DE102005038257A1 - Ölabscheider - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ölabscheider zur Abscheidung von Öl und/oder Ölnebel aus einem Gas. Hierbei wird bei normalem Volumenstrom des Gases (A) eine optimale Abscheideleistung erzielt, aber auch bei erhöhtem Volumenstrom (A) oder einer Verstopfung des Ölabscheiders wird die Entlüftung zum Beispiel eines Kurbelgehäuses gewährleistet und die Einhaltung eines maximalen Druckverlustes sichergestellt. Dazu werden DOLLAR A zwei Ölabscheideelemente (10a bis 10d und 10e bis 10h) im Volumenstrom (A) hintereinander angeordnet, deren Abstand voneinander variabel ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ölabscheider zur Abscheidung von Öl und/oder Ölnebel aus einem Gas. Hierzu werden nach dem Stand der Technik gewöhnlich Labyrinthe oder Metallgestricke oder insbesondere Zyklone verwendet. Derartige Öl- bzw. Ölnebelabscheider werden insbesondere eingesetzt, um Öl bzw. Ölnebel aus Kurbelgehäusegasen, auch Blow-by-Gase genannt, abzutrennen. Hierzu wird das Blow-by-Gas durch den Ölabscheider geführt und anschließend in gereinigter Form dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors wieder zugeführt.
- Die Auslegung eines derartigen Ölabscheiders erfolgt gewöhnlich auf einen nominalen Volumenstrom (Blow-by) des Gases, der im Normalbetrieb des Motors auftritt unter Berücksichtigung der Druckverhältnisse im Kurbelgehäuse. Ist der Volumenstrom bekannt, so kann unter Annahme eines maximal zulässigen Druckverlustes zwischen der Druckseite und der Saugseite des Ölabscheiders (d.h. vor dem Ölabscheider bzw. nach dem Ölabscheider) der Ölabscheider ausgelegt werden, so dass er unter diesen Bedingungen eine maximale Abscheideleistung zeigt.
- Unter bestimmten Bedingungen können jedoch in Motoren auch erheblich höhere Volumenströme auftreten. Daher wird gewöhnlich gefordert, dass das Ölabscheidesystem sowohl eine gewisse Abscheideleistung als auch die Funktion der Kurbelgehäuseentlüftung bis zum mehrfachen dieses nominalen Volumenstroms als Sicherheit bewältigt. Insbesondere darf der Druckabfall über dem Ölabscheider auch bei einem derartigen erhöhten Volumenstrom nicht zu groß werden, um die Kurbelgehäuseentlüftung nicht zu behindern. Daher werden nicht adaptive Ölabscheider auf den maximalen Volumenstrom ausgelegt, was jedoch zum Nachteil hat, dass sie dann bei dem nominalen Volumenstrom keine optimale Abscheidegrade bzw. Abscheideleistung erreichen. Dies heißt, dass die Abscheideleistung dann bei einem nominalen Volumenstrom nicht mehr optimal ist.
- Weiterhin kann über die Lebensdauer eines Ölabscheiders dieser auch verschmutzt werden und teilweise oder gänzlich verstopfen. Im Falle von Vereisungen treten die Verstopfungen üblicherweise temporär auf. In diesem Falle wird dann der maximal zulässige Druckverlust bereits bei erheblich geringeren Volumenströmen, beispielsweise bereits innerhalb des Betriebskennfeldes überschritten. Die Minimalfunktion des Gesamtsystems, nämlich die Entlüftung des Kurbelgehäuses, ist in diesem Falle bei nicht-adaptiven Ölabscheidesystemen gefährdet.
- Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Adaption der Abscheideleistung, des Druckverlustes und des Volumenstroms bei Ölabscheidemodulen in der Kurbelgehäuseentlüftung bekannt. Zum einen ist es möglich, verschiedene parallel liegende Abscheideräume diskontinuierlich zu schalten, um so in Abhängigkeit vom Volumenstrom und dem Druckverlust immer eine ausreichende Abscheideleistung zur Verfügung zu stellen. Dies erfordert jedoch eine aufwendige, diskontinuierlich Schaltung der Strömungsräume mittels Schleppschieber- oder Membranfedersystemen. Alternativ können Umgehungsleitungen (Bypasse) um die Ölabscheider vorgesehen sein, die im Falle eines erhöhten Volumenstroms oder eines erhöhten Druckabfalls geöffnet werden und so unter Verzicht auf die Ölabscheidung zumindest die Kurbelgehäuseentlüftung gewährleisten. Diese können beispielsweise über ein Stößelfedersystem betätigt werden. Diese Systeme erfordern jedoch sämtlich einen hohen Kostenaufwand und Platzbedarf. Ventillösungen sind weiterhin sehr verschmutzungsanfällig.
- Die vorliegende Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, einen Ölabscheider für Öl und Ölnebel aus einem Gas, wie beispielsweise einem Kurbelgehäusegas zur Verfügung zu stellen, bei dem eine optimale Abscheideleistung im Normalfall erzielt wird, jedoch gleichzeitig auch bei erhöhtem Volumenstrom oder einer Verstopfung der Ölabscheider die Kurbelgehäuseentlüftung und die Einhaltung eines maximalen Druckverlustes gesichert werden kann. Die vorliegende Erfindung soll hierfür eine konstruktiv einfache und sichere Lösung zur Verfügung stellen.
- Diese Aufgabe wird durch den Ölabscheider nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des er findungsgemäßen Ölabscheiders werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
- Die vorliegende Erfindung entfernt sich nun von dem Konzept, einen separaten Bypass um den Ölabscheider zur Verfügung zu stellen. Vielmehr ist hier vorgesehen, zwei Ölabscheideelemente im Volumenstrom hintereinander anzuordnen. Diese sind so ausgelegt, dass bei unmittelbarer Hintereinanderanordnung der Abscheideelemente unter dem nominalen Volumenstrom im Betriebskennfeld eine optimale Abscheideleistung bei definiertem Druckabfall erzielt wird. Erfindungsgemäß ist jetzt vorgesehen, dass eines der Abscheideelemente in axialer Richtung der Gasströmung gegenüber dem anderen Abscheideelement verschieblich ist. Da zwischen den beiden Abscheideelementen im Übergang gewöhnlich Verwirbelungen auftreten, ist es durch eine Entfernung der beiden Abscheideelemente voneinander möglich, diese Verwirbelungen zu verringern und dadurch den Druckverlust über den Ölabscheider zu verringern. Dies ermöglicht dann auch höhere Volumenströme bei begrenztem Druckabfall zu bewältigen.
- In einer besonders vorteilhaften Form enthalten die Abscheideelemente jeweils schneckenförmige Segmente, die gemeinsam mit der Wandung der Abscheideelemente schneckenförmige oder wendelförmige Gasströmungswege bilden. In jedem der Abscheideelemente wird dabei bereits eine einem Passivabscheider aus dem Stand der Technik ähnliche Abscheideleistung aufgrund der auf die Öltröpfchen wirkenden Zentrifugalkräfte erzielt.
- Werden die schneckenförmigen Segmente in aufeinanderfolgenden Abscheideelementen gegensinnig angeordnet, so ergibt sich beim Übergang vom einen Drehsinn des Gases in den anderen Drehsinn des Gases beim Durch strömen des Übergangs zwischen dem ersten Abscheideelement und dem zweiten Abscheideelement eine zusätzliche hohe Ölabscheideleistung, da hier die schneckenförmigen Segmente zusätzlich als Prallabscheider wirken. In diesem Übergang treten sehr hohe Verwirbelungen und damit ein hoher Druckverlust auf, der durch ein Auseinanderrücken aufeinanderfolgender Abscheideelemente verringert werden kann.
- Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass Gas, das bei voneinander weggerückten Abscheideelementen in den Zwischenraum zwischen diesen Elementen eintritt, einen zusätzlichen Strömungsweg um eines der Abscheideelemente herum aufweist. In diesem Falle kann bewirkt werden, dass das Gas lediglich beispielsweise durch das erste Abscheideelement strömt und anschließend das zweite Abscheideelement umgeht. Hierdurch wird in einer weiteren Stufe dann eine weitere Verringerung des auftretenden Druckverlustes und eine weitere Erhöhung des möglichen Volumenstroms ermöglicht. Es handelt sich hier sozusagen um eine partielle Bypass-Lösung um einen Teil der Abscheidestrecke, die sich aus dem ersten Abscheideelement und dem zweiten Abscheideelement zusammensetzt.
- Weiterhin ist es auch möglich, für eines der Abscheideelemente in dessen Trägerplatte eine Öffnung vorzusehen, die als Bypass um dieses Abscheideelement wirken kann. Allerdings ist dann vorgesehen, dass im Normalbetrieb, d.h. dicht beieinander befindlichen ersten und zweiten Abscheideelementen der so hergestellte Bypass um eines der Abscheideelemente verschlossen wird. Im Normalbetrieb wird daher der gesamte Volumenstrom durch die Abscheideelemente geleitet. Bei Auseinanderrücken der Abscheideelemente kann dann der Bypass in einem der Abscheideelemente frei gegeben werden, so dass zum einen das Gas auch durch diesen Bypass und anschließend lediglich durch das zweite Abscheideelement oder im anderen Falle durch den Bypass direkt auf die Saugseite des Ölabscheiders strömen kann. In diesem Falle, der insbesondere bei sehr hohem Druckabfall und hohen Volumenströmen auftritt, ist zumindest die Kurbelgehäuseentlüftung gewährleistet unter Verzicht auf eine vollständige Ölabscheidung.
- Die Verschieblichkeit des einen Ölabscheideelementes gegenüber dem anderen kann dadurch bewirkt werden, dass das eine Ölabscheideelement über eine elastische Feder gelagert ist und durch diese Feder auf das andere Abscheideelement gedrückt wird. Die Feder ist dabei so ausgelegt, dass bei einem bestimmten Druck, der auf das gelagerte Abscheideelement ausgeübt wird, aufgrund einer überhöhten Druckdifferenz zwischen Druck- und Saugseite des Ölabscheiders, die Federkraft überwunden wird und das Abscheideelement von dem anderen Abscheideelement entfernt wird.
- Besonders vorteilhaft erweisen sich dabei Federn aus Bimetall oder Formgedächtnismetall, da diese bewirken, dass das zweite Abscheideelement beim Abkühlen sich vom ersten Abscheideelement entfernt und somit sichergestellt ist, dass es selbst beim Einfrieren des im Ölabscheider vorhandenen Kondenswassers nicht zu einem Zusammenfrieren der Abscheideelemente bzw. deren Träger kommen kann.
- Eine besonders einfache Lösung besteht darin, dass das nachgeordnete Abscheideelement gegen das vorgelagerte Abscheideelement durch eine elastische Feder gedrückt wird. Soweit erforderlich, kann auch eine Druckplatte an dem nachgeordneten Abscheideelement angeordnet werden, um den Gegendruck gegen die Feder zu erzeugen.
- Soweit in der vorliegenden Erfindung von einem ersten Abscheideelement und einem zweiten Abscheideelement gesprochen wird, die einander nachgeordnet sind, ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere erste Abscheideelemente parallel im Strömungsverlauf nebeneinander anzuordnen, wobei dann für jedes dieser parallelen ersten Abscheideelemente auch ein entsprechendes zweites Abscheideelement vorgesehen ist. Es ist auch möglich, lediglich mehrere erste Abscheideelemente vorzusehen und das Blow-by-Gas, das diese durchströmt, gesammelt durch ein einziges zweites Abscheideelement zu leiten. Es können auch mehrere zweite Abscheideelemente vorgesehen werden, unter die der Gasstrom eines einzelnen ersten Abscheideelementes aufgeteilt wird. Zusammenfassend können also ein bis mehrere erste Abscheideelemente vorgesehen werden, und ein bis mehrere zweite Abscheideelemente, wobei die Anzahl der ersten Abscheideelemente und die Anzahl der zweiten Abscheideelemente beliebig kombinierbar sind.
