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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abscheidung von
Flüssigkeiten
aus Gasen, insbesondere zur Abtrennung von Ölpartikeln aus Blow-By-Gasen
der Kurbelgehäuseentlüftung von Verbrennungsmotoren.
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Zur
Entölung
von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen
sind z.B. Zyklonabscheider unterschiedlicher Bauarten, als Einzel-
oder Multizyklone bekannt. Das sich im Kurbelgehäuse ansammelnde, mit Öltropfen beladene
Gas wird tangential in den Zyklon eingeleitet. Aufgrund der im Zyklon
wirkenden Zentrifugalkräfte
wird das im Gasstrom enthaltene Öl
an der Innenwandung des Zyklons abgeschieden und über einen
im unteren Teil des Zyklons angeordneten Auslass dem Kurbelgehäuse bzw. Ölsumpf des
Verbrennungsmotors zugeführt.
Der Gasstrom wird im Zyklon umgelenkt, strömt über ein am Kopf des Zyklons
angeordnetes Tauchrohr als Reingas ab und gelangt in den Ansaugtrakt
des Motors.
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Ein
einzelner Zyklonabscheider besitzt nur einen eingeschränkten Arbeitsbereich,
der bei zu geringen Volumenströmen
zu einer unzureichenden Abscheidung und bei zu hohen Volumenströmen zu einem
hohen Druckverlust führt.
Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde der Einsatz parallelgeschalteter Multizyklone
vorgeschlagen (
DE
10 2004 019 154 A1 ).
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Der
Arbeitsbereich von parallelgeschalteten Multizyklonen kann zusätzlich durch
Zuschalten und Absperren einzelner Zyklone mittels eines Ventils
erweitert werden.
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Derartige
Multizyklone sind z.B. als eigenständige Baugruppe ausgeführt und
beanspruchen einen relativ großen
Bauraum, da eine räumlichen Trennung
der Komponenten Rohgas, abgeschiedenes Öl und Reingas erforderlich
ist.
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Vorteilhafterweise
werden Ölabscheider
in der Zylinderkopfhaube des Verbrennungsmotors integriert, wie
z.B. in der
DE
10 2004 019 154 A1 offenbart.
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Die
Integration von Zyklonabscheidern in eine Zylinderkopfhaube erhöht zwangsläufig deren Komplexität und erfordert
einen relativ großen
Einbauraum.
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Bekannt
sind auch Rotationsröhrenabscheider,
die vorwiegend axial angeströmt
werden. Die Rotationsbewegung wird durch Leitschaufeln, die am Gaseintritt
angeordnet sind, erzeugt.
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Aus
der
DE 10 2004
037 157 A1 ist eine derartige Flüssigkeitsabscheidevorrichtung
zur Abscheidung von Flüssigkeit
oder Flüssigkeitsnebel
aus einem Gas bekannt, bei der anstelle von Leitschaufeln schneckenförmige Leitsegmente,
die sich über
nahezu die gesamte Länge
der Rohre erstrecken, vorgesehen sind. Dieser Mehrfach-Röhrenabscheider
besteht aus mindestens einem plattenförmigem Grundträger, auf
dem mindestens ein Flüssigkeitsabscheideelement
angeordnet ist. Dieses besteht aus einem Durchflussrohr mit einem
Gaseinlass und einem Gasauslass. Zwischen diesen ist in dem Durchflussrohr
ein schneckenförmiges
Segment angeordnet, dessen Schraubenflächen mit der Innenwand des Rohres
einen schneckenförmigen
Strömungsweg
bilden. Das schneckenförmige
Segment besitzt eine Länge
von weniger als einer halben Umdrehung. Zur Ölabscheidung können mehrere
Grundträger
mit mehreren Abscheideelementen angeordnet werden, wobei der Drehsinn
in einem Strömungsweg
gleich- oder gegensinnig verlaufen kann. Wie im Ausführungsbeispiel
angegeben, kann die Abscheidevorrichtung in einem Hohlraum der Zylinderkopfhaube hinter
einem labyrinthartigen Grobabscheider angeordnet sein.
