JPH10103039A

JPH10103039A - 吸熱エンジンブロックの抽気回路の為の浄化装置及びこの浄化装置を備えた抽気回路

Info

Publication number: JPH10103039A
Application number: JP9142490A
Authority: JP
Inventors: Angelo Stella; アンジェロ・ステラ; Franco Rossi; フランコ・ロッシ; Giancarlo Dellora; ジャンカルロ・デローラ
Original assignee: Iveco Fiat SpA; Pall Corp
Current assignee: Iveco SpA; Pall Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-04-21
Also published as: ITTO960473A0; DE69717714T2; EP0810352A1; ES2188820T3; US6047670A; IT1285384B1; EP0810352B1; ITTO960473A1; DE69717714D1

Abstract

(57)【要約】【課題】油と粒子の樹脂状付着物を形成させずブローバ
イガス通過部材の正確な動作を阻害せず、効率が良くて
負荷損失が少なく、詰まりを生じさせがない浄化装置及
びこの浄化装置を備えた抽気回路を提供することであ
る。【解決手段】吸熱エンジン１のブロック４の抽気回路１
４の為の浄化装置１５はブロックの内部からの浮遊した
油と粒子とを含むガスの流れを横切り油を凝集するフィ
ルタ部材２０を備えている。フィルタ部材２０は粒子の
通過を許容するが、粒子はフィルタ部材２０中で凝集さ
れまとめられた油に捕らわれる。粒子は油と共にフィル
タ部材２０中から排出されてフィルタ部材２０の詰まり
を回避させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、吸熱エンジンブ
ロックの抽気回路の為の浄化装置及びこの浄化装置を備
えた抽気回路に関係している。

【０００２】

【従来の技術】知られている如く、吸熱エンジンのブロ
ックには、このブロックの外側にいわゆる「ブローバ
イ」ガスを排出する為に適用された抽気回路が設けられ
ており、ブローバイガスは即ち、シリンダによりピスト
ン部材を介してブロック中に引き下げられたガスであ
る。抽気はブロック中の圧力の増加を防止するとともに
ピストンの動きによる容積変動を補うことの両者の為に
必要である。

【０００３】ブローバイガスは、最終的に霧状にされた
油粒子と、数μｍ，典型的には５μｍと８μｍとの間、
の単位の直径を有している未燃焼カーボン材料（粒子）
と、を含んでいる。

【０００４】抽気回路は開放形式、即ちブローバイガス
を大気中に排出する形式、の場合、環境及び健康保護
（粒子が発癌性の効果を有している）上の明白な理由か
ら、油と粒子とを分離しなければならない。

【０００５】よりしばしば、また法規上の理由から、抽
気回路は閉塞形式であり、粒子の完全燃焼を確実にする
為にブローバイガスをエンジンの吸気側に再循環させて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場合
にも、油と粒子の分離が問題を生じさせている。それ
は、ガスがシリンダに到達する前に通過する部材（特
に、弁や、そして、ターボチャージャー付きエンジンの
場合には、空気圧縮器やインタークーラに、そしてイン
タークーラでは熱交換を大きく減少させる）上に油と粒
子が樹脂状付着物を形成する傾向にあり、これらの部材
の正確な動作を阻害するからである。さらに、触媒装置
付きのエンジンでは、吸気側に再循環されたどのような
エンジンオイルの燃焼も触媒装置及びラムダ測定子に損
害を与えている。

【０００７】例えば、衝撃分離器が知られていて、ここ
ではガスの流れが壁により流れの方向を急速に変更され
るが；この形式の分離器は、しかしながら、粒子の分離
に関しては非常に効率が悪い。何故ならば、粒子の平均
寸法が非常に小さく、そして非常にかさ張るからであ
る。従来の形式のフィルタ部材の使用はまた、粒子を分
離する充分な保持力を有しているとはいうものの、フィ
ルタ部材を通過することによる負荷の損失が好ましくな
い程高く、そしてさらにフィルタ部材が急速に詰まって
しまうので、不満足であることが分かっている。

【０００８】この発明の目的は、上述した如き従来良く
知られている浄化装置に関連する欠点、即ち油と粒子に
樹脂状付着物を形成させることがなくてガスが通過する
部材の正確な動作を阻害することがなく、しかも効率が
良くて負荷の損失が少なく、さらには詰まりをなかなか
生じさせることがない、吸熱エンジンブロックの抽気回
路の為の浄化装置及びこの浄化装置を備えた抽気回路を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的は、浮遊してい
る油及び粒子を含んでいるガスの排出の為の吸熱エンジ
ンブロックの為の抽気回路に関連しているこの発明によ
り達成され、この抽気回路は、ブロックの内部に連結さ
れる入口と、出口と、入口と出口との間に介在されて所
定の方向に流れるガスが通過するフィルタ部材と、を備
えており、このフィルタ部材は油を凝集させる凝集フィ
ルタであることを特徴としている。