- Erfindungsgemäße Abscheideelemente und schneckenförmige Segmente sind insbesondere in der DE 10 2004 011 176.6 und der zugehörigen Offenlegungsschrift offenbart, die hiermit bezüglich sämtlicher dort offenbarter Varianten in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
- Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Kostenverringerung, eine Komplexitätsreduzierung und eine Differenzierung gegenüber sämtlichen im Stand der Technik vorhandenen Lösungen des Problems überhöhter Volumenströme und überhöhter Druckabfälle über Ölab scheider erzielt. Insbesondere wird ohne jede zusätzliche Schaltmimik eine Blow-by-gasstromabhängige Regelung des Druckverlustes durch den Abscheider erreicht. Insbesondere ist allein durch die Dimensionierung der elastischen Feder oder der Druckplatte, die gegen die elastische Feder wirkt, eine Anpassung des erfindungsgemäßen Ölabscheiders an verschiedenste Motoren, Blow-by-Volumenströme, zulässige Druckabfälle etc. möglich. Die erfindungsgemäßen Ölabscheider können platzsparend in alle Modulsysteme bzw. den Bauelementen eingebaut werden, die Blow-by-Gase führen. Dies sind insbesondere Ölwannen und/oder Ventilhauben. Beide Elemente sind heutzutage möglichst klein und/oder flach auszubilden. Dennoch ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Integration von Öl- bzw. Ölnebelabscheidern in diese Modulsysteme.
- Im Folgenden werden nun einige Beispiele erfindungsgemäßer Ölabscheider gegeben. Die schematisch dargestellten Beispiele sind jedoch lediglich zur Erläuterung gedacht. Die Erfindung ist keineswegs auf sie beschränkt, dies gilt insbesondere für die Anzahl der Abscheideelemente. Es zeigen
-
1 einen ersten erfindungsgemäßen Ölabscheider; -
2 und3 verschiedene Zustände eines weiteres erfindungsgemäßen Ölabscheiders; und -
4 bis6 verschiedene Zustände eines weiteren erfindungsgemäßen Ölabscheiders. -
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Ölabscheider1 , der einen Durchlass2 zur Leitung von Kurbelgehäusegasen aus dem Kurbelgehäuse als Druckseite in den Ansaugtrakt eines Motors als Saugseite des Ölabscheiders1 aufweist. In diesem Durchlass2 ist über eine Lagerung5 eine Grundplatte3 gelagert, die zylindersymmetrisch zum Durchlass2 aufgebaut ist. In dieser Grundplatte3 , die mit dem Durchlass2 abdichtend abschließt, sind vier Abscheideelemente10a bis10d angeordnet. Diese Abscheideelemente10a bis10d liegen im Volumenstrom des Gases, der durch die Pfeile A bezeichnet ist, parallel nebeneinander, so dass Teilvolumenströme c durch jeweils eines der Abscheideelemente10a bis10d strömt. Diese sämtlichen Abscheideelemente10a bis10d weisen ein Durchflussrohr11a bis11d auf, in dem jeweils ein schneckenförmiges Segment12a bis12d angeordnet ist. Dieses schneckenförmige Segment bildet spiralförmige Strömungswege für das Blow-by-Gas, die linksdrehend sind. In Strömungsrichtung abwärts ist an der Grundplatte3 eine weitere Grundplatte4 angeordnet. Diese Grundplatte4 ist über ein umlaufendes Eingreifelement (Feder)7 in einer Nut6 der Grundplatte3 gelagert. Die Wandung der Nut6 und der Feder7 sind so ausgestaltet, dass auch bei Verschiebung der Grundplatte4 in axialer Strömungsrichtung des Gases die Grundplatte4 gegenüber der Grundplatte3 geführt wird. Die Grundplatte4 weist ihrerseits ein Lager16 für eine Feder8 auf, die mit ihrem anderen Ende auf einer Halterung9 gelagert ist. Diese elastische Feder, beispielsweise eine Spiralfeder aus Federstahl, drückt nun die Grundplatte4 gegen die Grundplatte3 . - Die Grundplatte
