DE202019104295U1

DE202019104295U1 - Strömungsleitelement, Strömungsleitstruktur und Partikelabscheider

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Publication number: DE202019104295U1
Application number: DE202019104295.8U
Authority: DE
Original assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Current assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2029-08-06

Abstract

Strömungsleitelement (1) zum Beeinflussen eines Gasstroms, vorzugsweise von Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung (200), und zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus dem Gasstrom in einer Strömungsleitstruktur (100) eines Verbrennungsmotors, umfassend einen Schichtaufbau aus wenigstens zwei einander zugeordneten Anström- und/oder Durchströmschichten (3, 5) aus Textil, vorzugsweise Vlies, wobei eine stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (3) eine hydrophobere und/oder oleophobere Eigenschaft als eine stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strömungsleitelement zum Beeinflussen eines Gasstroms, vorzugsweise von Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, und zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus dem Gasstrom in einer Strömungsleitstruktur eines Verbrennungsmotors. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Strömungsleitstruktur für einen Gasstrom, vorzugsweise Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors. Ferner stellt die vorliegende Erfindung einen Partikelabscheider zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom bereit.
Auf dem technischen Gebiet der Ölabscheider wird im Allgemeinen zwischen aktiven Abscheidern und passiven Abscheidern unterschieden. Aktive Abscheider kennzeichnen sich dadurch, dass eine Hilfsenergie aufgewendet wird, mit welcher die Partikel beaufschlagt werden, um eine erhöhte Abscheideeffizienz zu erzielen. Bei passiven Abscheidern ist keine zusätzliche Hilfsenergie nötig. Passive Abscheider nutzen beispielsweise ausschließlich kinetische Energie der Gasströmung. Die Partikel werden beispielsweise durch ein Labyrinth oder einen Zyklon geleitet, um mittels der Massenträgheit die Partikel von den Gasströmungen zu separieren. Insbesondere bei Ölabscheidern können die Ölpartikel in einen Ölkreislauf zurückgeführt und der davon gereinigte Gasstrom beispielsweise in die Ansaugluft des Verbrennungsmotors zurückgeführt werden.
Insbesondere in einem Blow-by-Gasstrom einer Kurbelgehäuseentlüftung, wie auch in weiteren Gasströmen in einem Verbrennungsmotor, sind nicht verbrannte Kraftstoffanteile, Verbrennungsrückstände sowie Ölpartikel, die beispielsweise im Kurbelgehäuse dem Gasstrom zugesetzt werden, enthalten. Insbesondere die Rückführung der Ölpartikel über den Luft-Ansaugtrakt in den Verbrennungsraum hat negative Folgen in Bezug auf die Homogenität der Verbrennung sowie die bei der Verbrennung hervorgerufenen Emissionswerte. Die Ölpartikel wirken in dem Verbrennungsraum nämlich wie zusätzliche Brennkeime. Die zunehmende Brenntemperatur von Verbrennungsmotoren hat immer kleiner werdende Partikelgrößen bzw. -massen zur Folge, welche dadurch schwerer aus dem Volumenstrom entfernt werden können. Insbesondere die passiven Abscheidungssysteme, bei welchen kein zusätzlicher Energieeintrag für die Abscheidung aufgewendet wird, stoßen an ihre Grenzen und können die sich verschärfenden gesetzlichen und umweltrelevanten Regulierungen und Forderungen hinsichtlich der Rückführung der Kurbelgehäuseentlüftung in die Ansaugluft des Verbrennungsmotors nicht erfüllen.
Es ist bekannt, Filter zum Durchströmen in die Gasströmung des Ölabscheiders zu platzieren, was die Abscheiderate von Ölabscheidern erhöhen soll. Allerdings hat sich als nachteilig erweisen, dass sich der eingesetzte Filter mit der Zeit zunehmend mit Ölpartikeln, Verbrennungsrückständen, wie Ruß, und Wasser zusetzt. Dies hat einen Druckverlust zur Folge und es besteht ein Risiko, dass der Ölabscheider bei tiefen Temperaturen einfriert und unpassierbar für die Gasströmung wird, was sogar zu Motorschäden führen kann. Um diesem Risiko zu entgehen, sind kurze Wartungszyklen erforderlich, in denen die Filter gereinigt oder ausgetauscht werden.
DE 103 23 155 A1 lehrt einen Ölpartikelabscheider für Turbinen- und Verdichteranlagen, bei dem ein aus einem Verbundwerkstoff hergestelltes Vlies oleophob, d.h. ölabweisend, ist, was der Verstopfung des Ölabscheiders entgegenwirken soll. Allerdings sind die Abscheideraten derartiger Ölabscheider begrenzt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu überwinden, insbesondere ein Strömungsleitelement und eine Strömungsleitstruktur bereitzustellen, das/die eine verbesserte Abscheiderate sowie Langlebigkeit und eine verringerte Tendenz zum Verschmutzen aufweist.
Die vorliegende Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1, 10, 16 bzw. 19 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Strömungsleitelement zum Beeinflussen eines Gasstroms und zum Abscheiden von Partikeln aus dem Gasstrom in einer Strömungsleitstruktur eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Beispielsweise dient das Strömungsleitelement dazu, Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung zu beeinflussen und Ölpartikel aus dem Blow-by-Gas abzuscheiden. Bei einer beispielhaften Anwendung eines erfindungsgemäßen Strömungsleitelements in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs entstehen sogenannte Blow-by-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, in einem Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ oder zusätzlich treten Blow-by-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-by-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-by-Gasstrom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise ein erfindungsgemäßes Strömungsleitelement in einer Strömungsleitstruktur der Kurbelgehäuseentlüftung angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-by-Gasstrom hin zu dem Strömungsleitelement geführt wird, mittels dem der Blow-by-Gasstrom beeinflussbar ist und/oder Partikel, insbesondere Ölpartikel, aus dem Blow-by-Gasstrom abscheidbar sind. Dadurch ist eine Separierung der abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom möglich, sodass der vorzugsweise vollständig bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Das erfindungsgemäße Strömungsleitelement kann vorzugsweise als passive Abscheideeinrichtung verstanden werden, bei der, wie oben ausgeführt wurde, keine zusätzliche Energie aufgebracht werden muss, um eine Abscheidewirkung zu erzielen. Des Weiteren ist es denkbar, dass das Strömungsleitelement in einer Strömungsleitstruktur eines brennstoffzellengetriebenen Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, insbesondere die Funktion eines Wasserabscheiders übernimmt. Das erfindungsgemäße Strömungsleitelement ist dazu eingerichtet, einen Gasstrom zu beeinflussen, insbesondere wenigstens teilweise umzulenken, zu blockieren und/oder dessen Strömungsgeschwindigkeit zu verändern, insbesondere zu reduzieren. Dabei kann das Strömungsleitelement wenigstens teilweise durchströmt und/oder angeströmt werden.
