JP2021004591A - ブローバイガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大気開放されたオイルによる汚染を抑制できるブローバイガス処理装置を提供する。【解決手段】ブローバイガス処理装置１００は、内燃機関１０のブローバイガスを大気開放するブローバイガス通路２０の出口部２２ｂに設けられたオイル分離器３０を備え、オイル分離器３０は、下端４０ａが閉塞された容器４０と、容器４０において、下端４０ａよりも高い位置に設けられ、大気開放されたガス出口５０と、容器４０の内部に設けられ、ガス出口５０の入口５０ｉｎを覆うオイル捕集部材６０と、を備える。【選択図】図４

Description

本開示は、内燃機関のブローバイガスを処理するための装置に関する。

内燃機関において、シリンダとピストンの隙間からクランクケース内に漏出したブローバイガスを、ブローバイガス通路を通じて流した後、その出口から大気開放するブローバイガス処理装置が公知である。

特開２０１６−１８３６０４号公報

このようなブローバイガスを大気開放する構成だと、ブローバイガスに含まれるオイルもブローバイガスと共に大気開放されてしまう。その結果、大気開放されたオイルで出口周辺を汚してしまうという問題がある。

そこで、本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、大気開放されたオイルによる汚染を抑制できるブローバイガス処理装置を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、内燃機関のブローバイガスを大気開放するブローバイガス通路の出口部に設けられたオイル分離器を備え、前記オイル分離器は、ブローバイガスが導入され、下端が閉塞された容器と、前記容器において、前記下端よりも高い位置に設けられ、大気開放されたガス出口と、前記容器の内部に設けられ、前記ガス出口の入口を覆うオイル捕集部材と、を備えることを特徴とするブローバイガス処理装置が提供される。

好ましくは、前記オイル捕集部材は、メッシュ状に形成される。

好ましくは、前記ガス出口は、管状に形成され、前記捕集部材は、前記ガス出口の内部に延在する。

好ましくは、前記ガス出口は、管状に形成され、前記オイル分離器は、前記ガス出口の内部に設けられた整流部材を更に備える。

好ましくは、前記内燃機関は、車両に搭載され、前記ガス出口は、前記車両の後方に向けられる。

好ましくは、前記オイル分離器は、前記容器の前記下端に設けられたオイル出口と、前記オイル出口を開閉する開閉部材と、を更に備える。

本開示によれば、大気開放されたオイルによる汚染を抑制できる。

ブローバイガス処理装置を含む内燃機関の概略構成図である。 図１のＩＩ部を示す拡大斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 変形例の断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、ブローバイガス処理装置１００を含む内燃機関１０の概略構成図である。図中において、白抜き矢印Ｇは、ブローバイガスの流れを示し、黒塗り矢印Ｏは、ブローバイガスから分離されたオイルの流れを示す。なお、図中に示す上下前後左右の各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないが、内燃機関１０を搭載した車両（不図示）の各方向と一致する。

図１に示すように、内燃機関１０は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンである。車両は、トラック等の大型車両である。しかしながら、車両及び内燃機関１０の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は、乗用車等の小型車両であっても良いし、内燃機関１０は、火花点火式内燃機関すなわちガソリンエンジンであっても良い。なお、内燃機関１０は、車両以外の移動体、例えば船舶、建設機械、または産業機械に搭載されたものであっても良い。また、内燃機関１０は、移動体に搭載されたものでなくても良く、定置式のものであっても良い。

内燃機関１０は、エンジン本体１１と、エンジン本体１１に接続された吸気通路（不図示）及び排気通路（不図示）と、を備える。

エンジン本体１１は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の下部に一体形成されたクランクケース１３と、クランクケース１３の下部に接続されたオイルパン１４と、シリンダブロック１２の上部に接続されたシリンダヘッド１５と、シリンダヘッド１５の上部に接続されたヘッドカバー１６と、を備える。

シリンダブロック１２には、複数のシリンダ１２ａが設けられ、各シリンダ１２ａには、ピストン１２ｂが収容される。クランクケース１３には、クランクシャフト（不図示）が収容され、オイルパン１４には、エンジンオイルが貯留される。また、シリンダヘッド１５には、動弁機構（不図示）が取り付けられ、動弁機構は、ヘッドカバー１６により上側から覆われる。

ブローバイガス処理装置１００は、ブローバイガスを流して最終的に大気開放するためのブローバイガス通路２０を備える。周知のように、ブローバイガスは、エンジン本体１１内においてシリンダ１２ａとピストン１２ｂとの隙間からクランクケース１３内に漏れ出たガスである。

