JPS5951120A - ブロ−バイガスからオイルミストを分離する装置 - Google Patents
ブロ−バイガスからオイルミストを分離する装置Info
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- JPS5951120A JPS5951120A JP16079382A JP16079382A JPS5951120A JP S5951120 A JPS5951120 A JP S5951120A JP 16079382 A JP16079382 A JP 16079382A JP 16079382 A JP16079382 A JP 16079382A JP S5951120 A JPS5951120 A JP S5951120A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
- F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
- F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
「技術分野」
本発明は内燃機関のブローバイガスからオイルミストを
分離するだめの装置に関する。 「技術的背景」 内燃機関の圧縮および・、4発行稈においてクランクケ
ースに吹抜けだブローバイガスは多量の炭化水素を含ん
でおり、大気汚染対策上、大気へ放出することが各国法
規により規制されている。このタメ、フローパイガスハ
ブローバイガス層流システムを用いて吸気糸の負圧を利
用して再びエンジンに吸引させて角燃焼させllJTi
lするのが一般的である。ブローバイガス還流システム
においては、クランクケース内のブローバイガスは一般
にシリンタヘッドとシリンダへッドヵノ′−との間の動
弁室に導かれ、そこからPCvバルブ(ポジティブ書り
ランクケース中ベンチレーシηン●バ/lブ)を経て吸
気糸に吸引芒れる。このため、(
分離するだめの装置に関する。 「技術的背景」 内燃機関の圧縮および・、4発行稈においてクランクケ
ースに吹抜けだブローバイガスは多量の炭化水素を含ん
でおり、大気汚染対策上、大気へ放出することが各国法
規により規制されている。このタメ、フローパイガスハ
ブローバイガス層流システムを用いて吸気糸の負圧を利
用して再びエンジンに吸引させて角燃焼させllJTi
lするのが一般的である。ブローバイガス還流システム
においては、クランクケース内のブローバイガスは一般
にシリンタヘッドとシリンダへッドヵノ′−との間の動
弁室に導かれ、そこからPCvバルブ(ポジティブ書り
ランクケース中ベンチレーシηン●バ/lブ)を経て吸
気糸に吸引芒れる。このため、(
【1を気早に還流きれ
る直前のブローバイガスはクランクシャフト、バルブ、
ロッカアーム等の作動によって発生するオイルミストを
多量に含んでいるので、そのままエンジンに吸引させた
坊1合にに1、オイル消費が過大となり、jfi7,い
Hエンジンオイル中の添jJll剤の作用により酸素セ
ンサや触媒コンバークの1<IE能劣化が著しく併進さ
れたり、インテークマ二ホールド内面がtLjtli4
しに一す、スパークプラグや燃・腕冨にデポジットが准
梢する等の不具合ズ】・l」二じ7・。 そこで、吸気系に還流ゑぜる前にブローバイカスからオ
イルミストを分離することが・14要でちる。 ブローバイガスのオイルミスト分+I;l# ’W 澹
を実用化するだめには、(イ)オイルミストの捕集効率
が大であること、および、(口)分塀装置の通気抵抗が
十分率さいこと(叩ち圧力損失力〈小さいこと)の二つ
の要件を同時に充足することが必要である。ブローバイ
ガス還流システムのリリ:引能力は一般に111m A
qのオーダーでしかない一7J′−ら、分肖1(装置
の通気抵抗が大きいと動弁室内が正圧となり、ヘンドブ
スケットの隙間からガスが漏洩してオイルが滲み出す等
の不具合を招く。従って、捕集効率において叩何に優れ
たものであっても、圧力摺失か大きく、ブローバイガス
還流システムの1′jリ能を保■11できないよう力分
;゛・1を装置は、実用什することができかい。 「従来技術」 従来技術においては、シリンダへラドカバー内に隔室を
設け、該隔室には捜斂の邪魔板を設けてブローバイガス
を漸突浦隼し2慢るようになった;μ家型のオイルミス
ト分離装置が知らわている( i+f!えば、実公昭4
715535、実公昭55−16101、実開昭55−
1 61 01 0,実開昭55−1 751 01
1 )。かがる隔室型の分;唯装置は捕集効率は極めて
不十分なものである。 また、従来技術においては、水平に配置された分!1I
案内に垂直に延長した複数の泡状金属のフィルタを設け
て成る発輝装置が川られてぃる(環境庁「自動車公害防
止技術に関する弔4次報告」、昭和57年5月、P.1
17)。この分離装置の捕集効率も不十分なもので、報
告によれば36%に止る。このオイルミスト分;猜装置
のさらに池の難点は、分離室は水平に延長する横置型で
あるからフローバイガスと捕集されたオイルとはいずれ
も同一方向に流れるということである。このため、ブロ
ーバイガス流量が多くなるようなエンジン運転モードに
おいては、捕集されたオイルは分離室内を高速で流れる
ブローバイガスの作用により分14ロと内1絖に沿って
湧流を形成しながら出口に向って流れ、終には吸気系に
流入するに至る。 P材として紙フィルタを用いたP過式オイルミスト分1
=IiA装置(4Hも知られている。このような装置は
オイル捕集効率においては前記型式のものに勝るか、
紙フイルりはオイルにより容易に目詰りを起し、圧力1
j4失が著しく大きく力Z1゜「発明の開示」 本発明の目的幻、捕集効率が大きいという要請と通気抵
抗すなわち圧力損失が小さいという要請とを回向に充足
し得るようり、オイルミスト分離装置を提供することで
ある。 上記目的111本発明により達成されるもので、本発明
に従えば、内燃機関のブローバイガスからオイルミスト
を分離するための装置は垂直方向に延長する内部中?1
