JP2013527363A - 遠心分離機 - Google Patents
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Abstract
Description
上に記述され図示された装置は下に説明するように、クランク室ガスを、その内部に保有されガスよりも高密度の粒子(汚染物質)から浄化するために動く。この場合、汚染物質は2種類、すなわち固体粒子、例えばすす粒子、及び、液体粒子、例えばオイル粒子、である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
燃焼エンジンの汚染ガス浄化用の装置(1)であって、
前記装置(1)は、ガスをその内部に保有された固体または液体の粒子状の汚染物質から浄化するための遠心分離機(2)を備え、
前記遠心分離機(2)は、
駆動装置(19,19’)によって回転軸(R)に関して回転可能であるとともに、ガスの回転を引き起こすように配され、互いに間隔を有して配置されてそれらの間にガスが通過して流れる中間スペース(7)を画定する、先端が切られた円錐状の分離ディスクの積み重ねを備える遠心ロータ(3)と、
前記分離ディスクの積み重ね内の中央に配置され、前記中間スペース(7)に連通し、したがって前記遠心ロータ(3)が、汚染ガスが回転を引き起こされて分離ディスク(6)の外側から径方向に中央の出口チャンバ(11)に向かって中間スペース(7)内に案内されるようにして、向流分離用に構成される、出口チャンバ(11)と、
前記出口チャンバ(11)連通するとともに、遠心ロータから浄化されたガスを案内するガス出口(13,13’,13”)と、
を備え、
前記遠心ロータ(3)の分離ディスク(6)の積み重ねは、エンジン内に形成されたスペース(4,4’)内に回転するように配置されるとともに、汚染ガスを受けるように配され、分離ディスクの間の中間スペース(7)は直接前記スペース(4,4’)に連通し、ガス出口(13,13’,13”)は浄化されたガスを前記スペース(4,4’)から前記スペースを画定する壁(5,5’)を通って外に案内することを特徴とする装置。
[2]
前記駆動装置(19,19’)は、遠心ロータの速度がエンジンの速度に関して可変であるように配設されたことを特徴とする[1]に記載の装置。
[3]
前記駆動装置はモータ(19,19’)であることを特徴とする[1]または[2]に記載の装置。
[4]
前記駆動装置は前記スペース(4,4’)の外側に配置されることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載の装置。
[5]
前記スペースを画定する壁(5,5’)に、前記遠心ロータ(3)を前記壁(5,5’)に回転可能に支持するベアリングユニット(20a,20a’,20b,21,21a)が設けられることを特徴とする[1]乃至[4]のいずれかに記載の装置。
[6]
前記スペース(4,4’)にベアリングユニット(20b’,21b)がさらに設けられ、前記ベアリングユニット(20a’,20b’,21a,21b)は、前記遠心ロータを前記分離ディスク(6)の積み重ねの各サイドにて回転可能に支持するように配設されることを特徴とする[5]に記載の装置。
[7]
前記遠心ロータ(3)は、スペース4を画定する壁(5,5’)においてシャフトリードスルーを通って延びるロータシャフト(10)を介して前記駆動装置(19)に動力的に接続され、前記シャフトリードスルーは前記ベアリングユニット(20a,20a’,20b,21,21a)によって前記壁(5,5’)に構成されることを特徴とする[4]及び[5]に記載の装置。
[8]
前記遠心ロータ(3)は前記壁(5,5’)において前記ベアリングユニット(20a,20a’,20b,21,21a)のみに回転可能に支持されることを特徴とする[5]または[7]に記載の装置。
[9]
前記ガス出口(13)は、前記分離ディスクの積み重ねに配置され前記壁(5)の前記ベアリングユニット(20a,20b,21)に関して遠位に配置された軸方向の端壁(9)を介して、前記出口チャンバ(11)に連通することを特徴とする[5]乃至[8]のいずれかに記載の装置。
[10]
前記ガス出口は、前記分離ディスクの積み重ねに配置され前記壁(5,5’)の前記ベアリングユニット(20a’,21a)に関して近位に配された軸方向の端壁(9)を介して、前記出口チャンバ(11)に連通することを特徴とする[5]乃至[8]のいずれかに記載の装置。
[11]
前記ガス出口(13’,13”)は、壁(5,5’)において前記ベアリングユニット(20a’,21a)を囲むとともに前記スペースを画定する壁(5,5’)に接続される管状要素(15b)の形状を有し、