Das Strömungsleitelement umfasst einen Schichtaufbau, insbesondere einen Mehrschichtaufbau, aus wenigstens zwei einander zugeordneten Anström- und/oder Durchströmschichten aus Textil. Beispielsweise sind die Anström- und/oder Durchströmschichten zu einem flächigen textilen Gebilde, wie einem Vlies, einem Gewebe, einem Gewirke, einem Gestricke, einem Geflechte und/oder Filz, geformt. Ein Vlies ist im Allgemeinen ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge, Endlosfasern (Filamenten) oder geschnittenen Garnen, die auf beliebige Weise zusammengefügt und/oder miteinander verbunden worden sind, insbesondere zu einer Faserschicht oder einem Faserflor. Beispielsweise werden Vliese bzw. Vliesstoffe mit einem Flächengewicht im Bereich von 100 g/m² - 200 g/m², insbesondere im Bereich von 150 g/m² - 290 g/m², insbesondere im Bereich von 200 g/m² - 280 g/m², insbesondere im Bereich von 220 g/m² - 270 g/m², vorzugsweise etwa 250 g/m² eingesetzt. Eine quer zur flächigen Erstreckung des Vlies betrachtete Dicke, insbesondere eine Schichtstärke, kann beispielsweise im Bereich von 1,5 mm - 5 mm, vorzugsweise im Bereich von 1,7 mm - 4 mm, vorzugsweise im Bereich von 1,9 mm - 3 mm, insbesondere bei etwa 2 mm, liegen. Eine Permeabilität gegenüber Luft, insbesondere eine sogenannte Luftdurchlässigkeit, der eingesetzten Vliese bzw. Vliesstoffe liegt beispielsweise im Bereich von 975 l/(m²/s) - 2800 l/(m²/s), vorzugsweise im Bereich von 1000 l/(m²/s) - 2500 l/(m²/s), vorzugsweise im Bereich von 1200 l/(m²/s) - 2200 l/(m²/s), vorzugsweise im Bereich von 1500 l/(m²/s) - 2000 l/(m²/s), insbesondere bei etwa 1800 l/(m²/s). Des Weiteren kann eine Faserstärke der die Vliese bildenden Fasern im Bereich von 0,02 mm - 0,03 mm liegen, insbesondere etwa 0,025 mm betragen. Beispielsweise werden Polyestermaterialien, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff, vorzugsweise PET, eingesetzt.
Beispielhafte Abmessungen der Anström- und/oder Durchströmschichten bzw. des Strömungsleitelements können sich nach einer Innenabmessung der Strömungsleitstruktur, in der das Strömungsleitelement anzuordnen ist, richten. Beispielsweise werden erfindungsgemäße Strömungsleitelemente in Strömungsleitstrukturen mit einem vorzugsweise runden Innenquerschnitt und/oder einem Innenquerschnittsdurchmesser im Bereich von 2 cm - 20 cm eingesetzt. Es wurde herausgefunden, dass ein wichtiger Auslegungsparameter für Strömungsleitelemente durch den durch ein Strömungsleitelement hervorgerufenen Druckverlust gegeben ist. Beispielsweise ist ein Strömungsleitelement derart auszulegen und/oder insbesondere in Bezug auf die Strömungsleitstruktur zu dimensionieren, dass ein Druckverlust im Bereich von maximal 20 mbar - 30 mbar entsteht, jedoch insbesondere vermieden wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Druckverlust direkt vom Volumen des Gasstroms abhängig ist, wobei klar ist, dass je größer der Volumenstrom ist, desto größer der Druckverlust ist. Erfindungsgemäße Strömungsleitelemente können insbesondere in Strömungsleitstrukturen eingesetzt werden, bei denen Volumenströme des Gasstroms zwischen 0 l/min und 500 l/min, insbesondere im Bereich von 50 l/min - 150 l/min, liegen. Dabei hat sich als vorteilhaft herausgestellt, ein Strömungsleitelement in Bezug auf eine Strömungsleitstrukturinnenabmessung auszulegen, wobei beispielsweise das Strömungsleitelement eine Fläche von etwa 10% - 120%, insbesondere von etwa 50% - 75%, der Strömungsleitstrukturinnenabmessung, wie eines Strömungsleitstrukturinnenquerschnitts, beträgt.