d1を有するケーシングを備えて成り、前記ケーシング
の上部にはガス出口がそしてその1i<部にd、オイル
排出口が設けてあり、前記ケーシングの下部には該内部
空°洞の上部に向って水平方向にブローバイガスを導入
するべく水平に指向したブローバイガス取入口が設けて
あり、該内部9i1′nl内にはブローバイカス取入口
とガス出口との間において液体非吸収性の少なくとも1
つの多孔τ♂イフイAり部材が該内部空洞を水平に]黄
tJ+って配置されている。 本発明のオイルミスト分・雅装置の第1の構造上の特コ
ウは、竪型であるということでを)る。即ち、分雌装億
の分離室を構成する内部空洞は垂直方向に延長しておυ
、多孔質フィルタγXlt利は該内部空洞ケ横切って水
平に配置されている。少なくとも1つの多孔ffフィル
タ部材によって仕切られた内部空洞のうちフィルタ部材
より下6111の寥は、オイルミストが互いに凝集して
大径のl、、l、子に成長し自ら化1沓する場所である
。即ち、狭いブローバイガス取入口からより広い内部空
洞下室に流入したブローバイガスの流速は低ドし、ガス
か比較的ゆっくりと該下室を上昇する間に浮・紗γオイ
ルミストは互いに凝集付着して大粒に成長し、粒子の沈
降速1勘がガスの上昇速度に打克つ程度の柊?径となっ
たオイル粒子はケーシング底部に向って沈降してオイル
排出口から排出される。次に、多孔質フィルタ部材はオ
イルミストが衝突捕集の原理により捕集される場b)で
ある。jflJち、ブローバイガスはフィルタ部材の孔
隙を1過する際に縮流されて流速を増し、オイルミスト
は孔隙によ多形成された曲りくねったjpj路を通過す
る際に孔[→の内壁に衝突してそこに付着する。このよ
うにフィルタ部材にトラップされたオイルは重力により
ケーシング底部に滴下してオイル排出口からIIF出さ
れる。このように、本発明のオイルミスト分離装置は竪
型構造を有するから、沈降落下したオイル液滴ならびに
フィルタ部材に捕集されたオイル液滴は速やかに滲外に
排出される。従って、前述した従来の横置型の分離装部
のように、ガスから分離されたオイルがガス流の作用に
よシガス出口に運ばれることが無い。壕だ、多孔′dフ
ィルタ部材を水平配置したことにより、フィルタの自己
清浄作用が確課される。即チ、エンジンの成る種の運転
条件においては、ブローバイガス還流システムのガスの
流れの方向が逆転する場合かあるが、このような場合に
は多孔質フィルタ音1〜材の上方から下方へとガス流が
逆bW、 l/、フィルタ部材の孔隙にトラップされて
いるオイルを吹き飛ばしてオイルの落丁を促進する。こ
のようにして、フィルタは自ら清掃され再生さにること
になる。。 本発明のオイルミスト分:Yl装僅の他の構造上の特徴
上1、ガス出口はケーシングの上部にかつオイル排出口
はケーシング底部に設けてあり、プローバイノfス取入
口は水平方向に指向させであるという点いある。エンジ
ンのブローバイガス発生風が多いH−:rには、動弁室
とオイルミスト分離装置との間に断続されたホース内で
1rl′オイルは波打つ薄I′lrlの形でホースの底
壁を伝って分゛1装鎧に流れ込むのでオ・るが、本発明
の分離装作においては、ブローバイガス取入口から流入
したオイルの湧流はケージ;グ下部内壁を伝って直ちに
オイル呻出口へと流十し、他方、浮倣オイルミスFを同
伴したガスはクーシング内部空洞内をガス出口に向って
上57、すZlので、水平方向に導入されたブローバイ
ガスと液状オイルとけ上下相対する方向に別々に分れて
油、れることにガる。このだめ、ブローバス光生計が極
めて多くなるようなエンジン運・明条件におい1も、液
状オイルかカス流に引きすられてカス出口に到達するこ
とが全く無い。 本発明の好咬しい実施1項(扇においてケ11液体非吸
収性の多孔質フィルタ部材は金属の発泡体から成り、発
泡体の孔隙の寸法は6〜20メツシユ、好ましくは約1
3メツシユである。「液体非吸11V性」なる語は、P
紙やr布の様に液体を吸収して膨潤することの無い性質
を意味する。かかる液体弁g&llV、性の材質として
は、セラミックやプラスチック等が考乗られるが、エン
ジン振動に耐え峙る撓械的強1状を自し、かつ化学的に
も安定した素材として金属の発泡体が最も好ましい。発
泡体の孔隙の寸法は、6メソシ曳より粗くすると捕集効
率が低下し、20メツシユより細くすると油滴をトラッ
プした時にフィルタの目詰りを14jjしてガスτ唾路
が閉塞されフィルタの圧力損失が大きくなる。 孔隙寸法は約13メツシーが好適である。 好ましくは、多孔質フィルタ部材は、第1のフィルタ部
洞と、その上方に離隔配置されたJ2のフィルタ部材と
から成る二段構造に構成する。こうすれば、第1段のフ
ィルタ部材を通過したオイルミ;′、トは第1、第2フ
ィルタ部材の間の空間で凝集り、、′Kx21qフィル
タ部tイ゛で捕集されン・い今が増えZl。 フィルタを上記の様に二段構造にする場合には、ケーら
ング内部空洞のうち第1フィルタ部材より下方の区間の
水平断面と、第1フィルタ部材と第2フィルタ部材との
間の区間の水平断面と、第2フイAり部用より上方の区
間の水平断面は順次拡径するのが刹利である。との様々
構成にづれ目、各区間内のブローバイカスの流速は下か
ら上へと順次惧ドすることとなり、オイルミストの凝集
と沈1群を・−’:4 □:足進することができる。 さらに、プローパイカス取入口には内部空洞に向っ′を
直径方向に水平に突出17た/l81−長管を設け、こ
の延長管の頂部壁には長手方向に斤いに雉間された少数
の透孔を設け、その底部−にケ;〕少なくとも1つの透
孔を設ける。こうすれば、内部空洞に導入うれる被処理
ガスをjフィルタルl(材の下面に−(φに分配笛れる
1、前記頂部壁の懐数の透孔の合J1断面檀はガス取入
口の断冊積より大きくし、通気抵抗を抑えるのが好まし
い。 「好適々実加形態」 次に、季刊図面を参照して本発明の実がQ Il)態ケ
J“1町明する。 第1図は本発明のオイルミスト分離装置の具体例の垂直
断面図で、分離装置のケーシングはドから上に向って順
次拡径された3つのボア10゜12.14を有する段付
は円Q状の側壁16と、傾斜した底壁1Bと、側壁16
