(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケースの周壁の上部にその接線上においてガス導入管を接続するとともに、ケースの内部の軸線上にガス導出管を設け、導入管より導入されるガスをケース内おいて旋回させてガスからオイルミストを遠心分離するとともに、ガスを前記ガス導出管から外部へ導出するようにしたサイクロン型オイル分離器において、
前記ガス導出管の下端に形成された下端開口部、及び前記ガス導出管の周壁に形成された周壁開口部を覆うようにオイルミスト捕捉用のフィルタを設け、
前記下端開口部及び前記周壁開口部にそれぞれ濾過特性の異なるフィルタを設けたことを特徴とするサイクロン型オイル分離器。
【請求項２】
前記ガス導出管に常閉型のバルブを設け、前記ケース内の圧力がガス導出管内の圧力より一定レベル以上高くなったときに、前記バルブが開放されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン型オイル分離器。
【請求項３】
前記バルブをガス導出管の前記周壁開口部よりも上流側に設けたことを特徴とする請求項２に記載のサイクロン型オイル分離器。
【請求項４】
前記ケースの下部と前記ガス導出管との間にバイパス通路を設けるとともに、そのバイパス通路内にガス流に対する抵抗付与手段を設け、前記ケース内の圧力がガス導出管内の圧力より一定レベル以上高くなったときに、ガスがバイパス通路内を流れるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン型オイル分離器。
【請求項５】
前記バイパス通路の上流側に位置するように、前記ケース内の下部にオイルミスト捕捉用のフィルタを設けたことを特徴とする請求項４に記載のサイクロン型オイル分離器。
【請求項６】
前記バイパス通路内にオイルミスト捕捉用のフィルタを設けたことを特徴とする請求項４または５に記載のサイクロン型オイル分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブローバイガス等のオイル含有ガスに含まれるオイルミストを分離することに適したサイクロン型オイル分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のサイクロン型オイル分離器としては、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。この特許文献１の従来構成においては、円筒状のケースの周壁にガス導入管が接線方向に延びるように接続されるとともに、ケースの頂壁中央部にガス導出管がケースの軸線方向に延びるように貫設されている。そして、オイルミストを含むガスがガス導入管よりケース内に導入されて、ケースの周壁内面に沿って旋回されることにより、ガス中から粒径の大きいオイルミストが遠心分離される。
【０００３】
また、前記ガス導出管の下部内周面には、不織布よりなる円環状の捕集材が貼着されている。そして、ガスがガス導出管内を通過するとき、前記ケース内で遠心分離作用を受けても除去されなかった粒径の小さいオイルミストが前記捕集材により吸着されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７７５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この従来のサイクロン型オイル分離器においては、捕集材がガス導出管の内周面に貼着されているだけであって、ガス導出管の中心部分は開口部から下流側に向かって開放された状態にある。従って、オイルミストを含むガスがガス導出管の中心開放部をストレートに通り抜けるため、捕集材に捕捉されないオイルミストの割合が多く、オイルミストを捕集材によって効率よく捕捉することができないという問題があった。
【０００６】
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、ケース内で遠心分離により除去されなかった粒径の小さいオイルミストを、ガス導出管の部分において効率よく捕捉することができるサイクロン型オイル分離器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、円筒状のケースの周壁の上部にその接線上においてガス導入管を接続するとともに、ケースの内部の軸線上にガス導出管を設け、導入管より導入されるガスをケース内おいて旋回させてガスからオイルミストを遠心分離するとともに、ガスを前記ガス導出管から外部へ導出するようにしたサイクロン型オイル分離器において、前記ガス導出管の下端に形成された下端開口部、及び前記ガス導出管の周壁に形成された周壁開口部を覆うようにオイルミスト捕捉用のフィルタを設け、前記下端開口部及び前記周壁開口部にそれぞれ濾過特性の異なるフィルタを設けたことを特徴としている。