Erfindungsgemäß ist die stromaufwärtige Schicht mit einer hydrophoberen und/oder oleophoberen Eigenschaft als die stromabwärtige Schicht versehen. Die Ausdrücke stromabwärtig bzw. stromaufwärtig sind dabei in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung des Gasstroms durch die Strömungsleitstruktur zu verstehen. Als hydrophobe bzw. oleophobe Eigenschaft wird im Allgemeinen eine Tendenz der entsprechenden Schicht verstanden, wasser- bzw. ölabweisend zu wirken. Die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft kann dazu führen, dass in dem Gasstrom enthaltene Partikel, wie Wasser- und/oder Ölpartikel, an der entsprechenden Schicht wenigstens teilweise abperlen, insbesondere nicht in das Schichtinnere gelangen. Auf diese Weise kann ein dauerhaftes Anhaften von Partikeln an den Anström- und/oder Durchströmschichten vermieden werden und eine Art Selbstreinigungseffekt generiert werden, der sich beispielsweise dadurch äußern kann, dass die Partikel vorzugsweise in Gravitationsrichtung von den Anström- und/oder Durchströmschichten ablaufen, insbesondere abtropfen. Durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau aus Textilschichten mit unterschiedlichen hydrophoben und/oder oleophobe Eigenschaften kann die Abscheiderate bzw. - effizienz eines Strömungsleitelements erhöht werden, wobei insbesondere aufgrund der Fähigkeit angeströmt und/oder durchströmt zu werden, ein Strömungsdruckverlust innerhalb der Leitstruktur vermieden werden kann und/oder gewährleistet wird, dass dieser sich in Bezug auf im Stand der Technik bekannte Textilfilter nicht erhöht ist. Als Maß für die hydrophobe bzw. oleophobe Eigenschaft kann die freie Oberflächenenergie, die bei Flüssigkeiten, wie Wasser oder Öl, zugleich die Oberflächenspannung ist, herangezogen werden. Beispielsweise kann der Kontaktwinkel, auch Rand- oder Benetzungswinkel genannt, zwischen Flüssigkeitspartikel, insbesondere Flüssigkeitstropfen, und Schichtoberfläche zur Bestimmung der Oberflächenenergie verwendet werden. Die Bestimmung der freien Oberflächenenergie und/oder des Kontaktwinkels kann beispielsweise anhand der Vorschrift DIN 5660-2 „Beschichtungsstoffe - Benetzbarkeit - Teil 2: Bestimmung der freien Oberflächenenergie fester Oberflächen durch Messung des Kontaktwinkels“, die hierin unter Bezugnahme vollständig integriert ist, erfolgen. Dabei besteht folgender Zusammenhang: ein Kontaktwinkel von weniger als 90° deutet auf eine hydrophile bzw. oleophile Oberflächeneigenschaft hin; ein Kontaktwinkel von etwa 90° deutet auf eine indifferente Oberfläche in Bezug auf Hydrophobie bzw. Oleophobie hin; ein Kontaktwinkel von über 90° bedeutet gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydrophobe bzw. oleophobe Oberflächeneigenschaft, je nach dem, um welche Flüssigkeit es sich handelt. Zur Bestimmung der Oberflächenenergie anhand des Kontaktwinkels kann beispielsweise die in der Literatur bekannte Methode nach Owens-Wendt-Rabel-Kaeble (OWRK) angewendet werden.
In einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Strömungsleitelements liegen die Anström- und/oder Durchströmschichten aufeinander auf, vorzugsweise unmittelbar aufeinander auf. Beispielsweise umfassen die wenigstens zwei Anström- und/oder Durchströmschichten jeweils eine, der jeweils anderen Anström- und/oder Durchströmschicht zugewandte Kontaktgrenzfläche, mittels derer die wenigstens zwei Anström- und/oder Durchströmschichten wenigstens bereichsweise und/oder flächenabschnittsweise im Kontakt miteinander sind.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht unbehandelt. Beispielsweise kann unbehandelt dahingehend zu verstehen sein, dass die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht keiner die oleophobe und/oder hydrophobe Eigenschaft von Textil verändernden Behandlung ausgesetzt ist. Insbesondere besitzt die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht im Hinblick auf die Oleophobie und/oder Hydrophobie diejenige Eigenschaft, welche für dessen Textilmaterial spezifisch ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Strömungsleitelements nimmt die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht ausgehend von einer dem Gasstrom, insbesondere in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Gasstroms durch die Strömungsleitstruktur, zugewandten Oberfläche stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht in Strömungsrichtung des Gasstroms stetig oder sprunghaft zumindest abschnittsweise ab. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft gemäß eines festgelegten, insbesondere voreingestellten Hydrophobie- und/oder Oleophobie-Gradienten in Strömungsrichtung stetig oder sprunghaft zumindest abschnittsweise abnimmt. Es wurde gemäß der vorliegenden Erfindung identifiziert, dass bereits durch das Versehen der stromaufwärtigen Oberflächen des Strömungsleitelements mit einer hydrophoberen und/oder oleophoberen Eigenschaft der oben beschriebene Selbstreinigungseffekt erzielbar ist, wobei die in Strömungsrichtung vorzugsweise anhand des Hydrophobie- und/oder Oleophobie-Gradienten abnehmende Stärke der hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaft die vorteilhafte Abscheiderate bereitstellt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass quer zur flächigen Erstreckung der hydrophoberen und/oder oleophoberen Schicht die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft für eine gewisse Tiefe vorgesehen ist, insbesondere sich die hydrophobere und/oder oleophobere Eigenschaft von der dem Gasstrom zugewandten Oberfläche um eine gewisse Tiefe in das Schichtinnere hinein ausbildet, während in dem daran anschließenden Bereich der entsprechenden Schicht die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft vorzugsweise anhand des festgelegten Hydrophobie- und/oder Oleophobie-Gradienten stetig oder sprunghaft abnimmt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Strömungsleitelements ist die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht durch Besprühen oder Beschichten, vorzugsweise durch Bedrucken, der stromaufwärtigen Schicht aufgebracht. Beispielsweise kann die stromaufwärtige Schicht mit einer Silan-basierten Lösung, wie einem handelsüblichen Hydrophobierungsmittel auf Silan-Basis, besprüht, beschichtet oder bedruckt werden. Die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft kann durch eine anorganische und/oder organische Oberflächenmodifikation der entsprechenden stromaufwärtigen Schicht bewirkt werden. Beispielsweise kann das Beschichtungsmittel mit Wasser oder organischen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Alkohol, verdünnt werden, sodass insbesondere ein Mischungsverhältnis von 0,2% - 25% Beschichtungsmittel und 75% - 99,8% Wasser bzw. organisches Lösungsmittel enthalten ist, und kann ferner vor dem Beschichtungs-, Besprühungs- oder Bedruckungsprozess aktiviert werden. Beispielsweise kann die oleophobe und/oder hydrophobe Eigenschaft derart aufgebracht werden, dass nach dem Beschichten, Besprühen oder Bedrucken die sogenannte Trägerflüssigkeit, d.h. das Wasser oder das organische Lösungsmittel, verdunstet, während das Beschichtungsmittel auf der Textilschicht verbleibt. Beispielsweise handelt es sich bei der Beschichtung, Bedruckung oder Besprühung um eine Oberflächenmodifikation, die beispielsweise eine Veränderung der Einzelfaseroberfläche der Textilschicht hervorruft. Insbesondere kann das Besprühen, Beschichten oder Bedrucken makroskopisch als Art Imprägnierung verstanden werden. