WO2016046942A1 - オイルセパレータ - Google Patents

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WO2016046942A1
WO2016046942A1 PCT/JP2014/075470 JP2014075470W WO2016046942A1 WO 2016046942 A1 WO2016046942 A1 WO 2016046942A1 JP 2014075470 W JP2014075470 W JP 2014075470W WO 2016046942 A1 WO2016046942 A1 WO 2016046942A1
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WO
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oil
gas
rotor
mist
oil separator
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PCT/JP2014/075470
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French (fr)
Inventor
耕作 石田
佳孝 渡辺
Original Assignee
東京濾器株式会社
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Publication date
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Priority to JP2016549845A priority patent/JP6268302B2/ja
Priority to PCT/JP2014/075470 priority patent/WO2016046942A1/ja
Priority to US15/512,749 priority patent/US10322362B2/en
Priority to EP14902759.1A priority patent/EP3199242B1/en
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    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
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    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
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    • B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
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    • B04B2005/125—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers the rotors comprising separating walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

Definitions

  • the present invention relates to an oil separator that separates mist oil contained in a gas to be treated from gas.
  • the oil separator described in Patent Document 1 has a housing portion including a cylindrical fixed housing and a cylindrical fixed casing having a ceiling portion. And the internal space of the accommodating part is partitioned into a lower chamber (lower accommodating chamber) and an upper chamber (upper accommodating chamber) by a truncated cone-shaped partition having an opening on the upper surface.
  • a centrifugal rotor for purifying oil is arranged in the lower chamber, and a gas purification device for purifying gas is arranged in the upper chamber. Further, the lower chamber communicates with the internal space of the cylindrical base. This cylindrical base is attached to the combustion engine. Then, the purified oil is returned through the internal space of the cylindrical base and blow-by gas (processing target gas) from the crankcase is introduced.
  • the centrifugal rotor and the gas purification device are connected by a tubular support member, and are configured to be rotatable around a fixed shaft inserted through the support member.
  • a separation chamber is provided inside the centrifugal rotor. Oil is supplied to the separation chamber through a gap between the support member and the fixed shaft and a hole opened in the support member. The supplied oil is purified in the separation chamber and then discharged to the side through a discharge port provided on the bottom surface of the centrifugal rotor. The oil discharge generates a driving force for rotating the centrifugal rotor and the gas purification device.
  • the gas purification device is rotated at a high speed in order to separate the mist oil contained in the blow-by gas from the gas. Then, the purified blow-by gas from which the mist-like oil has been separated is discharged through a discharge portion provided in the fixed casing.
  • the flow rate of the gas to be processed increases and the flow velocity also increases.
  • the oil separated from the gas to be processed is rolled up along the inner wall surface of the chamber and may be discharged from the oil separator together with the gas to be processed. If the separated oil is discharged from the oil separator, there arises a problem that the efficiency of removing the oil contained in the gas to be processed is lowered.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to increase the removal efficiency of oil contained in the gas to be treated.
  • the present invention has a cylindrical housing that houses a rotor and is provided with a first exhaust part, and introduces a gas to be treated from the rotation center side of the rotor,
  • the mist-like oil contained in the gas to be treated is agglomerated, the agglomerated oil is discharged from the outer peripheral edge of the rotor, and the gas to be treated after the mist-like oil is separated is supplied to the first exhaust part.
  • An oil separator that is discharged from the housing through, a partition member that covers the first exhaust part from the outside of the housing and partitions a closed space around the first exhaust part, and is provided in the partition member, It has the 2nd exhaust part which exhausts the said process target gas from the said closed space divided by the division member, It is characterized by the above-mentioned.
  • the gas to be treated after the mist oil is separated is discharged from the first exhaust part to the outside of the housing.
  • the first exhaust part is covered with a partition member from the outside of the housing. Since the partition member is provided with the second exhaust part, the gas to be processed discharged from the first exhaust part is discharged from the second exhaust part with a reduced flow velocity in the closed space formed by the partition member. The Since the flow velocity decreases in the closed space, the oil separated from the gas to be processed is stalled, and the inflow to the second exhaust part can be suppressed. As a result, the removal efficiency of oil contained in the gas to be processed can be increased.
  • the first exhaust part is constituted by a cylindrical member protruding into the closed space. In this configuration, since the oil separated from the gas to be processed flows along the outer surface of the first exhaust part, the oil can be prevented from flowing into the second exhaust part.
  • the partition member is formed in a hemispherical shape
  • the second exhaust part is a tubular member provided at a position where an axis is deviated from an axis of the first exhaust part
  • the partition member A flow path restricting portion protrudes between a position facing the first exhaust portion and a position where the second exhaust portion is formed on the inner surface of the first exhaust portion.
  • a plurality of ribs protrude from the center position of the partition member in a radial direction on the inner surface of the partition member.
  • the first exhaust part constitutes a downstream flow path of the PCV valve.
  • the downstream flow path of the PCV valve also serves as the first exhaust part, the configuration can be simplified.
  • a spindle serving as the rotation center of the rotor, a spindle shaft that rotatably supports the spindle and that supplies an oil supply path for supplying oil, and the rotor in the spindle
  • a nozzle that protrudes from a lower peripheral surface and rotates the spindle about an axis by oil injection, and is disposed between the spindle shaft and the nozzle, and the internal space of the housing extends from the nozzle.
  • a secondary separation chamber Separated into a secondary separation chamber for secondary separation of mist oil contained in the target gas And, and preferably it has a a communication port forming member for forming a communication port for guiding the processed gas in the primary separation chamber to the secondary separation chamber.
  • the removal efficiency of oil contained in the gas to be processed can be increased.
  • FIG. 1 a closed crankcase ventilation system 1 (hereinafter referred to as a ventilation system 1) shown in FIG. 1 will be described as an example.
  • the ventilation system 1 has an oil separator 2 and a breather pipe 3.
  • the oil separator 2 processes blow-by gas (corresponding to a processing target gas containing mist-like oil) discharged from the engine 4 to separate the mist-like oil.
  • the oil separator 2 is attached to the side surface of the engine 4.
  • the engine 4 has a displacement of about 5000 to 12000 cc, for example.
  • the breather pipe 3 defines a reduction passage for reducing the treated blow-by gas discharged from the oil separator 2 to the intake-side passage 5 of the engine 4.
  • blow-by gas discharged from the engine 4 flows into an oil separator 2 provided on the side of the engine 4. Then, the oil separated by the oil separator 2 is returned to the engine 4.
  • the treated blow-by gas is discharged from the upper end of the oil separator 2 and then returned to the intake-side flow path 5 through the breather pipe 3. Specifically, it is reduced to a portion where the air filter 6 and the turbocharger 7 are connected in the intake side flow path 5. The reduced blow-by gas is mixed with fresh air from the air filter 6 and compressed by the turbocharger 7. Thereafter, it is cooled by the charge cooler 8 and supplied to the engine 4.
  • the oil separator 2 includes a housing 11 and a cap member 12.
  • the housing 11 has a lower case 13 and an upper case 14, and various components such as a rotor unit and a PCV valve are accommodated in the internal space (accommodating chamber) as described later.
  • the lower case 13 is a part that defines the lower part of the housing 11, and the upper case 14 is a part that defines the upper part of the housing 11.
  • a circular fitting portion 15 is provided on the upper portion of the lower case 13 and is fitted to the lower end portion 16 of the upper case 14.
  • a flange 18 coupled to the side surface of the engine 4 is provided at the distal end portion of the communication cylinder portion 17.
  • a guide cylinder part 19 for guiding blow-by gas is provided immediately above the communication cylinder part 17. And between the fitting part 15, the communication cylinder part 17, and the guide cylinder part 19, the side part substantially triangular-shaped intermediate part 21 which partitions off a part of oil flow path is provided.
  • the upper case 14 has a main body cover 22 and an upper surface cover 23.
  • the main body cover 22 is a substantially cylindrical member, and a rotor unit is accommodated therein.
  • a pedestal for a PCV valve is provided on the upper surface of the main body cover 22.
  • the upper surface cover 23 is attached in an airtight state so as to cover the upper surface of the main body cover 22 from above. Thereby, the PCV valve placed on the pedestal is accommodated in a space defined by the upper surface cover 23 and the main body cover 22.
