JP5508650B1

JP5508650B1 - オイルセパレータ

Info

Publication number: JP5508650B1
Application number: JP2012282079A
Authority: JP
Inventors: 伸司山▲崎▼; 玄哉竹田
Original assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Current assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: WO2014103443A1; JP2014125929A

Abstract

【課題】コンパクトでレイアウト上の自由度が高く、しかも高いオイル分離性能が得られる遠心力式のオイルセパレータを提供すること。
【解決手段】セパレータ室１２を画成し、該セパレータ室の一端にオイル含有ガスを導入するガス導入孔１４を形成した横置きの円筒状ケーシング１１と、前記円筒状ケーシングの軸心に配置され、オイルを分離したガスを前記セパレータ室の外部へ排出する通路を画成したパイプ１５ｂと、螺旋状に形成され、外周部を前記セパレータ室の内面に当接させるようにして内周部を前記パイプの外周に嵌装させて前記セパレータ室内に螺旋状の通路を画成する螺旋状フィン１７とを備えたオイルセパレータとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、オイルセパレータに関するもので、特に、エンジンのブローバイガス還元装置に適したコンパクトな遠心力式のオイルセパレータに関するものである。

例えば、自動車のエンジンでは、ブローバイガス還元装置が設置され、ブローバイガス還流系にオイルセパレータが設置されている。そして、オイルセパレータとしては、ブローバイガスを旋回させ、遠心力によってブローバイガスをセパレータ室の周壁に接触させ、それによってガスに含有させているオイルを分離させる遠心力式のオイルセパレータがある（例えば、特許文献１）。

ところで、このような遠心力式のオイルセパレータでは、旋回流を形成する筒状ケーシングが縦置き（軸心を垂直方向に立てた状態）で設置されているため、縦方向に広い設置スペースを必要とし、レイアウト上の制約から設置できない場合が存在した。また、ブローバイガスの流量が少ないときには、オイル分離に必要な遠心力が発生しないため、オイル分離性能が低下してしまうと言う問題点もあった。

一方、オイルの分離効率を高めること等を目的として、セパレータ室内を流れるブローバイガスの流速を一定に維持させるため、噴出孔の開口量を変更する調節機構を設置した邪魔板式のオイルセパレータがある（例えば、特許文献２）。

この特許文献２に開示された邪魔板式のオイルセパレータでは、隔壁（邪魔板）に複数の噴出孔を設け、上流側と下流側との間の圧力差が小さい状態においては、少なくとも一つの噴出孔が開放され、圧力差が大きくなったときには、他の噴出孔が順次開放されるようにし、セパレータ室内のガスの流速を一定にして、オイルの分離効率を向上させるとともに、ブローバイガスの流量が多いときにも、圧力損失を低く抑えたものである。
ている。

しかしながら、上記特許文献２に開示されたオイルセパレータでは、開口量の調節機構として、複数の噴出孔を形成した邪魔板に沿って開閉部材（ブロック）を摺接するとともに、該開閉部材をスプリングによって噴出孔を閉塞する方向に付勢してガス流量調節機構を構成しており、その構造が複雑であるばかりでなく、噴出孔の数、すなわち、開放された噴出孔の数によって流速を制御するものであるため、制御がデジタル的であり、スムースに流速を制御し得るものではなかった。

特開平１１−４２４４４号公報特開２０１１−１６３２２６号公報

本発明は、上述した背景技術が有する種々の事情に鑑みて成されたものであって、コンパクトでレイアウト上の自由度が高く、しかも高いオイル分離性能が得られる遠心力式のオイルセパレータを提供することを目的とする。また、本発明は、構造が単純であるとともに、ガスの流量が多いときにも、スムースに流速を制御して圧力損失を低く維持することのできる遠心力式のオイルセパレータを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、請求項１のオイルセパレータは、セパレータ室を画成し、該セパレータ室の一端にオイル含有ガスを導入するガス導入孔を形成した横置きの円筒状ケーシングと、前記円筒状ケーシングの軸心に配置され、オイルを分離したガスを前記セパレータ室の外部へ排出する通路を画成したパイプと、螺旋状に形成され、外周部を前記セパレータ室の内面に当接させるようにして内周部を前記パイプの外周に嵌装させて前記セパレータ室内に螺旋状の通路を画成する螺旋状フィンとを備え、オイル混合ガスを前記ガス導入孔から導入させ、前記螺旋状通路を通過させることによって旋回流を発生させ、その遠心力によってオイル混合ガスからオイルを分離し、オイルを分離したガスを前記パイプの先端から該パイプの通路を経て前記セパレータ室の外部へ排出させるようにしたオイルセパレータであって、前記螺旋状フィンを弾性材料によって形成し、該螺旋状フィンの一端を前記ガス導入孔の近傍に固設し、他部を前記パイプの軸心方向に伸縮自在に配設して前記セパレータ室内に螺旋状通路を画成し、該螺旋状通路を通過するガスの流量の増減による圧力変化を利用して前記螺旋状フィンを伸縮させて螺旋状通路の断面積を変化させ、前記螺旋状通路を流れるガスの流速を制御するようにしたことを特徴とする。

