(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンで発生するブローバイガス中のオイルをセパレータ室内で分離除去するオイルミストセパレータであって、
前記セパレータ室内に設けられる衝突板と、
前記セパレータ室内に前記衝突板に対向して該衝突板の下方に設けられるとともに、前記衝突板にブローバイガスを噴射する第１ノズル及び第２ノズルと、
前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が所定値以下の低流量時に前記第２ノズルの開口を開放するとともに、前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が前記所定値を超える高流量時に前記第２ノズルの開口を閉止する開閉弁と、を備え、
前記セパレータ室を形成する底部区画板には、前記セパレータ室内にブローバイガスを流入する流入口と、前記セパレータ室内で分離されたオイルを排出するためのオイル排出孔と、が設けられており、
前記流入口は、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの並ぶ方向において、前記第２ノズルの軸心よりも前記第１ノズルの軸心に近い側に配置されており、
前記オイル排出孔は、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの並ぶ方向において、その軸心が前記第２ノズルの軸心を挟んで前記第１ノズルの軸心と反対側に位置するように配置されていることを特徴とするオイルミストセパレータ。
【請求項２】
前記第２ノズルには、前記開閉弁であるフロート弁を昇降可能に収容する収容部が接続されており、
前記フロート弁は、前記セパレータ室に流入されるブローバイガスの流量に応じて、前記第２ノズルの開口を閉止する上昇位置と前記第２ノズルの開口を開放する下降位置との間で昇降される請求項１記載のオイルミストセパレータ。
【請求項３】
前記収容部の底板には、ブローバイガスの流入孔が形成されており、
前記フロート弁は、前記流入孔に対向する本体と、前記本体の上側に設けられ且つ前記第２ノズルの開口を閉止する閉止部と、前記本体の下側に突出して設けられ且つ前記収容部の底板の前記流入孔の外周側に載置される複数の脚部と、を備える請求項２記載のオイルミストセパレータ。
【請求項４】
複数の前記第２ノズルが備えられており、
複数の前記第２ノズルの各開口は、前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が前記所定値を超える高流量時に前記フロート弁により順次閉止される請求項２又は３に記載の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、ディーゼルエンジンで発生するブローバイガス中のオイルをセパレータ室内で分離除去するオイルミストセパレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンにおいて、ブローバイガス経路にはブローバイガス中のオイルを除去するオイルミストセパレータが設けられているが、アイドリング時などの低回転・低負荷運転時は、吸気管負圧が小さく、ブローバイガスが吸気される流量は少ない。この状態において、オイルミストセパレータの圧力損失が大きければ、吸気されるブローバイガスの流量は一層少なくなるので、クランクケース内の圧力が大きく上昇してしまうことがある。クランクケース内圧が上昇すると、クランクケース底部におけるオイル圧も上昇するため、エンジンの各シール部からオイル洩れが発生する虞がある。
【０００３】
そこで、クランクケース内圧の上昇を抑えるために、オイルミストセパレータの圧力損失を小さくすることが考えられる。しかし、圧力損失を小さくすると、例えばオイルミストセパレータが衝突式の場合、オイルミストの衝突板への衝突速度は小さくなるために、オイルミストセパレータによるオイルミストの捕集性能は低下してしまう。このため、ブローバイガス流量が多くオイルミストの発生量が多い高回転・高負荷運転時に効率良くオイルミストを除去することができなくなる。その結果、持ち出しによるオイル消費量が増大することになる。逆に、高回転・高負荷運転時に効率良くオイルミストを除去するためにオイルミストセパレータの圧力損失を大きくすれば、低回転・低負荷運転時にクランクケース内圧が高くなってしまう。
【０００４】
