DE102017203268A1 - Device for separating particles from a gas stream for an internal combustion engine - Google Patents

Device for separating particles from a gas stream for an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Abscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom für eine Brennkraftmaschine, wobei in einer Gas führenden Leitung ein Plasma- oder ein elektrostatischer Partikelabscheider angeordnet ist, wobei in der Leitung in Strömungsrichtung des Gases vor dem Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider ein passives Partikelabscheideelement angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist bei Ausfall des Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheiders zumindest eine grobe Partikelabscheidung für eine Notlauffunktion der Brennkraftmaschine gegeben.

Figure DE102017203268A1_0000
Apparatus for separating particles from a gas stream for an internal combustion engine, wherein in a gas-carrying line, a plasma or an electrostatic Partikelabscheider is arranged, wherein in the line in the flow direction of the gas in front of the plasma or electrostatic Partikelabscheider a passive Partikelabscheideelement is arranged.
Due to the configuration according to the invention, if the plasma or electrostatic particle separator fails, at least one coarse particle separation for an emergency operation of the internal combustion engine is provided.
Figure DE102017203268A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for separating particles from a gas stream for an internal combustion engine with the features of the preamble of patent claim 1.

Derzeit werden bei Verbrennungsmotoren nur passive Ölabscheidungssysteme verwendet. Ein passives Ölabscheidesystem in Form einer Prallplatte ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 038 257 A1 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift wird konkret ein Ölabscheider zur Abscheidung von Öl und/oder Ölnebel aus einem Gas vorgeschlagen. Hierbei wird bei normalem Volumenstrom des Gases eine optimale Abscheideleistung erzielt, aber auch bei erhöhtem Volumenstrom oder einer Verstopfung des Ölabscheiders wird die Entlüftung, zum Beispiel eines Kurbelgehäuses, gewährleistet und die Einhaltung eines maximalen Druckverlusts sichergestellt. Dazu werden zwei Ölabscheideelemente im Volumenstrom hintereinander angeordnet, deren Abstand voneinander variabel ist.Currently, internal combustion engines use only passive oil separation systems. A passive Ölabscheidesystem in the form of a baffle plate, for example, from the German Offenlegungsschrift DE 10 2005 038 257 A1 known. Specifically, this publication proposes an oil separator for separating oil and / or oil mist from a gas. In this case, an optimal separation efficiency is achieved at normal flow rate of the gas, but even with increased flow or clogging of the oil separator, the vent, for example, a crankcase, guaranteed and ensure compliance with a maximum pressure loss. For this purpose, two oil separation elements are arranged in the flow stream one behind the other, whose distance from each other is variable.

Ein weiteres Beispiel für eine passive Ölabscheidung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 111 721 A1 bekannt. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Blow-By Gasreinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Öltröpfchen aus ein Aerosol bildenden Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen von Verbrennungsmotoren bekannt, die einen Impaktor aufweist, der eine vom Aerosol anzuströmende Lochplatte und ein in Strömungsrichtung des Aerosols hinter der Lochplatte angeordnetes plattenartiges Ölabscheideelement besitzt, das aus einer der Lochplatte zugekehrten Anströmseite und mindestens in einem überwiegenden Teil seiner Dicke von einem Faservlies mit einer offenen Struktur gebildet wird. Um mit einer solchen Reinigungsvorrichtung auch Öltröpfchen mit einem Durchmesser von üblich weniger als 0,7 µm effizient abscheiden zu können, wird das Ölabscheideelement so gestaltet, dass das Faservlies mit offener Struktur erste, dickere Fasern mit einem ersten Durchmesserbereich liegenden Durchmessern sowie zweite, dünnere Fasern nämlich Nanofasern aufweist, deren Durchmesser in einem zweiten Durchmesserbereich liegen, wobei der zweite Durchmesserbereich außerhalb des ersten Durchmesserbereichs liegt und der mittlere Durchmesser der ersten Fasern mindestens das Fünffache des mittleren Durchmessers der Nanofasern beträgt.Another example of passive oil separation is from the German Offenlegungsschrift DE 10 2012 111 721 A1 known. From this publication, a blow-by gas cleaning device for separating oil droplets from an aerosol-forming crankcase ventilation gases of internal combustion engines is known, which has an impactor having a perforated plate to be flowed through by the aerosol and an arranged in the flow direction of the aerosol behind the perforated plate plate-like oil separator is formed from a perforated plate facing the inflow side and at least in a major part of its thickness of a nonwoven fabric having an open structure. In order to be able to deposit oil droplets with a diameter of customarily less than 0.7 μm efficiently with such a cleaning device, the oil separation element is designed in such a way that the fiber structure with open structure comprises first, thicker fibers with diameters lying in the first diameter range and second, thinner fibers namely, having nanofibers whose diameters are in a second diameter range, the second diameter range being outside the first diameter range and the mean diameter of the first fibers being at least five times the mean diameter of the nanofibers.

