JP2018071525A - オイルセパレータ - Google Patents
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Abstract
【課題】捕集部材が目詰まりすることをより効果的に防止することが可能なオイルセパレータを提供する。【解決手段】このオイルセパレータ100は、ブローバイガスが導入される導入口1と、ブローバイガスが排出される排出口2と、導入口1と排出口2とを接続するブローバイガス通路3と、ブローバイガス通路3に設けられ、ブローバイガスG1からオイルミストを分離する透過型の捕集部材4と、捕集部材4の上流側に設けられ、捕集部材4の目詰まりを防止するように、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かってガスG2を噴射するガス噴射部5と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、オイルセパレータに関する。
従来、透過型の捕集部材を備えるオイルセパレータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、ブローバイガス通路に設けられ、ブローバイガスからオイルミストを分離する透過型のフィルタ(捕集部材)を備えるオイルミストセパレータ(オイルセパレータ)が開示されている。このような透過型のフィルタでは、ブローバイガスの透過に伴って、ブローバイガスに含まれるオイルや水などの液体成分が付着するため、目詰まりが生じる。そこで、このオイルミストセパレータでは、フィルタの目詰まりを防止するように、目詰まり防止用のガスがフィルタの側端面に噴射されるように構成されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載のオイルミストセパレータでは、目詰まり防止用のガスが、フィルタの側端面に噴射されるため、比較的狭い範囲にしか目詰まり防止用のガスが噴射されない。このため、フィルタ(捕集部材)が目詰まりすることを効果的に防止することが困難であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、捕集部材が目詰まりすることをより効果的に防止することが可能なオイルセパレータを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるオイルセパレータは、ブローバイガスが導入される導入口と、ブローバイガスが排出される排出口と、導入口と排出口とを接続するブローバイガス通路と、ブローバイガス通路に設けられ、ブローバイガスからオイルミストを分離する透過型の捕集部材と、捕集部材の上流側または下流側に設けられ、捕集部材の目詰まりを防止するように、捕集部材の上流側の透過面または捕集部材の下流側の透過面に向かってガスを噴射するガス噴射部と、を備える。
この発明の一の局面によるオイルセパレータでは、上記のように、捕集部材の上流側または下流側に、捕集部材の目詰まりを防止するように、捕集部材の上流側の透過面または捕集部材の下流側の透過面に向かってガスを噴射するガス噴射部を設ける。これにより、捕集部材の透過面に向かって目詰まり防止用のガスが噴射されるので、捕集部材の側端面に向かって目詰まり防止用のガスが噴射される場合に比べて、より広い範囲に目詰まり防止用のガスを当てることができる。その結果、目詰まり防止用のガスにより、捕集部材に溜まったオイルや水などの液体成分を捕集部材からより効果的に排出することができるので、捕集部材が目詰まりすることをより効果的に防止することができる。
また、ガス噴射部により捕集部材の上流側の透過面に向かって目詰まり防止用のガスが噴射される場合には、ブローバイガスの流通中に目詰まり防止用のガスを噴射することにより、捕集部材の上流側から下流側に流れるブローバイガスにより、目詰まり防止用のガスを捕集部材に導くことができる。その結果、目詰まり防止用のガスをより確実に捕集部材に当てることができるので、捕集部材が目詰まりすることをより一層効果的に防止することができる。また、ガス噴射部により捕集部材の下流側の透過面に向かって目詰まり防止用のガスが噴射される場合には、捕集部材に溜まった液体成分を捕集部材から捕集部材の上流側に排出することができる。その結果、捕集部材の上流側に排出された液体成分がブローバイガスにより再飛散したとしても、再飛散した液体成分を含むブローバイガスを捕集部材を透過させることができるので、再飛散した液体成分がブローバイガスの排出口から持ち出されることを抑制することができる。
上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、ガスは、大気圧以上の圧力を有する。
このように構成すれば、大気圧未満の圧力を有する捕集部材を透過するブローバイガスよりも大きい圧力を有する目詰まり防止用のガスを捕集部材に当てることができるので、捕集部材に溜まった液体成分を捕集部材からより一層効果的に排出することができる。
この場合、好ましくは、ガスは、過給機から供給される圧縮空気である。
