(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液混合体を液体と気体とに分離する気液分離装置であって、
一方の端部（２２）に導入される気液混合体を内壁（２０１）に沿って螺旋状に旋回させ他方の端部（２４）に向かう旋回流を形成することにより、気液混合体を液体と気体とに遠心分離する旋回手段（２０）と、
前記一方の端部に接続し、前記旋回手段の接線方向から前記旋回手段に気液混合体を導入する導入管（３０）と、
前記他方の端部に接続し、前記旋回手段内の気体を前記旋回手段の外部に排出する排出管（４０）と、
少なくとも最も径方向内側の旋回流に対して設けられ、最も径方向内側の旋回流を形成する気液混合体に含まれる液体を捕集するとともに捕集した液体を凝集する多孔質部材から形成されるフィルタ（２１、６６、７１、７６、８１、８６、９１、９６）と、
を備え、
前記旋回手段には、前記一方の端部に導入される気液混合体が旋回流を形成しながら前記フィルタに非接触のまま前記他方の端部まで流通可能な流路（２５、２６、２７）が形成されることを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】
前記流路は、前記フィルタの径方向外側のフィルタ外壁（２１１、６１１）と前記旋回手段の内壁とにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の気液分離装置。
【請求項３】
前記旋回手段の内径は、前記一方の端部側から前記他方の端部側に向かって小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載の気液分離装置。
【請求項４】
前記一方の端部側の前記流路を形成する前記フィルタ外壁（６１１）の前記一方の端部側と前記フィルタ外壁の前記一方の端部側に対向する前記旋回手段の内壁（２０１）との距離（ｄ１）は、前記他方の端部側の前記流路を形成する前記フィルタ外壁の前記他方の端部側と前記フィルタ外壁の前記他方の端部側に対向する前記旋回手段の内壁との距離（ｄ２）より長いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項５】
前記フィルタに形成されている孔の孔径は、前記一方の端部側から前記他方の端部側に向かって小さくなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項６】
前記フィルタに形成されている孔の孔径は、前記旋回手段の径方向外側から径方向内側に向かって小さくなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項７】
前記フィルタは、前記旋回手段内に形成される旋回流の前記フィルタ近傍の流れ方向に対して鋭角をなす方向に延びる繊維から形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項８】
前記フィルタの外壁には、前記旋回手段の径外方向に向かって突出する突起（８７）が形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項９】
前記フィルタは、板状に形成され、旋回流の旋回中心軸に対して平行に設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項１０】
前記排出管は、旋回流の旋回中心軸上に位置し、前記排出管の前記他方の端部側の開口（４１）は前記他方の端部内に収容され、
前記フィルタは、前記排出管の外側管壁（４２）に当接するように設けられ、
前記排出管の外径は、前記開口側に向かって大きくなることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の気液分離装置。
【請求項１１】
前記排出管は、旋回流の旋回中心軸上に位置し、前記排出管の前記他方の端部側の開口は前記他方の端部内に収容され、
前記フィルタは、前記排出管の外側管壁に当接するように設けられるとともに前記フィルタの径方向外側のフィルタ外壁は前記旋回手段の内壁に当接し、
前記流路は、前記フィルタ外壁に形成される凹部（７５）と前記旋回手段の内壁とにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の気液分離装置。
【請求項１２】
前記凹部は、螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の気液分離装置。
【請求項１３】
前記フィルタの径方向外側のフィルタ外壁の一部であるフィルタ当接壁（９６３、９６４）は、前記旋回手段の内壁（２０１）の一部である旋回手段当接壁に当接し、
