CZ322997A3

CZ322997A3 - Zařízení na odlučování oleje

Info

Publication number: CZ322997A3
Application number: CZ973229A
Authority: CZ
Inventors: Bruno Hezel
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 1998-04-15
Also published as: FR2754470B1; DE19642218A1; DE19642218C2; CZ292397B6; CH693002A5; FR2754470A1

Description

Oblast_techniky

Vynález se týká zařízení pro odlučování oleje, zejména pro -spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje ve směsi oleje a plynu, které má ve skříni uspořádaný odlučovací element oleje.

Dosaί-θεΐΐΰϋίγ......... .............. .....

V průběhu pracovního procesu ve spalovacích motorech vzniká vzhledem k nepatrným netěsnostem v oblasti štěrbiny pístního kroužku tlaková ztráta, která vede k tomu, že ze spalovacího prostoru unikají do klikové stříně spalované plyny, označované jako vháněné plyny. V klikové skříni jsou potom například v oblasti poháněcího řetězu pohonu vačkovéspalovacími plyny a tak se dostávají do spalovacího procesu. Aby se snížily emise škodlivin způsobené spalováním tohoto oleje, byla vyvinuta zařízení pro odlučování oleje, která mají odstranit olej ze směsi oleje a plynu. K tomu účelu jsou známé odlučovače oleje, které v podstatě sestávají z hrubé drátěné sítě, která poskytuje kondenzační místa, na kterých se shromaždují olejové kapky, které se potom opět přivádějí do jímky jako olej odloučený z motorového olejového okruhu. Mimoto jsou známé tak zvané cyklonové odlučovače, které mají ve skříni upravená proud vedoucí žebra, na která se přivádí směs oleje a plynu a značně se vychyluje. Olej v odlučovačích tohoto typu není odlučován primárně prostřednictvím kondenzace, ale prostřednictvím setrvačných sil, působících na olej. Jako nevýhodná se ukáza la ti odlučovače prvního uvedeného typu mimo jiné ta skutečnost, že nelze odloučit malé olejové kapky. Jako nevýhodná pro oba typy odlučovačů se ukázala ta skutečnost, že.dosahují svého optimálního pracovního bodu vždy jen ve stacionárním provozu spalovacího motoru, to znamená, při konstantním množství unikajícího spalovaného plynu. Zejména v ne- . stacionárním provozu, který je pro normální provoz motorového vozidla vzhledem ke stále požadovanému zvýšení, případně snížení výkonu obvyklý, nejsou tyto systémy pro účinné odlučování oleje postačující.

Podstat a _vjrnálezu

Vynález řeší zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu, které má ve skříni uspořádaný odlučovací element, oleje, přičemž tento element pro odlučování oleje má prv_n.í_e.l.ek.tr_o.du_a—drit-h-o-u—e-l-e-k-t-rod u-j—k-t-e-r é—j s-ou— spojeny se zdrojem vysokého napětí. Obě elektrody jsou uspořádány v průtočné dráze směsi oleje a plynu a mají různou polaritu. U zařízení podle vynálezu se s výhodou využívá elektrostatický princip, u kterého jsou první elektrodou nabité kapky oleje přitahovány a shromažďovány druhou elektrodou. Toto zařízení pro odlučování oleje podle vynálezu umožňuje velmi kompaktní konstrukci, která vyžaduje jen velmi málo konstrukčních součástí. Mimoto je možné účinné odlučování oleje i v nestacionárním provozu.

Další výhoda zařízení pro odlučování oleje podle vynálezu spočívá v tom, že jsou odlučovány nejen olejové částice v plynové směsi, ale také částice vody obsažené ve vháněném plynu.

Další nezanedbatelná výhoda zařízení pro odlučování oleje spočívá v tom, že odlučovací element oleje je zvláště odolný proti znečištění, přičemž je třeba uvést zejména jako známé přísady oleje vytvářející zdroje znečištění.

Podle výhodného provedení zařízení podle vynálezu se předpokládá, že první elektroda je vytvořena jako trubková prstencová elektroda protékaná směsí oleje a plynu. Prostřednictvím tohoto tvarového uspořádání lze dobře zachycovat olejové a vodní součásti v plynové směsi.

Podle dalšího výhodného provedení zařízení podle vynálezu se předpokládá, že druhá elektroda, která je.upravena po proudu od první elektrody, je vytvořena plochá, zejména ve tvaru kužele, přičemž druhá elektroda je s výhodou uspořádána napříč ke směru průtoku směsi oleje a plynu. Druhá elektroda tak působí jako narážecí deska, na kterou dopadají olejové a vodní částice, na podkladě polarity elektrody_se_ •f shromažduji a nejsou potom plynem dále transportovány.