ブローバイガス通路２０は、ブローバイガス流れ方向において、上流側から順に、エンジン本体１１の内部を通過するエンジン内通路２１と、エンジン本体１１の外部に露出されたブローバイガス管２２と、を備える。また、ブローバイガス通路２０には、ブローバイガスからオイルを分離するため、第１〜第３オイル分離器２３，２４，３０が設けられる。

エンジン内通路２１は、クランクケース１３内からシリンダブロック１２及びシリンダヘッド１５の内部を通過してヘッドカバー１６内に連通する。

ブローバイガス管２２には、例えば、樹脂製のホース部材が用いられる。ブローバイガス管２２の入口部２２ａは、ヘッドカバー１６の上面部に接続される。一方、ブローバイガス管２２の出口部２２ｂは、エンジン本体１１の下端付近の高さ位置で下方に向けられる。

第１オイル分離器２３は、ヘッドカバー１６内の上部に設けられたオイル分離室であり、エンジン内通路２１及びブローバイガス管２２に連通する。図示しないが、第１オイル分離器２３の内部には、複数のバッフル板が設けられる。

第１オイル分離器２３は、エンジン内通路２１から導入したブローバイガスをバッフル板に衝突させて、ブローバイガスからオイルを分離するように構成される。また、ブローバイガスから分離されたオイルＯは、第１オイル分離器２３からエンジン内通路２１を通じてクランクケース１３内に戻される。

第２オイル分離器２４は、エンジン本体１１の外部で、ブローバイガス管２２の途中に設けられる。第２オイル分離器２４の内部には、フィルタエレメント２４ａが設けられる。

第２オイル分離器２４は、第１オイル分離器２３でブローバイガスから分離し切れなかったオイルを、フィルタエレメント２４ａで捕集して、ブローバイガスからオイルを分離するように構成される。また、第２オイル分離器２４には、ブローバイガスから分離されたオイルＯをクランクケース１３内に戻すための戻り管２４ｂが接続される。なお、第２オイル分離器２４は、任意の種類であって良く、例えば、フィルタエレメント２４ａを有しない遠心分離式のオイルセパレータであっても良い。

第３オイル分離器３０は、特許請求の範囲にいうオイル分離器であり、ブローバイガス管２２の出口部２２ｂに設けられる。第３オイル分離器３０は、第１及び第２オイル分離器２３，２４で分離し切れなかったオイルを、ブローバイガスが大気開放される直前でブローバイガスから分離するように構成される。すなわち、本実施形態では、第１及び第２オイル分離器２３，２４がメインのオイル分離器であり、第３オイル分離器３０は補助的なオイル分離器である。但し、可能であれば、第１及び第２オイル分離器２３，２４の内、少なくとも一方は、省略されても良い。

図２及び図３に示すように、第３オイル分離器３０は、下端４０ａが閉塞された容器４０と、大気開放されたガス出口５０と、容器４０の内部に設けられたオイル捕集部材としてのメッシュ部材６０と、を備える。また、第３オイル分離器３０は、容器４０の下端４０ａに設けられたオイル出口７０と、オイル出口７０を開閉する開閉部材としてのボルト部材７１と、を更に備える。

容器４０は、有底筒状に形成され、ブローバイガスが上方から導入される。すなわち、容器４０は、上下方向に延びる筒状の側壁部４１と、下端４０ａを閉塞する底部４２と、を備える。なお、図３中、一点鎖線Ｃ１は、側壁部４１及び底部４２の中心軸を表す。

側壁部４１は、円筒状に形成される。側壁部４１の上端部は、ブローバイガス管２２の出口部２２ｂに下方から挿入されて嵌合される。この嵌合部は、金属バンド等の締結部材４３によって脱着可能に締結される。

底部４２は、半径方向の中心部分にオイル出口７０を有する。オイル出口７０は、底部４２を上下方向に貫通するネジ孔である。オイル出口７０には、ボルト部材７１が下方から螺合されて締め込まれる。これにより、オイル出口７０が閉じられて、容器４０の下端４０ａが閉塞される。

ガス出口５０は、容器４０において、下端４０ａよりも高い位置に設けられる。詳細は後述するが、図３に示すように、下端４０ａからガス出口５０までの高さ方向の距離ｈは、底部４２に所定量のオイルが溜められる距離に設定される。

また、本実施形態のガス出口５０は、管状に形成される。すなわち、ガス出口５０は、容器４０の側壁部４１から後方に向かって突出する管状に形成される。なお、一点鎖線Ｃ２は、ガス出口５０の中心軸を表す。また、本実施形態では、後述するような内燃機関１０の部品が、ガス出口５０の半径方向外側（図示例では、左方向）に近接して配置されているが、ガス出口５０の後方には配置されていないものとする。

