(57)【要約】【課題】オイルミストの捕集効率を高めること。【解決手段】オイルミストセパレータは、正極４０及び負極５０が、導入口２４から導出口２５に向かうブローバイガスの流れ方向（長手方向Ｚ）に直交する幅方向Ｘにおいて互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、流れ方向（長手方向Ｚ）において互いに間隔をおいて複数配置されている。フィルタ６０は、幅方向Ｘにおいて互いに隣り合う正極４０及び負極５０の間と、流れ方向（長手方向Ｚ）において互いに隣り合う正極４０及び負極５０の間との双方に介在している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する正極及び負極を有する電極と、
電気絶縁材料により形成され、前記正極と前記負極との間に設けられたフィルタと、
導入口及び導出口を有し、前記電極及び前記フィルタを収容するケースと、
前記正極と前記負極との間に電圧を印加する電圧発生装置と、を備え、
前記電圧発生装置により前記正極と前記負極との間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを前記導入口から前記導出口に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離するオイルミストセパレータであって、
前記電極は、前記導入口から前記導出口に向かうブローバイガスの流れ方向に直交する幅方向において互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、前記流れ方向において互いに間隔をおいて複数配置されており、
前記フィルタは、前記幅方向において互いに隣り合う前記電極の間と、前記流れ方向において互いに隣り合う前記電極の間との双方に介在している、
内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項２】
前記正極は、正極プレートと、前記正極プレートの一方の面から突設された複数の正極柱とを有しており、
前記負極は、前記正極プレートに対向する負極プレートと、前記負極プレートにおける前記正極プレートに対向する面から前記正極プレートに向けて突設された複数の負極柱とを有している、
請求項１に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項３】
前記正極柱及び前記負極柱の各々が角柱状をなしている、
請求項２に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項４】
前記流れ方向において互いに隣り合う前記電極の極性が互いに異なっている、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項５】
前記フィルタにおける一方の面には、前記正極を収容する複数の収容凹部が開口しており、
前記フィルタにおける前記一方の面とは反対側の面には、前記負極を収容する複数の収容凹部が開口している、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の静電式オイルミストセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、クランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流する還流通路が設けられている。こうした還流通路の途中には、ブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するオイルミストセパレータが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のオイルミストセパレータは、ブローバイガスの導入口及び導出口が設けられたケースと、ケースの内部に設けられた電気絶縁材料からなるフィルタと、フィルタを挟む複数の電極板とを備えている。電極板の間には、電圧発生装置によって数ｋＶの電圧が印加される。
【０００４】
こうしたオイルミストセパレータでは、電圧の印加に伴ってフィルタが帯電するとともに、同フィルタを通過するブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電する。そして、帯電したオイルミストが静電気力によってフィルタに吸着されることでブローバイガスから分離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１０９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、こうした静電式オイルミストセパレータにおいては、電極板の間に印加される電圧を高めることによって、オイルミストに作用する静電気力を大きくしてオイルミストの捕集効率を高めることができる。しかしながら、この場合には、消費電力が増大するという背反がある。
【０００７】