このように構成すれば、目詰まり防止用のガスとして、大気圧よりも十分に大きい圧力を有する圧縮空気を捕集部材に当てることができるので、捕集部材に溜まった液体成分を捕集部材からさらに効果的に排出することができる。また、過給機から供給される圧縮空気を目詰まり防止用のガスとして利用することにより、専用の圧縮機を別途設ける必要が無い。また、外気温度が低い(0℃以下)場合には、オイルセパレータが搭載される内燃機関の始動時に、捕集部材に溜まった水が凍結して捕集部材が目詰まりしている場合がある。この場合、通常外気温度よりも高温である過給機から供給される圧縮空気を捕集部材に噴射すれば、凍結した水が溶けることを促進することができる。その結果、捕集部材に溜まった水が凍結して捕集部材が目詰まりしている場合に、凍結による目詰まりを効果的に解消することができる。
上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、ガス噴射部は、捕集部材の上流側の透過面または捕集部材の下流側の透過面に向かって開口する噴射口を有し、噴射口から捕集部材の上流側の透過面または捕集部材の下流側の透過面に向かって直接的にガスを噴射するように構成されている。
このように構成すれば、捕集部材の透過面に目詰まり防止用のガスを勢いよく当てることができるので、捕集部材に溜まった液体成分を捕集部材から容易に排出することができる。
この場合、好ましくは、ガス噴射部の噴射口は、捕集部材の上流側の透過面の外縁部または捕集部材の下流側の透過面の外縁部に向かって開口している。ここで、ブローバイガスは、捕集部材の透過面の中心部から透過面の外縁部に向かって徐々に流速が遅くなる流速分布を有して捕集部材を透過すると考えられる。このため、ブローバイガスの流速が遅い外縁部では、ブローバイガスの流速が速い中心部に比べて、オイルや水などの液体成分が溜まりやすいと考えられる。
そこで、上記のように構成すれば、液体成分が比較的多く溜まっている捕集部材の透過面の外縁部に目詰まり防止用のガスを直接的に当てることができるので、捕集部材に溜まった液体成分を捕集部材からより効果的に排出することができる。
上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、ガス噴射部は、ブローバイガスの流れを阻害しない位置に配置されている。
このように構成すれば、捕集部材の目詰まりを防止するためにガス噴射部を設ける場合にも、ブローバイガス通路においてブローバイガスを円滑に流通させることができる。また、ブローバイガスの流れが阻害されることに起因して、流れが偏った状態でブローバイガスが捕集部材を透過することを抑制することができる。その結果、捕集部材のオイル分離性能が低下することを抑制することができる。
この場合、好ましくは、ガス噴射部は、ブローバイガスの流れを阻害しないように、捕集部材の透過面の外縁部の近傍位置よりも外側に配置されている。
このように構成すれば、ブローバイガスの流れが阻害されることにより、流れが偏った状態でブローバイガスが捕集部材を透過することをより確実に抑制することができる。
上記ガス噴射部が捕集部材の透過面の外縁部の近傍位置よりも外側に配置されている構成において、好ましくは、ブローバイガス通路は、ブローバイガスの流路を形成する通路形成壁部を有し、ガス噴射部は、通路形成壁部に一体的に設けられている。
このように構成すれば、ガス噴射部によりブローバイガスの流れを阻害することなく通路形成壁部の内側面に沿ってブローバイガスを流すことができる。その結果、ガス噴射部によりブローバイガスの流れが阻害されることを確実に抑制することができる。
なお、上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、以下の構成も考えられる。
(付記項1)
たとえば、上記ガス噴射部が通路形成壁部に一体的に設けられている構成において、好ましくは、ブローバイガス通路の通路形成壁部は、ブローバイガスの流路が捕集部材に向かって徐々に先細るように形成された傾斜部分を有し、ガス噴射部は、通路形成壁部の傾斜部分に一体的に設けられている。
たとえば、上記ガス噴射部が通路形成壁部に一体的に設けられている構成において、好ましくは、ブローバイガス通路の通路形成壁部は、ブローバイガスの流路が捕集部材に向かって徐々に先細るように形成された傾斜部分を有し、ガス噴射部は、通路形成壁部の傾斜部分に一体的に設けられている。
(付記項2)
また、上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、捕集部材は、透過面が上下方向に沿う向きになるように配置されており、ガス噴射部は、上流側の上方向から下流側の斜め下方向に向かって延びるか、または、下流側の上方向から上流側の斜め下方向に向かって延びるとともに、捕集部材の上流側の透過面または下流側の透過面に向かってガスを噴射するように構成されている。
また、上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、捕集部材は、透過面が上下方向に沿う向きになるように配置されており、ガス噴射部は、上流側の上方向から下流側の斜め下方向に向かって延びるか、または、下流側の上方向から上流側の斜め下方向に向かって延びるとともに、捕集部材の上流側の透過面または下流側の透過面に向かってガスを噴射するように構成されている。
(付記項3)
また、上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、圧縮空気は、外気温度よりも高温である。
