特許 6359962 オイル分離装置

(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】6359962

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】オイル分離装置

(51)【国際特許分類】

   F01M 13/04 20060101AFI20180709BHJP

【ＦＩ】

   F01M13/04 C

【請求項の数】14

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-252053(P2014-252053)

(22)【出願日】2014年12月12日

(65)【公開番号】特開2015-113845(P2015-113845A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2017年2月24日

(31)【優先権主張番号】14/084,922

(32)【優先日】2013年12月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】507342261

【氏名又は名称】トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100130133

【弁理士】

【氏名又は名称】曽根 太樹

(72)【発明者】

【氏名】野村 昌平

(72)【発明者】

【氏名】テンファ トム サイ

(72)【発明者】

【氏名】スウェサ ミヌプリ

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２２９５８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１２６４７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０８１１３１８５（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特表２００６−５２６７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５４７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１５０４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２２７８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６０１２３６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｍ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関において生成されたクランク室ガスからオイルを分離するためのオイル分離装置であって、
第１のシェル、第２のシェル、第３のシェル及び第４のシェルであって、前記第２のシェルは、前記第１のシェル内に配置され、前記第３のシェルは、前記第２のシェル内に配置され且つ前記第４のシェルの上に配置され、前記第１のシェル、前記第２のシェル及び前記第３のシェルは、クランク室ガスの通路を形成するように互いから離間されていて、前記第３のシェル及び前記第４のシェルはハウジングを形成し、前記ハウジングは、室を画定するように、一対の側壁と上壁と底壁とを有し、前記第３のシェルは、前記一対の側壁と前記上壁とを形成し、前記第４のシェルは前記底壁を形成し、前記底壁はオイルドレインを有するという第１のシェル、第２のシェル、第３のシェル及び第４のシェルと、
前記第４のシェルの底壁に配置された流入口であって、前記クランク室ガスを受け入れるように構成された通路を形成するように、前記第１のシェル、前記第２のシェル及び前記第３のシェルは互いから離間されているという流入口と、
前記第１のシェルに配置された排出口であって、分離されたガスが当該オイル分離装置から除去されるのを可能とするように構成された通路を形成するように、前記第１のシェル、前記第２のシェル及び前記第３のシェルは互いから離間されているという排出口と、
第１のオイル分離部及び第２のオイル分離部を有する室であって、前記第１のオイル分離部は、前記第２のオイル分離部と流体連通されており且つ前記第２のオイル分離部と並んで配置されており、第１のオイル分離部は、内壁を有する分離室を有し、前記分離室は、前記流入口の下流側にあり且つ前記排出口の上流側にあり、更に前記分離室が、第２の端部に対して高められた第１の端部を有し、前記第１の端部及び前記第２の端部が、軸線に沿って延びる通路を形成するように開いており、前記第１の端部が、前記第２の端部の径よりも大きな径を有し、前記第１の端部及び前記第２の端部が、第１の面及び第２の面にそれぞれ配置され、前記第１の面及び前記第２の面が、互いに略平行であり且つ前記軸線に対して垂直であり、前記排出口が、前記第２の面の下流側に配置され、且つ、前記通路の前記軸線の長さ及び前記第２の面の両方から離れているという、第１のオイル分離部及び第２のオイル分離部を有する室と、
前記底壁に略平行な面に配置された隔壁であって、１つ以上の貫通孔を有し、前記分離室と前記ハウジングの一対の側壁の対の一方との間で延び、且つ、前記ハウジングの前記底壁と前記上壁との間に配置される隔壁と、
前記隔壁と前記ハウジングを上壁との間に配置された遮断壁であって、一対の自由端部を有し、前記遮断壁は、前記隔壁に対して略平行な面に配置され且つ前記１つ以上の貫通孔の真上に配置され、前記クランク室ガスが、前記流入口を通って前記分離室に入り、オイルが、前記内壁において分離されると共に収集され、且つ、前記クランク室ガスが、前記内壁に沿って落ちるオイルと同じ方向に前記第２の端部から排出され、分離されたオイルは、重力によって落ち、且つ、オイルドレインへと流れ、前記クランク室ガスが遮断壁に衝突するように前記クランク室ガスは前記隔壁の貫通孔を通して運ばれ、オイルが、前記クランク室ガスから更に分離される、という遮断壁と、
を具備する、オイル分離装置。

【請求項2】

前記内壁が、前記軸線に沿って延びる略円錐台形を有する、請求項１に記載のオイル分離装置。

【請求項3】

前記分離室の上部から前記軸線に沿って延びる軸線方向突出部を更に有する、請求項２に記載のオイル分離装置。

【請求項4】

前記流入口が、流入通路を有し、該流入通路が、前記軸線に対して略垂直な方向においてクランク室ガスを前記分離室へと供給するように、前記軸線に対して略垂直である、請求項２に記載のオイル分離装置。