  • a cylindrical gas discharge portion 24 projects upward from the center of the top cover 23. This gas discharge part 24 is equivalent to the 1st exhaust part, and is a cylindrical part which discharges the blow-by gas after a process.
  • the gas discharge unit 24 also serves as a downstream flow path of the PCV valve.
  • Two drain holes 26 are formed in the disc-shaped flat plate portion 25 located on the outer peripheral side of the gas discharge portion 24 in the upper surface cover 23. These drain holes 26 are provided to allow oil that has reached the surface of the upper surface cover 23 to flow down to a space defined by the upper surface cover 23 and the main body cover 22.
  • a rotor unit 31 and a communication port forming member 32 are disposed inside the housing 11.
  • a PCV valve 33 is accommodated in a space defined by the upper surface cover 23 and the main body cover 22.
  • a lower end portion of the joint portion 34 projects downward from the bottom surface of the lower case 13.
  • the joint portion 34 has a cylindrical shape and is connected to one end of the oil supply pipe 9 shown in FIG. A part of the joint portion 34 protrudes upward in the lower case 13.
  • the other end of the oil supply pipe 9 is connected to the side surface of the engine 4, and oil is supplied to the oil supply pipe 9 from an oil passage (not shown) provided inside the engine 4. This oil is used as power for rotating the rotor unit 31.
  • a series of oil flow paths are formed in the lower case 13 from the communication cylinder portion 17 through the intermediate portion 21 to the fitting portion 15. This oil passage is used as an oil passage returning to the engine 4. Further, a part of the guide tube portion 19 is provided along the joint portion 34. The guide tube portion 19 is bent in an L shape in the middle, and the remaining portion is provided in parallel with the communication tube portion 17. The guide tube portion 19 is provided directly above the communication tube portion 17, and an end portion thereof is aligned with a contact surface of the flange 18 with the engine 4.
  • a rotor unit 31 and a communication port forming member 32 are disposed inside the main body cover 22 in the upper case 14.
  • the rotor unit 31 is a mechanism for separating mist-like oil contained in blow-by gas, and includes a rotor 35, a spindle 36, and a spindle shaft 37.
  • the rotor 35 is a part that aggregates mist-like oil by rotation and separates it from blow-by gas, and includes a plurality of separation disks 38, an upper holder 39, and a lower holder 40.
  • the separation disk 38 is a ring-shaped plate material that is inclined downward toward the outer peripheral side, in other words, a plate material that has been processed into a side shape of a truncated cone.
  • the separation disk 38 of the present embodiment has a thickness of 1 mm or less and is manufactured by resin molding. These separation disks 38 are stacked in the axial direction of the spindle 36.
  • the separation disks 38 are drawn with an interval between them, but the actual interval is set to be extremely narrow (for example, less than 1 mm). Further, the separation disk 38 is not limited to a truncated cone shape. For example, the separation disk 38 may be made of a truncated pyramid shaped plate member such as an octagonal pyramid or a 12 pyramid.
  • the upper holder 39 is a member that holds a plurality of stacked separation disks 38 from above, and the lower holder 40 is a member that similarly holds from below.
  • a plurality of connecting arms 41 for connecting to the upper holder 39 are provided on the outer peripheral edge of the lower holder 40. In the present embodiment, four connecting arms 41 are provided at intervals of 90 degrees in the circumferential direction.
  • the rotor 35 has a cylindrical appearance, and the inner peripheral side is a hollow portion and penetrates in the vertical direction. A spindle 36 is inserted into the hollow portion, and the spindle 36 and the rotor 35 are coupled to each other. For this reason, the rotor 35 rotates around the axis of the spindle 36 together with the spindle 36.
  • a nozzle 42 protrudes from the peripheral surface of the spindle 36 below the rotor 35.
  • the nozzle 42 is a portion that injects oil supplied through the spindle shaft 37, and generates a driving force for rotating the spindle 36 and the rotor 35.
  • the nozzle 42 of the present embodiment has a cylindrical nozzle body 43 whose base end is joined to the spindle 36 and whose tip is closed, and an injection hole 44 provided at the tip of the nozzle body 43. .
  • the nozzle body 43 is attached at an angle of 45 degrees obliquely downward with respect to the axial direction of the spindle 36.
  • Three nozzle bodies 43 are provided at intervals of 120 degrees in the circumferential direction.
  • the injection hole 44 is provided on the side surface of the tip portion of the nozzle body 43. Specifically, the injection hole 44 is provided in a direction in which oil is injected in the horizontal direction.
  • the spindle shaft 37 is a cylindrical member serving as a bearing for the spindle 36, and supports the spindle 36 in a rotatable state.
  • An oil supply path 37 a for supplying oil is formed inside the spindle shaft 37.
  • the lower end portion of the spindle shaft 37 is joined to the upper end portion of the joint portion 34 provided in the lower case 13.
  • the oil supply pipe 9 is connected to the joint portion 34. For this reason, the oil supplied through the oil supply pipe 9 flows into the oil supply path 37 a of the spindle shaft 37 after passing through the joint portion 34. Further, after flowing into the nozzle body 43, it is injected from the injection hole 44.
  • the injection hole 44 is provided at the tip of the nozzle body 43 in a direction in which oil is injected in a substantially horizontal direction. And in the three nozzles 42 provided at intervals of 120 degrees, the formation positions of the injection holes 44 are aligned. For this reason, when oil is injected from each injection hole 44, the rotor 35 and the spindle 36 rotate around the spindle shaft 37.
  • the communication port forming member 32 divides the internal space (storage chamber) of the housing 11 into a lower storage chamber 45 (primary separation chamber) and an upper storage chamber 46 (secondary separation chamber). It is a member that forms a communication port 47 that guides blow-by gas to the upper storage chamber 46.
  • the communication port forming member 32 has an outer peripheral portion 48 and a tapered portion 49.
  • the outer peripheral portion 48 is a portion having a short cylindrical shape, and a collar portion projects laterally in the middle in the height direction.
  • the tapered portion 49 is provided on the inner peripheral side with respect to the outer peripheral portion 48 and has a tapered shape that is gradually reduced in diameter from the lower end of the outer peripheral portion 48 upward.
  • the tapered portion 49 of the present embodiment has an inclined surface that is inclined at an angle of about 45 degrees with respect to the axis of the spindle 36. The upper end opening of the tapered portion 49 forms a communication port 47.
  • the communication port forming member 32 is fitted into the fitting portion 15 of the lower case 13 from the inner peripheral side. Then, the flange portion 50 is positioned in contact with the upper end of the fitting portion 15 from above. As a result, the tapered portion 49 is disposed immediately below the lower holder 40 included in the rotor 35.
  • the storage chamber is divided into a lower storage chamber 45 and an upper storage chamber 46 with the communication port forming member 32 as a boundary, and the lower storage chamber 45 and the upper storage chamber 46 communicate with each other through the communication port 47.
  • the communication port forming member 32 forms a communication port 47 for guiding the blow-by gas in the lower storage chamber 45 to the upper storage chamber 46 around the spindle 36 at a height between the nozzle 42 and the separation disk 38.
  • the PCV valve 33 As shown in FIG. 7, the PCV valve 33 is disposed in a space formed by the upper end portion of the main body cover 22 and the upper surface cover 23.
  • the PCV valve 33 includes a diaphragm 51, an upper spring 52, and a lower spring 53.
  • the diaphragm 51 is a valve body, which is manufactured by molding rubber and resin, and is configured by a disk-like member that is slightly inclined downward from the central portion toward the peripheral portion.
  • the upper spring 52 and the lower spring 53 are members for supporting the diaphragm 51 in a state in which it can move in the vertical direction. That is, the upper spring 52 is disposed at the center of the diaphragm 51 from above, and the lower spring 53 is disposed at the center of the diaphragm 51 from below.
  • the diaphragm 51 is supported so as to be movable in the vertical direction by being sandwiched between the upper spring 52 and the lower spring 53.
  • the PCV valve 33 is disposed at a position directly below the top cover 23 in a state of being placed on the pedestal 54.
  • the pedestal 54 is airtightly covered with the diaphragm 51.
  • the space defined by the pedestal portion 54 and the diaphragm 51 is open to the atmosphere through the air communication portion 55.