また、上記一の局面によるオイルセパレータにおいて、好ましくは、圧縮空気は、外気温度よりも高温である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、単に「上流」という場合には、ブローバイガスG1の流れ方向の上流を意味する。また、単に「下流」という場合には、ブローバイガスG1の流れ方向の下流を意味する。
[第1実施形態]
(オイルセパレータの構成)
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態によるオイルセパレータ100について説明する。
(オイルセパレータの構成)
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態によるオイルセパレータ100について説明する。
図1に示すように、オイルセパレータ100は、ブローバイガスG1が導入される導入口1と、ブローバイガスG1が排出される排出口2と、導入口1と排出口2とを接続するブローバイガス通路3とを備えている。導入口1は、接続通路を介して、オイルセパレータ100が搭載される内燃機関(図示せず)のクランク室(図示せず)に接続されている。内燃機関は、自動車などの車両に搭載される内燃機関である。排出口2は、PCV(Positive Crankcase Ventilation)バルブ(図示せず)を介して、オイルセパレータ100が搭載される内燃機関の吸気側に接続されている。ブローバイガス通路3には、ブローバイガスG1からオイルミストを捕集して分離する透過型の捕集部材4が設けられている。ブローバイガスG1には、オイルや水分などの液体成分が含まれている。
捕集部材4は、図2に示すように、積層された複数の金網部材4aにより構成されている。捕集部材4は、ブローバイガスG1が金網部材4aの網目を通過するように構成されている。また、捕集部材4は、ブローバイガスG1が金網部材4aの網目を通過する際に、金網部材4aの枠部分にブローバイガスG1に含まれる液体成分を付着させるように構成されている。図1に示すように、捕集部材4では、上流側の透過面4bからブローバイガスG1が入り、下流側の透過面4cからブローバイガスG1が出ていく。捕集部材4は、透過面4bおよび4cがブローバイガスG1の流れ方向と直交する方向(第1実施形態では、上下方向(Z方向))に沿う向きになるように配置されている。
ブローバイガス通路3には、捕集部材4の上流側および下流側にそれぞれオイル排出部3aおよび3bが設けられている。オイル排出部3aおよび3bは、共に、ブローバイガスG1から分離された液体成分を、ブローバイガス通路3から内燃機関のオイルパン(図示せず)に排出するように構成されている。上流側のオイル排出部3aは、捕集部材4の上流側のブローバイガス通路3において自重によりブローバイガスG1から分離した液体成分、および、捕集部材4により捕集されることによりブローバイガスG1から分離した液体成分を排出するように構成されている。下流側のオイル排出部3bは、捕集部材4の下流側のブローバイガス通路3において自重によりブローバイガスG1から分離した液体成分、および、捕集部材4により捕集されることによりブローバイガスG1から分離した液体成分を排出するように構成されている。
また、ブローバイガス通路3には、捕集部材4の上流側および下流側にそれぞれオイル分離部3cおよび3dが設けられている。オイル分離部3cおよび3dは、共に、ラビリンス構造を有し、ブローバイガスG1から液体成分(主にオイル)を分離するように構成されている。上流側のオイル分離部3cにより分離された液体成分は、上流側のオイル排出部3aまたは導入口1から排出される。また、下流側のオイル分離部3dにより分離された液体成分は、下流側のオイル排出部3bから排出される。
ここで、第1実施形態では、オイルセパレータ100は、捕集部材4の上流側に設けられ、捕集部材4の目詰まりを防止するように、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かって目詰まり防止用のガスG2を噴射するガス噴射部5を備えている。ガス噴射部5は、噴射ガス通路6を介して、ガスG2の供給源である噴射ガス供給源7に接続されている。噴射ガス通路6には、噴射ガス通路6を開閉することにより、ガス噴射部5によるガスG2の噴射を制御する噴射ガス制御弁8が設けられている。
ガス噴射部5は、噴射ガス通路6のブローバイガス通路3側の端部に接続するように設けられたノズルである。ガス噴射部5は、噴射ガス通路6の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する噴射口5aを有している。噴射口5aは、捕集部材4の上流側の透過面4bの近傍であって、捕集部材4の上流側の透過面4bと離れた位置に配置されている。また、噴射口5aは、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かって開口している。具体的には、噴射口5aは、捕集部材4の上流側の透過面4bの外縁部4dの上部に向かって開口している。これにより、ガス噴射部5は、噴射口5aから捕集部材4の上流側の透過面4bの外縁部4dの上部に向かって直接的にガスG2を噴射するように構成されている。
また、ガス噴射部5は、上流側の上方向(Z2方向)から下流側の斜め下方向に向かって延びるように形成されており、噴射口5aは、斜め下方向に向かって開口している。これにより、捕集部材4の上流側の透過面4bに斜め下方向の向きでガスG2が入射するように、ガス噴射部5の噴射口5aからガスG2が噴射される。
