジング内に取付けられるピボットピン４ ２２に担持されるフロート腕４２１が室３９９内に装架される。フロート腕４２ １の一方の端部は中空フロー　ト４２４を担持Ｉ〜、そして他方の端部ば、室３ ９９内の油が所定レベルより上昇すると弁ステム４１４を押す。ピン４２２は・ ・ウヅングにねし留めされた１対のアングルブラケット４２７に担持される。

第５図の遠心分離機は通常垂直に装架されるが、多少傾斜することがあってもか 捷わない。第１図に示される分離機とは対照的にスピンドルを固定すると、軸受 の調心が容易であシ、従って安全な高いロータ速度が可能になることが知られて いる。

必要であればフロートの代りに電気式その飢のレベル検出器を使用してもよい。

これは、空気弁を油待機ドレナージから離す必要がある場合に望ましい１．実際 に空気弁は分離機ケーシング内に一定の低い空気圧力を維持し、そして本発明の 優れた特徴として、この空気圧力は、油による空気の帯同（これは油溜め内に望 ましくない泡を作る）を実質的に増すことなくドレナージを実質的に容易にする 。実際、このドレナージば全体的に渦を巻いて自然に行われる。使用される空気 圧力は普通ケーシングの外へ油を吹出すほど充分なものではない（第４図の実施 例を除く）。場合によって、フロートで操作される空気弁を々クシ、シかしエン ジンが停止されて油が循環しなくなったとき空気が油溜めに入るのを防ぐ備えを して、慎重に調整された一定圧力の空気供給部を分離機に直接接続することもで きよう。

Ｆｌｏ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 土　遠心力によって流体から汚染物を除去する方法にオイて、該流体が加圧され てハウジング内ノロータノ内部へ供給され、そしてジェットによって該ロータか ら放出され、該ジェットの反動力が該ロータを回転させ、空気が加圧されて該ハ ウジングに供給されて該流体の該ハウジングの下端部からの排出を助ける如き方 法。 ２、請求の範囲第１・項の方法において、実質的に一定の空気圧力が該ハウジン グ内に維持される、方法。 ６　請求の範囲第１項または第２項の方法において、該ハウジングから排出され るのを待機している該流体のレベルが所定のレベル以上に上昇したときにのみ実 質的に該空気が供給される、方法。 ４、　前記請求の範囲の方法において、該空気がフロート弁を介して供給される 、方法。 ５、遠心油クリーナ組立体において、室を画成するハウジング、このハウジング 内のロータ、このロータの内部に清掃される油を加圧して供給する装置、該ロー タから杉油を該室内へ放出し、その反動力によって該ロータを回転させるどエツ ト、該室から該油全排出するための油出口、及び、該室と連通し且つ加圧空気供 給源と接続するだめの装置を備える組立体。 ６　請求の範囲第５項の組立体において、該室から排出されるのを待機している 杉油のレベルが所定レベル以上になると該室へ空気を導入するように構成された 弁を該装置が備える、組立体。 ７、請求の範囲第６項の組立体において、該弁がフロート弁である、組立体。 ８　請求の範囲第７項の組立体において、該フロート弁が、可動的に装架された フロート腕に取付けられたフロートを備える、組立体。 ９　請求の範囲第８項の組立体において、該フロートが、該第１の室の下に設け られる第２の室の中に置かれ、寸た該油出口が該第２室に備えられる、組立体。 １０請求の範囲第８項の組立体において、該フロートが該室内に置かれる、組立 体。 １１　加圧された油を供給する油ポンプと油溜めとを有する機械のだめの遠心油 フイルタ／ステムにおいて、該フィルタが、室を画成するケーシング、該室と該 油溜めとの間のドレンライン、杉油ポンプと該ケーシングとの間を接続する油圧 力ライン、該ケーシング内に装架され、そして該圧力ラインから加圧を供給され るように構成された内部を有し、捷た杉油を該室内へ放出するジェットを有し、 これの反動力によって回転させられるロータ、及び、杉油溜めに戻る油に帯同さ れていく空気を埋合わすように力ｌ圧空気を該室へ供給しこれによって該室内に 油が蓄積するのを防止する装置を備える、遠心油フイルタシステム。 １２、請求の範囲第１１項の遠心油フィルタンステムにおいて、該空気供給装置 が、該室内の油レベルに応答して動くフロート部材、及び、該フロートによって 操作され且つ加圧空気供給源と接続した弁を備える、遠する内燃エンジンのだめ の遠心油フイルタシステムにおいて、該フィルタが、室を画成するケーシング、 該室と杉油溜めとの間のドレンライン、該油ポンプと該ケーシングとの間を接続 する油圧力ライン、該ケーシング内に装架され、そして該圧力ラインから加圧油 を供給されるように構成された内部を有し、寸だ杉油を該室内へ放出するジェッ トを有し、これの反動力によって回転させられるロータ、及び、該室内に装架さ れ、そして杉油溜めに戻る油に帯同されていく空気を埋合はすように加圧空気を 該室へ供給し、これによって該室内に油が蓄積するのを防止するフロートで操作 される弁装置を備える、遠心油フイルタシステム。 １４請求の範囲第１６項の遠心油フイルタシステムにおいて、該フィルタケ−ソ ングを該エンジン上に装架するための装架装置を備える遠心油フイルタシステム 。 １５　請求の範囲第１４項の遠心油フイルタシステムにおいて、該装架装置が、 これと該ケーシングとを連結するねじ付きフィッティングを備え、そして油圧力 ラインが該フィンティングを貫通すで、遠心油フイルタシステム。 １６　請求の範囲第１５項の遠心油フイルタシステムにおいて、該装架装置がま たドレンラインを含む、遠心油フイルタシステム。 １７　請求の範囲第１３項から第１６項１での任意１項の遠心油フイルタシステ ムにおいて、該フロート操作弁装置がフロート腕を備え、このフロート腕の一方 の端部に該フロートが取付けられ、弁部材が該フロート腕上に装架される、遠心 油フイルタシステム。 １８　請求の範囲第１７項の遠心油フィルタンステムにおいて、該弁部材が該ケ ーシング内の弁座と共同し、この弁座が加圧空気供給源に接続するフィッティン グによって担持される、遠心油フィルタンステム。 １９請求の範囲第１８項の遠心油フィルタンステムにおいて、該フロート腕が可 撓性であり、該フロート腕の他方の端部が該ケーシングに固定される、遠心油フ ィルタンステム。