【請求項5】

前記内壁が、少なくとも２つの内壁であり、それぞれの内壁が、円錐台形を有する、請求項３に記載のオイル分離装置。

【請求項6】

軸線方向突出部が、前記内壁の数と等しい数の、少なくとも２つの軸線方向突出部であり、少なくとも２つの前記軸線方向突出部のそれぞれが、前記第１の端部の径に対して中心に配置された、請求項５に記載のオイル分離装置。

【請求項7】

クランク室ガスからオイルを分離するためのオイル分離装置であって、
第１のシェル、第２のシェル、第３のシェル及び第４のシェルであって、前記第２のシェルは、前記第１のシェル内に配置され、前記第３のシェルは、前記第２のシェル内に配置され且つ前記第４のシェルの上に配置され、前記第１のシェル、前記第２のシェル及び前記第３のシェルは、クランク室ガスの通路を形成するように互いから離間されていて、第３のシェル及び第４のシェルはハウジングを形成し、前記ハウジングは、室を画定するように、第２の側壁と対向する第１の側壁と上壁と底壁とを有し、前記第３のシェルは、第２の側壁と対向する第１の側壁と上壁とを形成し、第４のシェルは、底壁を形成し、前記底壁はオイルドレインを有するという第１のシェル、第２のシェル、第３のシェル及び第４のシェルと、
前記室内に配置された第１のオイル分離部及び第２のオイル分離部であって、前記第１のオイル分離部は、前記ハウジングの第２の側壁と内部側壁とより形成される分離室を有し、前記内部側壁は、前記ハウジングを概して前記第１のオイル分離部と前記第２のオイル分離部とに分け、前記分離室は、第２の端部に対して高められた第１の端部を有し、前記第１の端部及び前記第２の端部が、軸線に沿って延びる通路を形成するように開いており、前記第１のオイル分離部が、前記第２のオイル分離部と流体連通されているという、第１のオイル分離部及び第２のオイル分離部と、
前記第１のオイル分離部と流体連通された流入口と、
前記第２のオイル分離部から下流側に配置された排出口と、
前記底壁に略平行であり且つ前記内部側壁に垂直な面に配置された隔壁であって、１つ以上の貫通孔を有し、前記ハウジングの第１の側壁と中間の側壁との間で延び、前記ハウジングの底壁と上壁との間に配置された隔壁と、
前記隔壁と前記ハウジングの上壁との間に配置された遮断壁であって、前記遮断壁は、一対の自由端部を有し、前記隔壁に対して略平行な面に配置され且つ前記１つ以上の貫通孔の真上に配置され、クランク室ガスが、前記流入口を通って当該オイル分離装置に入り、オイルが、前記分離室によって前記クランク室ガスから分離され、分離されたオイル及び前記クランク室ガスが、前記第２のオイル分離部へと側方に流れ、分離されたオイルが、前記底壁へと落ちると共に前記オイルドレインを通って流れ、前記クランク室ガスが、前記隔壁の前記貫通孔を通って流れると共に遮断壁へと方向付けされ、オイルが、前記クランク室ガスから更に分離され、前記クランク室ガスが、前記ガス排出口から流れ出て、分離されたオイルが、前記オイルドレインへと流し戻される、という遮断壁と、
を具備する、オイル分離装置。

【請求項8】

前記分離室が、第２の端部から離間された第１の端部を備える内壁を有し、前記第１の端部及び前記第２の端部の両方が、通路を形成するように開かれ、前記第１の端部が、前記第２の端部よりも大きな径を有し、前記第２の端部が、前記第２のオイル分離部と流体連通すると共に前記底壁から離間され、前記クランク室ガスが、前記流入口を通して前記分離室に流れる、請求項７に記載のオイル分離装置。

【請求項9】

前記内壁が略円錐台形を有する、請求項８に記載のオイル分離装置。

【請求項10】

前記流入口が、流入通路を有し、該流入通路が、クランク室ガスを前記通路の前記軸線に対して略垂直な方向で前記分離室へと供給するように前記軸線に対して略垂直である、請求項７に記載のオイル分離装置。

【請求項11】

前記分離室が、第１の波状面に類似した第２の波状面に対向する前記第１の波状面によって形成された少なくとも１つの狭い波状通路を有し、前記第１の波状面が、前記第２の波状面から所定の距離で離間された、請求項７に記載のオイル分離装置。

【請求項12】

前記隔壁に配置されたドレインチューブを更に具備し、前記ドレインチューブが、前記第２のオイル分離部の第１の室と第２の室との間を流体連通させる、請求項７に記載のオイル分離装置。

【請求項13】

前記遮断壁が前記貫通孔の真上に配置された、請求項７に記載のオイル分離装置。

【請求項14】

前記オイルドレインが、前記底壁に配置され且つ前記第１のオイル分離部の第２の端部から側方に配置された、請求項７に記載のオイル分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の作動時に発生するクランク室ガスからオイルを分離するように構成されたオイル分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関には、燃焼室（combustion chamber）及びクランク室が含まれている。燃焼室は、一連の往復運動ピストンを運動させるように、混合気が燃焼する場所である。クランク室は、ピストンによって駆動されるクランク軸を収容している。作動時に、エンジンが「クランク室ガス（crankcase gas）」を発生することは一般的である。クランク室ガスは、ピストン形シリンダの隙間を通って燃焼室からクランク室内に漏出する、燃焼ガスである。クランク室ガスにはオイルが含まれている。このオイルが除去されない場合、クランク室ガスが吸気マニホールドを介してエンジンの燃焼室に戻されると、オイルはエンジンによって燃焼される。