  • a space formed between the upper surface cover 23 and the diaphragm 51 is communicated with the upper accommodation chamber 46. That is, the outer periphery of the pedestal 54 is partitioned by a side wall having a circular shape in plan view, and a communication window 56 is provided on the side wall.
  • a space formed between the upper surface cover 23 and the diaphragm 51 is communicated with the upper storage chamber 46 by the communication window 56.
  • the diaphragm 51 moves up and down according to the intake side pressure of the engine 4 and the internal pressure of the crankcase, and adjusts the flow of blow-by gas. That is, the diaphragm 51 moves to the gas discharge part 24 side (upward) when the intake pressure (negative pressure) of the engine 4 is excessively large, and to the opposite side (downward) when the pressure on the crankcase side is high. Moving.
  • the diaphragm 51 moves downward to increase the flow rate of blow-by gas. Conversely, if the pressure in the upper storage chamber 46 is lower than the PCV set pressure, the diaphragm 51 moves upward to reduce the flow rate of blow-by gas.
  • the crankcase side pressure of the engine 4 is maintained in a certain range by appropriately adjusting the flow rate of the blow-by gas.
  • the blow-by gas that has flowed from the upper storage chamber 46 passes through the PCV valve 33 and is discharged from the gas discharge unit 24 to the outside of the housing 11.
  • the cap member 12 has a hemispherical dome portion 61 and a cylindrical outlet pipe 62 protruding from the dome portion 61 to the side (in the radial direction of the housing 11). is doing.
  • the dome part 61 corresponds to a partition member, covers the gas discharge part 24 (first exhaust part) from the outside of the housing 11, and partitions a closed space around the gas discharge part 24.
  • the outlet pipe 62 corresponds to a second exhaust part and discharges blow-by gas from the closed space defined by the dome part 61.
  • the breather pipe 3 is connected to the outlet pipe 62. For this reason, the blow-by gas discharged from the outlet pipe 62 is returned to the intake side of the engine 4 through the breather pipe 3.
  • the gas discharge part 24 protrudes into the closed space partitioned by the dome part 61. And between the position facing the gas discharge part 24 (the range indicated by the symbol X in FIG. 9) on the inner surface of the dome part 61 and the position where the outlet pipe 62 is formed, the flow path regulating piece 63 faces downward. Projected.
  • the flow path restriction piece 63 corresponds to a flow path restriction portion, and is a plate-like member for restricting the flow direction of blow-by gas discharged from the gas discharge portion 24. By this flow path regulating piece 63, a part of the blow-by gas changes the flow direction downward.
  • a plurality of guide ribs 64 project from the inner surface of the dome portion 61.
  • Each guide rib 64 extends in the radial direction from the center position when the dome portion 61 is viewed in plan.
  • 11 guide ribs 64 are formed at intervals of 30 degrees.
  • An outlet pipe 62 is provided at a position where the angle between adjacent guide ribs 64 is 60 degrees.
  • the flow path regulating piece 63 is provided so as to intersect with a pair of guide ribs 64 sandwiching the outlet pipe 62.
  • the oil supplied from the engine 4 to the joint portion 34 through the oil supply pipe 9 flows into the spindle shaft 37 through the joint portion 34 as indicated by an arrow F1. Thereafter, the oil flows from the spindle shaft 37 into the nozzle body 43 and is injected from the injection hole 44 of the nozzle 42 as indicated by the arrow F2. When oil is injected from each injection hole 44, the rotor 35 and the spindle 36 rotate around the spindle shaft 37.
  • the injected oil is sprayed onto the tapered portion 49 of the communication port forming member 32 and is guided in the obliquely downward direction on the outer peripheral side along the inclined surface of the tapered portion 49 as indicated by the arrow F3. Thereby, mixing of the oil splash into the blow-by gas can be suppressed. Further, an oil film that rotates at high speed is formed on the outer peripheral side from the orbit of the injection hole 44. When blow-by gas comes into contact with this oil film, the mist oil contained in the blow-by gas is taken into the oil film and centrifuged. Thereby, content of the mist-like oil in blow-by gas is reduced.
  • the lower storage chamber 45 As described above, in the lower storage chamber 45, the amount of mist-like oil in the blow-by gas can be reduced by injecting oil as a drive source for the spindle 36 and the rotor 35. Therefore, the lower storage chamber 45 functions as a primary separation chamber for mist oil.
  • the oil flows down the inner surface of the lower case 13 toward the bottom of the lower storage chamber 45 as indicated by an arrow F4. Further, the oil flows into the communication cylinder portion 17 and is returned from the side surface of the engine 4 to the crankcase as indicated by an arrow F5.
  • a gap SP is formed between the spindle 36 and the spindle shaft 37.
  • the gap SP functions as an oil guide path and is filled with oil supplied to be ejected from the nozzle 42.
  • the supply pressure of the oil is sufficiently high, a part of the oil filled in the clearance SP is discharged from the upper end of the spindle 36 to the hollow portion of the rotor 35 through the upper end of the clearance SP.
  • Blow-by gas from the engine 4 is guided by the guide tube portion 19 as indicated by an arrow F11. Thereafter, as indicated by the arrow F ⁇ b> 12, the blow-by gas discharged from the guide cylinder portion 19 flows into the hollow portion of the rotor 35 through the inside of the movement locus of the injection hole 44. The blow-by gas that has flowed into the hollow portion of the rotor 35 moves in the gap between the separation disks 38 in the outer circumferential direction of the rotor 35, as indicated by the arrow F ⁇ b> 13, due to the centrifugal force generated as the rotor 35 rotates.
  • the mist-like oil contained in the blow-by gas reaches the vicinity (boundary layer) of the oil film, the mist-like oil is taken into the oil film by centrifugal force. That is, the oil is secondarily separated.
  • the affinity is high. Since the affinity is high, mist-like oil contained in blow-by gas can be easily taken into the oil film.
  • the blow-by gas is primarily separated from mist-like oil in the lower housing chamber 45. For this reason, the mist oil is separated from the blow-by gas at a high level by the secondary separation in the separation disk 38.
  • the upper storage chamber 46 corresponds to a secondary separation chamber that secondarily separates the remaining mist-like oil from the blow-by gas after the mist-like oil is primarily separated.
  • blow-by gas moves in the outer circumferential direction of the rotor 35 due to centrifugal force
  • the pressure on the inner circumferential side of the rotor 35 becomes lower than the pressure on the outer circumferential side. Due to this pressure difference, the blow-by gas in the lower storage chamber 45 easily flows into the hollow portion of the rotor 35. Thereby, the inflow efficiency of blow-by gas can be improved.
  • the oil film also moves in the outer circumferential direction of the rotor 35 together with the blow-by gas.
  • the surface of the separation disk 38 is cleaned, maintenance on the separation disk 38 can be simplified.
  • the oil film that has taken in the oil mist is discharged as oil droplets from the outer peripheral edge of the separation disk 38, collides with the inner surface of the main body cover 22, and then flows down the inner surface. Further, the oil merges with the oil injected from the nozzle 42 in the lower accommodation chamber 45 and is returned to the engine 4.
  • the blow-by gas from which the mist-like oil has been separated after passing through the rotor 35 rises while turning.
  • the blow-by gas is guided to the space on the upper surface side of the PCV valve 33 as indicated by the arrows F14 and F15.
  • the gas is discharged into a closed space defined by the dome portion 61 through the gas discharge portion 24 (first exhaust portion, downstream flow path of the PCV valve 33). That is, the blow-by gas is discharged to the outside of the housing 11.
  • the blow-by gas is introduced into the breather pipe 3 through the outlet pipe 62 as indicated by an arrow F17.
  • the large displacement engine 4 has a large flow rate of blow-by gas and a high flow rate. For this reason, a part of the separated oil may rise while turning along the inner wall surface of the main body cover 22.
  • the raised oil flows along the upper surface of the PCV valve 33, the inner wall surface of the upper surface cover 23, and the like, and ascends the inner surface of the gas discharge unit 24.
  • the cylindrical gas discharge part 24 is arrange
  • the cross-sectional area of the closed space is larger than the cross-sectional area of the gas discharge unit 24. Therefore, the speed of blow-by gas falls by being discharged to the closed space. Accordingly, even if the inner surface of the gas discharge unit 24 is raised, the oil stalls at the upper end of the gas discharge unit 24.