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung kann eine Eindringtiefe der oleophoben und/oder hydrophoben Eigenschaft, vorzugsweise eine Beschichtungs-, Besprühungs- oder Bedruckungstiefe, mittels eines Anpressdrucks eines Bedruckungshilfsmittels, wie einer Druckwalze, zum Bedrucken der stromaufwärtigen Schicht einstellbar bzw. eingestellt sein. Beispielsweise kann die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft wie folgt auf die stromaufwärtige Schicht aufgebracht werden: zunächst können die Textilschichten in eine vorgegebene Form gebracht, z.B. gestanzt, werden und anschließend mit einer Druckwalze einseitig beschichtet, insbesondere bedruckt werden. Dabei kann die Druckwalze beispielsweise mit einem saugfähigen Material, wie einem offenzelligen Schaum, beispielsweise einem Schwamm, einem Textil, Vlies oder jeglicher Art eines Faserverbundes, versehen sein und mit der die oleophobe und/oder hydrophobe Eigenschaft aufweisenden und/oder bereitstellenden Lösung getränkt sein. Des Weiteren kann gemäß einer alternativen Fertigungsmöglichkeit vorgesehen sein, die vorzugsweise in Form gestanzten Textilschichten auf eine fluiddurchlässige bzw. gitterartige Tragvorrichtung-aufzulegen und mit einer Sprühvorrichtung oder durch ein die Lösung enthaltenes Bad zu tränken. Anschließend kann die Textilschicht mit einer Walze ausgedrückt und anschließend in einem Ofen bei einer vorbestimmten Temperatur, wie beispielsweise 50°C - 150°C, getrocknet werden. Zum einen kann demnach ein Hydrophobie-Gradient durch das oben beschriebene Beschichten bzw. Drucken einseitig mit einer Druckseite realisiert sein, und zum anderen durch ein vollständiges Besprühen bzw. Tränken mit der entsprechenden Lösung und anschließenden Kombination mit einer weiteren, nicht beschichteten, besprühten oder bedruckten Textilschicht realisiert werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die besprühte, beschichtete oder bedruckte stromaufwärtige Schicht für eine vorbestimmte Zeit bei einer vordefinierten Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 50° - 150°, vorzugsweise bei 80° - 120°, getrocknet. Die vorbestimmte Zeit des Trocknens kann dabei in Bezug auf die Temperatur und/oder Größe, insbesondere Schichtdicke, der Textilschicht abgestimmt sein. Durch das Trocknen wird unterstützend erreicht, dass sich die gewünschte Oberflächenmodifikation schneller einstellt. Ferner kann dadurch gewährleistet werden, dass ein Durchtränken der Textilschicht, sodass diese entlang ihrer vollständigen Schichtdicke mit der hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaft versehen ist, vermieden ist, wenn beispielsweise gewollt ist, dass sich der Hydrophobie-Gradient in der Schichtdicke einer Textilschicht äußert.
In einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Strömungsleitelements sind die stromaufwärtige und die stromabwärtige Schicht und ggf. weitere Anström- und/oder Durchströmschichten des Schichtaufbaus aneinander befestigt, vorzugsweise verschweißt, verklebt und/oder in einem Rahmen, wie einem Tragrahmen, aufgenommen. Gemäß einer alternativen Ausführung können je zwei aufeinanderliegende Anström- und/oder Durchströmschichten lose aufeinander liegen, wenn diese in einem Rahmen aufgenommen und darin gehalten sind. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung sind die stromaufwärtige und die stromabwärtige Schicht an einander zugewandten Randbereichen verschweißt oder verklebt und ansonsten unverschweißt oder unverklebt. Es wurde herausgefunden, dass ein nur punktuelles Aneinanderbefestigen, insbesondere Verschweißen oder Verkleben, sich vorteilhaft in Bezug auf die Abscheiderate auswirkt, da die verklebten bzw. verschweißten Bereiche der entsprechenden Schichten in Bezug auf die Abscheiderate weniger effizient sind und einen Druckabfall erhöhen können.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Strömungsleitelements liegt eine Sperrschicht zum wenigstens teilweise Beeinträchtigen, insbesondere Verhindern, einer Durchströmung des Strömungsleitelements stromabwärtig auf der stromabwärtigen Schicht auf. Beispielsweise kann die Sperrschicht eine Art Prallfläche für den Gasstrom bilden, an der die Partikel von dem Gasstrom durch den von der Sperrschicht bereitgestellten Widerstand getrennt werden. Des Weiteren kann die Sperrschicht dazu dienen, beispielsweise wenn das Strömungsleitelement in einer gekrümmten Strömungsgleitstruktur bezüglich der Gravitationsrichtung angeordnet ist, dass abgeschiedene stromabwärtige Partikel von der stromabwärtigen Sperrschicht aufgehalten werden, sodass die Partikel nicht erneut in das Innere des Strömungsleitelements gelangen können. Beispielsweise kann die Sperrschicht an der stromabwärtigen Schicht befestigt sein, vorzugsweise verschweißt, verklebt und/oder in einem Rahmen aufgenommen sein. Beispielsweise kann die Sperrschicht lediglich punktuell, d.h. abschnitts- oder bereichsweise, mit der stromabwärtigen Schicht verschweißt bzw. verklebt sein. Alternativ kann, wenn die Sperrschicht samt der stromabwärtigen Schicht in einem Rahmen, wie einem Tragrahmen, aufgenommen ist, lose aufeinander aufliegen. