WO2015122438A1 - ブローバイヒーター - Google Patents

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WO2015122438A1
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heater
vicinity
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剛 岡崎
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株式会社 ニフコ
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M25/06—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding lubricant vapours
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    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
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    • F02M35/10222—Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0472—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil using heating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a blow-by heater that heats a blow-by gas of an engine to prevent moisture or the like contained in the blow-by gas from adhering or freezing on the inner wall of a pipe line.
  • blow-by gas heaters have been widely used in the past in order to prevent moisture or the like contained in the blow-by gas from adhering to or icing on the inner wall of the conduit.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing a conventional blow-by gas heater (corresponding to FIG. 11 of JP2012-215137A), and FIG. 7 is an example in which the blow-by gas heater of FIG. 6 is provided in the blow-by gas circulation passage.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view (corresponding to FIG. 9 of JP 2012-215137 A).
  • the metal pipe 55 serving as a blow-by gas passage has a smooth wall portion 55d and a partial cylindrical wall portion 55e (see FIG. 6). Therefore, the cross-sectional opening shape of the metal tube 55 is a partial circular shape.
  • the front end of the smooth wall portion 55d and the front end of the partial cylindrical wall portion 55e form a common opening end surface of the metal tube 55, and the entire front end of the smooth wall portion 55d is the last portion 55c of the opening surface of the metal tube 55.
  • the central portion of the tip of the partial cylindrical wall 55e is the foremost portion 55b of the opening surface of the metal tube 55 (see FIGS. 6 and 7).
  • the smooth wall portion 55d is disposed so as to face the heating source 56, which is an electronic ceramic heater, via the heating source attachment tube 54. Electric power is supplied to the heating source 56 via a plug member 57.
  • the metal tube 55 has a throttle portion 55f formed so that the cross-sectional opening area becomes smaller toward the tip side.
  • the protruding portion 55 a of the metal pipe 55 is disposed so as to protrude from the inner wall surface 61 d of the connecting pipe 61 toward the intake passage axial line side a ⁇ b> 1.
  • Moisture or oil content of the blow-by gas adhering to the metal tube 55 flows to the tip side (downward) through the protruding portion 55a, and water droplets or oil droplets are promoted.
  • the inventor of the present invention has remarkably reduced the size of water droplets or oil droplets (spraying) as compared with the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-215137 by elaborating the shape of the opening end of the blow-by gas heater. It was found that it can be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a blow-by gas heater that can remarkably reduce the size of water droplets or oil droplets (spraying) of water or oil contained in blow-by gas.
  • the present invention is a blow-by heater having a cylindrical body through which blow-by gas flows and opens downstream, wherein the cylindrical body is formed such that the thickness on the downstream side decreases toward the opening end. This is a blow-by heater.
  • the thickness of the cylinder through which blow-by gas flows is formed so as to decrease toward the opening end, the area in which moisture or oil can stay on the opening end surface of the cylinder is small. Therefore, the amount of moisture or oil remaining at the opening end surface is reduced, and as a result, the size of water droplets or oil droplets scattered from the opening end surface is significantly reduced. As a result, even when the splashed water droplets or oil droplets are frozen later, the ice block has a small volume, so that the occurrence of damage to the turbo impeller, for example, can be suppressed.
  • the cylindrical body is formed so that the thickness of the entire peripheral edge on the downstream side decreases toward the opening end.
  • the moisture or the retention amount is reduced over the entire circumference of the opening end face, the size of water droplets or oil droplets scattered from the opening end face is significantly reduced over the entire circumference of the opening end face.
  • the cylindrical body is constituted by a metal tube having a portion (throttle portion) whose cross-sectional area decreases toward the downstream side.
  • a metal tube can be formed, for example, by processing a metal flat plate formed by press punching into a cylindrical shape.
  • the wall thickness in the vicinity of the opening end is opened on the inner peripheral side in the vicinity of the opening end of the metal pipe.
  • An inclined surface portion is formed so as to decrease toward the end.
  • an inclined surface portion is formed on the entire peripheral edge on the inner peripheral side in the vicinity of the opening end of the metal tube so that the thickness of the entire peripheral edge in the vicinity of the opening end decreases toward the opening end. .
  • the retention amount of moisture or oil is reduced along the entire circumference of the opening end face, so that the size of water droplets or oil droplets scattered from the opening end face is significantly reduced along the entire circumference of the opening end face.
  • the inclined surface portion may have a surface portion with a linear cross section, or may have a surface portion with a curved cross section.