本発明の目的は、オイルミストの捕集効率を高めることのできる内燃機関の静電式オイルミストセパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための内燃機関のオイルミストセパレータは、互いに対向する正極及び負極を有する電極と、電気絶縁材料により形成され、前記正極と前記負極との間に設けられたフィルタと、導入口及び導出口を有し、前記電極及び前記フィルタを収容するケースと、前記正極と前記負極との間に電圧を印加する電圧発生装置と、を備え、前記電圧発生装置により前記正極と前記負極との間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを前記導入口から前記導出口に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離するものであって、前記電極は、前記導入口から前記導出口に向かうブローバイガスの流れ方向に直交する幅方向において互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、前記流れ方向において互いに間隔をおいて複数配置されており、前記フィルタは、前記幅方向において互いに隣り合う前記電極の間と、前記流れ方向において互いに隣り合う前記電極の間との双方に介在している。
【０００９】
同構成によれば、電極が幅方向において互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、ブローバイガスの流れ方向（以下、流れ方向）において互いに間隔をおいて複数配置されている。このため、電極が流れ方向において１つ配置される構成に比べて、流れ方向における電極の縁の数が増える。
【００１０】
ここで、電極の間に電圧が印加されると、電荷は電極のうち縁において多く存在することとなる。このため、正極と負極との間のうち電極の縁近傍において静電気力が高められ、オイルミストが捕集されやすい。
【００１１】
上記構成によれば、上述したように、流れ方向における電極の縁の数、すなわち電荷が集中する部分の数を増やすことができる。
また、この場合、流れ方向において互いに隣り合う電極同士の間には隙間が生じることとなるが、上記構成によれば、当該隙間にフィルタが介在することから、当該隙間においてもフィルタによってオイルミストを捕集することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、オイルミストの捕集効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内燃機関のオイルミストセパレータの一実施形態について、ケースの一部を破断して示す図。
【図２】同実施形態のオイルミストセパレータの断面構造と電圧発生装置とを示す図。
【図３】同実施形態のオイルミストセパレータの構成部品を互いに離間して示す分解斜視図。
【図４】同実施形態の正極柱及び負極柱の配置態様を示す図。
【図５】変形例のオイルミストセパレータの正極、フィルタ、及び負極を互いに離間して示す分解斜視図。
【図６】同変形例の正極柱及び負極柱の配置態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図４を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関のオイルミストセパレータ１０は、導入口２４及び導出口２５を有するケース１１と、ケース１１の内部に収容されるとともに互いに対向配置された正極４０及び負極５０と、電気絶縁材料によって形成され、正極４０及び負極５０の間に介設されたフィルタ６０とを有している。
【００１５】
次に、オイルミストセパレータ１０の各構成部品について詳細に説明する。
＜ケース１１＞
図１〜図３に示すように、ケース１１は、上部開口２３を有するケース本体２０と、ケース本体２０の上部に設けられ、上部開口２３を塞ぐ長方形板状の蓋体３０とを有しており、直方体状をなしている。ケース本体２０及び蓋体３０は共にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂材料により形成されている。
【００１６】
ケース本体２０は、長方形状の上部開口２３を取り囲む４つの側壁２２と、上部開口２３に対向する底壁２１とを有している。
４つの側壁２２のうち互いに対向する一対の側壁２２の中央部には、筒状の導入口２４及び導出口２５がそれぞれ外側に向けて突設されている。
【００１７】
底壁２１における導出口２５を有する側壁２２に近接した位置には、筒状のオイル排出口２６が下方に向けて突設されている。
以降において、図１の上下方向を上下方向Ｙとして説明する。
【００１８】
内燃機関のブローバイガスは、導入口２４を通じてケース１１の内部に導入され、導入口２４から導出口２５に向けてケース１１内を流れ、導出口２５を通じてケース１１の外部に導出される。したがって、ケース１１内においては、ブローバイガスは、ケース１１の長手方向（以下、長手方向Ｚ）に沿って流れることとなる。
【００１９】
また、上下方向Ｙ及び長手方向Ｚの双方に直交する方向を幅方向Ｘとする。
＜正極４０＞
図２及び図３に示すように、正極４０は、ケース１１の頂壁３１に対向して配置される長方形板状の正極プレート４２と、正極プレート４２の下面から突設された四角柱状の複数の正極柱４１とを有している。
【００２０】
