特許 6181058 ガス流内オイルデカンテーション方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6181058

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】ガス流内オイルデカンテーション方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   F01M 13/04 20060101AFI20170807BHJP

【ＦＩ】

   F01M13/04 B

   F01M13/04 A

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-537700(P2014-537700)

(86)(22)【出願日】2012年10月26日

(65)【公表番号】特表2015-501400(P2015-501400A)

(43)【公表日】2015年1月15日

(86)【国際出願番号】FR2012052465

(87)【国際公開番号】WO2013060998

(87)【国際公開日】20130502

【審査請求日】2015年9月3日

(31)【優先権主張番号】11/59754

(32)【優先日】2011年10月27日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】507063735

【氏名又は名称】エムジーアイ・クーティエ

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】グエリー パスカル

(72)【発明者】

【氏名】バルベ パトリック

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 仏国特許出願公開第０２９２２１２６（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−１７８９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１１８１１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０４−１１９３１５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４５／００−４５／１８

Ｆ０１Ｍ １１／００−１３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関を搭載する自動車で実行されるガス流内オイルデカンテーション方法であって、
分離すべきオイルを含むガス流（Ｆ）を受け容れるインレットエリア（２；２２）と、
デオイルされたガスを排出するためのアウトレットエリア（５；２６）と、
ガス流（Ｆ）に含まれるオイルの滴を捕獲する手段を伴う少なくとも１個の中間エリア（３，４；２１）と、
捕獲されたオイルを収集及び排出する少なくとも１個のカーム真空エリア（６；２４）と、
を備え、
カーム真空エリアにおける真空がそのカーム真空エリアとアウトレットエリア（５；２６）の間の通流（１９；２５）によって実現される装置において、少なくとも１個の多孔質媒体（９；２７）を有するオイル滴捕獲手段を中間エリア（３，４；２１）・カーム真空エリア（６；２４）間に配し、
多孔質媒体（９；２７）に対してガス流（Ｆ）が重力方向と異なる方向に流れるように吸引し、多孔質媒体（９；２７）によって捕獲されたオイル滴がその多孔質媒体を介し吸引されカーム真空エリア（６；２４）内に来るようにして、
その中間エリアが中間チャンバ（３，４）でありそのなかにインパクタ（７，８）が鉛直配置されている装置において、各インパクタ（７，８）が、略平坦な外観を有する多孔質媒体（９）と、その多孔質媒体（９）の後背にありオイル回収用カーム真空エリア（６）に通じている閉空間（１０）と、を有し、
分離すべきオイルを含むガス流（Ｆ）をインレットエリア（２；２２）・アウトレットエリア（５；２６）間に流す一方、捕獲されたオイルをカーム真空エリア（６；２４）に収集・排出する方法において、その片面がカーム真空エリア（６；２４）に通流している少なくとも１個の多孔質媒体（９；２７）に対してガス流（Ｆ）が重力方向と異なる方向に流れるように吸引し、オイル滴を多孔質媒体（９；２７）にて捕獲し、多孔質媒体（９；２７）によって捕獲されたオイル滴がその多孔質媒体を介し吸引されカーム真空エリア（６；２４）内に来るようにカーム真空エリア（６；２４）内に吸引することを特徴とする方法。

【請求項2】

請求項１記載の方法を実行するためのガス流内オイルデカンテーション装置であって、
分離すべきオイルを含むガス流（Ｆ）を受け容れるインレットエリア（２；２２）と、デオイルされたガスを排出するためのアウトレットエリア（５；２６）と、ガス流（Ｆ）に含まれるオイルの滴を捕獲する手段を伴う少なくとも１個の中間エリア（３，４；２１）と、捕獲されたオイルを収集及び排出する少なくとも１個のカーム真空エリア（６；２４）と、を備え、カーム真空エリアにおける真空がそのカーム真空エリアとアウトレットエリア（５；２６）の間の通流（１９；２５）によって実現される装置において、少なくとも１個の多孔質媒体（９；２７）を有するオイル滴捕獲手段を中間エリア（３，４；２１）・カーム真空エリア（６；２４）間に配し、
多孔質媒体（９；２７）に対してガス流（Ｆ）が重力方向と異なる方向に流れるように吸引し、多孔質媒体（９；２７）によって捕獲されたオイル滴がその多孔質媒体を介し吸引されカーム真空エリア（６；２４）内に来るようにして、
その中間エリアが中間チャンバ（３，４）でありそのなかにインパクタ（７，８）が鉛直配置されており、各インパクタ（７，８）が、略平坦な外観を有する多孔質媒体（９）と、その多孔質媒体（９）の後背にありオイル回収用カーム真空エリア（６）に通じている閉空間（１０）と、を有することを特徴とする装置。