に1所合された頂壁゛ずなわち蓋20とから成る。底壁
18にはオイル排出口22か設けてあり、蓋20にはガ
スL1′3024が設けである。ケーシングの内部空洞
−ボブ12および14の下端に夫々ねじ止めされた金属
発泡体から成る第1および第2のフィルタ部材26およ
び28によって下室50と中間室32と上室34に分割
されている。 フィルタ部材を構成するこれらの金属発泡体26.28
はニッケルを主成分とする金属の発泡体であって、住友
甫、気工業(株)から商品名「セルメツ)Jの名称で市
販されている。発泡体の孔隙は6〜2Dメツシユ、好寸
しくは約13メツシユであり、各孔隙は互いに律鞘して
)e泡体のド面から上面まで曲Ji−r Lな力・らI
Iド連し7’1Tjll路究片q l’i’+i: し
ている。このだめ、フィルタ部材の通気性は極めて良く
、通気抵抗は著しく小さい。壕だ、牙イルが付着しても
、11萌+Mして目δ吉りを起すことがフ池い。 ケーシング16のうちでポア10を画定する部分には開
口66が設けてあり、ブローバイガス取入管38がこの
間口36に取付けである。取入管68は下室30内に向
って直径方向に水平に突出した91F長部40を有17
、この延長↑1(40の頂部壁および底部壁には長手方
向に離間されたにQ数の透孔42および44が設けであ
る。透孔42の今計断「11棺は取入管38の断面g’
l:iより大きくなるように設定する。延長部の先端は
閉鎖されてもよいし、開[コシていてもよい。 このオイルミスト分離装置に1次のように作用する。 ブローバイガスは取入管38に4に続された図示しガい
ホースによりたとえばエンジン刺弁幸から分靜装置に導
かれる。ブローバイガス流量が多く、戎いはブローバイ
ガス中のオイルミスト含有酸が−めて大きい場合には、
オイルミストの一部はホース中を流れる間にホース底壁
に落下し7てオイルフィルムもし2くは層流を形成し、
このオイルフィルム或いは路流はブローバイガス流に吹
き送られて波状の放流46(第1図)となってブローバ
イガス取入管38内に流れ込むにのオイルの落流は直ち
に取入管38の下側の透孔44から落下し、傾斜したケ
ーシング底壁18に沿ってオイル排出022に集まり、
そこから外部へ排出される。他方、浮遊オイルミストを
担持したガスは取入管38の上側の透孔42を絆て第1
フィルタ部材26の下面に一様に分配されなからドg5
01g入り上昇すみ。下室30の断面積は取入管の断1
fii積より大きいから、下室30内のガスの流速は遅
くなり、オイルミツトは互いに凝集して大径の種子に成
長し、その一部は上昇ガス流中を沈降して底壁18に落
下し、排出1]22から排出される。 ブローバイガスは次に第1フイルタ和〜材26を通過し
、オイルミストの一部は11v(突捕集される。 フィルタ部材の表面に付着したオイル液滴は捕集の進行
と共に大径となり、重力の作用によりフィルタ部材から
滴下して排出[」から排出される。 第1フィルタ部材を通過したブローバイカスは中間室3
2に入る。中間室32の断]a1はF罠のそれより1広
径されているから、ガス流速はさらに遅くなり、;邪1
フィルタ部材を姻り抜けたオイルミストの凝集・沈降の
jj@会かり・えられてその一部は上昇ガス流から分雅
される。以下、第2フィルタ部材28によりi釣部捕集
か′、そして上室34内で凝集沈降が繰返され、オイル
ミストの殆んどかカス流から分離され、ガス成分、はガ
ス出口24から取出され石。 第2図は本発明のメイルミスト分困装置を従来のプロー
バイガス両流システムに適用すR−1’/11を模式的
に示したもので、この適用1ケ11け2孔質フィルタ部
材の自己清浄作用を羅保する上で特に有利である。エン
ジンのクランク、@50とシリンダへラドカバー52[
:方の動弁室54とはブローバイガス通路56により結
ばれており、クランクケース内のブローバイガスを動弁
室に導入17得るようになっている。動弁室内のブロー
バイガスは間知のPCvパルプ56によシ流蟻制イii
lされながらブローバイカス還流管58により吸気管6
0内に還流される。シリンダへラドカバー52にはまた
ブローバイガス取出口60が設けてあり、管62によυ
本発明のオイルミスト分離装置64のブローバイガス取
入口に接続されている。分離装置64のガス出口は管6
6によりエアクリーナ68と気化器70との間の吸気通
路72に接続埒れている。 分離装置64のオイル排串口はオイル戻【7.管74に
よりエンジンのオイルパン76に接続されている。オイ
ル戻し管74からブローバイガスが分!准装置74に吸
引されないようにするため、管74はオイルレベルより
低い位置でオイルノ(ン76に接続する。 エンジンの高負荷運転時には、気化器のスロツトルバル
ブは大きく開いており吸気管負圧は低いから、PCvパ
ルプ56は閉じる。このため、動弁室54内のブローバ
イガスは管62を絆て分離装M64に流れ、オイルミス
トを分離された後、吸気通路72内に還流される。 エンジンが部分負荷で運転されると、吸気管負圧に応じ
たPCvバルブの流量が得られ、ブローバイガスは管5
Bを経て吸9C□Iif 60 ”、流れるが、一般的
にはブローバイカスの発生11)よppcvバルブの流
量か惑くなるようにPCvバルフが設J1されているか
ら、吸気を山路72内の空気C−i<+1は管66を経
て分壇装Jl(64および管62を1・ρ流して動弁室
54に吸引される。その結月1、分(誰装置64の多孔
質フィルタ部材の孔師にトラップされでいるオイルは逆
流洗浄作用によりフィルタ部材から追出されて落下す2
ン。このようにして、フィルタ部材は自己清浄され再生
さ′れるので、エンジンの寿命の間、有効力オイル分H
7j性能が得らiする。 実施例1 直径95m、ms長さ701111Qの円柱状の内部空
洞を有するケーシングの内部にフィルタ部材として金姓
、1!む泡体「セルメノト」(「二段M、に配置f@、
L ? IAるるオイルミスト分離装置を製作し、エ
ンジンのブローバイガスを導入して捕集効率の試験を行
った。 セルメットは孔隙の寸法が夫々6メツシー、16メツシ