この点に関し、特許文献１では、コントロールバルブが設けられた通常のブローバイガス通路に加え、バイパスとしてコントロールバルブのない副通路を設けたブローバイガス還元装置が提案されている。この装置によれば、クランクケース内圧に応じて切換弁により上記のいずれかの通路に選択的に切り換え、クランクケース内圧が相対的に大きい低回転・低負荷運転時にセンサによってクランクケース内圧が所定値を超えたことが検出されたときには副通路が開かれ、クランクケース内圧の上昇は抑えられる。一方、クランクケース内圧が相対的に小さい高回転・高負荷運転時には切換弁によりブローバイガス通路が開かれる。このように、この装置によればクランクケース内圧を適正に維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５９−１５９７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の装置は、切換弁による切り換えによりクランクケース内圧を適正に維持することはできるが、オイルミストセパレータ自体はいずれの運転時においても変わらないので、オイルミストの捕集性能を向上させることはできない。
【０００７】
また、特許文献１の装置は、副通路が増設されている上に、ブローバイガス通路と副通路とを選択的に切り換える切換弁が必要であり、更に、それを作動させるためのダイヤフラム、バキュームタンク、電磁弁、圧力スイッチ等からなる切換手段などが必要であり、システムが複雑で部品数も多い。
【０００８】
そこで、本発明は、簡易な構成で、クランクケース内圧の制約が厳しい低回転・低負荷運転時においては自身の圧力損失を低減することによりクランクケース内圧の上昇を抑えることができるとともに、オイルミスト発生量の多い高回転・高負荷運転時においてはオイルミストの捕集性能を高めることができるオイルミストセパレータの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ディーゼルエンジンで発生するブローバイガス中のオイルをセパレータ室内で分離除去するオイルミストセパレータであって、前記セパレータ室内に設けられる衝突板と、前記セパレータ室内に前記衝突板に対向して該衝突板の下方に設けられるとともに、前記衝突板にブローバイガスを噴射する第１ノズル及び第２ノズルと、前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が所定値以下の低流量時に前記第２ノズルの開口を開放するとともに、前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が前記所定値を超える高流量時に前記第２ノズルの開口を閉止する開閉弁と、を備え、前記セパレータ室を形成する底部区画板には、前記セパレータ室内にブローバイガスを流入する流入口と、前記セパレータ室内で分離されたオイルを排出するためのオイル排出孔と、が設けられており、前記流入口は、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの並ぶ方向において、前記第２ノズルの軸心よりも前記第１ノズルの軸心に近い側に配置されており、前記オイル排出孔は、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの並ぶ方向において、その軸心が前記第２ノズルの軸心を挟んで前記第１ノズルの軸心と反対側に位置するように配置されていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の記載の発明において、前記第２ノズルには、前記開閉弁であるフロート弁を昇降可能に収容する収容部が接続されており、前記フロート弁は、前記セパレータ室に流入されるブローバイガスの流量に応じて、前記第２ノズルの開口を閉止する上昇位置と前記第２ノズルの開口を開放する下降位置との間で昇降されることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の記載の発明において、前記収容部の底板には、ブローバイガスの流入孔が形成されており、前記フロート弁は、前記流入孔に対向する本体と、前記本体の上側に設けられ且つ前記第２ノズルの開口を閉止する閉止部と、前記本体の下側に突出して設けられ且つ前記収容部の底板の前記流入孔の外周側に載置される複数の脚部と、を備えることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