4 weist weiterhin insgesamt vier zweite Abscheideelemente10e bis10h auf, die ebenfalls Durchflussrohre11e bis11h (nicht sämtliche Bezugszeichen wurden aus Übersichtlichkeitsgründen dargestellt). Mit darin eingesetzten schneckenförmigen Elementen12e bis12h aufweisen. Jeweils eines dieser zweiten Abscheideelemente10e bis10h ist in Strömungsrichtung nach jeweils einem ersten Abscheideelement10a bis10d angeordnet, so dass der Teilstrom c jeweils durch ein erstes Abscheideelement10a bis10d und anschließend durch ein zweites Abscheideelement10e bis10h strömt. Die schneckenförmigen Segmente12e bis12h sind derart angeordnet, dass ihre Wandung gemeinsam mit der Wandung der Strömungsrohre11e bis11h das Gas in eine Rechtsdrehung versetzen. Dementsprechend tritt beim Übergang von einem ersten Abscheideelement, hier beispielsweise10a , in ein zweites Abscheideelement, hier beispielsweise10e , eine sehr starke Verwirbelung des Blow-by-Gases auf, da bei diesem Übergang der Drehsinn des Gases umgekehrt wird. Diese Verwirbelung führt zum einen zu einem Druckverlust und zum anderen zu einer guten Abscheideleistung für Öl- oder Ölnebel. - Bei normalem Druckverlust über die Abscheideelemente von der Druckseite zur Saugseite des Ölabscheiders ist die Federkraft der elastischen Feder
8 so eingestellt, dass sie die Grundplatte4 gegen die Grundplatte3 drückt. -
2 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Abscheideelementes, das vollständig demjenigen in1 entspricht, mit Ausnahme, dass die Randbereiche der Grundplatte4 , insbesondere der Bereich, der sich zwischen den Abscheideelementen10e bis10h zu der Feder7 erstreckt, als elastische Membran ausgebildet ist. Diese Membran14 ist nun nicht in einer Nut gelagert, sondern an einem Flansch18 der Grundplatte3 abdichtend befestigt. - Weiterhin sind in der Grundplatte
3 einzelne Öffnungen15 (beispielsweise einzelne Bohrungen) vorgesehen. Im Normalzustand, wie er in2 dargestellt ist, ist die Grundplatte4 vollständig durch die Federkraft der elastischen Feder8 gegen die Grundplatte3 gedrückt, so dass sich durch die Öffnung15 kein Strömungsweg für das Blow-by-Gas von der Druckseite zur Saugseite ergibt. - Allerdings wird auf die elastische Membran
14 eine Kraft ausgeübt, die dem Druckabfall über dem Ölabscheider entspricht und die der elastischen Feder8 entgegenwirkt. - Hier wie im Folgenden werden für gleiche und ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden in dieser und in folgenden Figuren nicht sämtliche Bezugszeichen eingezeichnet. Die fehlenden Bezugszeichen können aus
1 jeweils ergänzt werden. -
2 zeigt nun denselben Zustand wie in1 und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. -
3 zeigt nun einen Zustand, bei dem der Druckabfall, beispielsweise aufgrund einer Verstopfung eines der Abscheideelemente10a bis10h oder aufgrund eines erhöhten Volumenstroms durch diese Abscheideelemente10a bis10h erhöht ist. Die Kraft der elastischen Feder8 ist so eingestellt, dass diese nunmehr durch die auf die Membran14 wirkende Kraft überwunden wird und die Grundplatte4 von der Grundplatte3 durch den auftretenden Druck auf die Abscheideelemente10e bis10h abgerückt wird. Durch dieses Abrücken verbreitert sich die Verwirbelungszone zwischen den Abscheideelementen10a bis10d und den Abscheideelementen10e bis10h , so dass die Verwirbelungen13a bis13d über eine längere Strecke erfolgen können und so der Druckabfall, der durch diese Verwirbelungen13a bis13d auftritt, verringert wird. Weiterhin bildet sich ein Strömungsweg durch die Öffnungen15 , dem Spalt zwischen den Grundplatten3 und4 und die zweiten Abscheideelemente10e bis10h aus, der die ersten Abscheideelemente10a bis10h umgeht und somit einen geringeren Druckabfall aufweist. Die Platte4 wird also so weit von der Platte3 abrücken, bis der Druckabfall über der Wirkfläche so verringert ist, dass er nunmehr mit der Federkraft der elastischen Feder8 übereinstimmt. Hierdurch wird also erreicht, dass bei geringfügig verringerter Abscheideleistung die Entlüftung des Kurbelgehäusegases und der vorbestimmte Druckverlust eingehalten werden. -
4 zeigt nun eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders, der praktisch vollständig mit dem Ölabscheider in1 übereinstimmt. Lediglich in der Grundplatte3 sind einzelne Öffnungen15 (beispielsweise einzelne Bohrungen) vorgesehen. Im Normalzustand, wie er in4 dargestellt ist, ist die Grundplatte4 vollständig durch die Federkraft der elastischen Feder8 gegen die Grundplatte3 gedrückt und die Feder7 greift vollständig in die Nut6 ein. - In diesem Falle ist durch die Grundplatte
4 auch ein Verschluss der Öffnung15 gegeben, sodass durch die Öffnung kein Blow-by-Gas strömen kann. - In diesem Falle ermöglicht die Öffnung
15 lediglich, dass auf den Umfangsrand der Grundplatte4 zwischen den Abscheidelementen10e bis10h und der Nut7 der Druck wirkt, der druckseitig am Ölabscheider anliegt. Dieser Bereich der Grundplatte4 dient daher als Druckplatte, die die Gegenkraft zu der elastischen Feder8 erzeugt. - In
5 ist der Fall dargestellt, bei dem der Druckabfall z.B. aufgrund eines geringfügig höheren Volumenstroms oder einer geringfügigen Verschmutzung der Abscheidelemente10a bis10h erhöht ist. Hierdurch rücken, wie in3 gezeigt, die Grundplatten3 und4 gegen die Kraft der Feder8 auseinander. Die entsprechende Aktionskraft ist bezüglich ihrer Wirkung als Pfeil B in5 eingezeichnet. Hierdurch wird also wiederum die Verwirbelungszone der Verwirbelungen13a bis13d vergrößert, sodass der Druckverlust verringert wird. In diesen Zustand greift jedoch die Feder7 weiterhin in die Nut6 abdichtend ein, sodass der Blow-by-Strom zumindest vollständig durch die Abscheidelemente10e bis10h strömen muss. - In
6 ist nun der Fall dargestellt, bei dem der Druckverlust über den Ölabscheider so hoch geworden ist, dass die Grundplatte4 weitestgehend von der Grundplatte3 entfernt wird. In diesem Falle ergeben sich weitere Strömungswege, durch die ersten Abscheidelemente10a bis10d vorbei an den zweiten Abscheidelementen10e bis10h in den vor der Druckplatte liegenden Raum. Auch durch die Öffnung15 kann hierhin das Gas einströmen. Die Feder7 ist nun soweit von der Nut6 entfernt, bis sich am äußersten Rand der Grundplatte4 , zwischen der Grundplatte4 und der Grundplatte3 eine Öffnung ergibt, über die Gas zur Saugseite des Ölabscheiders strömen kann. In diesem Falle erfolgt also nur noch ein geringer Volu menstrom durch die ersten Abscheidelemente10a bis10d , während der größte Teil des Blow-by-Gases durch die Öffnung15 und die Öffnung17 von der Druckseite zur Saugseite des Ölabscheiders strömt. Unter Verlust von Abscheideleistung ist dadurch gewährleistet, dass auch bei sehr hohen Volumenströmen oder einer vollständigen Verstopfung von Abscheidelementen die Entlüftung des Kurbelgehäuses bei definiertem Druckverlust über den Ölabscheider gewährleistet ist. - Die Regelung über die Kraft der elastischen Feder kann dabei Schaltpunkte aufweisen, an denen der Übergang zwischen einer vollständig an die Grundplatte