【請求項3】

請求項２記載の装置であって、少なくとも１個のインパクタ（７，８）が中央部（７．１）及び周辺部（７．２）を有し、その中央部（７．１）におけるガス流（Ｆ）の透過性が周辺部（７．２）のそれに比べ有意に低いことを特徴とする装置。

【請求項4】

請求項３記載の装置であって、その中央部（７．１）が低多孔度層によって形成されており、その低多孔度層におけるガス流（Ｆ）の透過性が多孔質媒体（９）の残りの部分におけるそれに比べ５０％未満であることを特徴とする装置。

【請求項5】

請求項３記載の装置であって、その中央部（７．１）が中実壁を有し、周辺部（７．２）が多孔質媒体（９）によって形成されており、当該中実壁が多孔質媒体（９）の下流側の面に向かい合うよう配置されていることを特徴とする装置。

【請求項6】

請求項２乃至５記載の装置であって、少なくとも１個の閉空間（１０）がカーム真空エリア（６）と隣り合わせに配置されており、閉空間（１０）それぞれをカーム真空エリア（６）から仕切るよう配された隔壁（１０．６）を備え、その隔壁（１０．６）が、閉空間（１０）それぞれをカーム真空エリア（６）に通流させる少なくとも１個のダクト（１１）を備え、そのダクト（１１）が閉空間（１０）の下部に位置することを特徴とする装置。

【請求項7】

請求項２乃至６記載の装置であって、多孔質媒体（９）の後背に位置する閉空間（１０）がダクト（１１）を介しオイル回収用のカーム真空エリア（６）に連結されており、そのダクト（１１）が当該空間（１０）の下部から本装置の横又は下側に延びることを特徴とする装置。

【請求項8】

請求項２乃至７記載の装置であって、各インパクタ（７，８）及びその多孔質媒体（９）の下部が対応する中間チャンバ（３，４）の全幅に亘っており、インパクタ下部に到来したオイルがそのインパクタを迂回できないことを特徴とする装置。

【請求項9】

請求項２乃至８記載の装置であって、インパクタ（７，８）付オイルデカンタとして構成された装置において、その多孔質媒体（９）がワイヤを織り込んだ金属グリッド、そのワイヤが織り／編みワイヤであることを特徴とする装置。

【請求項10】

請求項２乃至９記載の装置であって、その多孔質媒体（２７）が、熱可塑性粉体の焼成又は織られた熱可塑性素材への熱可塑性素材の射出を通じ、熱可塑性素材で形成されていることを特徴とする装置。

【請求項11】

請求項２乃至１０記載の装置であって、その多孔質媒体（２７）が、透過性が異なる少なくとも２個の隣り合う層（２９，３０）、即ち比較的透過性が高い第１の層（２９）及び比較的透過性が低い第２の層（３０）を有することを特徴とする装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はガス流内オイルデカンテーション方法及びそれを実行する装置に関する。本発明は自動車分野、特に車載内燃機関のクランクケースから出てくるガスに含まれるオイルの回収に適用される。

【背景技術】

【0002】

ガス流に含まれるオイルの分離及び回収原理としては、オイルが収集排出されるカーム真空エリアを発生させるものが知られている。真空を発生させることによって、例えばインパクト面の下やサイクロンセパレータの下部にあるカームオイル回収エリア内にオイルを吸引することができる。即ち、ガス流が有意な速度を呈するエリア内でオイルがプルオフされるといった不要な現象が避けられる。

【0003】

真空を発生させオイルを吸引排出する構成が諸文献で提案されている。

【0004】

インパクト面を使用するオイルセパレータについては、真空のカームオイル回収エリアを発生させる手法が特許文献１〜３に記載されている。これらは本願出願人によるものであり、種々の吸引チャンバ及びオイル回収システムが記載されている。

【0005】

サイクロンセパレータについては、本願出願人による特許文献４に、真空のカームオイル回収エリアを設け、壁で捕獲されたオイルをサイクロン下部の孔で吸引する構成が記載されている。

【0006】

上述の諸構成においては、慣性によるオイル捕獲の原理が使用され、１個又は複数個の壁上にオイル滴がヒットし、毛細管力によってその壁上にオイルが保持される。加えて、重力の影響及びガス流による搬送により、オイル滴が壁上を移動する。１個又は複数個の吸引孔にて生じる吸引によってガス流の方向が変化することで、壁上のオイル流がカームエリアに向かいそこからオイルが排出される。

