JP6308875B2

JP6308875B2 - オイルセパレータ構造

Info

Publication number: JP6308875B2
Application number: JP2014113735A
Authority: JP
Inventors: 敏明山崎; 広之河西
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: JP2015227638A

Description

本発明は、オイルセパレータ構造に関するものである。

エンジンの圧縮行程と爆発行程においてピストンリングの間隙よりクランクケースへ漏れ出るブローバイガスは、クランクケース内及び該クランクケースと連通しているシリンダヘッドカバー内に充満してくるため、これらの内部から外部に抜き出す必要があるが、クランクケース内ではクランク軸及びコネクティングロッド等が高速で動いており、クランクケースと連通するシリンダヘッドカバー内においてもロッカアーム及びバルブ等が作動しているため、クランクケースやシリンダヘッドカバーの内部はオイルミストが充満した状態にある。

このため、ブローバイガスをそのまま大気放出してしまうと、該ブローバイガスに混合しているオイルミストも外部へ排出されてしまう虞れがあるため、図２に示す如く、ブローバイガス１中のオイルミストを分離回収するための濾網又はラビリンス構造を内蔵したベンチレータ２（ＣＣＶ：Closed Crankcase Ventilator）を設け、エンジン３のシリンダヘッドカバー４からガス抜出管５を介して抜き出したブローバイガス１を前記ベンチレータ２を通すことによりオイルミストを分離回収してからガス戻し管６を介して吸気管７に戻し、前記ベンチレータ２で回収したオイル８をオイル回収管９を介し図示しないオイルパンへと戻すようにしている。

尚、図２中における１０はエアクリーナ、１１はターボチャージャ、１１ａはコンプレッサ、１１ｂはタービン、１２はインタークーラ、１３は吸気、１４は排気ガスを夫々示している。

一般的に、前述の如きブローバイガス１をクローズドサーキットで処理するシステムはクローズドブリーザシステムと称されているが、この種のクローズドブリーザシステムに関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００３−２７８５２３号公報

しかしながら、斯かる従来のクローズドブリーザシステムにおいては、ブローバイガス１に含まれるオイルミストをベンチレータ２で分離回収しているものの、該ベンチレータ２でオイルミストを完全に取り切ることは困難であり、取り切れなかった微量のオイルミストがブローバイガス１の流れに随伴して吸気管７に入り込み、該吸気管７の壁面に付着してオイルの液滴となってエアクリーナ１０まで流下し、該エアクリーナ１０から滴下して地面を汚してしまうという問題があった。

特にトラック等の運搬車両では、エアクリーナ１０がシャシ付けとなることから低い位置にレイアウトされるケースが多く、吸気管７におけるガス戻し管６の接続箇所からエアクリーナ１０にかけての部位が下り勾配となり易かったため、車両を停止して荷の積み卸し作業を行っている間に得意先の敷地内を汚してしまうことがあり、エアクリーナ１０からのオイルの滴下を防ぐ対策が求められている。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、エアクリーナからオイルが滴下して地面を汚してしまう問題を防止し得るオイルセパレータ構造を提供することを目的としている。

本発明は、エンジン側から抜き出されてターボチャージャのコンプレッサの入側に導かれるブローバイガスからオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造であって、前記コンプレッサの吸気取込口の外周に環状チャンバを形成すると共に、該環状チャンバに対しコンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を導いて前記環状チャンバ内に旋回流を形成させ且つその吸気を加圧直前の吸気の流れに戻して再循環し得るよう導入口及び排出口を夫々開通し、前記環状チャンバの最低部位に対し前記ブローバイガスを導く流路を接続し、該流路を介し前記環状チャンバ内で遠心分離されたオイルを流下させて回収し得るように構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、高速で回転するコンプレッサ翼車により加圧された初期段階の吸気が導入口を介し環状チャンバ内に流入して旋回流を形成する一方、エンジン側から抜き出されたブローバイガスが流路を介し環状チャンバに導入されて前記旋回流に巻き込まれて旋回し、ブローバイガス中に含まれるオイルミストが遠心分離されて前記環状チャンバの壁面に付着して集まり、ここでオイルの液滴となって最低部位まで流れ落ち、該最低部位から更にブローバイガスの流路を流下して図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収されることになる。

また、本発明においては、前記コンプレッサ側に、吸気取込口を環状に取り囲むように形成されて吸気の流れの上流側に向かって開放された環状溝と、該環状溝にコンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を導く導入口とから成るリサーキュレーション回路が備えられており、前記コンプレッサに連結される吸気管の終端部内周に、前記環状溝の開放側を排出口を残すように塞いで環状チャンバを画成するバッフルプレートが形成されていることが好ましい。