  • the stalled oil flows down the outer surface of the gas discharge part 24 by its own weight as indicated by arrows F21 and F22, and then passes through the drain hole 26 formed in the upper cover 23 and the upper cover 23 and the main body cover 22. It flows down to the space partitioned by. The oil that has flowed down into this space flows down the flow path of the blow-by gas and is finally returned to the engine 4.
  • the attached oil is F23. As shown by the arrow, it flows down along the guide rib 64, so it is difficult to flow into the outlet pipe 62. Further, the flow direction of the oil flowing toward the outlet pipe 62 is changed by the flow path regulating piece 63. Also in this respect, the attached oil is difficult to flow into the outlet pipe 62. As a result, blow-by gas with a small oil flow rate is discharged from the outlet pipe 62 and guided to the breather pipe 3.
  • the blow-by gas (processing target gas) after the mist-like oil is separated from the gas discharge part 24 (first exhaust part) to the outside of the housing 11.
  • the gas discharge portion 24 is covered with a dome portion 61 (partition member) from the outside of the housing 11. Since this dome portion 61 is provided with an outlet pipe 62 (second exhaust portion), the blow-by gas discharged from the gas discharge portion 24 has a reduced flow velocity in the closed space formed by the dome portion 61, and the outlet. It is discharged from the pipe 62. Since the flow velocity is reduced in the closed space, the oil separated from the gas to be processed stalls and is difficult to be discharged from the outlet pipe 62. As a result, the removal efficiency of oil contained in blow-by gas can be increased.
  • the gas discharge part 24 is constituted by a cylindrical member protruding into the closed space, the oil separated from the gas to be treated flows down along the outer surface of the gas discharge part 24. Also in this respect, it is possible to suppress a problem that oil is discharged from the outlet pipe 62.
  • the dome portion 61 is configured in a hemispherical shape
  • the outlet pipe 62 is configured as a cylindrical member provided at a position where the axis thereof deviates from the axis of the gas discharge portion 24,
  • a flow path restriction piece 63 flow path restriction portion
  • the flow path restriction piece 63 can suppress. As a result, the problem that oil is discharged from the outlet pipe 62 can be suppressed.
  • a plurality of guide ribs 64 project radially from the center position of the dome portion 61 in plan view on the inner surface thereof, so that the oil separated from the blow-by gas is removed from the gas discharge portion. Even if the oil scatters from the inner surface of 24, the flow direction of the oil is regulated by these guide ribs 64. Thereby, it becomes difficult for oil to flow into the outlet pipe 62, and it is possible to suppress a problem that the oil is discharged from the outlet pipe 62 together with the blow-by gas.
  • the gas discharge section 24 functions as a downstream flow path of the PCV valve 33, the configuration can be simplified.
  • the lower storage chamber 45 functions as a primary separation chamber that primarily separates the mist-like oil contained in the blow-by gas introduced from the outside, and the upper separation chamber serves as the mist-like oil. Functions as a secondary separation chamber for secondary separation of the mist-like oil contained in the blow-by gas that has been primarily separated, and in this respect as well, the problem of oil being discharged from the outlet pipe 62 can be suppressed.
  • FIG. 12 Another embodiment shown in FIG. 12 has a structural feature in that the PCV valve 33 and the cap member 12 are provided on the side surface of the housing 11.
  • members described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the PCV valve 33 and the cap member 12 are provided on the side surface of the housing 11, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the hemispherical dome portion 61 is exemplified in each of the above-described embodiments, but is not limited to the hemispherical shape.
  • the dome portion 61 may be configured in a truncated cone shape, or may be configured in a petri dish shape or a box shape.
  • the inner surface is provided with a plurality of guide ribs 64 in a radial manner, but is not limited to this configuration.
  • the guide rib 64 may be eliminated.
