JP6530966B2

JP6530966B2 - ミストセパレータ

Info

Publication number: JP6530966B2
Application number: JP2015106310A
Authority: JP
Inventors: 健治赤羽
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-05-26
Also published as: JP2016217326A

Description

本発明は、ミストセパレータ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１１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ミストセパレータ２を設け、図示しないエンジンのシリンダヘッドカバーから抜き出したブローバイガス１をミストセパレータ２を通すことによりオイルミストを分離回収してから吸気管に戻すようにしている。

ここで、前記ミストセパレータ２の外殻を成すセパレータ本体３は、一端側の入口４から導入したブローバイガス１を他端側の出口５へ流すようになっていて、その内部を区画壁６により前室７と後室８に二分割されていると共に、前記区画壁６にブローバイガス１の流れを絞り込むノズル開口部９が開口されており、前記後室８における前記ノズル開口部９と対峙する位置には、その対峙面に油滴フィルタ１０を貼着した邪魔板１１が所要の間隔を隔てて配設されている。

このため、前室７の入口４から導入されたブローバイガス１は、ノズル開口部９で流れを絞り込まれることにより流速を高められて邪魔板１１に突き当たり、該邪魔板１１を迂回して後室８の出口５へと向かうが、この邪魔板１１を迂回する際にブローバイガス１中に含まれるオイルミストが慣性により直進して油滴フィルタ１０に衝突し、該油滴フィルタ１０に捕捉されてそのまま邪魔板１１直下のオイルドレン１２へと滴下し、図示しないオイルパン等へ回収されるようにしてある。

尚、ブローバイガスからオイルミストを分離回収する技術を提案する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等が既に提案されている。

特開２００９−１３３２３５号公報

しかしながら、この種のミストセパレータ２においては、ブローバイガス１中に含まれるオイルミストを分離回収するのに最適な流速域があるのに対し、運転状態の変化に伴いブローバイガス１の流量が変動すると、ノズル開口部９で流れを絞り込まれることで設定される流速も変動して最適な流速域を維持できなくなるという問題があり、特定の運転範囲以外ではオイルミストの除去性能が低下する虞れがあった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、運転状態の変化に伴いブローバイガスの流量が変動しても良好なオイルミストの除去性能を維持し得るミストセパレータを提供することを目的とする。

本発明は、ブローバイガスの流れをノズル開口部で絞り込んで流速を高めた後に邪魔板を迂回させ、その迂回の際にブローバイガス中に含まれるオイルミストを慣性により直進させて邪魔板に衝突させ且つ該邪魔板直下のオイルドレンへと滴下させて回収するようにしたミストセパレータであって、ノズル開口部と部分的に重複することで該ノズル開口部の開口面積を増減するスライドバルブと、該スライドバルブを適切な位置に移動させる作動装置とを備え、前記スライドバルブにおけるノズル開口部と部分的に重複する部位の外縁に鋭角断面のエッジ部が形成され、該エッジ部によりノズル開口部周辺の付着物を削ぎ落とし得るように構成されていることを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、運転状態の変化に伴いブローバイガスの流量が変動しても、作動装置によりスライドバルブを適切な位置に移動させることでノズル開口部の開口面積を増減し、ノズル開口部を通るブローバイガスの流速を最適な流速域に維持することが可能となり、オイルミストの除去性能の低下を未然に回避することが可能となる。
また、ノズル開口部周辺にデポジット（不完全燃焼生成物）や凍結した結露水が付着していても、これらの付着物がスライドバルブの移動時にエッジ部により削ぎ落とされ、ノズル開口部の付着物の成長による閉塞が防止される。

更に、本発明を具体的に実施するに際しては、作動装置がアクチュエータの駆動によりスライドバルブを適切な位置に移動させてノズル開口部の開口面積を増減し得るように構成されていても良く、このようにすれば、運転状態の変化に対応させてアクチュエータを駆動させ、これによりスライドバルブを適切な移動位置に制御して確実にノズル開口部の開口面積を増減することが可能となるので、精度の高いブローバイガスの流速制御を実現することが可能となる。

