DE60305536T2 - Fluidtrennvorrichtung - Google Patents
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Description
- TECHNISCHER BEREICH
- Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zum Abscheiden von Fluiden mit unterschiedlicher Dichte, und insbesondere eines aus den zurückgeführten Gasen eines Verbrennungsmotors bestehenden Fluidgemischs.
- ZUGRUNDELIEGENDE TECHNIK
- Es ist bekannt, dass die Verbrennungsgase bei Verbrennungsmotoren in die unteren Zylinderkammern zurück austreten, und zwar entweder auf Grund von Hindurchsickern an den Kolbenringen vorbei, oder auf Grund fehlerhafter Anschlüsse.
- Im Allgemeinen werden diese Gase der Saugrohrleitung des Motors zugeführt, die diese dann über einen passenden Kanal zu den Zylindern zwecks Verbrennung zurückführen. Es passiert jedoch, dass die Gase in den unteren Kammern der Zylinder mit dem in der Motorenölwanne vorhandenen Öl in Kontakt kommen und sich mit einem Teil desselben vermischen. Somit erhält die Saugrohrleitung des Motors auch Ölpartikel, die dahingehend schädigend sind, dass sie zusätzlich dazu, dass sie die verschiedenen Bauteile verschmutzen, mit denen sie in Berührung gelangen, vom Umweltstandpunkt aus stark verschmutzend sind.
- In dem Dokument PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 17, Nr. 534 ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Öl aus den zurückgeführten Gasen eines Verbrennungsmotors beschrieben, die einen Gaseingangskanal aufweist, der mit dem Auspuffrohr des Motors verbunden ist, einen Gasausgangskanal, der mit der Saugrohrleitung des Motors verbunden ist, und einen Zyklonabscheider zum Abscheiden des mit den Gasen mitgeführten Öls aufweist.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der vorstehend erwähnten Nachteile im Rahmen einer einfachen und rationalen Lösung.
- OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Abscheiden von Öl aus den zurückgeführten Gasen eines Verbrennungsmotors bereit, die ein Außengehäuse aufweist, welches mit mindestens einem Gaseingangskanal versehen ist, der mit dem in dem Motor vorhandenen gewöhnlichen Auspuffrohr verbunden ist, und einen Gasausgangskanal, der mit der Saugrohrleitung des Motors verbunden ist, und die in ihrem Inneren mindestens einen Zyklonabscheider zum Abscheiden des durch die Gase mitgeführten Öls aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklonabscheider zwei innen hohle kegelstumpfförmige Körper aufweist, die teilweise ineinander eingesetzt sind, um einen Durchgang für das mit Öl gemischte Gas festzulegen, welches durch den Eingang in eine untere Kammer eintritt.
- Die Erfindung stellt insbesondere eine Fluidabscheidervorrichtung bereit, die in der Lage ist, die Verbrennungsgase von den Ölpartikeln abzuscheiden, die von den Gasen mitgeführt werden, wenn sie mit dem Öl in der Motorenölwanne in Kontakt kommen. Die Vorrichtung wird in den gewöhnlichen Gasrückführungskanal eingesetzt, mit dem Verbrennungsmotoren ausgestattet sind, der die untere Zylinderkammer mit der Saugrohrleitung des Motors verbindet.
- Die Vorrichtung der Erfindung weist ein Außengehäuse auf, welches mit mindestens einem Gaseingangskanal versehen ist, der mit dem Rückführungskanal für das in dem Motor vorhandene Gasgemisch verbunden ist, und einen mit der Saugrohrleitung des Motors verbundenen Gasausgangskanal, und weist innen mindestens einen Zyklonabscheider auf.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zusätzlich zu dem Zyklonabscheider auch einen Koaleszenzabscheider auf; wobei der Zyklonabscheider und der Koaleszenzabscheider jeweils in zwei aneinander angrenzenden Verbindungskammern positioniert sind, wovon eine oben und eine unten ist, wobei die untere Kammer mit dem Gasgemischeintrittska nal und die obere Kammer mit dem Ausgangskanal für die Gemischgase verbunden ist.
- Gemäß der Erfindung weist der Zyklonabscheider zwei innen hohle, kegelstumpfförmige Körper auf, die teilweise ineinander eingesetzt sind, um einen Durchgang für das Gas- und Ölgemisch festzulegen, welches durch den Eingang in die untere Kammer eintritt. Das abgeschiedene Öl wird auf der Basis der unteren Kammer gesammelt, wo vorzugsweise ein Kanal vorhanden ist, um die Kammer mit der Motorenölwanne zu verbinden. Das Gemisch aus Gasen und Öl, welches nicht von dem Zyklonabscheider abgeschieden wird, steigt zu der oberen Kammer und geht durch den Koaleszenzabscheider hindurch, der mit einer geeigneten Filtereinrichtung zum Zurückhalten der Mikrotröpfchen von Öl versehen ist, die kraft ihres Gewichtes fallen.