  • the outlet pipe 62 if the axis is provided at a position deviated from the axis of the gas discharge part 24, the outlet pipe 62 can be provided at any place of the dome part 61.

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Abstract

　本発明の目的は、処理対象ガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するオイルセパレータにおいて、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることにある。　本発明に係るオイルセパレータ２は、ローターを収容すると共にガス排出部２４（第１排気部）が設けられた筒状のハウジング１１を有し、ローターの回転中心側から処理対象ガスを導入することで、ミスト状オイルを凝集させてローターの外周縁から放出させ、ミスト状オイルが分離された後のブローバイガス（処理対象ガス）を、ガス排出部２４を通じてハウジング１１から排出させるものである。このオイルセパレータ２の特徴は、ガス排出部２４をハウジング１１の外側から覆い、ガス排出部２４の周囲に閉空間を区画するドーム部６１（区画部材）と、ドーム部６１に設けられ、当該ドーム部６１によって区画された閉空間からブローバイガスを排出させる出口パイプ６２（第２排気部）を有することである。

Description

オイルセパレータ
　本発明は、処理対象ガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するオイルセパレータに関する。
　処理対象ガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するオイルセパレータが知られている。例えば、特許文献１に記載のオイルセパレータは、円筒状の固定ハウジング及び天井部を有する円筒状の固定ケーシングからなる収容部を有している。そして、上面に開口を有する円錐台状の仕切りにより、収容部の内部空間を、下部チャンバ（下側収容室）と上部チャンバ（上側収容室）とに区画している。
　下部チャンバにはオイルを浄化するための遠心分離ローターが配置され、上部チャンバにはガスを浄化するためのガス浄化装置が配置されている。また、下部チャンバは、筒状基部の内部空間に連通されている。この筒状基部は燃焼機関に取り付けられている。そして、筒状基部の内部空間を通じて、浄化後のオイルが戻されると共に、クランクケースからのブローバイガス（処理対象ガス）が流入される。
　遠心分離ローター及びガス浄化装置は、管状の支持部材によって連結されており、支持部材に挿通された固定シャフトを中心に回転可能に構成されている。遠心分離ローターの内部には分離チャンバが設けられている。この分離チャンバには、支持部材と固定シャフトの隙間及び支持部材に開口された穴を通じてオイルが供給される。供給されたオイルは、分離チャンバで浄化された後、遠心分離ローターの底面に設けられた排出口を通じて側方に排出される。オイルの排出によって、遠心分離ローター及びガス浄化装置を回転させるための駆動力が発生される。
　このオイルセパレータでは、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルをガスから分離するため、ガス浄化装置を高速で回転させている。そして、ミスト状オイルが分離された浄化後のブローバイガスは、固定ケーシングに設けられた排出部を通じて排出される。
特表２００５－５１５０６５号公報
　このようなオイルセパレータでは、ガス浄化装置の回転に伴い、内部空間には空気の旋回流が発生する。そして、ガス浄化装置によって分離されたオイルは、この旋回流に乗って上部チャンバの内表面を移動する。
　トラック等の車両に搭載される大排気量の内燃機関では、処理対象ガスの流量が多くなり、その流速も高くなる。これにより、処理対象ガスから分離されたオイルが、チャンバの内壁面に沿って上方へと巻き上げられてしまい、処理対象ガスとともにオイルセパレータから排出されてしまう虞がある。分離されたオイルがオイルセパレータから排出されてしまうと、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率が低下するという問題が生じる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることにある。
　前述の目的を達成するため、本発明は、ローターを収容すると共に第１排気部が設けられた筒状のハウジングを有し、前記ローターの回転中心側から処理対象ガスを導入することで、前記処理対象ガスに含まれているミスト状オイルを凝集させると共に、凝集させたオイルを前記ローターの外周縁から放出させ、ミスト状オイルが分離された後の前記処理対象ガスを、前記第１排気部を通じて前記ハウジングから排出させるオイルセパレータであって、前記第１排気部を前記ハウジングの外側から覆い、前記第１排気部の周囲に閉空間を区画する区画部材と、前記区画部材に設けられ、当該区画部材によって区画された前記閉空間から前記処理対象ガスを排出させる第２排気部を有することを特徴とする。
　本発明によれば、ミスト状オイルが分離された後の処理対象ガスは、第１排気部からハウジングの外側に排出される。この第１排気部は、ハウジングの外側から区画部材によって覆われている。この区画部材には、第２排気部が設けられているため、第１排気部から排出された処理対象ガスは、区画部材が形成する閉空間で流速が低下し、第２排気部から排出される。閉空間で流速が低下することから、処理対象ガスから分離されたオイルは失速し、第２排気部への流入を抑制できる。その結果、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることができる。
　前述のオイルセパレータにおいて、前記第１排気部は、前記閉空間に突出された筒状部材によって構成されていることが好ましい。この構成では、処理対象ガスから分離されたオイルが第１排気部の外表面に沿って流れるので、オイルの第２排気部への流入を抑制できる。
　前述のオイルセパレータにおいて、前記区画部材は、半球形状に構成され、前記第２排気部は、軸線が前記第１排気部の軸線から外れた位置に設けられた筒状部材であり、前記区画部材の内表面における、前記第１排気部との対向位置と前記第２排気部の形成位置との間に、流路規制部を突設したことを特徴とする。この構成では、処理対象ガスから分離されたオイルが、第１排気部の内表面から飛散してしまったとしても、区画部材の内表面に突設された流路規制部によってオイルの流れ方向が規制されるので、オイルの第２排気部への流入を抑制できる。また、区画部材が半球形状に構成されているので、装置をコンパクトに作製できる。
　前述のオイルセパレータにおいて、前記区画部材の内表面に、前記区画部材における平面視の中心位置から放射方向へ複数のリブを突設することが好ましい。この構成では、処理対象ガスから分離されたオイルが、第１排気部の内表面から飛散してしまったとしても、区画部材の内表面に突設されたリブによってオイルの流れ方向が規制されるので、オイルの第２排気部への流入を抑制できる。
　前述のオイルセパレータにおいて、前記第１排気部は、ＰＣＶバルブの下流側流路を構成していることが好ましい。この構成では、ＰＣＶバルブの下流側流路が第１排気部を兼ねているので、構成の簡素化が図れる。
　前述のオイルセパレータにおいて、前記ローターの回転中心となるスピンドルと、前記スピンドルを回転可能に支持すると共に、オイルを供給するためのオイル供給路が内側に形成されたスピンドルシャフトと、前記スピンドルにおける前記ローターよりも下側の周面から突設され、オイルの噴射によって軸線を中心に前記スピンドルを回転させるノズルと、前記スピンドルシャフトと前記ノズルの間に配置され、前記ハウジングの内部空間を、前記ノズルから噴射されたオイルを流下させると共に、外部から流入された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを一次分離する一次分離室と、前記ローターが配置され、前記ミスト状オイルが一次分離された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを二次分離する二次分離室とに区画し、かつ、前記一次分離室の前記処理対象ガスを前記二次分離室に案内する連通口を形成する連通口形成部材と、を有することが好ましい。この構成では、処理対象ガスに含まれるミスト状オイルが一次分離室で一次分離された後、二次分離室で二次分離されるので、オイルが第２排気部から排出される不具合を抑制できる。
　本発明によれば、処理対象ガスに含まれるオイルの除去効率を高めることができる。
閉鎖型クランクケース換気システムを示す概略図である。 オイルセパレータの正面図である。 オイルセパレータを後方斜め上側から見た斜視図である。 オイルセパレータの断面図である。 オイルセパレータにおける下側部分の断面図である。 オイルセパレータにおける中間部分の断面図である。 オイルセパレータにおける上側部分の断面図である。 オイルセパレータの平面図である。 キャップ部材をハウジングから外した状態を示す斜視図である。 ブローバイガス及びオイルの流れを説明する図である。 キャップ部材におけるブローバイガス及びオイルの流れを説明する透視図である。 ＰＣＶバルブ及びキャップ部材をハウジングの側面に設けた他の実施形態を説明する図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、図１に示す閉鎖型クランクケース換気システム１（以下、換気システム１という。）を例に挙げて説明する。