【0007】

しかしながらこれらの手法には限界がある。特に、カームエリア内での流速を抑えるべく吸引ガス流が弱めとされているため、吸引孔からある距離を隔てて配された壁がこの吸引ガス流による作用を十分に受けない。即ち、主たる部分（通常はガス流の中央部）だけが効果的に働くのみで、オイルの一部だけがカームエリアに向かい下方搬送されるに留まる。残りのオイルは壁の両脇を通過するため直ちには回収されない。

【0008】

こうした問題を防ぐため、一般的な手法では、複数個のインパクト面が併用される。例えば、３個のインパクト面を、全てのオイルを回収可能な形態にて、オイルセパレータ内に縦続的に設ける。別の手法としては、吸引流の強度及び方向を制御することで壁に沿い吸引流が好適に案内されるよう、オイルセパレータの形状を最適化する手法がある。総じて、これらの手法では、実現したい効率が同じであれば、オイルセパレータ内の空間ひいてはオイルセパレータのサイズが大きくなる。これは、小型化が求められる自動車の分野では問題である。

【0009】

これらの手法の難点を解消するため、従来から、プラスチック素材で形成されたファイバベース多孔質素材の使用、例えば１個又は複数個の層からなるフィルタ型のそれをサイクロンセパレータの内壁に装着する構成が提案されている（特許文献５参照）。この構成では、オイル滴がファイバ付近を通過する際に捕獲され、毛細管力によってそのオイル滴がファイバ上に停止保持される。この滴はオイルが捕獲されるにつれ大きくなり、その重量が十分大きくなった時点でそのファイバ沿いに滑り落ち、サイクロンの下部に回収される。この現象はコアレッセンスと呼ばれる。

【0010】

こうした原理は理論的には成功裏に働くが、実際に実行するとなると、使用する現象が微妙であるため種々の難点が発生する。

【0011】

即ち、ファイバ沿いに滑り落ちるためにはオイル滴が十分なサイズになっていなければならない。それでいて速度によるプルオフが発生してはならない。そのためには使用する多孔質素材の面積ひいては主要部体積を大きくしなければならないので、サイクロンセパレータのサイズが大きくなってしまう。しかし、セパレータは通常は車載内燃機関のシリンダヘッドカバー内に配置されるので、セパレータのサイズは抑えねばならない。

【0012】

速度変化があるためコアレッセンス現象の制御も難しい。高速エリアでは、速度が原因でオイルがはがれがちになるため、吸収性の高い多孔質素材が必要になる。反面、他のエリアでは、オイルを吸収しにくい多孔質素材が必要になる。即ち、大きな滴を発生させオイルを排出するため、オイルを斥ける素材が必要になる。従って、エリア毎に異なるタイプの多孔質素材を配し併用しなければならないので、サイクロンセパレータの製造が難しくなりそのコストも増すという産業的な問題が発生する。

【0013】

そして、プラスチック素材で形成されたファイバベース多孔質素材の毛細管特性は経時的に（特に素材の加齢により）変動する。そうした変動は、温度の変化（ヒート／コールドサイクル）や素材表面の汚濁によって発生し、固体粒子の堆積等をもたらす。

【0014】

こうしたことから、多孔質素材の利用により種々の利点が見込まれるにもかかわらず、サイクロンセパレータでそうした素材を使用することは現在のところ理想的なソリューションとされていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】仏国特許第２８７４６４６号明細書

【特許文献2】仏国特許第２８９８３８６号明細書

【特許文献3】仏国特許第２９３１１９９号明細書

【特許文献4】仏国特許第２９２２１２６号明細書

【特許文献5】欧州特許第２０２１５９３号明細書（Ｂ１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

ここに、本発明の目的は、ガス流内オイルデカンテーションに係る上述の諸問題を軽減し、シンプル、コンパクト、低コスト且つ高効率で、様々な分野で使用可能なソリューションを、カームオイル回収エリア内での速度を高めることなく実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

この目的を達成するため、本発明に係り内燃機関を搭載する自動車で実行されるガス流内オイルデカンテーション方法は、分離すべきオイルを含むガス流をインレットエリア・アウトレットエリア間で循環させる一方、捕獲されたオイルを収集・排出するためのカーム真空エリアを発生させる方法において、その片面がカーム真空エリアに通流している少なくとも１個の多孔質媒体にガス流を接触させることで、オイル滴を多孔質媒体にて捕獲しその多孔質媒体を介しカーム真空エリア内に吸引することを特徴とする。

