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JP2005113799A - Oil separator and PCV system - Google Patents

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JP2005113799A
JP2005113799A JP2003349597A JP2003349597A JP2005113799A JP 2005113799 A JP2005113799 A JP 2005113799A JP 2003349597 A JP2003349597 A JP 2003349597A JP 2003349597 A JP2003349597 A JP 2003349597A JP 2005113799 A JP2005113799 A JP 2005113799A
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gas
oil separator
oil
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blades
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JP2003349597A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hayama
健二 羽山
Tomohiro Kano
知広 加納
Kiyotaka Nakagawa
聖隆 中川
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

【課題】 流体の気液分離を行う際に、十分な気液分離効率を達成でき、内燃機関における余計なフリクションの発生を抑止しつつ、配置設計の自由度を向上できるオイルセパレーター及びそれを用いたPCVシステムを提供する。
【解決手段】 PCVシステム100は、内燃機関101、吸気系102、及びオイル回収系103に接続されたオイルセパレーター1を有するものである。オイルセパレーター1は、ケーシング10内に支軸6が設けられ、その支軸6に複数の羽根7,…を有する羽根車71〜73が連設されたものである。
【選択図】 図1


PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil separator capable of achieving sufficient gas-liquid separation efficiency when performing fluid gas-liquid separation, and improving the degree of freedom in arrangement design while suppressing generation of extra friction in an internal combustion engine, and the use thereof Provided PCV system.
A PCV system includes an oil separator connected to an internal combustion engine, an intake system, and an oil recovery system. In the oil separator 1, a support shaft 6 is provided in a casing 10, and impellers 71 to 73 having a plurality of blades 7,.
[Selection] Figure 1


Description

本発明は、オイルセパレーター及びそのオイルセパレーターを備えるPCV(Positive Crankcase Ventilation;ブローバイガス還元装置)システムに関する。   The present invention relates to an oil separator and a PCV (Positive Crankcase Ventilation) system including the oil separator.

一般に、内燃機関の圧縮工程又は膨張工程においてピストンとシリンダとの間からクランクケース内に漏出するブローバイガスは、霧状のオイルと混合されてオイルミストになる。このようにオイル分とガス分を含むブローバイガスは、通常、気液分離が施された後、オイル分は回収され、ガス分は内燃機関側へ戻入される。このとき、気液分離が不十分であると、オイル消費が増大するため、オイルセパレーターとして種々の気液分離構造が提案されている。   In general, blowby gas leaking into the crankcase from between a piston and a cylinder in a compression process or an expansion process of an internal combustion engine is mixed with mist-like oil to become an oil mist. As described above, the blow-by gas containing the oil component and the gas component is usually subjected to gas-liquid separation, and then the oil component is recovered and the gas component is returned to the internal combustion engine. At this time, if gas-liquid separation is insufficient, oil consumption increases, and various gas-liquid separation structures have been proposed as oil separators.

一例として、特許文献1には、エンジンのカムシャフトに連結されたシャフトに回転体が固着されて成る遠心分離機を、ブローバイガスの通路の途中に設ける構造が記載されている。かかる従来構造によれば、エンジンの駆動によって回動される回転体にブローバイガスが衝突し、ブローバイガス中のオイルとガスが両者の質量差によって遠心分離される。
特開平4−234512号公報
As an example, Patent Document 1 describes a structure in which a centrifuge having a rotating body fixed to a shaft connected to an engine camshaft is provided in the middle of a blow-by gas passage. According to such a conventional structure, the blow-by gas collides with a rotating body that is rotated by driving of the engine, and the oil and gas in the blow-by gas are centrifuged by the mass difference between the two.
JP-A-4-234512

しかし、上記従来技術に係る気液分離構造では、遠心分離機の回転体を回動させるための動力として、エンジン駆動で回転されるカムシャフトを用いるので、エンジンを含む系において、フリクションが不都合に増加してしまうおそれがある。また、回転体の回転軸(シャフト)をカムシャフトに接続する必要があるので、遠心分離機を設置する場所の制約が生じてしまう。   However, in the gas-liquid separation structure according to the above-described prior art, the camshaft rotated by the engine drive is used as the power for rotating the rotating body of the centrifuge, so that the friction is inconvenient in the system including the engine. May increase. Moreover, since it is necessary to connect the rotating shaft (shaft) of a rotary body to a camshaft, the location where a centrifuge is installed will be restricted.

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、流体の気液分離を行う際に、十分な気液分離性能を実現でき、内燃機関における余計なフリクションの発生を抑止できると共に、配置設計における自由度を向上させることが可能なオイルセパレーター及びそれを用いたPCVシステムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and when performing gas-liquid separation of fluid, sufficient gas-liquid separation performance can be realized, generation of extra friction in an internal combustion engine can be suppressed, and An object of the present invention is to provide an oil separator capable of improving the degree of freedom in design and a PCV system using the same.