【０００８】
従って、この発明においては、オイルミストを含むガスがガス導入管よりケース内に導入されて、そのケースの内壁面に沿って旋回されると、粒径の大きいオイルミストがガス中から遠心分離される。その後、ケース内のガスがガス導出管の下端の開口部からガス導出管内に導かれる際に、そのガス中に残留する粒径の小さいオイルミストがフィルタにより濾過されて捕捉される。よって、ケース内で遠心分離により除去されなかった粒径の小さいオイルミストを、ガス導出管において効率よく除去することができる。
【０００９】
前記の構成において、前記ガス導出管に常閉型のバルブを設け、前記ケース内の圧力がガス導出管内の圧力より一定レベル以上高くなったときに、前記バルブが開放されるようにするとよい。
【００１０】
前記の構成において、前記バルブをガス導出管の前記周壁開口部よりも上流側に設けるとよい。
前記の構成において、前記ケースの下部と前記ガス導出管との間にバイパス通路を設けるとともに、そのバイパス通路内にガス流に対する抵抗付与手段を設け、前記ケース内の圧力がガス導出管内の圧力より一定レベル以上高くなったときに、ガスがバイパス通路内を流れるようにするとよい。
【００１１】
前記の構成において、前記バイパス通路の上流側に位置するように、前記ケース内の下部にオイルミスト捕捉用のフィルタを設けるとよい。
前記の構成において、前記バイパス通路内にオイルミスト捕捉用のフィルタを設けるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明によれば、オイル含有ガスからオイルミストを粒径の大きなものから小さなものまで効率よく除去することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態のサイクロン型オイル分離器を示す断面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】第２実施形態のサイクロン型オイル分離器を示す断面図。
【図４】第３実施形態のサイクロン型オイル分離器を示す部分断面図。
【図５】図４のサイクロン型オイル分離器の動作状態を示す部分断面図。
【図６】第４実施形態のサイクロン型オイル分離器を示す断面図。
【図７】図６の７−７線における断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化したサイクロン型オイル分離器の第１実施形態を、図１及び図２に従って説明する。
【００１５】
この実施形態のオイル分離器のケース１１は、円筒状のケース本体１２と、そのケース本体１２の上端開口部にシールリング１３を介して取り付けられた蓋体１４とから構成されている。ケース本体１２の下部には逆円錐形状の集束部１２ａが形成され、その集束部１２ａの下端にはオイル排出口１５が形成されている。なお、このオイル分離器は、例えばエンジンのクランクケースやシリンダヘッドカバーの側面に設けられる。
【００１６】
前記ケース本体１２の周壁の上部には、ガス導入管１６がケース本体１２の接線方向に延びるように突出形成されている。蓋体１４の頂壁中央部には、ガス導出管１７がケース本体１２の内外にその軸線上を延びるように貫通されている。そして、オイルミストを含むブローバイガスがガス導入管１６を介してケース１１内に導入されて、ケース本体１２の周壁内面に沿って旋回されることにより、ガス中から粒径の大きなオイルミストが遠心分離されるようになっている。
【００１７】
前記ガス導出管１７の下端には、下方に向かって開口する開口部１７ａが形成されている。開口部１７ａには、オイルミスト捕捉用のフィルタ１８が開口部１７ａの全体を覆うように取り付けられている。このフィルタ１８は不織布により有底円筒状をなすように形成されて、周面及び底面にわたって広い濾過面積を有するように構成されている。そして、ケース１１内のガスがガス導出管１７の下端の開口部１７ａからガス導出管１７内に導かれる際に、そのガス中に残留する粒径の小さいオイルミストがフィルタ１８により濾過されて捕捉されるようになっている。
【００１８】
次に、前記のように構成されたサイクロン型オイル分離器の作用を説明する。
