CZ292397B6 - Zařízení pro odlučování oleje - Google Patents

Abstract

Za° zen je ur eno pro odlu ov n oleje, zejm na pro spalovac motory motorov²ch vozidel, a to pro odlu ov n oleje ze sm si oleje a plynu. Je provedeno s odlu ovac m elementem oleje uspo° dan²m ve sk° ni. Odlu ovac element oleje m prvn elektrodu (15) a druhou elektrodu (17), kter jsou v dy spojeny se zdrojem vysok ho nap t , kter jsou v dy uspo° d ny v pr to n dr ze sm si oleje a plynu, a kter maj r znou polaritu. Prvn elektroda (15) je vytvo°ena jako prstencov elektroda ve tvaru trubky. Druh elektroda (17) je vytvo°ena ve tvaru ku ele a je uspo° d na nap° ke sm ru proud n sm si oleje a plynu za prvn elektrodou (15). èpi ka druh elektrody (17) ve tvaru ku ele sm °uje k prvn elektrod (15).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu, s odlučovacím elementem oleje uspořádaným ve skříni, přičemž odlučovací element oleje má první elektrodu a druhou elektrodu, které jsou vždy spojeny se zdrojem vysokého napětí, které jsou vždy uspořádány v průtočné dráze směsi oleje a plynu, a které mají různou polaritu, přičemž první elektroda je vytvořena jako prstencová elektroda ve tvaru trubky.

Dosavadní stav techniky

Při pracovním procesu ve spalovacích motorech dochází v důsledku malých netěsností v oblasti štěrbiny pístního kroužku ke vzniku tlakové ztráty, která vede k tomu, že ze spalovacího prostoru unikají do klikové skříně spaliny, označované jako „vháněné plyny“. V klikové skříni se nacházejí olejové kapičky, pocházející například z hnacího řetězu pohonu vačkového hřídele, které jsou zachycovány spalinami a tímto způsobem vedeny do spalovacího procesu. Aby se snížily škodlivé emise vznikající spalováním oleje, byla vyvinuta zařízení na odlučování oleje, která mají odstraňovat olej ze směsi oleje a plynu. Za tím účelem jsou známá zařízení na odlučování oleje, která sestávají z hrubého drátěného pletiva, které obsahuje kondenzační místa, na nichž se shromažďují kapičky oleje, které se potom opět vedou do jímky jako olej odloučený z olejového okruhu motoru. Kromě toho jsou známé takzvané cyklónové odlučovače, které obsahují žebra pro usměrňování proudění uspořádaná ve skříni, k nimž je směs oleje a plynu přiváděna a jimi ostře odchylována. Olej se při tomto druhu odlučování neodlučuje primárně kondenzací, nýbrž účinkem setrvačnosti. Nevýhodou u prvně uvedeného typu odlučovače mimo jiné je, že zejména malé kapičky oleje nemohou být odloučeny. Nevýhodou obou typů odlučovačů je, že u obou těchto typů se jejich optimálního pracovního bodu dosáhne vždy pouze při stacionárním provozu spalovacího motoru, to znamená při konstantním množství unikajících spalin. Zejména při nestacionárním provozu, který je obvyklý pro normální provoz motorového vozidla, v důsledku neustále požadovaného zvyšování, popřípadě snižování, výkonu nejsou tyto systémy pro účinné odlučování oleje již postačující.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu, s odlučovacím elementem oleje uspořádaným ve skříni, přičemž odlučovací element oleje má první elektrodu a druhou elektrodu, které jsou vždy spojeny se zdrojem vysokého napětí, které jsou vždy uspořádány v průtočné dráze směsi oleje a plynu, a které mají různou polaritu, přičemž první elektroda je vytvořena jako prstencová elektroda ve tvaru trubky, podle vynálezujehož podstatou je, že druhá elektroda je vytvořena ve tvaru kužele aje uspořádána napříč ke směru proudění směsi oleje a plynu za první elektrodou, přičemž špička druhé elektrody ve tvaru kužele směřuje k první elektrodě.

V zařízení pro odlučování oleje se s výhodou využívá elektrostatického principu, u něhož jsou kapky oleje nabité první elektrodou přitahovány a shromažďovány druhou elektrodou. Takto vytvořené zařízení pro odlučování oleje má velmi kompaktní provedení a obsahuje málo součástí. Odlučování oleje je navíc možné provádět účinným způsobem i při nestacionárním provozu.