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Sperrschicht derart eingerichtet und/oder derart dimensioniert, dass eine durch Strömung des Strömungsleitelements wenigstens abschnittsweise beeinträchtigt, vorzugsweise verhindert, ist. Für die Sperrschicht können im Allgemeinen medienbeständige Materialen eingesetzt bzw. aufgebracht werden. Dazu zählen zum Beispiel Harze, Lacke bzw. Farben auf Harzbasis, insbesondere Epoxidharze, Melaminharze, Silikonharze, PUR-Harze, beständige Metallfolien bzw. aufgedampfte Metallschichten, beispielsweise aus Titan, Tantal oder dergleichen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Strömungsleitelements ist die stromabwärtige Schicht insbesondere zu dessen Versteifung an einer dem Gasstrom abgewandten Oberfläche wenigstens bereichsweise mit einer eine Durchströmung beeinträchtigenden, vorzugsweise verhindernden, wie fluidundurchlässigen, Eigenschaft versehen. Beispielsweise kann diese Eigenschaft durch Besprühen, Beschichten, vorzugsweise Bedrucken, vorzugsweise mit medienbeständigem Harz, wie Epoxidharz, aufgebracht sein. Es wurde herausgefunden, dass das stromabwärtige Besprühen bzw. Beschichten der stromabwärtigen Schicht mit einer eine durch Strömung beeinträchtigenden Eigenschaft sich ähnlich auf das Strömungsleitelement auswirkt, wie die oben beschriebene Sperrschicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Strömungsleitstruktur für einen Gasstrom, vorzugsweise Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Beispielsweise dient die Strömungsleitstruktur dazu, Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung zu beeinflussen und Ölpartikel aus dem Blow-by-Gas abzuscheiden. Bei einer beispielhaften Anwendung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs entstehen sogenannte Blow-by-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist, welche über Undichtigkeiten der Abstreifringe des Zylinders in den Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors eindringen. Alternativ oder zusätzlich treten Blow-by-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-by-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-by-Gasstrom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-by-Gasstrom durch die Strömungsleitstruktur geführt wird, mittels der der Blow-by-Gasstrom beeinflussbar ist und/oder Partikel, insbesondere Ölpartikel, aus dem Blow-by-Gasstrom abscheidbar sind. Dadurch ist eine Separierung der abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom möglich, sodass der vorzugsweise vollständig bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Die erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur kann vorzugsweise als passive Abscheideeinrichtung verstanden werden, bei der, wie oben ausgeführt wurde, keine zusätzliche Energie aufgebracht werden muss, um eine Abscheidewirkung zu erzielen. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Strömungsleitstruktur in einem brennstoffzellengetriebenen Kraftfahrzeug eingesetzt wird, insbesondere die Funktion eines Wasserabscheiders übernimmt. Die erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur ist dazu eingerichtet, einen Gasstrom zu beeinflussen, insbesondere wenigstens teilweise umzulenken, zu blockieren und/oder dessen Strömungsgeschwindigkeit zu verändern, insbesondere zu reduzieren.
Die erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur umfasst wenigstens zwei in Strömungsrichtung des Gasstroms und/oder in Gravitationsrichtung versetzt und in einem Abstand zueinander angeordnete Strömungsleitelemente. Die Strömungsleitelemente können dabei wie in Bezug auf eine der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen ausgebildet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Strömungsleitelemente an einer einen freien Strömungsquerschnitt der Strömungsleitstruktur begrenzenden Innenwandung angebracht sind, vorzugsweise lösbar daran befestigt sind. Die wenigstens zwei Strömungsleitelemente können dabei derart in der Strömungsleitstruktur angeordnet sein, dass diese einander in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Gasstroms überlappen. Die Strömungsleitelemente können beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckartige, vorzugsweise quadratische, oder eine gekrümmte, vorzugsweise kreisrunde, Grundform besitzen. Beispielsweise ist eine Grundform der wenigstens zwei Strömungsleitelemente entsprechend einer Querschnittsform der freien Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsleitstruktur gebildet. Beispielsweise ist die Strömungsleitstruktur ein Rohr, ein Rohrabschnitt, ein Schlauch, ein Schlauchabschnitt oder allgemein eine Kanalstruktur.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur ist ein stromaufwärtiges Strömungsleitelement derart an der Strömungsleitstruktur gelagert und/oder derart biegeweich, dass es unter dem Einfluss der Strömung des Gasstroms wenigstens teilweise umgebogen wird, insbesondere der Strömung des Strömungsgasstroms wenigstens teilweise nachgibt. Beispielsweise kann dadurch gewährleistet sein, das ein, durch die in der Strömungsleitstruktur angeordneten wenigstens zwei Strömungsleitelemente hervorgerufener, Druckverlust begrenzt, insbesondere minimiert oder verhindert wird.
In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur ist ein stromabwärtiges Strömungsleitelement vorzugsweise an einer dem Gasstrom abgewandten Oberfläche wenigstens abschnittsweise mit einer eine Durchströmung beeinträchtigenden, insbesondere verhindernden, wie fluidundurchlässigen, Eigenschaft versehen. Alternativ oder zusätzlich kann die dem Gasstrom abgewandte Oberfläche des stromabwärtigen Strömungsleitelements durch eine Sperrschicht zum wenigstens teilweise Beeinträchtigen, insbesondere Verhindern, einer Durchströmung des Strömungsleitelements gebildet sein. Beispielsweise beeinträchtigt, vorzugsweise verhindert, diese Eigenschaft einen Rücklauf von abgeschiedenen Fluidpartikeln entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms durch das Strömungsleitelement hindurch.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die wenigstens zwei Strömungsleitelemente derart beschaffen und in der Strömungsleitstruktur angeordnet, dass in dem Gasstrom befindliche Fluidpartikel abgeschieden werden und unter dem Einfluss von Gravitation von den wenigstens zwei Strömungsleitelementen abtropfen und entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms in der Strömungsleitstruktur abfließen können, und vorzugsweise in einem Auffangbehälter aufgefangen und ggf. in einen Fluidkreislauf zurück eingespeist werden. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Strömungsleitstruktur im Bereich der wenigstens zwei Strömungsleitelemente derart gestaltet, dass in dem Gasstrom befindliche Fluidpartikel abgeschieden werden und unter dem Einfluss von Gravitation von den wenigstens zwei Strömungsleitelementen abtropfen und entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms in der Strömungsleitstruktur abfließen können. Beispielsweise kann die Strömungsleitstruktur in einem Winkel zur Gravitationsrichtung in dem Kurbelgehäuseentlüftungskreislauf integriert sein. Des Weiteren kann die Strömungsleitstruktur eine Krümmung, wie eine Biegung, aufweisen, in der die wenigstens zwei Strömungsleitelemente angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur ist wenigstens ein Strömungsleitelement derart in Bezug auf eine Innenabmessung der Strömungsleitstruktur, die beispielsweise eine freie Durchströmungsquerschnittsfläche der Strömungsleitstruktur definieren, dimensioniert, dass das Strömungsleitstruktur wenigstens 10% und/oder höchstens 120% der freien Strömungsquerschnittsfläche der Strömungsleitstruktur ausmacht, insbesondere im Bereich von 50% bis 75%. Es ist beispielsweise möglich, dass das Strömungsleitelement größer als die freie Durchströmungsquerschnittsfläche bemessen ist und an einer die Strömungsquerschnittsfläche begrenzenden Innenwandung der Strömungsleitstruktur umgebogen wird, insbesondere sich an die Strömungsleitstrukturinnenwandung anschmiegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Strömungsleitstruktur für einen Gasstrom, vorzugsweise Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Beispielsweise dient die Strömungsleitstruktur dazu, Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung zu beeinflussen und Ölpartikel aus dem Blow-by-Gas abzuscheiden. Bei einer beispielhaften Anwendung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs entstehen sogenannte Blow-by-Gase zwischen einem Arbeitskolben und einem Zylinder, in dem der Arbeitskolben aufgenommen ist und dringen in den Kurbelgehäuseinnenraum des Verbrennungsmotors. Alternativ oder zusätzlich treten Blow-by-Gase auch zwischen Zylinder und Zylinderkopf und/oder zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors, wie eines Hubkolbenmotors, auf. Blow-by-Gase enthalten in der Regel neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile, die negative Auswirkungen auf die Funktion des Verbrennungsmotors haben können. Beispielsweise wird der durch den Blow-by-Gasstrom in dem Kurbelgehäuse verursachte Druckanstieg mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung reduziert, vorzugsweise vermieden, die mittels eines Leitungssystems an die Frischluftzufuhr des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Im Verlauf der Strömungsrichtung innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftung kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Verbrennungsgase und/oder unverbrannte Kraftstoffbestandteile umfassende Blow-by-Gasstrom durch die Strömungsleitstruktur geführt wird, mittels der der Blow-by-Gasstrom beeinflussbar ist und/oder Partikel, insbesondere Ölpartikel, aus dem Blow-by-Gasstrom abscheidbar sind. Dadurch ist eine Separierung der abgeschiedenen Partikel von dem Gasstrom möglich, sodass der vorzugsweise vollständig bereinigte Gasstrom der Frischluftzufuhr zugeführt werden kann, ohne dass eine Beschädigung des Verbrennungsmotors einhergeht. Die erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur kann vorzugsweise als passive Abscheideeinrichtung verstanden werden, bei der, wie oben ausgeführt wurde, keine zusätzliche Energie aufgebracht werden muss, um eine Abscheidewirkung zu erzielen. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Strömungsleitstruktur in einem brennstoffzellengetriebenen Kraftfahrzeug eingesetzt wird, insbesondere die Funktion eines Wasserabscheiders übernimmt. Die erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur ist dazu eingerichtet, einen Gasstrom zu beeinflussen, insbesondere wenigstens teilweise umzulenken, zu blockieren und/oder dessen Strömungsgeschwindigkeit zu verändern, insbesondere zu reduzieren.
Die Strömungsleitstruktur kann beispielsweise wie in Bezug auf eines der vorhergehenden beispielhaften Ausführungsformen gestaltet sein. Die Strömungsleitstruktur gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt umfasst einen gekrümmten Strömungsleitabschnitt und wenigstens ein insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Aspekte und/oder beispielhaften Ausführungen ausgebildetes Strömungsleitelement. Das Strömungsleitelement ist im Bereich des gekrümmten Strömungsleitabschnitts angeordnet und zur Bildung einer Prallfläche für den Gasstrom in einem Winkel zur Hauptströmungsrichtung des Gasstroms orientiert. Des Weiteren kann das Strömungsleitelement derart in dem gekrümmten Strömungsleitabschnitt angeordnet sein, dass insbesondere aufgrund des Aufprallens des Gasstroms auf das Strömungsleitelement abgeschiedene Fluidpartikel entlang des Strömungsleitelements von diesem abtropfen bzw. abfließen können.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur ist das Strömungsleitelement an einer dem Gasstrom zugewandten Oberfläche mit einer hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaft versehen. Die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft kann dazu führen, dass in dem Gasstrom enthaltene Partikel, wie Wasser- und/oder Ölpartikel, an der entsprechenden Schicht wenigstens teilweise abperlen, insbesondere nicht in das Schichtinnere gelangen. Auf diese Weise kann ein dauerhaftes Anhaften von Partikeln an den Anström- und/oder Durchströmschichten vermieden werden und eine Art Selbstreinigungseffekt generiert werden, der sich beispielsweise dadurch äußern kann, dass die Partikel vorzugsweise in Gravitationsrichtung von den Anström- und/oder Durchströmschichten ablaufen, insbesondere abtropfen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Strömungsleitstruktur an einer dem Gasstrom abgewandten Oberfläche wenigstens abschnittsweise mit einer eine Durchströmung beeinträchtigenden, insbesondere verhindernden, wie fluidundurchlässigen, Eigenschaft versehen ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft der dem Gasstrom zugewandten Oberfläche in Strömungsrichtung des Gasstroms insbesondere gemäß eines festgelegten Hydrophobie- und/oder Oleophobie-Gradienten stetig oder sprunghaft zumindest abschnittsweise abnimmt. Durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau aus Textilschichten mit unterschiedlichen hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaften kann eine Abscheiderate bzw. -effizienz eines Strömungsleitelements erhöht werden,
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur ist die Strömungsleitstruktur als Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einem Verbrennungsmotor, ausgebildet. Eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln kann auch als Abscheideeinrichtung, insbesondere als Ölabscheider bzw. Ölabscheideeinrichtung, bezeichnet werden. Beispielsweise kann die als Abscheideeinrichtung ausgebildete Strömungsleitstruktur derart in eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs integriert sein, dass ein Abscheiden der Ölpartikel aus dem Blow-by-Gas erfolgt und vorzugsweise die abgeschiedenen Ölpartikel zurück in einen Ölkreislauf geleitet werden und/oder der bereinigte Gasstrom zurück in einen Ansaugkreislauf des Verbrennungsmotors zurückgeführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Partikelabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einer Strömungsleitstruktur eines Verbrennungsmotors, bereitgestellt.
