(57)【要約】【課題】オイルミストの粒径を変更可能なオイルミストの粒径制御方法を提供する。【解決手段】オイルミストの粒径制御方法は、オイルミスト発生装置３０によって第１空間１２にオイルミストを発生させるミスト発生工程と、第１空間１２内のオイルミストを、連通口１３を介して第２空間２２に導入するミスト導入工程と、を順に行う。ミスト導入工程では、第２空間２２を介して第１空間１２と連通されている吸引通路２４に設けられている吸引ポンプ２５を用いる。吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力を調整することで、連通口１３を通過するオイルミストの粒径を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルミスト発生装置によって第１空間にオイルミストを発生させるミスト発生工程と、
前記第１空間内のオイルミストを、連通口を介して前記第１空間と連通する第２空間に導入するミスト導入工程と、を行うものであり、
前記ミスト導入工程において、前記第２空間と接続され該第２空間を介して前記第１空間と連通されている吸引通路に設けられている吸引ポンプを用い、前記吸引通路に作用する前記吸引ポンプの吸引力を調整することで、前記連通口を通過するオイルミストの粒径を制御するオイルミストの粒径制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルミスト発生装置によって発生させるオイルミストの粒径を制御するオイルミストの粒径制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブローバイガス還元装置を備える内燃機関が知られている。ブローバイガス還元装置には、ブローバイガスからオイルミストを除去する除去装置が設けられている。こうした除去装置の性能を評価するためにオイルミスト発生装置を用いることがある。
【０００３】
ところが、従来のオイルミスト発生装置によって得られるオイルミストの粒径は、内燃機関で実際に発生するオイルミストの粒径よりも大きいことがある。特許文献１には、内燃機関で発生するオイルミストに近似した粒度分布のオイルミストを得るため、オイルミスト発生装置のミスト流路に取り付けるノズル（特許文献１では「三方管」と記載）が開示されている。ノズルは、粒径の大きなオイルミストを取り除いたオイルミストが流出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８‐１６８７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているようなオイルミストの粒径制御方法では、ノズルから流出するオイルミストの粒径がノズルの通路面積等のノズルの内部形状に依存する。したがって、特許文献１に開示されているオイルミストの粒径制御方法のように、オイルミスト発生装置に取り付けるノズルを採用する場合には、異なる粒径のオイルミストを得るためには異なる形状のノズルが必要となる。すなわち、ノズルを交換しなければ、得られるオイルミストの粒径を変更できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのオイルミストの粒径制御方法は、オイルミスト発生装置によって第１空間にオイルミストを発生させるミスト発生工程と、前記第１空間内のオイルミストを、連通口を介して前記第１空間と連通する第２空間に導入するミスト導入工程と、を行うものであり、前記ミスト導入工程において、前記第２空間と接続され該第２空間を介して前記第１空間と連通されている吸引通路に設けられている吸引ポンプを用い、前記吸引通路に作用する前記吸引ポンプの吸引力を調整することで、前記連通口を通過するオイルミストの粒径を制御することをその要旨とする。
【０００７】
上記オイルミストの粒径制御方法によれば、第１空間内では、オイルミストの噴霧の広がり方、すなわち、オイルミスト発生装置からの距離に応じてオイルミストの粒度分布が形成される。そして、吸引通路に作用する吸引ポンプの吸引力を強くするほど、連通口から離れた範囲のオイルミストを第２空間に導入することができる。また、吸引通路に作用する吸引ポンプの吸引力を弱くするほど、連通口に近い範囲のオイルミストを第２空間に導入することができる。すなわち、吸引通路に作用する吸引ポンプの吸引力を調整することによって第１空間から第２空間に導入するオイルミストの粒径を変更することができる。したがって、第２空間においてオイルミストを利用する場合には、吸引力に基づいて第１空間から第２空間へ導入するオイルミストの粒径を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】オイルミストの粒径制御方法の一実施形態が適用される粒径制御装置を模式的に示す図。