Nashromážděná směs olejové kapaliny protéká potom skrz odpovídající tvar druhé elektrody do odtokového ústrojí, které přivádí olej, případně kapalinu do motoru.

Jako zvláště výhodné se ukázalo vytvořit trubkovou prstencovou elektrodu ve tvaru kužele, přičemž protékaná průřezová plocha ve směru proudění narůstá. S výhodou má úhel otevření hodnotu 10° až 20°. Prostřednictvím kuželového tvaru se dosahuje snížení rychlosti proudění směsi oleje a plynu, což umožňuje účinější nabíjení částic kapaliny. Mimoto se tím zmenšuje nárazová rychlost směsi na druhou elektrodu, takže se kapalinové částice na elektrodě upevní a nejsou strhávány odtékajícím plynem.

Jako zvláště výhodný se pro druhou elektrodu ve tvaru kužele ukázal úhel sevřený plástovou plochou o hodnotě 100° až 140°.

Pro další zdokonalení účinnosti je kuželová elektroda uspořádána tak, že špička směřuje ve směru první elektrody 0 její osa souměrnosti je s výhodou shodná s osou souměrnosti první elektrody.

Dalšího zdokonalení účinnosti druhé.elektrody se-dosáhne podle dalšího výhodného provedení tím, že má prstencový okraj, který je upraven rovnoběžně s osou souměrnosti od okraje plástové plochy elektrody ve směru první elektrody. Tím se jednak zvětší účinná plocha elektrouy a jednak se zajistí další zpomalení vytékajícího plynu, čímž se prodlouží doba prodlevy směsi oleje a plynu v účinné oblasti druhé ITlektrody.

Jako zvláště výhodné se dále ukázalo vyrobit skříň zařízení pro odlučování oleje z plastické hmoty.

Podle dalšího výhodného provedení zařízení podle vynálezu je po proudu od druhé elektrody upraven druhý odlučovací element, zejména ve tvaru drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze nebo rouna, aby se oddělily také poslední zbytky oleje, případně kapaliny z proudu plynu.

Přehl θϊί _θ brázku_ na _ výkr ese

Vynález je v dalším podrobněji popsán na příkladu pro-

9 · w •	9 9	9 9	9 · * 9	9 · • 9	« •
•	9 9	9	* ·	* ··♦	9
•	9 · ·		• *	•	9
« 9 9«	9 9 9 9	* <♦·	9 9	9 9	9

vedení ve spojení s výkresovou částí.

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

Pří“S_provedení vynálezu

Zařízení jL pro odlučování oleje má s výhodou z plastické hmoty vytvořenou hrncovitou skříň 3, která je utěsněné uzavřena čelní deskou J5, zhotovenou s výhodou., také z. plas, tické hmoty. Kruhová čelní deska 5 má centrálně uspořádané, z hlediska vnitřku skříně 3 navenek vyčnívající 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, přiče.mž_D.r_ůř_e.z.o-V_á_D.l-O-cha—ve— smě-—— ru dovnitř skříně 3 se zmenšuje. Na rozdíl od toho je otvor přiváděcího hrdl?. 9 vytvořen jako kuželový 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 neznázórněným zdrojem vysokého napětí. První elektroda 15 je tak vytvořena ve tvaru trubky, přičemž vzhledem k jejímu průřezu může být označena jako prstencová první elektroda 15. Na podkladě své v podélném směru konstantní tlouštky stěny má také prsten• « cová první elektroda 15 průtočnou průřezovou plochu, která se ve směru dovnitř skříně 3 zvětšuje. S výhodou má v.dalším označovaný úhel Cg otevřenítvořený plástovou 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 vtoku. Druhá elektroda 17 má tvar kužele, jehož špička směřuje k Čelní desce 5. Prstencový ohnutý okraj 19 je ohnut ve směru k čelní desce 5 'á 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 /3 sevřený plástovou plochou kuželovité druhé elektrody 17 o hodnotě 100° až 140°. Kuželovitá druhá elektroda 17 je také spojena s neznázorněným 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 15. Průměr kuželovité druhé elektrody 17 je však nepatrně menší než odpovídající vnitřní průměr skříně 3, Čímž se vytváří prstencová mezera 21.

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 29. Protilehlá čelní strana skříně 25 je uzavřena odlučovacím

elementem 31. Odlučovací element 31 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, vystupuje potrubí 27, které jě 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 k přiváděcímu 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 2 P^r° odlučování oleje.