上記課題を解決するために本発明によるオイルセパレーターは、オイル分とガス分とを含む流体が供給されて気液分離が行われるものであって、流体が導入される導入口、流体から分離されたガス分が排出されるガス排出口、及び、流体から分離されたオイル分が排出されるオイル排出口が設けられたケーシングと、流体の流通方向に沿うようにケーシング内に回動可能に又は固定されて配置された支軸と、流体の流路と交差するように支軸に設けられており、かつ、流体の流動圧により回動される回動部とを備える。   In order to solve the above-described problems, an oil separator according to the present invention is supplied with a fluid containing an oil component and a gas component to perform gas-liquid separation, and is separated from an inlet and a fluid into which the fluid is introduced. And a casing provided with a gas discharge port through which the gas component is discharged and an oil discharge port through which the oil component separated from the fluid is discharged, and is rotatable in the casing so as to follow the fluid flow direction. A support shaft that is fixedly disposed, and a rotation portion that is provided on the support shaft so as to intersect with the fluid flow path and that is rotated by the fluid flow pressure.

このように構成されたオイルセパレーターにおいては、オイル分とガス分との気液混合体である流体が導入口を通してケーシング内に供給されると、流体の流路と交差するように設けられた回動部に流体が衝突する。これにより、流体中のオイル分は運動量の大部分を失って回動部に付着し、主にガス分が下流側に移動してガス排出口から外部へ排出される。   In the oil separator configured as described above, when a fluid, which is a gas-liquid mixture of an oil component and a gas component, is supplied into the casing through the inlet, a circuit provided so as to intersect the fluid flow path. The fluid collides with the moving part. As a result, the oil component in the fluid loses most of the momentum and adheres to the rotating part, and the gas component mainly moves downstream and is discharged to the outside from the gas discharge port.

また、回動部は流体の流動圧(流体圧)によって回動される。厳密に言えば、流体の運動エネルギーの一部が回動部に付与される。これにより、回動部に付着したオイル分が遠心力によって回動部の外周方向に移動し、ケーシングの内壁を伝ってオイル排出口から外部へ排出される。このように、回動部を回動させるために気液分離対象である流体そのものを用いるので、他の動力源を必要としない。   The rotating part is rotated by the fluid flow pressure (fluid pressure). Strictly speaking, a part of the kinetic energy of the fluid is applied to the rotating part. Thereby, the oil component adhering to the rotating part moves in the outer peripheral direction of the rotating part by centrifugal force, and is discharged to the outside through the inner wall of the casing. In this way, since the fluid itself that is the target of gas-liquid separation is used to rotate the rotating portion, no other power source is required.

ここで、回動部は、支軸に固定されていてもいなくてもよい。前者の場合、支軸の少なくとも一方の端部に軸受けを設けることにより、支軸が回動部と共に回動する回転軸として機能する。他方、後者の場合、回動部を支軸外面と摺動可能に設けることにより、支軸が回動部の回動中心に位置する固定軸として機能する。この場合、具体的には、回動部の中心に環状部材を設け、その環状部材に支軸を遊挿する、或いは環状部材を支軸外壁に遊嵌して回動可能に保持するといった手段を例示できる。   Here, the rotating part may or may not be fixed to the support shaft. In the former case, by providing a bearing at at least one end of the support shaft, the support shaft functions as a rotating shaft that rotates together with the rotating portion. On the other hand, in the latter case, by providing the rotating portion so as to be slidable with the outer surface of the support shaft, the support shaft functions as a fixed shaft positioned at the center of rotation of the rotating portion. In this case, specifically, an annular member is provided at the center of the rotating part, and the support shaft is loosely inserted into the annular member, or the annular member is loosely fitted to the support shaft outer wall and rotatably held. Can be illustrated.

より具体的には、回動部が複数の羽根(回転翼)を含む羽根車を有するものであると好ましい。こうすれば回動部が言わばタービンとして機能する。すなわち、羽根車の各羽根が流体を受け止め、羽根車が流体の流量ひいては流速に応じた角速度で効率よく自ら回動する。よって、流体の流量が大きい程、回転数が高められるので、流体が大流量であっても高い気液分離効率を達成できる。   More specifically, the rotating part preferably has an impeller including a plurality of blades (rotary blades). In this way, the rotating part functions as a turbine. That is, each blade of the impeller receives the fluid, and the impeller efficiently rotates by itself at an angular velocity corresponding to the flow rate of the fluid and the flow velocity. Therefore, since the rotational speed is increased as the fluid flow rate is increased, high gas-liquid separation efficiency can be achieved even when the fluid flow rate is large.

また、回動部は、複数の羽根のうち隣り合う羽根(回転翼)同士が、間隙(一定の間隔)を有してかつそれらの羽根同士の一部が流体の流通方向に向かって重なり合うように設けられたものであるとより好ましい。換言すれば、流体の流通方向(通常は支軸に沿う方向)に向かって矢視したときに、隣り合う二枚の羽根のうち一方の一部が他方の一部と重なり合って見えるように、複数の羽根が支軸上に配設されていると好ましい。   Further, the rotating unit has a configuration in which adjacent blades (rotary blades) among the plurality of blades have a gap (a constant interval) and a part of the blades overlaps in the fluid flow direction. It is more preferable that it is provided. In other words, when viewed in the direction of fluid flow (usually along the support shaft), one of the two adjacent blades appears to overlap the other. It is preferable that a plurality of blades are disposed on the support shaft.