また、請求項２のオイルセパレータは、前記請求項１に記載の発明において、前記横置きの円筒状ケーシングの内底面に、前記螺旋状フィンとほぼ平行にオイル排出溝を形成したことを特徴とする。

さらに、請求項３のオイルセパレータは、前記請求項２に記載の発明において、前記オイル排出溝の端部を、前記ガス導入孔に連通させたことを特徴とする。

また、請求項４のオイルセパレータは、前記請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記パイプに、弁体を前記パイプの軸心に合致させ、ガスの排出方向に対して対抗するように付勢して逆止弁を介在させたことを特徴とする。

また、請求項５のオイルセパレータは、前記請求項４に記載の発明において、前記横置きの円筒状ケーシングをシリンダヘッドカバーの天井部に設置し、前記ガス導入孔を前記シリンダヘッドカバー内に開口させるとともに、前記パイプの他端を吸気管に接続させたことを特徴とする。

上記した請求項１の本発明にかかるオイルセパレータでは、横置きの円筒状ケーシング内に螺旋状フィンによって螺旋状通路を画成し、導入させたオイル混合ガスに強制的に旋回流を発生させる構成のものであるので、縦置きの従来の遠心力式のオイルセパレータに比して、コンパクトでレイアウト上の自由度が高いものとなるとともに、ガス流量が少ないときでも、高いオイル分離性能が得られるものとなる。
また、上記した請求項１の本発明にかかるオイルセパレータでは、ガスの流速制御機構が、螺旋状フィンを弾性材料によって形成するとともに、伸縮自在にパイプに嵌装させることによって構成されているので、構造が極めて単純であるとともに、オイルの分離性能が高く、しかもガスの流量が多いときにも、スムースに流速を制御して圧力損失を低く維持することのできるものとなる。

また、上記した請求項２の本発明にかかるオイルセパレータによれば、分離されたオイルは、横置きの円筒状ケーシングの内底面に形成された溝に落下捕集され、その溝を介して排出されるので、分離されたオイルの再飛散が防止される。

また、上記した請求項３の本発明にかかるオイルセパレータによれば、分離されたオイルの排出口が、ガス導入孔を共用しているので、構造が単純なものとなる。

また、上記した請求項４の本発明にかかるオイルセパレータによれば、逆止弁を一体的に組み込んでいるので、ガス排出側の圧力に対してセパレータ室側の圧力が負圧になっても、ガスが逆流する虞はない。

また、上記した請求項５の本発明にかかるオイルセパレータによれば、コンパクトな、エンジンのブローバイガス還元装置を構成することができる。

本発明に係るオイルセパレータの一実施形態を概念的に示した分解斜視図である。図１におけるＡ−Ａ線に沿う部分の拡大断面図である。図１に示した本実施形態のオイルセパレータの縦断面図で、螺旋状フィンが縮んでいる状態を示している。図１に示した本実施形態のオイルセパレータの逆止弁部を拡大して示したもので、逆止弁の閉成状態を示した部分拡大断面図である。図１に示した本実施形態のオイルセパレータの逆止弁部を拡大して示したもので、逆止弁の開成状態を示した部分拡大断面図である。図１に示した本実施形態のオイルセパレータの縦断面図で、螺旋状フィンが伸びている状態を示している。

以下、本発明に係るオイルセパレータを、図面に示した実施形態に基づいて、詳細に説明する。

本実施形態のオイルセパレータ１０は、図１に示すように、合成樹脂製のシリンダヘッドカバー１の天井部に、一体的に設置されている。シリンダヘッドカバー１には、一方が開口した円筒状のケーシング１１が横置き、すなわち軸心を水平方向に向けて形成されている。この円筒状ケーシング１１は、セパレータ室１２を画成するもので、その内底面のほぼ全長に亘って、図２に示すように、オイル排出溝１３が形成されている。また、このオイル排出溝１３の端部には、図３に示すように、シリンダヘッドカバー１の内部に開口するブローバイガス導入孔１４が形成されており、オイル排出溝１３は、このブローバイガス導入孔１４に連通されている。

また、横置きの円筒状ケーシング１１には、図３に示すように、軸心部に弁室１５ａを有し、一方に該弁室１５ａに連通するパイプ１５ｂが延設され、他方にホース２を装着する接続部１５ｃを有するハウジング１５が挿嵌されている。このハウジング１５の外周面には、周方向に溝１５ｄが形成され、該溝１５ｄにＯリング１６が装着され、ハウジング１５と円筒状ケーシング１１との間のシールが図られている。

また、上記パイプ１５ｂには、螺旋状フィン１７が嵌装されている。この螺旋状フィン１７は、その一端はパイプ１５ｂの基端、すなわちブローバイガス導入孔１４の近傍に固結され、他部はパイプ１５ｂに沿って伸縮自在に嵌装されている。また、この螺旋状フィン１７は、合成樹脂，金属等によって作成され、軸方向に弾性を有し、フィン壁１７ａ，１７ａ間が適宜な間隔を維持するようにして形成されている。