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Das
axial in die Durchflussrohre eintretende Blow-by-Gas wird durch
die schneckenförmigen
Segmente in eine rotierende Bewegung versetzt, wobei das Öl aus dem
Gas herausgeschleudert, an der Innenwand der Durchflussrohre abgeschieden,
mittels des Gasstroms zum Austritt der Durchlassrohre transportiert
wird und in einen Siphon abläuft.
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Aufgrund
der in den Röhrenabscheidern bzw.
Durchflussrohren angeordneten schneckenförmigen Segmente wird eine Rotationsströmung erzeugt,
bei der die abzutrennenden Partikel während des Durchströmens eines
Segmentes nur einer Drehung von 180° ausgesetzt werden. Bei zwei
hintereinander angeordneten Segmenten erfolgt ab dem zweiten Segment
ein Strömungsverlauf
in umgekehrter Drehrichtung. Den Schneckensegmenten folgend, wird
der rotierende Gasstrom in axialer Richtung bewegt.
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Bei
einer axialen Anströmung
der Durchflussrohre fällt
die Steigung des Rotationswirbels größer aus, was zu einer geringeren
Drehfrequenz, geringeren Zentrifugalkräften, einer kleineren Anzahl von
Umläufen
und damit zu geringeren Abscheidegraden führt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abscheidung
von Flüssigkeiten aus
Gasen, insbesondere zur Abtrennung von Ölpartikeln aus Blow-By-Gasen
der Kurbelgehäuseentlüftung von
Verbrennungsmotoren, zu schaffen, die sich durch eine einfache,
kostengünstige
und Platz sparende Bauweise auszeichnet und mit der eine gute Abscheideleistung
erzielt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis
14.
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Die
in dem plattenförmigen
Grundträger
angeordneten Durchflussrohre besitzen an ihrem in Gaseinlassrichtung
zeigenden Ende mindestens eine tangential angeordnete Gaseinlassöffnung.
An der zu dieser angrenzenden Stirnseite sind die Durchflussrohre
verschlossen. Da jedes Durchflussrohr ein Abscheideelement bzw.
einen Röhrenabscheider
bildet, liegt eine Parallelschaltung vor. Da der sich auf die einzelnen
Durchflussrohre aufteilende Gasstrom ausschließlich tangential in diese eingeleitet
wird, entsteht ein Strömungsverlauf,
der im Vergleich zu den bekannten, axial angeströmten Rohrenabscheidern zu einer
Verbesserung der Abscheideleistung führt. Durch die tangentiale
Anströmung
wird in den Durchflussrohren eine kombinierte Rotations- und Axialströmung mit
einer Drallkomponente erzeugt, wobei die Rotationsströmung in
den Durchflussrohren mehrmals um 360° rotiert. Die Anzahl der Rotationen
ist abhängig
von der Dimensionierung der Gaseinlassöffnung, der Geschwindigkeit
der Gasströmung
und der Länge
der Durchflussrohre bzw. Röhren,
wobei mehrere Umdrehungen der Gasströmung (5 bis 10 Mal) erreicht
werden können.
Beim Eintritt des Gases in den tangentialen Einlass bildet sich eine
Strömung
aus, die im Quer schnitt dem Eintrittsquerschnitt entspricht und
sich helixförmig
entlang der Röhrenwand
bis zum Röhrenaustritt
fortsetzt. Die durch die Strömungsgeschwindigkeit
des Gases und die tangentiale Einleitung erzeugte kinetische Energie
kann zu einem größeren Anteil
zur Abscheidung der im Gasstrom dispergierten Partikel genutzt werden.
Der Strömungsweg
wird durch keine zusätzliche Zwangsströmung, wie
beim Einsatz von schneckenförmigen
Segmenten, beeinflusst.
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Die
Gasströmung
erreicht höhere
Drehfrequenzen und es entstehen größere Zentrifugalkräfte. Dies
führt zu
einer deutlich verbesserten Abscheideleistung. Die an der Innenwand
der Durchflussrohre abgeschiedenen Flüssigkeitspartikel werden in
Strömungsrichtung
mitgerissen und tropfen aufgrund der Schwerkraft an der Gasaustrittsöffnung der
Durchflussrohre ab, sammeln sich am Boden des Einbauraumes und werden
von diesem über
eine Ablassöffnung
abgeführt.
