JPH08177447A - 遠心分離フィルタ - Google Patents

遠心分離フィルタ

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JPH08177447A
JPH08177447A JP6336385A JP33638594A JPH08177447A JP H08177447 A JPH08177447 A JP H08177447A JP 6336385 A JP6336385 A JP 6336385A JP 33638594 A JP33638594 A JP 33638594A JP H08177447 A JPH08177447 A JP H08177447A
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oil
lubricating oil
pressure
centrifugal separation
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JP6336385A
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Yasuyuki Onodera
康之 小野寺
Kenji Mihara
健治 三原
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン潤滑回路に装着され、高分散性エン
ジンオイル中に混在するスーツなどを効率よく分離する
ことができる遠心分離フィルタを提供する。 【構成】 ヒーロータービンの原理を用いた遠心分離フ
ィルタ１０に、空気圧または排気ガス圧で駆動するター
ビン駆動装置２０を組み合わせる。このフィルタは、オ
イル劣化センサの出力信号と、エンジン運転状態を検出
するセンサたとえばエンジン回転速度センサの出力信号
とがいずれも所定値以上になったとき作動する。すなわ
ち、制御装置２５の指令信号によりバルブ２７，２６が
開き、バイパス管路１２を通った潤滑油がフィルタ内に
流入する。また、空気圧または排気ガス圧によりタービ
ンインペラ２１を数万回転以上の高速で回転させる。潤
滑油中のスーツは、強い遠心力により効率よく分離して
内筒１１の内壁に付着し、清浄化した潤滑油のみがオイ
ルパンに戻る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠心分離フィルタに係
り、特に内燃機関の潤滑油中に混在する異物を遠心力で
分離するフィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気エミッションを改善する
手段の一つに燃焼温度を下げることが考えられ、これを
実現するために燃料の噴射時期を従来よりも遅らせ、ピ
ストンが膨張行程に入った後に燃料を噴射している。こ
のため、燃料噴射範囲がピストンの外周にまで及ぶとと
もに、噴射時期遅延による後燃えが増加し、スーツ（ｓ
ｏｏｔｓ）がシリンダライナに付着しやすくなる。シリ
ンダライナに付着したスーツはピストンリングによって
掻き落とされ、潤滑油とともにオイルパンに落下する。
前記潤滑油に混入するスーツ量が増加すると、潤滑油の
劣化を早めるとともにオイルフィルタの早期目詰まりを
引き起こす。
【０００３】図３は、フルフロー・バイパス併用式の濾
過装置を有するエンジン潤滑回路の概略構成を示す図で
ある。エンジン１の各部を潤滑した潤滑油はオイルパン
２に戻った後オイルポンプ３によって汲み上げられ、そ
のうちの約９０％はフルフローフィルタ４で濾過された
後、エンジン１の各部に圧送される。残りの約１０％の
潤滑油はバイパスフィルタ５を通過して濾過され、再び
オイルパン２に戻る。前記バイパスフィルタには大別し
て２種類のタイプがあり、その一つは濾紙を通過させる
ことによって潤滑油を濾過するタイプ、他の一つは潤滑
油を高速で回転させ、異物やスーツを遠心力で分離する
タイプである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】潤滑油を回転させ、遠
心力を利用して異物を分離することによって潤滑油を清
浄化する技術として、特開昭５５−１５２９５２号公報
による遠心式油フィルタが知られている。このフィルタ
はフライホイールの側面に設けられ、エンジンクランク
軸の回転により回転される。また、ＳＡＥ ＰＡＰＥＲ
９０２１２４に、流体をその流体の圧力によりヒーロ
ータービンの原理（オイルジェットの反力利用）を用い
て回転させるものが開示されている。しかし、これらの
方法ではフィルタの回転速度が低いため十分な遠心力を
与えることができず、重量の軽いスーツは完全に除去さ
れない。
【０００５】図４に従来から用いられている一般的な遠
心分離式バイパスフィルタの概略構造を示す。このフィ
ルタはエンジン油圧を利用してフィルタの内筒を回転さ
せ、同時に潤滑油を遠心分離により清浄化するものであ
る。エンジンの油圧回路からバイパスした潤滑油は遠心
分離フィルタ１０の下部に設けたオイル入口１４からフ
ィルタ内に流入し、中空スピンドル１５内を上昇した
後、圧力及び遠心力により中空スピンドル１５、バッフ
ル板１６、スクリーン１７の各穴を通って内筒１１の内