【0018】

また、本発明に係り上掲の方法を実行するために使用されるガス流内オイルデカンテーション装置は、分離すべきオイルを含むガス流を受け容れるインレットエリアと、デオイルされたガスを排出するためのアウトレットエリアと、ガス流に含まれるオイルの滴を捕獲する手段を伴う少なくとも１個の中間エリアと、捕獲されたオイルを収集及び排出する少なくとも１個のカーム真空エリアと、を備え、カーム真空エリアにおける真空がそのカーム真空エリアとアウトレットエリアの間の通流によって実現される装置において、少なくとも１個の多孔質媒体を有するオイル滴捕獲手段を中間エリア・カーム真空エリア間に配することで、多孔質媒体によって捕獲されたオイル滴がその多孔質媒体を介し吸引されカーム真空エリア内に来るようにしたことを特徴とする。

【0019】

即ち、本発明における多孔質媒体は、概ねその重量での下降搬送によるオイル滴チャネリングではなく、まっすぐ進入してきたオイル滴の捕獲及びカームエリア内への吸引に使用される。こうしたオイル分離回収原理には次のような利点がある：
− 多孔質媒体の量に対応し、大きな吸引面積を実現することができる。カームエリア内で速度を上昇させる必要はない。これは多孔質媒体の透過性による；
− 多孔質媒体内に存するオイルが定常的に真空にさらされカームエリア内に吸引される。制御が難しいコアレッセンス現象を制御する必要がない；
− 捕獲されたオイルが壁沿いに重力によって流されることなく吸引される。オイル滴のインパクト面及び捕獲面への衝突によるストレスが主ガス流に及ばない；
− オイルがガス流によって搬送されその行く手にある多孔質媒体に堆積される。従来技術では、オイルがガス流によって多孔質媒体へと輸送され、重力によってその多孔質媒体内を流れていた。本発明によるオイル搬送により、例えば、多孔質媒体内オイル堆積効率を向上させることができる。

【0020】

本発明の一実施形態に係る装置は、その中間エリアが中間チャンバでありそのなかにインパクタが鉛直配置されている装置であって、各インパクタが、略平坦な外観を有する多孔質媒体と、その多孔質媒体の後背にありオイル回収用カーム真空エリアに通じている閉空間と、を有する。

【0021】

本発明の一実施形態に係る装置では、少なくとも１個のインパクタが中央部及び周辺部を有し、その中央部におけるガス流の透過性が周辺部のそれに比べ有意に低い。中央部及び周辺部はガス流横断面にて定義される。即ち、オイル滴が中央部への衝突によって堆積される一方、インパクタを横断するガス流が主ガス流に対し接線方向となる。好ましくは、全てのインパクタがそうした中心部及び周辺部を有する。

【0022】

言い換えれば、中央部はオイル滴をその衝突及び堆積によって捕獲する。周辺部はクロスフローフィルタリングにて作用し、接線方向流が中央部上に向かうオイル流を回収する。こうした構成のインパクタによれば、インパクタを横断するガス流に対し、中間チャンバ内に流入する主ガス流の量を十分に抑えることができる。

【0023】

本発明の他の実施形態に係る装置では、その中央部が低多孔度層によって形成され、その低多孔度層におけるガス流の透過性を多孔質媒体の残りの部分におけるそれに比べ５０％未満とする。言い換えれば、中央部は周辺部に比べ透過性が低いが、中央部及び周辺部は共に多孔質媒体に属する。即ち、多孔質媒体のうちガス流が通る部分の体積が大きい。その中央部もガス流の一部を吸引するからである。

【0024】

本発明の他の実施形態に係る装置では、その中央部が中実壁を有し、周辺部が多孔質媒体によって形成され、当該中実壁が多孔質媒体の下流側の面に向かい合うよう配置される。即ち、この構成は比較的製造しやすい。多孔質媒体の多孔度を一定にすることができ、また１枚のプレートで中実壁を形成できるためである。

【0025】

下流側に面する中実壁があるため、中央部上にオイル滴が堆積するだけではない。それに加え、プレート沿いに接線方向に流れるようになる前に、多孔質媒体の上流部分にガス流を通さねばならない。

【0026】

本発明の前掲の諸実施形態においては、中央部の表面が、各インパクタの断面積に比し２０〜９０％、好ましくは３０〜７０％を占める。即ち、多孔質媒体を通過するガス流と、中間チャンバを通過する主ガス流との比率を、この面積比にて最適化することができる。

【0027】

本発明の一実施形態に係る装置では、少なくとも１個の閉空間がカーム真空エリアと隣り合わせに配置され、閉空間それぞれをカーム真空エリアから仕切るよう配された隔壁を備え、その隔壁が、閉空間それぞれをカーム真空エリアに通流させる少なくとも１個のダクトを備え、そのダクトが閉空間の下部に位置する。