Der Partikelabscheider umfasst wenigstens zwei einander zugeordnete Textilschichten, insbesondere aus Vlies. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung weist eine stromaufwärtige Textilschicht eine hydrophobere und/oder oleophobere Eigenschaft als eine stromabwärtige Textilschicht auf. Die Ausdrücke stromabwärtig bzw. stromaufwärtig sind dabei in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung des Gasstroms durch die Strömungsleitstruktur zu verstehen.
In einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders sind die wenigstens zwei Textilschichten derart einander zugeordnet, dass wenigstens ein Teil des Gasstroms von der stromaufwärtigen Textilschicht zu der stromabwärtigen Textilschicht umgelenkt wird. Dadurch erfolgt eine sequenzielle Partikelabscheidung zunächst an der stromaufwärtigen Textilschicht und anschließend an der stromabwärtigen Textilschicht. Beide Textilschichten können dabei angeströmt und/oder durchströmt werden, das bedeutet, dass ein Teil des Gasstroms durch die jeweiligen Textilschichten hindurchströmen kann, während ein anderer Teil des Gasstrom von der jeweiligen Textilschicht abgelenkt bzw. umgelenkt werden kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders sind die wenigstens zwei Textilschichten in Strömungsrichtung des Gasstroms und/oder quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms zueinander versetzt, insbesondere in einem Abstand zueinander, angeordnet. Beispielweise können die wenigstens zwei Textilschichten in Strömungsrichtung des Gasstroms einander überlappen. Beispielweise können die wenigstens zwei Textilschichten auch auf Stoß angeordnet sein, wobei insbesondere einander zugewandte Stirnflächen der Textilschichten im Kontakt miteinander sein können.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Partikelabscheider entsprechend eines erfindungsgemäßen Aspekts oder gemäß einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Strömungsleitelements ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Gattungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftungen dienen in der Regel dazu, einen Druckanstieg innerhalb des Kurbelgehäuses zu vermeiden, welcher insbesondere aufgrund von Blow-By-Gasen aus dem Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors resultiert. Die Kurbelgehäuseentlüftung umfasst ein Kurbelgehäuse mit einer Strömungsaustrittsöffnung, durch die Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse austreten kann. Beispielsweise kann ein Rohrleitungssystem an die Strömungsaustrittsöffnung des Kurbelgehäuses angeschlossen sein. Erfindungsgemäß umfasst die Kurbelgehäuseentlüftung eine mit der Strömungsaustrittsöffnung fluidal in Verbindung stehende Strömungsleitstruktur und/oder ein Strömungsleitelement, wobei die Strömungsleitstruktur und/oder das Strömungsleitelement gemäß einem der vorhergehenden Aspekte bzw. gemäß einer der vorhergehenden beispielhaften Ausführungen gestaltet ist/sind.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
2 eine Schnittansicht der Strömungsleitstruktur gemäß der Linie II-II in 1;
3 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
4 eine Schnittansicht der Strömungsleitstruktur entlang der Linie IV-IV;
5 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
6 eine Schnittansicht der Strömungsleitstruktur entlang der Linie VI-VI in 5;
7 eine Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
8 eine Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur
9 eine Stirnansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
10 eine Schnittansicht der Strömungsleitstruktur gemäß der Linie X-X in 9;
11 eine Stirnansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
12 eine Schnittansicht der Strömungsleitstruktur entlang der Linie XII-XII in 11,
13 eine Stirnansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur;
14 eine Schnittansicht der Strömungsleitstruktur entlang der Linie XIV-XIV in 13; und
15 eine beispielhafte schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungssystems in einer Prinzipskizze.

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäßes Strömungsleitelement, das dazu eingerichtet ist, einen Gasstrom, vorzugsweise Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, zu beeinflussen und Partikel, insbesondere Ölpartikel, aus dem Gasstrom in einer Strömungsleitstruktur eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs abzuscheiden, im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen. Eine erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur für Gasströme, vorzugsweise Blow-by-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs ist im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 100 versehen. Dabei werden im Folgenden gleiche bzw. ähnliche Bezugsziffern für gleiche bzw. ähnliche Komponenten verwendet.
In den 1 und 2 ist eine erste beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 abgebildet. Die Strömungsleitstruktur 100 ist im Wesentlichen als U-förmiger Kanalabschnitt oder Rohrabschnitt gebildet, der eine im Wesentlichen konstante Wandstärke aufweist und eine im Wesentlichen konstante freie Strömungsquerschnittsfläche Q definiert. Die Strömungsleitstruktur 100 dient im Allgemeinen zum Leiten und Führen eines Gasstroms. In den in den 1 - 15 abgebildeten beispielhaften Ausführungen erfindungsgemäßer Strömungsleitstrukturen 100 ist die Strömungsleitstruktur 100 als Einrichtung von Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom ausgebildet und kann demnach auch als Abscheideeinrichtung, insbesondere Ölabscheideeinrichtung oder Ölabscheider, bezeichnet werden. Beispielsweise ist die Strömungsleitstruktur 100 in eine Kurbelgehäuseentlüftung 200 integriert, die in Bezug auf 15 näher erläutert wird. Dabei kann der in die Strömungsleitstruktur 100 eintreffende Gasstrom 103, der beispielsweise als Rohgas bezeichnet werden kann, ein ölhaltiger Gasstrom sein und beispielsweise aus der Kurbelgehäuseentlüftung 200 eines Verbrennungsmotors stammen, insbesondere kann der Gasstrom 103 sogenanntes Blow-by-Gas umfassen. Das Rohgas 103 gelangt über eine eintrittsseitige Öffnung 105 in die Strömungsleitstruktur 100 hinein, in der das Rohgas 103 von einer Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 geführt wird, die den lichten Strömungsquerschnitt Q begrenzt. Die eintrittsseitige Öffnung 105 ist an einem von zwei Schenkelabschnitten 109 der U-förmigen Strömungsleitstruktur 100 vorgesehen. Eine austrittsseitige Öffnung 111 ist an dem anderen Schenkelabschnitt 109 ausgebildet, wobei sich beide Schenkelabschnitte 109 im Wesentlichen geradlinig und/oder parallel zur Strömungsrichtung des Gasstroms 103 erstrecken. Die beiden im Wesentlichen parallel zueinander orientierten Schenkelabschnitte 109 sind durch einen gekrümmten Strömungsleitabschnitt 113, vorzugsweise einen Krümmungsabschnitt 113, miteinander verbunden, der im Wesentlichen im Querschnitt einen Halbkreis bildet.