部空間に放出される。潤滑油中に混在する異物は分離、
凝集され、スラッジ状になって内筒１１の内壁に付着
し、清浄な潤滑油はスクリーン１７下部に設けた穴から
ドライブチャンバ１８に送られる。そして、オイル噴出
口１３を通過することによって内筒１１を回転させる。
通常のエンジン油圧４〜７ｋｇ／ｃｍ2 のとき、内筒の
回転速度は４０００〜７０００ｒｐｍとなる。前記オイ
ル噴出口１３を通過した清浄な潤滑油は、オイル出口１
９からオイルパンに戻る。
【０００６】しかしながら近年では、潤滑油の分散性す
なわちスーツなどを約０．１μｍ前後の細かい状態で油
中に保持する能力が向上している。このため、図４に示
した遠心分離バイパスフィルタのように４０００〜７０
００ｒｐｍ程度の遠心力では、潤滑油中に混在するスー
ツなどを分離して潤滑油を清浄化することが難しくなっ
てきた。本発明はこのような従来の問題点に着目してな
されたもので、高分散性エンジンオイル中に混在するス
ーツ等のダートパーティクルを効率よく分離することが
できる遠心分離フィルタを提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る遠心分離フィルタは、流体中の異物を
遠心力で分離するフィルタ装置において、フィルタを回
転可能に設置し、前記フィルタの駆動手段として空気圧
または内燃機関の排気ガス圧を利用したタービン駆動装
置を設ける構成、または、流体中の異物を遠心力で分離
するフィルタ装置において、フィルタを回転可能に設置
し、その駆動手段として空気圧または内燃機関の排気ガ
ス圧を利用したタービン駆動装置と液圧を利用したター
ビン駆動装置とを組み合わせて設ける構成とした。前記
遠心分離フィルタにおいては、内燃機関のブースト圧、
排気ガス圧および潤滑油圧を検出する各圧力センサ、内
燃機関の回転速度、ターボ過給機回転速度を検出する各
速度センサのうち１個または複数個のセンサの出力信号
と、内燃機関潤滑油の汚れを検出するオイル劣化センサ
の出力信号とに基づいて、上記タービン駆動装置のター
ビン入口に設けたバルブの開閉指令信号を出力する制御
装置を有することを特徴としている。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、遠心分離フィルタの駆動手
段として空気圧または内燃機関の排気ガス圧を利用した
タービン駆動装置を設けたので、前記遠心分離フィルタ
は数万回転以上の高速で回転することになる。この回転
速度は従来の一般的な遠心分離フィルタに比べて数倍の
高速であるため、高分散性エンジンオイル中に混在する
スーツ等のダートパーティクルであっても、これを効率
よく分離することができる。また、従来の一般的な遠心
分離フィルタに駆動手段として用いられているオイル噴
出口をそのまま利用すれば、前記フィルタの回転速度の
増速に寄与する。
【０００９】本発明の遠心分離フィルタを駆動するか否
かについては、内燃機関の運転状況を検出する各種セン
サのいずれか１個または複数個の出力信号と、内燃機関
潤滑油の汚れを検出するオイル劣化センサの出力信号と
に基づいて制御装置が判断する。従って、スーツなどダ
ートパーティクルの量が所定値以上になった場合にこれ
を効率よく分離し、清浄化した潤滑油のみを回収するこ
とができる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明に係る遠心分離フィルタの実施
例について、図面を参照して説明する。図１はエア駆動
式遠心分離フィルタの概略構造を示す断面図である。こ
の遠心分離フィルタは既存のオイルジェット式遠心分離
フィルタ１０にタービン駆動装置２０を取り付けたもの
で、エンジン潤滑油のバイパスフィルタとして用いられ
ている。エンジンが各種車両などに搭載されている場合
は、前記タービン駆動装置２０の駆動源としてエンジン
の排気ガスが用いられる。また、定置されたエンジンの
場合はタービン駆動源としてエアコンプレッサなどから
供給される高圧のエアを用いてもよい。タービンインペ
ラ２１の回転軸２１ａは上下をベアリングによって保持
され、下端に取着したカップリング２２はオイルジェッ
ト式遠心分離フィルタ１０の内筒１１の上端に係合して
いる。また、前記タービン駆動装置２０の入口管２３は
排気ガスまたは高圧エアを通す管路２４が接続され、制
御装置２５の指令信号によって開閉するバルブ２６が前
記管路２４の途中に設けられている。なお、図示しない
エンジンオイルパンから潤滑油をフルフローフィルタに
導く油圧管路のバイパス管路１２の途中には、前記制御
装置２５の指令信号によって開閉するバルブ２７が設け
られている。２８はセンサで、前記制御装置２５はオイ
ル劣化センサの出力信号と、内燃機関のブースト圧、排
気ガス圧および潤滑油圧を検出する各圧力センサ、内燃
機関の回転速度、ターボ過給機回転速度を検出する各速
度センサのうち１個または複数個のセンサの出力信号と
に基づいてバルブ２６，２７の開閉指令信号を出力す
る。
【００１１】上記エア駆動式遠心分離フィルタは、オイ
ル劣化センサの出力信号と、たとえばエンジン回転速度
センサの出力信号とがいずれも所定値以上になったとき
に作動する。すなわち、制御装置２５の指令信号により