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Ein
weiterer Vorteil ist der sehr einfache Aufbau der Vorrichtung. Außerdem kann
die Vorrichtung als sehr kleine wirkungsvolle Baueinheit ausgeführt werden,
die nur einen geringen Einbauraum erfordert. Zusätzlich ergeben sich ohne größere bauliche Veränderungen
verschiedene Kombinationsmöglichkeiten,
die eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen ermöglichen.
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Die
tangentialen Gaseinlassöffnungen
der Durchlassrohre können
schlitz- oder spaltförmig
ausgebildet sein. Die einzelnen Durchflussrohre können auch
mehrere Gaseinlassöffnungen
aufweisen, die vorzugsweise radial versetzt zueinander angeordnet sind.
Die Gaseinlassöffnungen
können
auch unterschiedlich große
Querschnittsflächen
besitzen. Durch vorgenannte Maßnahmen
kann die Strömungsgeschwindigkeit
innerhalb der Durchflussrohre beeinflusst werden.
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Die
einzelnen Durchflussrohre besitzen vorzugsweise einen Innendurchmesser
von 2 bis 20 mm und eine Länge,
die mindestens das 2-fache des Innendurchmessers der Durchflussrohre
beträgt.
In Abhängigkeit
des zur Verfügung
stehenden Bauraums und der Dimensionierung der Durchflussrohre können in
einem Grundträger
mehr als 100 Durchflussrohre, vorzugsweise 30 bis 50, angeordnet
sein. Die Durchflussrohre können
den plattenförmigen Grundträger in einer
Richtung überragen,
also bündig
mit dem Rahmen des Grundträgers
abschließen, oder
den Grundträger
nach beiden Seiten überragen. Der
Grundträger
kann auch als Wandabschnitt eines Gehäuses oder Einbauraumes ausgeführt werden. Die äußere Form
des Grundträgers
kann verschiedenartig sein, z.B. rechteckförmig, kreisrund oder oval,
und an die jeweiligen Einbauverhältnisse
angepasst werden.
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Vorzugsweise
sollten die Durchflussrohre an der Gaseinlassseite bündig zueinander
abschließen. In
diesem Fall lassen sich die stirnseitigen Öffnungen an der Gaseinlassseite
mittels einer Abdeckplatte verschließen. Ansonsten können die
einzelnen Durchflussrohre bereits bei der Herstellung so ausgeführt werden,
dass diese keine stirnseitige Öffnung an
der Gaseinlassseite aufweisen.
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Einzelne
oder auch alle Durchflussrohre können
an ihrer Gasauslassseite mit einem Ventil ausgerüstet sein, das sich druckabhängig öffnet. In
Abhängigkeit
vom anliegenden Diffe renzdruck bzw. Volumenstrom werden einzelne
Röhrenabscheider selbsttätig zu-
oder wieder abgeschaltet. Dadurch lässt sich der Arbeitsbereich
der Abscheidevorrichtung aufgrund der geringeren Abhängigkeit
des Abscheidegrads vom Volumenstrom erweitern. Die Erweiterung des
optimalen Arbeitsbereichs kann man insbesondere zur Entölung von
Kurbelgehäuseentlüftungsgasen
vorteilhaft nutzen, da der Gasvolumenstrom je nach Betriebszustand
der Verbrennungskraftmaschine über
mehr als eine Zehnerpotenz schwanken kann. Als Ventile können an
sich bekannte einfache und kostengünstige Federventile eingesetzt
werden. Die Federventile besitzen jeweils eine Dichtfläche, welche
mindestens einen oder auch mehrere Durchflussrohre auf der Gasaustrittsseite verschließen.
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Die
Federventile verschließen
die Gasaustrittsseite unter Wirkung einer Vorspannung. Über die Vorspannung
kann der Differenzdruck, bei dem das Ventil öffnet, festgelegt werden. Der
Einsatz mehrerer Federventile mit unterschiedlichen Vorspannungen
ermöglicht
zudem eine gestaffelte Zuschaltung von weiteren Röhrenabscheidern,
wodurch die Regelung des Abscheiders noch genauer auf die jeweils vorliegenden
Betriebszustände
angepasst werden kann.
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Der
plattenförmige
Grundträger
kann, bis auf einen umlaufenden Randabschnitt, mit Durchflussrohren
ausgerüstet
sein.