、複数の前記第２ノズルが備えられており、複数の前記第２ノズルの各開口は、前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が前記所定値を超える高流量時に前記フロート弁により順次閉止されることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のオイルミストセパレータによると、セパレータ室内に設けられる衝突板と、セパレータ室内に衝突板に対向して該衝突板の下方に設けられるとともに、衝突板にブローバイガスを噴射する第１ノズル及び第２ノズルと、セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が所定値以下の低流量時に第２ノズルの開口を開放するとともに、前記セパレータ室内に流入されるブローバイガスの流量が前記所定値を超える高流量時に前記第２ノズルの開口を閉止する開閉弁と、を備える。これにより、ブローバイガスの流量が少ない低回転・低負荷運転時には、第１ノズルと第２ノズルとの双方が開口し、ノズル全体の開口面積が大きいため、オイルミストセパレータの圧力損失は小さくなり、クランクケース内圧の上昇は抑えられる。一方、ブローバイガスの流量が多い高回転・高負荷運転時には、第２ノズルの開口を開閉弁が閉止してノズル全体の開口面積は小さくなるため、オイルミストセパレータの圧力損失は大きくなり、オイルミストの捕集性能が向上する。また、従来のようにオイルミストセパレータの下流側にブローバイガス通路と副通路とを併設するものに比べて、簡易な構成にできる。
また、前記第２ノズルに、前記開閉弁であるフロート弁を昇降可能に収容する収容部が接続されており、前記フロート弁が、前記セパレータ室に流入されるブローバイガスの流量に応じて、前記第２ノズルの開口を閉止する上昇位置と前記第２ノズルの開口を開放する下降位置との間で昇降される場合は、フロート弁の重量とセパレータ室内に流入するブローバイガスの流量との相関関係により第２ノズルの開口を開閉できるため、部品数を削減できるとともに、更に簡易な構成にできる。
さらに、前記収容部の底板には、ブローバイガスの流入孔が形成されており、前記フロート弁は、本体と、閉止部と、複数の脚部と、を備える場合は、ブローバイガスの流量に応じてフロート弁を敏感に作動させることができる。
【００１１】
参考形態のオイルミストセパレータによると、第１遠心分離器及び第２遠心分離器と、第１遠心分離器の筒状の分離器本体に接続されて分離器本体内に接線方向からブローバイガスを導入する第１導入管と、第２遠心分離器の筒状の分離器本体に接続されて分離器本体内に接線方向からブローバイガスを導入する第２導入管と、第１遠心分離器及び第２遠心分離器に流入されるブローバイガスの流量に応じて第２導入管の開口を開閉する開閉弁と、を備える。これにより、ブローバイガスの流量が少ない低回転・低負荷運転時には、第１導入管と第２導入管との双方が開口し、導入管全体の開口面積が大きいため、オイルミストセパレータの圧力損失は小さくなり、クランクケース内圧の上昇は抑えられる。一方、ブローバイガスの流量が多い高回転・高負荷運転時には、第２導入管の開口を開閉弁が閉止して導入管全体の開口面積は小さくなるため、オイルミストセパレータの圧力損失は大きくなり、オイルミストの捕集性能が向上する。また、従来のようにオイルミストセパレータの下流側にブローバイガス通路と副通路とを併設するものに比べて、簡易な構成にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
【図１】本発明の実施形態のオイルミストセパレータの概略図であり、（ａ）はブローバイガスの低流量時の状態、（ｂ）はブローバイガスの高流量時の状態を示す。
【図２】図１の開閉弁の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ切断線による断面図である。
【図４】エンジンのブローバイガス還流経路の全体図である。
【図５】参考形態におけるオイルミストセパレータの概略図である。
【図６】本発明の更に別の実施形態におけるオイルミストセパレータを示す概略図である。
【図７】本発明の更に別の実施形態におけるオイルミストセパレータを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