このように構成すれば、羽根同士の重なり合いがない場合に比して、流体と羽根との衝突をより確実ならしめることができる。よって、気液分離効率が更に向上される。つまり、羽根同士の重なり合いがないと、流体の一部が羽根で受け止められずそのまま通過してしまうおそれがある。これに対し、羽根の一部が重なり合うように設けられていると、流体の殆ど全部を羽根で受け止め得る。また、重なり合う部位において羽根同士が接することなく一定の間隔で配置されているので、ガス分の流通が遮断されてしまうといった不都合が生じない。   If comprised in this way, the collision with a fluid and a blade | wing can be made more reliable compared with the case where there is no overlap of blade | wings. Therefore, the gas-liquid separation efficiency is further improved. That is, if there is no overlap between the blades, a part of the fluid may not be received by the blades and may pass through as it is. On the other hand, when part of the blades is provided so as to overlap, almost all of the fluid can be received by the blades. Further, since the blades are arranged at a constant interval without contacting each other in the overlapping portion, there is no inconvenience that the flow of gas is blocked.

また、本発明によるPCVシステムは、本発明によるオイルセパレーターを備えており、流体として内燃機関から生じるブローバイガスがそのオイルセパレーターに供給されるように構成されたものである。   The PCV system according to the present invention includes the oil separator according to the present invention, and is configured such that blow-by gas generated from the internal combustion engine as a fluid is supplied to the oil separator.

本発明のオイルセパレーター及びそれを用いたPCVシステムによれば、気液分離対象たる流体を回動部の動力として用いるので、内燃機関における余計なフリクションの発生を抑止でき、しかも、設置スペースに制約が生じてしまうといった不都合を解消して設置自由度及び設計自由度の向上を図ることが可能となる。   According to the oil separator of the present invention and the PCV system using the oil separator, since the fluid to be gas-liquid separated is used as the power of the rotating part, it is possible to suppress the generation of extra friction in the internal combustion engine and to limit the installation space. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom of installation and the degree of freedom of design by eliminating the inconvenience.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

図1は、本発明によるオイルセパレーターを備えるPCVシステムの好適な一実施形態を模式的に示す斜視図(一部ブロック図)である。   FIG. 1 is a perspective view (partially block diagram) schematically showing a preferred embodiment of a PCV system including an oil separator according to the present invention.

PCVシステム100は、車両や動機器等(図示せず)に備わる内燃機関101及び吸気系102に接続されたオイルセパレーター1を備えている。オイルセパレーター1は、略円筒状を成すケーシング10内に支軸6が設けられ、その支軸6に羽根車71〜73(回動部)が連設されたものである。   The PCV system 100 includes an oil separator 1 connected to an internal combustion engine 101 and an intake system 102 provided in a vehicle, moving equipment, or the like (not shown). In the oil separator 1, a support shaft 6 is provided in a substantially cylindrical casing 10, and impellers 71 to 73 (rotating portions) are connected to the support shaft 6.

ケーシング10は中空略円筒状を成しており、略円錐状を成す一方壁(ブローバイガスGの流れの上流側に位置する壁)に形成された導入口3aに、内燃機関101の例えば図示しないクランクケースに配管P1を介して接続された吸入管3が結合されている。また、ケーシング10の他方壁(ブローバイガスGの流れの下流側に位置する壁)における図示上部に形成されたガス排出口4aには、吸気系102に配管P2を介して出口管4が接続されている。   The casing 10 has a hollow and substantially cylindrical shape, and the internal combustion engine 101 is not illustrated, for example, in an inlet 3a formed in one wall (a wall positioned upstream of the flow of the blow-by gas G) having a substantially conical shape. A suction pipe 3 connected to the crankcase via a pipe P1 is coupled. In addition, an outlet pipe 4 is connected to an intake system 102 via a pipe P2 at a gas discharge port 4a formed in an upper portion of the casing 10 on the other side wall (a wall located on the downstream side of the flow of blow-by gas G). ing.

さらに、ケーシング10の胴壁(筒状胴部を構成する壁)における他方壁近傍の図示下部にオイル排出口5aが穿設されており、そのオイル排出口5aには、開閉バルブ(図示せず)を有し且つオイル回収系103に配管P3を介して接続された排出管5が接続されている。なお、ケーシング10の胴壁の下方部位は一方壁から他方壁に向かって下り傾斜とされている。   Further, an oil discharge port 5a is formed in the lower portion of the body wall of the casing 10 (the wall constituting the cylindrical body) in the vicinity of the other wall, and an open / close valve (not shown) is provided in the oil discharge port 5a. ) And a discharge pipe 5 connected to the oil recovery system 103 via a pipe P3. In addition, the lower part of the trunk wall of the casing 10 is inclined downward from one wall toward the other wall.