前記流路は、前記フィルタ当接壁を除く前記フィルタの径方向外側の非当接壁（９６１、９６２）と前記旋回手段当接壁を除く前記旋回手段の内壁とにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の気液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液混合体を液体と気体とに分離する気液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関で発生するブローバイガスを旋回させることにより発生する遠心力によってブローバイガスに混合しているオイルミストをブローバイガスから分離する気液分離装置が知られている。ブローバイガスをオイルミストが含んだまま吸気管に還流すると、吸気管の内壁にオイルの付着が発生する。特許文献１には、旋回流を形成する遠心分離部に導入される前のブローバイガスをフィルタに通過させ、フィルタ内でブローバイガスに含まれるオイルミストの粒径を大きくすることにより、遠心分離部におけるブローバイガスからのオイルミストの分離効率を向上させたミスト除去装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のミスト除去装置では、フィルタはブローバイガスを遠心分離部に導入する入口パイプ内に設けられており、遠心分離部に導入されるブローバイガスの全量が当該フィルタを通過する。このため、フィルタが異物によって目詰まりした場合、遠心分離部にブローバイガスが導入できなくなり、吸気管への還流もできなくなる。
【０００５】
本発明の目的は、気液混合体に含まれる液体の分離効率を向上可能な気液分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、気液混合体を液体と気体とに分離する気液分離装置であって、気液混合体を内壁に沿って螺旋状に旋回させ一方の端部から他方の端部に向かう旋回流を形成することにより気液混合体を液体と気体とに遠心分離する旋回手段、および少なくとも最も径方向内側の旋回流に対して設けられ、気液混合体に混合している液体を捕集するとともに捕集した液体を凝集するフィルタを備え、旋回手段には気液混合体がフィルタに非接触のまま一方の端部から他方の端部まで通過可能な流路が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
気液混合体に混合している液体のうち、粒径が大きい液体は気液混合体の旋回により発生する遠心力によって旋回手段の内壁付近の経路を通るため、旋回手段の内壁に付着しやすく気液混合体から分離されやすい。一方、粒径が小さい液体は当該遠心力によっても旋回流の径方向内側の経路を通るため、気液混合体から分離されにくい。本発明の気液分離装置では、旋回流の径方向内側の経路を通る液体を捕集可能なフィルタを少なくとも最も径方向内側の旋回流に対して設けている。これにより、粒径が小さい液体をフィルタにより捕集するとともに凝集することで粒径を大きくする。その後、粒径が大きくなった液体はフィルタから離れると遠心力により旋回手段の内壁に付着し気液混合体から分離される。これにより、気液混合体に混合している液体の分離効率を向上することができる。
【０００８】
また、気液混合体に混合している液体以外の異物によってフィルタが目詰まりした場合、気液混合体は、フィルタに非接触のまま一方の端部から他方の端部まで流通可能な流路を通って排出される。このとき、流路を通る気液混合体は旋回流を形成するため、フィルタが目詰まりした場合でも遠心力によって液体が分離される。これにより、本発明の気液分離装置は、フィルタが異物などにより目詰まりする場合でも液体を分離しながら気液混合体を流通させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるオイルミスト分離装置を適用するエンジンの吸気系の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるオイルミスト分離装置のフィルタ内でのオイルミストの凝集現象を説明する模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるオイルミスト分離装置の試験結果を示す特性図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図、および要部拡大図である。
【図７】本発明の第４実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図、および要部拡大図である。
【図９】本発明の第６実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【図１０】本発明の第７実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【図１１】本発明の第８実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【図１２】本発明の第９実施形態によるオイルミスト分離装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による気液分離装置を図１〜図４に示す。「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１１は、エンジン１０を搭載する車両に適用される。
【００１１】
図１にオイルミスト分離装置１１を適用したエンジン１０の吸気系の概略構成図を示す。エンジン１０に供給される空気は、エアクリーナ２を通って吸気管４に導入される。吸気管４を流れる空気は、吸気管４に設けられるスロットル３によりエンジン１０に導入される量が調節されるとともに、吸気管４に設けられるインジェクション５により燃料が混合される。なお、図１中の矢印Ａは、エンジン１０に対する吸気および排気の流れ方向を示す。
【００１２】