オイルミストセパレータは、ディーゼルエンジンで発生するブローバイガス中のオイルを分離除去するものであり、この実施形態では、ブローバイガスを衝突板に衝突させてオイルを分離除去する衝突式のものを示す。また、オイルミストセパレータは、ここでは、ヘッドカバーの上部に外付けされたものを例示する。
【００１５】
図１において、オイルミストセパレータ１Ａは、セパレータ室１１が水平方向の仕切板１２によって区画形成されており、セパレータ室１１内にはフィルタからなる衝突板１３が設けられている。フィルタは不織布、織布、多孔質体等が用いられている。衝突板１３は仕切板１２の上方に所定距離離間して配置されており、その仕切板１２には衝突板１３に対向する位置に第１ノズル１４と第２ノズル１５とが所定距離離間して併設されている。このうち、第２ノズル１５には、ブローバイガスＢＧの流量に応じて第２ノズル１５の開口を開閉する開閉弁１６が設けられている。すなわち、第１ノズル１４は開閉弁１６を有しないもの、第２ノズル１５は開閉弁１６を有するものである。
【００１６】
なお、本実施形態では、フィルタ（具体的に、通気性のフィルタ）からなる衝突板１３を例示したが、これに限定されず、例えば、セパレータ室１１を形成する壁に一体又は別体で設けられる壁（具体的に、非通気性の壁）からなる衝突板を採用してもよい。また、例えば、壁（具体的に、非通気性の壁）からなる衝突板の衝突面側にフィルタ（具体的に、通気性のフィルタ）を貼付したものを採用してもよい。さらに、本実施形態では、第１及び第２ノズル１４、１５に対向して配設される共通の衝突板１３を例示したが、これに限定されず、例えば、第１ノズル１４に対向して配設される第１衝突板と、第２ノズル１５に対向して配設される第２衝突板と、を備えるようにしてもよい。
【００１７】
各ノズル１４、１５の口径は所望されるブローバイガス流量や圧力損失に対応して設定され、本実施形態では２〜６ｍｍのものが用いられている。但し、ノズル口径はこの数値のものに限られるものではない。なお、オイルミストセパレータ１Ａは数個程度のノズルが設けられることが多いが、説明の都合上、図１においては、第１ノズル１４と第２ノズル１５とがそれぞれ１個ずつ設けられているものを示す。
【００１８】
セパレータ室１１の下方には、底部区画板１７が形成され、底部区画板１７の側方には図３に示すクランクケース３５からブローバイガス通路３７を上昇移動してヘッドカバー３９内に流れてきたブローバイガスＢＧが流入する流入口１８が形成されている。セパレータ室１１の上部には、セパレータ室１１内を流れたブローバイガスＢＧが流出する流出口１９が設けられている。流出口１９の孔径は所望されるブローバイガス流量や圧力損失に対応して設定され、本実施形態ではノズル径と関連して１０〜２０ｍｍに形成されている。但し、流出口１９の孔径はこの数値のものに限られるものではない。
【００１９】
第２ノズル１５には、開閉弁１６を上昇位置（図１（ｂ）参照）と下降位置（図１（ａ）参照）との間で昇降可能に収容する収容部２０が接続されている。この収容部２０の底板２１の中央部には、ブローバイガスＢＧが下方から流入する流入孔２２が設けられている。更に、底部区画板１７には、セパレータ室１１内で分離除去されたオイルＯＬが排出されるオイル排出孔２３が設けられており、排出孔２３からは下方に延びてクランクケース３５の下部のオイルパン４４に通じるオイル排出通路２４が形成されている。
【００２０】
開閉弁１６は、合成樹脂や金属等で形成されたフロート弁からなり、図２に示すように、平面視略十字形の平板からなる本体１６ａの上面の中央部分に外形が略球面をなした半球状の閉止部１６ｂが一体に載置された形状に形成されている。この開閉弁１６は、本体１６ａが流入孔２２に対向するように収容部２０内に配設される。閉止部１６ｂは上面が略球面に形成されているので、開閉弁１６が上昇位置まで浮上したときに多少傾いても閉止部１６ｂが第２ノズル１５の開口の周縁全体に当接してその開口を確実に塞ぐことができる。但し、フロート弁は必ずしもこの形状に限定されるものではなく、上部が円錐形状に尖った形状などであってもよい。開閉弁１６は、更に本体１６ａの底面の周端部４箇所には下方に突出する矩形板状の脚部１６ｃが設けられている。脚部１６ｃの底面は、エンジン停止時及びブローバイガスＢＧが低流量時には、開閉弁１６が下降位置に位置することで、収容室２０の底板２１の流入孔２２の外周側に当接し載置される。
【００２１】
次に、このように構成されたオイルミストセパレータ１Ａを備えたディーゼルエンジンのブローバイガス還流経路におけるブローバイガスＢＧの流れについて説明する。