【0003】

オイル粒子を除去し、これらの粒子がエンジンに入り燃焼工程での燃焼を防ぐように、クランク室ガスをろ過するクランク室換気（「ＰＣＶ」）システムを使用することが知られている。かかるＰＣＶシステムには、クランク室ガスからオイルを除去するように構成されたオイル分離装置も含まれ得る。クランク室ガスは、オイル分離装置の局所的な高速領域に流れ、穿孔衝突板(punched-hole impact plate)（「ＰＩＰ」）に高速で衝突し、ガスからのオイルの分離を促進する。オイルは、オイル分離装置の底部に一般に位置するドレイン装置によってオイル溜めに再び案内され、重力によって、オイルの排出を支援することができる。概してオイル溜めは、システム内の過剰なオイルを保有する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、先の構造と比較して、ガスから分離されるオイルの量を増加させることが本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

内燃機関において発生するクランク室ガスからオイルを分離するオイル分離装置が提供される。オイル分離装置は、流入口及び排出口を有する。流入口は上流にあり、分離室と流体連通している。流入口は、クランク室ガスを受け入れるように構成されている。排出口は、クランク室ガスをエンジンの吸気マニホールドに送ることができるように構成されている。オイル分離装置は、第１の端部を有した分離室を有する。第１の端部は、軸線に沿って延びる通路を形成するように、第２の端部に対して高くなっている（elevated）。第１の端部の径は、第２の端部の径よりも大きい。第１の端部及び第２の端部は、第１の面及び第２の面にそれぞれ配置されている。第１の面及び第２の面は、概して互いに平行であり、軸線に対して垂直である(orthogonal)。排出口は、第２の面の下流側にあり、軸線及び第２の面から離れている（displaced）。

【0006】

作動時に、クランク室ガスは、流入口を通って分離室に流入し、オイルのミクロンサイズ粒子は、分離室内のクランク室ガスから分離され、分離室の内壁に張り付き、第２の端部の方に落下する。したがって、分離室の壁内部では、分離されたオイル及びクランク室ガスは、同じ方向に流れる。さらに、クランク室ガスは、分離されたオイル及びクランク室ガスの両方が同じ方向に移動しているので、第２の端部からオイルを排出させるのに有用である。分離されたオイルは、重力によって落下し、オイル溜めに流れ、また、クランク室ガスは、落下しているオイルの方向から離れて排出口に吸引される。

【0007】

オイル分離装置はハウジングを有する。ハウジングは、室を画定するように、一対の側壁と、上壁と、底壁とを有する。底壁はオイルドレインを有する。

【0008】

オイル分離装置には、室内に配置された第１のオイル分離部及び第２のオイル分離部が含まれる。第１のオイル分離部は、流入口の下流にあり、分離室を含む。分離室は、クランク室ガスからオイルのミクロンサイズ粒子を除去するように構成されている。分離室は、流入口と第２の分離部との間に配置されている。分離室は、第２のオイル分離部と流入口の両方と流体連通している。ガス排出口は、第２のオイル分離部から下流側に配置されている。

【0009】

オイル分離装置には、第２の分離部内に配置された隔壁が更に含まれる。隔壁は、分離室と、ハウジングの側壁の対のうちの１つとの間に延び、ハウジングの上壁と底壁との間に配置され、第１の室及び第２の室を画定するように第２の分離部を仕切る。隔壁には、１以上の貫通孔が含まれる。遮断壁は、隔壁とハウジングの上壁との間に配置されている。

【0010】

作動時に、クランク室ガスは、流入口を通ってオイル分離装置に流入し、分離室に運ばれ、オイルのミクロンサイズ粒子は、クランク室ガスから分離される。分離されたオイルは、底壁上に落下し、また、クランク室ガスは、第２のオイル分離室内に落下しているオイルから概して横方向に吸引される。分離されたオイルは、オイルドレインに更に運ばれる。そして、クランク室ガスは、隔壁の貫通孔を通して吸引され、遮断壁に運ばれ、オイルは、クランク室ガスから更に分離される。クランク室ガスは、ガス排出口から流出し、また、分離されたオイルは、オイルドレインに戻される。

【0011】

本発明の他の利点は容易に認識されるが、添付図面と関連させて考慮される場合、次の詳細な説明を参照して、同様のことが十分に理解されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】オイル分離装置の正面図を示す。