【0028】

即ち、上流側のコンパートメントでは、鉛直方向に延びる壁上に排出されたオイルが収集され、それが下方へと流れる。こうした装置は、個々の閉空間にカームエリアを隣り合わせに配置することでサイズが抑えられるため、特にコンパクトになる。

【0029】

本発明の他の実施形態に係る装置は、更に、少なくとも１個のサイフォン及び排出ダクトを備え、各排出ダクトが、少なくとも１個の上流側コンパートメントの下部又は下流側コンパートメントの下部に、それに対応するサイフォンが接続・連結されるように配される。こうした排出ダクト及びサイフォンにより、オイルをエンジンのシリンダヘッドに向けてチャネリングすることができる。

【0030】

好ましくは、多孔質媒体の後背に位置する閉空間をダクトを介しオイル回収用のカーム真空エリアに連結し、そのダクトを当該空間の下部から本装置の横又は下側に延ばす。

【0031】

即ち、これにより得られる装置は、その構成が従来のセパレータ乃至インパクタ付デカンタに部分的に似ているが、各インパクタの多孔質媒体で捕獲されたオイル滴がそのインパクタの背後にある空間へと輸送され、更にダクトを介しオイル回収用のエリアへと差し向けられる構成となる。上述したダクトの始点は上述した空間の下側にあるので、捕獲されたオイル全てがダクト内に向かうこととなる。略平坦外観の多孔質媒体を、十分に精細なメッシュを有するグリッドの形態にすることができる。比較的堅固な形態にすることができる。その透過率の値を好適に調整することができる。即ち、
ー ガス流全てが多孔質媒体を透過するほど（オイル回収用のエリアがカームエリアとはいえなくなるほど）透過性が高くなく、
ー オイルが多孔質媒体を通れないほど透過性が低くない、
構成にすることができる。

【0032】

本実施形態は、従来のインパクタ付セパレータに比し、次のような長所を呈する：
ー 同じ効率下ではインパクタの個数を抑えることができる。例えば３個から２個に減らせるため単純化及びスペース節約が実現される；
ー 従って、同じ体積であれば装置の効率が上昇する；
ー インパクタに到来するオイルがインパクタを迂回できない。回収エリア内に吸引された全てのガスが、多孔質媒体を通ることでフィルタリングされる。従来のセパレータのように小さな孔によってガスが吸引される構成とは違う。ガスに含まれるオイル滴がインパクタ上にプロジェクトされることがない。
ー 装置の中央部にてオイル捕獲が実行されている限り、回収がそのインパクタについて対称となる。この回収は、フラットエンジンにて特に容易に実行される。現在使用されている手段を使用する必要もない。例えばデカンタの下部を傾斜させる手段は、デカンタ内の使用可能体積を減少させ、或いはインパクタの各側にあるエリアでオイル回収エリアを倍増させるため、装置の構成が複雑になる。

【0033】

本発明の他の実施形態に係る装置では、その中間エリアがサイクロンの内部空間であり、カーム真空エリアがそのサイクロンの横又は下に位置するオイル貯留用の空間であり、多孔質媒体がサイクロンの下部、並びに同サイクロンの横壁の一部又は全部を形成する。

【0034】

即ち、本発明はサイクロンセパレータにも適用することができる。効率／体積比の有意なる向上という効果も得られる。加えて、サイクロンの形状ひいては特性に関する制約条件も緩くなる。

【0035】

本発明をインパクタ付オイルデカンタに適用する場合、例えばその多孔質媒体をワイヤを織り込んだ金属グリッドとし、そのワイヤを織り／編みワイヤとする。また、サイクロンセパレータに適用する場合、例えばその多孔質媒体を焼成金属粉体ベースで形成するか、熱可塑性粉体の焼成又は射出を通じ熱可塑性素材ベースで形成する。

【0036】

本発明の一実施形態に係る装置では、その多孔質媒体が、透過性が異なる少なくとも２個の隣り合う層、即ち比較的透過性が高い第１の層及び比較的透過性が低い第２の層を有する。ここでいう「隣り合う」層とは、互いに接合されている層、僅かな距離（例えばエアフィルム）を以て隔てられている層等のことである。即ち、その透過性が互いに異なる複数個の層で、様々なサイズ及び性質の粒子をフィルタリングする構成である。

【0037】

多孔質媒体を構成するメッシュの寸法は、その多孔質媒体の全厚に亘り一定でもよいし、少なくとも１個の第１層で広め、少なくとも１個の第２層で狭めといった具合に変化させてもよい。後者の場合、第１層は固体粒子を捕獲保持し、第２層はオイル粒子を捕獲してガス流から分離する。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の一実施形態に係るインパクタ付デカンタの縦断面図である。