そのガス出口は、出口ダクト(18a)を形成し、その中で前記ベアリングユニット(20a’,21a)のベアリングサポート(21a)は、浄化されたガスが前記出口ダクト(18a)のベアリングサポート(21a)を通過して案内され得るように、配設されることを特徴とする[10]
に記載の装置。
[12]
前記モータは電気モータ(19)であることを特徴とする[3]に記載の装置。
[13]
前記モータは、作用中に燃焼エンジンで圧縮された流体によって遠心ロータ(3)を回転するように配設された油圧(19’)あるいは空気モータであることを特徴とする[3]
に記載の装置。
[14]
前記モータはスペース(4,4’)内に配置されるとともに遠心ロータ(3)に接続されたタービン(19’)を備え、前記圧縮された流体をスペース(4,4’)内に位置するオリフィスへ供給し、タービンホイール及びそれにより遠心ロータ(3)の回転を引き起こすために、タービン(19’)へ向けて方向づけるためのダクトを備えることを特徴とする[13]に記載の装置。
[15]
前記圧縮された流体は、前記燃焼エンジン用の潤滑剤であることを特徴とする[14]に記載の装置。
[16]
前記遠心分離機(2)は、分離ディスクの積み重ねの下流に位置するとともに前記遠心ロータ(3)を通るガス流に関連した圧力低下を補うように適用されたファン(16,17)を備えることを特徴とする前述のいずれかに記載の装置。
[17]
前記ファンはガス出口(13,13”)に配設され、前記ガス出口には、前記遠心ロータ(3)に属するとともにファンハウジング(17)内に延びるロータシャフト(10)に配置されたファンインペラ(16)を収容するファンハウジング(17)が設けられることを特徴とする[16]に記載の装置。
[18]
燃焼エンジン内に形成されたスペース(4)は、バルブカバー、タイミングチェーンケースあるいはフライホイールハウジングのようなエンジンのカバー(5)によって画定されることを特徴とする前述のうちいずれかに記載の装置。
[19]
前記汚染ガスは前記燃焼エンジンのクランク室(5’)から放出されたクランク室ガスであることを特徴とする前述のうちいずれかに記載の装置。
[20]
前記燃焼エンジン内に形成された前記スペース(4’)はエンジンのクランク室(5’)あるいはエンジンブロック内に形成され前記クランク室(5’)に連通するように配設されたスペースであることを特徴とする[19]に記載の装置。
Claims (20)
- 燃焼エンジンの汚染ガス浄化用の装置(1)であって、
前記装置(1)は、ガスをその内部に保有された固体または液体の粒子状の汚染物質から浄化するための遠心分離機(2)を備え、
前記遠心分離機(2)は、
駆動装置(19,19’)によって回転軸(R)に関して回転可能であるとともに、ガスの回転を引き起こすように配され、互いに間隔を有して配置されてそれらの間にガスが通過して流れる中間スペース(7)を画定する、先端が切られた円錐状の分離ディスクの積み重ねを備える遠心ロータ(3)と、
前記分離ディスクの積み重ね内の中央に配置され、前記中間スペース(7)に連通し、したがって前記遠心ロータ(3)が、汚染ガスが回転を引き起こされて分離ディスク(6)の外側から径方向に中央の出口チャンバ(11)に向かって中間スペース(7)内に案内されるようにして、向流分離用に構成される、出口チャンバ(11)と、
前記出口チャンバ(11)連通するとともに、遠心ロータから浄化されたガスを案内するガス出口(13,13’,13”)と、
を備え、
前記遠心ロータ(3)の分離ディスク(6)の積み重ねは、エンジン内に形成されたスペース(4,4’)内に回転するように配置されるとともに、汚染ガスを受けるように配され、分離ディスクの間の中間スペース(7)は直接前記スペース(4,4’)に連通し、ガス出口(13,13’,13”)は浄化されたガスを前記スペース(4,4’)から前記スペースを画定する壁(5,5’)を通って外に案内することを特徴とする装置。 - 前記駆動装置(19,19’)は、遠心ロータの速度がエンジンの速度に関して可変であるように配設されたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記駆動装置はモータ(19,19’)であることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記駆動装置は前記スペース(4,4’)の外側に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の装置。
- 前記スペースを画定する壁(5,5’)に、前記遠心ロータ(3)を前記壁(5,5’)に回転可能に支持するベアリングユニット(20a,20a’,20b,21,21a)が設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の装置。