バルブ２７が開き、バイパス管路１２を通った潤滑油が
遠心分離フィルタの底部からフィルタ内に流入する。こ
れと同時にバルブ２６が開き、エンジンの排気ガス圧ま
たはエアコンプレッサから供給される高圧エアによって
タービンインペラ２１を数万回転以上の高速で回転させ
る。フィルタ内に流入した潤滑油は、図４に示した従来
の遠心分離フィルタと同様の経路で異物が分離される。
内筒１１の下部に設けたドレン穴には従来の遠心分離フ
ィルタと同様にオイル噴出口１３が取着されていて、清
浄となった潤滑油を前記オイル噴出口１３から噴射する
ことにより僅かではあるが内筒１１の回転に寄与する。
オイル噴出口１３を取り外し、ドレン機能のみとしても
よい。
【００１２】図２は、遠心分離フィルタの内筒回転速度
と捕捉されるスーツ量との相関を示すグラフで、Ａは本
発明による場合、Ｂは従来の遠心分離フィルタによる場
合を示す。なお、捕捉スーツ量は前記内筒回転速度を４
０，０００ｒｐｍとしたときの値を１００とする比率で
表している。同図で明らかなように、内筒回転速度の上
昇に伴って捕捉スーツ量が増加し、本発明のように内筒
回転速度を数万回転以上に維持した場合は、従来の約
１．５倍のスーツを捕捉することができる。
【００１３】本実施例ではエンジンの潤滑油を濾過する
バイパスフィルタについて説明したが、これに限るもの
ではなく、各種機械装置などに用いられている潤滑油、
作動油、その他の液体の清浄化に利用することができ
る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、既
存の液圧式遠心分離フィルタと空気圧またはエンジンの
排気ガス圧によるタービン駆動装置とを組み合わせるこ
とによって、従来４０００〜７０００ｒｐｍであったフ
ィルタ回転速度を数万回転以上に増速した。これによ
り、高分散性エンジンオイル中に混在するスーツ等のダ
ートパーティクルを効率よく分離し、潤滑油を清浄化す
る。この遠心分離フィルタは、スーツなどの量が所定値
以上になった場合に制御装置の指令信号によって駆動さ
れるので、オイルなどの液体を常に清浄な状態に保つと
ともに、エンジンをはじめとする各種機械装置を好まし
い状態に維持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】エア駆動式遠心分離フィルタの概略構造を示す
断面図である。
【図２】遠心分離フィルタの内筒回転速度と捕捉される
スーツ量との相関を示すグラフである。
【図３】フルフロー・バイパス併用式の濾過装置を有す
るエンジン潤滑回路の概略構成を示す図である。
【図４】従来から用いられている一般的な遠心分離式バ
イパスフィルタの概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…遠心分離フィルタ １１…内筒 １３…オイル噴
出口 ２０…タービン駆動装置 ２３…入口管 ２５…
制御装置 ２６，２７…バルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体中の異物を遠心力で分離するフィル
    タ装置において、フィルタを回転可能に設置し、前記フ
    ィルタの駆動手段として空気圧または内燃機関の排気ガ
    ス圧を利用したタービン駆動装置を設けたことを特徴と
    する遠心分離フィルタ。
  2. 【請求項２】 流体中の異物を遠心力で分離するフィル
    タ装置において、フィルタを回転可能に設置し、その駆
    動手段として空気圧または内燃機関の排気ガス圧を利用
    したタービン駆動装置と液圧を利用したタービン駆動装
    置とを組み合わせて設けたことを特徴とする遠心分離フ
    ィルタ。
  3. 【請求項３】 内燃機関のブースト圧、排気ガス圧およ
    び潤滑油圧を検出する各圧力センサ、内燃機関の回転速
    度、ターボ過給機回転速度を検出する各速度センサのう
    ち１個または複数個のセンサの出力信号と、内燃機関潤
    滑油の汚れを検出するオイル劣化センサの出力信号とに
    基づいて、上記タービン駆動装置のタービン入口に設け
    たバルブの開閉指令信号を出力する制御装置を有するこ
    とを特徴とする請求項１または請求項２の遠心分離フィ
    ルタ。
JP6336385A 1994-12-22 1994-12-22 遠心分離フィルタ Pending JPH08177447A (ja)

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PCT/JP1995/002615 WO1996019644A1 (en) 1994-12-22 1995-12-20 Centrifugal separating filter
US08/860,070 US5779618A (en) 1994-12-22 1995-12-20 Centrifugal separating filter
DE19581899T DE19581899T1 (de) 1994-12-22 1995-12-20 Schleuderfilter
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