Ein weiteres Beispiel für ein passives Ölabscheidesystem mit Prallplatten ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 120 782 A1 bekannt. Auch hierbei handelt es sich um ein prallplattenbasiertes Ölabscheidesystem.Another example of a passive oil separation system with baffles is for example from the German Offenlegungsschrift DE 10 2011 120 782 A1 known. Again, this is a baffle-based oil separation system.

Eine weitere Möglichkeit der Ölabscheidung, beispielsweise für ein Blow-By Gas einer Brennkraftmaschine, ist aus der weltweiten Patentanmeldung WO 2008/145251 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung handelt es sich um einen sogenannten Plasmaabscheider. Es wird ein Verfahren zum Abscheiden, von flüssigen und/oder von partikelförmigen Verunreinigungen aus einem Gasstrom, insbesondere zum Abscheiden von Öltröpfchen, Rußteilen oder Staub, beispielsweise aus dem aus einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotor stammenden, auf die Ansaugseite des Verbrennungsmotors geleiteten Gasstroms (Blow-By Gas), wobei dieser zu reinigende Gasstrom durch eine Gasentladungsstrecke zwischen wenigstens zwei Elektroden hindurchgeleitet wird, von denen mindestens eine Elektrode eine aktive oder Emissionselektrode und mindestens eine andere Elektrode eine Niederschlags- oder Gegenelektrode ist, wodurch die aus dem Gasstrom abzuscheidenden Verunreinigungen elektrisch aufgeladen und von der Gegenelektrode über elektrische Feldkräfte angesaugt oder angezogen werden. Der Gasstrom wird zwischen wenigstens einer als Emissionselektrode dienenden Elektrodenspitze und einer dazu beabstandeten Gegenelektrode hindurch geleitet, dass an die Elektroden eine die Durchschlagsspannung überschreitende Gleichspannung angelegt wird und dass der sich einstellende Strom der Gasentladungsstrecke begrenzt wird, wodurch im Raum zwischen den beiden Elektroden ein stabiles Niedrigenergieplasma gebildet wird.Another possibility of oil separation, for example, for a blow-by gas of an internal combustion engine is from the worldwide patent application WO 2008/145251 A1 known. This known device is a so-called plasma separator. It is a method for separating, from liquid and / or particulate impurities from a gas stream, in particular for separating oil droplets, soot particles or dust, for example from the coming from a crankcase of an internal combustion engine, directed to the intake side of the engine gas stream (Blow-By Gas), wherein said gas stream to be purified is passed through a gas discharge gap between at least two electrodes, of which at least one electrode is an active or emission electrode and at least one other electrode is a precipitation or counter electrode, whereby the deposited from the gas stream impurities electrically charged and the counter electrode are sucked or attracted by electric field forces. The gas stream is passed between at least one electrode tip serving as an emission electrode and a counter electrode spaced therefrom, to which a voltage exceeding the breakdown voltage is applied to the electrodes and that the resulting current of the gas discharge path is limited, whereby a stable low-energy plasma in the space between the two electrodes is formed.

Nachteilig an den bekannten passiven Ölabscheidesystemen ist die Tatsache, dass sehr kleine Tröpfchen bzw. Partikel nur sehr schlecht abgeschieden werden, während die aktiven Systeme, wie zum Beispiel ein Plasmaabscheider, sehr hohe Spannungen und Leistungen benötigen, um große Partikel abzuscheiden.A disadvantage of the known passive oil separation systems is the fact that very small droplets or particles are deposited very poorly, while the active systems, such as a plasma separator, require very high voltages and power to deposit large particles.

Dies führt bei passiven Systemen zu einer nur relativ geringen Ölabscheidungsrate, was beispielsweise bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen zu einer Turboladerverkokung bzw. zur Versottung diverser Bauteile, wie beispielsweise des AGR-Kühlers (Abgasrückführkühler), der Sauganlage usw. führt. Um für aktive Systeme eine gute Ölabscheidungsrate, insbesondere für größere Öltröpfchen oder Partikel zu erzielen ist dem gegenüber wiederum ein sehr hoher Energiebedarf notwendig, ganz große Tröpfchen können unter Umständen gar nicht abgeschieden werden.This leads in passive systems to a relatively low oil separation rate, which leads, for example, in supercharged internal combustion engines to turbocharger coking or sooting of various components, such as the EGR cooler (exhaust gas recirculation cooler), the intake system and so on. In order to achieve a good rate of oil separation for active systems, especially for larger oil droplets or particles, a very high energy requirement is again required, very large droplets may under certain circumstances not be separated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.Object of the present invention is to show a measure to avoid the disadvantages mentioned above.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the feature in the characterizing part of patent claim 1.