Další výhoda zařízení pro odlučování oleje podle vynálezu spočívá v tom, že dochází k odlučování nejen olejových částic ve směsi s plynem, nýbrž i k odlučování částic vody obsažených ve vháněném plynu.

-1 CZ 292397 B6

Další nezanedbatelná výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že odlučovací element oleje je zvláště odolný proti znečištění, přičemž jako zdroje nečistot je třeba uvést zejména známé přísady do oleje.

Vytvořením první elektrody jako prstencové elektrody ve tvaru trubky lze dobře zachycovat částice oleje i vody ve směsi s plynem. Druhá elektroda, která je vytvořena ve tvaru kužele a je uspořádána napříč ke směru průtoku směsi oleje a plynu, působí jako narážecí deska, na kterou dopadají částice oleje a vody, v důsledku polarity elektrody se shromažďují a nejsou již dále 10 plynem odnášeny.

Nashromážděná směs olejové kapaliny potom protéká v důsledku vhodným tvarováním druhé elektrody s výhodou do odtokového ústrojí, které přivádí olej, popřípadě kapalinu, do motoru.

Podle výhodného provedení vynálezu se průřezová plocha první elektrody ve směru proudění směsi oleje a plynu zvětšuje a úhel otevření první elektrody je v rozsahu od 10° do 20°. Tímto provedením se dosahuje snížení rychlosti proudění směsi oleje a plynu, což umožňuje účinnější nabíjení částic kapaliny. Kromě toho se tím zmenšuje nárazová rychlost směsi na druhou elektrodu, takže částice kapaliny na druhé elektrodě ulpí a nejsou strhávány odtékajícím proudem.

Podle zvlášť výhodného provedení je vrcholový úhel plášťové plochy druhé elektrody v rozsahu od 100° do 140°.

Podle dalšího výhodného provedení jsou obě elektrody vůči sobě uspořádány tak, že jejich osy 25 souměrnosti jsou shodné.

Dalšího zdokonalení účinností druhé elektrody se podle dalšího výhodného provedení dosáhne tím, že druhá elektroda má ohnutý okraj, který je uspořádán paralelně s osou souměrnosti, a který je zahnutý směrem k první elektrodě. Tím se jednak zvětší účinná plocha druhé elektrody a 30 jednak se zajistí další zpomalení odtékajícího plynu, čímž se prodlouží doba setrvání směsi oleje a plynu v účinné oblasti druhé elektrody.

Druhá elektroda je s výhodou spojena s odtokovým ústrojím a s ústrojím pro odvádění plynu. Ustrojí pro odvádění plynu má skříň s potrubím.

Skříň má s výhodou další odlučovací element, zejména ve formě drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze/polyesterového rouna, aby se z proudu plynu oddělily i poslední zbytky oleje, popřípadě kapaliny.

Zařízení pro odlučování oleje je s výhodou provedeno z plastu.

Přehled obrázku na výkrese

Vynález bude dále podrobněji popsán na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. je schematicky znázorněn řez zařízením pro odlučování oleje.

Příklad provedení vynálezu

Zařízení 1 pro odlučování oleje má s výhodou z plastické hmoty vytvořenou hmcovitou skříň 3, která je utěsněné uzavřena čelní deskou 5, zhotovenou s výhodou také z plastické hmoty. Kruhová čelní deska 5 má centrálně uspořádané, z hlediska vnitřku skříně 3 navenek vyčnívající

-2CZ 292397 B6 připojovací hrdlo 7 a centrálně uspořádané, dovnitř vyčnívající přiváděči hrdlo 9. Obě hrdla 7, 9 jsou opatřena otvorem, který vytváří průtočné spojení mezi vnějškem a vnitřkem skříně 3.

Z vyobrazení je patrno, že otvor připojovacího hrdla 7 je vytvořen kuželovitý, přičemž průřezová 5 plocha ve směru dovnitř skříně 3 se zmenšuje. Na rozdíl od toho je otvor přiváděcího hrdla 9 vytvořen jako kuželovitý otvor, jehož průřezová plocha se ve směru dovnitř skříně 3 zvětšuje.

Pro připojení hadicového přívodu má ten konec připojovacího hrdla 7, který je odvrácený od čelní desky 5, prstencové vyvýšení 11, které slouží jako západka.