また、作動装置がノズル開口部入側の圧力と弾発体とのバランスによりスライドバルブを適切な位置に移動させてノズル開口部の開口面積を増減し得るように構成されていても良く、このようにすれば、アクチュエータ等の駆動に頼ることなくスライドバルブをノズル開口部入側の圧力を利用して移動させることが可能となり、該スライドバルブを移動させるための機構を簡素化して設備コストの削減を図ることが可能となる。

上記した本発明のミストセパレータによれば、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、運転状態の変化に伴いブローバイガスの流量が変動しても、作動装置によりスライドバルブを適切な位置に移動させてノズル開口部の開口面積を増減させ、これによりノズル開口部を通るブローバイガスの流速を最適な流速域に維持することができるので、良好なオイルミストの除去性能を維持することができ、また、ノズル開口部周辺にデポジット（不完全燃焼生成物）や凍結した結露水が付着していても、これらの付着物をスライドバルブの移動時にエッジ部により削ぎ落とすことができるので、ノズル開口部の付着物の成長による閉塞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、運転状態の変化に対応させてアクチュエータを駆動させ、これによりスライドバルブを適切な移動位置に制御して確実にノズル開口部の開口面積を増減することができるので、精度の高いブローバイガスの流速制御を実現することができる。

（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、アクチュエータ等の駆動に頼ることなくスライドバルブをノズル開口部入側の圧力を利用して移動させることができるので、該スライドバルブを移動させるための機構を簡素化して設備コストの削減を図ることができる。

本発明の参考例を示す側面断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。図２の状態からスライドバルブが移動した状態を示す図である。本発明の別の参考例を示す正面断面図である。図４の状態からスライドバルブが移動した状態を示す図である。本発明の更に別のの参考例を示す正面断面図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視の断面図である。。図６の状態からスライドバルブが移動した状態を示す図である。本発明を実施する形態の一例を示す正面断面図である。図９のＸ−Ｘ矢視の断面図である。従来例を示す側面断面図である。

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及び図２は本発明の参考例を示すもので、先に説明した図１１の従来例と同様に、一端側の入口４から導入したブローバイガス１を他端側の出口５へ流すようにしたセパレータ本体３と、該セパレータ本体３の内部を入口４側の前室７と出口５側の後室８とに区画する区画壁６と、該区画壁６に開口されてブローバイガス１の流れを絞り込むノズル開口部９と、後室８におけるノズル開口部９と対峙する位置に天井部から垂下された邪魔板１１とを備え、入口４から導入したブローバイガス１の流れをノズル開口部９で絞り込んで流速を高めた後に邪魔板１１を迂回させて出口５へと向かわせ、その迂回の際にブローバイガス１中に含まれるオイルミストを慣性により直進させて邪魔板１１に油滴フィルタ１０を介して衝突させ且つ前記邪魔板１１直下のオイルドレン１２へと滴下させて回収するようにしたミストセパレータ２となっているが、区画壁６に沿い移動してノズル開口部９と部分的に重複することで該ノズル開口部９の開口面積を増減するスライドバルブ１３と、該スライドバルブ１３を適切な位置に移動させるアクチュエータ１４（作動装置）とを備えたところを特徴としている。

ここに図示している例では、スライドバルブ１３がブローバイガス１の流れ方向から見てＪ字状に形成され且つ左右方向には横行自在に設置されており、中央の空き空間にノズル開口部９を配置して開口させるようにしてある。そして、前記スライドバルブ１３の上端部に左右方向に向け直線状にラック１５が形成されていると共に、該ラック１５に対し前記アクチュエータ１４により回転駆動されるピニオン１６が噛合されていて、該ピニオン１６を前記アクチュエータ１４で回転駆動することにより前記スライドバルブ１３を適切な位置に横行させてノズル開口部９の開口面積を増減し得るようにしてある。

