(57)【要約】【課題】圧力損失の増大を抑制して、効率良くオイル粒子を捕集することができるオイル粒子捕集装置を提供する。【解決手段】オイル粒子捕集装置１は、ガスを流通可能な空間を形成する空間形成体３を有し、空間形成体３のガス流入口６，７と、ガス排出口９との間に複数の仕切り部２０〜２９を備えている。また、空間形成体３の内壁から突出する複数の突出部４７がガス流の進行方向に配列されて成る捕集部４０〜４５が形成されている。この装置１では、捕集部４０〜４５によって、ガスとの接触面積、特にガス流が衝突しやすい面積が増大されている。捕集部４０〜４５に衝突したガス中のオイル粒子は、捕集部４０〜４５に付着したり、推進力が減少してガス流から脱落したりする。また、ガス流の進行方向に配列されている突出部４７間に入りこんだガスは両側の突出部４７に衝突するため、オイル粒子の付着率と脱落率が向上されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流入口と、ガス排出口と、オイル排出口とを備えるガスを流通可能な空間を形成する空間形成体と、
前記空間形成体の前記ガス流入口とガス排出口との間の空間を部分的に遮断する複数の仕切り部と、
前記空間形成体の内壁および／または仕切り部から突出する複数の突出部がガス流の進行方向に配列されて成る捕集部とを備えるオイル粒子捕集装置。
【請求項２】
前記捕集部は、前記空間形成体の内壁および／または仕切り部のガス流が衝突される面に設けられる、請求項１に記載のオイル粒子捕集装置。
【請求項３】
前記捕集部の突出部の突出端は、９０°以下の角度を有する角部を備える、請求項１または２に記載のオイル粒子捕集装置。
【請求項４】
前記突出部は、突出長３ｍｍ以上６ｍｍ以下の矩形の短手方向断面を有し、隣接する突出部どうしの間隔が３ｍｍ以下である、請求項３に記載のオイル粒子捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気流中のオイル粒子を捕集する装置に関し、特に車両のエンジン部分から排出されるブローバイガスに含まれるオイル粒子の捕集に好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のピストンを用いたエンジンでは、シリンダとピストンとの隙間から漏れる未燃焼の燃料ガスを含み、粒子化されたエンジンオイルが混入されたブローバイガスが発生する。ブローバイガス中のエンジンオイルの粒子（オイル粒子）は分離回収されてエンジンオイルの循環系へ戻され、ガスはエンジンの吸気系へ戻されているのが一般的である。
オイル粒子の分離回収のための装置として、迷路型のオイルセパレータを用いることがある。迷路型のオイルセパレータは、例えば、図３に示すように、角部を有するガス通路９３を備えており、角部を形成する仕切板９０〜９２などにガス中のオイル粒子を慣性力によって衝突させ、付着させることでオイルを回収している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−８８５４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、比較的大きいオイル粒子は、仕切板９０〜９２や内壁に衝突してガスから除去されるが、より小さいオイル粒子は、衝突せず、ガスから除去しにくい。一方で、仕切板の数を増やしたり、ガス通路を複雑にすると、ガス流にかかる負荷（圧力損失）が大きくなり、結果的にガスを吸引する吸気系の負担が大きくなる。また、ガスと装置内壁との接触面積を増大させるためにガス流通路の上側内壁９４が波型に形成されているものもあるが、オイル捕集率の際立った向上は見られない。
【０００５】
