JPH09117625A

JPH09117625A - オイル回収装置

Info

Publication number: JPH09117625A
Application number: JP27517895A
Authority: JP
Inventors: Chihi Go; 馳飛呉; Ichiro Igarashi; 一郎五十嵐
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構造を有し、圧力損失や目詰ま
りがなく、しかも管壁に沿って流れる液膜を再飛散させ
ず捕集分離して、捕集効率を向上させたオイル回収装置
を提供する。【解決手段】ミスト含有気流と管壁に伝わる油膜を捕
集室１内に導き、気流中のミストを捕集板２に衝突させ
て捕集すると共に、捕集室１にミスト含有気流を導入す
る入口管３の捕集板２に対向した出口端３ａに捕集板２
に向かって拡径するロート状部５を設け、油膜を再飛散
させずにオイルミストと共に分離回収するオイル回収装
置。入口管３に網を設置することにより、微小なオイル
ミストの捕集効率が更に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体中に浮遊する
微小な油滴であるオイルミストを分離除去するオイル回
収装置、特に自動車エンジンのブローバイガス還元シス
テム等に用いるのに好適なオイル回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種工業プロセスで発生する各種オイル
ミスト、内燃機関のブローバイガスや空気駆動装置の圧
縮空気中のオイルミスト等の気体中に浮遊するオイルミ
ストのうち、粒径が約２０μｍ以上の粗大なものは、自
然沈降を利用して捕集する重力分離装置、又はオイルミ
ストの慣性力を利用して気体の流路に挿入した捕集板等
に衝突させて捕集する慣性分離装置（インパクター）に
よって、ほぼ完全に分離除去することが可能である。

【０００３】粒径が１０〜２０μｍ以下の微細なオイル
ミストは上記の重力分離装置やインパクターによって分
離することが困難であるため、フィルターによって捕集
する濾過分離装置、又は気体とオイルミストの間に相対
的運動を起こさせて分離する装置、代表的には遠心力を
利用した分離装置（サイクロン）が使用されている。例
えば、自動車エンジンのブローバイガスに含まれるオイ
ルミストは粒径が数μｍ以下であるため、かかる微細な
オイルミストの分離除去には前記のフィルター又はサイ
クロンが一般に使用されている。

【０００４】しかし、ブローバイガス還元システム（Ｐ
ＣＶ）に用いるオイル回収装置としては、フィルターは
捕集効率は高いものの、目詰まりを起こすため長期間に
わたって安定した捕集効率を維持できないという大きな
欠点があった。一方、サイクロンは、圧力損失は小さく
且つ目詰まりも起こり難いが、大きな遠心力若しくは十
分長い滞留時間を与えないと微細なオイルミストの分離
ができず、満足すべき捕集効率が得られていない。

【０００５】そこで従来は、エンジンのヘッドカバー内
部にバッフルプレートや邪魔板を配置して空間を迷路状
に仕切ったオイル回収装置を設け、ここにブローバイガ
スを流してオイルミストを捕集すると共に、大量のオイ
ルが流れて行かないようにしている。そして、回収した
オイルはオイルパンへ供給し、オイルミストを回収した
ブローバイガスは吸気系に還元されるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オイル回収装置は、微小なオイルミストの除去が十分で
はなく、また管壁を伝わって流れる油膜の除去も不十分
であった。特に、自動車エンジンのＰＣＶにおいては、
ブローバイガスと共に管壁を伝わって流れる油膜はオイ
ルミストに比べて多量であるため、一部を回収できても
一部は邪魔板の壁面を伝わって流れて行き、完全に回収
することは不可能であった。