ユ、20メツシユであり、厚さが20?nm。 30郡の計6鍾項を用いた。エンジン′Jψ転条件は4
000 rpm %高負荷運転で、プローバイカス発4
1;凰ハ50 L / mmてあった。エンジンはシリ
ンダヘッドカバー内に従来の隔室型のオイル分雌装櫛を
備えたものであり、この従来型分離装置で予め処理され
たブローバイカスを本発明の実施1’lの分離装置に導
入して更にオイルを分離した彷、オイル持去り量(7/
hr ) 1時間の間に分離装置を1lij過したオイ
ルの重量)を測定した。得られた結果を次表に示す。 この結果は、オイル捕集効率はフィルタ部材の厚さより
も孔隙の寸法に依存していることを示している。この実
だ!・例では6メツシユのものが最も口い結果であった
。 次に、I+1さ20mm、13メツシユノ[セルメット
Jを用いて前記条件で7時間のt:舅M逆軌を行い、時
間の経過に対するオイル持去り量の変化を測定した。そ
の結果を第3図のグラフに示す。このクラブは、約4旧
間の使用により「セルメット」の孔隙がオイルで飽和さ
れてオイル持去り量はほぼ最大値Q、 35 ff /
hr に達するか、以後は連続運転[2てもオイル持
去り量か増加することがないことを示している。 実施例 直径50部、長さ70ml11の円柱状内部空洞を有す
るケーシングの内部に1窄さ5闘、孔隙寸法13メツシ
ユの「セルメツ112層を配置して成るオイルミスト分
離装置を製作し、ブローバイガス流量を変〔ヒさせなが
らオイル狛去り臘を一測定した。 エンジン連転条件は400 D rpm s高負荷運転
であり、エンジンは実施例1と同(ぞにシリンダへラド
カバー内に従来の1−1室型のオイル分叩装置を備えた
ものである。得られた結果を第4図のグラフに示す。第
4図のグラフにおいて、実線Aは従来の隔室型オイル分
離装置と本発明の実施例のオイルミスト分離装(8)に
よるオイル持去り量を、・IW線Bは従来の隔室型オイ
ル分離装置のみによるオイル持来り新を、鎖線Cは実際
、のエンジン運転条件におけるブローバイガス発生量の
頻度分布を表す。 このグラフから明らかな様に、従来の隔室型分離装置の
みを使用した場合には使用頻度の高いブローバイガス発
生量50〜110L/顧の領域においてオイル持去り量
は急増しているのに対17て、本発明の分離装置を併用
したj、Q合にはブローバイガス発生量の増加につわて
オイル持失り賊は僅かに増加するのみであり、110t
/+廁の流量においても持去り凰け0.54!i’/b
r に止る。このように、本発明の装Pけブローバイガ
ス発生量か多い時にも優れだ捕集効率を呈することがわ
かる。 次に、シリンダへラドカバー内の隔室型分離装置を櫓外
し、この実1J[6例の分嗜恭弊のみにょシブローバイ
ガスを処理し、オイル持失り凧を測定した。コンジンj
(1)翫条件は4000 rpm、高負荷運転で凌)す
、プローバイカス流風け50 L /mjnてあった。 この場合のオイル持去り飢は、驚い/ζことに、(6゛
1か0.215r/hr であった。これは本発明の
分壽(1装置は単独で使用した場合に最も捕集効率が高
いことを示している。これは、ブローバイガスを従来の
分離慢屓で予め処理した場合には大径のオイルミストが
予め除去さ11るが、被りし理カスを1西接に本発明の
分1碓装置にに導入した場合にはカスに一大径オイルミ
ストが含゛まれているのでオイルミストの凝集沈降なら
ひに衝突捕集が9+’ il←もれるためであると考え
られ不。
る直前のブローバイガスはクランクシャフト、バルブ、
ロッカアーム等の作動によって発生するオイルミストを
多量に含んでいるので、そのままエンジンに吸引させた
坊1合にに1、オイル消費が過大となり、jfi7,い
Hエンジンオイル中の添jJll剤の作用により酸素セ
ンサや触媒コンバークの1<IE能劣化が著しく併進さ
れたり、インテークマ二ホールド内面がtLjtli4
しに一す、スパークプラグや燃・腕冨にデポジットが准
梢する等の不具合ズ】・l」二じ7・。 そこで、吸気系に還流ゑぜる前にブローバイカスからオ
イルミストを分離することが・14要でちる。 ブローバイガスのオイルミスト分+I;l# ’W 澹
を実用化するだめには、(イ)オイルミストの捕集効率
が大であること、および、(口)分塀装置の通気抵抗が
十分率さいこと(叩ち圧力損失力〈小さいこと)の二つ
の要件を同時に充足することが必要である。ブローバイ
ガス還流システムのリリ:引能力は一般に111m A
qのオーダーでしかない一7J′−ら、分肖1(装置
の通気抵抗が大きいと動弁室内が正圧となり、ヘンドブ
スケットの隙間からガスが漏洩してオイルが滲み出す等
の不具合を招く。従って、捕集効率において叩何に優れ
たものであっても、圧力摺失か大きく、ブローバイガス
還流システムの1′jリ能を保■11できないよう力分
;゛・1を装置は、実用什することができかい。 「従来技術」 従来技術においては、シリンダへラドカバー内に隔室を
設け、該隔室には捜斂の邪魔板を設けてブローバイガス
を漸突浦隼し2慢るようになった;μ家型のオイルミス
ト分離装置が知らわている( i+f!えば、実公昭4
715535、実公昭55−16101、実開昭55−
1 61 01 0,実開昭55−1 751 01
1 )。かがる隔室型の分;唯装置は捕集効率は極めて
不十分なものである。 また、従来技術においては、水平に配置された分!1I
案内に垂直に延長した複数の泡状金属のフィルタを設け
て成る発輝装置が川られてぃる(環境庁「自動車公害防
止技術に関する弔4次報告」、昭和57年5月、P.1
17)。この分離装置の捕集効率も不十分なもので、報
告によれば36%に止る。このオイルミスト分;猜装置
のさらに池の難点は、分離室は水平に延長する横置型で
あるからフローバイガスと捕集されたオイルとはいずれ
も同一方向に流れるということである。このため、ブロ
ーバイガス流量が多くなるようなエンジン運転モードに
おいては、捕集されたオイルは分離室内を高速で流れる
ブローバイガスの作用により分14ロと内1絖に沿って
湧流を形成しながら出口に向って流れ、終には吸気系に
流入するに至る。 P材として紙フィルタを用いたP過式オイルミスト分1