【図２】同オイルミストの粒径制御方法の処理手順を示すフローチャート。
【図３】粒径制御装置の変更例を示す図。
【図４】粒径制御装置の他の変更例を示す図。
【図５】粒径制御装置の他の変更例を示す図。
【図６】粒径制御装置の他の変更例を示す図。
【図７】粒径制御装置の他の変更例を示す図。
【図８】粒径制御装置の他の変更例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、オイルミストの粒径制御方法の一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１には、オイルミストの粒径制御方法が適用される粒径制御装置１０を示している。粒径制御装置１０は、オイルミスト発生装置３０を備えている。オイルミスト発生装置３０は、オイルタンク３１と、オイルポンプ３２と、オイル供給通路３３と、ミスト発生部３４とを備えている。オイルタンク３１に貯留されているオイルが、オイルポンプ３２によって圧送され、オイル供給通路３３を介してミスト発生部３４に供給される。そしてミスト発生部３４の噴射口３５からオイルミストが噴射される。
【００１０】
粒径制御装置１０は、オイルミスト発生装置３０のミスト発生部３４を収容する第１容器１１を備えている。粒径制御装置１０は、第１容器１１と隣接して配置されている第２容器２１を備えている。第１容器１１及び第２容器２１に開口している連通口１３を介して、第１容器１１によって区画されている第１空間１２と第２容器２１によって区画されている第２空間２２とが連通している。第１容器１１は第２容器２１よりも大きく、第１空間１２が第２空間２２よりも大きい。
【００１１】
第１容器１１には、第１空間１２に外気を取り入れるための大気開放通路１４が設けられている。大気開放通路１４には、大気開放通路１４の連通と遮断を切り換える大気開放弁１５が設けられている。
【００１２】
第２容器２１には、吸引通路２４が接続されている。吸引通路２４は、連通口１３と対向する位置に設けられている吸引口２３に接続されている。図１には、吸引口２３の中心Ｃ２を通過し、吸引口２３の開口面と垂直な直線Ｌ１を示している。直線Ｌ１は、吸引口２３の中心Ｃ２と連通口１３の中心Ｃ１とを結ぶ直線と一致している。すなわち、吸引口２３と連通口１３とが同軸上に配置されている。なお、吸引口２３の開口面積は、連通口１３の開口面積よりも小さい。さらに、図１に示すように第１空間１２においてミスト発生部３４が直線Ｌ１と同軸配置されている。ミスト発生部３４の噴射口３５は、連通口１３の中心Ｃ１を指向している。
【００１３】
吸引通路２４において、吸引口２３とは反対側の端部には、吸引ポンプ２５が設けられている。吸引ポンプ２５は、粒径制御装置１０内の気体を取り込み外部に排出する真空ポンプである。また吸引通路２４には、調整弁２６が設けられている。調整弁２６は、その開度を大きくするほど、吸引通路２４を通過する気体の単位時間当たりの流量を多くすることができる。
【００１４】
図１及び図２を用いて、オイルミストの粒径制御方法について説明する。オイルミストの粒径制御方法は、ミスト発生工程Ｓ１１とミスト導入工程Ｓ１２とを含む。
図２に示すように、本実施形態の粒径制御方法では、まずミスト発生工程Ｓ１１を実施する。ミスト発生工程Ｓ１１では、オイルミスト発生装置３０によってミスト発生部３４からオイルミストを噴射して、第１空間１２にオイルミストを発生させる。このとき、本実施形態では、大気開放弁１５を閉弁して大気開放通路１４を遮断している。続いて、ミスト導入工程Ｓ１２を実施する。
【００１５】
ミスト導入工程Ｓ１２では、吸引ポンプ２５を駆動することで、吸引通路２４に吸引力を作用させる。この吸引力によって第１空間１２から第２空間２２、そして第２空間２２から吸引通路２４への気体の流れが形成される。このとき、調整弁２６の開度制御によって、吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力を調整する。こうした吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力によって、第１空間１２内のオイルミストが連通口１３を介して第２空間２２内に導入される。ミスト導入工程Ｓ１２の実施後、オイルミストの粒径制御方法が終了される。