即ち、コンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気の流れに再循環するリサーキュレーション回路を備え、該リサーキュレーション回路を介した吸気の再循環により見掛け上の入側圧力を上げて流量特性を改善（過給効率は低下）するようにしたコンプレッサは従来周知である。

そこで、このようなコンプレッサに対しては、吸気管側にバッフルプレートを形成する改造を施して該吸気管を前記コンプレッサに連結すれば、それだけでコンプレッサの吸気取込口の外周に環状チャンバを形成することが可能となり、簡便にブローバイガスからオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造を実現することが可能となる。

また、本発明をより具体的に実施するにあたっては、例えば、前記環状チャンバの最低部位が、該環状チャンバ内で遠心分離されたオイルを下方向きに落とし込むオイルピットとして前記吸気管側に形成されていることが好ましく、このようにすれば、ブローバイガスから分離回収したオイルをオイルピットに落とし込んで吸気の旋回流から確実に離脱させることが可能となり、分離回収したオイルが排出口から吸気の再循環流に随伴されて吸気管内へ漏出してしまう事態が未然に防止される。

上記した本発明のオイルセパレータ構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを環状チャンバ内で遠心分離して最低部位からブローバイガスの流路を流下させて回収して図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収することができるので、エアクリーナからオイルが滴下して地面を汚してしまう問題を防止することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、リサーキュレーション回路を予め備えた既存のコンプレッサをそのまま流用し、バッフルプレートを形成する改造を施した吸気管を前記コンプレッサに連結するだけでコンプレッサの吸気取込口の外周に環状チャンバを形成することができるので、簡便にブローバイガスからオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造を実現することができ、コンプレッサ側のハウジング構造を変更するといった大掛かりな改造が不要となって実施コストの高騰を回避することができる。

（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、ブローバイガスから分離回収したオイルをオイルピットに落とし込んで吸気の旋回流から確実に離脱させることができるので、分離回収したオイルが排出口から吸気の流れに随伴されて吸気管内へ漏出してしまう事態を未然に防止することができ、より一層確実にエアクリーナからのオイルの滴下を防止することができる。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。クローズドブリーザシステムの一例を示す概略図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１に示す如く、本形態例においては、図２の場合と同様に、エンジン３（図２参照）側から抜き出したブローバイガス１をガス戻し管６（流路）を介しターボチャージャ１１のコンプレッサ１１ａの入側に導くようになっているが、該コンプレッサ１１ａの吸気取込口１５の外周に環状チャンバ１６が形成されており、該環状チャンバ１６の最低部位に対し前記ガス戻し管６が下方から上り勾配を維持したまま接続され、該ガス戻し管６を介し前記環状チャンバ１６内で遠心分離されたオイル８が流下されて図示しないベンチレータ（図２参照）に回収されるようになっている。

即ち、前記環状チャンバ１６には、コンプレッサ翼車１７の入側端外周から加圧初期の吸気１３の一部を導いて前記環状チャンバ１６内に旋回流を形成させる導入口１８と、その吸気１３を加圧直前の吸気１３の流れに戻して再循環させる排出口１９とが夫々開通されるようにしてあり、前記環状チャンバ１６に導入されたブローバイガス１が、前記旋回流に巻き込まれて旋回することでオイルミストを遠心分離されるようになっている。

尚、ここに図示している例では、コンプレッサ翼車１７の入側端外周から加圧初期の吸気１３の一部を抜き出して上流側の加圧直前の吸気１３の流れに再循環するリサーキュレーション回路２０を備えたコンプレッサ１１ａに適用した場合を例示しており、吸気１３の再循環により見掛け上の入側圧力を上げて流量特性を改善（過給効率は低下）し得るようにしてある。

斯かるリサーキュレーション回路２０を備えたコンプレッサ１１ａは従来周知であり、この種のコンプレッサ１１ａのハウジングには、吸気取込口１５を環状に取り囲むように形成されて吸気１３の流れの上流側に向かって開放された環状溝２１と、該環状溝２１にコンプレッサ翼車１７の入側端外周から加圧初期の吸気１３の一部を導く前記導入口１８とが備えられており、これら環状溝２１と導入口１８とにより前記リサーキュレーション回路２０が構成されている。