【図2】図１に示した装置のインパクタ内ＩＩ−ＩＩ線沿い断面図である。

【図3】多孔質媒体による分離の原理を示す部分断面図である。

【図4】図１及び図２の装置で使用可能な多孔質媒体のメッシュ構造を示す図である。

【図5】図４に示した構造を呈するようグリッドを実装する方法を示す図である。

【図6】本発明の他の実施形態に係るインパクタ付デカンタの縦断面図である。

【図7】図６に示したインパクタの形状をより具体的に示すＶＩＩーＶＩＩ線沿い断面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るサイクロンセパレータの縦断面図である。

【図9】多孔質部分の実装モードを示すことで図８中の多孔質部分につきその詳細を示す図である。

【図10】一例に係る多孔質部分の部分断面図である。

【図11】本発明の他の実施形態に係るサイクロンの縦断面図である。

【図12】本発明の他の実施形態に係るインパクタ付デカンタの部分縦断面図である。

【図13】図１２に示した装置の変形例を図１２と同じ要領で示す図である。

【図14】図１２に示した装置の変形例を図１２と同じ要領で示す図である。

【図15】図１４に示した装置の変形例を図１４と同じ要領で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、本発明に関しより好適に理解できるよう、別紙図面を参照しつつガス流内オイルデカンテーション装置につき例示説明する。

【0040】

まず、図１及び図２に示すオイルデカンタでは、幾ばくかの長さを有するボディ１の内部に、オイルを含有するガスを通すインレットチャンバ２、幾つか（図では２個）の中間チャンバ３，４、並びにアウトレットチャンバ５が形成されている。このデカンタは、更に、それらチャンバ２〜５の片側を占めるようにオイル回収チャンバ６を備えている。

【0041】

各中間チャンバ３，４内にはインパクタ７，８が鉛直配置されている（符号同順）。インパクタ７，８は、それぞれ、略平坦外観の多孔質媒体９、並びにその多孔質媒体９の直後に位置する略平坦な閉空間１０を有している。

【0042】

空間１０は、ショートダクト１１によってオイル回収チャンバ６に接続・連結されている。ダクト１１は空間１０の下部に発しており、内部チャンバ３，４内を通りそのチャンバ３，４の下部に至っている。図示しないが、デカンタのボディ１下にダクト１１を配することもできる。

【0043】

インレットチャンバ２は、オイルを含有するガスを通すインレットオリフィス１２を有している。インレットチャンバ２・第１中間チャンバ３間を隔てるパーティション（隔壁）１４には内部通流オリフィス１３が設けられている。第１中間チャンバ３・第２中間チャンバ４間を隔てるパーティション１６には更に別の内部通流オリフィス１５が設けられている。第２中間チャンバ４はアウトレットチャンバ５に直に連通している。アウトレットチャンバ５は、デオイルされたガスを排出するためのアウトレットオリフィス１７を有している。

【0044】

オイル回収チャンバ６は、対応するダクト１１を介し２個のインパクタ７，８に接続・連結されている。オイル回収チャンバ６の下部にはオイル回収孔１８がある。オイル回収チャンバ６の前部は、鉛直通流エリア１９を介し、アウトレットチャンバ５に連通している。図１に示すように、エリア１９は、少なくとも１個のポンプアウトオリフィス６．１を通じアウトレットオリフィス１７内に開口している。

【0045】

従って、稼働時には、矢印Ｆで示す主ガス流が形成され、一連のチャンバ２〜５を通り抜けていく。その際、エリア１９を介した通流により、オイル回収チャンバ６内に真空が発生する。

【0046】

この真空は、ダクト１１を介し、２個のインパクタ７，８内の空間１０にて吸引現象を発生させる。ガス流Ｆに含まれているオイルの滴が、多孔質媒体９を介し、その多孔質媒体の外面から空間１０の内部へと吸引される。空間１０は、図３に示すようにカームエリアを形成する。

【0047】

図４に示すように、多孔質媒体９はグリッドとして形成される。大量のオイルを通過させうるメッシュである。即ち、このメッシュは比較的広い寸法（典型的には０．１ｍｍ〜１ｍｍ）のメッシュであり、全てのガス流が吸引されないように十分なヘッドロスを発生させる。グリッドは、具体的には織り／編み金属ワイヤで形成されうる。図５に示すように、こうしたグリッドひいては多孔質媒体９の実装は、そのグリッドを２個の相対向するスライド２０間に挿入することで好適に行える。この実装は、グリッドのメッシュ寸法に対応するオーダのクリアランスで行える。こうした実装形態であれば、取り立てて締結部材を準備することやオーバモールド法を実行することも必要ないので、多孔質媒体９を随時交換することができる。しかしながら、搭載先車両の運用期間中、多孔質媒体９によって捕獲保持される小さな固体粒子でその大面積多孔質媒体がブロックされないようにする必要がある。