- 前記スペース(4,4’)にベアリングユニット(20b’,21b)がさらに設けられ、前記ベアリングユニット(20a’,20b’,21a,21b)は、前記遠心ロータを前記分離ディスク(6)の積み重ねの各サイドにて回転可能に支持するように配設されることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記遠心ロータ(3)は、スペース4を画定する壁(5,5’)においてシャフトリードスルーを通って延びるロータシャフト(10)を介して前記駆動装置(19)に動力的に接続され、前記シャフトリードスルーは前記ベアリングユニット(20a,20a’,20b,21,21a)によって前記壁(5,5’)に構成されることを特徴とする請求項4及び5に記載の装置。
- 前記遠心ロータ(3)は前記壁(5,5’)において前記ベアリングユニット(20a,20a’,20b,21,21a)のみに回転可能に支持されることを特徴とする請求項5または7に記載の装置。
- 前記ガス出口(13)は、前記分離ディスクの積み重ねに配置され前記壁(5)の前記ベアリングユニット(20a,20b,21)に関して遠位に配置された軸方向の端壁(9)を介して、前記出口チャンバ(11)に連通することを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載の装置。
- 前記ガス出口は、前記分離ディスクの積み重ねに配置され前記壁(5,5’)の前記ベアリングユニット(20a’,21a)に関して近位に配された軸方向の端壁(9)を介して、前記出口チャンバ(11)に連通することを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載の装置。
- 前記ガス出口(13’,13”)は、壁(5,5’)において前記ベアリングユニット(20a’,21a)を囲むとともに前記スペースを画定する壁(5,5’)に接続される管状要素(15b)の形状を有し、
そのガス出口は、出口ダクト(18a)を形成し、その中で前記ベアリングユニット(20a’,21a)のベアリングサポート(21a)は、浄化されたガスが前記出口ダクト(18a)のベアリングサポート(21a)を通過して案内され得るように、配設されることを特徴とする請求項10に記載の装置。 - 前記モータは電気モータ(19)であることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記モータは、作用中に燃焼エンジンで圧縮された流体によって遠心ロータ(3)を回転するように配設された油圧(19’)あるいは空気モータであることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記モータはスペース(4,4’)内に配置されるとともに遠心ロータ(3)に接続されたタービン(19’)を備え、前記圧縮された流体をスペース(4,4’)内に位置するオリフィスへ供給し、タービンホイール及びそれにより遠心ロータ(3)の回転を引き起こすために、タービン(19’)へ向けて方向づけるためのダクトを備えることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記圧縮された流体は、前記燃焼エンジン用の潤滑剤であることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記遠心分離機(2)は、分離ディスクの積み重ねの下流に位置するとともに前記遠心ロータ(3)を通るガス流に関連した圧力低下を補うように適用されたファン(16,17)を備えることを特徴とする前述の請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記ファンはガス出口(13,13”)に配設され、前記ガス出口には、前記遠心ロータ(3)に属するとともにファンハウジング(17)内に延びるロータシャフト(10)に配置されたファンインペラ(16)を収容するファンハウジング(17)が設けられることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 燃焼エンジン内に形成されたスペース(4)は、バルブカバー、タイミングチェーンケースあるいはフライホイールハウジングのようなエンジンのカバー(5)によって画定されることを特徴とする前述の請求項のうちいずれかに記載の装置。
- 前記汚染ガスは前記燃焼エンジンのクランク室(5’)から放出されたクランク室ガスであることを特徴とする前述の請求項のうちいずれかに記載の装置。
- 前記燃焼エンジン内に形成された前記スペース(4’)はエンジンのクランク室(5’)あるいはエンジンブロック内に形成され前記クランク室(5’)に連通するように配設されたスペースであることを特徴とする請求項19に記載の装置。
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