JP6336878B2 - Oil separator structure - Google Patents
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Description
本発明は、オイルセパレータ構造に関するものである。 The present invention relates to an oil separator structure.
エンジンの圧縮行程と爆発行程においてピストンリングの間隙よりクランクケースへ漏れ出るブローバイガスは、クランクケース内及び該クランクケースと連通しているシリンダヘッドカバー内に充満してくるため、これらの内部から外部に抜き出す必要があるが、クランクケース内ではクランク軸及びコネクティングロッド等が高速で動いており、クランクケースと連通するシリンダヘッドカバー内においてもロッカアーム及びバルブ等が作動しているため、クランクケースやシリンダヘッドカバーの内部はオイルミストが充満した状態にある。 The blow-by gas that leaks into the crankcase through the gap between the piston rings during the compression stroke and explosion stroke of the engine fills the crankcase and the cylinder head cover that communicates with the crankcase. The crankshaft and connecting rod are moving at high speed in the crankcase, and the rocker arm and valve are operating in the cylinder head cover communicating with the crankcase. The inside is filled with oil mist.
このため、ブローバイガスをそのまま大気放出してしまうと、該ブローバイガスに混合しているオイルミストも外部へ排出されてしまう虞れがあるため、図3に示す如く、ブローバイガス1中のオイルミストを分離回収するための濾網又はラビリンス構造を内蔵したベンチレータ2(CCV:Closed Crankcase Ventilator)を設け、エンジン3のシリンダヘッドカバー4からガス抜出管5を介して抜き出したブローバイガス1を前記ベンチレータ2を通すことによりオイルミストを分離回収してからガス戻し管6を介して吸気管7に戻し、前記ベンチレータ2で回収したオイル8をオイル回収管9を介し図示しないオイルパンへと戻すようにしている。
For this reason, if the blow-by gas is released to the atmosphere as it is, there is a possibility that the oil mist mixed with the blow-by gas may be discharged to the outside. Therefore, as shown in FIG. 3, the oil mist in the blow-by gas 1 A ventilator 2 (CCV: Closed Crankcase Ventilator) with a built-in filter net or labyrinth structure for separating and recovering gas is provided, and the blow-by
尚、図3中における10はエアクリーナ、11はターボチャージャ、11aはコンプレッサ、11bはタービン、12はインタークーラ、13は吸気、14は排気ガスを夫々示している。 In FIG. 3, 10 is an air cleaner, 11 is a turbocharger, 11a is a compressor, 11b is a turbine, 12 is an intercooler, 13 is intake air, and 14 is exhaust gas.
一般的に、前述の如きブローバイガス1をクローズドサーキットで処理するシステムはクローズドブリーザシステムと称されているが、この種のクローズドブリーザシステムに関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1等がある。
Generally, a system for processing the blow-by
しかしながら、斯かる従来のクローズドブリーザシステムにおいては、ブローバイガス1に含まれるオイルミストをベンチレータ2で分離回収しているものの、該ベンチレータ2でオイルミストを完全に取り切ることは困難であり、取り切れなかった微量のオイルミストがブローバイガス1の流れに随伴して吸気管7に入り込み、該吸気管7の壁面に付着してオイルの液滴となってエアクリーナ10まで流下し、該エアクリーナ10から滴下して地面を汚してしまうという問題があった。
However, in such a conventional closed breather system, although the oil mist contained in the blow-by
特にトラック等の運搬車両では、エアクリーナ10がシャシ付けとなることから低い位置にレイアウトされるケースが多く、吸気管7におけるガス戻し管6の接続箇所からエアクリーナ10にかけての部位が下り勾配となり易かったため、車両を停止して荷の積み卸し作業を行っている間に得意先の敷地内を汚してしまうことがあり、エアクリーナ10からのオイルの滴下を防ぐ対策が求められている。
Particularly in a transport vehicle such as a truck, since the
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、エアクリーナからオイルが滴下して地面を汚してしまう問題を防止し得るオイルセパレータ構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an oil separator structure that can prevent a problem that oil drops from an air cleaner and soils the ground.