【００１６】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
オイルミスト発生装置３０によって噴射されるオイルミストは、オイルミストの噴霧の広がり方、すなわち、ミスト発生部３４からの距離に応じて粒度分布が形成される。このため、ミスト発生工程Ｓ１１では、第１空間１２内にオイルミストの粒度分布が形成される。
【００１７】
そして、調整弁２６の開度制御によって吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力を強くするほど、連通口１３から離れた範囲のオイルミストを第２空間２２に導入することができる。また、調整弁２６の開度制御によって吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力を弱くするほど、連通口１３に近い範囲のオイルミストを第２空間２２に導入することができる。すなわち、ミスト導入工程Ｓ１２では、吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力を調整することによって第１空間１２から第２空間２２に導入するオイルミストの粒径を変更することができる。したがって、第２空間２２にオイルミストの除去装置等を配置してオイルミストを利用する場合には、吸引力に基づいて第１空間１２から第２空間２２へ導入するオイルミストの粒径を選択することができる。
【００１８】
以上のように、本実施形態のオイルミストの粒径制御方法では、吸引通路２４に作用する吸引ポンプ２５の吸引力を調整することによって、ノズルの交換等といった装置構成の変更を行うことなく、オイルミストの粒径を制御することができる。
【００１９】
ところで、オイルミスト発生装置３０は、オイルポンプ３２の出力を変更してオイル供給通路３３内の圧力を変更することによって、ミスト発生部３４から噴射されるオイルミストの粒径を変更することができる。しかし、オイル供給通路３３内の圧力は、ミスト発生部３４から噴射されるオイルミストの量と相関している。このため、圧力変更による粒径変更では、圧力過剰によってオイルミストが過度な勢いで噴きつけられたり、圧力不足によって噴霧の発生量が不足したりすることがある。これに対して本実施形態のオイルミストの粒径制御方法によれば、ミスト発生工程Ｓ１１とミスト導入工程Ｓ１２とを実施することによって、オイルミスト発生装置３０から発生させるオイルミスト量を確保しつつ、オイルミストを利用する第２空間２２に、選択した粒径のオイルミストを導入することができる。
【００２０】
また、粒径制御装置１０が大気開放通路１４を備えているため、大気開放弁１５の開弁によって第１空間１２への空気の供給が可能である。すなわち、ミスト導入工程Ｓ１２において第１空間１２の気体が吸引された後に、大気開放弁１５を開弁して大気開放通路１４を連通させることによって第１空間１２に空気を供給することができる。これによって、吸引ポンプ２５による吸引を連続して行うことができる。
【００２１】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、ミスト導入工程Ｓ１２において、調整弁２６の開度を制御することで、吸引通路２４に作用させる吸引力を調整した。粒径制御装置１０が調整弁２６を備えていない場合や、調整弁２６の開度を維持した状態でミスト導入工程Ｓ１２を実施する場合であっても、吸引ポンプ２５の出力を変更することによって吸引通路２４に作用させる吸引力を調整することができる。
【００２２】
・図１に示した粒径制御装置１０において、ミスト発生部３４の噴射口３５と連通口１３との距離Ｄ１を変更してもよい。例えば、ミスト発生部３４を連通口１３に近づけて距離Ｄ１を短くしてもよいし、ミスト発生部３４を連通口１３から離して距離Ｄ１を長くしてもよい。距離Ｄ１の大きさを変更することによって、連通口１３付近の粒度分布が変化する。すなわち、距離Ｄ１の大きさに基づいて第２空間２２に導入するミストの粒度分布を異ならせることができる。
【００２３】