【0048】

各インパクタ７，８の多孔質媒体９によって捕獲されたオイルの滴は、オイル回収チャンバ６内に収集され、最終的にはオイル回収孔１８経由で排出される。オイルと共に吸引され空間１０ひいてはオイル回収チャンバ６内に入った二次ガス流Ｆ１は、通流エリア１９を介しアウトレットチャンバ５内の主ガス流Ｆへと向かう。縦続配置されている２個のインパクタ７，８が相次いで作用するため、多数のインパクタを設けることなく効果的にデオイルすること、ひいては後述のものを含めその構成をコンパクトにすることができる。

【0049】

図６及び図７に本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、各インパクタ７，８に備わる多孔質媒体９が反転Ｔ字状となっている。従って、インパクタの下部に到来したオイルがそのインパクタを迂回することができない。言い換えれば、各インパクタ７，８及びその多孔質媒体９の下部が対応する中間チャンバ３，４の全幅を占めており、オイルにとりそれを捕獲するバリアとして働いている。

【0050】

図８〜図１１に、サイクロンセパレータに本発明を適用した例を示す。

【0051】

既知の構成に倣い、このサイクロンセパレータは、略円筒状のサイクロン２１、オイルを含むガス流を通すタンジェンシャルインレット２２、並びにデオイルされたガスを通すアキシャルアウトレット２３を有している。このセパレータは、また、サイクロン２１の横側乃至下側に、収集されたオイルを貯留するための空間２４を備えている。この空間２４の上部は、空間２４内に真空を発生させうるよう、ひいては主ガス流Ｆから分離されたオイルを収集貯留するためのカームエリアが形成されるよう、オリフィス２５を介し、アキシャルアウトレット２３から横方向に延びるガスアウトレットエリア２６に通流している。

【0052】

本実施形態では、図９から読み取れるように、サイクロン２１の下部（及び横壁の一部）が多孔質部分２７として形成されている。多孔質部分２７は、例えば、サイクロン２１のボディの下部にアニュラグルーブ２８を設け、そこにプレスフィット乃至オーバモールドすることによって、サイクロン２１のボディに組み付けられている。

【0053】

多孔質媒体（この例では多孔質部分２７）は、オーバモールド法による実装の場合、オーバモールド素材が多孔質部分２７をあまり又は全く通過しないよう十分小さな孔を以て形成する必要がある。

【0054】

稼働時の動作は前掲の実施形態と似ている。即ち、サイクロン２１の下部にある多孔質媒体によってオイルの滴が吸引される。多孔質部分２７によって捕獲されたオイル滴は空間２４内に収集される。オイル滴を運んできたガス流は、通流オリフィス２５を通り、アウトレットチャンバ（ガスアウトレットエリア）２６にて主ガス流Ｆに合流する。

【0055】

ここに、多孔質媒体はガス流内固体粒子を捕獲する。そうした多孔質媒体は、例えば、焼成金属粉体によって、或いは焼成乃至射出熱可塑性粉体によって好適に形成することができる。そうした多孔質媒体によれば、０．５μｍ未満のサイズを有する粒子を阻止することができる。

【0056】

図１０に示すように、多孔質部分２７は、例えば２〜５μｍのメッシュを有する内層２９と、より細かなメッシュ例えば０．１〜０．５μｍのメッシュを有する外層３０とを有している。細かな固体粒子（典型的には０．１μｍ未満のサイズのもの）は、ブラウン運動を通じ、広いメッシュを有する内層２９にて捕獲される。より大きくブラウン運動が生じにくいオイル滴は、細かなメッシュを有する外層３０によって捕獲される。内層２９は、車両及びそのエンジンのサービス期間全体を通じ固体粒子を貯留しておけるよう、十分厚くするのが望ましい。即ち、内層２９に目詰まりが生じサイクロンセパレータの機能が阻害されることがないようにするのが望ましい。

【0057】

固体粒子による多孔質部分２７の目詰まり容量は、必要ならば、多孔質部分２７の高さひいては表面積を増すことによっても増大させることができる。

【0058】

無論、使用期間がある程度経過した時点で多孔質部分２７又はサイクロン全体を交換し、過大な目詰まりを避けるようにしてもよい。

【0059】

図１１に本発明の他の実施形態を示す。本実施形態では、多孔質部分２７が、サイクロン２１の下部に加え、そのサイクロンの横壁のほぼ全体に亘っている。この構成の利点としては、ヘッドロスが減少するため、捕獲されたオイル滴がプルオフされることなく多くのガス（二次ガス流Ｆ１）がカームエリア（空間２４）を通る、という点がある。実際、多孔質部分２７を全てのガス流が通ることは重要であるが、局部的に速度が高まる現象なしにその速度が低く均一に保たれる。こうしたセパレータでヘッドロスが減少することには、エンジン下部が圧力にさらされる、ひいてはガスケット位置ずれのリスクや大気中へのガス漏れのリスクが減る、という利点がある。