Vnitřní stěna 13 přiváděcího hrdla 9 je obložena první elektrodou 15. která je spojena s neznázorněným zdrojem vysokého napětí. První elektroda 15 je tak vytvořena ve tvaru trubky, přičemž vzhledem k jejímu průřezu může být označena jako prstencová první elektroda j_5. Na podkladě své v podélném směru konstantní tloušťky stěny má také prstencová první elektroda 15 průtoč15 nou průřezovou plochu, která se ve směru dovnitř skříně 3 zvětšuje. S výhodou má v dalším označovaný úhel a otevření, tvořený plášťovou plochou hodnotu 10° až 20°.

Uvnitř skříně 3 je upravena plošná druhá elektroda 17, jejíž plocha je upravena napříč k podélné ose přiváděcího hrdla 9 a tím i napříč ke směru výtoku. Druhá elektroda 17 má tvar kužele, jehož 20 špička směřuje k čelní desce 5. Prstencový ohnutý okraj 19 je ohnut ve směru k čelní desce 5 a je upraven v podstatě paralelně vzhledem k podélné ose kuželovité druhé elektrody 17. Podélná délka oblasti ohnutého okraje 19 v podstatě odpovídá výšce kuželovité druhé elektrody 17. Tím má druhá elektroda 17 v příčném řezu tvar písmene M. Jako výhodný se ukázal úhel β sevřený plášťovou plochou kuželovité druhé elektrody 17 o hodnotě 100° až 140°. Kuželovitá druhá 25 elektroda 17 je také spojena s neznázoměným zdrojem vysokého napětí, přičemž obě elektrody 15, 17 musejí mít různou polaritu.

Z vyobrazení je také patrno, že průměr kuželovité druhé elektrody 17 je zřetelně větší než největší vnitřní průměr prstencové první elektrody 1_5. Průměr kuželovité druhé elektrody 17 je však 30 nepatrně menší než odpovídající vnitřní průměr skříně 3, čímž se vytváří prstencová mezera 2L

Na té straně kuželovité druhé elektrody 17, která je odvrácená od čelní desky 5, je upraveno ústrojí 23 pro odvádění plynu, které má skříň 25 a potrubí 27. S výhodou válcová skříň 25 má tvaru kuželovité druhé elektrody 17 přizpůsobenou, také ve tvaru kužele vytvořenou čelní plochu 35 29. Protilehlá čelní strana skříně 25 je uzavřena odlučovacím elementem 31. Odlučovací element je s výhodou vytvořen ve tvaru drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze nebo rouna, přičemž je propustný pro plynné médium.

Z prostoru 33, který je omezen skříní 25, čelní plochou 29 a odlučovacím elementem 31, 40 vystupuje potrubí 27, které je vedeno skrz skříň 3 navenek.

Další navenek vedené odtokové ústrojí 35 v podobě potrubí je upraveno ve skříni 3 v oblasti čelní desky 5. Toto potrubí odtokového ústrojí 35 vede nazpět k olejové jímce motoru a slouží pro zpětné zavedení oleje nashromážděného kuželovitou druhou elektrodou 17.

Z vyobrazení není patrno, že ta plocha kuželovité druhé elektrody 17, která je přivrácená kpřiváděcímu hrdlu 9, musí být vytvořena tak, aby zabezpečila odtok na kuželovité druhé elektrodě 17 nashromážděného oleje ve směru potrubí odtokového ústrojí 35.

V dalším je popsána funkce zařízení 1 pro odlučování oleje.

Čištěná směs oleje a plynu vstupuje do připojovacího hrdla 7 a proudí ve směru do vnitřku skříně 3, jak je to znázorněnou šipkou 37. Při dosažení přiváděcího hrdla 9 se dostane směs oleje a plynu do funkční oblasti prstencové první elektrody 15, která elektricky nabíjí kapky oleje a 55 kapaliny. Vzhledem ke zvětšení průtočného průřezu se zmenšuje rychlost proudění plynu

-3CZ 292397 B6 proudícího do vnitřního prostoru skříně 3, čímž se zvýší doba průchodu skrz prstencovou první elektrodu 15 s tím výsledkem, že se zvětší počet nabitých kapek oleje a kapaliny.

Ve směru po proudu za prstencovou první elektrodou 15 narazí směs oleje a plynu na tu plochu 5 kuželovité druhé elektrody 17. která je přivrácená k přiváděcímu hrdlu 9. Na podkladě opačné polarity přitahuje tato kuželovitá druhá elektroda 17 nabité kapky oleje a kapaliny a zabezpečuje, že jsou odděleny z plynu proudícího ve směru prstencové mezery 21. Při nastavování nárazové rychlosti směsi oleje a plynu je třeba dbát na tu skutečnost, že druhou elektrodou 17 vytvářená a na olejové kapky působící elektrostatická sílaje větší než síla proudu plynu procházejícího přes 10 druhou elektrodu 17.

