JP5504934B2 - オイルセパレータ - Google Patents

Description

この発明は、エンジンにおいて、ブローバイガスよりなるオイルミスト含有ガスからオイルミストを分離するためのオイルセパレータに関するものである。

一般に、エンジンにおいては、燃焼室からクランクケース内へ流出するブローバイガスを、大気中に放出することなく回収するためのＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）が設けられている。そして、このＰＣＶによりブローバイガスをクランクケースから吸気系統に戻して、ブローバイガスの燃焼が行われるようになっている。この場合、ブローバイガス中にはオイルが微小粒子（オイルミスト）となって存在するので、ブローバイガスをそのまま燃焼することなく、ブローバイガスからオイルミストを分離してクランクケース内に戻すように、オイルセパレータが用いられている。

従来のこの種のオイルセパレータとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、ハウジングの内部にオイルミスト含有ガスが流れるガス通路が形成されている。ハウジング内のガス通路中には隔壁が設けられ、その隔壁の一部にはガス流を増速させるためのオリフィスが形成されている。ハウジング内においてオリフィスの下流側には、ガス流が衝突する衝突板が対向配置されている。そして、オリフィスを通過したガスが衝突板に衝突することにより、ガスに含まれるオイルミストが分離される。

特開２００８−１５７０４７号公報

ところで、この従来のオイルセパレータにおいては、隔壁と正対する衝突板の面に上下方向に延長された矩形波形状の凹凸面が形成されて、ガスに対する衝突板の接触面積が拡大されるようになっている。そして、衝突板で分離されたオイルが下側に流れ落ちる。一方、衝突板の下端とオイルセパレータのハウジングの下部内側面との間に間隙が形成され、オイル分離後のガスがこの間隙を通り抜ける。このため、分離されたオイルが衝突板の下端から流れ落ちる際に、前記間隙を通るガス流中に再飛散して、つまりガス流に再混入して、オイルミストの分離性能が低下するという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、分離されたオイルがガス流中に再飛散することを抑制することができて、オイルの分離性能を向上させることができるオイルセパレータを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、ハウジングの内部にオイルミスト含有ガスが流れる通路を形成したオイルセパレータにおいて、前記通路の一部にガス流を増速させるためのオリフィスを設け、そのオリフィスの下流側にオイルミスト含有ガスが衝突するための衝突面を設け、前記衝突面にはオリフィスと対向するとともに、上下方向に延長された凹部を形成し、前記衝突面の側端と前記ハウジングの内側面との間には、オイル分離後のガスが通り抜けるための間隙を設け、前記凹部間の凸部の先端を尖鋭状に形成したことを特徴としている。
また、ハウジングの内部にオイルミスト含有ガスが流れる通路を形成したオイルセパレータにおいて、前記通路の一部にガス流を増速させるためのオリフィスを設け、そのオリフィスの下流側にオイルミスト含有ガスが衝突するための衝突面を設け、前記衝突面にはオリフィスと対向するとともに、上下方向に延長された凹部を形成し、前記衝突面の側端と前記ハウジングの内側面との間には、オイル分離後のガスが通り抜けるための間隙を設け、前記凹部の奥部に撥水・撥油処理を施すとともに、凹部の開口側に親水・親油処理を施したことを特徴としている。

従って、この発明のオイルセパレータにおいては、ガス通路を流れるオイルミスト含有ガスがオリフィスを通過して増速された状態で凹部に衝突することにより、そのガス中のオイルミストが凹部に付着して分離される。この場合、分離されたオイルが凹部内で流れ落ちるとともに、オイル分離後のガスは間隙に向かって側方（横方向）に流れるため、そのオイルがガス流により再飛散することを抑制することができる。よって、オイルの分離性能を向上させることができる。

前記の構成において、前記オリフィス及び凹部をそれぞれ複数設けるとよい。
前記の構成において、前記凹部を奥部側に向かって収束する形状に形成することが好ましい。

以上のように、この発明によれば、分離されたオイルがガス流により再飛散することを抑制することができて、ガス中のオイルの分離性能を向上させることができるという効果を発揮する。

第１実施形態のオイルセパレータを示す要部断面図。 図１の２−２線における断面図。 図２の一部を拡大して示す部分断面図。 第２実施形態のオイルセパレータを示す部分断面図。 第３実施形態のオイルセパレータを示す部分断面図。 第４実施形態のオイルセパレータを示す部分断面図。

（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化したオイルセパレータの第１実施形態を、図１〜図３に従って説明する。