エンジン１０では、吸気弁１０１の開弁によってシリンダブロック１０６内に燃料と空気との混合気が吸入される。混合気は、ピストン１０５の往復運動により圧縮され、点火プラグ１０３によって燃焼する。燃焼後のシリンダブロック１０６内にある燃焼後気体は、排気弁１０２の開弁によりシリンダブロック１０６内から排気管６に流れ、エンジン１０の外部に排気される。シリンダブロック１０６内の燃焼後気体が排気された後、再び吸気弁１０１の開弁によってシリンダブロック１０６内に燃料と空気との混合気が吸入される。この繰り返しにより、エンジン１０は車両を駆動する駆動力を発生する。
【００１３】
上述したエンジン１０の作動において、シリンダブロック１０６内に吸入される燃料と空気との混合気、または燃焼後のシリンダブロック１０６内にある燃焼後気体は、シリンダブロック１０６の内壁とピストン１０５の外壁との隙間を通ってクランクケース１０９に漏出する。クランクケース１０９は、シリンダブロック１０６とシリンダブロック１０６の下部に接続するオイルパン１０８により形成され、ピストン１０５と連結するクランク１０７を収容している。これらクランクケース１０９に漏出した気体（以下、「ブローバイガス」という）は、シリンダブロック１０６に接続する第１接続管３０を通ってオイルミスト分離装置１１のハウジング２０に導入される。なお、図１中の矢印Ｂは、クランクケース１０９からオイルミスト分離装置１１を介して吸気管４に還流されるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００１４】
オイルミスト分離装置１１は、分離対象の気液混合体の旋回により発生する遠心力によって気液混合体に含まれる液体と気体とを分離する気液分離装置である。クランクケース１０９内にある「気液混合体」としてのブローバイガスには、「気体」としての空気、二酸化炭素、未燃分などガスの他に、エンジン１０の潤滑に使用される「液体」としてのオイルミストが含まれている。第１実施形態によるオイルミスト分離装置１１では、ブローバイガスに含まれるオイルミストをブローバイガスの旋回により発生する遠心力によりブローバイガスから分離する。オイルミスト分離装置１１によってオイルミストが分離されたブローバイガスは、第２接続管４０を通って吸気管４に供給され、吸気管４を流れる空気に混合することにより、エンジン１０での燃焼に再利用される。
【００１５】
次に、オイルミスト分離装置１１の詳細について説明する。
オイルミスト分離装置１１は、ハウジング２０、第１接続管３０、第２接続管４０、フィルタ２１、オイルドレンパイプ５０などから構成される。以下、図２（ａ）の上側を重力方向の「天方向」、下側を「地方向」として説明する。なお、図２中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１１内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００１６】
ハウジング２０は、ブローバイガスが流れる順に天側から導入部２２、遠心分離部２３、排出部２４から構成されている。ハウジング２０では、導入部２２に導入されたブローバイガス（以下、「処理前ブローバイガス」という）を遠心分離部２３で旋回させ、処理前ブローバイガスからオイルミストを分離し、遠心分離部２３を通って排出部２４に到達したブローバイガス（以下、「処理後ブローバイガス」という）から第２接続管４０を介して吸気管４に還流する。ハウジング２０は、特許請求の範囲に記載の「旋回手段」に相当する。
【００１７】
導入部２２は、有底の円筒形状をなしており、内径は後述する遠心分離部２３の最大内径と同じ大きさになるように形成されている。「一方の端部」としての導入部２２の天側には底壁２２１が形成されている。導入部２２の径方向外側の外壁には導入口３１が形成されている。導入口３１が形成される導入部２２の外壁には、第１接続管３０のシリンダブロック１０６と接続する側とは反対側の端部が接続する。
【００１８】
遠心分離部２３は、導入部２２の底壁２２１側とは反対側の端部に接続する。遠心分離部２３は、ハウジング２０の中心軸に平行な断面が円錐台形状をなしており、導入部２２に接続する側の内径が最大となる。なお、ハウジング２０の中心軸はブローバイガスの旋回流の旋回中心軸と同軸となる。遠心分離部２３は、フィルタ２１を収容している。このとき、フィルタ２１の径方向外側の外壁２１１とハウジング２０の内壁２０１との間には、流路２５が円環状に形成されている。外壁２１１は、特許請求の範囲に記載の「フィルタ外壁」に相当する。内壁２０１は、特許請求の範囲に記載の「旋回手段の内壁」に相当する。
【００１９】
排出部２４は、遠心分離部２３の内径が最も小さい側の端部に接続する有底の円錐台状をなしている。「他方の端部」としての排出部２４の地側に形成される底壁２４１にはオイルドレンパイプ５０が接続する。排出部２４は、第２接続管４０の排出口４１を収容している。
【００２０】
第１接続管３０は、図２（ｂ）に示すようにハウジング２０の接線方向に平行となるように導入部２２に接続する。これにより、第１接続管３０を通って導入部２２に導入されるブローバイガスは、ハウジング２０の中心軸を中心として周方向に回転する旋回流を形成する。第１接続管３０は、特許請求の範囲に記載の「導入管」に相当する。
【００２１】
第２接続管４０は、図２（ａ）に示すように、ハウジング２０の中心軸に沿って導入部２２側からハウジング２０内に挿入されている。第２接続管４０の排出部２４側に形成される排出口４１は、排出部２４の中心軸上に設けられている。第２接続管４０は、特許請求の範囲に記載の「排出管」に相当する。