また、第1実施形態では、ガス噴射部5は、ブローバイガスG1の流れを阻害しない位置に配置されている。具体的には、ガス噴射部5は、ブローバイガスG1の流れを阻害しないように、捕集部材4の上流側の透過面4bの外縁部4dの近傍位置よりも外側(Z2方向側)に配置されている。また、ガス噴射部5は、ブローバイガスG1の流路を形成するブローバイガス通路3の通路形成壁部3eに一体的に設けられている。具体的には、ガス噴射部5は、通路形成壁部3eの内部に、貫通孔として一体的に設けられている。通路形成壁部3eに一体的に設けられたガス噴射部5は、ブローバイガスG1の流路内に飛び出していない。また、通路形成壁部3eは、ブローバイガスG1の流路が捕集部材4に向かって徐々に先細るように形成された傾斜部分31を有している。傾斜部分31は、捕集部材4の上流側の傾斜部分31aと、捕集部材4の下流側の傾斜部分31bとを含んでいる。ガス噴射部5は、通路形成壁部3eの上流側の傾斜部分31aに一体的に設けられている。
また、第1実施形態では、噴射ガス供給源7は、内燃機関が吸い込む空気を圧縮する過給機7aである。したがって、ガス噴射部5により噴射されるガスG2は、大気圧以上の圧力を有する過給機7aから供給される圧縮空気である。過給機7aは、図3に示すように、タービン71と、コンプレッサ72と、連結部73とを含む、ターボチャージャである。タービン71は、内燃機関から排出される排気ガスにより回転するように構成されている。コンプレッサ72は、タービン71の回転により回転して空気を圧縮するように構成されている。この際、コンプレッサ72から排出された空気は、圧縮されることにより、昇温されている。連結部73は、タービン71の回転によりコンプレッサ72が回転するように、タービン71とコンプレッサ72とを連結するように構成されている。
また、第1実施形態では、噴射ガス制御弁8は、内燃機関が吸い込む空気の量を制御するスロットルバルブ74が閉弁した場合に、コンプレッサ72とスロットルバルブ74とに生じる圧力を解放するためのブローオフバルブ8aである。したがって、ガス噴射部5は、ブローオフバルブ8aが閉弁している場合には、ガスG2を噴射しないとともに、ブローオフバルブ8aが開弁する場合に、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かってガスG2を噴射するように構成されている。この結果、ガス噴射部5は、ブローバイガスG1がブローバイガス通路3を流通している際に、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かってガスG2を噴射するように構成されている。
(捕集部材の目詰まり防止動作)
次に、図1および図3を参照して、第1実施形態によるオイルセパレータ100の捕集部材4の目詰まり防止動作を説明する。
次に、図1および図3を参照して、第1実施形態によるオイルセパレータ100の捕集部材4の目詰まり防止動作を説明する。
図3に示すように、スロットルバルブ74が閉弁すると、コンプレッサ72とスロットルバルブ74とに大きい圧力が生じる。この結果、コンプレッサ72とスロットルバルブ74とに生じた圧力を解放するように、噴射ガス制御弁8(ブローオフバルブ8a)が開弁する。これにより、図1に示すように、噴射ガス通路6が開くとともに、噴射ガス供給源7(過給機7a)からガスG2としての圧縮空気が供給される。この結果、ガス噴射部5の噴射口5aから捕集部材4の上流側の透過面4bの外縁部4dの上部に向かって、圧縮空気としてのガスG2が噴射される。これにより、捕集部材4に溜まった液体成分は、捕集部材4の金網部材4aの網目から捕集部材4の下流側に吹き飛ばされるか、または、捕集部材4の金網部材4aの枠部分を伝って下方に移動される。
液体成分が捕集部材4の下流側に吹き飛ばされる場合には、吹き飛ばされた液体成分は、ミスト状の液体成分(1μm程度)よりも粒径が大きい液状の液体成分(100μm以上)であるため、ブローバイガスG1により再飛散されることなく、自重により落下して、下流側のオイル排出部3bから排出される。あるいは、ブローバイガスG1により再飛散されたとしても、再飛散された液体成分は、下流側のオイル分離部3dによりブローバイガスG1から分離されて、下流側のオイル排出部3bから排出される。また、液体成分が金網部材4aの枠部分を伝って下方に移動される場合には、下方に移動された液体成分は、捕集部材4の下部から押し出されるようにして捕集部材4の外側に排出される。その後、ブローバイガス通路3の底部側の通路形成壁部3eを伝って、オイル排出部3aまたは3bから排出される。