　同図に示すように、換気システム１は、オイルセパレータ２とブリーザーパイプ３とを有する。オイルセパレータ２は、エンジン４から排出されたブローバイガス（ミスト状オイルを含有する処理対象ガスに相当する。）を処理し、ミスト状オイルを分離する。本実施形態において、オイルセパレータ２はエンジン４の側面に取り付けられている。このエンジン４は、例えば５０００～１２０００ｃｃ程度の排気量を有している。ブリーザーパイプ３は、オイルセパレータ２から排出された処理後のブローバイガスを、エンジン４の吸気側流路５に還元するための還元流路を区画する。
　この換気システム１において、エンジン４から排出されたブローバイガスは、エンジン４の側面に設けられたオイルセパレータ２に流入される。そして、オイルセパレータ２で分離されたオイルはエンジン４へと戻される。一方、処理後のブローバイガスは、オイルセパレータ２の上端部から排出された後、ブリーザーパイプ３を通じて吸気側流路５に還元される。具体的には、吸気側流路５におけるエアフィルタ６とターボチャージャー７とを接続する部分に還元される。還元されたブローバイガスは、エアフィルタ６からの新鮮な空気と混合され、ターボチャージャー７で圧縮される。その後、チャージクーラー８で冷却されて、エンジン４に供給される。
　次に、オイルセパレータ２について説明する。図２に示すように、このオイルセパレータ２は、ハウジング１１とキャップ部材１２とを有している。
　まず、ハウジング１１の外観について説明する。ハウジング１１は、下側ケース１３と上側ケース１４を有しており、その内部空間（収容室）には、後述するように、ローターユニットやＰＣＶバルブといった各種の部品が収容されている。
　下側ケース１３は、ハウジング１１の下側部分を区画する部分であり、上側ケース１４は、ハウジング１１の上側部分を区画する部分である。図３にも示すように、下側ケース１３の上側部分には円形の嵌合部１５が設けられており、上側ケース１４の下端部１６と嵌め合わされる。下側ケース１３の背面には、エンジン４と連通する連通筒部１７が後方に向けて設けられている。この連通筒部１７の先端部には、エンジン４の側面に結合されるフランジ１８が設けられている。また、連通筒部１７の直上には、ブローバイガスを案内するための案内筒部１９が設けられている。そして、嵌合部１５と連通筒部１７及び案内筒部１９の間には、オイル流路の一部を区画する側面視略三角形状の中間部２１が設けられている。
　図９に示すように、上側ケース１４は、本体カバー２２と上面カバー２３とを有している。本体カバー２２は略円筒形状の部材であり、内部にはローターユニットが収容されている。後述するように、本体カバー２２の上面には、ＰＣＶバルブ用の台座部が設けられている。上面カバー２３は、本体カバー２２の上面を上方から覆うように、気密状態で取り付けられる。これにより、台座部に乗せられたＰＣＶバルブが、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間内に収容される。また、上面カバー２３の中心部には、円筒状のガス排出部２４が上方に向けて突設されている。このガス排出部２４は、第１排気部に相当し、処理後のブローバイガスを排出する円筒状の部分である。また、ガス排出部２４は、ＰＣＶバルブの下流側流路も兼ねている。そして、上面カバー２３におけるガス排出部２４よりも外周側に位置する円盤状の平板部２５には、ドレン孔２６が２つ形成されている。これらのドレン孔２６は、上面カバー２３の表面まで到達したオイルを、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間へ流下させるために設けられている。
　次に、ハウジング１１の内部構造について説明する。図４に示すように、ハウジング１１の内部には、ローターユニット３１や連通口形成部材３２が配設されている。また、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間内には、ＰＣＶバルブ３３が収容されている。
　まず、下側ケース１３の内部構造について説明する。図５に拡大して示すように、下側ケース１３の底面には、ジョイント部３４の下端部が下向きに突設されている。このジョイント部３４は円筒状をしており、図１に示すオイル供給パイプ９の一端に接続されている。ジョイント部３４の一部は、下側ケース１３の内部で上方に突設されている。オイル供給パイプ９の他端はエンジン４の側面に接続されており、オイル供給パイプ９には、エンジン４の内部に設けられた油路（図示せず）からオイルが供給される。このオイルは、ローターユニット３１を回転させるための動力として用いられる。
　図５に示すように、下側ケース１３の内部には、連通筒部１７から中間部２１を通って嵌合部１５に至る一連のオイル流路が形成されている。このオイル流路は、エンジン４に戻すオイルの流路として用いられる。また、案内筒部１９に関し、その一部分がジョイント部３４に沿って設けられている。この案内筒部１９は、途中でＬ字状に屈曲されており、残りの部分が連通筒部１７と並行に設けられている。この案内筒部１９は、連通筒部１７の直上に設けられており、その端部はフランジ１８におけるエンジン４との当接面に揃えられている。
　次に、上側ケース１４の内部構造について説明する。図６に示すように、上側ケース１４における本体カバー２２の内部には、ローターユニット３１や連通口形成部材３２が配設されている。
　まず、ローターユニット３１について説明する。このローターユニット３１は、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルを分離するための機構であり、ローター３５、スピンドル３６、及びスピンドルシャフト３７を有している。
　ローター３５は、回転によってミスト状オイルを凝集させ、ブローバイガスから分離する部分であり、複数枚の分離ディスク３８、上部ホルダ３９、及び下部ホルダ４０を有している。分離ディスク３８は、外周側に向けて下り傾斜されたリング状の板材、言い換えれば円錐台の側面形状に加工された板材である。本実施形態の分離ディスク３８は、厚さが１ｍｍ以下とされ、樹脂の成型により作製されている。これらの分離ディスク３８は、スピンドル３６の軸線方向に積層されている。
　なお、説明の都合上、分離ディスク３８同士の間隔を空けて描いているが、実際の間隔は極めて狭く（例えば１ｍｍ未満）に定められている。また、分離ディスク３８は円錐台形状に限られない。例えば、分離ディスク３８を、８角錐台や１２角錐台といった角錐台形状の板状部材によって作製してもよい。
　上部ホルダ３９は、積層された複数枚の分離ディスク３８を上側から保持する部材であり、下部ホルダ４０は、同じく下側から保持する部材である。そして、下部ホルダ４０の外周縁には、上部ホルダ３９と連結するための連結アーム４１が複数本設けられている。本実施形態では、４本の連結アーム４１が周方向に９０度間隔で設けられている。連結アーム４１の上端を上部ホルダ３９に接合することで、複数枚の分離ディスク３８、上部ホルダ３９、及び下部ホルダ４０が一体化されてローター３５が構成される。
　このローター３５は、円筒状の外観をしており、内周側が中空部分とされて上下方向に貫通している。この中空部分にはスピンドル３６が挿入されており、スピンドル３６とローター３５とは互いに結合されている。このためローター３５は、スピンドル３６と共にスピンドル３６の軸線を中心に回転する。
　スピンドル３６におけるローター３５よりも下側の周面からはノズル４２が突設されている。このノズル４２は、スピンドルシャフト３７を通じて供給されたオイルを噴射する部分であり、スピンドル３６やローター３５を回転させるための駆動力を発生させる。
　本実施形態のノズル４２は、基端がスピンドル３６に接合され、先端が塞がれた円筒状のノズル本体４３と、ノズル本体４３の先端部に設けられた噴射孔４４とを有している。ノズル本体４３は、スピンドル３６の軸線方向に対して下向き斜め４５度の角度で取り付けられている。そして、３本のノズル本体４３が周方向に１２０度間隔で設けられている。また、噴射孔４４は、ノズル本体４３における先端部の側面に設けられている。詳しくは、噴射孔４４は、オイルが水平方向に噴射される向きに設けられている。
　スピンドルシャフト３７は、スピンドル３６の軸受けとなる円柱状部材であり、スピンドル３６を回転可能な状態で支持する。スピンドルシャフト３７の内側には、オイルを供給するためのオイル供給路３７ａが形成されている。また、スピンドルシャフト３７の下端部は、下側ケース１３に設けられたジョイント部３４の上端部と接合されている。前述したように、ジョイント部３４には、オイル供給パイプ９が接続されている。このため、オイル供給パイプ９を通じて供給されたオイルは、ジョイント部３４を通った後にスピンドルシャフト３７のオイル供給路３７ａへ流入する。さらに、ノズル本体４３に流入した後に噴射孔４４から噴射される。
　前述したように噴射孔４４は、ノズル本体４３の先端部において、オイルが略水平方向に噴射される向きに設けられている。そして、１２０度間隔で設けられた３本のノズル４２において、噴射孔４４の形成位置は揃えられている。このため、各噴射孔４４からオイルが噴射されると、ローター３５及びスピンドル３６は、スピンドルシャフト３７を軸にして回転する。
　次に、連通口形成部材３２について説明する。連通口形成部材３２は、ハウジング１１の内部空間（収容室）を下側収容室４５（一次分離室）と上側収容室４６（二次分離室）とに区画すると共に、下側収容室４５のブローバイガスを上側収容室４６へ案内する連通口４７を形成する部材である。この連通口形成部材３２は、外周部４８とテーパー部４９とを有している。外周部４８は、短尺な円筒状をした部分であり、高さ方向の中間には鍔部が側方に張り出している。テーパー部４９は、外周部４８よりも内周側に設けられており、外周部４８の下端から上方に向けて次第に縮径されたテーパー形状をしている。本実施形態のテーパー部４９は、スピンドル３６の軸線に対して約４５度の角度で傾斜する傾斜面を有している。そして、テーパー部４９の上端開口が連通口４７を形成している。