Kapky nashromážděné kuželovitou druhou elektrodou 17 z olejových a kapalinových kapiček vytvářejí zvětšující se kapalné kapky, které působením síly tíže odkapávají přes vhodnou geometrii kuželovité druhé elektrody 17 a jsou potrubím odtokového ústrojí 35 opět přiváděny do 15 motoru.

Nejméně do značné míry oleje a kapaliny zbavený proud plynu proudí na protilehlé elektrodě radiálně navenek, prochází skrz oblast ohnutého okraje 19 a protéká skrz prstencovou mezeru 21 ve směru té strany skříně 3, která je protilehlá vzhledem k čelní desce 5. Ohnutý okraj 19 slouží 20 z hlediska proudu plynu jako překážka a brzda tak, že nabité kapičky oleje a kapaliny jsou dostatečně dlouho ve funkční oblasti kuželovité druhé elektrody 17 a tak jí mohou být skutečně zachyceny.

Když plyn prošel prstencovou mezerou 21, proudí ve směru vnitřního prostoru 33 ústrojí 23 pro 25 odvádění plynu a protéká přitom skrz odlučovací element 31. Tento odlučovací element 31, vytvořený ve tvaru drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze nebo rouna slouží k tomu, aby oddělil zbytky kapaliny z oleje, které jsou případně ještě v proudu plynu.

Z vnitřního prostoru 33 proudí vyčištěný plyn do potrubí 27 a přes něj ze zařízení 1 pro 30 odlučování oleje a nazpět ke spalovacímu procesu.

Prostřednictvím tohoto zařízení 1 pro odlučování oleje je možné dosáhnout zbytková množství neodloučeného oleje ve směsi oleje a plynu o hodnotě menší než 0,015 g/kW/h. Mimoto je možné zařízení 1 pro odlučování oleje na podkladě jeho jednoduché a kompaktní konstrukce 35 integrovat například do krytů hlav válců do odlitku krytu. Jinak je také možné doplnit zařízením pro odlučování oleje velmi jednoduše sériově vyráběné motory, protože zařízení 1 pro odlučování oleje lze prostřednictvím jeho vložených konstrukčních částí snadno přizpůsobit do zástavbového prostoru, který je k dispozici.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu, s odlučovacím elementem oleje uspořádaným ve skříni, přičemž odlučovací element oleje má první elektrodu (15) a druhou elektrodu (17), které jsou vždy spojeny se zdrojem vysokého napětí, které jsou vždy uspořádány v průtočné dráze směsi 50 oleje a plynu, a které mají různou polaritu, přičemž první elektroda (15) je vytvořena jako prstencová elektroda ve tvaru trubky, vyznačující se tím, že druhá elektroda (17) je vytvořena ve tvaru kužele a je uspořádána napříč ke směru proudění směsi oleje a plynu za první elektrodou (15), přičemž špička druhé elektrody (17) ve tvaru kužele směřuje k první elektrodě (15).

   -4CZ 292397 B6
2. 2. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že první elektroda (15) má průřezovou plochu, která se ve směru proudění zvětšuje.
3. 3. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 2, vyznačující se tím, že úhel (a) otevření první elektrody (15) je v rozsahu od 10° do 20°.
4. 4. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrcholový úhel (β) plášťové plochy druhé elektrody (17) je v rozsahu od 100° do 140°.
5. 5. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že obě elektrody (15, 17) jsou vůči sobě uspořádány tak, že jejich osy souměrnosti jsou shodné.
6. 6. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhá elektroda (17) obsahuje ohnutý okraj (19), který je uspořádán paralelně sosou souměrnosti, a který je zahnutý směrem k první elektrodě (15).
7. 7. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhá elektroda (17) je spojena s odtokovým ústrojím (35).
8. 8. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhá elektroda (17) je spojena s ústrojím (23) pro odvádění plynu.
9. 9. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se tí m, že ústrojí (23) pro odvádění plynu má skříň (25) s potrubím (27).
10. 10. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 9, vyznačující se tím, že skříň (25) má další odlučovací element (31), zejména ve formě drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze/polyesterového rouna.
11. 11. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je provedeno z plastu.

    1 výkres

    -5CZ 292397 B6