=IiA装置(4Hも知られている。このような装置は
オイル捕集効率においては前記型式のものに勝るか、
紙フイルりはオイルにより容易に目詰りを起し、圧力1
j4失が著しく大きく力Z1゜「発明の開示」 本発明の目的幻、捕集効率が大きいという要請と通気抵
抗すなわち圧力損失が小さいという要請とを回向に充足
し得るようり、オイルミスト分離装置を提供することで
ある。 上記目的111本発明により達成されるもので、本発明
に従えば、内燃機関のブローバイガスからオイルミスト
を分離するための装置は垂直方向に延長する内部中?1
d1を有するケーシングを備えて成り、前記ケーシング
の上部にはガス出口がそしてその1i<部にd、オイル
排出口が設けてあり、前記ケーシングの下部には該内部
空°洞の上部に向って水平方向にブローバイガスを導入
するべく水平に指向したブローバイガス取入口が設けて
あり、該内部9i1′nl内にはブローバイカス取入口
とガス出口との間において液体非吸収性の少なくとも1
つの多孔τ♂イフイAり部材が該内部空洞を水平に]黄
tJ+って配置されている。 本発明のオイルミスト分・雅装置の第1の構造上の特コ
ウは、竪型であるということでを)る。即ち、分雌装億
の分離室を構成する内部空洞は垂直方向に延長しておυ
、多孔質フィルタγXlt利は該内部空洞ケ横切って水
平に配置されている。少なくとも1つの多孔ffフィル
タ部材によって仕切られた内部空洞のうちフィルタ部材
より下6111の寥は、オイルミストが互いに凝集して
大径のl、、l、子に成長し自ら化1沓する場所である
。即ち、狭いブローバイガス取入口からより広い内部空
洞下室に流入したブローバイガスの流速は低ドし、ガス
か比較的ゆっくりと該下室を上昇する間に浮・紗γオイ
ルミストは互いに凝集付着して大粒に成長し、粒子の沈
降速1勘がガスの上昇速度に打克つ程度の柊?径となっ
たオイル粒子はケーシング底部に向って沈降してオイル
排出口から排出される。次に、多孔質フィルタ部材はオ
イルミストが衝突捕集の原理により捕集される場b)で
ある。jflJち、ブローバイガスはフィルタ部材の孔
隙を1過する際に縮流されて流速を増し、オイルミスト
は孔隙によ多形成された曲りくねったjpj路を通過す
る際に孔[→の内壁に衝突してそこに付着する。このよ
うにフィルタ部材にトラップされたオイルは重力により
ケーシング底部に滴下してオイル排出口からIIF出さ
れる。このように、本発明のオイルミスト分離装置は竪
型構造を有するから、沈降落下したオイル液滴ならびに
フィルタ部材に捕集されたオイル液滴は速やかに滲外に
排出される。従って、前述した従来の横置型の分離装部
のように、ガスから分離されたオイルがガス流の作用に
よシガス出口に運ばれることが無い。壕だ、多孔′dフ
ィルタ部材を水平配置したことにより、フィルタの自己
清浄作用が確課される。即チ、エンジンの成る種の運転
条件においては、ブローバイガス還流システムのガスの
流れの方向が逆転する場合かあるが、このような場合に
は多孔質フィルタ音1〜材の上方から下方へとガス流が
逆bW、 l/、フィルタ部材の孔隙にトラップされて
いるオイルを吹き飛ばしてオイルの落丁を促進する。こ
のようにして、フィルタは自ら清掃され再生さにること
になる。。 本発明のオイルミスト分:Yl装僅の他の構造上の特徴
上1、ガス出口はケーシングの上部にかつオイル排出口
はケーシング底部に設けてあり、プローバイノfス取入
口は水平方向に指向させであるという点いある。エンジ
ンのブローバイガス発生風が多いH−:rには、動弁室
とオイルミスト分離装置との間に断続されたホース内で
1rl′オイルは波打つ薄I′lrlの形でホースの底
壁を伝って分゛1装鎧に流れ込むのでオ・るが、本発明
の分離装作においては、ブローバイガス取入口から流入
したオイルの湧流はケージ;グ下部内壁を伝って直ちに
オイル呻出口へと流十し、他方、浮倣オイルミスFを同
伴したガスはクーシング内部空洞内をガス出口に向って
上57、すZlので、水平方向に導入されたブローバイ
ガスと液状オイルとけ上下相対する方向に別々に分れて
油、れることにガる。このだめ、ブローバス光生計が極
めて多くなるようなエンジン運・明条件におい1も、液
状オイルかカス流に引きすられてカス出口に到達するこ
とが全く無い。 本発明の好咬しい実施1項(扇においてケ11液体非吸
収性の多孔質フィルタ部材は金属の発泡体から成り、発
泡体の孔隙の寸法は6〜20メツシユ、好ましくは約1
3メツシユである。「液体非吸11V性」なる語は、P
紙やr布の様に液体を吸収して膨潤することの無い性質
を意味する。かかる液体弁g&llV、性の材質として
は、セラミックやプラスチック等が考乗られるが、エン
ジン振動に耐え峙る撓械的強1状を自し、かつ化学的に
も安定した素材として金属の発泡体が最も好ましい。発
泡体の孔隙の寸法は、6メソシ曳より粗くすると捕集効
率が低下し、20メツシユより細くすると油滴をトラッ
プした時にフィルタの目詰りを14jjしてガスτ唾路
が閉塞されフィルタの圧力損失が大きくなる。 孔隙寸法は約13メツシーが好適である。 好ましくは、多孔質フィルタ部材は、第1のフィルタ部
洞と、その上方に離隔配置されたJ2のフィルタ部材と
から成る二段構造に構成する。こうすれば、第1段のフ
ィルタ部材を通過したオイルミ;′、トは第1、第2フ
ィルタ部材の間の空間で凝集り、、′Kx21qフィル
タ部tイ゛で捕集されン・い今が増えZl。 フィルタを上記の様に二段構造にする場合には、ケーら
ング内部空洞のうち第1フィルタ部材より下方の区間の
水平断面と、第1フィルタ部材と第2フィルタ部材との
間の区間の水平断面と、第2フイAり部用より上方の区
間の水平断面は順次拡径するのが刹利である。との様々
構成にづれ目、各区間内のブローバイカスの流速は下か
ら上へと順次惧ドすることとなり、オイルミストの凝集
と沈1群を・−’:4 □:足進することができる。 さらに、プローパイカス取入口には内部空洞に向っ′を
直径方向に水平に突出17た/l81−長管を設け、こ
の延長管の頂部壁には長手方向に斤いに雉間された少数