また、支軸6は、筒状又は棒状(図示では筒状)の胴部62の先端に錐状の頭部61が固定されたものであり、基端がケーシング10の他方壁に設けられた軸受け63に保持されている。これにより、支軸6は、ケーシング10と同軸状に且つその軸周りに回動可能にされている。   Further, the spindle 6 has a cylindrical or rod-like (cylindrical in the figure) body 62 fixed to the tip of a cone-shaped head 61 and a base end provided on the other wall of the casing 10. It is held by the bearing 63. As a result, the support shaft 6 is coaxial with the casing 10 and is rotatable about the axis.

さらに、羽根車71〜73は、支軸6の胴部62に一定間隔で且つその胴部62からケーシング10の胴壁に向かって突設するように配設されている。ここで、図2は、図1及び後述する図3におけるII−II線に沿う要部を示す断面図である。   Further, the impellers 71 to 73 are disposed so as to protrude from the body portion 62 of the support shaft 6 toward the body wall of the casing 10 at regular intervals. Here, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part taken along line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 to be described later.

本実施形態においては、各羽根車71,72,73は、曲面形状を有する八枚の羽根(翼、タービン翼)7,…から構成されており、それらの羽根のうち隣り合うもの同士が間隙(一定の間隔;図1参照)を有してかつブローバイガスG(流体)の流通方向(支軸6の軸方向)に向かって重なり合うように設けられている。すなわち、図2に示す如く、ブローバイガスGの流通方向に向かって矢視したときに、隣り合う二枚の羽根7,7のうち一方の一部が他方の一部と重なり合って見えるように、八枚の羽根7,…が支軸6上に配設されている。   In the present embodiment, each impeller 71, 72, 73 is composed of eight blades (blade, turbine blade) 7,... Having a curved surface shape, and adjacent ones among these blades are gaps. They are provided so as to overlap each other in the flow direction of the blow-by gas G (fluid) (the axial direction of the support shaft 6). That is, as shown in FIG. 2, when viewed in the direction of flow of the blow-by gas G, one of the two adjacent blades 7, 7 appears to overlap with the other. Eight blades 7 are arranged on the support shaft 6.

かかる構成を有するPCVシステム100によるブローバイガスGの処理について、主に図1を参照して以下に説明する。ブローバイガスGは、内燃機関101内で発生したオイル液滴(オイル分)と燃焼ガス(ガス分)との気液混合体つまりオイルミストであり、通常、内燃機関101の運転条件に応じて流量が変化する。   Processing of blow-by gas G by the PCV system 100 having such a configuration will be described below mainly with reference to FIG. The blow-by gas G is a gas-liquid mixture of oil droplets (oil component) generated in the internal combustion engine 101 and combustion gas (gas component), that is, oil mist, and usually has a flow rate according to the operating conditions of the internal combustion engine 101. Changes.

ブローバイガスGは、配管P1及び吸入管3を通してオイルセパレーター1の導入口3aからケーシング10内に供給され、ケーシング10と支軸6とで画定される流路を通り、その流路と交差するように設けられている羽根車71〜73を順次通過しながら、ガス排出口4aが設けられたケーシング10の他方壁側へ流動する。図1において、その流れを模式的に矢印Hで示す。   The blow-by gas G is supplied into the casing 10 from the inlet 3a of the oil separator 1 through the pipe P1 and the suction pipe 3, passes through a flow path defined by the casing 10 and the support shaft 6, and crosses the flow path. It flows to the other wall side of the casing 10 provided with the gas discharge port 4a while sequentially passing through the impellers 71 to 73 provided at. In FIG. 1, the flow is schematically indicated by an arrow H.

羽根車71〜73に到達したブローバイガスGは、各羽根車を構成する複数の羽根7,…に当たって受け止められる。その際、ブローバイガスGに含まれる微小なオイル液滴は運動量を失って羽根7,…に一旦付着する。同時に、ブローバイガスGの圧力(風圧)によって、換言すればブローバイガスGの運動エネルギーの一部が羽根7に付与され、羽根車71〜73が支軸6を中心にして回動される。なお、本実施形態では、羽根車71〜73が支軸6に結合されており、支軸6が軸受け63に保持されているので、羽根車71〜73と支軸6とが一体に回動される。   The blow-by gas G that has reached the impellers 71 to 73 hits the plurality of blades 7,. At that time, fine oil droplets contained in the blow-by gas G lose momentum and temporarily adhere to the blades 7. At the same time, in other words, a part of the kinetic energy of the blow-by gas G is applied to the blades 7 by the pressure (wind pressure) of the blow-by gas G, and the impellers 71 to 73 are rotated about the support shaft 6. In the present embodiment, since the impellers 71 to 73 are coupled to the support shaft 6 and the support shaft 6 is held by the bearing 63, the impellers 71 to 73 and the support shaft 6 rotate integrally. Is done.

