(57)【要約】【課題】内燃機関の潤滑オイルの劣化を抑制しつつ潤滑オイル中に含まれる燃料成分を効率よく分離して空燃比のバランスの崩れを抑制することができる簡易な構造の油中希釈燃料分離装置を提供する。【解決手段】本装置１は、内燃機関（エンジン２）の潤滑オイルを貯留するオイル貯留部（オイルパン３）と、前記オイル貯留部内の潤滑オイルの上方側に設けられるバッフルプレート４と、前記バッフルプレートに設けられ、且つ、該バッフルプレートの上面側を通る潤滑オイルに含まれる燃料成分６を透過させて分離する分離部材５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の潤滑オイルを貯留するオイル貯留部と、
前記オイル貯留部内の潤滑オイルの上方側に設けられるバッフルプレートと、
前記バッフルプレートに設けられ、且つ、該バッフルプレートの上面側を通る潤滑オイルに含まれる燃料成分を透過させて分離する分離部材と、を備えることを特徴とする油中希釈燃料分離装置。
【請求項２】
前記分離部材を透過した前記燃料成分を前記オイル貯留部の外部に排出するための排出通路を更に備える請求項１記載の油中希釈燃料分離装置。
【請求項３】
前記排出通路内に負圧を発生させる負圧発生手段を更に備える請求項２記載の油中希釈燃料分離装置。
【請求項４】
前記分離部材に振動力を与える振動力付与手段を更に備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の油中希釈燃料分離装置。
【請求項５】
前記バッフルプレートの上面側は、所定量の潤滑オイルを溜め得るように受け皿状に形成されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の油中希釈燃料分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油中希釈燃料分離装置に関し、更に詳しくは、内燃機関の潤滑オイルの劣化を抑制しつつ潤滑オイル中に含まれる燃料成分を効率よく分離して空燃比のバランスの崩れを抑制することができる簡易な構造の油中希釈燃料分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の潤滑オイルの燃料成分の混入による希釈を抑制するため、その分離方法として、潤滑オイルを昇温させることにより燃料成分を気化させて分離する方法が知られている。（例えば、特許文献１及び２参照。）。
上記特許文献１には、内燃機関の潤滑回路内に設けられたオイルヒータにより、潤滑オイルの温度を上昇させて、潤滑オイルに混入した燃料や潤滑オイルに混入しようとする燃料のうち気化する燃料成分を増やすことが開示されている。
また、上記特許文献２には、オイルパン内の潤滑油を加熱するためのヒータをオイルパン底部に設けて潤滑油の温度調整を行い、燃料を気化させることが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９０５１３号公報
【特許文献２】特開２００４−３４００５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、自動車等のエンジンにおいて、燃焼室からクランク室へ漏れるブローバイガスを吸気系に還流して大気中への放出を防止するブローバイガス還流手段が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、上記特許文献１及び２では、潤滑オイル中の燃料成分をヒータで加熱して気化分離しているので、その気化分離された比較的大量の燃料成分がクランク室内のブローバイガス中に一度に混入して吸気系に還流されると、空燃比のバランスが崩れてノッキング等の異常燃焼を起こす恐れがある。また、潤滑オイルを２００℃程度まで昇温させれば、潤滑オイル自体が劣化してしまうという問題が発生する。しかも、上記特許文献１及び２のいずれの場合も潤滑回路内のオイル全体を加熱するようにしているので、ヒータが大掛かりな構成になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、内燃機関の潤滑オイルの劣化を抑制しつつ潤滑オイル中に含まれる燃料成分を効率よく分離して空燃比のバランスの崩れを抑制することができる簡易な構造の油中希釈燃料分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の通りである。
１．内燃機関の潤滑オイルを貯留するオイル貯留部と、
前記オイル貯留部内の潤滑オイルの上方側に設けられるバッフルプレートと、