の透孔を設け、その底部−にケ;〕少なくとも1つの透
孔を設ける。こうすれば、内部空洞に導入うれる被処理
ガスをjフィルタルl(材の下面に−(φに分配笛れる
1、前記頂部壁の懐数の透孔の合J1断面檀はガス取入
口の断冊積より大きくし、通気抵抗を抑えるのが好まし
い。 「好適々実加形態」 次に、季刊図面を参照して本発明の実がQ Il)態ケ
J“1町明する。 第1図は本発明のオイルミスト分離装置の具体例の垂直
断面図で、分離装置のケーシングはドから上に向って順
次拡径された3つのボア10゜12.14を有する段付
は円Q状の側壁16と、傾斜した底壁1Bと、側壁16
に1所合された頂壁゛ずなわち蓋20とから成る。底壁
18にはオイル排出口22か設けてあり、蓋20にはガ
スL1′3024が設けである。ケーシングの内部空洞
−ボブ12および14の下端に夫々ねじ止めされた金属
発泡体から成る第1および第2のフィルタ部材26およ
び28によって下室50と中間室32と上室34に分割
されている。 フィルタ部材を構成するこれらの金属発泡体26.28
はニッケルを主成分とする金属の発泡体であって、住友
甫、気工業(株)から商品名「セルメツ)Jの名称で市
販されている。発泡体の孔隙は6〜2Dメツシユ、好寸
しくは約13メツシユであり、各孔隙は互いに律鞘して
)e泡体のド面から上面まで曲Ji−r Lな力・らI
Iド連し7’1Tjll路究片q l’i’+i: し
ている。このだめ、フィルタ部材の通気性は極めて良く
、通気抵抗は著しく小さい。壕だ、牙イルが付着しても
、11萌+Mして目δ吉りを起すことがフ池い。 ケーシング16のうちでポア10を画定する部分には開
口66が設けてあり、ブローバイガス取入管38がこの
間口36に取付けである。取入管68は下室30内に向
って直径方向に水平に突出した91F長部40を有17
、この延長↑1(40の頂部壁および底部壁には長手方
向に離間されたにQ数の透孔42および44が設けであ
る。透孔42の今計断「11棺は取入管38の断面g’
l:iより大きくなるように設定する。延長部の先端は
閉鎖されてもよいし、開[コシていてもよい。 このオイルミスト分離装置に1次のように作用する。 ブローバイガスは取入管38に4に続された図示しガい
ホースによりたとえばエンジン刺弁幸から分靜装置に導
かれる。ブローバイガス流量が多く、戎いはブローバイ
ガス中のオイルミスト含有酸が−めて大きい場合には、
オイルミストの一部はホース中を流れる間にホース底壁
に落下し7てオイルフィルムもし2くは層流を形成し、
このオイルフィルム或いは路流はブローバイガス流に吹
き送られて波状の放流46(第1図)となってブローバ
イガス取入管38内に流れ込むにのオイルの落流は直ち
に取入管38の下側の透孔44から落下し、傾斜したケ
ーシング底壁18に沿ってオイル排出022に集まり、
そこから外部へ排出される。他方、浮遊オイルミストを
担持したガスは取入管38の上側の透孔42を絆て第1
フィルタ部材26の下面に一様に分配されなからドg5
01g入り上昇すみ。下室30の断面積は取入管の断1
fii積より大きいから、下室30内のガスの流速は遅
くなり、オイルミツトは互いに凝集して大径の種子に成
長し、その一部は上昇ガス流中を沈降して底壁18に落
下し、排出1]22から排出される。 ブローバイガスは次に第1フイルタ和〜材26を通過し
、オイルミストの一部は11v(突捕集される。 フィルタ部材の表面に付着したオイル液滴は捕集の進行
と共に大径となり、重力の作用によりフィルタ部材から
滴下して排出[」から排出される。 第1フィルタ部材を通過したブローバイカスは中間室3
2に入る。中間室32の断]a1はF罠のそれより1広
径されているから、ガス流速はさらに遅くなり、;邪1
フィルタ部材を姻り抜けたオイルミストの凝集・沈降の
jj@会かり・えられてその一部は上昇ガス流から分雅
される。以下、第2フィルタ部材28によりi釣部捕集
か′、そして上室34内で凝集沈降が繰返され、オイル
ミストの殆んどかカス流から分離され、ガス成分、はガ
ス出口24から取出され石。 第2図は本発明のメイルミスト分困装置を従来のプロー
バイガス両流システムに適用すR−1’/11を模式的
に示したもので、この適用1ケ11け2孔質フィルタ部
材の自己清浄作用を羅保する上で特に有利である。エン
ジンのクランク、@50とシリンダへラドカバー52[
:方の動弁室54とはブローバイガス通路56により結
ばれており、クランクケース内のブローバイガスを動弁
室に導入17得るようになっている。動弁室内のブロー
バイガスは間知のPCvパルプ56によシ流蟻制イii
lされながらブローバイカス還流管58により吸気管6
0内に還流される。シリンダへラドカバー52にはまた
ブローバイガス取出口60が設けてあり、管62によυ
本発明のオイルミスト分離装置64のブローバイガス取
入口に接続されている。分離装置64のガス出口は管6
6によりエアクリーナ68と気化器70との間の吸気通
路72に接続埒れている。 分離装置64のオイル排串口はオイル戻【7.管74に
よりエンジンのオイルパン76に接続されている。オイ
ル戻し管74からブローバイガスが分!准装置74に吸
引されないようにするため、管74はオイルレベルより
低い位置でオイルノ(ン76に接続する。 エンジンの高負荷運転時には、気化器のスロツトルバル
ブは大きく開いており吸気管負圧は低いから、PCvパ
ルプ56は閉じる。このため、動弁室54内のブローバ
イガスは管62を絆て分離装M64に流れ、オイルミス
トを分離された後、吸気通路72内に還流される。 エンジンが部分負荷で運転されると、吸気管負圧に応じ
たPCvバルブの流量が得られ、ブローバイガスは管5
Bを経て吸9C□Iif 60 ”、流れるが、一般的
にはブローバイカスの発生11)よppcvバルブの流
量か惑くなるようにPCvバルフが設J1されているか
ら、吸気を山路72内の空気C−i<+1は管66を経
て分壇装Jl(64および管62を1・ρ流して動弁室
54に吸引される。その結月1、分(誰装置64の多孔
質フィルタ部材の孔師にトラップされでいるオイルは逆