羽根車71〜73が回動すると、羽根7の面に付着したオイル液滴に遠心力が作用し、羽根車71〜73の面上を外周方向に移動する。そのオイル液滴は、やがて、羽根7から吹き飛ばされてケーシング10の胴壁上に放出され、その壁面を伝ってケーシング10の胴部の下方部位に集められる。   When the impellers 71 to 73 rotate, centrifugal force acts on the oil droplets attached to the surface of the blades 7 and moves on the surfaces of the impellers 71 to 73 in the outer peripheral direction. The oil droplets are eventually blown off from the blades 7 and discharged onto the body wall of the casing 10, and are collected along the wall surface at the lower part of the body part of the casing 10.

集積したオイル9は、ケーシング10における胴部下方部の下り傾斜によって流下し、図示波線矢印Jで模式的に示すように、オイル排出口5aからケーシング10の外部へ排出され、排出管5を通してオイル回収系103へ送られる。   The accumulated oil 9 flows down due to the downward inclination of the lower portion of the body portion of the casing 10, and is discharged from the oil discharge port 5 a to the outside of the casing 10, as schematically shown by the wavy arrow J in the figure. It is sent to the recovery system 103.

こうして、ブローバイガスGは、羽根車71〜73の羽根7,…間の隙間を吹き抜けるようにして図示矢印Hで模式的に示す方向に沿って流動しながら、気液分離が行われる。そして、オイル液滴が分離除去された清澄ガスは、ガス排出口4aからケーシング10の外部へ排出され、出口管4及び配管P2を通して吸気系102へ送られる。なお、ケーシング10内の実際の気流は、より一層複雑な経路をとり得るものと想定される。   In this way, the gas-liquid separation is performed while the blow-by gas G flows along the direction schematically indicated by the arrow H as it blows through the gap between the blades 7 of the impellers 71 to 73. The clarified gas from which the oil droplets have been separated and removed is discharged from the gas discharge port 4a to the outside of the casing 10, and is sent to the intake system 102 through the outlet pipe 4 and the pipe P2. It is assumed that the actual airflow in the casing 10 can take a more complicated path.

このように構成されたオイルセパレーター1及びそれを備えるPCVシステム100によれば、羽根車71〜73が、気液分離対象であるブローバイガスGによって回動されるので、羽根車71〜73を駆動させるための他の動力源が不要である。よって、支軸6を内燃機関101のカムシャフト等に固着させるといった従来の構造を採用する必要がない。したがって、内燃機関101におけるフリクションの増加を抑止することができる。   According to the oil separator 1 configured as described above and the PCV system 100 including the oil separator 1, the impellers 71 to 73 are rotated by the blow-by gas G that is a gas-liquid separation target, and thus the impellers 71 to 73 are driven. No other power source is needed to make it happen. Therefore, it is not necessary to adopt a conventional structure in which the support shaft 6 is fixed to the camshaft or the like of the internal combustion engine 101. Therefore, an increase in friction in the internal combustion engine 101 can be suppressed.

また、そのようにオイルセパレーター1を駆動するために内燃機関101を接続する必要がないので、装置構成を簡略化して設置スペースの縮小及びコストの削減が可能になると共に、オイルセパレーター1の配置設計における自由度を格段に向上できる。   Further, since it is not necessary to connect the internal combustion engine 101 in order to drive the oil separator 1 as described above, the apparatus configuration can be simplified, the installation space can be reduced and the cost can be reduced, and the arrangement design of the oil separator 1 can be achieved. Can greatly improve the degree of freedom.

さらに、回動部として羽根車71〜73を用いるので、ブローバイガスGの風圧を効率よく羽根7,…の回動動作に利用できる。また、ブローバイガスGの流量ひいては流速が大きい程、羽根車71〜73の回転数が高められるので、ブローバイガスGが大流量であっても十分に高い気液分離効率を実現できる。   Furthermore, since the impellers 71 to 73 are used as the rotating part, the wind pressure of the blow-by gas G can be efficiently used for the rotating operation of the blades 7. Moreover, since the rotational speed of the impellers 71 to 73 is increased as the flow rate of the blow-by gas G and the flow velocity is increased, sufficiently high gas-liquid separation efficiency can be realized even if the blow-by gas G has a large flow rate.