各正極柱４１は、上下方向Ｙに沿って延在している。各正極柱４１は、断面正方形状をなしており、互いに平行な一対の側面が幅方向Ｘ及び長手方向Ｚの双方にそれぞれ沿うようにして設けられている。
【００２１】
正極４０は、ステンレス鋼などの金属材料により一体に形成されている。
正極柱４１は、幅方向Ｘに沿って互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、長手方向Ｚに沿って互いに間隔をおいて複数配置されている。
【００２２】
図２に示すように、正極プレート４２は、導線を介して電圧発生装置７０の正極側に電気的に接続されている。
＜負極５０＞
図２及び図３に示すように、負極５０は、ケース１１の底壁２１に対向して配置される長方形板状の負極プレート５２と、負極プレート５２の上面から突設された四角柱状の複数の負極柱５１とを有している。
【００２３】
各負極柱５１は、上下方向Ｙに沿って延在している。各負極柱５１は、断面正方形状をなしており、互いに平行な一対の側面が幅方向Ｘ及び長手方向Ｚの双方にそれぞれ沿うようにして設けられている。
【００２４】
負極５０は、ステンレス鋼などの金属材料により一体に形成されている。
負極柱５１は、幅方向Ｘに沿って互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、長手方向Ｚに沿って互いに間隔をおいて複数配置されている。
【００２５】
図２に示すように、負極プレート５２は、導線を介して電圧発生装置７０の負極側に電気的に接続されている。
＜フィルタ６０＞
図３に示すように、フィルタ６０は不織布からなり、直方体状をなしている。上記不織布は、電気絶縁材料であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の繊維により形成されている。なお、ポリエチレンテレフタレートなどの電気絶縁材料は、誘電分極が生じる誘電材料でもある。
【００２６】
図２及び図３に示すように、フィルタ６０の上面には、各正極柱４１を収容する複数の収容凹部６４が開口している。図２に示すように、フィルタ６０の下面には、各負極柱５１を収容する複数の収容凹部６５が開口している。各収容凹部６４，６５は各正極柱４１、負極柱５１に対応した容積を有する四角柱状の空間である。なお、各収容凹部６４，６５は、それぞれフィルタ６０を上下に貫通していない。
【００２７】
各収容凹部６４，６５に各正極柱４１、負極柱５１が収容された状態において、フィルタ６０の上面には、正極４０の正極プレート４２が当接され、フィルタ６０の下面には、負極５０の負極プレート５２が当接される。
【００２８】
図２に示すように、各正極柱４１と各負極柱５１との間には、フィルタ６０が介在している。また、各正極柱４１の先端４３（下端）と、負極プレート５２との間には、フィルタ６０が介在している。各負極柱５１の先端５３（上端）と、正極プレート４２との間にはフィルタ６０が介在している。すなわち、正極４０と負極５０との間の空間全体がフィルタ６０によって充填されている。
【００２９】
図４に示すように、正極柱４１及び負極柱５１は、幅方向Ｘに沿って交互に配置されている。また、正極柱４１及び負極柱５１は、長手方向Ｚに沿って交互に配置されている。
次に、図３を参照して、オイルミストセパレータ１０の組み付け手順について説明する。
【００３０】
まず、ケース本体２０の底壁２１上に負極プレート５２を載置してケース本体２０内に負極５０を収容する。
続いて、フィルタ６０の各収容凹部６５に対して負極５０の各負極柱５１を挿入して、負極５０に対してフィルタ６０を組み付ける。
【００３１】
続いて、フィルタ６０の各収容凹部６４に対して正極４０の各正極柱４１を挿入して、フィルタ６０に対して正極４０を組み付ける。
最後に、負極５０、フィルタ６０及び正極４０が組み付けられたケース本体２０に対して蓋体３０を組み付ける。なお、フィルタ６０と負極５０及び正極４０を組み付けた後に、ケース本体２０に組み付けるようにしてもよい。
【００３２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
オイルミストセパレータ１０においては、内燃機関の運転中、正極４０及び負極５０の間に例えば数ｋＶの電圧が印加されている状態で、導入口２４を通じてケース１１内にブローバイガスが導入される。
【００３３】
このとき、電圧の印加に伴ってフィルタ６０が帯電するとともに、導出口２５に向けてフィルタ６０を通過するブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電する。そして、帯電したオイルミストが静電気力によってフィルタ６０に吸着される。
【００３４】
ここで、正極４０及び負極５０の間に電圧が印加されると、電荷は正極柱４１及び負極柱５１のうち縁（角部）において多く存在することとなる。このため、正極４０と負極５０との間のうち正極柱４１及び負極柱５１の縁（角部）近傍において静電気力が高められ、オイルミストが捕集されやすい。
【００３５】
本実施形態のオイルミストセパレータ１０によれば、上述したように、長手方向Ｚ、すなわちブローバイガスの流れ方向における正極柱４１及び負極柱５１の縁（角部）の数、すなわち電荷が集中する部分の数を増やすことができる。
【００３６】