- Öltröpfchen, die durch den Koaleszenzabscheider hindurchgehen, fallen durch ihr Eigengewicht auf die Basis der zweiten Kammer, und von dort auf die Basis der unteren ersten Kammer über ein Rückschlagventil, welches sich unter dem Gewicht der Tröpfchen öffnet.
- Das Gas tritt durch den Ausgangskanal aus.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Vorbeiblasventil, welches in einer dritten Kammer positioniert ist, die mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, mit dem Gasausgangskanal verbunden.
- Die Erfindung kann auch mit einem Motorenölnachfüllkanal versehen sein, der sich in der Nähe zu der ersten Kammer außerhalb des Zyklonabscheiders öffnet.
- Die Erfindung wird nachfolgend mithilfe der dazugehörigen Figur detailliert beschrieben, die eine Ausführungsform derselben mittels eines nicht begrenzenden Beispiels veranschaulicht.
-
1 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung der Erfindung. -
1 stellt die Vorrichtung1 dar, die zum Einsetzen in den Kreislauf vorgesehen ist, der den Auslass des Verbrennungsgas- und Ölgemischs in den Motorenkraftstoffeinlasskanal (ebenfalls nicht dargestellt) verbindet. Die Vorrichtung1 weist ein Außengehäuse2 mit einem Eingangskanal3 auf, durch den das Verbrennungsgas- und Ölgemisch in die Vorrichtung eintritt, und einen Ausgangskanal4 , durch den die Verbrennungsgase alleine austreten. - Innerhalb des Gehäuses
2 ist ein Zyklonabscheider5 vorhanden, der in einer unteren ersten Kammer6 angeordnet ist. Der Abscheider5 weist zwei innere hohle, kegelstumpfförmige Körper50 und51 auf, die teilweise ineinander eingesetzt sind, um einen Durchgang für das Gas- und Ölgemisch festzulegen, welches durch den Eingang3 in die Kammer6 eintritt. Das Gas- und Ölgemisch wird in Kontakt mit den Wänden der zwei kegelstumpfförmigen Körper abgeschieden, wobei das Öl auf die Basis der Kammer6 fällt, die somit als ein Sammelbehälter funktioniert. Das in der Kammer gesammelte Öl wird dann der nicht dargestellten Motorenölwanne durch einen Ausgangskanal61 zugeführt. - Über der Kammer
6 ist eine zweite Kammer7 angeordnet, die von der ersten durch eine Basis70 getrennt ist, die auch als ein Trägerelement für eine in der Kammer7 vorhandene Filtereinrichtung8 agiert. Die Filtereinrichtung8 ist ein Koaleszenzabscheider und besteht aus einer Umlenkplatte, welche die Ölmikrotröpfchen koalesziert, um sie kraft ihres Gewichtes zu sammeln. In dieser Hinsicht weist die Basis70 einen Kanal71 auf, der angeordnet ist, um die erste Kammer6 mit der zweiten7 zu verbinden, wobei auf der Außenseite dieses Kanals eine Mehrzahl umfangsmäßig angeordneter Zähne72 zwecks Eingriff passender Zähne80 der Filtereinrichtung8 angeordnet ist. - Ein pilzförmiges Rückschlagventil
73 , dessen Betrieb nachfolgend erklärt werden wird, ist in der Basis70 unter den Zähnen72 vorhanden. - Über der Kammer
7 ist eine obere dritte Kammer9 vorhanden, die von der Kammer7 mittels einer Platte10 getrennt ist. Die zwei Kammern7 und9 sind über eine Mehrzahl von Löchern100 miteinander verbunden, wovon nur eines in den Figuren sichtbar ist, wobei diese umfangsmäßig in der Nähe zu den Außenkanten der Platte10 angeordnet sind. - Zum Austritt der Verbrennungsgase, von denen das Öl abgeschieden wurde, weist die Kammer
9 einen mit der Kraftstoffeingangsleitung, mit welcher der Motor versehen ist, verbundenen Kanal4 auf, der nicht dargestellt ist. - Genauer ausgedrückt ist die Kammer durch einen umgekehrten schalenförmigen Körper
90 festgelegt, der oben den Ausgangskanal4 aufweist und auf der Kante des Gehäuses2 ruht, an dem er mittels einer äußeren Ringmutter91 befestigt ist. - Innerhalb der Kammer
9 ist ein Membranventil12 vorhanden, welches gegen die Wirkung einer Feder13 arbeitet. Wie aus1 ersichtlich, ist die Feder zwischen der oberen Fläche des Ventils12 und der Basis des schalenförmigen Körpers90 positioniert, wobei die Feder auf einem von dem Ausgangskanal4 in die Kammer9 hineinragenden hohlen zylindrischen Schaft14 angebracht ist. Das Membranventil12 teilt das Volumen der Kammer9 in zwei Teile92 und93 , wovon der Teil93 auf Luftdruck gehalten wird, indem er mit der Außenseite der Kammer mittels eines Radialkanals94 verbunden ist, der sich in die Außenfläche des schalenförmigen Körpers90 in der Nähe der Ringmutter91 öffnet. - Die Vorrichtung
1 ist auch mit einem Ölnachfüllkanal15 versehen, der an der Seite des Gehäuses2 positioniert ist, und sich in der Nähe zu der Basis der ersten Kammer6 öffnet. - Das Gemisch aus Verbrennungsgasen und Öl tritt in die Kammer