3 angedrückten Grundplatte4 und einer abgerückten Grundplatte4 auftritt. Auch eine kontinuierliche Regelung des Abstandes zwischen der Grundplatte3 und der Grundplatte4 ist möglich. Hierdurch kann den spezifischen Bedingungen verschiedener Motoren entsprochen werden. Zusammenfassend lässt sich daher feststellen, dass durch die vorliegende Erfindung eine optimale Abscheideleistung bei einem nominalen Blow-by-Strom gewährleistet wird, während zugleich eine konstruktiv einfache, platzsparende und sichere Lösung für den Fall stark überhöhter Volumenströme oder Verstopfungen des Ölabscheiders zur Verfügung gestellt wird.
Claims (24)
- Ölabscheider (
1 ) zur Abscheidung von Öl und/oder Ölnebel aus einem Gas mit mindestens einem ersten Abscheideelement (10a ) und einem in axialer Durchströmungsrichtung hinter dem ersten Abscheideelement (10a ) angeordneten zweiten Abscheideelement (10e ), gekennzeichnet durch, eine Abstandsänderungsvorrichtung (8 ,9 ) zur Variation des axialen Abstandes zwischen dem ersten (10a ) und dem zweiten Abscheideelement (10e ). - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Abstandsänderungsvorrichtung (8 ,9 ) der Abstand zwischen dem stromabwärts gerichteten Ende des ersten Abscheideelementes (10a ) und dem stromaufwärts gerichteten Anfang des zweiten Abscheideelementes (10e ) veränderbar ist. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsänderungsvorrichtung (8 ,9 ) den Abstand in Abhängigkeit vom Druckabfall über den Ölabscheider (1 ) einstellt. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsänderungsvorrichtung (8 ,9 ) den Abstand bei größer werdendem Druckabfall über den Ölabscheider (1 ) vergrößert. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit des Abstandes vom Druckabfall einen Schwellwert zur Schaltung zwischen zwei Abstandswerten oder eine Hysterese aufweist. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandänderungsvorrichtung (8 ,9 ) eine elastische Feder (8 ) aufweist, die das zweite Abscheideelement (10e ) mit einer vorbestimmten Kraft auf das erste Abscheidelement (10a ) drückt. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Kraft größer ist als die durch den Druckabfall auf das zweite Abscheideelement (10e ) ausgeübte Kraft im vorbestimmten Betriebskennfeld des Ölabscheiders, jedoch kleiner als die durch den Druckabfall ausgeübte Kraft im Falle eines anormal erhöhten Gasstromes oder einer Verstopfung des Ölabscheiders (1 ). - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölabscheider (1 ) einen gasoffenen Durchlass (15 ) von der Druckseite zur Saugseite des Ölabscheiders (1 ), von der Druckseite des ersten Abscheideelementes (10a ) zur Druckseite des zweiten Abscheideelementes (10d ) und/oder von der Saugseite des ersten Abscheideelementes (10a ) zur Saugseite des zweiten Abscheideelementes (10e ) mit geringem Strömungswiderstand und geringer bzw. keiner Abscheidewirkung für das Öl bzw. den Ölnebel aufweist, der in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem ersten (10a ) und dem zweiten Abscheideelement (10e ) geschlossen oder offen ist. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (17 ) bei großem Abstand geöffnet und bei kleinem Abstand geschlossen ist. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Durchflussrohr (2 ) mit einem Einlass für das Gas und einem gasstromabwärts des Durchflussrohres (2 ) angeordneten Auslass für das Gas und gegebenenfalls für das abgeschiedene Öl eine erste Grundplatte (3 ), die mindestens das erste Abscheideelement (10a ) aufweist, sowie eine zweite Grundplatte (4 ), die mindestens das zweite Abscheidelement (10e ) aufweist, angeordnet sind, wobei das erste (10a ) und das zweite Abscheideelement (10e ) gemeinsam einen Strömungsweg für das Gas von dem Einlass zum Auslass bilden, und wobei die beiden Grundplatten (3 ,4 ) in axialer Richtung des Strömungsrohres gegeneinander verschiebbar sind. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundplatte (4 ) mittels einer elastischen Feder (8 ) als Teil der Abstandsänderungsvorrichtung in Richtung der ersten Grundplatte (3 ) gedrückt wird. - Ölabscheider (
1 ) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Feder (8 ) aus Bimetall oder Formgedächtnismaterial besteht. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Grundplatten (3 ,4 ) abdichtend am inneren Umfangsrand des Strömungsrohrs (2 ) angeordnet ist. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch die jeweils andere Grundplatte abdichtend am inneren Umfangsrand des Strömungsrohrs (2 ) angeordnet ist. - Ölabscheider (
1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Grundplatten (3 ,4 ) gegeneinander abdichtend angeordnet sind. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Grundplatten (3 ) eine längs ihres Umfangs umlaufende Nut (6 ) und die andere Grundplatte (4 ) eine zumindest in dicht benachbartem Zustand der beiden Grundplatten (3 ,4 ) in diese Nut (6 ) eingreifende längs ihres Umfangs umlaufende Feder bzw. Steg (7 ) aufweist. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7 ) als umlaufende Kante einer elastischen Membran (14 ) ausgebildet ist. - Ölabscheider (
1 ) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (3 ,4 ) so weit voneinander entfernbar sind, dass die Nut (6 ) und die Feder (7 ) außer Eingriff sind. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Grundplatten (3 ,4 ) eine Durchlassöffnung (15 ) für das Gas von ihrer Druckseite zu ihrer Saugseite aufweist, die bei voneinander entfernten Grundplatten (3 ,4 ) mit dem gebilde ten Zwischenraum zwischen dem ersten (10a ) und dem zweiten Abscheideelement (10e ) kommuniziert. - Ölabscheider (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Abscheideelemente (10a -10h ) einen Durchlass (11a -11h ) von der Druckseite zur Saugseite aufweist, in dem ein schneckenförmiges Segment (12a -12h ) angeordnet ist, dessen Gewindeflächen mit der Wandung des Durchlasses (10a -10h ) wendelförmige Strömungswege für das Gas bilden. - Ölabscheider (
1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im ersten (10a ) und im zweiten Abscheideelement (10e ) je mindestens ein schneckenförmiges Segment (12a -12h ) angeordnet ist, wobei die in verschiedenen, in Strömungsrichtung axial hintereinander angeordneten Abscheideelementen angeordneten schneckenförmige Segmente zueinander gegensinnige Drehrichtungen der Gewindeflächen und Strömungswege aufweisen. - Verwendung eines Ölabscheiders (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Abscheidung von Öl oder Ölnebel aus Kurbelgehäusegasen eines Verbrennungsmotors. - Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch, in Bauelementen eines Verbrennungsmotors, die Kurbelgehäusegase bzw. Blow-by-Gase führen, in einer Ventilhaube und/oder einer Ölwanne eines Verbrennungsmotors.
- Ventilhaube eines Verbrennungsmotors mit einem Einlass, einem Durchlass und einem Auslass für Kurbelgehäusegase bzw. Blow-by-Gase, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchlass ein Ölabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 21 angeordnet ist.
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