【００１０】この発明はまた、吸熱エンジンのブロック
の内部に連結されて浮遊している油と粒子とを含んでい
るガスを受け入れる入口と、出口と、この入口と出口と
の間に介在されて所定の方向に流れるガスが横断するフ
ィルタ部材と、を備えており、フィルタ部材が油を凝集
させる凝集フィルタであることを特徴とする、吸熱エン
ジンのブロックの抽気回路の為の浄化装置に関係してい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１において吸熱エンジン１は、
複数のシリンダ３を規定している頭部２と、潤滑油を保
持するようにされている容器５と、を備えている。吸熱
エンジン１は、従来の形式の入口フィルタ７と、タービ
ン（図示しない）に連結されているターボチャージャー
圧縮機８と、インタークーラー９と、吸気マニホルド１
０と、を相互に順番に備えている、吸気回路６を備えて
いる。吸気回路６は、従来知られているのでこれ以上説
明しない。

【００１２】吸熱エンジン１のブロック４にはまた、い
わゆる「ブローバイ」ガス、即ちシリンダと対応するピ
ストン（図示しない）との間に引き下ろされたガスであ
る、をブロック４から外部に排出するための抽気回路１
４も設けられている。

【００１３】これらのガスは、浮遊している精細に霧状
にされた油の粒子を含んでいるとともに、部分的に燃焼
されていない燃焼生成物及び通常は油に含まれている固
体不純物により形成されている炭質性が優勢な固体粒子
を含んでいる。これらの粒子の寸法は典型的には５μｍ
と８μｍとの間である。

【００１４】抽気回路１４は閉鎖形式であることが好ま
しく、ブロック４の内部を入口フィルター７の下流で吸
気回路６に連結している。

【００１５】抽気回路１４は、導管１７によりブロック
４に連結された入口１６と、導管１９により吸気回路６
に連結された出口１８と、を備えている。

【００１６】この発明に従えば、浄化装置１５は入口１
６と出口１８との間に介在された凝集形式のフィルタ部
材２０を備えている。

【００１７】フィルタ部材２０は、精細に霧状にされた
油粒子を凝集によりまとめるとともに固体粒子を（フィ
ルタにではなく）除去するよう適用されている。

【００１８】この目的に適したフィルタは、不織人工ポ
リマー微小繊維の塊により形成されている。この繊維
は、繊維対繊維接着剤を実質的に使用しておらず、もつ
れや織り合わせにより相互に機械的に連結されている。
この繊維の塊は実質的に一定の空間容積を有している。

【００１９】繊維の塊は、中心部２０ｂと中心部２０ｂ
の両側の上流部２０ａ及び下流部２０ｃとにより形成さ
れており、上流部２０ａ及び下流部２０ｃの繊維の直径
は中心部２０ｂの繊維の直径よりも大きい。このような
配置の効果は、上流側と下流側に比較的凝集作用を有す
る排油層を創出するとともに、絶対保持力を有している
中間層を創出することである。絶対保持力は５μｍと７
０μｍとの間であることが出来、好ましくは８μｍと３
０μｍとの間であることが出来、特に好ましくは２０μ
ｍである。絶対保持力は、粒子が繊維の塊中に保持され
ないよう選択される。

【００２０】繊維の塊はどのような都合の良い構成をも
有することが出来ることが好ましい。

【００２１】種々の可能性が英国特許第２，２４７，８
４９号中に図示されている。１つの可能性は、絶対保持
力を伴った部分にフィルタ部材の上流側表面を形成させ
るとともに、ただ１つの凝集層にフィルタ部材の下流側
表面を形成させることである。上流側表面の絶対保持力
を伴った層から下流側表面の凝集層まで繊維の塊の厚さ
を通じて繊維の塊の構造を連続して変化させることもま
た出来る。

【００２２】これらの構造を伴った繊維の塊は、汚れに
対する高い抵抗を伴った深いフィルタ手段を形成する。

【００２３】このフィルタ手段の例が、「プロファイル
スター（PROFILE STAR）」の商業名でパル会社（Pall
Corporation) により市販されている。

【００２４】繊維の塊は種々の方法で形作ることが出来
る。例えば、側方密封を持たない襞付の円筒形状である
ことが出来る。図２に示す如く、しかしながら、繊維の
塊は襞付の薄板として形成することも出来る。