前記バッフルプレートに設けられ、且つ、該バッフルプレートの上面側を通る潤滑オイルに含まれる燃料成分を透過させて分離する分離部材と、を備えることを特徴とする油中希釈燃料分離装置。
２．前記分離部材を透過した前記燃料成分を前記オイル貯留部の外部に排出するための排出通路を更に備える上記１．記載の油中希釈燃料分離装置。
３．前記排出通路内に負圧を発生させる負圧発生手段を更に備える上記２．記載の油中希釈燃料分離装置。
４．前記分離部材に振動力を与える振動力付与手段を更に備える上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の油中希釈燃料分離装置。
５．前記バッフルプレートの上面側は、所定量の潤滑オイルを溜め得るように受け皿状に形成されている上記１．乃至４．のいずれか一項に記載の油中希釈燃料分離装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の油中希釈燃料分離装置によると、バッフルプレートに設けられた分離部材によって、バッフルプレートの上面側を通る潤滑オイルに含まれる燃料成分が透過分離される。これにより、従来のように、潤滑オイル中の燃料成分をヒータで加熱して気化分離するものに比べて、内燃機関の潤滑オイルの劣化を抑制しつつ潤滑オイル中に含まれる燃料成分を効率よく分離して空燃比のバランスの崩れを抑制することができる。また、装置全体を簡易な構造とすることができる。
また、前記分離部材を透過した前記燃料成分を前記オイル貯留部の外部に排出するための排出通路を更に備える場合は、燃料成分をより確実にオイル貯留部の外部に排出することができる。
また、前記排出通路内に負圧を発生させる負圧発生手段を更に備える場合は、分離部材において潤滑オイルから燃料成分を吸引することができるので、燃料成分をより効率よく分離することができる。
また、前記分離部材に振動力を与える振動力付与手段を更に備える場合は、分離部材を篩のように振動させることにより潤滑オイルから燃料成分を振るい落とすことができるので、燃料成分をより効率よく分離することができる。
さらに、前記バッフルプレートの上面側は、所定量の潤滑オイルを溜め得るように受け皿状に形成されている場合は、潤滑オイルを一旦溜めて燃料成分を分離することができるので、分離部材上を単に流れるよりも燃料成分を効率よく分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
１．油中希釈燃料分離装置
本実施形態１．に係る油中希釈燃料分離装置は、以下に述べるオイル貯留部、バッフルプレート、及び分離部材を備えている。この油中希釈燃料分離装置は、例えば、後述する排出通路及び／又は振動力付与手段を更に備えることができる。
【０００９】
上記「オイル貯留部」は、内燃機関の潤滑オイルを貯留する限り、その構造、大きさ、形状、材質、設置形態、数量などは特に問わない。
【００１０】
上記「バッフルプレート」は、オイル貯留部内の潤滑オイルの上方側に設けられる限り、その構造、大きさ、形状、材質、設置形態、数量などは特に問わない。このバッフルプレートは、通常、オイル貯留部内のオイルの液面の上方を覆うように設けられており、オイル貯留部のオイルが上方に飛び跳ねることを防止する機能を有している。
上記バッフルプレートの上面側は、例えば、所定量の潤滑オイルを溜め得るように受け皿状に形成されていることができる。
【００１１】
上記「分離部材」は、バッフルプレートに設けられ、且つ、該バッフルプレートの上面側を通る潤滑オイルに含まれる燃料成分を透過させて分離する限り、その構造、大きさ、形状、材質、設置形態、分離形態、数量などは特に問わない。
【００１２】
上記分離部材としては、例えば、（１）燃料成分を透過可能な多数の細孔を有する分離膜部からなる形態、（２）燃料成分を透過可能な多数の細孔を有する分離膜部と、この分離膜部を支持し且つ分離膜部の細孔の径よりも大きい多数の細孔を有する支持体部とを有する形態等を挙げることができる。
【００１３】
上記（１）（２）形態において、上記分離膜部の細孔径（平均細孔径）は、例えば、５〜５０ｎｍ（好ましくは１０〜２０ｎｍ）であることができる。また、この分離膜部の厚さは、例えば、１００ｎｍ以下であることができる。さらに、この分離膜部の材質としては、例えば、セラミック、樹脂、ゴム等を挙げることができる。
上記（２）形態において、上記支持体部の厚さは、例えば、０．１〜１００ｍｍ（好ましくは１〜３ｍｍ）であることができる。さらに、この支持体部の材質としては、例えば、セラミック、樹脂、ゴム等を挙げることができる。
【００１４】