Durch die Kombination eines passiven Partikelabscheiders mit einem Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider wird die Ölabscheidungsrate, beispielsweise von Blow-By Gasen einer Brennkraftmaschine, deutlich erhöht. Die Systeme ergänzen sich in vorteilhafter Weise dadurch, dass das passive System die größeren Partikel vollständig ohne Energiezufuhr abscheidet. Der wesentliche Vorteil liegt darin, dass der zugeschaltete Plasma- oder elektrostatische Partikelabscheider nur mehr mit kleineren Partikeln durchströmt wird. Für die Abscheidung der kleineren Partikel ist bauartbedingt nur ein wesentlich geringerer Strombedarf erforderlich, als wenn große Partikel von dem aktiven System abgeschieden werden müssen. By combining a passive particle separator with a plasma or electrostatic particle separator, the oil separation rate, for example of blow-by gases of an internal combustion engine, is significantly increased. The systems complement each other advantageously in that the passive system separates the larger particles completely without energy. The main advantage is that the connected plasma or electrostatic particle separator only flows through with smaller particles. For the deposition of the smaller particles is due to design only a much lower power consumption required than when large particles must be separated from the active system.

Dies führt in vorteilhafter Weise zur Vermeidung einer Verkokung des Abgasturboladers, sowie zu einer deutlich geringeren Bauteilversottung, wie beispielsweise eines AGR-Kühlers. Weiter ist die Anhebung der Verdichteraustrittstemperatur des Abgasturboladers möglich, was sich positiv auf die Dynamik und Performance der Brennkraftmaschine auswirkt. Ein weiterer Vorteil liegt in der gleichzeitigen Reduzierung des Ölverbrauchs der Brennkraftmaschine, da das abgeschiedene Öl wieder dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine rückgeführt und nicht verbrannt wird. Im Vergleich zur alleinigen Anwendung eines Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheiders ergeben sich deutliche Vorteile hinsichtlich des Energiebedarfs. In besonders vorteilhafter Weise ist bei einem Systemausfall des Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheiders die Reduzierung der Ölabscheidung trotzdem gegeben, was eine Notlauffunktion der Brennkraftmaschine darstellt.This leads advantageously to avoid coking of the exhaust gas turbocharger, as well as to a significantly lower component scorching, such as an EGR cooler. Further, the increase in the compressor outlet temperature of the exhaust gas turbocharger is possible, which has a positive effect on the dynamics and performance of the internal combustion engine. Another advantage is the simultaneous reduction of the oil consumption of the internal combustion engine, since the separated oil is returned to the oil circuit of the internal combustion engine and not burned. Compared to the sole use of a plasma or electrostatic Partikelabscheiders significant advantages in terms of energy requirements. In a particularly advantageous manner, the reduction of the oil separation is still given in a system failure of the plasma or electrostatic Partikelabscheiders, which is an emergency operation of the internal combustion engine.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

So ist besonders bevorzugt gemäß Patentanspruch 2 das passive Partikelabscheideelement zumindest eine Prallwand und/oder ein Geflecht, wobei das Geflecht gemäß Patentanspruch 3 besonders bevorzugt ein Flies ist.Thus, it is particularly preferred according to claim 2, the passive Partikelabscheideelement at least one baffle and / or a braid, wherein the braid according to claim 3 is particularly preferably a fleece.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt einen Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 2 zeigt in einem Diagramm die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In the following the invention is explained in more detail with reference to two figures.
  • 1 shows a basic structure of the device according to the invention.
  • 2 shows a diagram of the advantages of the device according to the invention.

