JPWO2016203640A1 - オイルセパレータ - Google Patents
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Abstract
Description
スピンドルと共に回転可能に設けられるローターの内周側空間に、ミスト状オイルを含む処理対象ガスと分離用オイルとを導入して前記ローターを回転させることで、前記処理対象ガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
前記スピンドル及び前記ローターを有する分離室を収容する内部空間及び当該内部空間に通じるインレット孔を有するケースと、
前記内部空間の下端に配置され、前記スピンドルを挿通させる通し孔が中央に上下を貫通して設けられた下部隔壁部材と、を備え、
前記下部隔壁部材の上面側には、
前記通し孔の周囲に同心円状に設けられた凸部と、
前記凸部の外周側から内周側の前記通し孔へ向けて設けられた溝部と、
前記凸部よりも外周側において当該下部隔壁部材を上下に貫通するドレン孔と、が設けられていることを特徴とする。
前記溝部は、側部に前記スピンドルの軸方向上方に向けた壁部が形成され、
前記分離後のオイルのうち、前記下部隔壁部材の内周側に流れたオイルが前記凸部の外周に沿って流れながら前記壁部に迎えられた後、前記溝部に案内されて前記通し孔へと流れ込む。
前記下部隔壁部材の下面側を覆い、当該下部隔壁部材の下方に駆動室を区画する下部ケースと、
前記駆動室内において前記スピンドルの外周面から突設され、周方向に向けて駆動用オイルを噴射して、前記スピンドル及び前記ローターを回転させるノズルと、を更に備え、
前記通し孔には、組付け時に前記ノズルを通すためのノズル通し孔が、当該ノズルに対応した箇所に設けられている。
前記下部隔壁部材の上面のうち前記ドレン孔の径方向内側の縁に立設された立壁部と、
前記立壁部の上部から径方向外方に縁出して、前記ドレン孔の上に設けられた天井部と、を更に備え、
前記天井部が前記ドレン孔の周方向一方側の縁部から周方向他方側の縁部に向けて下りに傾斜し、前記天井部の最下部が前記ドレン孔の周方向他方側の縁部に連接する。
好ましくは、前記天井部の径方向外方端部が前記ケースの内周面に当接する。
前記下部隔壁部材の下面から下方に垂下し、筒状に設けられたオイルガードを更に備え、
前記ノズルが前記オイルガードの内側に配され、前記ドレン孔が前記オイルガードの外側に配されている。
よって、ノズルから噴出された駆動用オイルがオイルガードに吹き付けられるので、その駆動用オイルがドレン孔に入り込まない。
前記ローターが、
前記分離室内において上下方向に間隔を置いて積み重ねられた複数の分離ディスクと、
前記複数の分離ディスクを下から保持する下部ホルダと、を有し、
前記ローターの中心部に形成され、上側が開放されて前記隔壁部の上下に通じる中心側空間が前記複数の分離ディスク及び前記下部ホルダを上下に貫通し、
前記スピンドルが前記中心側空間に挿入され、前記スピンドルの外周面が前記下部ホルダの内周縁に接合して、前記中心側空間の下側の開口が前記スピンドルによって閉塞されている。
前記通し孔の周囲における前記溝部を除く部位であって、前記下部隔壁部材の前記凸部と前記下部ホルダとの間に設けられたラビリンスシールを更に備える。
前記下部ケースに設けられ、前記駆動室からエンジンのクランクケースに通じた連通筒部と、
前記通し孔内の部位において前記下部ホルダを貫通して、前記中心側空間に通じた調圧孔と、を更に備え、
前記クランクケース内の処理対象ガスが前記連通筒部、前記駆動室及び前記調圧孔を経由して前記中心側空間に流れ込む。
前記下部ホルダの外周縁から上方に向けて突出した筒状の仕切壁と、
前記仕切壁から径方向外方に縁出したフランジと、を更に備え、
前記フランジが前記ケースの内周面から離間して、前記フランジと前記ケースの内周面との間に隙間が形成され、
前記フランジと前記下部隔壁部材との間にオイル処理室が形成され、前記オイル処理室が前記フランジと前記ケースの内周面との間の前記隙間を通じて前記分離室に通じ、
前記ドレン孔が前記オイル処理室内の部位において前記下部隔壁部材を貫通する。
一方、導入路41の上側が隔壁部22aによって塞がれ、隔壁部22aの上側の中空と導入路41が隔壁部22aによって仕切られている。
図9に示すように、この下部隔壁部材31は中部隔壁部材32から下に離間し、中部隔壁部材32と下部隔壁部材31との間には分離室43が形成されている。この分離室43は中部ケース22内の中空の一部である。
ローターユニット50は、ブローバイガスからミスト状オイルを分離するための機構である。ローターユニット50は、スピンドルシャフト51、スピンドル52、ローター60及び複数のノズル53等を備える。なお、図18では、ローター60を見易くするため、便宜上、スピンドルシャフト51の図示を割愛している。