本発明は、エンジン側から抜き出されてターボチャージャのコンプレッサの入側に導かれるブローバイガスからオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造であって、前記コンプレッサ側に吸気取込口を環状に取り囲むように形成されて吸気の流れの上流側に向かって開放された環状溝と、該環状溝にコンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を導いて前記環状溝内に旋回流を形成せしめる導入口と、前記環状溝の開放側を排出口を残すように塞いで環状チャンバを画成するバッフルプレートとを備え、該バッフルプレートをコンプレッサと吸気管との間に挟み込んで固定し得る別部品により構成すると共に、前記環状チャンバの最低部位に対し前記ブローバイガスを導く流路を連通し、該流路を介し前記環状チャンバ内で遠心分離されたオイルを流下させて回収し得るように構成したことを特徴とするものである。 The present invention is an oil separator structure that separates and collects oil mist from blow-by gas extracted from an engine side and guided to an inlet side of a turbocharger compressor, and surrounds an intake air intake port on the compressor side in an annular shape. And an annular groove that is open toward the upstream side of the flow of intake air, and a part of the intake air at the initial stage of pressurization is guided to the annular groove from the outer periphery of the inlet side of the compressor wheel. An inlet for forming a flow, and a baffle plate for blocking the open side of the annular groove so as to leave a discharge port to define an annular chamber, and the baffle plate is sandwiched between a compressor and an intake pipe and fixed. And a flow path for guiding the blow-by gas to the lowest part of the annular chamber, and the annular chamber via the flow path. In those characterized by being configured so as to recover by flow down centrifuged oil.
而して、このようにすれば、高速で回転するコンプレッサ翼車により加圧された初期段階の吸気が導入口を介し環状チャンバ内に流入して旋回流を形成する一方、エンジン側から抜き出されたブローバイガスが流路を介し環状チャンバに導入されて前記旋回流に巻き込まれて旋回し、ブローバイガス中に含まれるオイルミストが遠心分離されて前記環状チャンバの壁面に付着して集まり、ここでオイルの液滴となって最低部位まで流れ落ち、該最低部位から更にブローバイガスの流路を流下して図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収されることになる。 Thus, in this way, the initial stage intake air pressurized by the compressor impeller rotating at high speed flows into the annular chamber through the inlet and forms a swirling flow, while being extracted from the engine side. The blowby gas is introduced into the annular chamber through the flow path, is swirled in the swirling flow, swirls, and the oil mist contained in the blowby gas is centrifuged and collected on the wall surface of the annular chamber. The oil drops then flow down to the lowest part, and further flow down the blow-by gas flow path from the lowest part to be collected by a ventilator or the like of a closed breather system (not shown).
ここで、コンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気の流れに再循環し、この吸気の再循環により見掛け上の入側圧力を上げて流量特性を改善(過給効率は低下)するようにしたコンプレッサは従来周知であるが、このようなコンプレッサに対し、バッフルプレートを別部品により構成し且つ該バッフルプレートを挟み込んで固定し得るように改造を施して吸気管を前記コンプレッサに連結すれば、それだけでコンプレッサの吸気取込口の外周に環状チャンバを形成することが可能となり、簡便にブローバイガスからオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造を実現することが可能となる。 Here, a part of the intake air at the initial stage of pressurization is extracted from the outer periphery of the inlet end of the compressor wheel and recirculated to the intake air flow immediately before the pressurization on the upstream side. Compressors that improve flow rate characteristics (lowering supercharging efficiency) by increasing the flow rate are well known in the art. However, a baffle plate is configured as a separate part to such a compressor, and the baffle plate is sandwiched and fixed. By simply modifying the intake pipe and connecting the intake pipe to the compressor, an annular chamber can be formed on the outer periphery of the intake intake of the compressor, and oil that easily separates and collects oil mist from blow-by gas. A separator structure can be realized.