6 der Vorrichtung1 durch das Eingangsloch3 und den Zyklonabscheider5 ein. Beim Hindurchgehen durch den Durchgang52 lagert das Gemisch das Meiste von seinem bestandteilbildenden Öl auf den Wänden des Abscheiders, und insbesondere auf den Innenwänden des Körpers50 ab. Wie bereits beschrieben, fallen die abgeschiedenen Öltröpfchen auf die Basis der Vorrichtung, von wo aus sie über den Kanal61 in die Motorenölwanne zurückgeführt werden. Das Mischungsgas steigt dann durch den Kanal71 und durch die Filtereinrichtung8 zu der oberen Kammer7 , die diese Mikrotröpfchen, die nicht in dem Zyklonabscheider5 abgeschieden wurden, mittels Koaleszenz sammelt. Alle Mikrotröpfchen, die auch durch die Filtereinrichtung8 hindurchgehen, fallen durch ihr Eigengewicht auf die Basis der zweiten Kammer7 , von wo aus sie mittels des Ventils73 auf die Basis der Kammer6 fallen. Das Verbrennungsgas, von dem das Öl abgeschieden wurde, tritt über das Vorbeiblasventil12 in die obere Kammer9 ein, und tritt durch den Ausgangskanal4 in Richtung der Saugrohrleitung des Motors aus.
Claims (17)
- Vorrichtung zum Abscheiden von Öl aus den zurückgeführten Gasen eines Verbrennungsmotors, die ein Außengehäuse, welches mit mindestens einem Gaseingangskanal (
3 ) versehen ist, der mit dem in dem Motor vorhandenen gewöhnlichen Auspuffrohr verbunden ist, und einen Gasausgangskanal (4 ) aufweist, der mit der Saugrohrleitung des Motors verbunden ist, und die in ihrem Inneren mindestens einen Zyklonabscheider (5 ) zum Abscheiden des durch die Gase mitgeführten Öls aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklonabscheider zwei innen hohle, kegelstumpfförmige Körper (50 ,51 ) aufweist, die teilweise ineinander eingesetzt sind, um einen Durchgang für das mit Öl gemischte Gas festzulegen, welches durch den Eingang (3 ) in eine untere Kammer (6 ) eintritt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ebenfalls einen Koaleszenzabscheider aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklonabscheider und der Koaleszenzabscheider jeweils in in Reihe miteinander verbundenen Kammern (
6 ,7 ) des Gehäuses positioniert sind. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer, in welcher der Zyklonabscheider angeordnet ist, den Gaseingangskanal (
3 ) aufweist, wobei die Basis der Kammer (6 ) das mittels des Zyklonabscheiders (5 ) von den Gasen abgeschiedene Öl sammelt. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (
4 ) für die Gase, von denen das Öl abgeschieden wurde, mit der Kammer verbunden ist, in welcher der Abscheider angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Gehäuses einen Ausstoßkanal (
61 ) für das von den Gasen abgeschiedene Öl aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausstoßkanal (
61 ) den Ölsumpf des Motors geführt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (
6 ,7 ) durch eine mit einem Kanal (71 ) versehene Basis (70 ) getrennt sind, der die Kammern (6 ,7 ) miteinander verbindet. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis Stützzähne für den Koaleszenzabscheider aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis mit einem durch das Gewicht des Öls betriebenen Ventil versehen ist, um das von den Gasen abgeschiedene Öl in die Lage zu versetzen, in die Richtung der ersten Kammer (
6 ) hindurchzugehen, wobei der Gasdurchgang in die entgegengesetzte Richtung verhindert wird. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Koaleszenzabscheider eine Filtereinrichtung aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch ein in Übereinstimmung mit dem Gasausgangskanal positioniertes Blow-by-Ventil (
12 ) aufweist. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Blow-by-Ventil in einer dritten Kammer (
9 ) positioniert ist, die mit der zweiten Kammer (7 ) über mindestens einen Kanal (100 ) in Verbindung steht. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Blow-by-Ventil eine gegen die Wirkung einer Feder (
13 ) wirkende Membran aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran das Innenvolumen der dritten Kammer (
9 ) in zwei Teile (92 ,93 ) teilt, wovon einer (93 ) auf atmosphärischem Druck gehalten wird, indem er mittels eines Kanals (94 ) mit dem Äußeren des Gehäuses verbunden ist, und der andere (92 ) durch die Motoransaugung unter Vakuum gehalten wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ölnachfüllkanal (
15 ) aufweist, - Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (
15 ) in der Nähe zu der Basis der ersten Kammer (6 ) öffnet.
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