【0060】

図１２に、本発明の他の実施形態に係るインパクタ付デカンタを示す。その構成は、図１及び図６に示した装置に似ているが、ある点で相違している。インパクタ７が中央部７．１と周辺部７．２とを有している点である。

【0061】

稼働時には、オイル滴がインパクトにより個々の中央部７．１上及びその周辺に堆積し、インパクタ７を過ぎるガス流Ｆ７が主ガス流Ｆに対し接線方向に通過していく。この構成のインパクタによれば、中間チャンバに流れ込む主ガス流を、インパクタを過ぎるガス流に比し大きく減らすことができる。

【0062】

中央部７．１は、周辺部７．２に比べ、ガス流Ｆに対する透過性が有意に低い。中央部７．１の表面積は、インパクタ７横断方向の面積に比し約３０％である。図１２に示した構成では、中央部の働きで、多孔質媒体９を過ぎるガス流Ｆ７や中間チャンバ３へと通過する主ガス流Ｆの分布が最適化される。

【0063】

図１２に示した例では、中央部７．１が低多孔度層によって形成されている。この低多孔度層がガス流Ｆに対し呈する透過性は、多孔質媒体９の他の部分が呈するそれの約３０％である。

【0064】

図１３に本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、中央部７．１が中実壁として形成されている。周辺部７．２はその中実壁を取り巻く多孔質媒体９によって形成されている。

【0065】

図１４に本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、中実壁７．１Ａが多孔質媒体９の下流側に配置されている。稼働時には、この中実壁７．１Ａによって、多孔質媒体９を通るガス流Ｆ７が偏向される。本実施形態では、多孔質媒体９が比較的厚くその表面が平坦である。多孔質媒体９の透過性は均一にすることができる。

【0066】

図１５に、本発明の他の実施形態に係るインパクタ付デカンタの一部を示す。これは図１及び図６に示した装置に似ているが、次に述べる点で相違している。

【0067】

図１４に示したものと同様、図１５に示した装置は、多孔質媒体９の下流側表面に位置する中実壁７．１Ａを有している。

【0068】

図１４に示した装置と違い、閉空間１０がカームエリア６に隣接している。隔壁１０．６は閉空間１０・カームエリア６間を仕切っている。隔壁１０．６の下部には、閉空間１０及びカームエリア６と通流するダクト１１が配されている。

【0069】

閉空間１０の下部では、オイル滴が重力ｇにより流れ隔壁１０．６上に集まってくる。図１及び図１４に示した装置と同様、カームエリア６には少なくともポンプアウトオリフィス６．１が設けられている。

【0070】

稼働時には、図１５に示すように、閉空間１０によって収集されたオイルが隔壁１０．６に沿って排出され、閉空間１０の下部からダクト１１へと流れ込む。ダクト１１があるので、多孔質媒体９を通ったガス流が流れ出すことができる。

【0071】

図１５に示した装置は、更に、サイフォン５１及び排出ダクト５２を有している。排出ダクト５２は、対応するサイフォン５１をカームエリア６の下部に接続・連結する形態で配されている。稼働時には、閉空間１０からカームエリア６へとダクト１１を介しオイルが流入する。次いで、そのオイルがカームエリア６から排出ダクト５２を介し排出され、シリンダヘッドへとチャネリングされる。

【0072】

いうまでもなく、また前述の通り、本発明は上述のガス流内オイルでカンテ−ション装置に限定されるわけではない。上述の構成は一例に過ぎず、本発明は、同じ原理に基づく他の構成乃至方法を包含する。

【0073】

例えば、次の点で相違する構成も本発明に包含される：
− 諸チャンバ及びダクトの構成（インパクタ付デカンタの場合）やサイクロン形状（サイクロンセパレータの場合）等、構成上の細部が異なるもの
− インパクタの個数が異なるもの（インパクタ付デカンタの場合）
− その素材やテキスチャが異なる多孔質媒体を使用するもの、並びに多孔質媒体の恒久乃至可除固定手段が異なるもの
ー シリンダヘッドカバー下に収容されたオイルセパレータとして使用されないデカンタ乃至セパレータ、例えば外部オイルセパレータやランキンループ内オイルセパレータ等、その種類が異なるオイルセパレータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】