【０００７】また、従来のオイル回収装置は、ブローバ
イガスの流速を落とすために膨張室を設けるなど、内容
積も大きなものになっている上、この内容積の大きなオ
イル回収装置を設けるためヘッドカバーが２層構造とな
り、エンジン高さが高くなるという問題があった。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑み、複雑な構造
や大きな容積を必要とせず、エンジン外部への取付が可
能なコンパクトな構造を有し、圧力損失や目詰まりがな
く、しかもオイルミストと共に、管壁に沿って流れる油
膜を効率良く捕集分離することのできるオイル回収装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提案するオイル回収装置は、オイルミスト
含有気流を管壁を伝わる油膜と共に捕集室内に導き、該
気流中のオイルミストを捕集板に衝突させて捕集し、油
膜と共に回収するオイル回収装置であって、捕集室にオ
イルミスト含有気流を導入する入口管の捕集板に対向し
た出口端に、捕集板に向かって拡径するロート状部を設
けたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のオイル回収装置は、図１
及び図２に示すように、捕集室１に捕集板２を配置し、
オイルミスト含有気流を管壁を伝わる油膜と共に入口管
３から捕集室１内に導き、気流中のオイルミストを慣性
力を利用して捕集板２に衝突させることにより捕集し、
気流は出口管４から排気するものであるが、特に、入口
管３の捕集板２に対向した出口端３ａに、捕集板２に向
かってロート状に拡径したロート状部５を形成してあ
る。

【００１１】好ましくは捕集室１は円筒状であり、図２
に示すように、その捕集室１内に配置される捕集板２は
円板状であって、捕集板２はその周囲から突出した複数
の突出片２ａにより捕集室１の周壁１ａに隙間を残して
固定してある。従って、気流は捕集板２の外周と捕集室
１の周壁１ａとの間を通過して流れ、出口管４を通って
捕集室１から流出する。

【００１２】かかる構造を有する本発明のオイル回収装
置においては、ブローバイガス還元システムの管壁に形
成された油膜が、管壁に沿って流れながらブローバイガ
スと共にオイル回収装置の入口管３を通って捕集室１内
に入るが、従来のように入口管３の出口端３ａが同一径
のまま途切れず、捕集板２に向かって拡径したロート状
部５となっているため、油膜はこのロート状部５の内周
面に沿って流れ、気流中への再飛散を大幅に減らすこと
ができると共に、ロート状部５の先端縁が捕集板２と離
間しているため油膜が出口管４へ流出することがない。

【００１３】本発明装置におけるロート状部５の形状
は、図１に示すように捕集板２に向かって拡径した形状
であれば特に制限はないが、拡径が大き過ぎても小さ過
ぎても上記の油膜の再飛散防止の効果がなくなるので、
ロート状部５の内周面が入口管の中心線に対して１０°
〜６０°、好ましくは２５°〜３５°の角度をなして傾
斜していることが好ましい。また、入口管３の出口端３
ａとロート状部５の接続部に、適宜アールを付けて滑ら
かに変化させても良い。

【００１４】出口管３からロート状部５の内周面上に移
動した油膜は、ロート状部５の内周面に沿って放射状に
広げられたことによって流速が低下するため、図２に矢
印で示すように、ロート状内周面に沿い次第に下端部に
流れ、ロート状部５の下端部に設けた油膜ガイド６ａを
伝わって落下する。ロート状部５の油膜ガイド６ａを図
１に示すように捕集室１の底に設けた排液口７に挿入す
ることによって、油膜を捕集室１内に落下させずに、直
接排液口７に排出することができる。

【００１５】従って、油膜はほぼ完全に分離捕集され、
再飛散して一部が捕集されずに排出されることがなくな
る。しかも、油膜は管壁を流れる間に微小なオイルミス
トを吸着して捕集するので、この油膜を上記のごとく再
飛散させずに分離捕集することにより、更に捕集効率の
向上が得られる。

【００１６】更に、本発明のオイル回収装置において、
その入口管の出口端より上流側に網を設置することによ
り、オイルミストの捕集効率を向上させることができ、
特に微小オイルミストの捕集を促進する。これは、管壁
に沿って流れる油膜の一部が網で大きな油滴（数１００
μｍ程度）に変わり、気流中を流れる間に微小なオイル
ミストがこれに衝突することにより捕集するためと考え
られる。この大きな油滴は、自重により殆どが出口端に
達する前に沈降して油膜となり、仮に出口端から放出さ
れても粒径が大きいため必ず捕集板に衝突して捕集され
る。

