(57)【要約】    【課題】  コンパクトな形状で、オイルスラッジを発生させずガス中の液体成分をスムーズに除去可能なガス還元装置を提供する。    【解決手段】  ガス中の液体成分を分離するガス還元装置（１０）であって、ガス流通方向に略平行に設けられた棒状部（１０２）を備える還元部材（１０１）、還元部材（１０１）を収容するガス流通経路（１００）を備えたことを特徴とする。液体成分を含むガスはガス流通経路（１００）内を流通する際にガス流通方向に略平行に設けられている棒状部（１０２）に沿って流れる。このためガスに含まれている液体成分（ｄ）は棒状部（１０２）に付着し、ガスの流れによってガス流通方向下流方向に集められて滴下する。【選択図】    図４
2005042683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中の液体成分を分離するガス還元装置であって、
ガス流通方向に略平行に設けられた棒状部を備える還元部材と、
前記還元部材を収容するガス流通経路と、
を備えたことを特徴とするガス還元装置。
【請求項２】
前記還元部材は、前記ガス流通経路に流れる前記ガスの流速が相対的に大きい領域に沿って前記棒状部を保持する、請求項１に記載のガス還元装置。
【請求項３】
前記ガス流通経路は、前記棒状部の前記ガス流通方向下流底部付近に液体成分排出口を備える、請求項１または２に記載のガス還元装置。
【請求項４】
前記還元部材は、前記棒状部と前記液体成分排出口付近との間に液体成分を誘導する誘導部を備える、請求項３に記載のガス還元装置。
【請求項５】
前記ガス流通経路は、前記棒状部の前記ガス流通方向上流付近にガス取り入れ口を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガス還元装置。
【請求項６】
ガス中の液体成分を分離するガス還元装置であって、
ガス流通路と、
前記ガス流通路に収容され、ガス流通方向に略平行に設けられた棒状部を備える還元部材と、を備え、
前記ガス流通路は、ガス取り入れ口と、当該取り入れ口の前記ガス流通方向下流側に設けられた液体成分排出口と、を備え、
前記還元部材は、前記ガス流通路のうち、前記ガス取り入れ口と前記液体成分排出口との間に設けられていることを特徴とするガス還元装置。
【請求項７】
前記還元部材は、前記棒状部に前記ガス流通方向に平行な面を有する板状部を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス還元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス中のオイル成分を除去するガス還元装置に係り、特に内燃機関におけるＰＣＶシステムにおいてブローバイガス中に含まれるオイル成分を除去するために適する還元装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関ではピストンリングとシリンダの隙間から混合ガスがクランクケースに漏れることがあり、この漏れ出た混合ガスであるブローバイガスを再び吸気系に戻すように構成されている。ブローバイガスには多くのオイル成分が含まれているため、吸気系に戻す前に過剰なオイル成分を取り除く必要がある。
【０００３】
従来、このようなブローバイガス中のオイル成分を除去するための構造として、例えば特開２０００−３１０１０９号に記載されているようなブリーザ構造が考案されていた（特許文献１）。このブリーザ構造は、ブリーザ室内の斜めに保持された床面に複数の案内板を立設させ、ブリーザ室内にブローバイガスを流通させてオイル成分を案内板に付着させて落とし、床面に設けられた孔から排出させるものである。案内板がブローバイガスの流通路に障壁として立っているため、ガスが案内板にぶつかり、ブローバイガス中のオイル残留分を効果的に下げることができていた。
【特許文献１】特開２０００−３１０１０９号（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のブローバイガスの還元装置では、幾つかの課題が指摘されていた。従来の還元装置では案内板等の存在によりガス流路の断面積が狭くならざるを得ず、さらにガスの流れ方向が複雑に変わるため、ガスの流速が激しく変化したりガスが滞留したりする。このため、オイル成分が部分的に残留してオイルスラッジとして堆積し、ガス流通路の断面積をますます狭くし、エンジン内の換気性能を低下させ、ついには通路を塞いでしまう場合があった。
【０００５】
また、案内板のような仕切りによって、ガスの出口に設けられるＰＣＶバルブ近傍のみの負圧がエンジン内部の負圧より局所的に高くなるため、せっかく集めることができたオイルが、オイル排出口からスムーズに流れ出なくなるという課題もあった。