このオイル分離器において、ガス導入管１６からケース１１内にオイル含有ガスであるブローバイガスが導入されると、図２に矢印で示すように、そのガスがケース本体１２の周壁内面に沿って旋回される。この旋回により、ガスに含まれるオイルミストのうちで、粒径の大きなオイルミストが、遠心力によってケース本体１２の周壁内面上に付着されて捕捉される。その後、ケース１１内のガスがガス導出管１７の下端の開口部１７ａからガス導出管１７内に導かれる。このとき、開口部１７ａに設けられたフィルタ１８によりガスが濾過されて、そのガス中に残留する粒径の小さなオイルミストがフィルタ１８によって捕捉される。
【００１９】
そして、前記ケース本体１２の周壁内面において捕捉されたオイルミストは、ケース本体１２の内周面及び集束部１２ａの内周面をオイル排出口１５に向かって流れ落ちる。また、フィルタ１８によって捕捉されたオイルミストは、オイル排出口１５に向かって滴下される。このようにして、捕捉されたオイルはオイル排出口１５からケース１１外に排出され、図示しない流路を介してエンジンの潤滑系に回収される。
【００２０】
従って、この実施形態のサイクロン型オイル分離器においては、以下の効果がある。
（１）  円筒状のケース本体１２の周壁上部に接線方向を指向するガス導入管１６が接続されるとともに、蓋体１４の頂壁中央部にガス導出管１７が貫通されている。従って、ケース１１内においてガスを旋回させて、ガス中から粒径の大きなオイルミストを遠心分離により除去することができる。
【００２１】
（２）  ガス導出管１７の下端の開口部１７ａに、その開口部１７ａ全体を覆うオイルミスト捕捉用のフィルタ１８が設けられている。このため、ガスがフィルタ１８以外のところを抜けるということはなく、ガスに含まれるオイルミストのうちで、遠心分離により除去されなかった粒径の小さなオイルミストをフィルタ１８により適切に除去することができる。
【００２２】
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化したサイクロン型オイル分離器の第２実施形態を、図３に基づいて前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２３】
この第２実施形態においては、ガス導出管１７の下端に、前記第１実施形態と同様に下方に向かって開口する開口部１７ａが形成されるとともに、ガス導出管１７の下端周壁部には側方に向かって開口する複数の開口部１７ｂが形成されている。下端の開口部１７ａには第１実施形態と同様な有底円筒状のフィルタ１８が取り付けられるとともに、前記ガス導出管１７の下端外周には各開口部１７ｂを覆うように円筒状のフィルタ２１が装着されている。
【００２４】
この場合、フィルタ１８，２１は、濾過特性の異なる不織布が用いられている。つまり、開口部１７ｂ側（上部側）のフィルタ２１は、開口部１７ａ側（下部側）のフィルタ１８よりも密度が高い，言い換えれば目の細かい不織布を用いられている。従って、上部側のフィルタ２１では、下部側のフィルタ１８よりもさらに小さな粒径のオイルミストが捕捉されるようになっている。
【００２５】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。また、この第２実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
【００２６】
（３）  ガス導出管１７の開口部１７ａ，１７ｂにそれぞれ濾過特性の異なるフィルタ１８，２１が設けられている。このため、最も大きな粒径のオイルミストはケース本体１２の内壁面において捕捉され、それより小さな粒径のオイルミストは下部側のフィルタ１８により捕捉され、最も小さな粒径のオイルミストは上部側のフィルタ２１により捕捉される。従って、広範囲の粒径のオイルミストを有効に除去することができる。
【００２７】
（第３実施形態）
次に、この発明を具体化したサイクロン型オイル分離器の第３実施形態を、図４及び図５に基づいて前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００２８】
さて、この第３実施形態においては、ガス導出管１７の下端部に前記第２実施形態とほぼ同様なスリット状の開口部１７ｂが形成され、その開口部１７ｂを覆うようにガス導出管１７の外周に円筒状のフィルタ２１が装着されている。開口部１７ｂに対してガスの上流側に位置するように、ガス導出管１７の下端部には常閉型の開閉バルブ２２が設けられている。この開閉バルブ２２は、ガス導出管１７の下端に形成されたバルブ孔１７ｃと、その外周に形成されたバルブシート２３と、そのバルブシート２３に接離可能に対応するようにガス導出管１７内に軸線方向へ移動可能に支持されたバルブ体２４と、そのバルブ体２４をバルブシート２３に向かって付勢するバネ２５とから構成されている。