【図2】オイル分離装置の分解図を示す。

【図3】本発明の第１の実施形態の一部についての透視断面図を示す。

【図4】本発明の第２の実施形態の一部についての透視断面図を示す。

【図5】オイル及びガスの流動線を含む、第１の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図6】オイル及びガスの流動線を含む、第１の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図7】オイル及びガスの流動線を含む、第１の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図8】オイル及びガスの流動線を含む、第１の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図9】オイル及びガスの流動線を含む、第２の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図10】オイル及びガスの流動線を含む、第２の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図11】オイル及びガスの流動線を含む、第２の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【図12】オイル及びガスの流動線を含む、第２の実施形態の別の部分の透視断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

ここで、図１、３及び４を参照すると、オイル分離装置１０が示されている。オイル分離装置１０は、内燃機関（図示せず。）のクランク室と流体連通している。オイル分離装置１０は、内燃機関の作動時に発生するクランク室ガスからオイルを分離するように構成されている。説明のために、クランク室ガスは、長い破線と短い破線の交互の流動線によって図中に示す。

【0014】

オイル分離装置１０には、流入口１２、排出口１４及び分離室２００ａ、２００ｂが含まれている。流入口１２は、ＰＣＶシステム（図示せず。）と流体連結することができ、クランク室ガスを受け入れるように構成されている。排出口１４は、分離室２００ａ、２００ｂの下流にあり、内燃機関の吸気マニホールドにクランク室ガスを戻すように構成されている。オイル分離装置１０には、クランク室ガスから分離されたオイルを集める、少なくとも１つのオイルドレイン１６が更に含まれている。

【0015】

分離室２００ａ、２００ｂは、クランク室ガスからオイルのミクロンサイズ粒子を分離するように構成されている。説明のために、図示されている分離室は、径が約１ミクロンよりも大きいオイル粒子を分離するように構成されている。図に示されている分離室２００ａ、２００ｂは、最大約６０ ｌ／分の容積流量で当該分離室から吸引されるクランク室ガスを収容するように更に構成されている。

【0016】

分離室２００ａ、２００ｂは、流入口１２の下流、及び排出口１４とオイルドレイン１６の双方の上流に配置されている。流入口１２には、流入ポート１２ａと、クランク室ガスを遮断し方向転換するように構成されたラビリンス構造体（labyrinth structure）１２ｃを有した流入通路１２ｂとが含まれている。クランク室ガスは、径が約３ミクロンよりも大きいオイルの粒子を分離するように、ラビリンス構造体１２ｃに衝突する。

【0017】

分離室２００ａは、第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０６ａを画定するように開放端を備えた内壁２０２を有する。第１の端部２０４ａは、自動車の内燃機関に搭載される場合、第２の端部２０６ａに対して高くなる。第１の端部２０４ａの径Ｄ１は、第２の端部２０６ａの径Ｄ２よりも大きい。第１の端部２０４ａは、クランク室ガスが流れる通路２０８ａを形成するように、第２の端部２０６ａと流体連通している。分離室２００ａの内壁２０２と接触するクランク室ガスから生じたオイルを、内壁２０２上に集め、ミクロンサイズ粒子よりも大きな容積のオイルを集めるようにプールすることができる。また、重力によって、内壁２０２上のオイルが、内壁２０２に沿って下方に落下することも認識される必要がある。

【0018】

第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０６ａは、互いに比較的平行で、通路２０８ａの軸線方向に対して概して垂直な面に配置されている。具体的には、第１の端部２０４ａは、第１の面「Ｐ１」に配置され、第２の端部２０６ａは、第２の面「Ｐ２」に配置されているとともに、第１の面「Ｐ１」及び第２の面「Ｐ２」は、「Ｘ」、「Ｙ」及び「Ｚ」と命名される座標によって画定された面Ｘ及びＹに配置されている。図示されているように、第１の面と第２の面はともに、オイル分離装置１０の底壁２０５に概して平行である。

【0019】

分離室２００ａの第２の端部２０６ａは、底壁２０５に対して高くなっている。したがって、オイルのミクロンサイズ粒子がクランク室ガスから分離されると、オイルのミクロンサイズ粒子は、分離室２００ａの内壁２０２面に集まり、重力によって底壁２８上に落下する。さらに、クランク室ガスは、重力と同じ方向に沿って流れ、このため、オイルが内壁２０２上に集まると、通路２０８ａ内のクランク室ガスの指向的な流れ(directional flow)によって、第２の端部２０６ａにおけるオイルの集合が促進され、オイルは、最終的に底壁２８上に落下し、クランク室ガスは、落下しているオイルから吸引され、排出ポート１４ａ及び排出口１４の排出通路１４ｂに吸引される。

【0020】

分離室２００ａの第２の端部２０６ａは、オイルドレイン１６からオフセットされていてもよい。具体的には、オイルドレイン１６は、通路２０８ａの軸線の長さ（axial length）から横方向に離れて示されている。したがって、分離室２００ａの第２の端部２０６ａからクランク室ガスが流出すると、底壁２８の一部は、通路２０８ａの軸線に対してクランク室ガスの移動を横方向に促進する。