  • the inclined surface portion is smoothly (without forming corner portions) continuous from the inner peripheral surface of the metal tube. In this case, moisture or oil in the metal tube can be more smoothly guided from the inner peripheral surface of the metal tube toward the opening end.
  • the inclined surface portion has a curved cross-sectional surface portion, it is preferable to form a corner portion together with the outer peripheral surface of the metal tube on the opening end side. In this case, the action of the surface tension at the corner portion promotes the formation of water or oil droplets at the corner portion (retention is unlikely to occur), so that the size of the water droplets or oil droplets is further significantly reduced.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the blow-by gas heater of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a blow-by gas heater according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the blow-by gas heater of FIG. 1
  • FIG. 3 is a blow-by gas heater of FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the shape of the opening end vicinity of this metal pipe.
  • a metal tube 5 serving as a passage for blow-by gas has a smooth wall portion 5 d and a curved wall portion 5 e ( (See FIG. 1).
  • the cross-sectional opening shape of the metal tube 5 is a substantially half moon shape.
  • the entire tip of the smooth wall portion 5d and the tip of the curved wall portion 5e form a common open end surface 5a of the metal tube 5 (see FIG. 2).
  • the smooth wall portion 5d is disposed so as to directly face the heating source 6 that is an electronic ceramic heater. Electric power is supplied to the heating source 6 via the plug member 7.
  • the metal tube 5 has a narrowed portion 5f formed so that the cross-sectional opening area becomes smaller toward the tip side.
  • the opening end surface 5a of the metal pipe 5 is disposed so as to protrude into an unillustrated intake passage pipe.
  • the moisture or oil content of the blow-by gas adhering to the metal pipe 5 is guided to the opening end surface 5a, is formed into water droplets or oil droplets at the opening end surface 5a, and is scattered into an airflow flowing in an unillustrated intake passage tube.
  • the thickness on the downstream side of the metal tube 5 is formed so as to decrease toward the opening end surface 5a.
  • the inclined surface portion so that the thickness in the vicinity of the opening end surface 5a decreases toward the opening end surface 5a.
  • 5 g is formed.
  • the inclined surface portion 5g has a surface portion having a linear cross section.
  • the thickness of the metal tube 5 through which blow-by gas flows is formed so as to decrease toward the opening end surface 5a.
  • the area where water or oil can stay is small, the amount of water or oil remaining at the opening end surface 5a is reduced, and as a result, the size of water droplets or oil droplets scattered from the opening end surface 5a is significantly reduced. .
  • the ice block has a small volume, so that the occurrence of damage to the turbo impeller, for example, can be suppressed.
  • the inclined surface portion 5g is formed on the entire peripheral edge on the inner peripheral side in the vicinity of the opening end surface 5a of the metal tube 5, and the thickness of the entire peripheral edge in the vicinity of the opening end surface 5a is directed toward the opening end surface 5a. It is preferable that it is formed so as to decrease. In this case, the retention amount of water or oil is reduced on the entire periphery of the opening end surface 5a, and the size of water droplets or oil droplets scattered from the opening end surface 5a is significantly reduced on the entire periphery of the opening end surface 5a.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the shape in the vicinity of the opening end of the metal tube 5.
  • the inclined surface portion 5 g and the inclined surface portion 5 h are formed on both the inner peripheral side and the outer peripheral side in the vicinity of the opening end surface 5 a of the metal tube 5. .
  • the area where moisture or oil can stay on the opening end surface 5a of the metal tube 5 is small, and the amount of moisture or oil remaining on the opening end surface 5a is reduced.
  • the opening end surface 5a The size of water droplets or oil droplets scattered from the water is remarkably reduced.
  • the ice block has a small volume, so that the occurrence of damage to the turbo impeller, for example, can be suppressed.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing still another example of the shape in the vicinity of the opening end of the metal tube 5.
  • the inclined surface portion 5 g has a curved surface portion. More specifically, in the example shown in FIG. 5, the inclined surface portion 5 g is smoothly (without forming a corner portion) continuous from the inner peripheral surface of the metal tube 5, while the corner portion together with the outer peripheral surface of the metal tube 5. 5c is formed.
  • moisture or oil in the metal tube 5 can be more smoothly guided from the inner peripheral surface of the metal tube 5, and moisture or oil in the corner portion 5c can be induced by the action of surface tension in the corner portion 5c. Since the spraying of oil is promoted (residence is unlikely to occur), the size of water droplets or oil droplets is further significantly reduced.