図４に示すエンジン３１及びブローバイガス還流経路において、エンジン３１の燃焼室３２で発生したブローバイガスＢＧは、ピストン３３の外周面とシリンダ３４の内周面との隙間からクランクケース３５内に漏れ出た後、吸気管負圧によってシリンダブロック３６の下部からブローバイガス通路３７を上昇移動し、シリンダヘッド３８からシリンダヘッドカバー３９内に流入する。そして、ヘッドカバー３９に取り付けられたオイルミストセパレータ１Ａを通過する間にオイル成分が分離除去された後、エアクリーナ４１で浄化された上流側の新気と合流して、吸入空気を圧縮して燃焼室３２に強制的に送る吸気過給機であるターボチャージャ４２に送られ、更にインタークーラ４３で冷却され、吸気管通路４０を経て燃焼室３２に戻される。
【００２２】
次に、オイルミストセパレータ１Ａの動作について説明する。
エンジン３１がアイドリングなどの低回転・低負荷運転の低流量時には、吸気管負圧が小さいので、図１（ａ）に示すように、第２ノズル１５の下方に設けられた開閉弁１６は、吸気管負圧による吸引力より開閉弁１６の重量の方が大きいことから、底板２１上に載置された状態にある。このとき、本体１６ａは底板２１から離れて流入孔２２と対向しており、各脚部１６ｃの間には隙間が形成される。そのため、底板２１の下方から流入孔２２を経て収容室２０内に至る経路は連通した状態にある。したがって、底板２１の下方から流れてきたブローバイガスＢＧは流入孔２２から各脚部１６ｃの間の隙間を通過して収容室２０内に導かれ、更に第２ノズル１５からセパレータ室１１内に噴出可能となっている。一方、第１ノズル１４は、下方に開閉弁１６は設けられておらず、常時開口状態にあるので、流入口１８から流入したブローバイガスＢＧは常にセパレータ室１１内に噴出可能な状態にある。このように、ブローバイガスＢＧが低流量時にあるときは、第１ノズル１４、第２ノズル１５はともに開口し噴出可能な状態にある。
【００２３】
一方、エンジン３１が高回転・高負荷の高流量時には、図１（ｂ）に示すように、第２ノズル１５の下方に設けられた開閉弁１６は、吸気管負圧による吸引力により、底板２１から浮き上がって半球状体１６ｂの上面が第２ノズル１５の下端の開口に当接する。これにより、第２ノズル１５の開口は閉止されるので、底板２１の下方のブローバイガスＢＧは、底板２１の流入孔２２から第２ノズル１５そしてセパレータ室１１内に至る経路が途中で遮断される。したがって、ブローバイガスＢＧが高流量時にあるときは、第１ノズル１４のみが開口しセパレータ室１１内に噴出可能な状態にある。
【００２４】
次に、オイルミストセパレータ１Ａの作用を説明する。
オイルミストセパレータ１Ａは、衝突式であるから、第１ノズル１４及び第２ノズル１５を合わせた全体の開口面積によってオイルミストセパレータ自体の圧力損失及びオイルミストの捕集性能が決定される。ここで、オイルミストセパレータ１Ａにおいて、（圧力損失＝流入口１８の圧力−流出口１９の圧力）である。
【００２５】
今、エンジン３１が低回転・低負荷の低流量状態にあるときは、吸気管負圧は小さいのでブローバイガスＢＧを吸引する力は小さくクランクケース３５内にブローバイガスＢＧは滞留し易い。しかし、前述のように、低回転・低負荷運転時は第１ノズル１４、第２ノズル１５はともに開口し、ノズル全体としての開口面積は大きくなっている。このため、ブローバイガスＢＧが各ノズルから噴出されて衝突板１３に衝突する速度は小さく、オイルミストセパレータ１Ａの圧力損失は小さいことから、ブローバイガスＢＧが円滑に流れる。これにより、クランクケース３５内に多量のブローバイガスＢＧが滞留することによってクランクケース３５の内圧が上昇するのが抑えられる。そして、クランクケース３５の内圧が上昇することによりクランクケース３５の底部の潤滑油の圧力が上昇して潤滑部からオイル洩れが発生するのが防止される。
【００２６】
一方、仮に両ノズルがともにこのように常に開口した状態に設定されているとすれば、エンジン３１が高回転・高負荷の高流量状態になったときもオイルミストセパレータ１Ａ自体の圧力損失については変わらず小さいのであるから、ブローバイガスＢＧ中のオイルミストの捕集性能は上がらないことになる。
【００２７】