・連通口１３の開口面積は変更が可能である。例えば連通口１３の開口面積を小さくするほど、第１空間１２から第２空間２２に流入する気体の流速を増加させることができる。第１空間１２から第２空間２２に流入する気体の流速を増加することによって、第１空間１２内における連通口１３付近の粒子をより多く第２空間２２に導入することができる。
【００２４】
・上記実施形態では、吸引口２３の開口面積を連通口１３の開口面積よりも小さくしているが、吸引口２３の開口面積は変更が可能である。言い換えれば、吸引通路２４の径を変更することができる。例えば、吸引口２３の開口面積を連通口１３の開口面積と等しくしてもよい。また、吸引口２３の開口面積を連通口１３の開口面積よりも大きくしてもよい。
【００２５】
・上記実施形態では、吸引口２３と連通口１３とを同軸上に配置している。連通口１３の中心Ｃ１を直線Ｌ１上からずらすように連通口１３を形成することもできる。
・上記実施形態の粒径制御装置１０では、噴射口３５が連通口１３の中心Ｃ１を指向するようにミスト発生部３４を配置したが、噴射口３５の指向方向を連通口１３の中心Ｃ１からずらすようにミスト発生部３４の配置態様を変更することが可能である。
【００２６】
例えば、図３に示すように、直線Ｌ１よりも図面右側に、ミスト発生部３４を平行に移動させて配置することもできる。なお、直線Ｌ１に対してミスト発生部３４を平行に移動させる方向は、図面右側に限られるものではなく、図面左側でもよい。また、直線Ｌ１に対して上下方向（図面手前側又は奥側）に移動させてもよい。
【００２７】
また、図４に示すように、直線Ｌ１に対して傾斜するようにミスト発生部３４を配置することもできる。なお、噴射口３５が第１容器１１の上壁面を指向するようにミスト発生部３４の配置態様を変更することも可能である。また、直線Ｌ１に対して平行に移動させ直線Ｌ１に対して傾斜するようにミスト発生部３４を配置することもできる。
【００２８】
図３又は図４に示したようにミスト発生部３４を配置することによって、噴射口３５が連通口１３の中心Ｃ１を指向するようにミスト発生部３４を配置した場合と比較して、連通口１３付近に形成されるオイルミストの粒度分布を異ならせることができる。これによって、第２空間２２に導入されるオイルミストの粒度分布を異ならせることができる。また、ミスト発生部３４からのオイルミストの噴射量に対して第２空間２２に導入されるオイルミスト流入量の割合を変更することもできる。
【００２９】
・上記実施形態の粒径制御装置１０では、第１空間１２に一つのミスト発生部３４を配置したが、第１空間１２に複数のミスト発生部を配置してもよい。
例えば、図５に示すように、第１ミスト発生部３６と第２ミスト発生部３７とを設けてもよい。第１ミスト発生部３６と第２ミスト発生部３７は、直線Ｌ１に対して平行に、直線Ｌ１を挟んで配置されている。ここで、図５に示すように第１ミスト発生部３６からのオイルミストの噴射範囲Ａ１と、第２ミスト発生部３７からのオイルミストの噴射範囲Ａ２とが重なり合うように複数のミスト発生部を配置すると、噴射範囲Ａ１、Ａ２が重なる重複範囲Ｂ１においてミスト同士の衝突によって粒径の大きなオイルミストが生成される。これによって、第１空間１２に一つのミスト発生部３４を配置したときと比較して、第１空間１２に噴射されるオイルミストの粒度分布を異ならせることができ、第２空間２２に導入するミストの粒度分布を異ならせることができる。
【００３０】
さらに、複数のミスト発生部を直線Ｌ１に対して傾斜するように配置することもできる。これによって、重複範囲Ｂ１の大きさが変更されるため、粒度分布を異ならせることができる。なお、三つ以上のミスト発生部を第１空間１２に配置することもできる。
【００３１】
・図６に示すように、第１空間１２内において連通口１３の周囲に第３空間１７を区画するように、遮蔽部１６を設けることもできる。遮蔽部１６のうち、ミスト発生部３４と対向する対向板１８には導入口１９を形成することで、第１空間１２と第３空間１７とを連通させる。これによって、ミスト導入工程Ｓ１２では、第１空間１２のオイルミストが対向板１８に形成されている導入口１９を介して第３空間１７に流入する。さらにオイルミストは、第３空間１７から第２空間２２に流入する。
【００３２】