而して、このようにすれば、運転状態の変化に伴いブローバイガス１の流量が変動しても、アクチュエータ１４によりピニオン１６を回転駆動することによりスライドバルブ１３をラック１５を介し適切な位置に移動させることでノズル開口部９の開口面積を増減し、ノズル開口部９を通るブローバイガス１の流速を最適な流速域に維持することが可能となり、オイルミストの除去性能の低下を未然に回避することが可能となる。

即ち、図２に示す状態ではノズル開口部９が全開となって最大の開口面積となるが、図３のようにスライドバルブ１３を図２中の左方向に移動させてノズル開口部９と部分的に重複させると、その重複量に応じて開口面積が減少されることになる。

尚、図示しないエンジンの運転状況は、該エンジンの制御を担っている制御装置（ＥＣＵ）により把握されているので、この制御装置によりエンジンの運転状況に応じて適切なノズル開口部９の開口面積を実現し得るスライドバルブ１３の移動位置を指定し、その指定された移動位置を目指してアクチュエータ１４の制御を行えば良い。

従って、上記参考例によれば、運転状態の変化に伴いブローバイガス１の流量が変動しても、アクチュエータ１４でピニオン１６を回転駆動することによりスライドバルブ１３を適切な位置に移動させてノズル開口部９の開口面積を増減させ、これによりノズル開口部９を通るブローバイガス１の流速を最適な流速域に維持することができるので、良好なオイルミストの除去性能を維持することができ、特に本参考例においては、運転状態の変化に対応させてアクチュエータ１４を駆動させ、これによりスライドバルブ１３を適切な移動位置に制御して確実にノズル開口部９の開口面積を増減することができるので、精度の高いブローバイガス１の流速制御を実現できる。

ここで、図１〜図３の例では、単一のノズル開口部９とした例を示しているが、図４に示す例の如く、セパレータ本体３を円筒状にして区画壁６に複数（図示では４つ）のノズル開口部９を円周方向に配列するようにしても良く、この場合は、前記各ノズル開口部９を全開にできるよう四方にＵ字状の切欠部１７を備えた十文字のスライドバルブ１３を中央の回転軸１８を中心に回転自在に枢着し、該スライドバルブ１３の四方に延びる翼部の何れかの外周部に円弧状にラック１５を形成すると共に、該ラック１５に対しアクチュエータ１４により回転駆動されるピニオン１６を噛合し、該ピニオン１６を前記アクチュエータ１４で回転駆動することで前記スライドバルブ１３を適切な回転位置に回してノズル開口部９の開口面積を増減し得るようにすれば良い。

即ち、図４に示す状態では各ノズル開口部９が全開となって最大の開口面積となるが、図５のようにスライドバルブ１３を図４中の反時計回りに回して各ノズル開口部９と各翼部を部分的に重複させると、その重複量に応じて開口面積が減少されることになる。

このようにすれば、限られたセパレータ本体３の容積内に複数のノズル開口部９を設定することでブローバイガス１の流量に対する圧力損失の低減化を図り易くなり、しかも、前述した図１〜図３の例の如きスライドバルブ１３を左右方向に横行させる形式のものと比較してセパレータ本体３をコンパクトに構成し易くなるというメリットが得られる。

更に、図６及び図７は本発明の更に別の参考例を示すもので、本参考例においては、スライドバルブ１３を適切な位置に移動させる作動装置が、前室７の圧力（ノズル開口部９入側の圧力）と圧縮バネ１９（弾発体）とのバランスによりスライドバルブ１３を適切な位置に移動させてノズル開口部９の開口面積を増減し得るように構成されている。

より具体的には、区画壁６のノズル開口部９が左右方向に延びる長穴状に形成されていると共に、この長穴状のノズル開口部９と略合致するような形状のスリット部２０を備えたスライドバルブ１３が左右方向に横行自在に設置されており、該スライドバルブ１３が収容室２１に収められた前記圧縮バネ１９により前記ノズル開口部９と前記スリット部２０が位置ずれして相互の重複範囲が少なくなる位置に付勢されるようにしてある。