上記「排出通路」は、上記分離部材を透過した燃料成分をオイル貯留部の外部に排出するための通路である限り、その構造、大きさ、形状、材質、設置形態、数量などは特に問わない。この排出通路の一端側は、例えば、燃料成分を貯留する貯留タンクに接続されたり、内燃機関の吸気管に接続されたりすることができる。
【００１５】
上記排出通路を備える場合、この排出通路内に負圧を発生させる負圧発生手段を更に備えることが好ましい。この負圧発生手段としては、例えば、ポンプを使用したり、内燃機関の吸気系の負圧を利用したりすることができる。
【００１６】
上記「振動力付与手段」は、上記分離部材に振動力を与える限り、その構造、大きさ、形状、材質、設置形態、振動形態、数量などは特に問わない。この振動力付与手段としては、例えば、内燃機関の駆動力を振動力として分離部材に伝達する構造としたり、内燃機関の駆動力とは別の振動発生源（例えば、振動モータ等）の振動力を分離部材に伝達する構造としたりすることができる。
【実施例】
【００１７】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
なお、本実施例では、本発明に係る「内燃機関」として、燃焼室内に燃料噴射弁が配置され気筒内周面に直接燃料を噴射する直噴式エンジン（以下、単に「エンジン」とも略記する。）を例示する。
【００１８】
（１）油中希釈燃料分離装置の構成
本実施例に係る油中希釈燃料分離装置１は、図１に示すように、ウェットサンプ式エンジン２（以下、単に「エンジン」と略記する。）に設けられている。この油中希釈燃料分離装置１は、エンジン２の潤滑オイルを貯留するオイルパン３（本発明に係る「オイル貯留部」として例示する。）と、オイルパン３内のオイルの上方側に設けられるバッフルプレート４と、バッフルプレート４に設けられる分離部材５と、この分離部材５を透過した燃料成分６をオイル貯留部３の外部に排出するための排出通路７と、を備えている。
【００１９】
上記バッフルプレート４は、オイルパン３内のオイルの液面上方を覆うように略水平に設けられている。このバッフルプレートにより、オイル貯留部のオイルが上方に飛び跳ねてクランクシャフト等に付着してしまうことが防止される。また、このバッフルプレート４の上面側は、所定量の潤滑オイルを溜め得るようにフランジ部４ａを備えた受け皿状に形成されている。
【００２０】
上記分離部材５は、図２に示すように、燃料成分６を透過可能な多数の細孔を有する上側の分離膜部１０と、この分離膜部１０の下面を支持し且つ分離膜部１０の細孔の径よりも大きい多数の細孔を有する下側の支持体部９とを有している。この分離膜部１０は、その細孔径（平均径）が２０ｎｍ程度とされており、その厚さが１００ｎｍ程度とされている。また、支持部材９は、その厚さが１．５ｍｍ程度とされている。
【００２１】
ここで、内燃機関に用いられるガソリン等の燃料は、その分子構造において、１つの分子あたり４〜１３個程度の炭素原子を有しているが、潤滑オイルの場合、１つの分子あたり２５個以上の炭素原子を有している。このような分子の構成の違いにより、燃料の分子径は分離膜部１０の細孔の径よりも小さく、潤滑オイルの分子径は分離膜部１０の細孔の径よりも大きいため、分離膜部１０により潤滑オイルに混合している燃料成分６を分離することができる。そして、支持体部９の細孔径は分離膜部１０の細孔径と比較して極めて大きいので、分離膜部１０を通過した燃料成分６は、分離膜部１０を通過するよりも小さい抵抗で支持体部９を通過することができる。
【００２２】
上記排出通路７の一端側は、バッフルプレート４の下面側の略中央部に接続されている。この排出通路７の他端側は、エンジン本体の外部に延びており、燃料成分を貯留する貯留タンク８に接続されている。また、この排出通路７の途中にはポンプ１１（本発明に係る「負圧発生手段」として例示する。）が配設されている。
【００２３】
（２）油中希釈燃料分離装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料分離装置１の作用について説明する。
なお、本実施例では、直噴式エンジン２を採用しているので、気筒内周面に付着した燃料が潤滑オイルに混ざりオイルパン３内の潤滑オイルが希釈され易い。特に、潤滑オイルの低温時（例えば、５０℃以下）には潤滑オイル中の燃料の気化がほとんどなく希釈燃料が比較的多い状態となる。一方、潤滑オイルの高温時（例えば、約１３０℃）には潤滑オイル中の大部分の燃料が気化されて希釈燃料が比較的少ない状態となる。
【００２４】