【００２５】浄化装置１５は、フィルタ部材２０の下流
側に配置され導管２５によりブロック４の下方領域に連
結された排油出口２４を有している。

【００２６】抽気回路１４の動作及び、特に、浄化装置
１５の動作は、以下の通り。

【００２７】浮遊している油及び粒子を伴ったブローバ
イガスは（黒白矢印により示されている如く）導管１７
を通過して浄化装置１５中に流れる。油の粒子はフィル
タ部材２０中に入り込み、フィルタ部材２０で凝集され
ることによりまとめられ、下流側表面にまで流れ出るこ
とが阻止されるのに充分な寸法の滴を形成する。これに
より油はフィルタ部材２０の基部に向かい滴下し排油出
口２４及び導管２５を介してブロック４の下方領域中に
再循環され、容器５中に滴下される。

【００２８】浮遊している油は典型的には略２乃至略３
グラム／毎時の割合で浄化装置に入る。上述した如き形
式の特定の試験的な形態において浄化装置１５には、
０．１ｍ²の薄板表面積を有しているフィルタ媒体の襞
付薄板の形状をしたフィルタ部材２０が装着されてい
る。この形態においては、浄化装置１５中への２グラム
／毎時の油の流入が観察され、出口を通過した油は０．
３グラム／毎時であった。即ち、この浄化装置１５はブ
ローバイガスから油を略８５％除去したことになり、除
去された油は排油出口２４を介してブロック４中に再循
環された。

【００２９】油の無い状態では、上述した如くフィルタ
部材２０の通過し易い粒子は、フィルタ部材２０中で凝
集によりまとめられた油の滴上に捕らへられ、そして油
と共にブロック中に再循環される。油及び粒子のこの流
れは図１及び２において黒い矢印により示されている。

【００３０】油及び粒子が取り除かれたガスは（白い矢
印で示す如く）浄化装置１５の出口１８及び導管１９を
通過して吸気回路６中に再循環される。

【００３１】この発明によって得ることが出来る利点
は、抽気回路１４の特徴を調べることにより、そして、
特に、この発明に従って実施化された浄化装置の特徴を
調べることにより、証明される。

【００３２】凝集形式のフィルタ部材を使用することに
より、ブローバイガスの流れから油と粒子とを効率良く
分離することが出来るようになり、負荷の損失も非常に
少なく、さらに嵩やコストも非常に減少された。さらに
は、粒子の通過を許容するような絶対保持力を伴ったフ
ィルタ部材を使用することにより、粒子がフィルタ部材
に集積せずに油により除去されるのでフィルタ部材の詰
まりを避けることが可能になっている。

【００３３】この発明の特許請求の範囲から外れないよ
うな変形を抽気回路１４や浄化装置１５に実施すること
は可能である。抽気回路１４は、例えば、開放形式であ
って、外部空間に連通させることも出来る。さらに、フ
ィルタ部材２０の形状はいかなる形式であっても良く、
例えば半径方向流れを伴った円筒形状カートリッジであ
っても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
この発明に従った、吸熱エンジンブロックの抽気回路の
為の浄化装置及びこの浄化装置を備えた抽気回路によれ
ば：前述した如き従来良く知られている浄化装置に関連
する欠点、即ち油と粒子に樹脂状付着物を形成させるこ
とがなくてガスが通過する部材の正確な動作を阻害する
ことがなく、しかも効率が良くて負荷の損失が少なく、
さらには詰まりをなかなか生じさせることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸熱エンジン及びこの吸熱エンジンのブロック
に接続されている、この発明の実施の形態に従った浄化
装置を備えた抽気回路を概略的に示す図である。