しかし、本実施形態のオイルミストセパレータ１Ａは、エンジン３１が高回転・高負荷の高流量状態になったときに、第２ノズル１５は開閉弁１６によって開口が閉止され、ノズル全体としての開口面積は低回転・低負荷のときに比べて半減する。このため、オイルミストセパレータ１Ａの圧力損失は大きく、ブローバイガスＢＧは衝突板１３に高速度で衝突することから、オイルミストの捕集率は上昇する。したがって、オイルミストの発生量が多い高回転・高負荷運転時にオイルミストの捕集性能は高くなり、これにより、持ち出しによるオイル消費量の増大を防止できる。
【００２８】
ところで、図１に示すオイルミストセパレータ１Ａにおいては、第１ノズル１４及び第２ノズル１５はそれぞれ１個ずつ設けられたものを示しているが、例えば、第１ノズル１４を２個、第２ノズル１５を１個設けたとすれば、いずれのノズルも同径、同重量など条件が同一であるとして、開閉弁１６の切換前は合計３個のノズルが開口していたのが、切換後は１個の第２ノズル１５の開口が閉止し、２個の第１ノズル１４のみが開口する。このため、ノズル全体としての開口面積は切換後に２／３となる。なお、前述の第１ノズル１４、第２ノズル１５がいずれも１個の場合は、ノズル全体としての開口面積は切換後に１／２となる。このように、第１ノズル１４、第２ノズル１５それぞれのノズル数を種々異ならせることにより開閉弁１６の切換後のノズル全体としての開口面積を種々異ならせることができる。
【００２９】
また、第１ノズル１４、第２ノズル１５それぞれが１個の場合は、開閉弁１６の切換直後はノズル全体としての開口面積は１／２に急激に減少し、オイルミストセパレータ１Ａの圧力損失は急激に増大する。これに対して、第２ノズル１５として複数のノズルを設け、各フロート弁の重量等を互いに異ならせることで、各ノズルが順次閉止するようにすれば、開閉弁１６の切換直後のノズル全体としての開口面積の変化をなだらかなものにすることもできる。
【００３０】
次に、上記のオイルミストセパレータ１Ａは、衝突式のものとしているが、参考形態としてサイクロン式のものが挙げられる。
サイクロン式のオイルミストセパレータ１Ｂは、ブローバイガスＢＧ中のオイルを旋回による遠心分離によって分離除去するものであり、図５に示すように、オイルミストセパレータ１Ｂのセパレータ室５１内には第１遠心分離器５２と第２遠心分離器５３とが水平方向に併設されている。セパレータ室５１を区画する底板部５４にはブローバイガスＢＧが流入する流入口５５が設けられ、セパレータ室５１の上方にはブローバイガスＢＧが流出する流出口６６が設けられている。
【００３１】
各遠心分離器５２、５３は、鉛直に設置されており、その筒状の分離器本体５６は逆円錐台形状の容器５７で形成されている。容器５７の周壁の上部には流入孔５８が設けられており、流入孔５８にはセパレータ室５１内の第１導入管６７及び第２導入管６８の一端側が接続され、第１及び第２導入管６７、６８を流れてきたブローバイガスＢＧが周壁に対して接線方向に流入するようになっている。分離器本体５６の底板部５４の中央部分には、オイル排出孔６０が形成され、上部の蓋部６１の中央部にはガス排出孔６２が形成されている。更に、分離器本体５６の内部空間には、ガス排出孔６２を貫通する排出管６３が中心軸に沿って下垂しており、排出管６３の下端は底板部５４から所定距離上方の位置まで延びている。そして、第２遠心分離器５３の第２導入管６８の途中には、フロート弁からなる開閉弁１６を収容した収容部２０が接続されている。蓋部６１を上方に貫通した排出管６３は更にセパレータ室５１の上板部６４を貫通した後、排出通路６５に接続されている。第１遠心分離器５２及び第２遠心分離器５３からの排出管６３に接続された排出通路６５は途中で一つに合流し、合流部分は前述した流出口６６となっている。なお、本実施例では、逆円錐台形状で筒状の分離器本体５６を例示したが、これに限定されず、例えば、円柱形状で筒状の分離器本体を採用してもよい。
【００３２】
ここで、開閉弁１６が設けられていない第１遠心分離器５２の第１導入管６７は常時開口状態にある。一方、開閉弁１６が設けられている第２遠心分離器５３の第２導入管６８は、ブローバイガスの流入が多くなると吸気管負圧により開閉弁１６が浮上して第２導入管６８の開口に当接して塞いだときは閉止状態となる。
【００３３】
このように構成されたオイルミストセパレータ１Ｂにおいて流入口５５からセパレータ室５１に流入したブローバイガスＢＧは、第１及び第２導入管６７、６８を通って分離器本体５６の流入孔５８から分離器本体５６の周壁に対して接線方向から内部に流入した後、周壁に沿って旋回する。ブローバイガスＢＧのうち重量のあるオイルミストは遠心力によって周壁に当たって凝縮し、液体のオイルＯＬとなって周壁を伝って下方に流れ落ち、底板部５４のオイル排出孔６０から排出された後、クランクケース３５下部のオイルパン４４内に戻される。