【0021】

説明のために、図は、分離室の第２の端部２０６ａ、２０６ｂよりも上に位置する排出ポート１４ａを示している。排出ポート１４ａは、分離室２００ａ、２００ｂの第１の端部２０４ａ、２０４ｂと第２の端部２０６ａ、２０６ｂとの間に画定された通路２０８ａ、２０８ｂの軸線の長さから横方向に離れている。したがって、クランク室ガスが排出ポート１４ａから吸引されると、クランク室ガスは横方向に流れ、第２の端部２０６ａ、２０６ｂから排出される。一般に重力によって、オイルの分離されたミクロンサイズ粒子が、通路２０８ａ、２０８ｂの軸線と同じ方向に下方に導かれると、クランク室ガスは、落下しているオイルの経路から離れた経路に沿って吸引される。分離室２００ａ、２００ｂの第２の端部２０６ａ、２０６ｂに対する排出ポート１４ａの位置が例示であることが認識される必要があり、添付の特許請求の範囲を限定すると解釈する必要がなく、また、オイルのミクロンサイズ粒子の落下経路から離れたクランク室ガスの流れを促進する、排出ポート１４ａの位置は、添付の特許請求の範囲の範囲内であることが認識される必要がある。

【0022】

ここで、図３を参照すると、分離室２００ａ、２００ｂの実施形態が示されている。説明のために、分離室の実施形態の共通の特徴は、「ａ」という文字が続く同一の参照符号を用いて記載する。分離室２００ａには、概して円錐台形を形成する内壁２０２がある。具体的には、分離室２００ａには、３つの円錐台形の内壁２０２が含まれ、これらはそれぞれ、互いに概して等距離に離れ、座標「Ｘ」及び「Ｙ」によって画定された面と概して平行な軸線に沿って互いに軸線方向に配置されている。

【0023】

円錐台形の内壁２０２のそれぞれには、第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０６ａがあり、内壁２０２ａの第１の端部２０４ａのそれぞれの径は、対応する第２の端部２０６ａの径よりも大きい。円錐台形の内壁２０２はそれぞれ互いに概して同じ寸法であるが、円錐台形の内壁２０２の寸法が、特定のエンジン性能を達成するようになっており、また、円錐台形の内壁２０２のうちの１つのサイズ及び寸法が、所望のエンジン性能を達成するように、他のものと異なっていてもよいことが認識される必要がある。

【0024】

オイル分離の性能を向上させるために、分離室２００ａには、軸線方向突出部１８が含まれ得る。軸線方向突出部１８は、通路２０８ａの軸線に沿ってオイル分離装置１０の上部２０から延びている。図３に示されているように、内壁２０２ａにはそれぞれ、軸線方向突出部１８がある。軸線方向突出部はそれぞれ、内壁２０２の第１の端部２０４ａの径に対して中心に配置されている。

【0025】

軸線方向突出部１８は、分離室２００ａの内壁２０２に沿って流入クランク室ガスの流れを誘導する。内壁２０２に沿ったクランク室ガス流れの誘導は、分離室２００ａ内のサイクロン効果を増加させる。内壁２０２に沿って流れるクランク室ガスは、分離室２００ａの第１の端部２０４ａから第２の端部２０６ａまで旋回するので、高速で移動する。この高速によって、懸濁したオイルに高レベルの遠心力が加えられ、より多くのオイル粒子が内壁２０２上に集まる。装置の性能を更に向上させるために、軸線方向突出部１８は、第１の面Ｐ１を越えて延びていてもよく、これによって、内壁２０２に沿って流入クランク室ガスがすべて誘導される。

【0026】

ここで、図７を参照すると、分離室２００ａに対して流入通路１２ｂの典型例が示されている。軸線方向突出部１８に加えて、分離室２００ａ内のサイクロン効果は、内壁２０２と接触する場合に運動量を維持するように、クランク室ガスの経路を誘導することによって高めることができる。例えば、クランク室ガスが通路２０８ａの軸線に対して概して垂直な第１の端部２０４ａ付近の分離室２００ａに流入するように、流入通路１２ｂを設けてもよい。

【0027】

流入通路１２ｂの一部は、通路２０８ａの軸線に対して概して垂直であり、軸線に対して概して垂直な方向で、分離室の第１の端部にクランク室ガスを供給し、サイクロン効果の旋回方向と概して同一平面上にある流入クランク室ガスの運動量の付加によって、サイクロン効果を増加させる。この配置によって、流入クランク室ガスの運動が旋回運動になり、これにより、サイクロン効果の回転速度が増加し、上述したクランク室ガスからより多くのオイルが分離される。