　連通口形成部材３２は、下側ケース１３の嵌合部１５に対して内周側から嵌め込まれる。そして、鍔部５０が嵌合部１５の上端に上方から当接して位置決めされる。その結果、テーパー部４９は、ローター３５が有する下部ホルダ４０の直下に配置される。そして、連通口形成部材３２を境にして、収容室は下側収容室４５と上側収容室４６とに区画され、これらの下側収容室４５と上側収容室４６とが連通口４７を通じて連通される。すなわち、この連通口形成部材３２によって、下側収容室４５のブローバイガスを上側収容室４６に案内する連通口４７が、ノズル４２と分離ディスク３８の間の高さにおけるスピンドル３６の周囲に形成される。
　次に、ＰＣＶバルブ３３とその周辺部分について説明する。図７に示すように、ＰＣＶバルブ３３は、本体カバー２２の上端部と上面カバー２３によって形成された空間に配置されている。このＰＣＶバルブ３３は、ダイヤフラム５１と、上側スプリング５２と、下側スプリング５３を備えている。
　ダイヤフラム５１は弁体であり、ゴムと樹脂を成形することで作製され、中心部から周縁部に向けて僅かに下り傾斜された円盤状部材によって構成されている。上側スプリング５２及び下側スプリング５３は、ダイヤフラム５１を上下方向に移動可能な状態で支持するための部材である。すなわち、上側スプリング５２はダイヤフラム５１の中心に上方から配置され、下側スプリング５３はダイヤフラム５１の中心に下方から配置されている。そして、これらの上側スプリング５２と下側スプリング５３によって挟むことで、ダイヤフラム５１を上下方向に移動可能な状態で支持している。
　このＰＣＶバルブ３３は、上面カバー２３の直下の位置に、台座部５４に載せられた状態で配置されている。台座部５４は、ダイヤフラム５１で気密に覆われている。そして、台座部５４とダイヤフラム５１とで区画される空間は、大気連通部５５を通じて大気開放されている。一方、上面カバー２３とダイヤフラム５１との間に形成される空間は、上側収容室４６と連通されている。すなわち、台座部５４は、その外周が平面視円形の側壁部で区画され、この側壁部には連通窓部５６が設けられている。この連通窓部５６によって、上面カバー２３とダイヤフラム５１との間に形成される空間が、上側収容室４６と連通されている。
　ダイヤフラム５１は、エンジン４の吸気側圧力やクランクケースの内圧に応じて上下方向に移動し、ブローバイガスの流れを調整する。すなわち、ダイヤフラム５１は、エンジン４の吸気圧力（負圧）が過度に大きい場合にはガス排出部２４側（上方）に移動し、クランクケース側の圧力が高い場合には反対側（下方）に移動する。
　これにより、上側収容室４６の圧力がＰＣＶ設定圧力よりも高くなれば、ダイヤフラム５１が下方に移動してブローバイガスの流量を増やす。反対に、上側収容室４６の圧力がＰＣＶ設定圧力よりも低くなれば、ダイヤフラム５１が上方に移動してブローバイガスの流量を少なくする。このように、ブローバイガスの流量が適切に調整されることで、エンジン４のクランクケース側圧力が一定の範囲に保たれる。なお、上側収容室４６から流れ込んだブローバイガスは、ＰＣＶバルブ３３を通過してガス排出部２４からハウジング１１の外部に排出される。
　次に、キャップ部材１２について説明する。図７及び図８に示すように、このキャップ部材１２は、半球形状のドーム部６１と、ドーム部６１から側方（ハウジング１１の半径方向）に突出された円筒状の出口パイプ６２とを有している。ドーム部６１は、区画部材に相当し、ガス排出部２４（第１排気部）をハウジング１１の外側から覆い、ガス排出部２４の周囲に閉空間を区画する。半球形状のドーム部６１を用いることにより、キャップ部材１２の高さを低く抑えることができ、オイルセパレータ２をコンパクトに作製できる。出口パイプ６２は、第２排気部に相当し、ドーム部６１によって区画された閉空間からブローバイガスを排出させる。この出口パイプ６２にはブリーザーパイプ３が接続される。このため、出口パイプ６２から排出されたブローバイガスは、ブリーザーパイプ３を通じてエンジン４の吸気側に戻される。
　図７に示すように、ガス排出部２４は、ドーム部６１によって区画された閉空間に突出されている。そして、ドーム部６１の内表面における、ガス排出部２４との対向位置（図９にに符号Ｘで示す範囲）と出口パイプ６２の形成位置との間には、流路規制片６３が下向きに突設されている。この流路規制片６３は、流路規制部に相当し、ガス排出部２４から排出されたブローバイガスの流れ方向を規制するための板状の部材である。この流路規制片６３により、ブローバイガスの一部は、下向きに流れ方向を変化させる。
　また、図９に示すように、ドーム部６１の内表面には、複数の案内リブ６４が突設されている。各案内リブ６４は、ドーム部６１を平面視した際の中心位置から放射方向へ延びている。本実施形態では、１１本の案内リブ６４が３０度間隔で形成されている。そして、隣り合う案内リブ６４同士の角度が６０度の位置に、出口パイプ６２が設けられている。なお、流路規制片６３は、出口パイプ６２を挟む一対の案内リブ６４に対し、交差する状態で設けられている。
　次に、図１０及び図１１を参照し、オイルセパレータ２における、ブローバイガスからのミスト状オイルの分離について説明する。
　まず、図１０を参照する。エンジン４からオイル供給パイプ９を通じてジョイント部３４に供給されたオイルは、符号Ｆ１の矢印で示すように、ジョイント部３４を通ってスピンドルシャフト３７へ流入する。その後、オイルは、スピンドルシャフト３７からノズル本体４３に流入し、符号Ｆ２の矢印で示すように、ノズル４２の噴射孔４４から噴射される。各噴射孔４４からオイルが噴射されると、ローター３５及びスピンドル３６はスピンドルシャフト３７を中心に回転する。
　噴射されたオイルは、連通口形成部材３２のテーパー部４９に吹き付けられ、符号Ｆ３の矢印で示すように、テーパー部４９の傾斜面に沿って外周側の斜め下方向とへ案内される。これにより、オイル飛沫のブローバイガスへの混入を抑制できる。また、噴射孔４４の旋回軌道から外周側には、高速で旋回するオイルの膜が形成される。このオイルの膜にブローバイガスが接触すると、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルは、オイルの膜に取り込まれて遠心分離される。これにより、ブローバイガスにおけるミスト状オイルの含有量が低減される。
　このように、下側収容室４５では、スピンドル３６やローター３５の駆動源となるオイルを噴射させることで、ブローバイガスにおけるミスト状オイルの含有量を低減できる。従って、下側収容室４５は、ミスト状オイルの一次分離室として機能している。
　その後、オイルは、符号Ｆ４の矢印で示すように、下側ケース１３の内表面を下側収容室４５の底部に向けて流下する。さらに、オイルは、符号Ｆ５の矢印で示すように、連通筒部１７に流入され、エンジン４の側面からクランクケースへ戻される。
　また、スピンドル３６とスピンドルシャフト３７の間には隙間ＳＰが形成されている。この隙間ＳＰは、オイル案内路として機能し、ノズル４２から噴射させるために供給されたオイルで満たされる。ここで、オイルの供給圧力が十分に高いことから、隙間ＳＰに充填されたオイルの一部は、隙間ＳＰの上端を通ってスピンドル３６の上端部からローター３５の中空部分に放出される。
　そして、ローター３５の中空部分に放出されたオイルは、ローター３５の遠心力によって分離ディスク３８同士の隙間をローター３５の外周方向へ移動する。オイルの移動により、分離ディスク３８の表面にはオイル膜が形成される。
　エンジン４からのブローバイガスは、符号Ｆ１１の矢印で示すように、案内筒部１９によって案内される。その後、符号Ｆ１２の矢印で示すように、案内筒部１９から排出されたブローバイガスは、噴射孔４４の移動軌跡の内側を通ってローター３５の中空部分に流入する。ローター３５の中空部分に流入したブローバイガスは、ローター３５の回転に伴って生じる遠心力により、符号Ｆ１３の矢印で示すように、分離ディスク３８同士の隙間をローター３５の外周方向へ移動する。
　分離ディスク３８の表面にはオイル膜が形成されているので、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルがオイル膜の近傍（境界層）に達すると、遠心力によってミスト状オイルがオイル膜に取り込まれる。すなわち、オイルが二次分離される。ここで、ミスト状オイルもオイル膜も同じエンジンオイルを由来としているので親和性が高い。互いに親和性が高いことから、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルを、オイル膜へ容易に取り込むことができる。また、ブローバイガスは、下側収容室４５でミスト状オイルが一次分離されている。このため、分離ディスク３８での二次分離により、ミスト状オイルは高いレベルでブローバイガスから分離される。このように、上側収容室４６は、ミスト状オイルが一次分離された後のブローバイガスについて、残存するミスト状オイルを二次分離する二次分離室に相当する。
　また、遠心力によってブローバイガスがローター３５の外周方向へ移動すると、ローター３５における内周側の圧力が外周側の圧力よりも低くなる。この圧力差により、下側収容室４５のブローバイガスがローター３５の中空部分に流入し易くなる。これにより、ブローバイガスの流入効率を高めることができる。
　また、分離ディスク３８の表面にはオイル膜が形成されているので、ブローバイガスとともにオイル膜もローター３５の外周方向へ移動する。その際、分離ディスク３８の表面が洗浄されるので、分離ディスク３８に対するメンテナンスを簡略化できる。そして、オイルミストを取り込んだオイル膜は、分離ディスク３８の外周縁からオイル滴として放出され、本体カバー２２の内表面に衝突した後、この内表面を流下する。さらに、オイルは、下側収容室４５でノズル４２から噴射されたオイルと合流し、エンジン４へと戻される。
　ローター３５を通過してミスト状オイルが分離されたブローバイガスは、旋回しながら上昇する。そして、符号Ｆ１４，Ｆ１５の矢印で示すように、ブローバイガスは、ＰＣＶバルブ３３における上面側の空間に導かれる。その後、符号Ｆ１６の矢印で示すように、ガス排出部２４（第１排気部，ＰＣＶバルブ３３の下流側流路）を通じて、ドーム部６１によって区画された閉空間内に放出される。すなわち、ブローバイガスはハウジング１１の外部に排出される。その後、ブローバイガスは、Ｆ１７の矢印で示すように、出口パイプ６２を通じてブリーザーパイプ３へ導入される。