しかも、吸気管側にバッフルプレートを一体形成するような改造を施す場合には、吸気管側の構造が著しく複雑化して型費が高騰してしまうことが避けられなくなってしまうが、本発明にあっては、バッフルプレートをコンプレッサと吸気管との間に挟み込んで固定し得る別部品により構成しているので、複雑な構造の型を起こす必要がなくなって型費が低く抑えられることになる。 In addition, when a modification is made such that the baffle plate is integrally formed on the intake pipe side, it is inevitable that the structure on the intake pipe side becomes extremely complicated and the mold cost rises. In this case, since the baffle plate is constituted by a separate part that can be sandwiched and fixed between the compressor and the intake pipe, it is not necessary to generate a mold having a complicated structure, and the mold cost can be kept low.
また、本発明をより具体的に実施するにあたっては、例えば、前記バッフルプレートにおける環状チャンバの最低部位に相当する位置にドレン穴を開口すると共に、前記コンプレッサに連結される吸気管の終端部に前記ドレン穴からオイルを下方向きに落とし込むオイルピットを形成し、該オイルピットに対しブローバイガスを導く流路を下方から上り勾配を維持したまま接続することが好ましい。 Further, in carrying out the present invention more specifically, for example, a drain hole is opened at a position corresponding to the lowest part of the annular chamber in the baffle plate, and the end portion of the intake pipe connected to the compressor is provided with the drain hole. It is preferable to form an oil pit for dropping oil downward from the drain hole, and connect a flow path for guiding blow-by gas to the oil pit from below while maintaining an upward gradient.
このようにすれば、ブローバイガスから分離回収したオイルをドレン穴からオイルピットに落とし込んで吸気の旋回流から確実に離脱させることが可能となり、分離回収したオイルが排出口から吸気の再循環流に随伴されて吸気管内へ漏出してしまう事態が未然に防止される。 In this way, the oil separated and recovered from the blow-by gas can be dropped into the oil pit from the drain hole and reliably removed from the swirling flow of the intake air, and the separated and recovered oil is transferred from the outlet to the recirculation flow of the intake air. A situation that is accompanied and leaks into the intake pipe is prevented in advance.
更に、本発明においては、前記バッフルプレートを構成する別部品が軟質素材により構成されていることが好ましく、このようにすれば、前記バッフルプレートを成形するのに必要な型の強度が低くなって更なる型費の削減を図ることが可能となり、しかも、アンダーカット形状があっても型抜きや設置を容易に行うことが可能となる。 Furthermore, in the present invention, it is preferable that another part constituting the baffle plate is made of a soft material, and in this way, the strength of the mold required to mold the baffle plate is reduced. It is possible to further reduce the mold cost, and even if there is an undercut shape, it is possible to easily perform die cutting and installation.
上記した本発明のオイルセパレータ構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the oil separator structure of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを環状チャンバ内で遠心分離して最低部位からブローバイガスの流路を流下させて回収し、図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収することができるので、エアクリーナからオイルが滴下して地面を汚してしまう問題を防止することができ、しかも、その実施にあたり複雑な構造の型を起こす必要がないことから型費を低く抑えることができて実施コストの高騰を回避することができる。
(I) According to the invention described in
(II)本発明の請求項1に記載の発明によれば、コンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気の流れに再循環し、この吸気の再循環により見掛け上の入側圧力を上げて流量特性を改善するようにした既存のコンプレッサに適用する場合に、バッフルプレートを別部品により構成し且つ該バッフルプレートを挟み込んで固定し得るように改造を施して該吸気管を前記コンプレッサに連結するだけで環状チャンバを簡便に形成することができ、オイルセパレータ構造を実現するのにコンプレッサ側のハウジング構造を変更するといった大掛かりな改造を不要として実施コストの更なる削減を図ることができる。
(II) According to the invention described in
(III)本発明の請求項2に記載の発明によれば、ブローバイガスから分離回収したオイルをドレン穴からオイルピットに落とし込んで吸気の旋回流から確実に離脱させることができるので、分離回収したオイルが排出口から吸気の流れに随伴されて吸気管内へ漏出してしまう事態を未然に防止することができ、より一層確実にエアクリーナからのオイルの滴下を防止することができる。
(III) According to the invention described in
(IV)本発明の請求項3に記載の発明によれば、バッフルプレートを成形するのに必要な型の強度が低くなって更なる型費の削減を図ることができ、しかも、アンダーカット形状があっても型抜きや設置を容易に行うことができる。
(IV) According to the invention described in
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。 1 and 2 show an example of an embodiment for carrying out the present invention, and portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3 represent the same items.