【0028】

さらに、流入通路１２ｂから分離室２００ａに流入するクランク室ガスを誘導することができ、クランク室ガスは、サイクロン効果の発生を導く分離室２００ａの内壁２０２に沿った流れを発生させるような角度で内壁２０２ａと接触する。内壁２０２に沿ったガス流れの提供によって、上述した軸線方向突出部１８の使用と同様に、分離室２００ａの効率が増加する。垂直クランク室ガス流れ及び／又は角度のあるクランク室ガス流れを提供する流入構造体、並びに軸線方向突出部１８が、サイクロン効果を発生させるように、オイル分離装置１０に所望される特定の性能特性に応じて、単独で又は種々の組合せで使用できることが理解及び認識される。

【0029】

図３及び４を再び参照すると、オイル分離装置１０には、ハウジング２２が含まれ得る。ハウジング２２には、室３０を画定するように、１組の側壁２４、上壁２６及び底壁２８が含まれている。オイルドレイン１６は、底壁２８上に配置されている。室３０には、第１のオイル分離部３２及び第２のオイル分離部３４が含まれている。第１のオイル分離部３２は、第２のオイル分離部３４と流体連通している。第１のオイル分離部３２は、第２のオイル分離部３４と並んで配置されている。第１のオイル分離部３２及び第２のオイル分離部３４の利用によって、複数の段階によりガスからオイルを分離することができる。一度にオイルを分離する場合と比較すると、分離を複数の段階に分けることによって、個々の段階において圧力低下の減少がもたらされる。圧力低下の減少によって、オイル分離装置１０内におけるガスに再導入されるオイルの量を低減することが支援される。

【0030】

流入口１２は、第１のオイル分離部３２の上流に配置されている。排出口１４は、第２の分離部３４の下流に配置されている。分離室２００ａ、２００ｂは、第１の分離部３２内に配置されている。分離室２００ａ、２００ｂは、ハウジングの底壁２８よりも高く、当該底壁から間隔を置いて配置され、分離室２００の第２の端部２０６ａ、２０６ｂは、オイルドレイン１６から軸線方向に離れている。

【0031】

底部には、互いに開いている第１のオイル分離部３２及び第２のオイル分離部３４の低い部分が含まれているが、当該底部は、ハウジングの底壁２８及び側壁２４によって概して画定されている。第１のオイル分離部３２の底部の上部は、分離室２００ａ、２００ｂの第２の端部２０６ａ、２０６ｂによって画定され、第２のオイル分離部３４の底部の上部は、隔壁３６によって画定されている。

【0032】

隔壁３６は、分離室２００ａ、２００ｂの側壁２５と、ハウジング２２の１組の側壁２４のうちの１つとの間に延びている。隔壁３６は、第１の室３８及び第２の室４０を画定するように、ハウジング２２の上壁２６と底壁２８との間に配置されている。第１の室３８は、第２の室４０の下に配置され、第１のオイル分離部３２の底部を備え、その一方が開いている。隔壁３６は、底壁２８と概して平行である。

【0033】

隔壁３６には、１以上の貫通孔４２が含まれている。貫通孔によって、第１の室３８内のクランク室ガスが第２の室４０に流入することができる。貫通孔４２の量及びサイズが、オイル分離装置１０の意図した性能基準によって異なることが認識される。貫通孔４２のサイズ又は数の減少によって、クランク室ガスが当該貫通孔に流れるのに利用可能な領域が減少する。クランク室ガスの流れる領域の減少によって、貫通孔４２を流れるガスの速度が増加する。

【0034】

隔壁３６には、ドレインチューブ４６が更に含まれ得る。ドレインチューブ４６は、概して円筒状の部材である。ドレインチューブ４６の上部は、隔壁３６の上面に滴っているオイルの排出を促進するように、一般に面取りされている。ドレインチューブ４６は、それぞれの貫通孔４２の間に配置されていてもよい。図３は、１つのみのドレインチューブ４６を有するオイル分離装置１０を示しているが、本発明の範囲を限定することなく、追加のドレインチューブ４６を使用できることが認識される必要がある。ドレインチューブ４６は、第１の室３８と流体連通している。

【0035】

オイル分離装置１０には、遮断壁４４が更に含まれ得る。遮断壁４４は、隔壁３６よりも上に、そして上壁よりも下に配置されている。遮断壁４４は、隔壁の貫通孔４２の真上に（directly above）配置されていることが好ましい。遮断壁４４には、一般に下面４４ｂがあり、また、遮断壁４４の側端は、分離室２００ａ、２００ｂの側壁２４及び側壁２５から間隔を置いて配置されている。遮断壁４４は、排出ポート１４ａの下に配置されている。

【0036】

貫通孔４２と遮断壁４４との間の距離によって、クランク室ガスが遮断壁４４に衝突する速度が決定されることが認識される必要がある。好適な実施形態は、最大６０ ｌ／分の容積流量を扱うようにされており、径が約３ ｍｍの貫通孔４２を含んでいる。遮断壁４４は、貫通孔４２よりも上に、約５ ｍｍの間隔で配置されている。

【0037】

クランク室ガスと遮断壁４４との衝突によって、ガス中に残存するオイルを更に分離することが支援される。このオイルは、遮断壁４４上に集まり、重力によって、オイルがドレイン１６に流され、オイル分離装置１０から除去される。重力によって、オイルがドレインチューブ４６又は貫通孔４２を通り流れ得ることが認識される必要がある。オイルは、底壁２８上に落下し、オイルドレイン１６への通路を見出す。