【００２２】
フィルタ２１は、親油性を有する複数本の繊維から形成され、円錐台形状をなしている。フィルタ２１の中心には、第２接続管４０が挿通される貫通孔が形成されている。すなわち、フィルタ２１は、第２接続管４０の外壁４２に支持されながらハウジング２０内に収容されている。フィルタ２１の外壁２１１とハウジング２０の内壁２０１とは略平行に形成されており、フィルタ２１は、旋回流の径内方向に位置している。
【００２３】
オイルドレンパイプ５０は、底壁２４１に形成されている開口に接続している。オイルドレンパイプ５０には、オイルドレンパイプ５０内を流れるオイルの逆流を防止する逆止弁５１が設けられる。オイルドレンパイプ５０は、排出部２４の底壁２４１上のオイルをハウジング２０の外部に排出する。排出されたオイルは、図示しないオイルパンに還流され、エンジン１０の潤滑に再度利用される。
【００２４】
次に、オイルミスト分離装置１１の作用について説明する。
クランクケース１０９内のブローバイガスが第１接続管３０を介して導入部２２に導入される。ハウジング２０の接線方向から導入された処理前ブローバイガスは、図２（ｂ）に示すように、導入部２２および遠心分離部２３の内壁に沿って旋回しながらハウジング２０の天側から地側に移動する。すなわち、処理前ブローバイガスは、ハウジング２０内で旋回流を形成する。
【００２５】
処理前ブローバイガスに含まれるオイルミストは、処理前ブローバイガスの旋回により発生する遠心力によってハウジング２０の径外方向に移動する。処理前ブローバイガスには様々な粒径のオイルミストが含まれており、その中でも粒径が大きいオイルミストは、遠心力によってハウジング２０の径外方向に向かって移動する。
【００２６】
一方、粒径が小さいオイルミストは、ハウジング２０の中心軸付近を旋回する。ハウジング２０の中心軸付近を旋回するオイルミストは、フィルタ２１に捕集される。
図３にフィルタ２１でのオイルミストの状態を説明する模式図を示す。粒径が小さいオイルミストＰ１は、フィルタ２１に捕集される（図３Ｘ部）。捕集されたオイルミストＰ１は、旋回流の流れ方向に沿ってフィルタ２１を形成する繊維２１２上を移動する過程で捕集された他のオイルミストと凝集し、粒径を大きくする（図３Ｙ部）。複数のオイルミストが凝集して形成された粒径が大きいオイルミストＰ２は、旋回流の流れに乗ってフィルタ２１から離れ（図３Ｚ部）、ハウジング２０の径外方向に向かって移動する。
【００２７】
ハウジング２０の径外方向に向かって移動するオイルミストは、内壁２０１に付着する。その後、重力によって排出部２４の底壁２４１まで落下する。底壁２４１上に溜まるオイルミストは、オイルドレンパイプ５０を通ってハウジング２０の外部に排出される。このように、オイルミスト分離装置１１では、粒径が小さいオイルミストはフィルタ２１に捕集され凝集することで粒径を大きくし、遠心力によってブローバイガスから分離される。
【００２８】
遠心分離部２３を旋回したブローバイガスは、排出部２４に到達する。排出部２４内の処理後ブローバイガスは、第２接続管４０が接続する吸気管４内の負圧によって排出口４１を介して第２接続管４０に流入する。第２接続管４０を流れる処理後ブローバイガスは、吸気管４に流入する。
【００２９】
図４に第１実施形態によるオイルミスト分離装置１１を用いた実験結果を示す。図４（ａ）には、オイルミスト分離装置１１におけるブローバイガスに含まれるオイルミストの粒径と分離効率との関係を折れ線Ｌ１で示す。ここで、分離効率とは、処理前ブローバイガスに含まれるオイルミスト量と処理後ブローバイガスに含まれるオイルミスト量との差を処理前ブローバイガスに含まれるオイルミスト量で割った値である。図４（ａ）には、比較例として、フィルタを備えていないオイルミスト分離装置におけるオイルミストの粒径と分離効率との関係を折れ線Ｌ２で示す。図４（ａ）に示すように、粒径が５μｍ以上のオイルミストは、オイルミスト分離装置１１でも、比較例のオイルミスト分離装置でも分離効率はほぼ１００％となる。しかしながら、粒径が５μｍより小さいオイルミストでは、オイルミスト分離装置１１の分離効率の方が比較例のオイルミスト分離装置より高くなる。これにより、第１実施形態のオイルミスト分離装置１１は、比較例に比べて分離効率を向上することができる。
【００３０】
また、第１実施形態によるオイルミスト分離装置１１では、フィルタ２１が旋回流の径内方向に設けられている。旋回流の中心は、自重が小さいオイルミスト、すなわち粒径が小さいオイルミストが集まりやすい。フィルタ２１は、旋回流の中心に集まりやすい粒径が小さいオイルミストを選択的に捕集し、凝集によって粒径を大きくする。これにより、遠心分離によって分離しにくい粒径が小さいオイルミストを分離しやすくする。したがって、特に粒径が小さいオイルミストの分離効率を向上することができる。
【００３１】
また、第１実施形態によるオイルミスト分離装置１１では、フィルタ２１の外壁２１１とハウジング２０の内壁２０１との間に流路２５が形成されている。これにより、フィルタ２１が処理前ブローバイガスに含まれる異物などにより目詰まりした場合、導入部２２に導入された処理前ブローバイガスは、フィルタ２１内を通ることなく流路２５を通って排出部２４に到達する。このとき、流路２５では、内壁２０１に沿って旋回流が形成され、処理前ブローバイガスに含まれる比較的粒径が大きいオイルミストは分離する。
【００３２】