そこで、前記コンプレッサ１１ａに連結される吸気管７の終端部内周に、前記環状溝２１の開放側を排出口１９を残すように塞いで環状チャンバ１６を画成するバッフルプレート２２を新たに形成し、リサーキュレーション回路２０を予め備えた既存のコンプレッサ１１ａをそのまま流用し、バッフルプレート２２を形成する改造を施した吸気管７を前記コンプレッサ１１ａに連結するだけでコンプレッサ１１ａの吸気取込口の外周に環状チャンバ１６が形成されるようにしている。

また、特に本形態例においては、前記環状チャンバ１６の最低部位が、該環状チャンバ１６内で遠心分離されたオイルを下方向きに落とし込むオイルピット２３として前記吸気管７側に形成されており、このオイルピット２３の底部にブローバイガス１のガス戻し管６を接続するようにしている。

而して、このようにすれば、高速で回転するコンプレッサ翼車１７により加圧された初期段階の吸気１３が導入口１８を介し環状チャンバ１６内に流入して旋回流を形成する一方、エンジン側から抜き出されたブローバイガス１がガス戻し管６を介し環状チャンバ１６に導入されて前記旋回流に巻き込まれて旋回し、ブローバイガス１中に含まれるオイルミストが遠心分離されて前記環状チャンバ１６の壁面に付着して集まり、ここでオイルの液滴となって最低部位まで流れ落ち、該最低部位から更にブローバイガス１のガス戻し管６を流下して図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収されることになる。

従って、上記形態例によれば、ブローバイガス１中に含まれるオイルミストを環状チャンバ１６内で遠心分離して最低部位からブローバイガス１のガス戻し管６を流下させて回収して図示しないクローズドブリーザシステムのベンチレータ等に回収することができるので、図示しないエアクリーナ（図２参照）からオイル８が滴下して地面を汚してしまう問題を防止することができる。

更に、リサーキュレーション回路２０を予め備えた既存のコンプレッサ１１ａをそのまま流用し、バッフルプレート２２を形成する改造を施した吸気管７を前記コンプレッサ１１ａに連結するだけでコンプレッサ１１ａの吸気取込口１５の外周に環状チャンバ１６を形成することができるので、簡便にブローバイガス１からオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造を実現することができ、コンプレッサ１１ａ側のハウジング構造を変更するといった大掛かりな改造が不要となって実施コストの高騰を回避することができる。

また、ブローバイガス１から分離回収したオイル８をオイルピット２３に落とし込んで吸気１３の旋回流から確実に離脱させることができるので、分離回収したオイル８が排出口１９から吸気１３の流れに随伴されて吸気管７内へ漏出してしまう事態を未然に防止することができ、より一層確実にエアクリーナからのオイル８の滴下を防止することができる。

尚、本発明のオイルセパレータ構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、コンプレッサのハウジング側に環状チャンバと導入口及び排出口を予め設けておくことも可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ブローバイガス
３エンジン
６ガス戻し管（流路）
７吸気管
８オイル
１１ターボチャージャ
１１ａコンプレッサ
１３吸気
１５吸気取込口
１６環状チャンバ
１７コンプレッサ翼車
１８導入口
１９排出口
２０リサーキュレーション回路
２１環状溝
２２バッフルプレート
２３オイルピット（最低部位）

Claims

エンジン側から抜き出されてターボチャージャのコンプレッサの入側に導かれるブローバイガスからオイルミストを分離回収するオイルセパレータ構造であって、前記コンプレッサの吸気取込口の外周に環状チャンバを形成すると共に、該環状チャンバに対しコンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を導いて前記環状チャンバ内に旋回流を形成させ且つその吸気を加圧直前の吸気の流れに戻して再循環し得るよう導入口及び排出口を夫々開通し、前記環状チャンバの最低部位に対し前記ブローバイガスを導く流路を接続し、該流路を介し前記環状チャンバ内で遠心分離されたオイルを流下させて回収し得るように構成したことを特徴とするオイルセパレータ構造。
前記コンプレッサ側に、吸気取込口を環状に取り囲むように形成されて吸気の流れの上流側に向かって開放された環状溝と、該環状溝にコンプレッサ翼車の入側端外周から加圧初期の吸気の一部を導く導入口とから成るリサーキュレーション回路が備えられており、前記コンプレッサに連結される吸気管の終端部内周に、前記環状溝の開放側を排出口を残すように塞いで環状チャンバを画成するバッフルプレートが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルセパレータ構造。
前記環状チャンバの最低部位が、該環状チャンバ内で遠心分離されたオイルを下方向きに落とし込むオイルピットとして前記吸気管側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のオイルセパレータ構造。