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Bei
der Anordnung mehrerer Durchflussrohre auf einem Grundträger ist
darauf zu achten, dass die tangentialen Eintrittsöffnungen
nicht durch angrenzende Durchflussrohre verdeckt werden. Gruppierungen
von aneinander angrenzenden Durchflussrohren gleicher Länge und
bündig
abschließenden
Stirnseiten können
unter anderem ringförmig, sternförmig oder
in Zweierreihen mit nach außen
gerichteten Eintrittsöffnungen
angeordnet sein. Bei drei oder mehr aneinandergrenzenden Reihen
kann die Verdeckung der Eintrittsöffnungen durch axial zueinander
verschobene Reihen oder Durchflussrohre mit unterschiedlicher Länge vermieden
werden.
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Die
im Grundprinzip als Parallelschaltung wirkende Abscheidvorrichtung
kann auch als kombinierte Reihenschaltung erweitert werden, indem mehrere
plattenförmige
Grundträger
mit Durchflussrohren beabstandet zueinander angeordnet werden. Der
Abstand zwischen den einzelnen Grundträgern muss mindestens so groß sein,
dass die aus den Durchflussrohren austretenden Tropfen in Richtung der
Schwerkraft absinken können
und nicht von der Gasströmung
in die Gaseinlassöffnungen
der Durchflussrohre des nachfolgenden Grundträgers mitgerissen werden. Beispielsweise
beträgt
der Abstand zwischen den Grundträgern
10 bis 20 mm. Durch vorgenannte Reihenschaltung kann eine Ausführung zur gestaffelten
Grob- und Feinabscheidung realisiert werden.
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Ein
Grundträger,
der zur Abscheidung größerer Partikel
bzw. Tropfen eingesetzt werden soll (Grobabscheider) ist vorteilhafterweise
mit Durchflussrohren ausgestattet, die einen vergrößerten tangentialen
Eintrittsquerschnitt und einen größeren Innendurchmesser besitzen.
Grobabscheider besitzen eine höhere
Aufnahmekapazität
für größere Partikel, scheiden
jedoch aufgrund der geringeren Zentrifugalkräfte die kleineren Partikel
nicht ab. Diese werden dann im nachgeschalteten Grundträger zur
Feinabscheidung abgeschieden, dessen Durch flussrohre kleinere Durchmesser
und kleinere Eintrittsquerschnitte aufweisen. Durch eine Vorabscheidung
kann eine Überladung
des Feinabscheiders verhindert werden. Bei einer Ausführung als
Grob- und nachgeschaltetem Feinabscheider ist jedem Grundträger bzw.
Abscheider ein separater Flüssigkeitsablauf
zugeordnet.
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Ist
aus anwendungstechnischen Gründen eine
senkrechte Anordnung bzw. Einbaulage der plattenförmigen Grundträger erforderlich,
so können die
Durchflussrohre in Richtung zur Flüssigkeitssammelstelle geneigt
ausgeführt
werden. Dadurch wird ein besseres Abfließen der abgeschiedenen Flüssigkeitspartikel
erreicht. Als Alternative können
die plattenförmigen
Grundträger
im Einbauraum auch in geneigter Lage angeordnet werden. Dadurch
nehmen die Durchflussrohre eine schräg nach unten gerichtete Lage
ein, sodass die in den Durchflussrohren abgeschiedene Flüssigkeit
gut in Richtung zur Flüssigkeitssammelstelle
ablaufen kann.
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Ein
einzelner oder mehrere plattenförmige Grundträger werden
in einem Gehäuse
oder Einbauraum angeordnet. Das Gehäuse oder der Einbauraum besitzen
einen Rohgaseinlass, einen Reingasauslass und einen Flüssigkeitsauslass
und bildet somit eine Abscheideeinheit. In an sich bekannter Weise
wird bei einer Abscheidung von Öl
aus Blow-by-Gasen von Verbrennungsmotoren ein in der Zylinderkopfhaube
vorgesehener Raum als Einbauraum genutzt. Zylinderkopfhauben werden
vorzugsweise als Kunststoffspritzgußteil ausgeführt. Die
vorgeschlagene Abscheidevorrichtung ist aufgrund ihrer Platz sparenden
Bauweise und ihres geringen Gewichtes hierfür besonders gut geeignet, sowohl
als Feinabscheider oder auch als kombinierter Grob- und Feinabscheider.