スピンドル52及び軸受55、56が軸方向に沿って僅かに移動できるように、僅かな隙間が下側軸受55と軸受54との間や上側軸受56とワッシャー57との間やワッシャー57とナット58との間に存在する。具体的には、ローター60の回転時にはスピンドル52及び軸受55、56が軸方向に沿って上昇し、ローター60の停止時にはスピンドル52及び軸受55、56が下降する。
また、スピンドル52の内周面と上側軸受56との間に僅かな隙間が存在し、オイル供給路52a内のオイルがその隙間を通じてスピンドル52の外に流出する。
内周側部分65は、分離ディスク63の中心の下方を頂点とした錐面型の板状に形作られている。そのため、内周側部分65は、径方向外方に向けて上向きに傾斜する。外周側部分64は、分離ディスク63の中心の上方を頂点とした錐面型の板状に形作られている。そのため、外周側部分64は、径方向外方に向けて下向きに傾斜する。外周側部分64の内周縁が内周側部分65の外周縁に繋がって、外周側部分64が内周側部分65の外周縁から外側へ続き、外周側部分64と内周側部分65が一体成形されている。ここで、錐面とは、裁頭錐体の外周面をいう。
さらに、分離ディスク63の積み重ね枚数が増えても、これら分離ディスク63の積み重ね高さが高くなることを抑えることができる。
また、分離ディスク63が曲折しているので、径方向に対する内周側部分65及び外周側部分64の傾斜角を急勾配にした状態でも、分離ディスク63の自体の高さを抑えることができる。径方向に対する内周側部分65及び外周側部分64の傾斜角が急勾配であれば、オイルの分離効率が高い。
PCVバルブ90は、環流されるブローバイガスの流量を調整することによって、エンジン4の吸気圧力やクランクケース側の圧力を適切に調整する。具体的には、PCVバルブ90は、上部隔壁部材33の連通穴33aの開き具合を調整することによってブローバイガスの流量を調整する。
エンジン4からオイルセパレータ2に供給されるオイルの一部(駆動用オイル)は、オイル案内パイプ21b、第一オイル供給路51b及び第二オイル供給路52aを経由してノズル53内に流れ込む。そして、ノズル53内の駆動用オイルが噴射口53aから噴射する。噴射口53aからの駆動用オイルの噴射向きはスピンドル52の軸線を中心とした周方向である。より具体的には、駆動用オイルの噴射向きがスピンドル52の軸線に対して垂直な方向であって、スピンドル52の軸線が鉛直方向に沿っている場合には駆動用オイルの噴射向きが水平方向である。駆動用オイルの噴射圧によってスピンドル52及びローター60がスピンドル52の軸線を中心にして回転する。スピンドル52及びローター60の回転の向きは駆動用オイルの噴射の向きの反対である。
オイルガード31gに吹き付けられた駆動用オイルは、オイルガード31gや下部ケース21の内周面に沿って流下する。その駆動用オイルの温度が80〜110℃と高いため、その駆動用オイルがオイルセパレータ2を下部ケース21の側から加温する。これにより、寒冷地での使用であっても、凍結等によるオイルセパレータ2の動作不具合の発生を抑えることができる。流下した駆動用オイルは、下部ケース21内の底部から連通筒部21aを通ってエンジン4に戻される。
また、ブローバイガスから分離されたオイルのみならず、第二オイル供給路52aから流れ出た分離用オイルも、分離ディスク63の表面の油膜の成分となっているので、分離ディスク63の表面に十分な油膜が形成される。そして、そのような油膜にブローバイガス中のミスト状オイルが吸収されるので、ミスト状オイルの分離効率が高い。
また、第二オイル供給路52aから流れ出た分離用オイルの物性(濡れ性)と、ブローバイガス中のミスト状オイルの物性(濡れ性)が同一である。そのため、第二オイル供給路52aから流れ出た分離用オイルとブローバイガス中のミスト状オイルとの親和性が高い上、ブローバイガス中のミスト状オイルと分離ディスク63の表面の油膜との親和性も高い。よって、ブローバイガス中のミスト状オイルが分離ディスク63の表面の油膜に吸収されやすく、ミスト状オイルの分離効率が高い。
また、ラビリンスシール80が下部ホルダ72の下面と下部隔壁部材31の上面との間に設けられているので、分離室43と噴射室44との間でブローバイガスが漏れないようになっている。
また、分離室43とオイル処理室43bが隙間43aによってのみ通じており、オイル処理室43b内の圧力が分離室43内の圧力よりも低く、オイル処理室43b内の圧力と噴射室44内の圧力との差が小さい。オイル処理室43b内のオイルが連続的にドレン孔31bに流れ込み、オイルの逆流が起こりにくい。
また、分離ディスク63が折れ曲がっておらず、分離ディスク63が錐面板状に形作られてもよい。