　ここで、大排気量のエンジン４では、ブローバイガスの流量が多く、流速も高い。このため、分離されたオイルの一部が本体カバー２２の内壁面に沿って旋回しつつ上昇することがある。上昇したオイルは、ＰＣＶバルブ３３の上面や上面カバー２３の内壁面等にそって流れ、ガス排出部２４の内表面を上昇することになる。
　図１１に示すように、本実施形態では、キャップ部材１２のドーム部６１によって区画された閉空間に、円筒状のガス排出部２４が配置されている。この閉空間の流路断面積は、ガス排出部２４の流路断面積よりも大きい。従って、閉空間に排出されることで、ブローバイガスの速度は低下する。これに伴い、ガス排出部２４の内表面を上昇したとしても、オイルは、ガス排出部２４の上端で失速する。失速されたオイルは自重により、符号Ｆ２１，Ｆ２２の矢印で示すように、ガス排出部２４の外表面を流下した後、上面カバー２３に形成されたドレン孔２６を通じて、上面カバー２３と本体カバー２２によって区画される空間へと流下される。この空間に流下したオイルは、ブローバイガスの流路を流下し、最終的にはエンジン４へと戻される。
　また、ブローバイガスの流れによって、ガス排出部２４の上端から上方へオイルが飛翔し、ドーム部６１の内表面（ガス排出部２４との対向部分）に付着したとしても、付着したオイルは、Ｆ２３の矢印で示すように、案内リブ６４に沿って流下されるので、出口パイプ６２に流れ込み難い。また、流路規制片６３によって、出口パイプ６２へ向かうオイルの流下方向が変えられる。この点でも付着したオイルは、出口パイプ６２に流れ込み難い。その結果、出口パイプ６２からはオイルの含流量が少ないブローバイガスが排出され、ブリーザーパイプ３へと案内される。
　以上説明したように、本実施形態のオイルセパレータ２によれば、ミスト状オイルが分離された後のブローバイガス（処理対象ガス）は、ガス排出部２４（第１排気部）からハウジング１１の外側に排出される。このガス排出部２４は、ハウジング１１の外側からドーム部６１（区画部材）によって覆われている。このドーム部６１には、出口パイプ６２（第２排気部）が設けられているため、ガス排出部２４から排出されたブローバイガスは、ドーム部６１が形成する閉空間で流速が低下し、出口パイプ６２から排出される。閉空間で流速が低下することから、処理対象ガスから分離されたオイルは失速し、出口パイプ６２から排出され難くなる。その結果、ブローバイガスに含まれるオイルの除去効率を高めることができる。
　また、ガス排出部２４が閉空間に突出された円筒状部材によって構成されているので、処理対象ガスから分離されたオイルは、ガス排出部２４の外表面に沿って流下する。この点でも、オイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。
　また、キャップ部材１２に関し、ドーム部６１は半球形状に構成されており、出口パイプ６２は、その軸線がガス排出部２４の軸線から外れた位置に設けられた円筒状部材として構成されており、ドーム部６１の内表面における、ガス排出部２４との対向位置と出口パイプ６２の形成位置との間に、流路規制片６３（流路規制部）が突設されている。このように構成されていることで、ブローバイガスから分離されたオイルが、ガス排出部２４の内表面から上方へ飛散してしまったとしても、オイルの出口パイプ６２への流入を流路規制片６３によって抑制できる。その結果、オイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。
　また、ドーム部６１に関し、その内表面に、ドーム部６１における平面視の中心位置から放射方向へ複数の案内リブ６４を突設しているので、ブローバイガスから分離されたオイルが、ガス排出部２４の内表面から飛散してしまったとしても、これらの案内リブ６４によってオイルの流れ方向が規制される。これにより、オイルが出口パイプ６２に流入され難くなり、ブローバイガスとともにオイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。
　また、ガス排出部２４に関し、ＰＣＶバルブ３３の下流側流路としても機能しているので、構成の簡素化が図れる。
　また、本実施形態のオイルセパレータ２では、下側収容室４５が、外部から流入されたブローバイガスに含まれるミスト状オイルを一次分離する一次分離室として機能し、上側分離室が、ミスト状オイルが一次分離されたブローバイガスに含まれるミスト状オイルを二次分離する二次分離室として機能しているので、この点でも、オイルが出口パイプ６２から排出される不具合を抑制できる。
　以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。
　図１２に示す他の実施形態は、ＰＣＶバルブ３３及びキャップ部材１２を、ハウジング１１の側面に設けた点に構成上の特徴を有している。なお、図１２において、第１実施形態で説明した部材には、同じ符号を付して説明を省略する。このように、ＰＣＶバルブ３３及びキャップ部材１２を、ハウジング１１の側面に設けても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
　また、キャップ部材１２に関し、前述の各実施形態では半球状のドーム部６１を例示したが、半球状に限定されない。ドーム部６１に関し、円錐台形状に構成してもよいし、シャーレ形状や箱形状に構成してもよい。
　また、ドーム部６１に関し、前述の各実施形態では、内表面に複数の案内リブ６４を放射状に設けたものを例示したが、この構成に限定されない。例えば、案内リブ６４を無くしてもよい。
　また、出口パイプ６２に関し、軸線がガス排出部２４の軸線から外れた位置に設けられていれば、ドーム部６１の任意の場所に設けることができる。
１…閉鎖型クランクケース換気システム，２…オイルセパレータ，３…ブリーザーパイプ，４…エンジン，５…吸気側流路，６…エアフィルタ，７…ターボチャージャー，８…チャージクーラー，９…オイル供給パイプ，１１…ハウジング，１２…キャップ部材，１３…下側ケース，１４…上側ケース，１５…下側ケースの嵌合部，１６…上側ケースの下端部，１７…連通筒部，１８…フランジ，１９…案内筒部，２１…下側ケースの中間部，２２…上側ケースの本体カバー，２３…上側ケースの上面カバー，２４…上面カバーのガス排出部（第１排気部），２５…上面カバーの平板部，２６…上面カバーのドレン孔，３１…ローターユニット，３２…連通口形成部材，３３…ＰＣＶバルブ，３４…ジョイント部，３５…ローター，３６…スピンドル，３７…スピンドルシャフト，３７ａ…オイル供給路，３８…分離ディスク，３９…上部ホルダ，４０…下部ホルダ，４１…連結アーム，４２…ノズル，４３…ノズル本体，４４…噴射孔，４５…下側収容室，４６…上側収容室，４７…連通口，４８…外周部，４９…テーパー部，５０…鍔部，５１…ダイヤフラム，５２…上側スプリング，５３…下側スプリング，５４…台座部，５５…大気連通部，５６…連通窓部，６１…キャップ部材のドーム部（区画部材），６２…キャップ部材の出口パイプ（第２排気部），６３…キャップ部材の流路規制片，６４…案内リブ

Claims (6)

  1. 　ローターを収容すると共に第１排気部が設けられた筒状のハウジングを有し、
    　前記ローターの回転中心側から処理対象ガスを導入することで、前記処理対象ガスに含まれているミスト状オイルを凝集させると共に、凝集させたオイルを前記ローターの外周縁から放出させ、
    　ミスト状オイルが分離された後の前記処理対象ガスを、前記第１排気部を通じて前記ハウジングから排出させるオイルセパレータであって、
    　前記第１排気部を前記ハウジングの外側から覆い、前記第１排気部の周囲に閉空間を区画する区画部材と、
    　前記区画部材に設けられ、当該区画部材によって区画された前記閉空間から前記処理対象ガスを排出させる第２排気部を有することを特徴とするオイルセパレータ。
  2. 　前記第１排気部は、前記閉空間に突出された筒状部材によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルセパレータ。
  3. 　前記区画部材は、半球形状に構成され、
    　前記第２排気部は、軸線が前記第１排気部の軸線から外れた位置に設けられた筒状部材であり、
    　前記区画部材の内表面における、前記第１排気部との対向位置と前記第２排気部の形成位置との間に、流路規制部を突設し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。
  4. 　前記区画部材の内表面に、前記区画部材における平面視の中心位置から放射方向へ複数のリブを突設したことを特徴とする請求項３に記載のオイルセパレータ。
  5. 　前記第１排気部は、ＰＣＶバルブの下流側流路を構成していることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載のオイルセパレータ。
  6. 　前記ローターの回転中心となるスピンドルと、
    　前記スピンドルを回転可能に支持すると共に、オイルを供給するためのオイル供給路が内側に形成されたスピンドルシャフトと、
    　前記スピンドルにおける前記ローターよりも下側の周面から突設され、オイルの噴射によって軸線を中心に前記スピンドルを回転させるノズルと、
    　前記スピンドルシャフトと前記ノズルの間に配置され、前記ハウジングの内部空間を、前記ノズルから噴射されたオイルを流下させると共に、外部から流入された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを一次分離する一次分離室と、前記ローターが配置され、前記ミスト状オイルが一次分離された前記処理対象ガスに含まれるミスト状オイルを二次分離する二次分離室とに区画し、かつ、前記一次分離室の前記処理対象ガスを前記二次分離室に案内する連通口を形成する連通口形成部材と、
    を有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のオイルセパレータ。
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