図１及び図２に示すように、この実施形態のオイルセパレータ１１は、エンジンにおける合成樹脂製（例えば、ナイロン６−６）のシリンダヘッドカバー１２上に配置されている。オイルセパレータ１１のハウジング１３はほぼ四角箱形状をなし、シリンダヘッドカバー１２と一体に形成されている。ハウジング１３の一側における底壁１３ａには、エンジンのクランク室に連通するガス流入口１４が形成されている。ハウジング１３の他側における上壁１３ｂには、エンジンの吸気側に連通するガス流出口１５が形成されている。そして、ガス流入口１４とガス流出口１５との間において、ハウジング１３内には、オイルミスト含有ガスであるブローバイガスが流れるガス通路１６が形成されている。

前記ハウジング１３の底壁１３ａには、第１分離板１７がガス流入口１４の近傍に位置するように一体に立設され、その第１分離板１７の上端縁とハウジング１３の上壁１３ｂとの間には間隙１８が形成されている。ハウジング１３の上壁１３ｂには、第２分離板１９が第１分離板１７の下流側に位置するように一体に垂下され、その第２分離板１９の下端縁とハウジング１３の底壁１３ａとの間には間隙２０が形成されている。ハウジング１３の底壁１３ａには、第３分離板２１が第２分離板１９の下流側に位置するように一体に立設され、その第３分離板２１の上端縁とハウジング１３の上壁１３ｂとの間には間隙２２が形成されている。

そして、前記第１〜第３分離板１７，１９，２１及び間隙１８，２０，２２によって、ハウジング１３内にガス通路１６の一部が蛇行した状態で形成される。また、第１〜第３分離板１７，１９，２１におけるガス通路１６の上流側の各側面は、ブローバイガスに含まれる粒径の大きいオイルミストを付着して分離するための分離面１７ａ，１９ａ，２１ａとなっている。さらに、第１及び第３分離板１７，２１の下端部には、分離面１７ａ，２１ａにより捕捉されて流下するオイルをガス通路１６の下流側に導くための小孔１７ｂ，２１ｂが形成されている。

図２及び図３に示すように、前記ハウジング１３内のガス通路１６中には、隔壁２３が第３分離板２１の下流側に位置するように一体に形成されている。隔壁２３には、ブローバイガスのガス流を増速させるための複数のオリフィス２４が横方向及び縦方向に並べて貫設されている。ハウジング１３の底壁１３ａと上壁１３ｂとの間には、衝突面を構成する衝突板２５が隔壁２３の下流側に位置するように一体に立設され、その衝突板２５の両側端とハウジング１３の側壁１３ｃの内面との間にはガス通路１６を確保するための間隙２６が形成されている。

前記衝突板２５において各オリフィス２４と正対する面には、オリフィス２４からのガス流が衝突する複数の凹部２５ａが形成されている。これらの凹部２５ａは、縦方向に配列されたオリフィス２４と対向するように、上下方向へ溝状に延長して形成されている。また、凹部２５ａは奥側に向かって収束するように、断面三角形状に形成されるとともに、凹部２５ａ間の凸部２５ｂは先端が尖鋭状に形成されている。そして、各オリフィス２４を通過したガスが凹部２５ａに衝突することにより、ガスに含まれる粒径の小さいオイルミストが凹部２５ａに付着して分離される。

図１に示すように、前記隔壁２３の下端部には、第１〜第３分離板１７，１９，２１の分離面１７ａ，１９ａ，２１ａにより捕捉されて流下したオイルをガス通路１６の下流側に導くための小孔２３ａが形成されている。衝突板２５の下端部には、凹部２５ａにより捕捉されて流下したオイルをガス通路１６の下流側に導くための小孔２５ｃが形成されている。

前記ハウジング１３の底壁１３ａには、オイル排出口２７が衝突板２５の下流側に位置するように形成されている。そして、第１〜第３分離板１７，１９，２１の分離面１７ａ，１９ａ，２１ａ及び衝突板２５の凹部２５ａで分離されて底壁１３ａの上面に流れ落ちるオイルが、このオイル排出口２７からシリンダヘッドカバー１２の内部に回収されて、図示しないオイルパンに戻され、カム軸等の可動部の潤滑等に供される。

次に、前記のように構成されたオイルセパレータ１１の作用を説明する。
さて、エンジンが運転されると、その運転にともなって発生するエンジン吸気側の負圧によりブローバイガスが図１に示すガス流入口１４からハウジング１３内に導入され、ガス通路１６に沿ってガス流出口１５側に流れる。そして、ガス流入口１４からガス通路１６に流入したブローバイガスが第１〜第３分離板１７，１９，２１の作用により、それらの端縁とハウジング１３との間の間隙１８，２０，２２を通して蛇行状に流れる。この過程において、ブローバイガスに残留する粒径の大きいオイルミストがハウジング１３の上壁１３ｂの内面、第１〜第３分離板１７，１９，２１の分離面１７ａ，１９ａ，２１ａ等に付着して分離される。