1 zeigt einen Prinzipaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Abscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine. In einer nicht dargestellten gasführenden Leitung ist ein Plasma- oder elektrostatischer Partikelabscheider 2 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Plasmaabscheider, wie er aus dem bereits zitierten Stand der Technik bekannt ist und daher nicht näher erläutert wird. Erfindungsgemäß ist in der Leitung in Strömungsrichtung des Gases vor dem Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider 2 ein passives Partikelabscheideelement 3 angeordnet. Auch das passive Partikelabscheideelement 3 ist aus dem bereits zitierten Stand der Technik weshalb, weshalb auch das passive Partikelabscheideelement 3 an dieser Stelle nicht näher erläutert wird. 1 shows a basic structure of a device according to the invention 1 for the separation of particles from a gas stream for an internal combustion engine, not shown. In a gas-carrying line, not shown, is a plasma or electrostatic particle separator 2 arranged. In the present embodiment, it is a plasma separator, as it is known from the already cited prior art and is therefore not explained in detail. According to the invention in the direction of flow in the gas before the plasma or electrostatic particle separator 2 a passive particle separator 3 arranged. Also the passive particle separator 3 is from the already cited prior art why, which is why the passive Partikelabscheideelement 3 will not be explained in detail here.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das passive Partikelabscheideelement 3 zumindest eine Prallwand auf und/oder ein Geflecht, wobei das Geflecht bevorzugt ein Flies ist.In a preferred embodiment, the passive particle separator 3 at least one baffle on and / or a braid, wherein the braid is preferably a fleece.

Wie in 1 schematisch dargestellt ist, strömt das Rohgas, welches mit Partikeln, wie beispielsweise Ölpartikel in einem Blow-By Gas einer Brennkraftmaschine, beladen ist zuerst durch das passive System, das passive Partikelabscheideelement 3 und anschließend vorgereinigt von großen Partikeln weiter durch den Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider 2 und verlässt diesen wieder als sog. Reingas, d. h. als weitgehend vollständig gereinigtes Gas. Dargestellt ist der Gasstrom mit drei Pfeilen.As in 1 is shown schematically, the raw gas, which is loaded with particles, such as oil particles in a blow-by gas of an internal combustion engine, first flows through the passive system, the passive Partikelabscheideelement 3 and then prepurified by large particles through the plasma or electrostatic particle separator 2 and leaves it again as so-called clean gas, ie as largely completely purified gas. Shown is the gas flow with three arrows.

2 zeigt schematisch in einem Diagramm die vorteilhafte Auswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Abscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom für eine Brennkraftmaschine. 2 shows schematically in a diagram the advantageous effect of the device according to the invention 1 for the separation of particles from a gas stream for an internal combustion engine.

Über eine Y-Achse ist ein Leistungsbedarf des Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheiders 2 ohne Leistungseinheit dargestellt.Over a Y-axis is a power requirement of the plasma or electrostatic Partikelabscheiders 2 shown without power unit.

Über eine X-Achse ist eine mittlere Partikelgröße beispielsweise von Öltröpfchen ohne Größeneinheit dargestellt.An X-axis shows an average particle size, for example, of oil droplets without a size unit.

In einem Graph mit Rechtecken ist eine Abscheidecharakteristik eines Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheiders 2 (Leistungsbedarf über die mittlere Partikelgröße) schematisch dargestellt. Mit Zunahme der Partikelgröße steigt der Leistungsbedarf überproportional. Mit einem senkrechten Pfeil mit Punkten ist der Leistungsbedarf des Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheiders 2 für große Partikel dargestellt.In a graph with rectangles is a Abscheidecharakteristik a plasma or electrostatic Partikelabscheiders 2 (Power requirement over the average particle size) shown schematically. As the particle size increases, the power requirement increases disproportionately. With a vertical arrow with dots is the power requirement of the plasma or electrostatic Partikelabscheiders 2 shown for large particles.

Wird nun, wie auf der X-Achse dargestellt, ein passives Partikelabscheideelement 3 vor dem Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider 2 angeordnet so nimmt erfindungsgemäß die benötigte Leistung für den Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider 2, wie mit einem zweiten senkrechten Pfeil ohne Punkte dargestellt, die benötigte Leistung deutlich ab. Dargestellt ist diese Leistungsreduzierung mit einem Pfeil an der Y-Achse mit der Beschriftung „Betrieb Plasmaabscheidung bei geringer Leistung“.Now, as shown on the X-axis, a passive Partikelabscheideelement 3 before the plasma or electrostatic particle separator 2 arranged so according to the invention takes the required power for the plasma or electrostatic Partikelabscheider 2 , as shown with a second vertical arrow without dots, the power required significantly. Shown is this power reduction with an arrow on the Y-axis with the Inscription "Operation plasma deposition at low power".