また、この場合、長手方向Ｚ（ブローバイガスの流れ方向）において互いに隣り合う正極柱４１及び負極柱５１同士の間には隙間が生じることとなるが、当該隙間にはフィルタ６０が介在することから、当該隙間においてもフィルタ６０によってオイルミストを捕集することができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の静電式オイルミストセパレータによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）正極４０及び負極５０は、幅方向Ｘにおいて互いに間隔をおいて複数配置されるとともに、ブローバイガスの流れ方向（長手方向Ｚ）において互いに間隔をおいて複数配置されている。フィルタ６０は、幅方向Ｘにおいて互いに隣り合う正極４０及び負極５０の間と、流れ方向において互いに隣り合う正極４０及び負極５０の間との双方に介在している。
【００３８】
こうした構成によれば、上述した作用を奏することから、オイルミストの捕集効率を高めることができる。
（２）正極４０は、正極プレート４２と、正極プレート４２の一方の面から突設された複数の正極柱４１とを有している。負極５０は、正極プレート４２に対向する負極プレート５２と、負極プレート５２における正極プレート４２に対向する面から正極プレート４２に向けて突設された複数の負極柱５１とを有している。
【００３９】
こうした構成によれば、正極４０及び負極５０がそれぞれ１つの部材によって構成されるため、オイルミストセパレータの部品点数を低減することができる。また、ケース１１内への正極４０及び負極５０の組み付けが容易となる。
【００４０】
（３）正極柱４１、負極柱５１の各々が四角柱状をなしている。
こうした構成によれば、各正極柱４１、各負極柱５１が複数の縁として、より電荷が集中しやすい角部を有することとなるため、オイルミストの捕集効率を一層高めることができる。
【００４１】
（４）流れ方向（長手方向Ｚ）において互いに隣り合う正極４０及び負極５０（正極柱４１及び負極柱５１）の極性が互いに異なっている。
こうした構成によれば、流れ方向（長手方向Ｚ）において互いに隣り合う正極柱４１及び負極柱５１の間においても静電気力によってオイルミストを捕集することができる。したがって、オイルミストの捕集効率を一層高めることができる。
【００４２】
（５）フィルタ６０の上面には、正極４０を収容する複数の収容凹部６４が開口しており、フィルタ６０の下面には、負極５０を収容する複数の収容凹部６５が開口している。
こうした構成によれば、フィルタ６０の上面に開口する複数の収容凹部６４に正極４０を収容し、下面に開口する複数の収容凹部６５に負極５０を収容することにより、ケース１１内に正極４０、負極５０及びフィルタ６０を容易に収容することができる。
【００４３】
また、各正極柱４１の先端４３と負極プレート５２との間にフィルタ６０が介在するとともに、各負極柱５１の先端５３と正極プレート４２との間にフィルタ６０が介在することとなる。これにより、各正極柱４１の先端４３と負極プレート５２との間、及び各負極柱５１の先端５３と正極プレート４２との間においても静電気力によってオイルミストを捕集することができる。
【００４４】
したがって、オイルミストの捕集効率を一層高めることができる。
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
【００４５】
・正極プレート４２及び負極プレート５２を省略することもできる。すなわち、正極４０及び負極５０をそれぞれ複数の正極柱４１及び負極柱５１によって構成することもできる。
【００４６】
・各正極柱４１及び各負極柱５１は、三角柱、五角柱、及び六角柱など四角柱以外の角柱状であってもよい。
・上記実施形態では、幅方向Ｘ及び長手方向Ｚ（ブローバイガスの流れ方向）に沿って正極柱４１及び負極柱５１が交互に配置される構成について例示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図５及び図６に示すように、流れ方向（長手方向Ｚ）に沿って正極柱４１のみが並設される構成や、負極柱５１のみが並設される構成であってもよい。
【００４７】
・ケース１１の形状を立方体状など適宜変更することもできる。
・正極４０と負極５０との位置関係を上下反対にすることもできる。また、正極プレート４２及び負極プレート５２をケース１１の導入口２４及び導出口２５が設けられていない側壁２２に対して互いに対向するように配置することもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…オイルミストセパレータ、１１…ケース、２０…ケース本体、２１…底壁、２２…側壁、２３…上部開口、２４…導入口、２５…導出口、２６…オイル排出口、３０…蓋体、３１…頂壁、４０…正極、４１…正極柱、４２…正極プレート、４３…先端、５０…負極、５１…負極柱、５２…負極プレート、５３…先端、６０…フィルタ、６４，６５…収容凹部、７０…電圧発生装置。
【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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