流洗浄作用によりフィルタ部材から追出されて落下す2
ン。このようにして、フィルタ部材は自己清浄され再生
さ′れるので、エンジンの寿命の間、有効力オイル分H
7j性能が得らiする。 実施例1 直径95m、ms長さ701111Qの円柱状の内部空
洞を有するケーシングの内部にフィルタ部材として金姓
、1!む泡体「セルメノト」(「二段M、に配置f@、
L ? IAるるオイルミスト分離装置を製作し、エ
ンジンのブローバイガスを導入して捕集効率の試験を行
った。 セルメットは孔隙の寸法が夫々6メツシー、16メツシ
ユ、20メツシユであり、厚さが20?nm。 30郡の計6鍾項を用いた。エンジン′Jψ転条件は4
000 rpm %高負荷運転で、プローバイカス発4
1;凰ハ50 L / mmてあった。エンジンはシリ
ンダヘッドカバー内に従来の隔室型のオイル分雌装櫛を
備えたものであり、この従来型分離装置で予め処理され
たブローバイカスを本発明の実施1’lの分離装置に導
入して更にオイルを分離した彷、オイル持去り量(7/
hr ) 1時間の間に分離装置を1lij過したオイ
ルの重量)を測定した。得られた結果を次表に示す。 この結果は、オイル捕集効率はフィルタ部材の厚さより
も孔隙の寸法に依存していることを示している。この実
だ!・例では6メツシユのものが最も口い結果であった
。 次に、I+1さ20mm、13メツシユノ[セルメット
Jを用いて前記条件で7時間のt:舅M逆軌を行い、時
間の経過に対するオイル持去り量の変化を測定した。そ
の結果を第3図のグラフに示す。このクラブは、約4旧
間の使用により「セルメット」の孔隙がオイルで飽和さ
れてオイル持去り量はほぼ最大値Q、 35 ff /
hr に達するか、以後は連続運転[2てもオイル持
去り量か増加することがないことを示している。 実施例 直径50部、長さ70ml11の円柱状内部空洞を有す
るケーシングの内部に1窄さ5闘、孔隙寸法13メツシ
ユの「セルメツ112層を配置して成るオイルミスト分
離装置を製作し、ブローバイガス流量を変〔ヒさせなが
らオイル狛去り臘を一測定した。 エンジン連転条件は400 D rpm s高負荷運転
であり、エンジンは実施例1と同(ぞにシリンダへラド
カバー内に従来の1−1室型のオイル分叩装置を備えた
ものである。得られた結果を第4図のグラフに示す。第
4図のグラフにおいて、実線Aは従来の隔室型オイル分
離装置と本発明の実施例のオイルミスト分離装(8)に
よるオイル持去り量を、・IW線Bは従来の隔室型オイ
ル分離装置のみによるオイル持来り新を、鎖線Cは実際
、のエンジン運転条件におけるブローバイガス発生量の
頻度分布を表す。 このグラフから明らかな様に、従来の隔室型分離装置の
みを使用した場合には使用頻度の高いブローバイガス発
生量50〜110L/顧の領域においてオイル持去り量
は急増しているのに対17て、本発明の分離装置を併用
したj、Q合にはブローバイガス発生量の増加につわて
オイル持失り賊は僅かに増加するのみであり、110t
/+廁の流量においても持去り凰け0.54!i’/b
r に止る。このように、本発明の装Pけブローバイガ
ス発生量か多い時にも優れだ捕集効率を呈することがわ
かる。 次に、シリンダへラドカバー内の隔室型分離装置を櫓外
し、この実1J[6例の分嗜恭弊のみにょシブローバイ
ガスを処理し、オイル持失り凧を測定した。コンジンj
(1)翫条件は4000 rpm、高負荷運転で凌)す
、プローバイカス流風け50 L /mjnてあった。 この場合のオイル持去り飢は、驚い/ζことに、(6゛
1か0.215r/hr であった。これは本発明の
分壽(1装置は単独で使用した場合に最も捕集効率が高
いことを示している。これは、ブローバイガスを従来の
分離慢屓で予め処理した場合には大径のオイルミストが
予め除去さ11るが、被りし理カスを1西接に本発明の
分1碓装置にに導入した場合にはカスに一大径オイルミ
ストが含゛まれているのでオイルミストの凝集沈降なら
ひに衝突捕集が9+’ il←もれるためであると考え
られ不。
第1図は本発明のオイルミスト分1誰袈(Mの−m施態
様の垂直tli面図、第2図1iI−j第11’;/l
のオイルミスト分:准装伽をプローバイガスr気流シス
テムに適用する一例をl、+7を式的に示しだ図、第5
1女・はツー加1jli1の装置におけるエンジン迎1
11バ11を間Vこスく1するオイル持去り量の関係を
示すグラフ、第4図は本発明のオイルミスト分離装置を
併用した場合と従来の隔室型分耶装俤のみを使用した場
合におけるブローバイガス発生量とオイル↑R宏シ景と
の関係を示すグラフである。 16.18.20・・・ケーシング、16・・・側壁、
18・・ri4g1.20頂壁、22・・・オイル排出
口、24・・・ガス出口、26.28・・;多孔質フィ
ルタ部材、30,32.34・・・ケーシングの内部空
洞、38・・・プローバイガス取人検、40・・・延ド
部、42・・・延長部頂部壁の透孔、44・・・妙技部
底部壁の透孔2、 特γ「出願人 トヨタ白jlQ車性式会社 特許出願代理人 弁理士 宵 木 朗 弁理士西舘和之 計理土中山Ji’、l介 弁理士山口昭之 第1 図 第20 8 第3図 ] 経過時間(hr) 第4図
様の垂直tli面図、第2図1iI−j第11’;/l
のオイルミスト分:准装伽をプローバイガスr気流シス
テムに適用する一例をl、+7を式的に示しだ図、第5
1女・はツー加1jli1の装置におけるエンジン迎1
11バ11を間Vこスく1するオイル持去り量の関係を
示すグラフ、第4図は本発明のオイルミスト分離装置を
併用した場合と従来の隔室型分耶装俤のみを使用した場
合におけるブローバイガス発生量とオイル↑R宏シ景と
の関係を示すグラフである。 16.18.20・・・ケーシング、16・・・側壁、
18・・ri4g1.20頂壁、22・・・オイル排出
口、24・・・ガス出口、26.28・・;多孔質フィ
ルタ部材、30,32.34・・・ケーシングの内部空
洞、38・・・プローバイガス取人検、40・・・延ド
部、42・・・延長部頂部壁の透孔、44・・・妙技部