【０００６】
このような事態を避けるためにブリーザ室の断面積を広げようとすることは妥当ではない。安易に断面積を広げることはブリーザ室の容積を大きくすることに繋がり内燃機関をコンパクトに構成することができなくなるからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するために、コンパクトな形状で、オイルスラッジを発生させずガス中の液体成分をスムーズに除去可能なガス還元装置を提供することを目的とする。
【０００８】
この目的を達成するために、本発明のガス還元装置は、ガス中の液体成分を分離するガス還元装置であって、ガス流通方向に略平行に設けられた棒状部を備える還元部材と、
還元部材を収容するガス流通経路と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、液体成分を含むガスはガス流通経路内を流通する際にガス流通方向に略平行に設けられている棒状部に沿って流れる。このためガスに含まれている液体成分は棒状部に付着し、ガスの流れによってガス流通方向下流方向に集められて滴下する。すなわち、本発明によれば、ガスの流通方向を変えたり流速を変えたりする障害が無いためスラッジを形成することなくガス中の液体成分が除去できる。またガス流通経路に障壁が存在しないため、部分的な負圧の増大を生ずることもないため、滴下した液体成分をスムーズに外部に排出することも可能である。
【００１０】
ここで「ガス」には限定はないが、除去されるべき液体成分が分散して存在していることが合目的的である。「液体成分」にも限定はないが、除去されるべきものの例として「ガス」がブローバイガスである場合、気化したオイル成分が当該液体成分に相当する。「液体」は水性であるか油性であるかを問わない。
【００１１】
「棒状部」はその断面が円形であるか方形であるか多角形であるか等を問わないが、少なくともガスの流れに障害となる障壁が存在しない、すなわちガス流通方向における断面積が極力少なくなるよう構成されていることを要する。「棒状部」の保持方法に限定は無いが、棒状部の一部を一箇所または複数箇所で保持するものでよい。さらにガス流通路の壁面からガス流通方向に面平行になるよう立設している板状体であってもよい。
【００１２】
ここで上記還元部材は、ガス流通経路に流れるガスの流速が相対的に大きい領域に沿って棒状部を保持することは好ましい。この構成によれば、より多量のガスが流通する領域に棒状部が設けられるので、より多くの液体成分を棒状部に付着させ効果的にガス中の液体成分を除去することができる。ガス流速が相対的に大きい領域に関し、例えばガス流通経路を構成する壁面は流路抵抗があり流速が大きく壁面から離れるほど流速が上がる。このため例えばガス流通経路の断面中央付近は相対的に最も流速が大きくなっていると考えられるためこの中央部（例えばガス流通経路の軸芯）に沿って棒状部を設けることは好ましいと考えられる。
【００１３】
またガス流通経路は、棒状部のガス流通方向下流底部付近に液体成分排出口を備えていることは好ましい。このように構成すれば、ガスの流れによって棒状部のガス流通方向下流側に液体成分は集められて滴下する。ガス流通経路底部のこの付近には液体成分排出口が設けられているので、液体成分が効果的に排出される。このとき還元部材にはガスの流れを妨げる障壁が無いため液体成分排出口付近のみの負圧が外部、例えば内燃機関内部より局所的に大きくなることが無く、滞留した液体成分がスムーズに排出口から排出される。
【００１４】
ここで還元部材は、棒状部と液体成分排出口付近との間に液体成分を誘導する誘導部を備えることは好ましい。このように構成すれば、ガスの流れによって棒状部のガス流通方向下流側に集められた液体成分はさらに誘導部を伝って液体成分排出口に流れ落ち、効果的に液体成分を排出することが可能である。このとき、誘導部は液体成分排出口内部に直接液体成分を誘導するものでも液体成分排出口近傍に誘導するものでもよい。
【００１５】
またガス流通経路は、棒状部のガス流通方向上流付近にガス取り入れ口を備えることが好ましい。このように構成すれば、ガス取り入れ口から導入されて直ぐのガスは密度が高いため、ガス取り入れ口付近のガス流通路下流に設けられている棒状部に高密度のガスが接触し、効果的にガス中の液体成分を付着滴下させることができる。
【００１６】
本発明は、ガス中の液体成分を分離するガス還元装置であって、ガス流通路と、ガス流通路に収容され、ガス流通方向に略平行に設けられた棒状部を備える還元部材と、を備え、ガス流通路は、ガス取り入れ口と、当該取り入れ口のガス流通方向下流側に設けられた液体成分排出口と、を備える。還元部材は、ガス流通路のうち、ガス取り入れ口と液体成分排出口との間に設けられている。