  • the cylindrical body is not limited to a metal plate formed by press punching into a cylindrical shape, but is made of metal formed by die-casting or made of resin with high heat conductivity formed by injection molding. It may be a thing.

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Abstract

　本発明は、ブローバイガスが通流し下流側に開口する筒体を有するブローバイヒーターであって、前記筒体は、下流側の肉厚が開口端に向かって減少するように形成されていることを特徴とするブローバイヒーターである。

Description

ブローバイヒーター
　本発明は、エンジンのブローバイガスを加熱して、当該ブローバイガスに含まれる水分等が管路内壁部に付着ないし氷結することを防止するブローバイヒーターに関する。
　環境汚染を避けるために、エンジンのブローバイガスを大気開放しないで、エンジンの吸気経路に環流させることが行われている。そして、このようなブローバイガス環流管路において、ブローバイガスに含まれる水分等が管路内壁部に付着ないし氷結することを防止するために、従来よりブローバイガスヒーターが広く用いられている。
　図６は、従来のブローバイガスヒーターを示す概略斜視図であり（特開２０１２－２１５１３７の図１１に対応）、図７は、図６のブローバイガスヒーターがブローバイガス環流通路に設けられた例を示す概略断面図である（特開２０１２－２１５１３７の図９に対応）。
　図６及び図７に示すように、ブローバイガスの通路となる金属管５５が平滑壁部５５ｄと部分円筒壁部５５ｅとを有している（図６参照）。従って、金属管５５の断面開口形状は、部分円形状である。平滑壁部５５ｄの先端と部分円筒壁部５５ｅの先端とが、金属管５５の共通の開口端面を形成しており、平滑壁部５５ｄの先端全体が、金属管５５の開口面の最後部５５ｃとなっており、部分円筒壁部５５ｅの先端の中央部が、金属管５５の開口面の最先部５５ｂとなっている（図６及び図７参照）。平滑壁部５５ｄは、加熱源取付管５４を介して、電子セラミックヒーターである加熱源５６と対向するように配置されている。加熱源５６には、プラグ部材５７を介して、電力が供給されるようになっている。
　また、金属管５５は、その断面開口面積が先端側ほど小さくなるように形成された絞り部５５ｆを有している。
　図７に示すように、金属管５５の突出部５５ａが、接続管６１における内壁面６１ｄよりも吸気通路軸線側ａ１へ突出するように配置される。金属管５５に付着するブローバイガスの水分ないし油分は、突出部５５ａを伝ってその先端側（下方）へ流動し、水滴化ないし油滴化が促される。
発明の要旨
　ブローバイガスの水分ないし油分が水滴化ないし油滴化されると、その後に氷結等した場合でも、その氷塊が小体積であるため、例えばターボインペラーの損傷等の発生を抑制することができる。水滴化ないし油滴化のサイズが小さければ小さい程、その効果が顕著となる。
　本件発明者は、ブローバイガスヒーターの開口端の形状に鋭意工夫を凝らすことにより、特開２０１２－２１５１３７に記載された構成と比較して水滴化ないし油滴化（飛沫化）のサイズを顕著に低減できることを知見した。
　本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、ブローバイガスに含まれる水分ないし油分等の水滴化ないし油滴化（飛沫化）のサイズを顕著に低減できるブローバイガスヒーターを提供することである。
　本発明は、ブローバイガスが通流し下流側に開口する筒体を有するブローバイヒーターであって、前記筒体は、下流側の肉厚が開口端に向かって減少するように形成されていることを特徴とするブローバイヒーターである。
　本発明によれば、ブローバイガスが通流する筒体の肉厚が開口端に向かって減少するように形成されていることにより、当該筒体の開口端面において水分ないし油分が滞留できる面積が小さいため、水分ないし油分の当該開口端面での滞留量が低減され、結果的に当該開口端面から飛散していく水滴ないし油滴のサイズが顕著に低減される。このことにより、飛散した水滴ないし油滴がその後に氷結等した場合でも、その氷塊が小体積であるため、例えばターボインペラーの損傷等の発生を抑制することができる。