そして、第１〜第３分離板１７，１９，２１の各分離面１７ａ，１９ａ，２１ａによって分離されたオイルは、第１，第３分離板１７，２１、隔壁２３及び衝突板２５の下端部に形成された小孔１７ｂ，２１ｂ，２３ａ，２５ｃを通して、ガス通路１６の下流側に流れ、オイル排出口２７に導かれる。

さらに、前記第３分離板２１の上端縁とハウジング１３の上壁１３ｂとの間の間隙２２を通過したブローバイガスは、隔壁２３の各オリフィス２４を通して増速され、衝突板２５の凹部２５ａに向かって吹き付けられる。そして、ガスが凹部２５ａの内面に衝突することにより、そのガスに含まれる粒径の小さいオイルミストが凹部２５ａに付着して分離される。この場合、分離されたオイルミストが凹部２５ａによって囲まれたところに位置した状態にあるため、そのオイルミストがガス流により再飛散するおそれがなく、速やかにハウジング１３の底壁１３ａ上に流れ落ちる。

そして、前記衝突板２５から流れ落ちたオイルは、衝突板２５の下端部に形成された小孔２５ｃを通してガス通路１６の下流側に流れ、オイル排出口２７から排出される。これに対して、オイルミストが分離されたブローバイガスは、衝突板２５の側端とハウジング１３の内面との間の間隙２６を通ってガス流出口１５からエンジンの吸気側に戻される。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） このオイルセパレータにおいては、オイルミスト含有ガスが流れるガス通路１６の一部にガス流を増速させるためのオリフィス２４が設けられている。オリフィス２４の下流側にはガス流が衝突する衝突板２５が設けられ、その衝突板２５にはオリフィス２４に対向する凹部２５ａが形成されている。このため、衝突板２５の凹部２５ａで捕捉されたオイルが、その凹部２５ａによって囲まれた位置内において流れ落ちる。よって、そのオイルがガス流により再飛散することを抑制することができて、オイルの分離性能を向上させることができる。

（２） このオイルセパレータにおいては、前記オリフィス２４及び凹部２５ａが横方向及び縦方向に並べて複数箇所に設けられている。このため、オイルミストの捕捉を複数箇所において行うことができて、オイルの分離性能を一層向上させることができる。

（３） このオイルセパレータにおいては、前記凹部２５ａが上下方向へ溝状に延長して形成されている。このため、分離されて捕捉されたオイルミストを、溝状の凹部２５ａに沿って円滑に流下させることができて、オイルの分離性能を一層向上させることができる。

（４） このオイルセパレータにおいては、凹部２５ａが断面三角形状をなしているため、オリフィス２４側が拡開されている。従って、オリフィス２４からのガス流が凹部２５ａの内面全体にほぼ確実に衝突し、オイル分離が有効に行われる。

（５） このオイルセパレータにおいては、凹部２５ａ間の凸部２５ｂの先端が尖鋭状に形成されている。従って、凸部２５ｂの先端にオイルが付着することはほとんどなく、このため、衝突板２５に一旦付着したオイルがガス流によって再飛散されることを防止できて、オイルの分離効率が悪化することを回避できる。

（６） このオイルセパレータにおいては、衝突板２５によって分離されたオイルは下方へ流れ、オイルが分離されたガス流は間隙２６に向かって横方向に流れる。従って、ガス流によって分離されたオイルがガス中に再飛散されることを防止できて、前記と同様にオイルの分離効率が悪化することを回避できる。

（７） このオイルセパレータにおいては、オイルミスト含有ガスのガス通路１６中に、複数の分離板１７，１９，２１よりなるオイル分離構成と、オリフィス２４及び凹部２５ａよりなるオイル分離構成とが配置されている。このため、両オイル分離構成により、ガスに含まれる粒径の大きいオイルミストと粒径の小さいオイルミストとを順に分離して回収することができて、オイルの分離性能を一層向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、この発明を具体化したオイルセパレータの第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第２実施形態においては、図４に示すように、衝突板２５上の各凹部２５ａの奥部に撥水・撥油処理２９が施されている。この撥水・撥油処理２９は、フッ素樹脂等の撥水・撥油性を有する材料をコーティングすることにより構成されている。衝突板２５における各凹部２５ａの開口側には、親水・親油処理３０が施されている。この親水・親油処理３０は、凹部２５ａの開口側に親水・親油性を有する材料をコーティングすることにより構成されている。