また、上記ハウジング１５の弁室１５ａには、図４に示すように、弁体１８が配装され、該弁体１８は、スプリング１９によって付勢され、パイプ１５ｂの開口端面の弁座１８ａに当接されて、逆止弁２０が構成されている。

そして、ハウジング１５の接続部１５ｃには、ホース２が接続され、該ホース２を介して、図示しない吸気管の吸気通路等に接続されている。

上記のように構成されたオイルセパレータ１０では、吸気管の負圧、すなわち弁体１８に作用する差圧によって、図５に示すように、弁体１８が開成されると、図３に示すように、ブローバイガス（点線で示す）が、ブローバイガス導入孔１４を経てセパレータ室１２に導入され、螺旋状フィン１７と円筒状ケーシング１１の内壁とによって画成される螺旋状通路１５ｅを経て、螺旋状フィン１７の先端のフィン壁１７ａとパイプ１５ｂの先端とに画成される圧力室１２ａに導入され、さらにハウジング１５のパイプ１５ｂの軸心に形成される通路１５ｆを経て、弁室１５ａに達し、接続部１５ｃの通路１５ｇを経て図示しない吸気管へ導かれる。

その間に、ブローバイガスは螺旋状フィン１７によって旋回され、遠心力によってブローバイガスを円筒状ケーシング１１の内周面に接触させ、それによってガスに含有させているオイルが分離される。そして、分離されたオイルは、オイル排出溝１３に落下し、オイル排出溝１３を通って、ブローバイガス導入孔１４からシリンダヘッドカバー１内に戻される。

ところで、差圧が大きくなり、ブローバイガスの流量が多くなると、螺旋状通路１５ｅ内の圧力が増大する。すると、その圧力に対応して螺旋状フィン１７は、図６に示すように伸張される。螺旋状フィン１７が伸張されると、フィン壁１７ａ，１７ａ間が拡がり、それだけ流路断面積が大きくなる。そのため、それによってブローバイガスの流速は一定に維持され、常に高いオイル分離性能が得られる。また、ブローバイガスの流量が多いときにも、圧力損失を低く維持することができる。

なお、吸気通路側の圧力がセパレータ室１２の圧力よりも高くなると、図４に示すように、逆止弁２０の弁体１８は、スプリング１９の付勢力によって閉成され、ガスの逆流が防止される。

以上、本発明に係るオイルセパレータの実施形態を説明したが、本発明は、既述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形および変更が可能である。例えば、本発明は、エンジンに適用するばかりでなく、他の装置，設備等にも使用できることは勿論である。

１シリンダヘッドカバー
２ホース
１０オイルセパレータ
１１円筒状ケーシング
１２セパレータ室
１２ａ圧力室
１３オイル排出溝
１４ブローバイガス導入孔
１５ハウジング
１５ａ弁室
１５ｂパイプ
１５ｃ接続部
１５ｄ溝
１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ通路
１６Ｏリング
１７螺旋状フィン
１７ａフィン壁
１８弁体
１８ａ弁座
１９スプリング
２０逆止弁

Claims

セパレータ室を画成し、該セパレータ室の一端にオイル含有ガスを導入するガス導入孔を形成した横置きの円筒状ケーシングと、前記円筒状ケーシングの軸心に配置され、オイルを分離したガスを前記セパレータ室の外部へ排出する通路を画成したパイプと、螺旋状に形成され、外周部を前記セパレータ室の内面に当接させるようにして内周部を前記パイプの外周に嵌装させて前記セパレータ室内に螺旋状の通路を画成する螺旋状フィンとを備え、オイル混合ガスを前記ガス導入孔から導入させ、前記螺旋状通路を通過させることによって旋回流を発生させ、その遠心力によってオイル混合ガスからオイルを分離し、オイルを分離したガスを前記パイプの先端から該パイプの通路を経て前記セパレータ室の外部へ排出させるようにしたオイルセパレータであって、前記螺旋状フィンを弾性材料によって形成し、該螺旋状フィンの一端を前記ガス導入孔の近傍に固設し、他部を前記パイプの軸心方向に伸縮自在に配設して前記セパレータ室内に螺旋状通路を画成し、該螺旋状通路を通過するガスの流量の増減による圧力変化を利用して前記螺旋状フィンを伸縮させて螺旋状通路の断面積を変化させ、前記螺旋状通路を流れるガスの流速を制御するようにしたことを特徴とする、オイルセパレータ。
前記横置きの円筒状ケーシングの内底面に、前記螺旋状フィンとほぼ平行にオイル排出溝を形成したことを特徴とする、請求項１に記載のオイルセパレータ。
前記オイル排出溝の端部を、前記ガス導入孔に連通させたことを特徴とする、請求項２に記載のオイルセパレータ。
前記パイプに、弁体を前記パイプの軸心に合致させ、ガスの排出方向に対して対抗するように付勢して逆止弁を介在させたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のオイルセパレータ。
前記横置きの円筒状ケーシングをシリンダヘッドカバーの天井部に設置し、前記ガス導入孔を前記シリンダヘッドカバー内に開口させるとともに、前記パイプの他端を吸気管に接続させたことを特徴とする、請求項４に記載のオイルセパレータ。