図1に示す如く、本形態例においては、図3の場合と同様に、エンジン3(図3参照)側から抜き出したブローバイガス1をガス戻し管6(流路)を介しターボチャージャ11のコンプレッサ11aの入側に導くようになっているが、コンプレッサ11a側に吸気取込口15を環状に取り囲むように形成されて吸気13の流れの上流側に向かって開放された環状溝16と、該環状溝16にコンプレッサ翼車17の入側端外周から加圧初期の吸気13の一部を導いて前記環状溝16内に旋回流を形成せしめる導入口18と、前記環状溝16の開放側を排出口19を残すように塞いで環状チャンバ20を画成するバッフルプレート21とが備えられている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, as in the case of FIG. 3, the blow-by
ここで、前記バッフルプレート21は、ゴム等の軟質素材を用いた射出成形によって、コンプレッサ11aと吸気管7との間に挟み込んで固定し得る別部品として構成されており、先細りの筒状物の先端側が内側に折り返されたかの如き二重構造(図2参照)を成し、その外側の部分21aがコンプレッサ11aの入側端部外周と吸気管7の終端部内周との間で挟み込まれ、該終端部の外周に装着した締結バンド22により締め付けられて固定されるようになっており、その固定状態において、内側に折り返した部分21bがコンプレッサ11aの吸気取込口15の外縁部に対し排出口19を隔てて突き合わされるようになっている。
Here, the
また、前記環状チャンバ20の最低部位に対しガス戻し管6(ブローバイガスを導く流路)が連通されており、該ガス戻し管6を介し前記環状チャンバ内で遠心分離されたオイル8が流下して回収されるようになっている。
In addition, a gas return pipe 6 (flow path for guiding blow-by gas) communicates with the lowest part of the
より具体的には、前記バッフルプレート21における環状チャンバ20の最低部位に相当する位置にドレン穴23が開口されていると共に、前記コンプレッサ11aに連結される吸気管7の終端部に前記ドレン穴23からオイル8を下方向きに落とし込むオイルピット24が形成されており、該オイルピット24に対しブローバイガス1を導くガス戻し管6が下方から上り勾配を維持したまま接続されるようになっている。
More specifically, a
尚、図1に図示されている例においては、前記吸気管7にオイルピット24を形成しても、前記吸気管7の流路断面積が狭められてしまう事態を招かないようにするため、図1を正面から見て奥側へ前記吸気管7を回り込ませた配置となっており、大半の部分がコンプレッサ11aの奥側に隠れた図示となっている。
In the example shown in FIG. 1, even if the
而して、このようにすれば、高速で回転するコンプレッサ翼車17により加圧された初期段階の吸気13が導入口18を介し環状チャンバ20内に流入して旋回流を形成する一方、エンジン側から抜き出されたブローバイガス1がガス戻し管6を介し環状チャンバ20に導入されて前記旋回流に巻き込まれて旋回し、ブローバイガス1中に含まれるオイルミストが遠心分離されて前記環状チャンバ20の壁面に付着して集まり、ここでオイル8の液滴となって最低部位まで流れ落ち、該最低部位から更にガス戻し管6を流下して図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収されることになる。
Thus, in this way, the
ここで、コンプレッサ翼車17の入側端外周から加圧初期の吸気13の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気13の流れに再循環するための環状溝16と導入口18とを予め備え、この吸気13の再循環により見掛け上の入側圧力を上げて流量特性を改善(過給効率は低下)するようにしたコンプレッサ11aは従来周知であるが、このようなコンプレッサ11aに対し、バッフルプレート21を別部品により構成し且つ該バッフルプレート21を挟み込んで固定し得るように改造を施して吸気管7を前記コンプレッサ11aに連結すれば、それだけでコンプレッサ11aの吸気取込口15の外周に環状チャンバ20を形成することが可能となり、簡便にブローバイガス1からオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造を実現することが可能となる。
Here, an
しかも、吸気管7側にバッフルプレート21を一体形成するような改造を施す場合には、吸気管7側の構造が著しく複雑化して型費が高騰してしまうことが避けられなくなってしまうが、本形態例にあっては、バッフルプレート21をコンプレッサ11aと吸気管7との間に挟み込んで固定し得る別部品により構成しているので、複雑な構造の型を起こす必要がなくなって型費が低く抑えられることになる。
In addition, when a modification is made to integrally form the
