EP0933508A1 - Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom - Google Patents

Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom Download PDF

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EP0933508A1
EP0933508A1 EP99101162A EP99101162A EP0933508A1 EP 0933508 A1 EP0933508 A1 EP 0933508A1 EP 99101162 A EP99101162 A EP 99101162A EP 99101162 A EP99101162 A EP 99101162A EP 0933508 A1 EP0933508 A1 EP 0933508A1
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EP
European Patent Office
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cleaning device
gas flow
guide element
particles
positive guide
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EP99101162A
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French (fr)
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EP0933508B1 (de
Inventor
Christa Eckstein
Bruno Hezel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device for Separating particles from a gas stream, in particular for oil separation systems in internal combustion engines, with those mentioned in the preamble of claim 1 Characteristics.
  • crankcase ventilation balance It is known to overpressure in internal combustion engines in a crankcase through a so-called crankcase ventilation balance. Because the given Crankcase gases at very high concentrations Can not have hydrocarbons without more are released into the surrounding atmosphere, but are in the intake tract of the internal combustion engine directed to the combustion chamber from there to become. So as not to burn the negative to influence, however, it is necessary with this so-called blowby gas entrained oil an oil separator system.
  • the blowby gas is created using a vacuum source sucked out of the crankcase and via a a cleaning device having a filter element guided.
  • the blowby gas is generated by means of the filter element cleaned, being carried in the blowby gas Oil mist is separated through the filter element.
  • the separated oil is discharged fed to a collecting area of the internal combustion engine.
  • the blowby gas cleaned of the oil becomes the Vacuum source supplied, which is usually from a Intake of the internal combustion engine is formed.
  • the cleaning device according to the invention particularly has the advantage of a very effective and even Cleaning effect of the gas flow from unwanted Particles.
  • the fact that the cleaning device at least one positive guidance element for comprises the gas stream, the one at least once Change of direction of the gas flow when passing through causes the cleaning device, and the positive guide element at the same time forms the filter element, is advantageously possible effective deposition of particles from gas flows in a simple manner to reach.
  • By changing the direction of the gas flow experiences when passing the positive guidance element become the particles whose density is greater than the density of the gas flow tangent to the change in direction accelerates the gas flow and can so be separated.
  • two spaced and staggered Has baffle elements meet from the Gas flow particles to be separated on the impact elements and are caught by them.
  • the Impact elements also serve to determine the Change of direction of the gas flow.
  • the impact elements are preferably arranged so that the Gas flow a multiple change of direction when passing experienced by the cleaning device. So becomes a particularly effective separation of the particles possible from the gas stream. It is particularly advantageous if on any coaxial plane around the axis an equal number of impact elements arranged are, so that with reduced diameter the plane the distance of the baffle elements in one Level decreased. This will make the free passage area for the gas flow in the direction of the longitudinal axis the cleaning device less so that this accelerated with constant volume flow becomes. This enables a particularly good separation reach the particles from the gas stream.
  • the baffle elements on a conical surface are supported by a holding element, a cone tip preferably with the central axis the cleaning device coincides.
  • a cone tip preferably with the central axis the cleaning device coincides.
  • Invention provided that a feed opening for the Gas flow at an angle of preferably 90 ° to one Outflow opening arranged for the cleaned gas flow is. This will separate out particles effectively supported from the gas stream, in particular when the outflow opening faces upwards is so that as a result of acting on the particles Gravity separating them from the gas stream can be supported.
  • the cleaning effect remains with the invention Device almost over the entire operating time constant because the labyrinthine flow paths for the gas flow through the drain and drip option downward a reliable self-cleaning effect exhibit.
  • the cleaning device in the oil separation system is used on internal combustion engines, is particularly advantageous that also through the long operating time almost constant cleaning effect the cleaning device according to the invention Combustion of the internal combustion engine from over one Blowby gas introduced oil fractions almost unaffected can stay.
  • the constant Blowby gas parameters can be an existing one Engine management system more precise in terms of good Efficiency and low-emission combustion matched and can also meet the target values very precisely. Due to the constant over a long period of operation good separation effect has the invention Cleaning device also has the advantage on, the exhaust gas values with regard to undesired combustion products to keep at a very low level.
  • FIG 1 is a cleaning device according to the invention 2 shown in a schematic sectional view, how to separate out particles a guided gas stream 8, in particular for oil separation systems in internal combustion engines, use finds.
  • the cleaning device 2 consists essentially from a positive guide element 4 for the Gas stream 8.