【００１７】
上記構成によれば、液体成分を含むガスはガス流通経路内を流通する際にガス流通方向に略平行に設けられている棒状部に沿って流れる。このためガスに含まれている液体成分は棒状部に付着し、ガスの流れによってガス流通方向下流方向に集められて滴下する。ガス取り入れ口から導入されて直ぐのガスは密度が高いため、ガス取り入れ口付近のガス流通路下流に設けられている棒状部に高密度のガスが接触し、効果的にガス中の液体成分を付着滴下させることができる。ガス流通経路底部のこの付近には液体成分排出口が設けられているので、滴下した液体成分が効果的に排出される。このとき還元部材にはガスの流れを妨げる障壁が無いため液体成分排出口付近のみの負圧が外部、例えば内燃機関内部より大きくなることが無く、滞留した液体成分がスムーズに排出口から排出される。すなわち、本発明によれば、ガスの流通方向を変えたり流速を変えたりする障害が無いためスラッジを形成することなくガス中の液体成分が除去できる。
【００１８】
ここで還元部材は、棒状部にガス流通方向に平行な面を有する板状部を備えることは好ましい。このように構成すれば、ガスに接する表面積を大幅に増大させることができ、より多量の液体を付着・滴下させることができる。この構造でも、板状部の面はガス流通方向に平行であるため、ガスの流通方向を変えたり流速を変えたりする障壁が存在せず、スラッジを形成することなくガス中の液体成分が除去できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上本発明によれば、ガスの流通方向を変えたり流速を変えたりする障壁が存在しないためスラッジを発生させることなく、ガス中の液体成分を効果的に除去できる。またガス流通経路に障壁が存在しないため、部分的な負圧の増大を生ずることもなく、滴下させたガス中の液体成分をスムーズに外部に排出することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明を実施するための好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、内燃機関におけるブローバイガスからオイル成分を除去するためのブローバイガス還元装置に係り、特に棒状部をガス流通経路に設けたガス還元装置に関する。
【００２１】
図２に内燃機関におけるブローバイガス還元システムの概念図を示す。図２に示すように、内燃機関はシリンダヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４、タイミングチェンカバー１５、及びオイルパン１６で構成されている。スロットル１２、サージタンク１１３、及び吸気ポート１１４を介して、シリンダヘッド１２に外気が導入されている。
【００２２】
上記構造の内燃機関においてシリンダブロック１３に収容されているシリンダ内をピストンが往復運動することによって動力が発生するが、時としてピストンリングとシリンダとの隙間から混合ガスがクランクケース１４へと漏れる。このガスには多量の炭化水素が含まれており、強酸性であるため、エンジンオイルを劣化させたり内燃機関内部に錆を生じたりする原因となる。またこのような混合ガスが有害であるため外部に排出させることもできない。
【００２３】
このことから、ブローバイガス還元システムが設けられている。当該システムはクランクケース１４やタイミングチェンカバー１５に漏れたブローバイガスを導入しオイル成分を除去する本発明のガス還元装置１０、ＰＣＶバルブ１１０、及びブローバイガス排出路１１１を備える。軽負荷時に漏れ出たブローバイガス（Ｆ１）はガス還元装置１０に導入されオイル成分が除去された後、ＰＣＶバルブ１１０から排出路１１１に排出され（Ｆ２）、吸気ポートに戻されるようになっている（Ｆ３）。また、当該システムにはガス通路１１５が設けられており、高負荷時に多量に漏れ出たブローバイガス（Ｆ４）を外気の導入と共にスロットル１２の上流側（Ｆ５）に戻して消費できるように構成されている。
【００２４】
図３に示すように、本発明のガス還元装置１０は、ブローバイガスを吸気ポート１１４に戻すために適する位置であるシリンダヘッドカバー１１の内部に設けられている。その内部はガス流通経路を構成するための空洞になっている。
【００２５】
さらに図１に本実施形態１に係るガス還元装置１０ａの具体的な構造を示す。図１（ａ）は側面概略図、図１（ｂ）は平面概略図（図１（ａ）のＢ−Ｂ断面）、図１（ｃ）は正面概略図（図１（ａ）のＡ−Ａ断面）である。
【００２６】