従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（７）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（８） このオイルセパレータにおいては、前記凹部２５ａの奥部に撥水・撥油処理２９が施されるとともに、凹部２５ａの開口側に親水・親油処理３０が施されている。このため、凹部２５ａの奥部においては、分離されて捕捉されたオイルをガス流に基づくガス圧により滞留することなく親水・親油処理３０側に移動させることができる。そして、親水・親油処理３０の部分においては、同部分をオイルを同処理３０の部分に付着させて速やかに流下させることができる。よって、分離されたオイルがガス流により再飛散することを効果的に抑制することができて、オイルの分離性能を一層向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、この発明を具体化したオイルセパレータの第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

さて、この第３実施形態においては、図５に示すように、衝突板２５上の各凹部２５ａの深さＨが、凹部２５ａの上端から下端にかけて次第に大きくなるように形成されている。

従って、この第３実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（７）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（９） このオイルセパレータにおいては、凹部２５ａの深さＨが上端から下端にかけて次第に大きくなるように形成されているため、分離捕捉されたオイルミストが凹部２５ａに沿って流下して、凹部２５ａの下端側ほどオイル量が多くなっても、オイルがガス流により再飛散することを効果的に抑制することができる。よって、オイルの分離性能を一層向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、この発明を具体化したオイルセパレータの第４実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

さて、この第４実施形態においては、図６に示すように、衝突板２５上の凹部２５ａの深さＨが、中央の凹部２５ａに比較して両側の凹部２５ａほど大きくなるように形成されている。

従って、この第４実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（１０） このオイルセパレータにおいては、中央の凹部２５ａに比較して両側の凹部２５ａほど深さＨが大きくなるように形成されているため、ガスが凹部２５ａに衝突した後に衝突板２５の両側端を回り込んで間隙２６側に流れる際に、そのガス流によりオイルが再飛散することを効果的に抑制することができる。よって、オイルの分離性能を一層向上させることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記第１，第３及び第４実施形態において、衝突板２５上の各凹部２５ａに、前記第２実施形態と同様な撥水・撥油処理２９及び親水・親油処理３０を施すこと。

・ 各実施形態において、各凹部２５ａの奥部に撥水・撥油処理２９のみを施し、親水・親油処理３０を設けないようにすること。
・ 前記各実施形態において、衝突板２５を不織布等のフィルタ材により構成すること。このように構成した場合には、ガスが衝突板２５の凹部２５ａに衝突した後に衝突板２５の内部（繊維間の隙間）を通過するため、オイルミストをフィルタ材の繊維によって捕捉できて、オイルミストの分離性能を一層向上させることができる。

１１…オイルセパレータ、１３…ハウジング、１４…ガス流入口、１５…ガス流出口、１６…ガス通路、１７，１９，２１…分離板、１７ａ，１９ａ，２１ａ…分離面、２３…隔壁、２４…オリフィス、２５…衝突板、２５ａ…凹部、２６…間隙、２９…撥水・撥油処理、３０…親水・親油処理。

Claims (4)

1. ハウジングの内部にオイルミスト含有ガスが流れる通路を形成したオイルセパレータにおいて、
   前記通路の一部にガス流を増速させるためのオリフィスを設け、そのオリフィスの下流側にオイルミスト含有ガスが衝突するための衝突面を設け、
   前記衝突面にはオリフィスと対向するとともに、上下方向に延長された凹部を形成し、
   前記衝突面の側端と前記ハウジングの内側面との間には、オイル分離後のガスが通り抜けるための間隙を設け、
   前記凹部間の凸部の先端を尖鋭状に形成したことを特徴とするオイルセパレータ。
2. ハウジングの内部にオイルミスト含有ガスが流れる通路を形成したオイルセパレータにおいて、
   前記通路の一部にガス流を増速させるためのオリフィスを設け、そのオリフィスの下流側にオイルミスト含有ガスが衝突するための衝突面を設け、
   前記衝突面にはオリフィスと対向するとともに、上下方向に延長された凹部を形成し、
   前記衝突面の側端と前記ハウジングの内側面との間には、オイル分離後のガスが通り抜けるための間隙を設け、
   前記凹部の奥部に撥水・撥油処理を施すとともに、凹部の開口側に親水・親油処理を施したことを特徴とするオイルセパレータ。
3. 前記オリフィス及び凹部をそれぞれ複数設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記凹部を奥部側に向かって収束する形状に形成したことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のオイルセパレータ。

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