【0038】

分離室２００ａ、２００ｂは、クランク室ガスからオイルのミクロンサイズ粒子を分離するように構成されている。上述したように、分離室２００ａ、２００ｂは、ハウジング２２の第１のオイル分離部３２に配置されている。分離室２００ａ、２００ｂは、ハウジング２２の底壁２８から間隔を置いて、そして、当該底壁よりも上に配置されている。分離室２００ａ、２００ｂの側壁２５は、第２のオイル分離部３４の側壁を形成している。

【0039】

図３を再び参照すると、分離室２００ａの例示的実施形態が示され、同一の構成要素は、「ａ」という文字が続く同一の参照符号によって言及される。分離室２００ａには、３つの円錐台形の内壁２０２が含まれ、これらはそれぞれ、互いに概して等距離に離れ、座標「Ｘ」及び「Ｙ」によって画定された面と概して平行な軸線に沿って互いに軸線方向に配置されている。

【0040】

円錐台形の内壁２０２のそれぞれには、第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０６ａがあり、内壁２０２ａの第１の端部２０４ａのそれぞれの径は、対応する第２の端部２０６ａの径よりも大きい。円錐台形の内壁２０２はそれぞれ互いに概して同じ寸法であるが、円錐台形の内壁２０２の寸法が、特定のエンジン性能を達成するようになっており、また、円錐台形の内壁２０２のうちの１つのサイズ及び寸法が、所望のエンジン性能を達成するように、他のものと異なっていてもよいことが認識される必要がある。

【0041】

分離室２００ａには、軸線方向突出部１８が含まれ得る。軸線方向突出部１８は、通路２０８ａの軸線に沿ってオイル分離装置１０の上部２０から延びている。軸線方向突出部１８は、分離室２００ａの内壁２０２に沿って流入クランク室ガスの流れを誘導する。内壁２０２に沿ったクランク室ガス流れの誘導は、分離室２００ａ内のサイクロン効果を増加させる。内壁２０２に沿って流れるクランク室ガスは、分離室２００ａの第１の端部２０４ａから第２の端部２０６ａまで旋回するので、高速で移動する。この高速によって、懸濁したオイルに高レベルの遠心力が加えられ、より多くのオイル粒子が内壁２０２上に集まる。装置の性能を更に向上させるために、軸線方向突出部１８は、第１の面Ｐ１を越えて延びていてもよく、これによって、内壁２０２に沿って流入クランク室ガスがすべて誘導される。

【0042】

ここで、図４、１１及び１２を参照すると、分離室２００ｂの第２の実施形態が示され、同一の構成要素は、「ｂ」という文字が続く同一の参照符号によって言及される。分離室２００ｂには、第１の端部２０４ｂ及び第２の端部２０６ｂが含まれている。分離室２００ｂには、少なくとも１つの狭い波状通路２０８ｂであって、第１の波状面に類似した（mirroring）第２の波状面５０に対向している第１の波状面４８によって画定された波状通路が含まれている。第１の波状面４８は、第２の波状面５０から所定の距離を置いて配置されている。狭い波状通路２０８ｂは、分離室２００ｂの第１の端部２０４ｂと第２の端部２０６ｂとの間に延びている。オイル分離装置１０の設計基準に応じて、通路２０８ｂの数、並びに、それぞれの通路２０８ｂの長さ、幅及び頻度が変更できることが認識される必要がある。

【0043】

クランク室ガス及び分離されたオイルは、第２の端部２０６ｂにおいて狭い波状通路２０８ｂから排出される。狭い波状通路２０８ｂから排出されると、重力によって、分離されたオイルは、ハウジングの底壁２８に落下し、ドレイン１６から流出する。狭い波状通路２０８ｂから排出されたクランク室ガスは、第２のオイル分離部３４の第１の室３８に横方向に吸引されることによって、落下しているオイルから分離され、クランク室ガスは、最終的に、上述した排出口から流出する。

【0044】

ここで、図５〜１２を参照すると、オイル分離装置１０の動作が示されている。図５及び６をまず参照すると、クランク室ガスは、流入口１２を通って流入することが示されている。クランク室ガスが流入ポート１２ａに流入すると、構造体１２ｃは、オイルの粒子に分離させるクランク室ガスの経路を遮断する。ここで、図７及び１１を参照すると、クランク室ガスは、流入通路１２ｂに吸引され、対応する分離室２００ａ、２００ｂの第１の端部２０４ａ、２０４ｂに流入するように誘導される。