ここで、前記圧縮バネ１９が収められている収容室２１は、スライドバルブ１３の一側にあるリッド部２２により入口開口面を塞がれるようになっており、前室７の圧力が高まることで前記圧縮バネ１９の反発力に抗してスライドバルブ１３が図６中の左方向に横行し、図８のように前記ノズル開口部９と前記スリット部２０との重複範囲が増えて前記ノズル開口部９の開口面積が増えるようになっている。即ち、ここに図示している例の場合は、スライドバルブ１３を移動させる作動装置が、圧縮バネ１９と収容室２１とリッド部２２とにより構成されるようになっている。

而して、このようにすれば、運転状態の変化に伴いブローバイガス１の流量が増加した時に前室７の圧力が上昇してスライドバルブ１３をノズル開口部９の開口面積が増える方向に横行させることが可能となり、また、ブローバイガス１の流量が減少した時には前室７の圧力が降下してスライドバルブ１３を圧縮バネ１９の反発力でノズル開口部９の開口面積が減る方向に横行させることが可能となるので、アクチュエータ１４等の駆動に頼ることなくスライドバルブ１３を前室７の圧力を利用して移動させることが可能となり、該スライドバルブ１３を移動させるための機構を簡素化して設備コストの削減を図ることができる。

図９及び図１０は本発明を実施する形態の一例を示すもので、先に説明した図６〜図７の参考例と略同様に構成しているが、スライドバルブ１３のスリット部２０の中途位置にブリッジ部２３（ノズル開口部９と部分的に重複する部位）を設け、該ブリッジ部２３の左右の外縁に鋭角断面のエッジ部２４を形成し、該エッジ部２４によりノズル開口部９周辺の付着物を削ぎ落とし得るように構成している。このようにすれば、ノズル開口部９周辺にデポジット（不完全燃焼生成物）や凍結した結露水が付着していても、これらの付着物をスライドバルブ１３の移動時にエッジ部２４により削ぎ落とすことができるので、ノズル開口部９の付着物の成長による閉塞を防止することができる。
また、ここでは図６〜図７の参考例に適用した場合について説明しているが、図１〜図３の参考例や図４及び図５の参考例についても、ノズル開口部９と部分的に重複する部位の外縁に鋭角断面のエッジ部を形成し、該エッジ部によりノズル開口部９周辺の付着物を削ぎ落とし得るように構成することが可能である。

尚、本発明のミストセパレータは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、スライドバルブの形状や移動方向については図示例に限定されないこと、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
２ミストセパレータ
９ノズル開口部
１１邪魔板
１２オイルドレン
１３スライドバルブ
１４アクチュエータ（作動装置）
１９圧縮バネ（弾発体：作動装置）
２１収容室（作動装置）
２２リッド部（作動装置）
２３ブリッジ部（ノズル開口部と部分的に重複する部位）
２４エッジ部

Claims

ブローバイガスの流れをノズル開口部で絞り込んで流速を高めた後に邪魔板を迂回させ、その迂回の際にブローバイガス中に含まれるオイルミストを慣性により直進させて邪魔板に衝突させ且つ該邪魔板直下のオイルドレンへと滴下させて回収するようにしたミストセパレータであって、ノズル開口部と部分的に重複することで該ノズル開口部の開口面積を増減するスライドバルブと、該スライドバルブを適切な位置に移動させる作動装置とを備え、前記スライドバルブにおけるノズル開口部と部分的に重複する部位の外縁に鋭角断面のエッジ部が形成され、該エッジ部によりノズル開口部周辺の付着物を削ぎ落とし得るように構成されていることを特徴とするミストセパレータ。
作動装置がアクチュエータの駆動によりスライドバルブを適切な位置に移動させてノズル開口部の開口面積を増減し得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のミストセパレータ。
作動装置がノズル開口部入側の圧力と弾発体とのバランスによりスライドバルブを適切な位置に移動させてノズル開口部の開口面積を増減し得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のミストセパレータ。