図４（ｂ）には、第１実施形態によるオイルミスト分離装置１１におけるブローバイガスの流量と発生する圧力損失との関係を折れ線Ｌ３で示す。また、比較例のオイルミスト分離装置におけるブローバイガスの流量と圧力損失との関係を折れ線Ｌ４で示す。図４（ｂ）に示すように、ブローバイガスの流量が増加する場合、オイルミスト分離装置１１で発生する圧力損失の大きさは、比較例のオイルミスト分離装置で発生する圧力損失の大きさと大きな違いはない。すなわち、フィルタ２１により発生する圧力損失はさほど大きくなく、第１実施形態のオイルミスト分離装置１１は、フィルタ２１が目詰まりした場合でも、粒径が大きいオイルミストを分離しながらブローバイガスを吸気管４に供給することができる。
【００３３】
第１実施形態によるオイルミスト分離装置１１では、フィルタ２１がハウジング２０の中心軸上に設けられるため、処理前ブローバイガスが遠心分離部２３内を周回するとき処理前ブローバイガスがフィルタ２１内を通過する距離が長くなる。これにより、粒径が小さいオイルミストを捕集しやすくなり、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００３４】
また、フィルタ２１がハウジング２０の中心軸上に設けられることにより、ブローバイガスがフィルタ２１内を通過する距離が長くなる。これにより、フィルタ２１の孔径を従来のフィルタに比べて大きくしても粒径が小さいオイルミストを凝集させることができる。したがって、フィルタ２１の目詰まりが起こりにくくすることができる。
【００３５】
また、フィルタ２１を形成する繊維は、親油性を有している。これにより、フィルタ２１の繊維に付着した粒径が小さいオイルミストは、旋回流の流れによってフィルタ２１から離れることなく捕集された他のオイルミストと凝集する。これにより、粒径が小さいオイルミストの飛散を防止し、オイルミストを効率的に分離することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による気液分離装置を図５に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態と異なり、フィルタの形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３７】
第２実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１２では、フィルタ６１の径方向外側の外壁６１１は、導入部２２側から排出部２４側に向かってハウジング２０の内壁２０１に近づくように形成されている。すなわち、導入部２２側の外壁６１１とハウジング２０の内壁２０１との距離ｄ１は、排出部２４側の外壁６１１とハウジング２０の内壁２０１との距離ｄ２より大きい。外壁６１１は、特許請求の範囲に記載の「フィルタ外壁」に相当する。なお、図５中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１２内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００３８】
処理前ブローバイガスには、粒径が大きいオイルミストも粒径が小さいオイルミストもいずれも含まれている。このうち、粒径が大きいオイルミストは、遠心力によってハウジング２０の径外方向に移動し、重力によって内壁２０１に沿って底壁２４１上に落下する。
【００３９】
ブローバイガスの旋回流が遠心分離部２３を導入部２２側から排出部２４側に進むにつれて、粒径が大きいオイルミストは上述したように底壁２４１上に落下し、排出部２４近くのブローバイガスには、粒径が小さいオイルミストが比較的多く含まれる。
そこで、オイルミスト分離装置１２では、排出部２４側のフィルタ６１の外径を導入部２２側の外径に比べて大きくし、排出部２４近くのブローバイガスの旋回流の大部分がフィルタ６１を通過するようにフィルタ６１を形成する。これにより、排出部２４近くのブローバイガスは、フィルタ６１内を通過しやすくなり、より効率的に粒径が小さいオイルミストを捕集することができる。したがって、第１実施形態の効果に加えて、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による気液分離装置を図６に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態と異なり、フィルタが有する孔の孔径がフィルタ内で異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
第３実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１３では、フィルタ６６が有する孔の孔径がフィルタ６６内の場所によって異なる。図６（ｂ）には、図６（ａ）に示すオイルミスト分離装置１３の断面図において、導入部２２付近の径方向外側のフィルタ６６の拡大図を示す。また、図６（ｃ）には、図６（ａ）に示すオイルミスト分離装置１３の断面図において、排出部２４付近のフィルタ６６の拡大図を示す。また、図６（ｄ）には、図６（ａ）に示すオイルミスト分離装置１３の断面図において、導入部２２付近の径方向内側のフィルタ６６の拡大図を示す。なお、図６中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１３内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００４２】