そこで、本発明では、圧力損失の増大を抑制して、効率良くオイル粒子を捕集することができるオイル粒子捕集装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ガス流入口と、ガス排出口と、オイル排出口とを備えるガスを流通可能な空間を形成する空間形成体と、前記空間形成体の前記ガス流入口とガス排出口との間の空間を部分的に遮断する複数の仕切り部と、前記空間形成体の内壁および／または仕切り部から突出する複数の突出部がガス流の進行方向に配列されて成る捕集部とを備えるオイル粒子捕集装置を提供する。
この装置では、捕集部によって、ガスが流通する空間の内面とガスとの接触面積、特にガス流が衝突しやすい面積が増大されている。捕集部に衝突したガス中のオイル粒子は、捕集部に付着したり、推進力が減少してガス流から脱落したりする。また、ガス流の進行方向に配列されている突出部間に入りこんだガスは、両側の突出部に衝突しながら捕集部の外まで移動するため、オイル粒子の付着率と脱落率が向上されている。また、捕集部は、空間形成体の内壁や仕切り部に沿って設けられ、その突出量は仕切り部などより小さいため、ガス流の圧力損失の増大が低減されている。
【０００７】
また、上記オイル粒子捕集装置であって、前記捕集部は、前記空間形成体の内壁および／または仕切り部のガス流が衝突される面に設けられる装置を提供する。
捕集部がガス流が衝突される面に設けられると、突出部の間にガスが良好に導入され、またガス流を乱れさせてオイル粒子を脱落させやすいため、より多くのオイル粒子を捕集することができる。
また、本発明では上記いずれかのオイル粒子捕集装置であって、前記捕集部の突出部の突出端は、９０°以下の角度を有する角部を備える装置を提供する。
この装置では、突出部の突出端の角部によってガス流をより確実に方向転換させることができ、オイル粒子の振り落としや、突出部間へのガスの導入が良好に行われる。
また、かかる形状の突出部を備える装置において、前記突出部は、突出長３ｍｍ以上６ｍｍ以下の矩形の短手方向断面を有し、隣接する突出部どうしの間隔が３ｍｍ以下であるオイル粒子捕集装置を提供する。
突出部の形状、間隔をこのように設定することにより、圧力損失の増大を抑制してオイル粒子を効率よく捕集できる。例えば、車両のブローバイガス中のエンジンオイルのオイル粒子を効率よく捕集することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本発明の第１の実施形態に係わるオイル粒子捕集装置１を断面で示す。図１のオイル粒子捕集装置１は、車両のクランクケースに漏出するブローバイガスをエンジンの吸気系に移送するための流通路に設けられており、クランクケースに一体化されている。
【０００９】
オイル粒子捕集装置１は、空間形成体３を備えており、空間形成体３の内部に複数の仕切り部２０〜２２，２３〜２５を有している。また、空間形成体３の内壁面に、捕集部４０〜４５が設けられている。
空間形成体３は、ガスを所定の方向に向かって流通可能な空間部分である。空間形成体３は、種々の部材で、種々の形状の内部空間を備える形状に形成することができる。典型的には、ガスの流通方向に長い空間を備える形状とされる。
【００１０】
本実施形態の空間形成体３は、シリンダヘッドカバーに形成された矩形状で長手方向の一面が開口された凹状部４と、この凹状部４の開口を塞ぐように取り付けられるバッフルプレート５とによって形成されている。この空間形成体３の内部空間は、一端から他端（図１では右から左）に向かって断面形状が大きくなる略長方形状に形成されている。
【００１１】
空間形成体３は、少なくとも１つのガス流入口とガス排出口とを備えている。本実施形態では、空間形成体３の長手方向の両端下部にそれぞれガス流入口６，７が設けられている。また、空間形成体３の中央部分の一壁面に１つのガス排出口９が形成されている。
【００１２】
空間形成体３は、空間形成体３内でガスから回収されたオイルを排出するオイル排出口１１，１２を備えている。オイル排出口１１，１２は、オイル粒子捕集装置１の取り付け状態において底面３ａとなる部位に配置され、底面３ａに集められるオイルが流入されるように形成されている。本実施形態では、オイル排出口１１，１２は、各ガス流入口６，７の近傍に１つずつ設けられている。