図１に示すように、本ガス還元装置１０ａは、ガス流通経路１００内に還元部材１０１ａを備えている。ガス流通経路１００にはブローバイガスを導入するガス取り入れ口１０４、除去されたオイル成分を排出する液体成分排出口１０６、過剰なオイル成分が除去されたブローバイガスを排出するＰＣＶバルブ１１０が設けられている。
【００２７】
還元部材１０１ａは、ブローバイガスの流通方向に略平行になるように棒状部１０２が上流保持部１０３と誘導部１０５とにより保持されている。棒状部１０２は、ガス流通経路１００中において相対的にガスの流速が大きくなる位置、例えば流通経路の中央部に位置するように保持されることが好ましい。このような位置に棒状部１０２を保持しておけば、棒状部１０２に、より多量のガスを接触させることができるからである。
【００２８】
棒状部１０２はブローバイガス中の燃料によって錆びたり劣化したりしにくい材料で構成されており、ガスの流通を妨げない程度の断面積を備える。その断面形状は円形でも多角形でもそれ以外の形状、例えば星形等でもよく、ガス流通の障壁とならない範囲でなるべく表面積が大きくなるような形状をしていることが好ましい。上流保持部１０３はガスの流れを妨げないように棒状部１０２を保持できればよい。誘導部１０５は、ブローバイガスの流れによって、棒状部１０２の下流方向に集められるオイル成分を分散させることなく滴下させて液体成分排出口１０６の近傍に導くことができるような形状であればよい。
【００２９】
ガス取り入れ口１０４は、シリンダヘッドカバー１１の下方から上昇してくるブローバイガスを取り入れるために適するよう、ガス流通経路１００の底面であってガスの流れの上流側に開口している。ガス取り入れ口１０４が還元部材１０１ａの直ぐ上流付近に開口するように配置することが好ましい。このように配置すれば、ガス取り入れ口１０４から出てきたブローバイガスが拡散しない高密度な状態で還元部材１０１ａの棒状体１０２に接触させることができ、オイル成分を効果的に除去することができるからである。但し、ガス流通経路１００の側面等他の位置にガス取り入れ口１０４を開口させてもよい。
【００３０】
ガス取り入れ口１０４の開口径に限定は無いが、還元部材１０１ａに沿って高密度のガスを流すために、ガスの流路抵抗を上げ過ぎて流れを妨げない範囲で、ある程度開口径を絞ることは好ましい。
【００３１】
液体成分排出口１０６は、棒状部１０２に付着しガスの流れによって下流に集められ誘導部１０５を伝って滴下してきたオイル成分を排出するためのものであり、誘導部１０５の取付位置の直ぐ近傍であってガスの流れの下流側に設けられていることが好ましい。凝集したオイル成分はガスの流れに沿って下流に移動するため、ガス流通経路１００の底面に集められたオイル成分を排出するためには滴下した位置の下流側に排出口が開口していることが好ましいからである。
【００３２】
上記構成によれば、従来技術において指摘されていた問題を生ずることなく効果的にブローバイガス中の過剰なオイル成分を除去することが可能である。図４に示すように、ガス取り入れ口１０４からガス流通経路１００内に導入されたブローバイガスは徐々に拡散しながらガス流通経路１００の下流側に流れる。本ガス還元装置１０ａでは棒状部１０２がガス取り入れ口１０４の近傍に配置しているので、ブローバイガスが高密度のうちに棒状部１０２にガスを接触させオイル成分を付着させることができる。
【００３３】
またガス流通経路１００の壁面近傍ではガスの流路抵抗が大きく、壁面から離れる程、ガスの流速が上がる。すなわち、壁面から離れる程、単位面積に接触可能なガスの流量が高まる。例えば壁面近くの流速をＦｃ、少し離れた位置の流速をＦｂ、中央付近の流速をＦａとすると、Ｆｃ＜Ｆｂ＜Ｆａという関係になる。本実施形態１のガス還元装置１０ａによれば、相対的に最も流速が大きくなると考えられるガス流通経路１００の中央部に棒状部１０２が設けられているので、効果的にガス中のオイル成分を棒状部１０２に付着させることが可能である。
【００３４】
棒状部１０２に付着したオイル成分ｄは、ガスの流れによってガスの流れの下流側に運ばれていき次第にその量を増していく。棒状部１０２の下流端は誘導部１０５で保持されているので、オイル成分はスムーズに誘導部１０５の表面を重力の助けを借りて滴下する。ガス流通経路１００の底部に達したオイル成分は誘導部１０５取付位置の下流に開口している液体成分排出口１０６に到達する。この排出口１０６は内燃機関内部に通じており負圧になっているためオイル成分はスムーズに排出されていく。
【００３５】
ここで、従来のガス還元装置では案内板等の障壁が存在していたため排出口近傍の負圧が局所的に高まって内燃機関内部の負圧より大きくなることがあったため、オイル成分が順調に排出されないことがあった。しかし本ガス還元装置１０ａによれば、ガスの流れを変えたり遮ったりする構造が存在しないためガスの流れが直線的であり、局所的な負圧の上昇が生じ得ない。このため凝集したオイル成分を内燃機関内部の負圧によってスムーズに排出することができる。