  • This essentially comprises a cylindrical one Housing 3, which at its upper flat Front 22 an outflow opening 29 with a cylindrical Has nozzle 30, which leads to a vacuum source, for example one not shown here Intake pipe of an internal combustion engine leads.
  • the so-called blowby gas is through two strongly drawn arrows, which in the drawn representation in a horizontal direction and thus perpendicular to the cylindrical outer contour the cleaning device 2 hit.
  • 3 feed openings 28 over the circumference of the housing provided, via which the gas flow 8 into the cleaning device 2 can occur.
  • the gas stream 8 reaches the jacket surfaces 10 of the cleaning device 2, by a variety of parallel baffle elements 12 arranged to one another are formed become.
  • These impact elements 12 are shown in FIG Embodiment essentially as round bars 18 are formed and are on coaxial planes 16 arranged about a central axis 24 of the housing 3, so that the gas stream 8 pass through a labyrinth guide must before it to the outlet 29 or get to the nozzle 30 of the cleaning device 2 can.
  • this labyrinth tour exemplarily from four, each 18 levels formed from a plurality of round bars 16.
  • each level Number of equally thick round bars 18 arranged are twisted that a round rod 18 one Gap between two round bars 18 of an adjacent one Level 16 faces.
  • the round bars 18 in more than four coaxial planes 16 to group can continue to be thinner than that of the outer layers be carried out and stand closer together, so that the radial flow through the positive guide element increasingly finer oil droplets towards the inside can be filtered out of the gas stream 8.
  • the optimal variant with regard to effective cleaning effect and maximum service life can be expediently determine by experiment and is dependent on the number, size and / or type of those to be deposited Particle.
  • the gas flow 8 is deflected by 90 °, since the outflow opening 29 with the nozzle 30 in the highest Point of the housing 3, centrally in the upper End face 22 is provided. Due to the fixed installation position corresponding to the representation shown in Figure 1a it is ensured that the gas stream 8 of the Blowby gas the cleaning device 2 essentially happened from bottom to top respectively flows through. This can have a cleaning effect most effective way by supporting gravity down on the contained in the intake air Oil components acts, are ensured.
  • the oil fractions are collected and one Oil sump of a crankcase of the internal combustion engine returned.
  • they rely Baffle elements 12 on a conical surface 32 of a the lower end face of the housing 3 forming retaining element 23, with one facing upwards Tip 25 of this conical surface 32 on the central axis 24 of the housing 3 is so that on the conical surface 32 running oil 36 to the edges can run down from where one not shown here Return line the oil 36 to the oil sump, for example the crankcase of the internal combustion engine, can supply.
  • the round rods 18 can either be flush complete with the conical surface 32 or also passed through suitable holes be like this in the illustrated embodiment the case is.
  • Figure 1b shows a schematic plan view of the Cleaning device 2 according to Figure 1a.
  • Recognizable here are the multitude of coaxial in four levels 16 arranged around the central axis 24 of the housing 3 Round rods 18, which inwards, that is to the central axis 24 towards, are always closer and so too contribute to a good cleaning effect.
  • the cutting plane A-A corresponds to the illustration in Figure 1a.
  • Of the Top view can be seen how the round bars 18 on Gap are arranged.
  • the round bars 18 every second Level 16 are on a common radial to the central axis 24 arranged.
  • the diameter of the planes 16 reduces the distance the round rods 18 in a plane 16. This is what makes one special effective separation of the oil components in the Blowby gas possible.
  • FIG. 2 shows a variant of a cleaning device 2 with largely the same structure as the embodiment in Figure 1. Same parts as there are provided with the same reference numerals and not again explained
  • FIG. 2a shows the cleaning device 2 in one Sectional view.
  • the baffle elements 12 have here Form of circular segments 20, which are also coaxial Levels 16 with an increasingly smaller distance around Central axis 24 of the housing 3 are arranged. in the illustrated embodiment are four, each a variety of vertically arranged on gap Circular segments 20, planes 16 axially around the Center axis 24 is provided.
  • the levels 16 thus point each have a plurality of openings 17 on the are staggered such that the Gas stream 8 deflected each time it passes through a level 16 becomes. This makes a labyrinth effect analog achieved in the manner described for Figure 1.
  • the Bottom edges of the circular segments 20 are flush with the conical lateral surface 32 of the holding element 23 of the Housing 3 from, so that separated oil 36 to the outside can drain from where it is in the oil sump of the crankcase can reach.
  • FIG. 2b shows a schematic plan view of the Cleaning device 2 according to Figure 2a.
  • Recognizable here are the coaxial in four levels 16 um the central axis 24 of the housing 3 arranged circle segments 20.