【0045】

ここで、図３及び１２を参照すると、分離室２００ａを有するオイル分離装置１０の動作が示されている。クランク室ガスは、通路２０８ａに吸引される。クランク室ガスは、軸線方向突出部１８に衝突し、分離室２００ａの内壁２０２に対して旋回を始める。クランク室ガスが内壁２０２に衝突すると、オイルのミクロンサイズ粒子は、クランク室ガスから分離され、内壁２０２ａ上に集まる。オイルの分離された粒子は、内壁２０２ａ上に蓄積され、重力とともにクランク室ガスの経路によって、第２の端部２０６ａまでオイルが導かれ、オイルは、最終的に底壁２８上に落下する。クランク室ガスが第２の端部２０６ａから排出されると、クランク室ガスは、落下しているオイルから第２のオイル分離部３４に吸引される。

【0046】

ここで、図４及び８を参照すると、分離室２００ｂを有するオイル分離装置１０の動作が示されている。クランク室ガスは、通路２０８ｂに吸引される。クランク室ガスが第１の波状面４８又は第２の波状面５０のいずれかに衝突すると、オイルのミクロンサイズ粒子は、クランク室ガスから分離され、第１の波状面４８及び第２の波状面５０上に集まる。オイルの分離された粒子は、第１の波状面４８及び第２の波状面５０上に蓄積され、重力とともにクランク室ガスの経路によって、第２の端部２０６ｂまでオイルが導かれ、オイルは、最終的に底壁２８上に落下する。クランク室ガスが第２の端部２０６ｂから排出されると、クランク室ガスは、落下しているオイルから第２のオイル分離部３４に吸引される。

【0047】

分離室２００ａ、２００ｂの第２の端部２０６ａ、２０６ｂは、オイルドレイン１６からオフセットされていてもよい。オイルドレイン１６は、通路２０８ａ、２０８ｂの軸線の長さから横方向に離れて示されている。したがって、分離室２００ａ、２００ｂの第２の端部２０６ａ、２０６ｂからクランク室ガスが流出すると、底壁２８の一部は、通路２０８ａ、２０８ｂの軸線に対してクランク室ガスの移動を横方向に促進する。

【0048】

分離室２００ａ、２００ｂの第２の端部２０６ａ、２０６ｂから排出されたクランク室ガスは、第１のオイル分離部３２から第２のオイル分離部３４の第１の室３８に横方向に流れる。分離室２００ａ、２００ｂからハウジング２２の底壁２８にオイルが落下すると、クランク室ガスの横方向の流れによって、分離室２００ａ、２００ｂにより分離されたオイルからクランク室ガスが吸引される。分離されたオイルは、底壁２８に沿って流れ、オイルドレイン１６から流出する。

【0049】

ここで、図３、４、６及び１０を参照すると、クランク室ガスは、第２のオイル分離部３４に更に吸引され、クランク室ガスは、隔壁３６に上方へ吸引される。クランク室ガスが隔壁３６の下面に衝突すると、オイルは、クランク室ガスから更に分離される。分離されたオイルは、底壁２８上に落下し、最終的に、オイルドレイン１６を介してハウジング２２から排出される。

【0050】

クランク室ガスは、貫通孔４２を通して更に吸引され、遮断壁４４の下面に運ばれ、オイルは、クランク室ガスから更に分離される。オイルは、隔壁３６上に落下し、貫通孔４２及びドレインチューブ４６を介して底壁上に落下する。クランク室ガスは、第２の室４０に吸引され、排出ポート１４ａから吸引される。

【0051】

図１を再び、そして図２も参照すると、オイル分離装置１０には、分離室２００ａ、２００ｂによってクランク室ガスを誘導する前に、クランク室ガスからオイルを分離するように誘導する、一連の種々の室、チャネル、壁、通路及び障壁が含まれている。種々の室、チャネル、壁などを形成するために、図２に示されているように、オイル分離装置１０は、一連の被覆シェルから製造することができる。例えば、好適な実施形態のオイル分離装置１０は、第１のシェル１、第２のシェル２、第３のシェル３及び第４のシェル４から製造される。第１のシェル１は、第２のシェル２上に配置され、第２のシェル２は、第３のシェル３上に配置され、そして、第３のシェル３は、第４のシェル４上に配置される。互いのシェル上へのシェル１、２、３及び４の載置によって、本発明の種々の構造が形成される。図１及び２が例示であるが、本明細書に説明した本発明を実施する１つの手段にすぎず、本発明を限定することを意味するものではないことが認識される必要がある。

【0052】

上述したように、種々の室、チャネル、及びオイル分離装置１０を形成するその他の構造は、被覆シェル１、２、３及び４によって形成される。例えば、図８を参照すると、第２のシェル２の一部は、上部２０及び軸線方向突出部１８を形成している。第３のシェル３は、第４のシェル４に隣接し、第４のシェルは、オイル分離装置１０の底壁２８を形成している。

【0053】

上述した教示に照らして、本発明の多くの改良及び変形が可能であり、特に明記されていない限り、添付の特許請求の範囲内で実施できることが明らかである。

【符号の説明】

【0054】

１０ オイル分離装置
１２ 流入口
１２ａ 流入ポート
１４ 排出口
１４ｂ 排出通路
１６ オイルドレイン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】