Erfindungsgemäß erfolgt die Abscheidung größerer Partikel mit dem vorgeschalteten passiven System, dem passiven Partikelabscheideelement 3. Hieraus folgt, dass der Plasma- oder elektrostatische Partikelabscheider 2 lediglich mit kleinen Partikeln beaufschlagt wird, wofür er prinzipbedingt deutlich weniger Leistungsbedarf benötigt.According to the deposition of larger particles takes place with the upstream passive system, the passive Partikelabscheideelement 3. It follows that the plasma or electrostatic Partikelabscheider 2 Only small particles are applied, for which he inherently requires significantly less power.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung 1 zur Abscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom für eine Brennkraftmaschine wird der benötigte Leistungsbedarf des Plasma oder elektrostatischen Partikelabscheiders 2, wie gerade dargestellt, stark reduziert, sollte der Plasma oder der elektrostatische Partikelabscheider 2 aus welchen Gründen auch immer ausfallen, so bietet das passive Partikelabscheideelement 3 eine Notlaufeigenschaft für die Brennkraftmaschine. Darüber hinaus wird eine mögliche Versottung von Frischluft führenden Bauteilen der Brennkraftmaschine deutlich reduziert.Due to the inventive design of the device 1 For the separation of particles from a gas stream for an internal combustion engine is the required power requirement of the plasma or electrostatic Partikelabscheiders 2 , as just shown, greatly reduced, should the plasma or the electrostatic particle separator 2 whatever the reason, the passive particle separator offers 3 an emergency running property for the internal combustion engine. In addition, a possible sooting of fresh air leading components of the internal combustion engine is significantly reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Vorrichtungcontraption
2.Second
Plasma- oder elektrostatischer PartikelabscheiderPlasma or electrostatic particle separator
3.Third
passives Partikelabscheideelementpassive particle separator

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005038257 A1 [0002]DE 102005038257 A1 [0002]
  • DE 102012111721 A1 [0003]DE 102012111721 A1 [0003]
  • DE 102011120782 A1 [0004]DE 102011120782 A1 [0004]
  • WO 2008/145251 A1 [0005]WO 2008/145251 A1 [0005]

Claims (3)

Vorrichtung (1) zur Abscheidung von Partikeln aus einem Gasstrom für eine Brennkraftmaschine, wobei in einer Gas führenden Leitung ein Plasma- oder ein elektrostatischer Partikelabscheider (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (1) in Strömungsrichtung des Gases vor dem Plasma- oder elektrostatischen Partikelabscheider (2) ein passives Partikelabscheideelement (3) angeordnet ist.Device (1) for separating particles from a gas stream for an internal combustion engine, wherein in a gas-carrying line, a plasma or an electrostatic Partikelabscheider (2) is arranged, characterized in that in the conduit (1) in the flow direction of the gas before the Plasma or electrostatic particle separator (2) a passive Partikelabscheideelement (3) is arranged. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das passive Partikelabscheideelement (3) zumindest eine Prallwand aufweist und/oder ein Geflecht ist.Device after Claim 1 , characterized in that the passive Partikelabscheideelement (3) has at least one baffle and / or is a braid. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Geflecht ein Flies ist.Device after Claim 2 , Characterized in that the braid is a woven fabric.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121601A (en) 1986-10-21 1992-06-16 Kammel Refaat A Diesel engine exhaust oxidizer
DE102005038257A1 (en) 2005-08-12 2007-02-15 Reinz-Dichtungs-Gmbh oil separator
DE60034350T2 (en) 1999-09-14 2007-10-25 Daniel Teboul DEVICE FOR TREATING COMBUSTION GASES FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2008145251A1 (en) 2007-05-31 2008-12-04 Marcel Op De Laak Method and device for precipitating impurities from a stream of gas
DE102011120782A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
DE102012111721A1 (en) 2012-12-03 2014-06-05 Elringklinger Ag Blow-by-gas-cleaning device for separating oil droplets from aerosol forming crankcase-ventilation gases of internal combustion engine, has non-woven fabric with open structure, thicker fibers with diameters, and thinner fibers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121601A (en) 1986-10-21 1992-06-16 Kammel Refaat A Diesel engine exhaust oxidizer
DE60034350T2 (en) 1999-09-14 2007-10-25 Daniel Teboul DEVICE FOR TREATING COMBUSTION GASES FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102005038257A1 (en) 2005-08-12 2007-02-15 Reinz-Dichtungs-Gmbh oil separator
WO2008145251A1 (en) 2007-05-31 2008-12-04 Marcel Op De Laak Method and device for precipitating impurities from a stream of gas
DE102011120782A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
DE102012111721A1 (en) 2012-12-03 2014-06-05 Elringklinger Ag Blow-by-gas-cleaning device for separating oil droplets from aerosol forming crankcase-ventilation gases of internal combustion engine, has non-woven fabric with open structure, thicker fibers with diameters, and thinner fibers

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