またさらに、羽根車71〜73は、隣り合う二枚の羽根7,7がブローバイガスGの流通方向に向かって(沿って)重なり合うように配置されたものであるので、ブローバイガスGの一部が羽根7,…で受け止められずそのまま通過してしまうことを防止できる。よって、ブローバイガスGの殆ど全部を羽根7,…で受け止めることができ、気液分離性能を更に一層向上できる。さらにまた、重なり合う部位において二枚の羽根7,7同士が一定の間隙を有して配置されているので、ブローバイガスG及び気液分離されたガス分は、その隙間を通って下流側へ移動できる。よって、ブローバイガスGが遮断されることがないので、そのような遮断の発生に起因し得る処理速度の低下を防止できる。   Furthermore, since the impellers 71 to 73 are arranged such that two adjacent blades 7 and 7 are overlapped toward (along) the flow direction of the blowby gas G, a part of the blowby gas G is disposed. Can be prevented from passing through without being received by the blades 7. Therefore, almost all of the blow-by gas G can be received by the blades 7, and the gas-liquid separation performance can be further improved. Furthermore, since the two blades 7 and 7 are arranged with a certain gap in the overlapping part, the blow-by gas G and the gas-liquid separated gas component move downstream through the gap. it can. Therefore, since the blow-by gas G is not shut off, it is possible to prevent a decrease in processing speed that may be caused by the occurrence of such shut-off.

さらにまた、支軸6に錐状の頭部61を設けたので、供給されたブローバイガスGを羽根車71側に分配させ易くなる。よって、ケーシング10の上流側における流速の低下を抑制できる。加えて、ケーシング10の胴部の下方部位が傾斜しているので、集積したオイル9を効率よく回収できる。   Furthermore, since the conical head 61 is provided on the support shaft 6, the supplied blow-by gas G can be easily distributed to the impeller 71 side. Therefore, a decrease in the flow rate on the upstream side of the casing 10 can be suppressed. In addition, since the lower part of the trunk portion of the casing 10 is inclined, the accumulated oil 9 can be efficiently collected.

図3は、本発明によるオイルセパレーターを備えるPCVシステムの好適な他の実施形態を模式的に示す斜視図(一部ブロック図)である。PCVシステム200は、オイルセパレーター1の代わりにオイルセパレーター2を備えること以外は、図1に示すPCVシステム100と同様の構成を有する。また、オイルセパレーター2は、ケーシング10の代わりにケーシング20を備えること以外は、オイルセパレーター1と同様に構成されたものである。   FIG. 3 is a perspective view (partially block diagram) schematically showing another preferred embodiment of a PCV system including an oil separator according to the present invention. The PCV system 200 has the same configuration as the PCV system 100 shown in FIG. 1 except that it includes an oil separator 2 instead of the oil separator 1. The oil separator 2 is configured in the same manner as the oil separator 1 except that the casing 20 is provided instead of the casing 10.

ケーシング20は、その胴部の内壁における羽根車71〜73と対向する部位にそれぞれ環状溝(環状凹部)M1〜M3が形成されたものである。別の観点から言えば、胴部の内壁における羽根車71〜73と対向しない部位に環状突起T1〜T3が形成されている。すなわち、ケーシング10は、ブローバイガスGの流通方向に沿って環状の凹凸が交互に設けられたものである。   The casing 20 is formed by forming annular grooves (annular recesses) M1 to M3 at portions facing the impellers 71 to 73 on the inner wall of the trunk portion. If it says from another viewpoint, the cyclic | annular protrusion T1-T3 will be formed in the site | part which does not oppose the impellers 71-73 in the inner wall of a trunk | drum. That is, the casing 10 is provided with annular irregularities alternately along the flow direction of the blow-by gas G.

このように構成されたオイルセパレーター2及びそれを備えるPCVシステム200においても、上述したオイルセパレーター1及びそれを備えるPCVシステム100と同等の優れた作用効果が奏される。なお、それらについては、重複を避けるため、ここでの説明を省略する。   Also in the oil separator 2 configured as described above and the PCV system 200 including the same, the same excellent effects as the oil separator 1 and the PCV system 100 including the oil separator 1 described above are exhibited. In addition, in order to avoid duplication about them, description here is abbreviate | omitted.

ここで、図4は、ケーシング20の胴部内側の下方部位を示す斜視図である。先述したように、オイルセパレーター2では、羽根車71〜73に対向する位置に環状溝M1〜M3が設けられている。よって、各羽根車71〜73に付着したオイル液滴は、それぞれに対向する各環状溝M1〜M3上に放出され、その各環状溝M1〜M3に沿って流下する。図4に示す如く、各環状溝M1〜M3の下部に達してある程度集積されたオイル9の流れは、ケーシング20の胴部に形成された通路Dで合流し、オイル排出口5aから外部へ排出される。   Here, FIG. 4 is a perspective view showing a lower part inside the trunk of the casing 20. As described above, in the oil separator 2, the annular grooves M1 to M3 are provided at positions facing the impellers 71 to 73. Therefore, the oil droplets adhering to the impellers 71 to 73 are discharged onto the annular grooves M1 to M3 facing each other, and flow down along the annular grooves M1 to M3. As shown in FIG. 4, the flow of the oil 9 that reaches the lower part of each annular groove M <b> 1 to M <b> 3 and accumulates to some extent joins in a passage D formed in the body portion of the casing 20 and is discharged to the outside from the oil discharge port 5 a. Is done.