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1実施形態では、上記のように、捕集部材4の上流側に、捕集部材4の目詰まりを防止するように、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かってガスG2を噴射するガス噴射部5を設ける。これにより、捕集部材4の透過面4bに向かって目詰まり防止用のガスG2が噴射されるので、捕集部材4の側端面に向かって目詰まり防止用のガスG2が噴射される場合に比べて、より広い範囲に目詰まり防止用のガスG2を当てることができる。その結果、目詰まり防止用のガスG2により、捕集部材4に溜まったオイルや水などの液体成分を捕集部材4からより効果的に排出することができるので、捕集部材4が目詰まりすることをより効果的に防止することができる。また、ガス噴射部5により捕集部材4の上流側の透過面4bに向かって目詰まり防止用のガスG2が噴射される場合には、ブローバイガスG1の流通中に目詰まり防止用のガスG2を噴射することにより、捕集部材4の上流側から下流側に流れるブローバイガスG1により、目詰まり防止用のガスG2を捕集部材4に導くことができる。その結果、目詰まり防止用のガスG2をより確実に捕集部材4に当てることができるので、捕集部材4が目詰まりすることをより一層効果的に防止することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガスG2は、大気圧以上の圧力を有する。これにより、大気圧未満の圧力を有する捕集部材4を透過するブローバイガスG1よりも大きい圧力を有する目詰まり防止用のガスG2を捕集部材4に当てることができるので、捕集部材4に溜まった液体成分を捕集部材4からより一層効果的に排出することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガスG2は、過給機7aから供給される圧縮空気である。これにより、目詰まり防止用のガスG2として、大気圧よりも十分に大きい圧力を有する圧縮空気を捕集部材4に当てることができるので、捕集部材4に溜まった液体成分を捕集部材4からさらに効果的に排出することができる。また、過給機7aから供給される圧縮空気を目詰まり防止用のガスG2として利用することにより、専用の圧縮機を別途設ける必要が無い。また、外気温度が低い(0℃以下)場合には、オイルセパレータ100が搭載される内燃機関の始動時に、捕集部材4に溜まった水が凍結して捕集部材4が目詰まりしている場合がある。この場合、通常外気温度よりも高温である過給機7aから供給される圧縮空気を捕集部材4に噴射すれば、凍結した水が溶けることを促進することができる。その結果、捕集部材4に溜まった水が凍結して捕集部材4が目詰まりしている場合に、凍結による目詰まりを効果的に解消することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガス噴射部5は、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かって開口する噴射口5aを有する。そして、ガス噴射部5を、噴射口5aから捕集部材4の上流側の透過面4bに向かって直接的にガスG2を噴射するように構成する。これにより、捕集部材4の透過面4bに目詰まり防止用のガスG2を勢いよく当てることができるので、捕集部材4に溜まった液体成分を捕集部材4から容易に排出することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガス噴射部5の噴射口5aを、捕集部材4の上流側の透過面4bの外縁部4dに向かって開口させる。ここで、ブローバイガスG1は、捕集部材4の透過面4bの中心部から透過面4bの外縁部4dに向かって徐々に流速が遅くなる流速分布を有して捕集部材4を透過すると考えられる。このため、ブローバイガスG1の流速が遅い外縁部4dでは、ブローバイガスG1の流速が速い中心部に比べて、オイルや水などの液体成分が溜まりやすいと考えられる。そこで、上記のように構成することにより、液体成分が比較的多く溜まっている捕集部材4の透過面4bの外縁部4dに目詰まり防止用のガスG2を直接的に当てることができるので、捕集部材4に溜まった液体成分を捕集部材4からより効果的に排出することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガス噴射部5を、ブローバイガスG1の流れを阻害しない位置に配置する。これにより、捕集部材4の目詰まりを防止するためにガス噴射部5を設ける場合にも、ブローバイガス通路3においてブローバイガスG1を円滑に流通させることができる。また、ブローバイガスG1の流れが阻害されることに起因して、流れが偏った状態でブローバイガスG1が捕集部材4を透過することを抑制することができる。その結果、捕集部材4のオイル分離性能が低下することを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガス噴射部5を、ブローバイガスG1の流れを阻害しないように、捕集部材4の透過面4bの外縁部4dの近傍位置よりも外側に配置する。これにより、ブローバイガスG1の流れが阻害されることにより、流れが偏った状態でブローバイガスG1が捕集部材4を透過することをより確実に抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ブローバイガス通路3は、ブローバイガスG1の流路を形成する通路形成壁部3eを有する。そして、ガス噴射部5を、通路形成壁部3eに一体的に設ける。これにより、ガス噴射部5によりブローバイガスG1の流れを阻害することなく通路形成壁部3eの内側面に沿ってブローバイガスG1を流すことができる。その結果、ガス噴射部5によりブローバイガスG1の流れが阻害されることを確実に抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ブローバイガス通路3の通路形成壁部3eは、ブローバイガスG1の流路が捕集部材4に向かって徐々に先細るように形成された傾斜部分31を有する。そして、ガス噴射部5を、通路形成壁部3eの傾斜部分31に一体的に設ける。