【００１７】使用する網の網目が小さいとオイルミスト
の捕集率は良くなるが、圧力損失が大きくなり、逆に網
目が大きいと圧力損失は小さいが、油膜から発生する大
きな油滴が大きくなり過ぎ且つ発生量も少なくなり、微
小なオイルミストの捕集率が低下するので、網のオープ
ニングは０.２〜２ｍｍの範囲が好ましい。尚、オープ
ニングとは、網目の空間の大きさを示す数値である。ま
た、網の設置箇所は、入口管の内径や気流の流速にもよ
るが、飛散した大きな油滴が出口端に至る前に油膜に沈
降するように、出口端から十分な距離を取る必要があ
る。

【００１８】このように、本発明のオイル回収装置で
は、多量の油膜をほぼ完全に分離回収すると共に、油膜
が存在することによって、気流中の微小なオイルミスト
が油膜自体に又は網で油膜から変えられた大きな油滴に
捕集されるので、この油膜や油滴の再飛散を防止して最
終的に油膜の状態で確実に分離捕集すれば、全体のオイ
ルミスト捕集効率を向上させ得ることが判った。従っ
て、従来から油膜の形成を抑えることが必要とされて来
たが、本発明の装置では逆に油膜の存在が有利に作用す
る。

【００１９】一方、ブローバイガス等のオイルミスト含
有気流は図１に示すように捕集板２に向かって流れ、そ
の中のオイルミストは捕集板２に衝突して捕集される。
捕集されたオイルミストは、捕集板２上で互いに合体し
て粗粒から次第に油滴となり、自重で捕集板２から流下
する。従って、捕集板２の下端部にも油膜ガイド６ｂを
設け、これを排液口７に挿入しておくことにより、捕集
板２から流下する油滴も再飛散させず完全に分離回収さ
れる。

【００２０】尚、捕集板２の入口管３と対向した表面
に、多孔質材料層を設けることによって、通常の捕集板
では捕集が困難であった微小なオイルミスト、例えば粒
径２μｍ以下のオイルミストの捕集効率を改善すること
ができる。即ち、本来なら捕集板に衝突しない微小なオ
イルミストが多孔質材料層内に入り込むことにより多孔
質材料に付着し、次第に凝集して大きな油滴に成長し、
多孔質材料から再飛散して最終的には捕集板に衝突して
捕集される。

【００２１】捕集板に固着させた多孔質材料層が上記の
作用を果すためには、その圧力損失が低いことが必要で
ある。特に、多孔質材料層を構成する多孔質材料とし
て、多孔質材料層を捕集室の断面全体に配置したとき
（捕集板なし）の圧力損失が、捕集板を配置したとき
（多孔質材料層なし）の圧力損失と等しいか又はそれ以
下であることが好ましい。多孔質材料層の圧力損失が捕
集板のみの場合の１.５倍以下になると捕集効率の向上
が認められ、特に捕集板のみの場合と等しいか又はそれ
以下の場合には捕集効率の向上が極めて顕著である。

【００２２】多孔質材料層を構成する低圧力損失の多孔
質材料としては、天然繊維や合成繊維等からなる繊維
塊、不織布、編組物のような繊維集合体；金属又はセラ
ミックスからなる網状構造体；若しくはラバーフォーム
やプラスチックフォーム等のプラスチック又はゴムから
なるフォーム体等を用いることができる。また、多孔質
材料層は、その周囲をフランジや鍔状の枠部材で押えた
り、接着剤を用いることによって、捕集板に固定するこ
とができる。

【００２３】この多孔質材料層へのオイルミストの侵入
及び衝突を促すため、入口管の出口端にオイルミスト含
有気流を加速するためのノズルを設けることができる。
ノズルの形状は円筒状であっても矩形状であっても良
い。また、ノズルの口径や設置数は特に制限されず、気
流中の微小なオイルミストが捕集板に多孔質材料層に侵
入し得るような適当な流速となるように適宜設定する。