ところで、図1に示すオイルセパレーター1では、吸気系102の吸い込みにより、ガス排出口4a近傍が万一過度に負圧にされた場合、ケーシング10の内壁に付着したオイル分が吸気系102側へ引き込まれるように移動し、つまり、内壁を伝ってブローバイガスGの流通方向に移動してしまい、清澄ガスと共に吸気系102に送られてしまうおそれがなくはない。   By the way, in the oil separator 1 shown in FIG. 1, if the pressure in the vicinity of the gas discharge port 4 a is excessively negative due to the suction of the intake system 102, the oil component adhering to the inner wall of the casing 10 moves to the intake system 102 side. There is a possibility that the gas will be drawn in, that is, moved in the flow direction of the blow-by gas G along the inner wall and sent to the intake system 102 together with the clarified gas.

そのような不都合は、負圧の調整によって十分抑止できるものの、オイルセパレーター2のようにケーシング20に環状溝M1〜M3を設ければ、ブローバイガスGの流通方向に沿って環状溝M1〜M3の各間に環状突起T1〜T3が形成されるので、それらが障壁となってオイル分がガス排出口4a側へ移動することが妨げられる。よって、オイル分が清澄ガスと共に吸気系102に送られてしまうことを十分に抑止でき、オイル9をより効率よく集積させてオイル分の回収率を一層高めることができる。   Although such inconvenience can be sufficiently suppressed by adjusting the negative pressure, if the annular grooves M1 to M3 are provided in the casing 20 like the oil separator 2, the annular grooves M1 to M3 are formed along the flow direction of the blow-by gas G. Since the annular protrusions T1 to T3 are formed between each of them, they serve as a barrier to prevent the oil component from moving toward the gas discharge port 4a. Therefore, the oil component can be sufficiently prevented from being sent to the intake system 102 together with the clarified gas, and the oil 9 can be more efficiently accumulated to further increase the oil recovery rate.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、羽根車71〜73の数は三台に限らず、一台でも二台でもよく、更に多段に設けてもよい。また、羽根7,…の枚数や形状は図示に限定されず、枚数は複数あればよく、形状は羽根車71〜73として成立する形状であればよい。さらに、羽根7,…は上述の通り重ね合うように設置されることが望ましいが、重なり合っていなくともよい。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the limit which does not change the summary. For example, the number of impellers 71 to 73 is not limited to three, but may be one or two, and may be provided in multiple stages. Further, the number and shape of the blades 7 are not limited to those shown in the figure, and the number of blades may be plural, and the shape may be a shape that is established as the impellers 71 to 73. Furthermore, although it is desirable that the blades 7 are arranged so as to overlap as described above, they do not have to overlap.

またさらに、支軸6を固定軸としてもよい。すなわち、羽根車71〜73を支軸6に対して遊動可能に設ければ、支軸6をケーシング10,20の他方壁に固着させることができ、その場合、軸受け63は不要となる。具体的には、例えば、リング等の環状部材に羽根7,…を接合させると共に、支軸6の胴部にその環状部材が遊嵌可能な環状溝等を設けるといった手法が挙げられる。こうしても、ブローバイガスGによって羽根車71〜73が回動されるので、気液分離性能を十分に高め得る。   Furthermore, the support shaft 6 may be a fixed shaft. That is, if the impellers 71 to 73 are provided so as to be freely movable with respect to the support shaft 6, the support shaft 6 can be fixed to the other walls of the casings 10 and 20, and in that case, the bearing 63 becomes unnecessary. Specifically, for example, there is a method in which the blades 7,... Are joined to an annular member such as a ring, and an annular groove or the like in which the annular member can be loosely fitted is provided in the trunk portion of the support shaft 6. Even in this case, since the impellers 71 to 73 are rotated by the blow-by gas G, the gas-liquid separation performance can be sufficiently improved.

さらにまた、オイルセパレーター2において、完全な環状を成す環状溝M1〜M3の代わりに、ケーシング20における上方部位に弧状溝を設けてもよい。この場合、ガス排出口4a付近が過度に負圧になったとしても、ケーシング20の胴部の下方部位に到達してある程度集積したオイル9は、ガス排出口4aまでの距離が比較的大きいので、容易には引き込まれ難い。加えて、導入口3a及び吸入管3を、支軸6から偏心させてケーシング10,20の一方壁に接続しても構わない。その場合、支軸6の頭部61は錐状でなくてもよい。また、ケーシング10,20の形状は円筒状に限られず、例えば角筒状のものでもよい。   Furthermore, in the oil separator 2, an arc-shaped groove may be provided in an upper part of the casing 20 instead of the annular grooves M <b> 1 to M <b> 3 that form a complete ring shape. In this case, even if the gas discharge port 4a vicinity becomes excessively negative pressure, the oil 9 that reaches the lower part of the trunk of the casing 20 and accumulates to some extent has a relatively large distance to the gas discharge port 4a. It ’s hard to be pulled in easily. In addition, the introduction port 3 a and the suction pipe 3 may be eccentric from the support shaft 6 and connected to one wall of the casings 10 and 20. In that case, the head 61 of the spindle 6 may not be conical. Moreover, the shape of the casings 10 and 20 is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular tube shape, for example.