これにより、ガス噴射部5が通路形成壁部3eと一体的に設けられている構成において、ガス噴射部5を捕集部材4により近い位置に配置することができる。その結果、ガス噴射部5から噴射される目詰まり防止用のガスG2を勢いよく捕集部材4に当てることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、捕集部材4を、透過面4bが上下方向に沿う向きになるように配置する。そして、ガス噴射部5を、上流側の上方向から下流側の斜め下方向に向かって延びるとともに、捕集部材4の上流側の透過面4bに向かってガスG2を噴射するように構成する。これにより、目詰まり防止用のガスG2が、重力により液体成分が移動しやすい下方向に向かって噴射されるので、捕集部材4に溜まった液体成分を捕集部材4から効果的に排出することができる。
[第2実施形態]
次に、図2および図4を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、捕集部材の上流側からガスを噴射した上記第1実施形態と異なり、捕集部材の下流側からガスを噴射する例について説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
次に、図2および図4を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、捕集部材の上流側からガスを噴射した上記第1実施形態と異なり、捕集部材の下流側からガスを噴射する例について説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
(オイルセパレータの構成)
本発明の第2実施形態によるオイルセパレータ200は、図4に示すように、ガス噴射部105を備える点で、上記第1実施形態のオイルセパレータ100と相違する。
本発明の第2実施形態によるオイルセパレータ200は、図4に示すように、ガス噴射部105を備える点で、上記第1実施形態のオイルセパレータ100と相違する。
第2実施形態では、ガス噴射部105は、捕集部材4の下流側に設けられ、捕集部材4の目詰まりを防止するように、捕集部材4の下流側の透過面4cに向かって目詰まり防止用のガスG2を噴射するように構成されている。ガス噴射部105は、噴射ガス通路106を介して、ガスG2の供給源である噴射ガス供給源7(過給機7a)に接続されている。噴射ガス通路106には、噴射ガス通路106を開閉することにより、ガス噴射部105によるガスG2の噴射を制御する噴射ガス制御弁8(ブローオフバルブ8a)が設けられている。
ガス噴射部105は、噴射ガス通路106のブローバイガス通路3側の端部に接続するように設けられたノズルである。ガス噴射部105は、噴射ガス通路106の流路断面積よりも小さい流路断面積を有する噴射口105aを有している。噴射口105aは、捕集部材4の下流側の透過面4cの近傍であって、捕集部材4の下流側の透過面4cと離れた位置に配置されている。また、噴射口105aは、捕集部材4の下流側の透過面4cに向かって開口している。具体的には、噴射口105aは、捕集部材4の下流側の透過面4cの外縁部4eの上部に向かって開口している。これにより、ガス噴射部105は、噴射口105aから捕集部材4の下流側の透過面4cの外縁部4eの上部に向かって直接的にガスG2を噴射するように構成されている。
また、ガス噴射部105は、下流側の上方向(Z2方向)から上流側の斜め下方向に向かって延びるように形成されており、噴射口105aは、斜め下方向に向かって開口している。これにより、捕集部材4の下流側の透過面4cに斜め下方向の向きでガスG2が入射するように、ガス噴射部105の噴射口105aからガスG2が噴射される。
また、ガス噴射部105は、ブローバイガスG1の流れを阻害しない位置に配置されている。具体的には、ガス噴射部105は、ブローバイガスG1の流れを阻害しないように、捕集部材4の下流側の透過面4cの外縁部4eの近傍位置よりも外側(Z2方向側)に配置されている。また、ガス噴射部105は、ブローバイガス通路3の通路形成壁部3eに一体的に設けられている。具体的には、ガス噴射部105は、通路形成壁部3eの内部に、貫通孔として一体的に設けられている。通路形成壁部3eに一体的に設けられたガス噴射部105は、ブローバイガスG1の流路内に飛び出していない。より具体的には、ガス噴射部105は、通路形成壁部3eの下流側の傾斜部分31bに一体的に設けられている。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
(捕集部材の目詰まり防止動作)
次に、図2および図4を参照して、第2実施形態によるオイルセパレータ200の捕集部材4の目詰まり防止動作を説明する。ここでは、第1実施形態による捕集部材4の目詰まり防止動作と相違する点を説明し、重複する点はその説明を省略する。
次に、図2および図4を参照して、第2実施形態によるオイルセパレータ200の捕集部材4の目詰まり防止動作を説明する。ここでは、第1実施形態による捕集部材4の目詰まり防止動作と相違する点を説明し、重複する点はその説明を省略する。