図６（ｂ）に示すように、導入部２２付近の径方向外側のフィルタ６６に形成されている孔の孔径は、孔径ｄ３であるのに対し、排出部２４付近のフィルタ６６に形成されている孔の孔径は、図６（ｃ）に示すように孔径ｄ３より小さい孔径ｄ４である。また、図６（ｄ）に示すように、導入部２２付近であって径方向内側のフィルタ６６に形成されている孔の孔径は、孔径ｄ３より小さい孔径ｄ５である。
【００４３】
遠心分離部２３内に形成されるブローバイガスの旋回流では、径方向外側には粒径が大きいオイルミストが集まりやすく、径方向内側には粒径が小さいオイルミストが集まりやすくなっている。そこで、オイルミスト分離装置１３では、旋回流中のオイルミストの粒径分布に合わせてフィルタ６６が有する孔の孔径を変化させている。具体的には、導入部２２付近の径方向外側のフィルタ６６は、孔径が比較的大きい孔を有しており、主に粒径が大きいオイルミストを捕集する。また、導入部２２付近の径方向内側のフィルタ６６は、孔径が比較的小さい孔を有しており、主に粒径が小さいオイルミストを捕集する。また、ブローバイガスの旋回流が排出部２４側に近づくにつれて粒径が大きいオイルミストが分離され、粒径が小さいオイルミストが多く含まれるようになることから、排出部２４付近のフィルタ６６は、孔径が比較的小さい孔を有している。これにより、フィルタ６６が捕集するオイルミストの選択性を高めることができ、第１実施形態の効果に加えて、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００４４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による気液分離装置を図７に基づいて説明する。第４実施形態は、第１実施形態と異なり、フィルタの形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
第４実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１４では、フィルタ７１の径方向外側の外壁７１１がハウジング２０の内壁２０１に当接している。外壁７１１には、導入部２２側から排出部２４側に連続して凹部７２が螺旋状に形成されている。凹部７２は、内壁２０１との間に流路７５を形成する。流路７５は、フィルタ７１内を介すことなく導入部２２内と排出部２４内を連通する。なお、図７中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１４内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００４６】
オイルミスト分離装置１４では、フィルタ７１内で凝集により粒径が大きくなったオイルミストがフィルタ７１から離れることなく、そのままハウジング２０の内壁２０１上に移動する。内壁２０１に移動したオイルミストは、内壁２０１に沿って底壁２４１上に落下する。これにより、粒径が大きくなったオイルミストがフィルタから離れるとき、旋回流によって分裂することを防止できる。
また、オイルミスト分離装置１４には導入部２２と排出部２４とを連通する流路７５が形成されている。フィルタ７１が目詰まりした場合、処理前ブローバイガスは流路７５を通ることで粒径が大きいオイルミストを内壁２０１に沿って落下させながら、排出部２４に到達する。排出部２４に到達した処理後ブローバイガスは、第２接続管４０を通って吸気管４に供給される。これにより、第４実施形態によるオイルミスト分離装置１４は、第１実施形態の効果に加えて、粒径が大きくなったオイルミストの分裂を防止することができるとともに、フィルタ７１が目詰まりした場合でもブローバイガスを吸気管４に供給することができる。
【００４７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による気液分離装置を図８に基づいて説明する。第５実施形態は、第１実施形態と異なり、フィルタを形成する繊維の配置方向が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図８（ａ）に第５実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１５の天側から見た断面図を示す。また、図８（ｂ）には、図８（ａ）のｂ部の拡大図を示す。オイルミスト分離装置１５のフィルタ８１を形成する複数本の繊維８３は、図８（ｂ）に示すように、旋回流の流れ方向に対して鋭角θを形成するように設けられている。なお、図８中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１５内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００４９】
オイルミスト分離装置１５では、フィルタ８１の繊維８３の表面に付着したオイルミストが、旋回流が流れる方向に移動する。同じ方向に移動する粒径が小さいオイルミストは凝集し、粒径を大きくする。粒径が大きくなったオイルミストは、フィルタ８１から離れ、遠心力によりハウジング２０の径外方向に移動する。これにより、第５実施形態によるフィルタ８１では、旋回流の流れを利用してフィルタ８１上のオイルミストを凝集しやすくしている。したがって、第１実施形態の効果に加えて、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００５０】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態による気液分離装置を図９に基づいて説明する。第６実施形態は、第１実施形態と異なり、フィルタの形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５１】