【００１３】
仕切り部は、空間形成体３内を、連通状態を維持して部分的に遮断する部材で、ガス流に流れ方向を変える負荷を与える部分である。仕切り部は、空間形成体３の任意の内面から突出して設けることができ、所定の角度で突出していても良いが、典型的には、空間形成体３の底面３ａに対して垂直に設けられる。
【００１４】
仕切り部は、種々の形状に形成することができる。板状に形成されていると、省スペースや、後述する貫通孔３１の形成が容易となり、好ましい。仕切り部は、金属、樹脂などオイルやガスによって劣化等しにくい種々の部材で形成される。また、例えば、バッフルプレート５などの空間形成体３の壁面を構成する部材に一体成形されても良い。
【００１５】
図１に示すオイル粒子捕集装置１では、ガス流入口６，７とガス排出口９との間に、それぞれ５つの仕切り部２０〜２９が設けられている。仕切り部２０〜２５は、空間形成体３の底面３ａからほぼ垂直に延び、各ガス流入口６，７とガス排出口９との間にそれぞれ３つずつがほぼ等間隔に配置されている。仕切り部２６〜２９は、空間形成体３の上面３ｂから底面３ａに対して垂直に延び、それぞれ底面３ａから延びる仕切り部の間に配置されている。
【００１６】
仕切り部２０〜２９は、平板状に形成されている。また、仕切り部２０〜２５の上端は、より近い方のガス流入口６または７側に約４５°だけ傾斜して形成されている。また、仕切り部２１〜２４の先端部以外の部分には、等間隔で複数の貫通孔３１が設けられている。貫通孔３１を備える仕切り部２１〜２４は、ガス流が貫通孔３１を通る際に、貫通孔３１の開口端にオイル粒子を付着させたり、ガス流に負荷をかけてオイル粒子の推進力を低減したりする。このため、仕切り部２１〜２４は、仕切り部２０，２５では捕集しにくいより小さいオイル粒子を捕集することができる。
【００１７】
捕集部４０〜４５は、ガス流通空間への突出量が比較的小さい形状で、ガス流と接触可能な面積が増大されている部分である。具体的には、捕集部４０〜４５は、空間形成体３の内壁および／または仕切り部から突出して形成されており、複数の突出部４７がガス流の進行方向に配列されている部分である。捕集部４０〜４５は、空間形成体３の内壁および仕切り部２０〜２９のガス流が形成される部分に設けられる。好ましくは、ガス流が衝突する面に設けられると、ガス流が捕集部に良好に接触する。図１に示すオイル粒子捕集装置１において、ガス流が衝突する面は、仕切り部２０〜２９のガス流入口６または７側の面と、空間形成体３の仕切り部２０〜２９の先端部分に対向する面である。図１に示すように、本実施形態では、捕集部４０〜４５は、仕切り部２０〜２５の先端に対向する空間形成体３の内壁に設けられている。
【００１８】
捕集部４０〜４５を構成する複数の突出部４７は、空間形成体３内の空間部分に突出して設けられる。突出部４７は、空間形成体３や仕切り部の内面に対して垂直、あるいは所定の角度で傾斜して設けることができる。好ましくは、突出部４７は、ガス流の進行方向に対して、その突出方向が鈍角となる向きに突出する。本実施形態では、すべての捕集部４０〜４５は、空間形成体３の底面３ａに対して垂直に延びるように形成されており、ガス排出口９側に押し出されるガス流の方向に対して、鈍角を成している。
【００１９】
突出部４７は、種々の形状に形成することができる。突出部４７は、空間形成体３の内壁または仕切り部に沿って延びる突条とされても良いし、柱状部材とされても良い。ガス流通方向に対して垂直で、空間形成体３の内壁または仕切り部に沿う方向（図１中紙面の前後方向）に長く形成されると、ガス流に対向する面を大きくすることができ、好ましい。したがって、具体的には、空間形成体３の幅方向に延びる突条であることが好ましい。
【００２０】