【００２９】
そして、図４に示すように、通常時にはバネ２５の付勢力によりバルブ体２４がバルブシート２３に接合されて、開閉バルブ２２が閉鎖状態に保持され、ケース１１内の旋回後のガスがフィルタ２１を介してガス導出管１７内に導出される。従って、ガスに含まれる粒径の小さなオイルミストがフィルタ２１によって捕捉される。これに対して、フィルタ２１に目詰まりが生じて、ケース１１内の圧力がガス導出管１７内の圧力より一定レベル以上高くなったときには、図５に示すように、バルブ体２４がバネ２５の付勢力に抗してバルブシート２３から離間する位置に移動され、バルブ２２が開放される。従って、ケース１１内のガスがバルブ２２の開放部からガス導出管１７に導出され、フィルタ２１の目詰まりにともなうガスの流れに対する圧力損失の増加が抑制される。
【００３０】
この場合、図５に矢印で示すように、ガス導出管１７内に導入されたガスの圧力がフィルタ２１の内側から外側に向かって逆向きに作用する。この作用により、フィルタ２１に捕捉されていたオイル，カーボン，スラッジ等フィルタ２１から押し出されて、そのフィルタ２１の目詰まりが低減される。
【００３１】
従って、この第３実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。また、この第３実施形態においては以下の効果がある。
（４）  この第３実施形態においては、フィルタ２１に目詰まりが生じた場合には、開閉バルブ２２が開放されて、ケース１１内からガス導出管１７にガスが導出される。よって、フィルタ２１の目詰まりにともない、オイル分離に支障を来したり、ブローバイガス経路の圧力損失が高騰してガスの流れが停止したりするおそれを防止することができる。
【００３２】
（５）  この第３実施形態においては、前記バルブ２２がガス導出管１７の開口部１７ｂよりも上流側に設けられている。このため、バルブ２２の開放時に、ガス圧がガス導出管１７の内側からフィルタ２１に対してオイル捕捉時とは逆向きに作用して、フィルタ２１上のオイル等を押し出すことができ、フィルタ２１の目詰まりを低減することができる。
【００３３】
（第４実施形態）
次に、この発明を具体化したサイクロン型オイル分離器の第４実施形態を、図６及び図７に基づいて前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３４】
この第４実施形態においては、前記第１実施形態と同様に、ガス導出管１７の下端に下方へ向かって開口する開口部１７ａが形成され、その開口部１７ａに有底円筒状のフィルタ１８が取り付けられている。ケース本体１２は全体として円筒状をなし、その内側下部とガス導出管１７との間には、ケース本体１２外において上下方向に延長するバイパス通路２６が設けられている。
【００３５】
前記バイパス通路２６の上流側に位置するように、ケース１１内の下部には逆円錐状をなすオイルミスト捕捉用のフィルタ２７が設けられ、その中心には中心孔２７ａが形成されている。前記バイパス通路２６内には、オイルミスト捕捉用のフィルタ２８が設けられている。このバイパス通路２６及びフィルタ２８は、ガス流（バイパス流）に対する抵抗付与手段を構成している。バイパス通路２６は、その通路長さが長いために、ガス流に対して所要の抵抗が付与される。フィルタ２８は、濾過特性の異なる不織布が用いられている。つまり、フィルタ２８は、導出管１７の下端のフィルタ１８と同程度の密度あるいは同フィルタ１８よりも低密度（目が粗い）の不織布を用いて形成されている。
【００３６】
さて、通常時には、前記第１実施形態と同様に、粒径の大きなオイルミストがケース本体１２の内壁面で捕捉され、粒径の小さなオイルミストが導出管１７の下端のフィルタ１８によって捕捉される。さらに、ケース本体１２内の旋回流がケース本体１２の下部のフィルタ２７上を通過するため、このフィルタ２７によっても粒径の小さめのオイルミストが捕捉される。このとき、バイパス通路２６及びフィルタ２８の抵抗のために、ケース本体１２内のガスはバイパス通路２６内に至ることなくフィルタ１８から導出管１７内に流れる。
【００３７】