図4に示すように、噴射ガス制御弁8(ブローオフバルブ8a)が開弁すると、噴射ガス通路106が開くとともに、噴射ガス供給源7(過給機7a)からガスG2としての圧縮空気が供給される。この結果、ガス噴射部105の噴射口105aから捕集部材4の下流側の透過面4cの外縁部4eの上部に向かって、圧縮空気としてのガスG2が噴射される。これにより、捕集部材4に溜まった液体成分は、捕集部材4の金網部材4a(図2参照)の網目から捕集部材4の上流側に吹き飛ばされるか、または、捕集部材4の金網部材4aの枠部分を伝って下方に移動される。
液体成分が捕集部材4の上流側に吹き飛ばされる場合には、吹き飛ばされた液体成分は、ミスト状の液体成分(1μm程度)よりも粒径が大きい液状の液体成分(100μm以上)であるため、ブローバイガスG1により再飛散されることなく、自重により落下して、上流側のオイル排出部3aから排出される。あるいは、ブローバイガスG1により再飛散されたとしても、再飛散された液体成分は、再飛散された液体成分を含むブローバイガスG1が捕集部材4を透過することにより、捕集部材4により捕集される。また、液体成分が金網部材4aの枠部分を伝って下方に移動される場合には、下方に移動された液体成分は、捕集部材4の下部から押し出されるようにして捕集部材4の外側に排出される。その後、ブローバイガス通路3の底部側の通路形成壁部3eを伝って、オイル排出部3aまたは3bから排出される。
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第2実施形態では、上記のように、捕集部材4の下流側に、捕集部材4の目詰まりを防止するように、捕集部材4の下流側の透過面4cに向かってガスを噴射するガス噴射部105を設ける。これにより、第1実施形態と同様に、捕集部材4が目詰まりすることをより効果的に防止することができる。また、ガス噴射部105により捕集部材4の下流側の透過面4cに向かって目詰まり防止用のガスG2が噴射される場合には、捕集部材4に溜まった液体成分を捕集部材4から捕集部材4の上流側に排出することができる。その結果、捕集部材4の上流側に排出された液体成分がブローバイガスG1により再飛散したとしても、再飛散した液体成分を含むブローバイガスG1を捕集部材4を透過させることができるので、再飛散した液体成分がブローバイガスG1の排出口2から持ち出されることを抑制することができる。
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、噴射ガス供給源として、過給機を用いるとともに、目詰まり防止用のガスとして、圧縮空気を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、噴射ガス供給源として過給機以外を用いてもよいし、目詰まり防止用のガスとして、圧縮空気以外を用いてもよい。たとえば、噴射ガス供給源として、内燃機関の排気装置を用い、目詰まり防止用のガスとして、内燃機関の排気ガスを用いてもよい。また、噴射ガス供給源として、専用のガス圧縮装置を用い、目詰まり防止用のガスとして、ガス圧縮装置により圧縮された圧縮ガスを用いてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、噴射ガス制御弁として、ブローオフバルブを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、噴射ガス制御弁として、電磁弁を用いてもよい。第1変形例では、図5に示すように、噴射ガス制御弁208は、ECU(Engine Control Unit)としての制御部209により制御される電磁弁208aである。電磁弁208aを用いることにより、任意のタイミングでガスG2を捕集部材4に向かって噴射することが可能である。
また、第1変形例では、ブローバイガス通路3には、捕集部材4の上流側および下流側にそれぞれ圧力センサ210aおよび210bが設けられている。上流側の圧力センサ210aは、捕集部材4の上流側のブローバイガス通路3の圧力を検出するように構成されている。下流側の圧力センサ210bは、捕集部材4の下流側のブローバイガス通路3の圧力を検出するように構成されている。制御部209は、上流側の圧力センサ210aの検出結果および下流側の圧力センサ210bの検出結果に基づいて、捕集部材4の上流側のブローバイガス通路3の圧力と捕集部材4の下流側のブローバイガス通路3の圧力との圧力差を取得するように構成されている。また、制御部209は、取得された圧力差が、捕集部材4に付着物が付着していない場合に捕集部材4が有する圧力差よりも大きい所定の圧力差以上の場合に、電磁弁208aを開弁する制御を行うように構成されている。これにより、圧力差が、捕集部材4に付着物が付着していない場合に捕集部材4が有する圧力差よりも大きい所定の圧力差以上の場合に、ガス噴射部5によりガスG2を噴射させることができる。つまり、捕集部材4の目詰まりが生じ始めたタイミングで目詰まり防止用のガスG2を噴射することができるので、捕集部材4の目詰まりをより効果的に防止することができる。なお、電磁弁208aを用いる場合には、これに限られず、定期的に電磁弁208aを開弁して、目詰まり防止用のガスG2を噴射するようにしてもよい。なお、図5では、図示の都合上、ガスG2を捕集部材4の上流側から噴射する第1実施形態の構成を例示しているが、第1変形例の構成は、ガスG2を捕集部材4の下流側から噴射する第2実施形態の構成にも適用可能である。