第６実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１６では、フィルタ８６の径方向外側の外壁に複数の突起８７が形成される。例えば、第６実施形態では、図９（ｂ）に示すように等間隔に８個に形成される。突起８７を形成する第１外壁８７１は、遠心分離部２３内の旋回流が流れる方向に対して鋭角δを形成する。また、突起８７を形成する第２外壁８７２は、遠心分離部２３内の旋回流が流れる方向に対して直角に設けられている。なお、図９中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１６内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００５２】
オイルミスト分離装置１６では、フィルタ８６に捕集される粒径が小さいオイルミストは、旋回流の流れによってフィルタ８６の繊維上を移動し、突起８７の先端に集まる。特に、第１外壁８７１は、旋回流の流れ方向に対して鋭角に形成され、旋回流の流れ方向に移動しやすい。突起８７の先端に移動するオイルミストは凝集することにより粒径を大きくし、フィルタ８６から離れる。フィルタ８６では、フィルタ８６上のオイルミストが集まる場所として突起８７が形成されており、粒径が小さいオイルミストが凝集しやすい。これにより、第１実施形態の効果に加えて、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００５３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態による気液分離装置を図１０に基づいて説明する。第７実施形態は、第１実施形態と異なり、フィルタの形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５４】
第７実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１７では、板状に形成されているフィルタ９１が第２接続管４０の外壁４２からハウジング２０の径外方向に延びるように複数設けられている。例えば、第７実施形態では、図１０（ｂ）に示すように等間隔に８個に設けられている。フィルタ９１は、ハウジング２０の中心軸に対して平行になるように設けられている。フィルタ９１を形成する複数の繊維の一部は、遠心分離部２３内の旋回流の流れ方向に対して鋭角を形成するように設けられている。なお、図１０中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１７内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００５５】
オイルミスト分離装置１７では、板状に形成されている複数のフィルタ９１により粒径が小さいオイルミストを捕集する。これにより、第１実施形態のオイルミスト分離装置１１に比べて簡単に作ることができる。
また、板状のフィルタ９１を形成する繊維の一部を旋回流の流れ方向に対して鋭角を形成するように設けることで、フィルタ９１に捕集される粒径が小さいオイルミストは旋回流の流れ方向に沿って移動する。これにより、粒径が小さいオイルミストを凝集させやすくなる。したがって、第１実施形態の効果に加えて、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００５６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態による気液分離装置を図１１に基づいて説明する。第８実施形態は、第１実施形態と異なり、排出口の形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
第８実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１８では、図１１（ａ）に示すように、第２接続管４０の排出口４１側の外壁４３がテーパ状に形成されている。すなわち、第２接続管４０の天側の内径ｄ６より排出口４１の内径ｄ７の方が大きくなるように形成されている。なお、図１１中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１８内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００５８】
フィルタ２１に捕集され凝集したオイルミストは、フィルタ２１の外壁２１１から離れてハウジング２０の内壁２０１の方向に移動する一方、フィルタ２１の外壁２１１から離れない一部のオイルミストは、図１１（ａ）の点線矢印Ｌ５で示すようにフィルタ２１内を天側から地側に移動する。このとき、フィルタ２１内を移動するオイルミストは、排出口４１付近で外壁４３に沿って移動し、排出部２４の底壁２４１上に落下する。
【００５９】