  • a coaxial extension of the circle segments 20 decreases in levels 16 inwards.
  • the openings 17 remain in all levels 16 same size.
  • the circle segments 20 in the levels 16 becomes one strong diversion of the gas stream 8 causes.
  • the gas flow 8 always meets a circle segment 20 the next level 16, so that as a baffle 12 acting circle segment 20 good separation the oil particle is possible.
  • FIG 3 shows a further variant of a cleaning device 2 in a schematic sectional view. Same parts as in the previous figures are provided with the same reference numerals and not explained again.
  • this embodiment can of the crankcase ventilation of the Internal combustion engine coming gas stream 8 from below through several openings 28 into the lower end face of the substantially cylindrical housing 26 flow holding element 23 flow.
  • the housing 26 however, unlike the previous ones Figures a closed outer surface 27, since the gas stream 8 flows in exclusively from below.
  • the housing 26 is through on its top End face 22 with outflow opening located therein 29 and led out connector 30 limited.
  • the cleaning effect that is the separation of Oil fractions in the gas stream 8 in this embodiment by a wire mesh 40 respectively a wire screen 41 achieved that the gas stream 8 pass must exit before it exits the orifice 29 and directed to the intake pipe of the internal combustion engine can be.
  • the wire mesh 40 respectively Wire screen 41 has a cylindrical contour, and lies on the cone tip 25 of the holding element 23 and thus almost completely fills the inside of the housing 26 out. Between the straight end of the wire mesh 40 or sieve 41 and the after outside sloping conical surface 32 of the holding element 23, however, there is a space. Thereby runs in wire mesh 40 or sieve 41 retained oil 36 either on the inner cylindrical Wall of the housing 26 or over the cone tip 25 of the conical surface 32 downwards.
  • Outlet openings 37 are provided. That way the separated oil 36 runs off unhindered, without the incoming gas stream 8 this always sweeps away.
  • the one for making the wire mesh 40 or the wire screen 41 used Wire has a smooth surface, so that Oil particles separated from the gas stream 8 are not stick and - as explained - expire.
  • a Locking the wire mesh 40 or of the wire screen 41 can for example by snapping of the holding element 23 into the housing 26.
  • the structure of the wire mesh 40 used with regard the mesh spacing can be conveniently determine by experiment. Are also possible Combinations of different and preferably after the mesh spacing becomes finer at the top. Advantageous it can still be a wire mesh 40 with to combine differently fine wire screens 41.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem geführten Gasstrom, insbesondere für Ölabscheidesysteme an Brennkraftmaschinen, mit einem dem Gasstrom ausgesetzten, die Partikel aufnehmenden und den gereinigten Gasstrom passieren lassenden Filterelement und einer der Reinigungsvorrichtung zugeordneten Ableiteinrichtung für die abgeschiedenen Partikel.
Es ist vorgesehen, daß die Reinigungsvorrichtung (2) wenigstens ein Zwangsführungselement für den Gasstrom (8) umfaßt, das eine wenigstens einmalige Richtungsänderung des Gasstromes (8) bei Durchtritt durch die Reinigungsvorrichtung (2) bewirkt, und das Zwangsführungselement gleichzeitig das Filterelement bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere für Ölabscheidesysteme in Brennkraftmaschinen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Stand der Technik
Es ist bekannt, bei Brennkraftmaschinen den Überdruck in einem Kurbelgehäuse durch eine sogenannte Kurbelgehäuseentlüftung auszugleichen. Da die dabei abgegebenen Kurbelgehäusegase sehr hohe Konzentrationen an Kohlenwasserstoffen aufweisen, können sie nicht ohne weiteres an die umgebende Atmosphäre abgegeben werden, sondern werden in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet, um von dort dem Brennraum zugeführt zu werden. Um nicht die Verbrennung negativ zu beeinflussen, ist es jedoch erforderlich, mit diesem sogenannten Blowby-Gas mitgeführtes Öl mittels eines Ölabscheidesystems abzuscheiden.
Hierbei wird das Blowby-Gas mittels einer Unterdruckquelle aus dem Kurbelgehäuse angesaugt und über eine, ein Filterelement aufweisende, Reinigungsvorrichtung geführt. Mittels des Filterelementes wird das Blowby-Gas gereinigt, wobei in dem Blowby-Gas mitgeführter Ölnebel durch das Filterelement abgeschieden wird. Das abgeschiedene Öl wird über eine Ableiteinrichtung einem Auffangbereich der Brennkraftmaschine zugeführt. Das von dem Öl gereinigte Blowby-Gas wird der Unterdruckquelle zugeführt, die in der Regel von einer Ansaugung der Brennkraftmaschine gebildet wird.