また、突出部４７は、好ましくは、突出端に角部を備える形状とされる。角部を備えていると、ガス流をより確実に乱れさせることができる。突出部４７の短手方向の断面形状は、例えば、三角形や五角形などの多角形、紡錘形など種々の形状にできる。角部は、好ましくは、突出部４７の長手方向に沿って連続して形成される。また、角部の成す角は、鈍角でも良いが９０°以下が好ましい。また、１の突出部４７に２以上の角部が形成されていることが好ましい。本実施形態では、各捕集部４０〜４５の突出部４７は、それぞれ短手方向に矩形断面を備えており、それぞれ約９０°の角を成す角部４８ａ，４８ｂを備えている。
また、角部４８ａの両側の面は、ガス流に対して好ましくは、３５°以上６５°以下傾斜する面となるように配置され、より好ましくは約４５°とされる。例えば、９０°の角を成す角部４８ａは、ガス流に向かって平行に突出するように配置されると、両側の面は、ガス流に対してそれぞれ４５°の傾斜面となっている。
【００２１】
捕集部４０〜４５は、ガス流に対して逆向きに傾斜する面の面積が捕集部４０〜４５が設けられる部分の床面積に対して大きく形成されていると、オイルを良好に捕集できる。このため、突出部４７は、突出長が大きい方がオイル捕集の観点で好ましいが、突出長が大きすぎると、他の構成要素と接触するおそれがあり、これを回避するために捕集部自体の数が規制されるおそれがある。また、突出長が小さすぎると突出部４７間でのガスとの接触率が小さくなり、オイル捕集率が低下してしまう。このため、短手方向の断面が矩形の突出部４７においては、突出長３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
また、突出部４７どうしの間隔は、突出部４７間に導入されたガスの突出部４７への接触率（接触回数）を大きくするため、小さい方が好ましい。間隔が広すぎると、突出部４７間に導入されたガスが隣接する突出部４７に衝突しにくくなり、オイル粒子の捕集率が低下してしまう。このため、隣接する突出部４７どうしの間隔は、３ｍｍ以下であることが好ましい。一方、突出部４７どうしの間隔が狭すぎると、ガスが導入されにくくなったり、捕集されたオイルによって目詰まりしてしまったりする。このため、より好ましくは、突出部４７どうしの間隔は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、１ｍｍに近いことがさらに好ましい。
【００２３】
なお、突出部４７の幅（ガス流通方向の厚み）は小さいと、ガス流に逆向きに傾斜する面の面積を捕集部４０〜４５の床面積に対して大きくするとことができ、好ましい。一方、突出部４７に角部４８ａ，４８ｂを形成するためには、所定の幅が必要である。このため、例えば、車両のエンジンより漏れるブローバイガス中のオイル粒子を捕集するオイル粒子捕集装置１では、突出部４７の幅は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることで、良好な捕集部とすることができる。
【００２４】
このオイル粒子捕集装置１では、ガス流入口６，７から導入されたガスは、ガス排出口９に向かう力を受けてガス流となり、空間形成体３内を移動する。ガス流は、まず、仕切り部２０，２５の上端を通り、また仕切り部２９，２６の下端を通っていく。また、仕切り部２１，２４では、一部が貫通孔３１を通り、一部は仕切り部２１，２４の上端を通りぬけていく。そして同様に、仕切り部２８，２７の下端を通り仕切り部２２，２３の貫通孔３１または上端を通りぬけてガス排出口９から排出される。
【００２５】
このとき、仕切り部２０〜２９に衝突したガス流中のオイル粒子は、一部は、仕切り部２０〜２９に付着してガス中から除去される。また、一部は、ガス流の向きの変化、すなわち乱れに追従できず、脱落し、空間形成体３の底面３ａまで落下する。特に、貫通孔３１周りでは、ガス流が乱流に形成されるため、より小さいオイル粒子も仕切り部２１〜２４に付着したり、脱落したりする。
【００２６】
また、ガス流は、仕切り部２０〜２９の先端に対向する部分の空間形成体３の底面３ａまたは上面３ｂにも衝突し、その流れの向きを変える。このため、この部分でも、オイル粒子の空間形成体３の内面への付着およびガス流の乱れによるオイル粒子の脱落が起こる。