メッシュ部材６０は、ブローバイガスに含まれるオイルを捕集すると共に、ブローバイガスを整流するように構成される。メッシュ部材６０には、スチールウールが用いられる。但し、メッシュ部材６０は、メッシュ状に形成されていれば、任意の材質であって良く、例えば、樹脂材料で形成されても良い。

また、メッシュ部材６０は、容器４０の内部において、ガス出口５０の入口５０ｉｎを覆う。本実施形態では、メッシュ部材６０は、容器４０の底部４２の上面の位置から、ガス出口５０よりも高い近傍位置にかけて、容器４０の内部に隙間なく充填される。

また、本実施形態のメッシュ部材６０は、ガス出口５０の内部に延在する。すなわち、メッシュ部材６０は、ガス出口の５０の軸方向において、ガス出口５０の入口５０ｉｎの位置からその近傍位置にかけて距離ｘ延在する。

第３オイル分離器３０によれば、ブローバイガス管２２の出口部２２ｂから排出されたブローバイガスは、容器４０内に下向きに導入され、メッシュ部材６０を通過した後、ガス出口５０から後方に向かって大気開放される。

ところで、図示しないが、一般的なブローバイガス処理装置は、本実施形態のような第３オイル分離器を備えない。そのため、ブローバイガス管の出口部からブローバイガスが直接大気開放される。

しかしながら、この場合には、第１及び第２オイル分離器で分離し切れなかったオイルが、ブローバイガスと共に大気開放される可能性がある。その結果、ブローバイガス管の出口周辺を汚してしまう虞がある。

特に、内燃機関においては、大気開放されたオイルが、ブローバイガス管の出口周辺に近接する部品、例えば、クランクケースとオイルパンとの接続部分を汚染する場合がある。この場合、その汚染の原因が、例えばクランクケースの内部から漏れ出たオイルであると誤認する可能性があり、誤った整備につながる虞がある。

また、ブローバイガス管の出口部から滴下したオイルが、路面を汚染する可能性もある。

これに対して、本実施形態のブローバイガス処理装置１００によれば、第３オイル分離器３０において、ブローバイガスがメッシュ部材６０を通過する際に、ブローバイガスに含まれるオイルをメッシュ部材６０で捕集できる。これにより、第１及び第２オイル分離器２３，２４で分離し切れなかったオイルを、ブローバイガスが大気開放される直前でブローバイガスから分離できる。その結果、ブローバイガス管２２の出口周辺がオイルで汚れるのを抑制できる。

特に、本実施形態の内燃機関１０では、ブローバイガスと共に大気開放されたオイルにより、ブローバイガス管２２の出口周辺の近接部品、例えば、クランクケース１３とオイルパン１４との接続部分が汚染されるのを抑制できる。これにより、仮に、出口周辺の近接部品がオイルで汚染されている場合には、ブローバイガス管から大気開放されたオイル以外の原因に絞って汚染の原因を特定できるので、整備を正しく行うことができる。

また、本実施形態では、容器４０の下端４０ａが閉塞されており、ガス出口５０は、容器４０において、下端４０ａよりも高い位置に設けられる。そのため、メッシュ部材６０で捕集されたオイルを、ガス出口５０より下方の容器４０の底部４２に溜めることができる。これにより、メッシュ部材６０で捕集されたオイルが、ブローバイガスに流されてガス出口５０から排出されるのを抑制できる。

よって、本実施形態のブローバイガス処理装置１００によれば、大気開放されたオイルによる汚染を抑制できる。

また、本実施形態のメッシュ部材６０によれば、ガス出口５０に入る前にブローバイガスを整流することができる。これにより、容器４０内で発生したブローバイガスの乱流が抑制されないままガス出口５０から排出され、ガス出口５０の半径方向外側にオイルが飛び散るのを抑制できる。

また、本実施形態では、ガス出口５０は、管状に形成される。これにより、ガス出口５０から排出されるブローバイガスの指向性を向上できる。

また、メッシュ部材６０は、ガス出口５０の内部に延在する。これにより、ガス出口５０の内部でもブローバイガスを整流できる。

また、本実施形態のガス出口５０は、車両の後方に向けられるので、車両の走行中、ブローバイガスを車両の走行風と同じ方向に排出できる。本実施形態では、上記のような出口周辺の近接部品が、ガス出口の５０の半径方向外側（図示例では、左方向）に配置されているが、ガス出口５０の後方には配置されていない。そして、ガス出口５０から排出されたオイルは、走行風に乗って後方にのみ流れる。よって、出口周辺の近接部品がオイルで汚染されるのを確実に抑制できる。