　好ましくは、前記筒体は、下流側の全周縁の肉厚が開口端に向かって減少するように形成されている。この場合、開口端面の全周において水分ないし滞留量が低減されるため、開口端面から飛散していく水滴ないし油滴のサイズが開口端面の全周において顕著に低減される。
　一般的には、例えば、前記筒体は、下流側に向かって断面積が減少する部位（絞り部）を有する金属管によって構成される。このような金属管は、例えば、プレス打ち抜きによって形成された金属平板を筒状に加工することで形成され得る。
　そして、筒体である金属管の下流側の肉厚を開口端に向かって減少させる具体例として、例えば、当該金属管の開口端近傍の内周側に、当該開口端近傍の肉厚が開口端に向かって減少するように、傾斜面部が形成される。
　この場合も、好ましくは、前記金属管の開口端近傍の内周側の全周縁に、当該開口端近傍の全周縁の肉厚が開口端に向かって減少するように、傾斜面部が形成される。この場合、開口端面の全周において水分ないし油分の滞留量が低減されるため、開口端面から飛散していく水滴ないし油滴のサイズが開口端面の全周において顕著に低減される。
　前記傾斜面部は、断面直線状の面部を有していてもよいし、断面曲線状の面部を有していてもよい。傾斜面部が断面曲線状の面部を有する場合には、金属管の内周面から滑らかに（角部を形成することなく）連続していることが好ましい。この場合、金属管内の水分ないし油分を金属管の内周面から開口端に向けてより円滑に誘導することができる。一方、傾斜面部が断面曲線状の面部を有する場合であっても、開口端側においては、前記金属管の外周面と共に角部を形成していることが好ましい。この場合、当該角部における表面張力の作用により、当該角部において水分ないし油分の飛沫化が促される（滞留が生じにくい）ため、水滴ないし油滴のサイズがより一層顕著に低減される。
本発明の一実施の形態のブローバイガスヒーターを示す概略斜視図である。 図１のブローバイガスヒーターの概略断面図である。 図１のブローバイガスヒーターの金属管の開口端近傍の形状を示す概略断面図である。 金属管の開口端近傍の形状の他の例を示す概略断面図である。 金属管の開口端近傍の形状の更に他の例を示す概略断面図である。 従来のブローバイガスヒーターを示す概略斜視図である（特開２０１２－２１５１３７の図１１）。 図６のブローバイガスヒーターがブローバイガス環流通路に設けられた例を示す概略断面図である（特開２０１２－２１５１３７の図９）。
　以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。　
　図１は、本発明の一実施の形態のブローバイガスヒーターを示す概略斜視図であり、図２は、図１のブローバイガスヒーターの概略断面図であり、図３は、図１のブローバイガスヒーターの金属管の開口端近傍の形状を示す概略断面図である。
　図１及び図２に示すように、本発明の一実施の形態のブローバイガスヒーター１０は、ブローバイガスの通路となる金属管５が平滑壁部５ｄと曲面壁部５ｅとを有している（図１参照）。金属管５の断面開口形状は、略半月形状である。平滑壁部５ｄの先端全体と曲面壁部５ｅの先端とが、金属管５の共通の開口端面５ａを形成している（図２参照）。平滑壁部５ｄは、電子セラミックヒーターである加熱源６と直接対向するように配置されている。加熱源６には、プラグ部材７を介して、電力が供給されるようになっている。また、金属管５は、その断面開口面積が先端側ほど小さくなるように形成された絞り部５ｆを有している。
　金属管５の開口端面５ａが、不図示の吸気通路管内へ突出するように配置されている。
　金属管５に付着するブローバイガスの水分ないし油分は、開口端面５ａまで誘導されて、当該開口端面５ａにおいて水滴化ないし油滴化され、不図示の吸気通路管内を流れる気流内へ飛散する。
　本実施の形態では、金属管５の下流側の肉厚が開口端面５ａに向かって減少するように形成されている。具体的には、図３に示すように、金属管５の開口端面５ａの近傍の内周側に、当該開口端面５ａの近傍の肉厚が開口端面５ａに向かって減少するように、傾斜面部５ｇが形成されている。図３に示すように、本実施の形態では、傾斜面部５ｇが断面直線状の面部を有している。
　以上のような本実施の形態によれば、ブローバイガスが通流する金属管５の肉厚が開口端面５ａに向かって減少するように形成されているため、当該金属管５の開口端面５ａにおいて水分ないし油分が滞留できる面積が小さく、水分ないし油分の当該開口端面５ａでの滞留量が低減され、結果的に当該開口端面５ａから飛散していく水滴ないし油滴のサイズが顕著に低減される。このことにより、飛散した水滴ないし油滴がその後に氷結等した場合でも、その氷塊が小体積であるため、例えばターボインペラーの損傷等の発生を抑制することができる。