【００２４】

【実施例】本発明のオイル回収装置の一具体例として、
図３に示す装置を準備した。この装置にいて、捕集室１
は内径５４ｍｍで軸方向長さ３８ｍｍの円筒状であり、
その軸方向片側の側壁の中心にオイルミスト含有気流の
入口管３、及び反対側の側壁の中心に出口管４を備えて
いる。この入口管３の出口端３ａには、入口管３の中心
線に対して３０°の角度をなすように出口管４側に向か
って拡径したロート状部５が形成してある。

【００２５】捕集室１内の入口管３と出口管４の間に
は、直径４８ｍｍの円板状の捕集板２が捕集室１と中心
線を一致させて配置してあり、その周囲から突出した複
数の突出片（図示せず）により捕集室１の周壁に隙間を
残して固定してある。この捕集板２の入口管３に対向し
た表面には、芳香族ポリアミド繊維の不織布（日本バイ
リーン（株）製、ＡＥ−１００）からなる厚さ１０ｍｍ
の多孔質材料層８が固定してある。

【００２６】上記入口管３の出口端３ａと捕集板２上の
多孔質材料層８との距離は２２ｍｍであり、その出口端
３ａに設けたロート状部５の端部縁と多孔質材料層８の
間隔は上端部側８ｍｍ及び下端部側で２ｍｍとなるよう
に、ロート状部５の先端縁を斜めに形成した。また、ロ
ート状部５の下端部には油膜ガイド６ａが、及び捕集板
２の下端部にも油膜ガイド６ｂが設けてあり、これら細
い棒状の油膜ガイド６ａ、６ｂは共にその下端側が捕集
室１の排液口７内に挿入されている。排液口７はタンク
１０に接続され、タンク１０に溜まった液はパイプによ
り外部に排出されるようになっている。

【００２７】また、本発明のオイル回収装置の他の具体
例として、前記と同じ装置であって、更に図３に示すよ
うに入口管３の出口端３ａから上流側５０ｍｍの位置
に、入口管３の断面全体にわたって網９を設置した装置
も準備した。使用した網は、４８メッシュでオープニン
グが３５７μｍの網Ａと、１４メッシュでオープニング
が１４０４μｍの網Ｂの２種類とした。

【００２８】上記各オイル回収装置の捕集効率を評価す
るため、その入口管３を図３に示すようにオイルミスト
発生装置１１とオイルタンク１２に接続して、それぞれ
実験装置を構成した。オイルミスト発生装置１１はＴＡ
ＣＯ（株）製のオイルミスト発生装置ミクロンルブＣＰ
Ｓ潤滑ユニットＭＣ５を用いた。また、オイルタンク１
２は油膜を供給するために使用し、オイルタンク１２の
弁１３の直下に不織布１４を配置してオイルを油膜に変
え、管壁を伝えて入口管３に供給するようにした。

【００２９】この実験装置を用いて、オイルミストを含
む気流と管壁を伝わる油膜を捕集室１内に導き、オイル
ミストの捕集効率及び圧力損失を調べた。使用したオイ
ルミストの中位径は１.５μｍ、オイルミストの流量は
２４３５.４ｍｇ／時間とし、油膜の流量は７００ｇ／
時間とした。また、オイルミストのみを供給する場合に
は、オイルタンク１２の弁１３を閉じ、上記の中位径の
オイルミストを上記と同じ流量で供給した。

【００３０】得られた結果を、各オイル回収装置毎に、
オイルミストの分離限界粒径と共に下記表１に示した。
尚、捕集効率と分離限界粒径はアンダーセンエアサンプ
ラーにより測定し、圧力損失は精密差圧計を用いて測定
した。また、各装置について、オイルミストのみ又はオ
イルミストと油膜の両方を供給した場合の、オイルミス
トの粒径毎の捕集効率を図４に示した。

【００３１】

【表１】オイル回収装置の網の有無網無し網無し網Ａ網Ｂ供給物ミストミスト＋油膜ミスト＋油膜ミスト＋油膜供給ミスト量 2435.4 2435.4 2435.4 2435.4 通過ミスト量 1104.2 981.9 658.1 821.0 捕集効率(％) 54.7 59.7 73.0 66.3 分離限界粒径(μm) 1.9 1.7 1.2 1.4 圧力損失(mmH₂O) 45 45 85 57 （注）フィルターの圧力損失は初期値である。