また、上記第1および第2実施形態では、ガス噴射部が、捕集部材の透過面の外縁部の上部に向かってガスを噴射する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ガス噴射部が、捕集部材の透過面の上部以外の外縁部に向かってガスを噴射してもよい。この場合、ガス噴射部が、捕集部材の透過面の外縁部の下部に向かってガスを噴射することが好ましい。捕集部材が透過面が上下方向に沿う向きになるように配置されている場合には、重力により捕集部材の下部に液体成分が溜まりやすい。したがって、捕集部材の透過面の外縁部の下部に向かってガスを噴射することにより、捕集部材に溜まった液体成分を捕集部材から効果的に排出することができる。また、本発明では、ガス噴射部が、捕集部材の透過面の外縁部以外に向かってガスを噴射してもよい。たとえば、ガス噴射部が、捕集部材の透過面の中心部に向かってガスを噴射してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、ガス噴射部が、捕集部材の透過面の外縁部の近傍位置よりも外側に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ブローバイガスの流れを極端に阻害しなければ、ガス噴射部が、捕集部材の外縁部の近傍位置よりも内側に配置されていてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、ガス噴射部が、ブローバイガス通路の通路形成壁部に一体的に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ガス噴射部が、ブローバイガス通路の通路形成壁部と別個に設けられてもよい。第2変形例では、図6に示すように、ガス噴射部305は、ブローバイガス通路303の通路形成壁部303eとは別個に設けられたノズルである。また、ガス噴射部305は、噴射ガス通路306のブローバイガス通路303側の端部に取り付けられている。なお、図6では、図示の都合上、ガスG2を捕集部材4の上流側から噴射する第1実施形態の構成を例示しているが、第2変形例の構成は、ガスG2を捕集部材4の下流側から噴射する第2実施形態の構成にも適用可能である。
また、上記第1および第2実施形態では、捕集部材が透過面が上下方向に沿う向きになるように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、透過面が水平方向に沿う向きになるように捕集部材が配置されていてもよい。この場合にも、本発明を適用可能である。
1 導入口
2 排出口
3、303 ブローバイガス通路
3e、303e 通路形成壁部
4 捕集部材
4b、4c透過面
4d、4e 外縁部
5、105、305 ガス噴射部
5a、105a 噴射口
7a 過給機
31 傾斜部分
100、200 オイルセパレータ
G1 ブローバイガス
G2 ガス
2 排出口
3、303 ブローバイガス通路
3e、303e 通路形成壁部
4 捕集部材
4b、4c透過面
4d、4e 外縁部
5、105、305 ガス噴射部
5a、105a 噴射口
7a 過給機
31 傾斜部分
100、200 オイルセパレータ
G1 ブローバイガス
G2 ガス
Claims (8)
- ブローバイガスが導入される導入口と、
前記ブローバイガスが排出される排出口と、
前記導入口と前記排出口とを接続するブローバイガス通路と、
前記ブローバイガス通路に設けられ、前記ブローバイガスからオイルミストを分離する透過型の捕集部材と、
前記捕集部材の上流側または下流側に設けられ、前記捕集部材の目詰まりを防止するように、前記捕集部材の上流側の透過面または前記捕集部材の下流側の透過面に向かってガスを噴射するガス噴射部と、を備える、オイルセパレータ。 - 前記ガスは、大気圧以上の圧力を有する、請求項1に記載のオイルセパレータ。
- 前記ガスは、過給機から供給される圧縮空気である、請求項2に記載のオイルセパレータ。
- 前記ガス噴射部は、前記捕集部材の上流側の透過面または前記捕集部材の下流側の透過面に向かって開口する噴射口を有し、前記噴射口から前記捕集部材の上流側の透過面または前記捕集部材の下流側の透過面に向かって直接的に前記ガスを噴射するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のオイルセパレータ。
- 前記ガス噴射部の前記噴射口は、前記捕集部材の上流側の透過面の外縁部または前記捕集部材の下流側の透過面の外縁部に向かって開口している、請求項4に記載のオイルセパレータ。
- 前記ガス噴射部は、前記ブローバイガスの流れを阻害しない位置に配置されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のオイルセパレータ。
- 前記ガス噴射部は、前記ブローバイガスの流れを阻害しないように、前記捕集部材の透過面の外縁部の近傍位置よりも外側に配置されている、請求項6に記載のオイルセパレータ。
- 前記ブローバイガス通路は、前記ブローバイガスの流路を形成する通路形成壁部を有し、
前記ガス噴射部は、前記通路形成壁部に一体的に設けられている、請求項7に記載のオイルセパレータ。
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-
2016
- 2016-11-04 JP JP2016216347A patent/JP2018071525A/ja active Pending
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