底部壁の透孔2、 特γ「出願人 トヨタ白jlQ車性式会社 特許出願代理人 弁理士 宵 木 朗 弁理士西舘和之 計理土中山Ji’、l介 弁理士山口昭之 第1 図 第20 8 第3図 ] 経過時間(hr) 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、内燃機関のブローバイガスからオイルミストを分離
するための装置であって、垂直方向に針長する内部柴洞
を有するケーシングを備えて成り、前記ケーシングの上
部にはガス出1]がそしてその底部にはオイルj非出口
が股゛けてあυ、1)11記ケーシングの下部に(Ii
咳内部窒洞の下部に回って水平方向にブローバイガスを
導入するべく水平に指向したブローバイガス取入口が設
けてあってもって該取入口から流入した浮遊オイルミス
トを同伴したガスは該内部空洞内を上昇するが液状オイ
ルは該内部空洞下部の内壁を伝ってオイル排出口へとt
下し得るようになっており、該内部空洞内には該ブロー
バイガス取入口とガス出口との間において液体非吸収性
の少なくとも1つの多孔やフィルタ部材が該内部空洞を
水平に横切って配泗゛されていることを特徴とする、ブ
ローバイガスからオイルミストを分離する装置。 2 前記液体非吸収性の多孔質フィルタ部組は金属の発
泡体から成り、該発澹5体の孔隙の寸法は6〜20メノ
シコであることを特徴とする特許酊1求の範囲第1項記
載の装置湾。 ろ、 +)fl前記泡体の孔隙の寸法は約13メツシ
ユであることを特徴とする特許請求の範囲第2項記l・
−ン、の装置111゜ 4 特許請求の範囲第1頂から第3項までのいずれかに
記語の装置であって、ntl記液体非吸収性の多孔゛政
フィルタ部材は、第1のフィルタ部材と、該第1フィル
タ部材の上方に;噴隔配愼された第2のフイVり部材か
ら1曳ることを特徴とする装置。 5 ′時詐Rf?求の9壱囲第4項N己載の装置におい
て、前記ケーシング内部空洞のうち第1フィルタ部材よ
り下方の区間の水平断面と、第1フィルタ部材と第2フ
ィルタ部材との間の区間の水平断面と、第2フィルタ部
材より上方の区間の水平1t9i +11+は順次拡径
されていることを特徴と“する% f直。 6 特許請求の範囲 ずれかに記j;&の装置であって、前記ブローバイカス
取入口には該内部空洞に向って直径方向に突出した水平
な延長管を設け、該延長管の頂部壁には長手方向に互い
に離隔された複数の透孔を設けてブローバイガスケフィ
ルタ部材の下lIljに一様に分配し得るように外し、
該延長管の底部壁には少なくとも1つの透孔を設けたこ
とを特徴とする装置。 7 特許請求の範囲第6項記載の装置であって、itl
記頂部壁に設けた複数の透孔の合計断向梗はブローバイ
ガス取入口の断1訂1積より大きくしたことを特徴とす
る装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16079382A JPS5951120A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | ブロ−バイガスからオイルミストを分離する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16079382A JPS5951120A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | ブロ−バイガスからオイルミストを分離する装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5951120A true JPS5951120A (ja) | 1984-03-24 |
Family
ID=15722570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16079382A Pending JPS5951120A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | ブロ−バイガスからオイルミストを分離する装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5951120A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6335410U (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | ||
US5072713A (en) * | 1990-06-25 | 1991-12-17 | Ventures Unlimted Inc. | Filter for lowering harmful crankcase emissions in an internal combustion engine |
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KR20020056582A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 이계안 | 블로우바이가스 배출장치 |
US7559975B2 (en) | 2002-02-08 | 2009-07-14 | Norsk Hydro Asa | Process for transforming gas/liquid flow into laminar or stratified flow |
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JPS5620021B2 (ja) * | 1977-03-08 | 1981-05-11 |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP16079382A patent/JPS5951120A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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