Bekannt ist, als Filterelemente ein mit einem Garn umwickeltes Vlieselement einzusetzen. Dieses besitzt eine bestimmte Porosität, so daß das Blowby-Gas mittels des Unterdruckes durch das Vlies saugbar ist. Hierbei setzen sich die in dem Blowby-Gas fein verteilten Öltröpfchen in dem Vlies ab. Bei den bekannten Vlieswickeln ist nachteilig, daß diese nach einer bestimmten Standzeit ihren Sättigungsgrad erreicht haben und kein Öl mehr abscheiden können. Hierdurch besteht die Gefahr einer erhöhten Ölbeimischung in dem gereinigten Blowby-Gas, die bei Weiterführung in die Ansaugung der Brennkraftmaschine zu einer unkontrollierten Betriebsweise der Brennkraftmaschine führen kann. Andererseits führt ein Zusetzen des Filterelementes zu einem unzulässig hohen Druckverlust am Filterelement, der ein ordnungsgemäßes Ansaugen des Blowby-Gases zu der Ansaugung der Brennkraftmaschine zumindest stark behindert.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung weist besonders den Vorteil einer sehr effektiven und gleichmäßigen Reinigungswirkung des Gasstromes von unerwünschten Partikeln auf. Dadurch, daß die Reinigungsvorrichtung wenigstens ein Zwangsführungselement für den Gasstrom umfaßt, das eine wenigstens einmalige Richtungsänderung des Gasstromes bei Durchtritt durch die Reinigungsvorrichtung bewirkt, und das Zwangsführungselement gleichzeitig das Filterelement bildet, ist vorteilhaft möglich, eine effektive Abscheidung von Partikeln aus Gasströmen in einfacher Weise zu erreichen. Durch die Richtungsänderung, die der Gasstrom beim Passieren des Zwangsführungselementes erfährt, werden die Partikel, deren Dichte größer ist als die Dichte des Gasstromes tangential zu der Richtungsänderung des Gasstromes beschleunigt und können so separiert werden. Insbesondere wenn das Zwangsführungselement in Führungsrichtung des Gasstromes wenigstens zwei beabstandet und versetzt zueinander angeordnete Prallelemente aufweist, treffen die aus dem Gasstrom abzuscheidenden Partikel auf die Prallelemente auf und werden von diesen aufgefangen. Die Prallelemente dienen gleichzeitig zur Bestimmung der Richtungsänderung des Gasstromes.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Vielzahl von Prallelementen auf koaxial zu einer Längsachse des Zwangsführungselementes verlaufenden Ebenen angeordnet sind, wobei die Prallelemente vorzugsweise so angeordnet sind, daß der Gasstrom eine mehrmalige Richtungsänderung bei Durchtritt durch die Reinigungsvorrichtung erfährt. So wird eine besonders effektive Abscheidung der Partikel aus dem Gasstrom möglich. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn auf jeder koaxialen Ebene um die Achse eine gleich große Anzahl von Prallelementen angeordnet sind, so daß sich mit verringertem Durchmesser der Ebene der Abstand der Prallelemente in einer Ebene verringert. Hierdurch wird die freie Durchtrittsfläche für den Gasstrom in Richtung der Längsachse der Reinigungsvorrichtung geringer, so daß dieser bei gleichbleibendem Volumenstrom beschleunigt wird. Hierdurch läßt sich eine besonders gute Separierung der Partikel aus dem Gasstrom erreichen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Prallelemente auf einer Kegelmantelfläche eines Halteelementes abgestützt sind, wobei eine Kegelspitze vorzugsweise mit der Mittelachse der Reinigungsvorrichtung zusammenfällt. Hierdurch wird erreicht, daß die von den Prallelementen abgeschiedenen Partikel an diesen, vorzugsweise nach unten abgleiten können und auf die Kegelmantelfläche treffen. Über die Kegelmantelfläche kann ein seitliches Herausführen der abgeschiedenen Partikel aus der Reinigungsvorrichtung erfolgen. Insbesondere wird somit in einem kontinuierlichen Betrieb eine sichere Abscheidung von Partikeln aus dem Gasstrom möglich.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß eine Zuführöffnung für den Gasstrom in einem Winkel von vorzugsweise 90° zu einer Ausströmöffnung für den gereinigten Gasstrom angeordnet ist. Hierdurch wird die Abscheidung von Partikeln aus dem Gasstrom effektiv unterstützt, insbesondere wenn die Ausströmöffnung nach oben gerichtet ist, so daß infolge einer auf die Partikel einwirkenden Schwerkraft deren Separierung aus dem Gasstrom unterstützt werden kann.