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、実施形態１におけるブローバイガス還元装置において、さらにオイル成分を付着させやすい構造を備えたガス還元装置に関する。図５に、本実施形態２に係るガス還元装置の構造を示す。図５（ａ）は側面概略図、図５（ｂ）は平面概略図（図５（ａ）のＢ−Ｂ断面）、図５（ｃ）は正面概略図（図５（ａ）のＡ−Ａ断面）である。
【００３６】
図５に示すように、本ガス還元装置１０ｂは、ガス流通経路１００内に還元部材１０１ｂを備えている。ガス流通経路１００には、上記実施形態１と同様に、ブローバイガスを導入するガス取り入れ口１０４、除去されたオイル成分を排出する液体成分排出口１０６、過剰なオイル成分が除去されたブローバイガスを排出するＰＣＶバルブ１１０が設けられている。
【００３７】
還元部材１０１ｂは、ブローバイガスの流通方向に略平行になるように棒状部１０２が上流保持部１０３と誘導部１０５とにより保持されている。特に本実施形態２に係る還元部材１０１ｂには、棒状部１０２の周囲に板状部１０７が立設している。この板状部１０７はその表面がガスの流通方向に略平行になるように配置されている。板状部１０７における羽根の数には限定が無いが、数が多いほどガスと接触するための表面積が大きくなるため、より多量のオイル成分を付着させることができ好ましい。但し、流路抵抗は表面積の増大に対応して増えるため、ガスの流れを乱さないような羽根の数とする。
【００３８】
当該板状部１０７の羽根は比較的ガスの流速が高い部分に突出していることが好ましい。流速が低いところでは単位面積あたりに単位時間に接触可能なガス流量が少ないため効果が少ないことが考えられるからである。このため当該還元部材１０１ｂにおける棒状部１０２は実施形態１と同様にガス流通経路１００中において最もガスの流速が大きくなる位置、例えば流通経路の中央部に位置するように保持され、板状部１０７が流速の早い領域を覆うように配置することが好ましい。
【００３９】
板状部１０７の材質は、棒状部１０２と同様に、ブローバイガス中の燃料によって錆びたり劣化したりしにくい材料で構成されていることが好ましい。
【００４０】
板状部１０７以外の構造については、上記実施形態１と同様に考えられるため説明を省略する。
【００４１】
上記構成によれば、上記実施形態１と同様の作用により、従来技術において指摘されていた問題を生ずることなく効果的にブローバイガス中の過剰なオイル成分を除去することが可能である。
【００４２】
特に本実施形態２によれば、板状部１０７がガスの流速の大きな領域に配置されているので、より多量のガスと接触してより多くのオイル成分を付着・凝集させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１に係るガス還元装置の構造図であり、図１（ａ）は側面概略図、図１（ｂ）は平面概略図（図１（ａ）のＢ−Ｂ断面）、図１（ｃ）は正面概略図（図１（ａ）のＡ−Ａ断面）である。
【図２】実施形態におけるガス還元装置の内燃機関における配置図である。
【図３】シリンダヘッドカバーにおける本ガス還元装置の配置図である。
【図４】実施形態１に係るガス還元装置の作用を説明する図である。
【図５】実施形態２に係るガス還元装置の構造図であり、図５（ａ）は側面概略図、図５（ｂ）は平面概略図（図５（ａ）のＢ−Ｂ断面）、図５（ｃ）は正面概略図（図５（ａ）のＡ−Ａ断面）である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ａ、１０ｂ…ガス還元装置、１１…シリンダヘッドカバー、１２…シリンダヘッド、１３…シリンダブロック、１４…クランクケース、１５…タイミングチェンカバー、１６…オイルパン、１００…ガス流通路、１０１ａ、１０１ｂ…還元部材、１０２…棒状部、１０３…上流保持部、１０４…ガス取り入れ口、１０５…誘導部、１０６…液体成分（オイル成分）排出口、１０７…板状部、１１０…ＰＣＶバルブ、１１１…ブローバイガス排出路、１１２…スロットル、１１３…サージタンク、１１４…吸気ポート、１１５…ガス通路
【図１】
2005042683.tif 000003
【図２】
2005042683.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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