導出管１７の下端のフィルタ１８の目詰まり時には、ガス流に対してフィルタ１８の抵抗が高まるため、ケース本体１２内で旋回されたガスは、フィルタ２７の目及びそのフィルタ２７の中心孔２７ａを経てバイパス通路２６の下端に至り、そのバイパス通路２６内を上昇して導出管１７の上部に導かれる。このため、ガスがフィルタ２７，２８により順に濾過されて、そのガスに含まれるオイルミストが捕捉される。従って、導出管１７のフィルタ１８に目詰まりが生じても、ケース１１内のガスがオイル分離をともないながらバイパス通路２６を介してガス導出管１７に導出される。
【００３８】
従って、この第４実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。また、この第４実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
【００３９】
（６）  この第４実施形態においては、ケース１１の下部とガス導出管１７との間にバイパス通路２６が設けられ、そのバイパス通路２６にはフィルタ２８が設けられている。このため、導出管１７のフィルタ１８に目詰まりが生じた場合には、バイパス通路２６を介してガス導出管１７にガスが導出される。よって、フィルタ１８が目詰まりしても、オイル分離を行うことができるとともに、ケース１１内の圧力高騰を防止できる。
【００４０】
（７）  この第４実施形態においては、バイパス通路２６の上流側に位置するように、ケース１１内の下部にオイルミスト捕捉用のフィルタ２７が設けられるとともに、バイパス通路２６内にも上流側のフィルタ２７とフィルタ２８が設けられている。このため、導出管１７のフィルタ１８が目詰まりしてバイパス流が形成された時にも、オイルミストを有効に分離できる。
【００４１】
（８）  この第４実施形態においては、ケース本体１２の下部に逆円錐形状のフィルタ２７が設けられるとともに、そのフィルタ２７に中心孔２７ａが形成されている。このため、フィルタ２７によって旋回流の流れが促進されるとともに、導出管１７のフィルタ１８の目詰まり時においてバイパス通路２６に向かうバイパス流が円滑に形成される。
【００４２】
（９）  この第４実施形態においては、バイパス通路２６が上下方向に延長され、バイパス流がバイパス通路２６の下端から上昇される。このため、粒径の大きめのオイルミストは上昇途中において落下する。また、フィルタ２８に捕捉されたオイルは、バイパス通路２６内を滴下する。そして、これらのオイルはオイル排出口１５から排出される。従って、バイパス通路２６においても、有効なオイル分離を行うことができる。
【００４３】
（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。
・  前記各実施形態において、フィルタ１８、２１，２７，２８として不織布に代えて、織布や繊維を一方向あるいは複数方向に配列したものを用いること。
【００４４】
・  第２実施形態において、導出管１７の下端を閉鎖して開口部１７ａに設けられるフィルタ１８を省略すること。
・  第３実施形態において、バルブ孔１７ｃにもフィルタを設けること。
【００４５】
・  第４実施形態において、ガス導出管１７の下端に、第２実施形態と同様な複数の開口部１７ａ，１７ｂを設けるとともに、それらの開口部１７ａ，１７ｂにフィルタ１８，２１を取り付けること。
【００４６】
・  前記第４実施形態において、ケース本体１２の下部のフィルタ２７をパンチングメタルやネットにより構成すること。この場合、中心孔２７ａは不要になる。
・  第４実施形態において、ケース本体１２の下部のフィルタ２７の中心孔２７ａを無くすこと。この場合は、フィルタ２７として目の粗いものを使用することが好ましい。
【００４７】
・  第４実施形態において、ケース本体１２の下部のフィルタ２７を無くすこと。この場合、図６に２点鎖線で示すように、ケース本体１２の下部に逆円錐形の集束部３０を設けるとともに、その中心に中心孔３０ａを設ける。
【００４８】
・  第４実施形態において、バイパス通路２６内にフィルタ２８に代えて抵抗付与手段としてのオリフィスを設け、導出管１７のフィルタ１８が目詰まりした場合にオリフィスを通ってバイパス流が形成されるように構成すること。
【符号の説明】
【００４９】
１１…ケース、１２…ケース本体、１４…蓋体、１６…ガス導入管、１７…ガス導出管、１７ａ…開口部、１７ｂ…開口部、１８…フィルタ、２１…フィルタ、２２…バルブ、２６…バイパス通路、２７…フィルタ、２８…フィルタ。
【図１】
0005407714.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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