Die Reinigungswirkung bleibt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die gesamte Betriebsdauer nahezu konstant, da die labyrinthartigen Durchströmwege für den Gasstrom durch die Ablauf- und Abtropfmöglichkeit nach unten eine zuverlässige Selbstreinigungswirkung aufweisen. Die Abscheidung der Partikel aus dem Gasstrom erfolgt durch eine zur Strömungsrichtung senkrecht nach unten wirkende Kraft auf die schwereren Partikel aufgrund der Schwerkraft und macht die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung damit unabhängig von physikalischen und/oder chemischen Effekten eines Filters, die über die Betriebsdauer kaum konstant zu halten wären.
Insbesondere, wenn die Reinigungsvorrichtung im Ölabscheidesystem an Brennkraftmaschinen eingesetzt wird, ist besonders vorteilhaft, daß durch die auch über lange Betriebsdauer nahezu konstante Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung die Verbrennung der Brennkraftmaschine von über ein Blowby-Gas eingebrachten Ölanteilen annähernd unbeeinflußt bleiben kann. Durch die Kenntnis der konstanten Parameter des Blowby-Gases kann ein vorhandenes Motormanagementsystem exakter hinsichtlich gutem Wirkungsgrad und abgasarmer Verbrennung abgestimmt werden und kann zudem die Zielwerte sehr genau einhalten. Durch die über eine lange Betriebsdauer konstante gute Abscheidewirkung weist die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung darüberhinaus den Vorteil auf, die Abgaswerte hinsichtlich unerwünschter Verbrennungsprodukte auf sehr niedrigem Niveau zu halten. Da die den meisten bekannten Brennkraftmaschinen im Abgastrakt nachgeschalteten katalytischen Konverter, meist kurz als Katalysator bezeichnet, sehr empfindlich auf unerwünschte Verbrennungsprodukte wie Öl aus dem Schmierumlaufsystem der Brennkraftmaschine reagieren, ist eine möglichst effektive Reinigungswirkung der gesamten Verbrennungsluft und somit der Abgase von derartigen Ölanteilen notwendig, was durch die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung mit großer Effizienz unterstützt werden kann.
Durch die vollständige Rückführung dieser Partikel in den Sumpf des Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine kann der Ölverbrauch gegenüber herkömmlichen Filtervorrichtungen gesenkt werden, da keine Vlies-oder ähnliche Einlagen das Öl zurückhalten und über die Betriebsdauer zunehmend gesättigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten, Merkmalen.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1a
eine schematische Schnittansicht einer Reinigungsvorrichtung;
Figur 1b
eine schematische Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung gemäß Figur 1a;
Figur 2a
eine schematische Schnittansicht einer Variante einer Reinigungsvorrichtung;
Figur 2b
eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 2a und
Figur 3
eine schematische Schnittansicht einer weiteren Variante einer Reinigungsvorrichtung
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 2 in einer schematischen Schnittansicht dargestellt, wie sie zum Abscheiden von Partikeln aus einem geführten Gasstrom 8, insbesondere für Ölabscheidesysteme in Brennkraftmaschinen, Verwendung findet. Die Reinigungsvorrichtung 2 besteht im wesentlichen aus einem Zwangsführungselement 4 für den Gasstrom 8. Dieses umfaßt im wesentlichen ein zylindrisches Gehäuse 3, welches an seiner oberen flachen Stirnseite 22 eine Ausströmöffnung 29 mit einem zylindrischen Stutzen 30 aufweist, der zu einer Unterdruckquelle, beispielsweise einem hier nicht dargestellten Saugrohr einer Brennkraftmaschine führt. Der Gasstrom 8 von der Kurbelgehäuseentlüftung der Brennkraftmaschine, das sogenannte Blowby-Gas, ist durch zwei stark gezeichnete Pfeile verdeutlicht, die in der gezeichneten Darstellung in waagrechter Richtung und somit senkrecht auf die zylindrische Außenkontur der Reinigungsvorrichtung 2 auftreffen. Hier sind über den Umfang des Gehäuses 3 Zuführöffnungen 28 vorgesehen, über die der Gasstrom 8 in die Reinigungsvorrichtung 2 eintreten kann.