Claims (10)
- スピンドルと共に回転可能に設けられるローターの内周側空間に、ミスト状オイルを含む処理対象ガスと分離用オイルとを導入して前記ローターを回転させることで、前記処理対象ガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
前記スピンドル及び前記ローターを有する分離室を収容する内部空間及び当該内部空間に通じるインレット孔を有するケースと、
前記内部空間の下端に配置され、前記スピンドルを挿通させる通し孔が中央に上下を貫通して設けられた下部隔壁部材と、を備え、
前記下部隔壁部材の上面側には、
前記通し孔の周囲に同心円状に設けられた凸部と、
前記凸部の外周側から内周側の前記通し孔へ向けて設けられた溝部と、
前記凸部よりも外周側において当該下部隔壁部材を上下に貫通するドレン孔と、が設けられている
ことを特徴とするオイルセパレータ。 - 前記溝部は、側部に前記スピンドルの軸方向上方に向けた壁部が形成され、
前記分離後のオイルのうち、前記下部隔壁部材の内周側に流れたオイルが前記凸部の外周に沿って流れながら前記壁部に迎えられた後、前記溝部に案内されて前記通し孔へと流れ込む
ことを特徴とする請求項1に記載のオイルセパレータ。 - 前記下部隔壁部材の下面側を覆い、当該下部隔壁部材の下方に駆動室を区画する下部ケースと、
前記駆動室内において前記スピンドルの外周面から突設され、周方向に向けて駆動用オイルを噴射して、前記スピンドル及び前記ローターを回転させるノズルと、を更に備え、
前記通し孔には、組付け時に前記ノズルを通すためのノズル通し孔が、当該ノズルに対応した箇所に設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のオイルセパレータ。 - 前記下部隔壁部材の上面のうち前記ドレン孔の径方向内側の縁に立設された立壁部と、
前記立壁部の上部から径方向外方に縁出して、前記ドレン孔の上に設けられた天井部と、を更に備え、
前記天井部が前記ドレン孔の周方向一方側の縁部から周方向他方側の縁部に向けて下りに傾斜し、前記天井部の最下部が前記ドレン孔の周方向他方側の縁部に連接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。 - 前記天井部の径方向外方端部が前記ケースの内周面に当接することを特徴とする請求項4に記載のオイルセパレータ。
- 前記下部隔壁部材の下面から下方に垂下し、筒状に設けられたオイルガードを更に備え、
前記ノズルが前記オイルガードの内側に配され、前記ドレン孔が前記オイルガードの外側に配されていることを特徴とする請求項3から5の何れか一項に記載のオイルセパレータ。 - 前記ローターが、
前記分離室内において上下方向に間隔を置いて積み重ねられた複数の分離ディスクと、
前記複数の分離ディスクを下から保持する下部ホルダと、を有し、
前記ローターの中心部に形成され、上側が開放されて前記隔壁部の上下に通じる中心側空間が前記複数の分離ディスク及び前記下部ホルダを上下に貫通し、
前記スピンドルが前記中心側空間に挿入され、前記スピンドルの外周面が前記下部ホルダの内周縁に接合して、前記中心側空間の下側の開口が前記スピンドルによって閉塞されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。 - 前記通し孔の周囲における前記溝部を除く部位であって、前記下部隔壁部材の前記凸部と前記下部ホルダとの間に設けられたラビリンスシールを更に備えることを特徴とする請求項1〜7いずれか一項に記載のオイルセパレータ。
- 前記下部ケースに設けられ、前記駆動室からエンジンのクランクケースに通じた連通筒部と、
前記通し孔内の部位において前記下部ホルダを貫通して、前記中心側空間に通じた調圧孔と、を更に備え、
前記クランクケース内の処理対象ガスが前記連通筒部、前記駆動室及び前記調圧孔を経由して前記中心側空間に流れ込むことを特徴とする請求項7または8に記載のオイルセパレータ。 - 前記下部ホルダの外周縁から上方に向けて突出した筒状の仕切壁と、
前記仕切壁から径方向外方に縁出したフランジと、を更に備え、
前記フランジが前記ケースの内周面から離間して、前記フランジと前記ケースの内周面との間に隙間が形成され、
前記フランジと前記下部隔壁部材との間にオイル処理室が形成され、前記オイル処理室が前記フランジと前記ケースの内周面との間の前記隙間を通じて前記分離室に通じ、
前記ドレン孔が前記オイル処理室内の部位において前記下部隔壁部材を貫通することを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のオイルセパレータ。
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