【００２７】
ここで、捕集部４０〜４５は、仕切り部２１〜２４の先端に対向する空間形成体３の上面３ｂに設けられている。このため、捕集部４０〜４５には、図１に示す斜め上方へ向かうガス流が衝突し、オイル粒子が付着する。また、ガス流は、一部はそのまま跳ね返り、一部は、突出部４７の突出面に沿う向きに、また一部は、突出部４７どうしの間に向かう。このガス流の乱れによって、オイル粒子をガス流から脱落させる。このとき、特に突出部４７が角部４８ａ，４８ｂを備えていることにより、ガス流により確実に流れが変わる負荷を付与できる。
【００２８】
突出部４７間に導入されたガスは、突出部４７がガス流に対して鈍角に延びているため、少なくとも一方の突出部４７に衝突し、多くは両方の突出部４７に複数回衝突する。また、突出部４７間の奥の上面３ｂに衝突することもある。衝突の度にオイル粒子の一部は突出部４７に接触して付着する。また、衝突によってガス流が乱れるため、保有する推進力が減少したオイル粒子がガス流から脱落する。突出部４７間に導入されたガスは、突出部４７と衝突しながら捕集部４０〜４５の外側に脱出し、ガス流となって、ガス排出口９へ向かう。
仕切り部２０〜２９、空間形成体３の内壁（底面３ａおよび上面３ｂを含む）、および捕集部４０〜４５で捕集されたオイルは、重力によって底面３ａまで移動し、オイル排出口１１，１２から排出される。
【００２９】
このオイル粒子捕集装置１では、捕集部４０〜４５を設けることにより、ガス通路の容積の減少を抑制してオイル粒子捕集装置１の空間に露出する内面との接触率およびガス流の乱れの発生とが増大されている。このため、オイルの捕集率が増大されており、オイル粒子の含有率が低減されたガスを供給することができる。また、オイル粒子捕集装置１内での圧力損失の増大が抑制されているため、ガスを流通させるための動力の増加が抑制されている。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係わるオイル粒子捕集装置５１について、図２を参照して説明する。
オイル粒子捕集装置５１は、第１の実施形態のオイル粒子捕集装置１と同様の形状の空間形成体３を備えている。このため、空間形成体３については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
オイル粒子捕集装置５１は、１０個の仕切り部６０〜６９を備えている。仕切り部６０，６９は、各ガス流入口６，７の近傍に底面３ａから突出して配置されている。また、仕切り部６１〜６４、６５〜６８は、それぞれ空間形成体３の上面３ｂから突出して配置されており、ガス流入口６，７とガス排出口９との間に略等間隔で設けられている。
仕切り部６０，６９は、平板状で、上端がガス流入口６または７側に約４５°傾斜して形成されている。
仕切り部６１，６３，６６，６８は、平板状で、底面３ａに対して垂直に設けられている。また、仕切り部６２，６４，６５，６７は、平板状で、複数の貫通孔７１が均等に形成されており、底面３ａに対して垂直に設けられている。仕切り部６２，６４，６５，６７は、それぞれ両側の貫通孔を有しない仕切り部６１，６３，６６，６８より長く形成されている。
【００３２】
このオイル粒子捕集装置５１は、貫通孔を有しない仕切り部６２，６４，６５，６７に対向する空間形成体３の内壁に捕集部８０〜８５が設けられている。捕集部８０〜８５は、それぞれ、空間形成体３の底面３ａに対して垂直に延びる複数の突出部８７より形成されている。具体的には、仕切り部６０，６９に対向する空間形成体３の上面３ｂに捕集部８０，８５が設けられており、仕切り部６１，６３，６６，６８に対向する空間形成体３の底面３ａに捕集部８１，８２，８３，８４が設けられている。各捕集部８０〜８５を構成する突出部８７については、第１の実施形態の突出部４７と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３３】