Der Gasstrom 8 gelangt zu Mantelflächen 10 der Reinigungsvorrichtung 2, die von einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Prallelementen 12 gebildet werden. Diese Prallelemente 12 sind in der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen als Rundstäbe 18 ausgebildet und sind auf koaxialen Ebenen 16 um eine Mittelachse 24 des Gehäuses 3 angeordnet, so daß der Gasstrom 8 eine Labyrinthführung durchlaufen muß, bevor er zur Ausströmöffnung 29 beziehungsweise zum Stutzen 30 der Reinigungsvorrichtung 2 gelangen kann. In der dargestellten Ausführungsform besteht diese Labyrinthführung beispielhaft aus vier, jeweils aus einer Vielzahl von Rundstäben 18 gebildeten, Ebenen 16. Hier sind in jeder Ebene eine gleich große Anzahl von gleich dicken Rundstäben 18 angeordnet, wobei die benachbarten Ebenen 16 jeweils derart gegeneinander verdreht sind, daß ein Rundstab 18 einer Lücke zwischen zwei Rundstäben 18 einer benachbarten Ebene 16 gegenübersteht. Ebenso möglich sind jedoch weitere Varianten in der Gestaltung, beispielsweise die Rundstäbe 18 in mehr als vier koaxialen Ebenen 16 zu gruppieren. Die Rundstäbe 18 der inneren Ebenen 16 können weiterhin dünner als die der äußeren Ebenen ausgeführt sein und dafür enger zusammenstehen, so daß beim radialen Durchströmen des Zwangsführungselementes nach innen hin zunehmend feinere Öltröpfchen aus dem Gasstrom 8 herausgefiltert werden können. Die optimale Variante hinsichtlich effektiver Reinigungswirkung und maximaler Standzeit läßt sich zweckmäßigerweise durch Versuche ermitteln und ist abhängig von Anzahl, Größe und/oder Art der abzuscheidenden Partikel.
Die Vielzahl von in geringem Abstand zueinander stehenden Prallelemente 12, hier die Rundstäbe 18 haben einen reinigenden Effekt auf den Gasstrom 8, dessen feinverteilte Partikel, beispielsweise in Form von kleinen Öltröpfchen, an den Rundstäben 18 hängenbleiben und senkrecht nach unten an den zylindrischen Wänden der Rundstäbe 18 ablaufen können. Innerhalb des Gehäuses 3 wird der Gasstrom 8 um 90° umgelenkt, da die Ausströmöffnung 29 mit dem Stutzen 30 im höchsten Punkt des Gehäuses 3, zentral in der oberen Stirnseite 22, vorgesehen ist. Durch die feste Einbaulage entsprechend der in Figur 1a gezeigten Darstellung ist gewährleistet, daß der Gasstrom 8 des Blowby-Gases die Reinigungsvorrichtung 2 im wesentlichen von unten nach oben passiert beziehungsweise durchströmt. Hierdurch kann die Reinigungswirkung auf effektivste Weise durch Unterstützung der Schwerkraft nach unten, die auf die in der Ansaugluft enthaltenen Ölanteile wirkt, sichergestellt werden.
Am Fuß der Prallelemente 12 beziehungsweise der Rundstäbe 18 werden die Ölanteile gesammelt und zu einem Ölsumpf eines Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Zu diesem Zweck stützen sich die Prallelemente 12 auf einer Kegelmantelfläche 32 eines die untere Stirnseite des Gehäuses 3 bildenden Halteelementes 23 ab, wobei eine nach oben gerichtete Spitze 25 dieser Kegelmantelfläche 32 auf der Mittelachse 24 des Gehäuses 3 liegt, so daß auf die Kegelmantelfläche 32 laufendes Öl 36 zu den Rändern nach unten ablaufen kann, von wo aus eine hier nicht dargestellte Rücklaufleitung das Öl 36 dem Ölsumpf, beispielsweise dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, zuführen kann. Die Rundstäbe 18 können entweder bündig mit der Kegelmantelfläche 32 abschließen oder auch durch passende Bohrungen durch sie hindurchgeführt sein, wie dies im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Wesentlich ist, daß die Prallelemente 12 beziehungsweise die Rundstäbe 18 mit der Kegelmantelfläche 32 des Halteelementes 23 in Berührung stehen, um ein Sammeln von Öltropfen an den unteren Enden der Rundstäbe 18 zu verhindern, da hierbei die Gefahr besteht, daß diese vom Gasstrom 8 wieder mitgerissen und in Richtung Ausströmöffnung 29 transportiert werden.