Čištěná směs oleje a plynu vstupuje do připojovacího hrdla\7 a proudí ve směru do vnitřku skříně 3, jak je to znázorněno 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 kapaliny. Vzhledem ke zvětšení průtočného průřezu se zmenšuje rychlost proudění plynu proudícího do vnitřního prostoru skříně čímž se zvýší doba průchodu skrz prstencovou první elektrodu 15 s tím výsledkem, že se zvětší počet nabi··♦♦ ··

tých kapek oleje a kapaliny.

Ve směru po proudu za prstencovou první elektrodou 15 narazí směs oleje a plynu na tu plochu kuželovité druhé elektrody 17, která je přivrácená k přiváděcímu hrdlu 9. Na podklade 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 síla je — ; větší než síla proudu plynu procházejícího přes druhou elektrodu 17.

Kapky nashromážděné kuželovitou druhou elektrodou 17 z olejových a kapalinových kapiček vytvářejí zvětšující se kapalné kapky, které působením síly tíže oukapávají pres vhodnou geometrii kuželovité druhé elektrody 17 a jsou potrubím odtokového ústrojí 35 opět přiváděny do 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 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 odvádění plynu a pro-

*· · * · « · ·· ·· téká přitom skrz odlučovací element 31. Tento odlučovací element 31, vytvořený ve tvaru drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze nebo rouna slouží k tomu, abv oddělil zbytky kapaliny ?. 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 odlučování oleje a nazpět ke spalovacímu procesu.

, . Prostřednictvím tohoto zařízení.j...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 j. pro odlučování oleje na podkladě jeho jednoduché a kompaktní konstrukce integrovat například do krytů hlav válců do odlitku krytu. Jinak je také možné doplnit zařízením J. 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.

• « • 4

Pí. Α Τ E N Τ 0 V E

Claims

NÁROKY

1. Zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací moto- ry motorových vozidel, pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu, které má ve skříni uspořádaný odlučovací element oleje, vyznačující se tím, že odlučovací element oleje má první elektrodu (15) a druhou elektrodu (17), které jsou spojeny se zdrojem vysokého napětí, přičemž obě jsou uspořádány v průtočné dráze směsi oleje a plynu a mají, různou polaritu.' ...... ...... ...
2. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, vyznačující se tím, že první elektroda (15) je vytvořena jako trubková prstencová elektroda protékatelná směsí oleje a plynu.
3. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1 nebo 2, v y ' žT~ň~a^-č~íT^-j^—í c í s e Γ”í m , že druhá elektroda (17) je vytvořena plochá a je upravena po proudu od první elektrody (15).
4. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá elektroda (17) je uspořádána napříč ke směru průtoku směsi oleje a plýnu, takže směs naráží na druhou elektro- du (17)
5. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 2, vyznačující se tím, že prstencová první elektroda (15) má ve směru průtoku narůstající průřezovou plochu.
6. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejí- • * · · · · · ·* ·

-litím, že (15) má hódpředcháze jitím. že cích nároků, vyznačující se úhel (cc) otevření prstencové první elektrody notu 10° až 20°.
7. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z cích nároků, vyznačující se druhá elektroda (17) je vytvořena ve tvaru kužele.
8. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 7, vyznačující se tím, že úhel (β ) sevřený plášto- . vou. plochou, kuželovité druhé .elektrody (.17) má.hodnotu Í00° . až 140°.
9. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že špička kuželovité druhé elektrody (17) směřuje ve směru první elektrody (15).
10. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obě elektrody (15f 17) jsou navzájem uspořádány tak, že jejich osy souměrnosti jsou shodné.
11. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá elektroda (17) má k první elektrodě (15) ohnutý okraj (19), který je upraven paralelně vzhledem k ose souměrnosti.
12. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ke druhé elektrodě (17) je přiřazeno odtokové ústrojí (35), které zachycuje olej odtékající od druhé elektrody (17) a odvádí jej.

«·· ♦ « *· • * • · • * · * ·« ··

- 12 -Λ-
13. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ke druhé elektrodo (17) je přiřazeno ústrojí (23) pro odvádění plynu, kterým proudí vyčištěný plyn ze zařízení (1) pro odlučování oleje.
14. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 13, v y z n a é u j í c í se tím, že ústrojí (23) pro odvádění plynu má skříň (25), ze které vystupuje potrubí (27), které vede ze zařízení (1) pro odlučování oleje.
15. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 14, vyznačující se tím, že skříň (25) ústrojí (23) pro odvádění plynu je uzavřena dalším odlučovacím elementem (31), s výhodou ve tvaru drátěné pletené sítě a/nebo polyesterové příze nebo rouna.
16. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že sestává z plastické hmoty.