先ず、エンジン２の上部から潤滑オイルがバッフルプレート４に設けられた分離部材５の上面に滴下する（図１中に実線矢印で示す。）。このバッフルプレート４は受け皿状になっているので、滴下した潤滑オイルはすぐに側方から流れ落ちることなく分離部材５の上方に溜められる。また、排出通路７内には、ポンプ１１の作動により負圧が作用しており、分離部材５の上方に溜められるオイルにも負圧が作用している。そのため、そのオイル中に含まれる燃料成分６は、分離部材５の分離膜部１０及び支持体部９を通過して、バッフルプレート４の底部から排出通路７を経て貯留タンク８に送られ回収される。一方、分離部材５の上部に溜まった潤滑オイルは、上方からの滴下が続くことにより受け皿状のバッフルプレート４のフランジ部４ａの上端縁から溢れ出してオイルパン３内に滴下する。
【００２５】
（３）実施例の効果
以上より、本実施例の油中希釈燃料分離装置１では、バッフルプレート４に設けられた分離部材５によって、バッフルプレート４の上面側を通るオイルに含まれる燃料成分６が透過分離される。これにより、従来のように、潤滑オイル中の燃料成分をヒータで加熱して気化分離するものに比べて、オイルの劣化を抑制しつつオイル中に含まれる燃料成分を効率よく分離して空燃比のバランスの崩れを抑制することができる。また、装置全体を簡易な構造とすることができる。
【００２６】
また、本実施例では、分離部材５を透過した燃料成分６をオイルパン３の外部に排出するための排出通路７を設けたので、燃料成分６をより確実にオイルパン３の外部に排出することができる。
【００２７】
また、本実施例では、排出通路７内に負圧を発生させるポンプ１１を設けたので、分離部材５において潤滑オイルから燃料成分を吸引でき、燃料成分をより効率よく分離することができる。
【００２８】
さらに、本実施例では、バッフルプレート４の上面側を、所定量の潤滑オイルを溜め得るように受け皿状に形成したので、潤滑オイルを一旦溜めて燃料成分６を分離でき、分離部材５上を単に流れるよりも燃料成分６を効率よく分離することができる。
【００２９】
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、分離部材５による燃料成分６の分離効率を高めるためにポンプ１１（負圧発生手段）を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、この負圧発生手段に代えて又は加えて、振動力付与手段としてエンジン２の振動力を分離部材５に伝達したり、振動モータ等の振動発生源の振動力を分離部材５に伝達したりするようにしてもよい。このように、分離部材５を篩のように振動させることにより潤滑オイルから燃料成分６を振るい落とすことができ、燃料成分６の分離効率をさらに高めることができる。
【００３０】
また、上記実施例では、排出通路７の一端側を貯留タンク８に接続するようにしたが、これに限定されず、例えば、排出通路７の一端側をエンジン２の吸気管１２に接続するようにしてもよい。これにより、分離された燃料をエンジン２にて燃焼処理することができる。
【００３１】
また、上記実施例では、バッフルプレート４を略水平に配設するようにしたが、これに限定されず、例えば、バッフルプレート４を水平に対して斜めに傾斜して配設するようにしてもよい。また、上記実施例では、受け皿状のバッフルプレート４を例示したが、これに限定されず、例えば、略平板状のバッフルプレートとしてもよい。
【００３２】
さらに、上記実施例では、分離部材１０と支持体部９との２層構造からなる分離部材５を例示したが、これに限定されず、例えば、分離部材１０と支持体部９との間に１又は２以上の層を介在させてなる分離部材としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
内燃機関の潤滑オイル中に含まれる希釈燃料を分離する技術として広く利用される。特に、直墳式エンジンの潤滑オイル中に含まれる希釈燃料を分離する技術として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例に係る油中希釈燃料分離装置を含むエンジンの全体回路図である。
【図２】実施例に係る分離部材の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１；油中希釈燃料分離装置、２；エンジン、３；オイルパン、４；バッフルプレート、５；分離部材、６；燃料成分、７；排出通路、１１；ポンプ。
【図１】
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【図２】
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