ところで、オイルミストが連通口１３を通過する際には、連通口１３の開口縁にオイルミストが衝突して、粒径の大きなオイルミストが生成されることがある。上記構成では、連通口１３よりも吸引方向上流側に第３空間１７への入口である導入口１９を設けていることによって、導入口１９の開口縁にオイルミストが衝突することで第３空間１７内に大きなオイルミストが生成される。生成されたオイルミストは第３空間１７内に滞留して第２空間２２に導入されにくくなる。すなわち、第３空間１７を区画しない場合と比較して、第２空間２２に導入されるオイルミストの粒度分布を異ならせることができる。
【００３３】
導入口１９を形成する板としての対向板１８は、図６に示すように直線Ｌ１に対して垂直に設けることができる。対向板１８に替えて、図７に示すように直線Ｌ１と垂直な面に対して傾斜させた傾斜板１１８を採用してもよい。また、図６及び図７に示した例では、導入口１９を連通口１３と同軸上に配置しており、導入口１９の径を連通口１３の径と等しくしているが、導入口１９の位置や大きさは適宜変更が可能である。
【００３４】
・図８に示すように、連通口１３の径と同一径の内径を有する筒状の通路部１１６を、連通口１３と接続させて第１空間１２に設けることもできる。連通口１３よりも吸引方向上流側に通路部１１６が設けられていることによって、第１空間１２から第２空間２２に流入する気体の流れを整流することができる。また、通路部１１６の内周面に衝突するオイルミストを除外して第２空間２２にオイルミストを導入することができる。これによって、通路部１１６を設けない場合と比較して、第２空間２２に導入するオイルミストの粒度分布を異ならせることができる。
【００３５】
・上記実施形態に例示した第１空間１２及び第２空間２２及び第３空間１７は、その大きさをそれぞれ変更することができる。そのため、第１空間１２及び第２空間２２及び第３空間１７における大小関係は様々に変更することが可能である。
【００３６】
・ミスト導入工程Ｓ１２において、吸引通路２４に吸引力を作用させているときに大気開放弁１５を開閉してもよい。これによって、第１空間１２に脈動を起こすことができ、連通口１３を通過するオイルミストの粒度分布を変化させることができる。
【００３７】
・大気開放通路１４の位置は適宜変更可能である。特にミスト導入工程Ｓ１２において大気開放弁１５を開閉する場合には、大気開放通路１４の位置によって連通口１３を通過するオイルミストの粒度分布に対して与える影響を異ならせることができる。
【００３８】
また、大気開放通路１４及び大気開放弁１５を省略することもできる。
・上記実施形態では、ミスト発生工程Ｓ１１とミスト導入工程Ｓ１２とを順に実施したが、ミスト発生工程Ｓ１１とミスト導入工程Ｓ１２とを並行して実施してもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、ミスト導入工程Ｓ１２の実施後に処理を終了したが、ミスト導入工程Ｓ１２に続いてミスト発生工程Ｓ１１を再び実施してもよい。すなわち、ミスト発生工程Ｓ１１とミスト導入工程Ｓ１２とを連続して繰り返し行うこともできる。
【００４０】
・第２空間２２に配置するオイルミストの利用先として、ブローバイガス還流装置のオイルミスト除去装置を例示したが、粒径制御装置１０及び粒径制御装置１０を用いて実施するオイルミストの粒径制御方法は、オイルミストを利用するものであれば適用が可能であり、所望の粒径のオイルミストが要求される場合において特に有効である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…粒径制御装置、１１…第１容器、１２…第１空間、１３…連通口、１４…大気開放通路、１５…大気開放弁、１６…遮蔽部、１７…第３空間、１８…対向板、１９…導入口、２１…第２容器、２２…第２空間、２３…吸引口、２４…吸引通路、２５…吸引ポンプ、２６…調整弁、３０…オイルミスト発生装置、３１…オイルタンク、３２…オイルポンプ、３３…オイル供給通路、３４…ミスト発生部、３５…噴射口、３６…第１ミスト発生部、３７…第２ミスト発生部、１１６…通路部、１１８…傾斜板。
【図１】
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【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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【図８】
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