Die plattenförmigen
Grundträger
mit den Durchflussrohren werden ebenfalls aus Kunststoff hergestellt
und können
spritzgießtechnisch
in einem Formgebungsprozess in Kombination mit einem Bauteil der
Zylinderkopfhaube als einteiliges, integrales Bauteil ausgeführt werden.
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Der
Anschluss zur Zuführung
des Blow-by-Gases, der Reingasauslass und der Ölauslass sind in diesem Fall
ebenfalls integraler Bestandteil der Zylinderkopfhaube.
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Alternativ
besteht auch die Möglichkeit,
die plattenförmigen
Grundträger
im Gehäuse
oder Einbauraum durch Einschieben in korrespondierende Nuten, Einschweißen, Einschrauben,
Einkleben oder Einklipsen in ihrer Einbaulage zu fixieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante können auch
mehrere Abscheideeinheiten eine Funktionseinheit bilden, wobei die
einzelnen Abscheideeinheiten parallelgeschaltet werden. Unter einer Abscheideeinheit
ist ein Gehäuse
bzw. Einbauraum mit Gaseinlass, mindestens einem Grundträger mit Durchflussrohren,
Reingasauslass und Flüssigkeitsauslass
zu verstehen. Die jeweiligen Gaseinlässe der einzelnen Abscheideeinheiten
können
in Abhängigkeit
vom anfallenden Gasvolumenstrom über
entsprechende Ventile separat zuschaltbar sein, die in den Aufteilungsleitungen
für den
zugeführten
Gasvolumenstrom eingebunden sind. Diese Ausführungsform ist von Vorteil,
wenn relativ große
Gasvolumenströme
mit schwankenden Durchsätzen
anfallen.
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Die
Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der zugehörigen
Zeichnung zeigen:
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1 einen
einzelnen Grundträger
mit mehreren, gruppenweise angeordneten Durchflussrohren, als Draufsicht,
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2 einen
Schnitt gemäß der Linne
A-A in 1,
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3 einen
Grundträger,
bei dem die Gasauslassöffnungen
mehrerer Gruppen von Durchflussrohren mit einem Federventil verschließbar sind, als
Draufsicht,
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4 einen
Schnitt gemäß der Linie
B-B in 3,
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5 die
Anordnung eines Grundträgers
im Einbauraum einer Zylinderkopfhaube, als Längsschnitt,
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6 die
Anordnung eines Grundträgers
in einem Gehäuse
als Abscheideeinheit, als Längsschnitt,
und
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7 eine
Ausführungsvariante
zur Grob- und Feinabscheidung, als Längsschnitt.
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Der
in 1 gezeigte Grundträger 1 ist als plattenförmiges Kunststoffbauteil
mit einer Vielzahl an kleinen, angeformten Durchflussrohren 2 ausgebildet.
Der plattenförmige
Grundträger 1 besitzt
einen umlaufenden Rand 1a. Ein Grundträger 1 weist z.B. 30
bis 40 Durchflussrohre 2 auf, die unmittelbar aneinander
angrenzen oder in Form von Gruppen angeordnet sind. Die Durchflussrohre 2 haben
einen Innendurchmesser D von beispielsweise 5 mm und eine Länge von
10 bis 20 mm. Im in 1 gezeigten Beispiel sind sechs
Gruppen mit jeweils sechs Durchflussrohren 2 vorgesehen.
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In 2 ist
als Ausschnitt eine Gruppe mit sechs Durchflussrohren 2 gezeigt.
Die einzelnen Durchflussrohre 2 besitzen eine tangentiale
Rohgaseintrittsöffnung 3 und
eine Gasauslassöffnung 4, über die
Reingas und abgeschiedene Flüssigkeit austreten.
Die Gasauslassöffnungen 4 liegen
nahezu in einer Ebene mit dem Grundträger 1. Die einzelnen Durchflussrohre 2 gleicher
Länge sind
an ihrem in Gaseinlassrichtung zeigenden Ende, an der Stirnseite 2a,
mittels einer Abdeckplatte 5 verschlossen, die im gezeigten
Beispiel aufgesetzt ist. Bei einer Herstellung des Grundträgers 1 aus
Kunststoff kann die Abdeckplatte 5 auch gruppenweise angespritzt
sein und jeweils die Durchflussrohre 2 einer Gruppe überdecken.