このオイル粒子捕集装置５１では、捕集部８１〜８４は、空間形成体３の底面３ａに設けられており、捕集部８１〜８４で捕集されたオイルは、良好にオイル排出口１１，１２まで移動される。このため、捕集部で捕集されたオイルの滴がガス流の流れに再び追従するおそれがなく、オイルの捕集率が効率よく向上されている。
また、各捕集部８０〜８５に対向する仕切り部６０，６１，６３，６６，６８，６９は、貫通孔を有しないため、すべてのガスが、捕集部８０〜８５側に向かう。このため、ガスはより速い速度で突出部８７に衝突し、ガス流の乱れも大きくなるため、捕集部８０〜８５でのオイル捕集率が向上されている。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
空間形成体の形状は、長尺な箱状に限定されず種々の形状とすることができる。また、ガス流入口およびガス排出口の数および配置は、種々に設定することができる。また、仕切り部の数および形状は、特に限定されない。公知の形状、あるいは、従来と同様の作用を奏する仕切り部を設けることができる。
また、捕集部は、仕切り部のガス流入口側の面に設けられても、オイル捕集率を良好に向上させることができ、好ましい。
【実施例】
７４ｍｍの長さの平面部分に、一定の長さを有し、種々の突出長および幅を有する突出部を、種々の間隔で配置した場合における捕集オイル粒子の数と圧力損失とを計算した。突出部の大きさおよび間隔とそれぞれにおける捕集オイル粒子の数と圧力損失の大きさを表１に示す。
なお、オイル粒子の大きさは、径を２μｍとし、このオイル粒子を約０．８ｇ／ｈの割合で含有させた空気を斜め４５°の角度から速度約６ｍ／ｓで５分間あてたものとした。
【００３５】
【表１】
2004132199.tif 000003
試料１，４，７、試料２，５，７、試料３，６，９をそれぞれ比較することにより、同じ幅を有し異なる突出長を備える突出部が同じ間隔で配列された場合、突出長が大きいものほどオイル捕集率が良いことが確認できた。また、圧力損失も高いことが確認できた。また、試料１〜３、試料４〜６、試料７〜９を、それぞれ比較することにより、単位面積当たりにおける突出部の数が多いほど、オイル捕集率が高いことが確認できた。
このことから、適当な突出長を有する突出部が、単位面積当たりにできるだけ多く配置されていることが好ましいことが明らかとなり、特に、突出長３ｍｍ以上５ｍｍ以下の突出部が、隣接する突出部どうしの間隔が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の間隔で配置されていると好ましいことが明らかとなった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、圧力損失を抑制して、効率良くオイル粒子を捕集することができるオイル粒子捕集装置を提供することにより、吸気圧の増大によってエンジンに加えられる負荷の増大を軽減して、オイルの捕集率が向上されたブローバイガス用のオイル粒子捕集装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるオイル粒子捕集装置の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係わるオイル粒子捕集装置の断面図である。
【図３】従来のオイル粒子捕集装置の断面図である。
【符号の説明】
１，５１　オイル粒子捕集装置
３　空間形成体
３ａ　底面
３ｂ　上面
４　凹状部
５　バッフルプレート
６，７　ガス流入口
９　ガス排出口
１１，１２　オイル排出口
２０〜２９，６０〜６９　仕切り部
３１，７１　貫通孔
４０〜４５，８０〜８５　捕集部
４７，８７　突出部
４８ａ，４８ｂ　角部
９０〜９２　仕切板
９３　ガス通路
９４　内壁
【図１】
2004132199.tif 000004
【図２】
2004132199.tif 000005
【図３】
2004132199.tif 000006