本発明によるオイルセパレーター及びそれを備えるPCVシステムは、気液分離対象たる流体を回動部の動力として用いるので、内燃機関における余計なフリクションの発生を抑止でき、しかも、設置スペースの制約を解消して配置設計における自由度を向上できるので、ブローバイガス等のオイル分を含む気液混合体が発生し得る内燃機関を備える機器、動機、設備等に広く利用できる。   The oil separator according to the present invention and the PCV system equipped with the oil separator use the fluid that is the target of gas-liquid separation as the power of the rotating part, so that it is possible to suppress the generation of extra friction in the internal combustion engine and to eliminate the installation space restriction. Therefore, the degree of freedom in arrangement design can be improved, and therefore, it can be widely used in equipment, motives, equipment, and the like including an internal combustion engine that can generate a gas-liquid mixture containing an oil component such as blow-by gas.

本発明によるオイルセパレーターを備えるPCVシステムの好適な一実施形態を模式的に示す斜視図(一部ブロック図)である。1 is a perspective view (partially block diagram) schematically showing a preferred embodiment of a PCV system including an oil separator according to the present invention. 図1及び図3におけるII−II線に沿う要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part which follows the II-II line | wire in FIG.1 and FIG.3. 本発明によるオイルセパレーターを備えるPCVシステムの好適な他の実施形態を模式的に示す斜視図(一部ブロック図)である。It is a perspective view (partial block diagram) showing typically other suitable embodiments of a PCV system provided with an oil separator by the present invention. ケーシング20の胴部内側の下方部位を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a lower part inside the trunk part of the casing 20. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…オイルセパレーター、3…吸入管、3a…導入口、4…出口管、4a…ガス排出口、5a…オイル排出口、5…排出管、6…支軸、7…羽根、9…オイル、10,20…ケーシング、61…頭部(支軸)、62…胴部(支軸)、71,72,73…羽根車(回動部)、100,200…PCVシステム、101…内燃機関、102…吸気系、103…オイル回収系、D…通路、G…ブローバイガス(流体)、P1,P2,P3…配管、M1,M2,M3…環状溝、T1,T2,T3…環状突起。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oil separator, 3 ... Intake pipe, 3a ... Inlet port, 4 ... Outlet pipe, 4a ... Gas discharge port, 5a ... Oil discharge port, 5 ... Discharge pipe, 6 ... Support shaft, 7 ... Blade, 9 ... Oil, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Casing, 61 ... Head (support axis), 62 ... Trunk part (support axis), 71, 72, 73 ... Impeller (rotating part), 100, 200 ... PCV system, 101 ... Internal combustion engine, DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Intake system, 103 ... Oil recovery system, D ... Passage, G ... Blow-by gas (fluid), P1, P2, P3 ... Pipe, M1, M2, M3 ... Annular groove, T1, T2, T3 ... Annular projection.

Claims (4)

オイル分とガス分とを含む流体が供給されて気液分離が行われるオイルセパレーターであって、
前記流体が導入される導入口、該流体から分離された前記ガス分が排出されるガス排出口、及び、該流体から分離されたオイル分が排出されるオイル排出口が設けられたケーシングと、
前記流体の流通方向に沿うように前記ケーシング内に回動可能に又は固定されて配置された支軸と、
前記流体の流路と交差するように前記支軸に設けられており、かつ、前記流体の流動圧により回動される回動部と、
を備えるオイルセパレーター。
An oil separator in which a fluid containing oil and gas is supplied to perform gas-liquid separation,
A casing provided with an inlet for introducing the fluid, a gas outlet for discharging the gas separated from the fluid, and an oil outlet for discharging the oil separated from the fluid;
A support shaft that is rotatably or fixedly arranged in the casing so as to be along the flow direction of the fluid;
A rotating portion that is provided on the support shaft so as to intersect with the fluid flow path, and is rotated by the fluid flow pressure;
Oil separator equipped with.
前記回動部が複数の羽根を含む羽根車を有するものである、
請求項1記載のオイルセパレーター。
The rotating part has an impeller including a plurality of blades.
The oil separator according to claim 1.
前記回動部は、前記複数の羽根のうち隣り合う羽根同士が、間隙を有してかつ該羽根同士の一部が前記流体の流通方向に向かって重なり合うように設けられたものである、
請求項2記載のオイルセパレーター。
The rotating portion is provided such that adjacent blades of the plurality of blades have a gap and a part of the blades overlaps in the fluid flow direction.
The oil separator according to claim 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のオイルセパレーターを備えており、
前記流体として内燃機関から生じるブローバイガスが前記オイルセパレーターに供給される、
PCVシステム。
The oil separator according to claim 1 is provided,
Blowby gas generated from an internal combustion engine as the fluid is supplied to the oil separator;
PCV system.
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