従って、上記形態例によれば、ブローバイガス1中に含まれるオイルミストを環状チャンバ20内で遠心分離して最低部位からブローバイガス1のガス戻し管6を流下させて回収し、図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収することができるので、図示しないエアクリーナ(図3参照)からオイル8が滴下して地面を汚してしまう問題を防止することができ、しかも、その実施にあたり複雑な構造の型を起こす必要がないことから型費を低く抑えることができて実施コストの高騰を回避することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the oil mist contained in the blow-by
また、コンプレッサ11a翼車の入側端外周から加圧初期の吸気13の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気13の流れに再循環し、この吸気13の再循環により見掛け上の入側圧力を上げて流量特性を改善するようにした既存のコンプレッサ11aに適用する場合に、バッフルプレート21を別部品により構成し且つ該バッフルプレート21を挟み込んで固定し得るように改造を施して該吸気管を前記コンプレッサ11aに連結するだけで環状チャンバ20を簡便に形成することができ、オイルセパレータ構造を実現するのにコンプレッサ11a側のハウジング構造を変更するといった大掛かりな改造を不要として実施コストの更なる削減を図ることができる。
Further, a part of the
更に、ブローバイガス1から分離回収したオイル8をドレン穴23からオイルピット24に落とし込んで吸気13の旋回流から確実に離脱させることができるので、分離回収したオイル8が排出口19から吸気13の流れに随伴されて吸気管7内へ漏出してしまう事態を未然に防止することができ、より一層確実にエアクリーナ(図3参照)からのオイル8の滴下を防止することができる。
Furthermore, since the
また、特に本形態例においては、バッフルプレート21を構成する別部品を軟質素材により構成しているので、前記バッフルプレート21を成形するのに必要な型の強度が低くなって更なる型費の削減を図ることができ、しかも、アンダーカット形状があっても型抜きや設置を容易に行うことができる。
In particular, in the present embodiment, since the separate parts constituting the
尚、本発明のオイルセパレータ構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、コンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気の流れに再循環するための環状溝と導入口とを予め備えたコンプレッサへの適用例として説明したが、このような吸気の再循環機構を持たないコンプレッサにも環状溝と導入口を新設することで適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The oil separator structure of the present invention is not limited to the above-described embodiment. A part of the intake air at the initial stage of pressurization is extracted from the outer periphery of the inlet side of the compressor impeller and immediately before pressurization on the upstream side. Although explained as an example of application to a compressor equipped with an annular groove and inlet for recirculation to the flow of intake air, an annular groove and an inlet are newly installed in a compressor that does not have an intake air recirculation mechanism. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 ブローバイガス
3 エンジン
6 ガス戻し管(流路)
7 吸気管
8 オイル
11 ターボチャージャ
11a コンプレッサ
13 吸気
15 吸気取込口
16 環状溝
17 コンプレッサ翼車
18 導入口
19 排出口
20 環状チャンバ
21 バッフルプレート
23 ドレン穴
24 オイルピット
1 Blow-by
7
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