An dem in Gaseinlassrichtung zeigenden Abschnitt der Durchflussrohre 2 ist
jeweils die tangentiale Gaseinlassöffnung 3, z.B. als
Spalt oder Schlitz, angeordnet. In den einzelnen, tangential angeströmten Durchflussrohren 2 wird
eine kombinierte Rotations- und Axialströmung mit einer Drallkomponente
erzeugt, wobei die Rotationsströmung
mehrmals um 360° rotiert.
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Anstelle
einer tangentialen Gaseinlassöffnung 3 können auch
mehrere tangentiale Gaseinlassöffnungen
vorgesehen sein, die radial versetzt zueinander angeordnet sind.
Im gezeigten Beispiel sind die tangentialen Gaseinlassöffnungen 3 der
einzelnen Durchflussrohre 2 identisch ausgebildet und besitzen
gleichgroße
Eintrittsquerschnittsflächen.
Die Eintrittsquerschnittsflächen
können
auch unterschiedlich groß ausgebildet
sein.
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In
den 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante
gezeigt, bei der der Grundträger 1 sechs
Gruppen mit jeweils sechs Durchflussrohren 2 aufweist.
Die Gasauslassöffnungen 4 der
Durchflussrohre 2' von
vier benachbarten Gruppen sind mittels eines Federventils 6 verschließbar. Die
in Form einer Biegefeder ausgeführten
Federventile 6 sind mit einem Befestigungsteil 1b am
Grundträger
fixiert und besitzen eine Dichtfläche, die die Gasauslassöffnungen 4 der
Durchflussrohre 2' verschließt. Über die Vorspannung
der Federventile 6 kann der Differenzdruck, bei dem das
Ventil öffnet,
festgelegt werden. Wie in 3 zu sehen
ist, sind die Gasauslassöffnungen 4 von
zwei Gruppen an Durchflussrohren 2 ohne Ventil und somit
ständig
offen. Die einzelnen Durchflussrohre, die die Funktion eines Abscheideelementes
haben, können
somit besser auf die jeweils vorliegenden Betriebszustände angepasst
werden.
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In 5 ist
eine Ausführungsvariante
gezeigt, bei der der Grundträger 1 mit
den Durchflussrohren 2 im Einbauraum einer Zylinderkopfhaube 7 integriert
ist. Von der Zylinderkopfhaube ist nur das Teilstück zu sehen,
dass den unmittelbaren Einbauraum bildet, der durch die Wandabschnitte 8 begrenzt
ist. In 5 ist die Schmalseite des Einbauraumes
zu sehen, in den der Grundträger 1 in
waagerechter Einbaulage eingesetzt und an den nach unten ragenden
Enden der Wandabschnitte 8 mit diesen verschweißt ist.
Der Grundträger 1 besitzt
drei Reihen a, b, c mit jeweils 10 aneinander angrenzenden Durchflussrohren 2,
wobei in 5 nur die vorderen Durchflussrohre 2 zu
sehen sind. Die einzelnen Durchflussrohre 2 sind analog
wie bei der in 1 und 2 gezeigten
Ausführung
ausgebildet. Die Abdeckplatte 5 an der Gaseinlassseite
der Durchflussrohre 2 ist als integrales Bauteil an diese
angespritzt. Der Grundträger 1 besitzt
an seiner unteren Seite einen umlaufenden Abschnitt 1c,
der mit dem angrenzenden Raum zur Abführung des Reingases und zur
Aufnahme des abgetropften Öls
in Verbindung steht, der in 5 durch
einen nach unten gerichteten Pfeil angedeutet ist.
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Durch
die Anordnung des Grundträgers 1 im Einbauraum
wird oberhalb der Durchflussrohre 2 ein Rohgasraum 9 gebildet.