【図２】図１の浄化装置の拡大された縦断面図を浄化装
置のフィルタ部材の一部の拡大された断面とともに示す
図である。

【符号の説明】１吸熱エンジン４ブロック６吸気回路１４抽気回路１５浄化装置１６入口１８出口１９導管（連結手段）２０フィルタ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アンジェロ・ステライタリア国、20088 ロザッテ、ビア・カルドゥッチ 13 (72)発明者フランコ・ロッシイタリア国、20125 ミラノ、ビア・レグッツオーニ９ (72)発明者ジャンカルロ・デローライタリア国、10036 セッチモ・トリネセ、ビア・トリノ 42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸熱エンジン（１）のブロック（４）の
内部に連結される入口（１６）と、出口（１８）と、こ
の入口（１６）と出口（１８）との間に介在されて所定
の方向に流れるガスが横断するフィルタ部材（２０）
と、を備えており、フィルタ部材（２０）が油を凝集さ
せる凝集フィルタであることを特徴とする、浮遊してい
る油と粒子とを含んでいるガスの排出の為の吸熱エンジ
ン（１）のブロック（４）の為の抽気回路（１４）。
【請求項２】フィルタ部材（２０）は、粒子がフィル
タ部材（２０）中を通過出来る程度の絶対的な保持力を
有している、ことを特徴としている請求項１に記載の抽
気回路。
【請求項３】フィルタ部材（２０）が、５μｍと７０
μｍとの間の絶対的な保持力を有しており、好ましくは
８μｍと３０μｍとの間の絶対的な保持力を有してい
る、ことを特徴としている請求項２に記載の抽気回路。
【請求項４】フィルタ部材（２０）が、２０μｍの絶
対的な保持力を有している、ことを特徴としている請求
項３に記載の抽気回路。
【請求項５】フィルタ部材（２０）が、絶対的な保持
力をフィルタ部材（２０）の上流側表面に有している、
ことを特徴としている請求項３または４に記載の抽気回
路。
【請求項６】フィルタ部材（２０）が、中央ろ過層に
絶対的な保持力を有しているとともに、中央ろ過層の上
流側と下流側とに比較的凝集作用を有する対応した排油
層を伴っている、ことを特徴としている請求項３または
４に記載の抽気回路。
【請求項７】フィルタ部材（２０）の出口をエンジン
（１）の吸気回路（６）に連結する為の連結手段（１
９）を備えている、ことを特徴としている請求項１乃至
６のいずれか１項に記載の抽気回路。
【請求項８】フィルタ部材（２０）では、凝集されま
とめられた油が粒子を捕らえ、粒子は凝集されまとめら
れた油とともにフィルタ部材（２０）から排出される、
ことを特徴としている請求項１乃至７のいずれか１項に
記載の抽気回路。
【請求項９】フィルタ部材（２０）が、繊維対繊維接
着剤を実質的に使用せずにもつれや織り合わせにより相
互に機械的に連結されている不織人工ポリマー微小繊維
の塊により形成されている、ことを特徴としている請求
項１乃至８のいずれか１項に記載の抽気回路。
【請求項１０】浄化装置（１５）がガスから油の少な
くとも８５％を取り除くよう適用されている、ことを特
徴としている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の抽
気回路。
【請求項１１】吸熱エンジン（１）のブロック（４）
の内部に連結されて浮遊している油と粒子とを含んでい
るガスを受け入れる入口（１６）と、出口（１８）と、
この入口（１６）と出口（１８）との間に介在されて所
定の方向に流れるガスが横断するフィルタ部材（２０）
と、を備えており、フィルタ部材（２０）が油を凝集さ
せる凝集フィルタであることを特徴とする、吸熱エンジ
ン（１）のブロック（４）の抽気回路（１４）の為の浄
化装置（１５）。
【請求項１２】フィルタ部材（２０）は、粒子がフィ
ルタ部材（２０）を通過出来る程度の絶対的な保持力を
有している、ことを特徴とする請求項１１に記載の浄化
装置。
【請求項１３】フィルタ部材（２０）が、５μｍと７
０μｍとの間の絶対的な保持力を有しており、好ましく
は８μｍと３０μｍとの間の絶対的な保持力を有してい
る、ことを特徴としている請求項１２記載の浄化装置。
【請求項１４】フィルタ部材（２０）が、２０μｍの
絶対的な保持力を有している、ことを特徴としている請
求項１３に記載の浄化装置。
【請求項１５】フィルタ部材（２０）が、中央ろ過層
に絶対的な保持力を有しているとともに、中央ろ過層の
上流側と下流側とに比較的凝集作用を有する対応した排
油層を伴っている、ことを特徴としている請求項１３ま
たは１４に記載の浄化装置。
【請求項１６】フィルタ部材（２０）が、絶対的な保
持力をフィルタ部材（２０）の上流側表面に有してい
る、ことを特徴としている請求項１２乃至１４のいずれ
か１項に記載の浄化装置。
【請求項１７】フィルタ部材（２０）では、凝集され
まとめられた油が油上に粒子を捕らえ、粒子は凝集され
まとめられた油とともにフィルタ部材（２０）から排出
される、ことを特徴としている請求項１１乃至１６のい
ずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項１８】フィルタ部材（２０）が、繊維対繊維
接着剤を実質的に使用せずにもつれや織り合わせにより
相互に機械的に連結されている不織人工ポリマー微小繊
維の塊により形成されている、ことを特徴としている請
求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項１９】浄化装置（１５）がガスから油の少な
くとも８５％を取り除くよう適用されている、ことを特
徴としている請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載
の浄化装置。