【００３２】上記表１の結果から判るように、入口管に
網を設置していない装置において、オイルミストのみの
場合よりもオイルミストと油膜が存在する場合の方がオ
イルミストの捕集捕集が良いが、これは油膜にオイルミ
ストが捕集されるためと考えられる。また、同じ装置の
入口管に網を設置することによって、捕集効率が更に向
上することが判る。ただし、網目が密な網Ａの方が、油
膜から作られた油滴が細かいため捕集効果の向上も顕著
であるが、網目が密な分だけ圧力損失が大きくなる。

【００３３】更に、図４の結果から、オイルミストと共
に油膜が存在した方が、また網が無い場合よりも網を設
置した方が、各粒径毎の捕集効率が向上する上、より微
小な粒径のオイルミストまで効率良く捕集できることが
判る。このことは、表１に示す分離限界粒径が網を配置
した装置において特に小さくなっている点からも理解で
きる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、慣性衝突を利用してオ
イルミストを捕集する捕集板と共に、ロート状部と油膜
ガイドを設けた比較的簡単な構造のオイル回収装置によ
り、圧力損失や目詰まりが殆どなく、管壁を伝わる油膜
の再飛散を防いで油膜のまま分離捕集できるので、油膜
の再飛散による捕集効率の低下がなく、オイルミストと
油膜を合わせた全体的なオイルの回収を効率良く行うこ
とができる。

【００３５】しかも、捕集室への入口管に網を配置する
ことによって、油膜を大きな油滴に変え、これに微小な
オイルミストを捕集して再び油膜に戻すことができるた
め、オイルミストの捕集効率ひいてはオイルの回収率を
一層向上させることができると同時に、従来よりも更に
微小なオイルミストを効率良く捕集することが可能とな
る。

【００３６】更に、本発明のオイル回収装置は上記のご
とく構造が簡単で且つ高効率であるため小型化できる。
従って、エンジンのブローバイガス還元システムの一部
としてエンジン外部に設置することが可能であり、ヘッ
ドカバー内部の邪魔板やバッフルプレートを廃止してヘ
ッドカバーの内容積を小さくし、エンジン高さを低くし
て車両外観デザインの自由度を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオイル回収装置の一具体例を示す概略
の断面図である。

【図２】図１のオイル回収装置のＡ−Ａに沿った概略の
正面図である。

【図３】実施例で使用した本発明のオイル回収装置の実
験装置を説明するための概略の断面図である。

【図４】実施例における各オイル回収装置について、オ
イルミスト粒径毎に捕集効率を示したグラフである。

【符号の説明】

１捕集室１ａ周壁２捕集板３入口管３ａ出口端４出口管５ロート状部６ａ、６ｂ油膜ガイド７排液口８多孔質材料層９網１０タンク１１オイルミスト発生装置１２オイルタンク１３弁１４不織布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オイルミスト含有気流を管壁を伝わる油
膜と共に捕集室内に導き、該気流中のオイルミストを捕
集板に衝突させて捕集して、油膜と共に回収するオイル
回収装置において、捕集室にオイルミスト含有気流を導
入する入口管の捕集板に対向した出口端に、捕集板に向
かって拡径するロート状部を設けたことを特徴とするオ
イル回収装置。
【請求項２】前記入口管の出口端におけるロート状部
の内周面が、入口管の中心線に対して１０°〜６０°の
角度をなすことを特徴とする、請求項１に記載のオイル
回収装置。
【請求項３】前記ロート状部の下端部と前記捕集板の
下端部に、油膜を捕集室外に導く油膜ガイドがそれぞれ
設けてあることを特徴とする、請求項１又は２に記載の
オイル回収装置。
【請求項４】前記入口管の出口端より上流側に網を配
置したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記
載のオイル回収装置。
【請求項５】前記網のオープニングが０.２〜２ｍｍ
であることを特徴とする、請求項４に記載のオイル回収
装置。
【請求項６】前記捕集板の入口管に対向する表面に、
低圧力損失の多孔質材料層が設けてあることを特徴とす
る、請求項１〜５のいずれかに記載のオイル回収装置。