Die Strömungsrichtung
des Rohgases ist mit einem Pfeil gekennzeichnet. Der seitlich in
die Zylinderkopfhaube 7 einströmende Rohgasstrom teilt sich
gleichmäßig auf
die 30, vertikal angeordneten Durchflussrohre 2 auf und
wird tangential über
die Gaseinlassöffnungen 3 in
diese eingeleitet. Dabei bildet sich innerhalb der Durchflussrohre 2 eine
helixförmige
verlaufende Strömung
aus, die mehrmals um 360° rotiert,
wobei aufgrund der wirkenden hohen Zentrifugalkräfte das im Rohgas enthaltene Öl an der
Innenwandung der Durchflussrohre 2 abgeschieden und in
vertikaler Strömungsrichtung
mitgerissen wird. Das Reingas strömt ebenfalls, in vertikaler
Richtung, nach unten ab, wie durch den in 5 dargestellten
Pfeil angedeutet.
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In 6 ist
die Anordnung eines Grundträgers 1 in
einem Gehäuse 10 gezeigt,
wobei der Grundträger 1 in
vertikaler Einbaulage in nutenförmige
Aufnahmen 12 des Gehäuses 10 eingesetzt
ist. Die einzelnen Durchflussrohre 2 des Grundträgers 1 sind
waagerecht angeordnet. Durch die Anordnung des Grundträgers 1 wird
das Gehäuse 10 in
einen Rohgasraum 11 und einen Reingasraum 13 unterteilt.
Im Bodenteil 10a des Gehäuses 10 sind eine Öffnung 14 für die Zuführung des
Rohgases und ein Auslass 15 für die in den Durchflussrohren 2 abgeschiedene
und sich am Bodenteil ansammelnde Flüssigkeit vorgesehen. Am oberen
Teil des Gehäuses 10 befindet
sich der Reingasauslass 16. Die Strömungsrichtungen für Rohgas
und Reingas sowie die Ablaufrichtung der abgeschiednen Flüssigkeit
sind durch Pfeile gekennzeichnet. Der Grundträger 1 besitzt 3 Reihen
a, b, c mit jeweils 10 deckungsgleich angeordneten Durchflussrohren 2.
Das von unten über
die Öffnung 14 einströmende Rohgas
teilt sich in der Rohgaskammer 11 gleichmäßig auf
die 30, horizontal angeordneten Durchflussrohre 2 auf und
wird tangential über
die Gaseinlassöffnungen 3 in
diese eingeleitet. Die Wirkungsweise der Flüssigkeitsabscheidung ist analog
zur der vorstehend beschriebenen Ausführung. Die an der Innenwandung
der Durchflussrohre 2 abgeschiedene Flüssigkeit wird in horizontaler
Strömungsrichtung
mitgerissen und tropft am Gasauslass 4 der Durchflussrohre 2 nach unten
ab. Der gereinigte Gasstrom strömt über den Reingasauslass 16 ab.
Die sich am Bodenteil 10a ansammelnde Flüssigkeit
wird über
den Ablauf 15 abgelassen.
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Das
in 6 gezeigte Gehäuse 10 mit
dem Grundträger 1 bildet
eine eigenständige
Abscheideeinheit. In speziellen Anwendungsfällen kann es auch zweckmäßig sein
mehrere dieser Abscheideeinheiten als Reihen oder Parallelschaltung
anzuordnen.
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Anstelle
eines Grundträgers 1 können in
einem Gehäuse
oder Einbauraum auch mehrere Grundträger angeordnet werden, die
vorzugsweise in ihrem Abscheideverhalten unterschiedlich ausgebildet
sind. In 7 sind zwei beabstandete Grundträger 1 und 1' gezeigt, wobei
der Grundträger 1' für die Grobabscheidung
und der Grundträger 1 für die Feinabscheidung
bestimmt ist. Die Durchflussrohre 2 des Grobabscheiders 1' besitzen einen
größeren Innendurchmesser
als die Durchflussrohre 2 des nachgeschalteten Feinabscheiders 1.
Außerdem
ist zwischen den beiden Grundträgern
ein weiterer Flüssigkeitsablauf 17 vorgesehen.
Der Aufbau des Gehäuses 8 ist
ansonsten analog wie der in 6. Eine
derartige Anordnung stellt eine Kombination einer Parallel- und
Reihenschaltung dar, wobei die Durchflussrohre eines Grundträgers parallelgeschaltet
sind und mehrere Grundträger
in Reihe geschaltet sind. Dieser sehr einfache und Platz sparende
Aufbau einer solchen Abscheideeinheit kann insbesondere zur kombinierten
Grob- und Feinabscheidung eingesetzt werden.