また、本実施形態では、容器４０の底部４２に溜められたオイルは、ボルト部材７１を弛めてオイル出口７０から取り外すだけで、簡単にオイル出口７０から排出できる。

他方、上述した実施形態は、以下のような変形例またはその組み合わせとすることができる。なお、下記の説明においては、上記の実施形態と同一の構成要素に同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。

（第１変形例）
図４に示すように、第１変形例の第３オイル分離器３０は、ガス出口５０の内部に設けられた整流部材としてのハニカム部材８０を更に備える。

ハニカム部材８０は、ハニカム状の断面形状を有し、ブローバイガスをガス出口５０の軸方向に整流して流すように構成される。また、第１変形例では、ハニカム部材８０は、ガス出口５０の軸方向において、メッシュ部材６０の後端位置から、ガス出口５０の後端直前の位置にかけて配置される。

第１変形例によれば、メッシュ部材６０のみを設けた上記の基本実施形態に比べて、ブローバイガスをガス出口５０の軸方向に整流でき、ブローバイガスの指向性を更に向上できる。その結果、大気開放されたオイルによる汚染抑制に有利となる。

（第２変形例）
メッシュ部材６０は、容器４０内に充填されていなくても良い。また、メッシュ部材６０は、ガス出口５０の内部に延在していなくても良い。図示しないが、例えば、第２変形例のメッシュ部材は、容器４０の内部において、ガス出口５０の入口５０ｉｎのみを覆うように設けられる。

（第３変形例）
容器４０は、筒状の形状に限定されず、任意の形状であって良い。例えば、第３変形例の容器は、四角形の箱状に形成され、天井部にブローバイガス管の出口部が接続される。

（第４変形例）
容器４０は、上方以外の方向、例えば前方からブローバイガスを導入しても良い。例えば、第４変形例では、容器の上端及び下端が閉塞され、容器の前側の側壁部におけるオイル出口よりも高い位置に、ブローバイガス管の出口部が接続される。

（第５変形例）
ガス出口５０は、管状の形状に限定されず、任意の形状であって良い。例えば、第５変形例のガス出口は、容器の側壁部に形成された単なる貫通孔である。

（第６変形例）
ガス出口５０は、後方以外の方向に向けられていても良い。例えば、ガス出口の左側に内燃機関の部品が近接して配置されていない場合には、ガス出口は、左方向に向けられていても良い。

（第７変形例）
オイル捕集部材及び整流部材は、任意の種類、形状等であって良い。例えば、オイル捕集部材は、メッシュ部材に限定されず、多孔質体で形成されたフィルタエレメントであっても良い。また、整流部材は、ハニカム部材に限定されず、ガス出口の軸方向に延びる複数のフィン部材であっても良い。

（第８変形例）
オイル出口及び開閉部材は、任意の種類、位置等であって良く、また、可能であれば省略されても良い。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って、本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１０ 内燃機関
２０ ブローバイガス通路
２２ ブローバイガス管
２２ｂ 出口部
３０ 第３オイル分離器（オイル分離器）
４０ 容器
４０ａ 下端
５０ ガス出口
５０ｉｎ 入口
６０ メッシュ部材（オイル捕集部材）
７０ オイル出口
７１ ボルト部材（開閉部材）
１００ ブローバイガス処理装置
Ｇ ブローバイガス
Ｏ ブローバイガスから分離されたオイル

Claims (6)

1. 内燃機関のブローバイガスを大気開放するブローバイガス通路の出口部に設けられたオイル分離器を備え、
   前記オイル分離器は、
   ブローバイガスが導入され、下端が閉塞された容器と、
   前記容器において、前記下端よりも高い位置に設けられ、大気開放されたガス出口と、
   前記容器の内部に設けられ、前記ガス出口の入口を覆うオイル捕集部材と、を備える
   ことを特徴とするブローバイガス処理装置。
2. 前記オイル捕集部材は、メッシュ状に形成される
   請求項１記載のブローバイガス処理装置。
3. 前記ガス出口は、管状に形成され、
   前記捕集部材は、前記ガス出口の内部に延在する
   請求項１または２記載のブローバイガス処理装置。
4. 前記ガス出口は、管状に形成され、
   前記オイル分離器は、前記ガス出口の内部に設けられた整流部材を更に備える
   請求項１〜３の何れか一項にブローバイガス処理装置。
5. 前記内燃機関は、車両に搭載され、
   前記ガス出口は、前記車両の後方に向けられる
   請求項１〜４の何れか一項に記載のブローバイガス処理装置。
6. 前記オイル分離器は、
   前記容器の前記下端に設けられたオイル出口と、
   前記オイル出口を開閉する開閉部材と、を更に備える
   請求項１〜５の何れか一項に記載のブローバイガス処理装置。

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