オイルミスト分離装置１８では、フィルタ２１内を落下するオイルミストが外壁４３によって排出口４１から離れた方向に落下する。これにより、フィルタ２１の地側から落下するオイルミストが排出口４１に吸い込まれることを防止できる。したがって、第１実施形態の効果に加えて、オイルミストの分離効率を向上することができる。
【００６０】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態による気液分離装置を図１２に基づいて説明する。第９実施形態は、第１実施形態と異なり、気体排出管が設けられる位置が異なるとともに、フィルタの形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
第９実施形態による「気液分離装置」としてのオイルミスト分離装置１９では、気体排出管４５は、ハウジング２０の径方向外側の外壁２０２に接続するように設けられている。気体排出管４５とハウジング２０とを連通する気体排出口４６は、外壁２０２の地側に形成されている。
【００６２】
フィルタ９６は板状に形成されており、図１２（ｂ）に示すようにフィルタ９６の径方向外側の「フィルタ当接壁」としての外壁９６３、９６４は、ハウジング２０の内壁２０１に当接している。フィルタ９６の内壁２０１と当接していない径方向外側の外壁９６１、９６２は、ハウジング２０の中心軸に向かって凹状に形成されている。外壁９６３、９６４は、特許請求の範囲に記載の「フィルタ外壁の一部」に相当する。外壁９６１、９６２は、特許請求の範囲に記載の「非当接壁」に相当する。ハウジング２０の内壁２０１のうち外壁９６３、９６４に当接している内壁２０１の一部は、特許請求の範囲に記載の「旋回手段当接壁」に相当する。
【００６３】
導入口３１内のブローバイガスは、図１２（ｂ）に示すように、導入部２２内および遠心分離部２３内を旋回する。このとき、ブローバイガスの全量がフィルタ９６を通過する。ブローバイガスが含むオイルミストは、フィルタ９６に捕集され凝集することにより、粒径が大きいオイルミストとなる。粒径が大きいオイルミストは、遠心力によりハウジング２０の内壁２０１の方向に移動し、排出部２４の底壁２４１上に集められ、ハウジング２０の外部に排出される。なお、図１２中の矢印Ｆは、オイルミスト分離装置１９内を流れるブローバイガスの流れ方向を示す。
【００６４】
オイルミスト分離装置１９では、ブローバイガスの全量がフィルタ９６を通過するため、オイルミストの分離効率を向上することができる。また、フィルタ９６が異物などにより目詰まりする場合、ブローバイガスは、外壁９６１とハウジング２０の内壁２０１との間に形成される経路２６、および外壁９６２と内壁２０１との間に形成される経路２７を通る。このとき、経路２６、２７を通過するブローバイガスは、図１２（ｂ）に示すようにそれぞれで旋回流を形成し、経路２６、２７のそれぞれで粒径が大きいオイルミストを分離することができる。これにより、オイルミスト分離装置１９は、第１実施形態の効果に加えて、フィルタ９６が目詰まりした場合でもオイルミストを分離しながら、ブローバイガスを吸気管４に供給することができる。
【００６５】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、フィルタは、複数の繊維から形成されるとした。しかしながら、フィルタを形成する材料はこれに限定されない。多孔質材料であればよい。
【００６６】
（イ）上述の実施形態では、フィルタを形成する繊維は親油性を有するとした。しかしながら、フィルタを形成する材料はこれに限定されない。非親油性であってもよい。
【００６７】
（ウ）上述の第６実施形態では、フィルタの外壁に径方向外側に突出する複数の突起が形成されるとした。しかしながら、突起が形成される数はこれに限定されない。形成される突起の数は、１つ以上であればよい。
【００６８】
（エ）上述の第６実施形態では、フィルタに形成される突起の形状を第１外壁は旋回流が流れる方向に対して鋭角に形成し、第２外壁は旋回流が流れる方向に対して略直角に形成するとした。しかしながら、突起の形状はこれに限定されない。
【００６９】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９・・・オイルミスト分離装置（気液分離装置）、
２０            ・・・ハウジング（旋回手段）、
２０１          ・・・内壁、
２１、６６、７１、７６、８１、８６、９１、９６・・・フィルタ
２２            ・・・導入部（一方の端部）、
２４            ・・・排出部（他方の端部）、
２５、２６、２７・・・流路、
３０            ・・・第１接続管（導入管）、
４０            ・・・第２接続管（排出管）。
【図１】
0005894005.tif 000002
【図２】
0005894005.tif 000003
【図３】
0005894005.tif 000004
【図４】
0005894005.tif 000005
【図５】
0005894005.tif 000006
【図６】
0005894005.tif 000007
【図７】
0005894005.tif 000008
【図８】
0005894005.tif 000009
【図９】
0005894005.tif 000010
【図１０】
0005894005.tif 000011
【図１１】
0005894005.tif 000012
【図１２】
0005894005.tif 000013