　なお、本実施の形態において、傾斜面部５ｇは、金属管５の開口端面５ａの近傍の内周側の全周縁に、当該開口端面５ａの近傍の全周縁の肉厚が開口端面５ａに向かって減少するように形成されていることが好ましい。この場合、開口端面５ａの全周において水分ないし油分の滞留量が低減され、開口端面５ａから飛散していく水滴ないし油滴のサイズが開口端面５ａの全周において顕著に低減される。
　次に、図４は、金属管５の開口端近傍の形状の他の例を示す概略断面図である。図４に示す例では、図３に示す例とは異なり、金属管５の開口端面５ａの近傍の内周側と外周側との両方に、それぞれ傾斜面部５ｇ及び傾斜面部５ｈが形成されている。
　このような例においても、金属管５の開口端面５ａにおいて水分ないし油分が滞留できる面積が小さく、水分ないし油分の当該開口端面５ａでの滞留量が低減されるため、結果的に当該開口端面５ａから飛散していく水滴ないし油滴のサイズが顕著に低減される。このことにより、飛散した水滴ないし油滴がその後に氷結等した場合でも、その氷塊が小体積であるため、例えばターボインペラーの損傷等の発生を抑制することができる。
　本件発明者による実験によれば、傾斜面部５ｇ及び傾斜面部５ｈの傾斜角度につき、金属管５の開口端面５ａを基準にして４５度くらいの角度までであれば、良好な飛沫化が得られる。
　次に、図５は、金属管５の開口端近傍の形状の更に他の例を示す概略断面図である。図５に示す例では、図３に示す例とは異なり、傾斜面部５ｇが断面曲線状の面部を有している。更に詳しくは、図５に示す例では、傾斜面部５ｇは金属管５の内周面から滑らかに（角部を形成することなく）連続している一方で、金属管５の外周面と共に角部５ｃを形成している。
　このような例では、金属管５内の水分ないし油分を金属管５の内周面からより円滑に誘導することができ、且つ、角部５ｃにおける表面張力の作用により当該角部５ｃにおいて水分ないし油分の飛沫化が促される（滞留が生じにくい）ため、水滴ないし油滴のサイズがより一層顕著に低減される。
　なお、筒体は、プレス打ち抜きによって形成された金属平板を筒状に加工するものに限られず、ダイキャストによって成形される金属製のものや、射出成形によって成形される伝熱性の高い樹脂製のものでもよい。
１０　ブローバイガスヒーター
５　金属管
５ａ　開口端面
５ｄ　平滑壁部
５ｅ　曲面壁部
５ｆ　絞り部
５ｇ　傾斜面部
５ｈ　傾斜面部
６　加熱源
７　プラグ部材
５４　加熱源取付管
５５　金属管
５５ａ　突出部
５５ｂ　先端部
５５ｃ　最後部
５５ｄ　平滑壁部
５５ｅ　部分円筒壁部
５５ｆ　絞り部
５６　加熱源
５７　プラグ部材
６１　接続管
６１ｄ　内壁面

Claims (7)

  1. 　ブローバイガスが通流し下流側に開口する筒体を有するブローバイヒーターであって、
    　前記筒体は、下流側の肉厚が開口端に向かって減少するように形成されている
    ことを特徴とするブローバイヒーター。
  2. 　前記筒体は、下流側の全周縁の肉厚が開口端に向かって減少するように形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のブローバイヒーター。
  3. 　前記筒体は、下流側に向かって断面積が減少する部位を有する金属管によって構成されており、
    　前記金属管の開口端近傍の内周側には、当該開口端近傍の肉厚が開口端に向かって減少するように、傾斜面部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のブローバイヒーター。
  4. 　前記金属管の開口端近傍の内周側の全周縁には、当該開口端近傍の全周縁の肉厚が開口端に向かって減少するように、傾斜面部が形成されている
    ことを特徴とする請求項３に記載のブローバイヒーター。
  5. 　前記傾斜面部は、断面曲線状の面部を有している
    ことを特徴とする請求項３または４に記載のブローバイヒーター。
  6. 　前記傾斜面部は、前記金属管の外周面と共に角部を形成している
    ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のブローバイヒーター。
  7. 　前記金属管は、プレス打ち抜きによって形成された金属平板を筒状に加工することで形成されている
    ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のブローバイヒーター。
PCT/JP2015/053776 2014-02-12 2015-02-12 ブローバイヒーター WO2015122438A1 (ja)

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