【００３４】
一方、オイルミストが分離除去されたブローバイガスＢＧは軽量であるため旋回流の中心側を旋回しながら下方に流れ、排出管６３の下端の開口から内部を上昇移動し排出通路６５を経て流出口６６から排出された後、吸気管通路４０を経て燃焼室３２に戻される。
【００３５】
このサイクロン式のオイルミストセパレータ１Ｂも、衝突式のオイルミストセパレータ１Ａと同様に、エンジン３１が低回転・低負荷の低流量状態にあるときは、第１導入管６７及び第２導入管６８がともに開口し、ブローバイガスＢＧは両導入管６７、６８からセパレータ室５１内の各遠心分離器５２、５３の分離器本体５６の内部に噴出される。この状態においては、導入管全体の開口面積は大きいため、オイルミストセパレータ１Ｂの流入口５５の圧と流出口６６の圧との差である圧力損失は小さく、クランクケース３５の内圧が上昇するのが抑えられる。
【００３６】
一方、エンジン３１が高回転・高負荷の高流量状態になったときに、第２導入管６８は開閉弁１６によって開口が閉止され、ブローバイガスＢＧは第１導入管６７を介して第１遠心分離器５２の分離器本体５６の内部のみに噴出されることになる。その結果、導入管全体の開口面積は低流量時の半分に減少するから、オイルミストセパレータ１Ｂの圧力損失は増大し、ブローバイガスＢＧは第１導入管６７から勢い良く分離器本体５６内に噴出される。これにより、オイルミストの発生量が多い高回転・高負荷運転時のオイルミストの捕集性能は高くなる。
【００３７】
なお、図５に示すオイルミストセパレータ１Ｂでは、セパレータ室５１内に遠心分離器は２つ設けられているが、遠心分離器は３つ以上設けてもよい。また、本実施例では、ブローバイガスが流入されるセパレータ室５１内に第１及び第２遠心分離器５２、５３を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、図５中に仮想線で示すように、ブローバイガスが流入される流入部７０に第１及び第２導入管６７、６８の各一端側を接続するようにしてもよい。
【００３８】
ところで、上記各実施形態のオイルミストセパレータは、シリンダヘッドカバー３９に外付けされたものを例示しているが、オイルミストセパレータはこれ以外の箇所に外付けされるものであってもよい。更に外付けに限らず、例えば、図６に示すように、シリンダヘッドカバー３９に内蔵されたものであってもよい。あるいは、図７の破線で囲った箇所で示すように、クランクケース３５やシリンダブロック３６の横のセパレータ室に内蔵されたものであってもよい。なお、外付けの場合は、オイルミストセパレータ内の衝突板１３等の内部部品の交換作業を楽に行なうことができる。
【００３９】
また、上記各実施形態の開閉弁１６は、吸気管負圧とフロート弁重量との差によってフロート弁を浮上させるという自然の力を利用したノズルの開閉制御を行なうものとしているが、このフロート弁に限られるものではなく、ダイヤフラムを用いたり、あるいは、図示しないが、クランクケース３５の内圧あるいはエンジン３１の回転数や負荷をセンサで検出し、その信号を開閉弁１６側に送出することによってノズルの開口の開閉作動を制御するものであってもよい。
【００４０】
更には、本発明を実施する場合には、ブローバイガス経路等において調圧用のダイヤフラムバルブを設けてもよい。
【００４１】
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【００４２】
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ディーゼルエンジンで発生するブローバイガス中のオイルを分離除去する技術として広く利用される。
【符号の説明】
【００４４】
１Ａ、１Ｂ；オイルミストセパレータ、１１；セパレータ室、１３；衝突板、１４；第１ノズル、１５；第２ノズル、１６；開閉弁、１６ａ；本体、１６ｂ；閉止部、１６ｃ；脚部、５１；セパレータ室、５２；第１遠心分離器、５３；第２遠心分離器。５６；分離器本体、６７；第１導入管、６８；第２導入管、ＢＧ；ブローバイガス
【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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