Figur 1b zeigt eine schematische Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung 2 entsprechend Figur 1a. Erkennbar sind hier die Vielzahl koaxial in vier Ebenen 16 um die Mittelachse 24 des Gehäuses 3 angeordneten Rundstäbe 18, die nach innen, das heißt zur Mittelachse 24 hin, immer enger beabstandet sind und so zu einem guten Reinigungseffekt beitragen. Die Schnittebene A-A entspricht der Darstellung in Figur 1a. Der Draufsicht ist zu entnehmen, wie die Rundstäbe 18 auf Lücke angeordnet sind. Die Rundstäbe 18 jeder zweiten Ebene 16 sind auf einer gemeinsamen Radialen zur Mittelachse 24 angeordnet. Durch den kleiner werdenden Durchmesser der Ebenen 16 verringert sich der Abstand der Rundstäbe 18 in einer Ebene 16. So wird eine besonders effektive Abscheidung der Ölanteile im Blowby-Gas möglich.
Figur 2 zeigt eine Variante einer Reinigungsvorrichtung 2 mit weitgehend gleichem Aufbau wie das Ausführungsbeispiel in Figur 1. Gleiche Teile wie dort sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert
Figur 2a zeigt die Reinigungsvorrichtung 2 in einer Schnittansicht. Die Prallelemente 12 haben hier die Form von Kreissegmenten 20, die ebenfalls auf koaxialen Ebenen 16 mit zunehmend geringerem Abstand um die Mittelachse 24 des Gehäuses 3 angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier, jeweils eine Vielzahl von senkrecht auf Lücke angeordneten Kreissegmenten 20 aufweisende, Ebenen 16 axial um die Mittelachse 24 vorgesehen. Die Ebenen 16 weisen somit jeweils eine Vielzahl von Durchbrüchen 17 auf, die derart versetzt zueinander angeordnet sind, daß der Gasstrom 8 bei jedem Passieren einer Ebene 16 umgelenkt wird. Hierdurch wird eine Labyrinthwirkung analog der zu Figur 1 beschriebenen Weise erzielt. Die Unterkanten der Kreissegmente 20 schließen bündig mit der Kegelmantelfläche 32 des Halteelementes 23 des Gehäuses 3 ab, so daß abgeschiedenes Öl 36 nach außen abfließen kann, von wo aus es in den Ölsumpf des Kurbelgehäuses gelangen kann.
Eine weitere Variante, bei der in den Ebenen 16 anstatt von senkrechten Kreissegmenten 20 eine Vielzahl von versetzt zueinander angeordneten Bohrungen aufweisende Zylinderelemente (Lochbleche) angeordnet sind, ist ebenso möglich. Hierbei muß jedoch für einen ausreichend guten Abfluß des abgeschiedenen Öls 36 nach unten gesorgt werden, beispielsweise durch senkrechte Stege oder Rinnen auf der Außen- und/oder Innenseite der Ebenen 16.
Figur 2b zeigt eine schematische Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung 2 entsprechend Figur 2a. Erkennbar sind hier die koaxial in vier Ebenen 16 um die Mittelachse 24 des Gehäuses 3 angeordneten Kreissegmente 20. Eine koaxiale Erstreckung der Kreissegmente 20 verringert sich in den Ebenen 16 nach innen. Hierdurch bleiben die Öffnungen 17 in allen Ebenen 16 gleich groß. Entsprechend der versetzten Anordnung der Kreissegmente 20 in den Ebenen 16 wird eine starke Umleitung des Gasstromes 8 bewirkt. Der Gasstrom 8 trifft immer direkt auf ein Kreissegment 20 der nächsten Ebene 16, so daß an dem als Prallelement 12 wirkenden Kreissegment 20 eine gute Abscheidung der Ölpartikel möglich ist.
Figur 3 zeigt eine weitere Varianten einer Reinigungsvorrichtung 2 in einer schematischen Schnittansicht. Gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel kann der von der Kurbelgehäuseentlüftung der Brennkraftmaschine kommende Gasstrom 8 von unten durch mehrere Öffnungen 28 in das die untere Stirnseite des im wesentlichen zylindrischen Gehäuses 26 bildende Halteelement 23 einströmen. Das Gehäuse 26 weist jedoch im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren eine geschlossene äußere Mantelfläche 27 auf, da hier der Gasstrom 8 ausschließlich von unten einströmt. Das Gehäuse 26 wird an seiner Oberseite durch Stirnseite 22 mit darin befindlicher Ausströmöffnung 29 und herausgeführtem Stutzen 30 begrenzt.
Die Reinigungswirkung, das heißt das Abscheiden von Ölanteilen im Gasstrom 8, wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Drahtgestrick 40 beziehungsweise ein Drahtsieb 41 erzielt, das der Gasstrom 8 passieren muß, bevor es aus der Auströmöffnung 29 austreten und zum Ansaugrohr der Brennkraftmaschine geleitet werden kann. Das Drahtgestrick 40 beziehungsweise Drahtsieb 41 weist eine zylindrische Kontur auf, und liegt auf der Kegelspitze 25 der Halteelementes 23 auf und füllt somit das Gehäuse 26 innen fast vollständig aus. Zwischen dem geraden Abschluß des Drahtgestrickes 40 beziehungsweise -siebes 41 und der nach außen abfallenden Kegelmantelfläche 32 des Halteelementes 23 befindet sich jedoch ein Zwischenraum. Dadurch läuft im Drahtgestrick 40 beziehungsweise -sieb 41 zurückgehaltenes Öl 36 entweder an der inneren zylindrischen Wand des Gehäuses 26 oder über die Kegel-spitze 25 der Kegelmantelfläche 32 nach unten ab. Hier sind über den Umfang des Gehäuses 26 mehrere Auslaßöffnungen 37 vorgesehen. Auf diese Weise kann der Ablauf des abgeschiedenen Öls 36 ungehindert erfolgen, ohne daß der einkommende Gasstrom 8 dieses immer wieder mitreißt. Der zur Herstellung des Drahtgestrickes 40 beziehungsweise des Drahtsiebes 41 verwendete Draht besitzt eine glatte Oberfläche, so daß aus dem Gasstrom 8 abgeschiedene Ölpartikel nicht haftenbleiben und - wie erläutert - ablaufen. Eine Arretierung des Drahtgestrickes 40 beziehungsweise des Drahtsiebes 41 kann beispielsweise durch Einrasten des Halteelementes 23 in das Gehäuse 26 erfolgen.
Die Struktur des verwendeten Drahtgestrickes 40 hinsichtlich des Maschenabstandes läßt sich zweckmäßigerweise durch Versuch ermitteln. Möglich sind auch Kombinationen von verschiedenen und vorzugsweise nach oben hin feiner werdenen Maschenabständen. Vorteilhaft kann es weiterhin sein, ein Drahtgestrick 40 mit unterschiedlich feinen Drahtsieben 41 zu kombinieren.

Claims (16)

  1. Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem geführten Gasstrom, insbesondere für Ölabscheidesysteme an Brennkraftmaschinen, mit einem dem Gasstrom ausgesetzten, die Partikel aufnehmenden und den gereinigten Gasstrom passieren lassenden Filterelement und einer der Reinigungsvorrichtung zugeordneten Ableiteinrichtung für die abgeschiedenen Partikel, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (2) wenigstens ein Zwangsführungselement (4) für den Gasstrom (8) umfaßt, das eine wenigstens einmalige Richtungsänderung des Gasstromes (8) bei Durchtritt durch die Reinigungsvorrichtung (2) bewirkt, und das Zwangsführungselement (4) gleichzeitig das Filterelement (6) bildet.
  2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangsführungselement (4) in Führungsrichtung des Gasstromes (8) wenigstens zwei beabstandet und versetzt zueinander angeordnete Prallelemente (12) für den Gasstrom (8) aufweist.
  3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelemente (12) stabförmig sind.
  4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelemente (12) Rundstäbe (18) sind.
  5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelemente (12) Kreissegmente (20) sind.
  6. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelemente (12) auf einer koaxialen Ebene (16) um eine senkrecht zur Eintrittsrichtung des Gasstromes (8) in das Zwangsführungselement (4) angeordnete Achse (24) angeordnet sind.
  7. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelemente (12) in wenigstens zwei, insbesondere vier koaxialen Ebenen (16) zur Achse (24) angeordnet sind.
  8. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prallelemente (12) auf einer Kegelmantelfläche (32) eines Halteelementes (23) abstützen.
  9. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelspitze (25) des Halteelementes (23) mit der Achse (24) zusammenfällt.
  10. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangsführungselement (4) in einem Gehäuse (3) angeordnet ist, das wenigstens eine Zufuhröffnung (28) für den Gasstrom (8) und wenigstens eine Ausströmöffnung (29) für den gereinigten Gasstrom aufweist.
  11. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung (29) mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.
  12. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelmantelfläche (32) Bestandteil der Ableiteinrichtung für die abgeschiedenen Partikel (36) ist.
  13. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnung (28) und die Ausströmöffnung (29) unter einem Winkel von insbesondere 90° zueinander im Gehäuse (3) münden.
  14. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnung (28) und die Ausströmöffnung (29) gegenüberliegend in Führungsrichtung des Gasstromes (8) im Gehäuse (3) münden.
  15. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangsführungselement (4) ein Drahtgestrick (40) ist.
  16. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangsführungselement (4) ein Drahtsieb (41) ist.
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