In der Strömungsleitstruktur 100 sind zwei in Strömungsrichtung versetzt und in einem Abstand zueinander angeordnete erfindungsgemäße Strömungsleitelemente 1 angeordnet. Die Strömungsleitelemente 1 sind im Allgemeinen dazu eingerichtet, den Gasstrom 103 zu beeinflussen und Partikel aus dem Gasstrom 103 abzuscheiden, d.h. die Partikel von dem Gasstrom zu separieren, sodass über die austrittsseitige Öffnung 111 der von den Partikeln bereinigte Gasstrom, der beispielsweise als Reingas 119 bezeichnet werden kann, die Strömungsleitstruktur 100 wieder verlassen kann. Beispielsweise sind die beiden Strömungsleitelemente 1, die in Bezug auf die Strömungsrichtung des Gasstroms 103 in ein vorderes, d.h. stromaufwärtiges, Strömungsleitelement 1 und ein hinteres, d.h. stromabwärtiges, Strömungsleitelement 1 untergliedert werden können, in dem Krümmungsabschnitt 113 positioniert. Das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 hängt im Wesentlichen von der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 in Gravitationsrichtung G herab. Dabei ist das stromaufwärtige Strömungsleitelement beispielhaft an einer außenseitigen Wandungsstruktur 115 des Krümmungsabschnitts 113 angebracht. Beispielsweise kann das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 derart an der Strömungsleitstruktur 100 gelagert und/oder derart biegeweich sein, dass es unter dem Einfluss der Strömung des Gasstroms 103 wenigstens teilweise umgebogen werden kann. Das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 ist ferner derart in dem Krümmungsabschnitt 113 untergebracht und darin orientiert, dass von dem stromaufwärtigen Strömungsleitelement 1 abtropfende Fluidpartikel an einer innenseitigen Wandungsstruktur 117 vorbei gelangen. Dies bedeutet, dass das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 in Bezug auf die innenseitige Wandungsstruktur 117 des Schenkelabschnitts 109, die sich im Wesentlichen geradlinig in Strömungsrichtung des Gasstroms 103 erstreckt, versetzt ist, insbesondere versetzt in Richtung quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms 103. Das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 ist beispielsweise starr an der Strömungsleitstruktur gelagert und/oder im Wesentlichen starr ausgebildet. Dabei kann das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 versteift sein, insbesondere derart versteift sein, dass es unter dem Einfluss der Strömung des Gasstroms 103 seine Orientierung in der Strömungsleitstruktur 100 beibehält. Gemäß der beispielhaften Ausführung in 2 ist das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 im Wesentlichen parallel zu dem stromaufwärtigen Strömungsleitelement 1 orientiert und kann beispielsweise im Wesentlichen gleich aufgebaut sein. Das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 steht von der innenseitigen Wandungsstruktur 117 im Krümmungsabschnitt 113 in Richtung der außenseitigen Wandungsstruktur 115 des Krümmungsabschnitts 113 vor. Wie in 2 zu sehen ist, ist das stromaufwärtige Strömungsleitelement deutlich größer bemessen als das stromabwärtige Strömungsleitelement 1, insbesondere eine die flächige Erstreckung der Strömungsleitelements 1 festlegende Höhe.
Die erfindungsgemäßen Strömungsleitelemente 1 umfassen einen Schichtaufbau aus wenigstens zwei aufeinanderliegenden Anström- und/oder Durchströmschichten 3, 5 aus Textil, vorzugsweise Vlies. Die stromaufwärtige Schicht 3 kann mit einer hydrophoberen und/oder oleophoberen Eigenschaft versehen sein, insbesondere beschichtet sein, als die stromabwärtige Schicht 5, die beispielsweise im Wesentlichen unbehandelt sein kann, sodass die stromabwärtige Schicht 5 bezüglich der Hydrophobie und/oder Oleophobie eine für das entsprechende Textilmaterial spezifische Eigenschaft besitzt. Beispielsweise ist die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft durch Besprühen oder Beschichten, vorzugsweise Bedrucken, der stromaufwärtigen Schicht 3 auf das Strömungsleitelement 1 aufgebracht. Beispielsweise handelt es sich bei dem Besprühungs- oder Beschichtungsmittel um handelsübliches Hydrohobierungs-/und/oder Oleophobierungsmittel auf Silan-Basis. Die stromaufwärtige Schicht 3 und die stromabwärtige Schicht 5 sind beispielsweise wenigstens bereichsweise aneinander befestigt. Dies bedeutet, dass die stromaufwärtige Schicht 3 mit der stromabwärtigen Schicht 5 verschweißt, verklebt oder auch andersartig aneinander befestigt sein kann. Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, die stromaufwärtige und die stromabwärtige Schicht 3, 5 nur punktuell miteinander zu verschweißen oder zu verkleben und ansonsten unverschweißt bzw. unverklebt zu lassen.
Wie aus 2 hervorgeht, weisen sowohl das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 als auch das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 eine zusätzliche Schicht 7 auf, die jeweils stromabwärtig der stromabwärtigen Textilschicht 5 vorgesehen ist. Bei dieser Schicht 7 kann es sich beispielsweise um eine sogenannte Sperrschicht 7 handeln, die beispielsweise an der stromabwärtigen Schicht 5 befestigt, insbesondere damit verschweißt oder verklebt, ist und derart eingerichtet ist, dass eine Durchströmung des Strömungsleitelements 1, insbesondere der Sperrschicht 7, beeinträchtigt, vorzugsweise verhindert ist. Entlang einer Durchströmung in Bezug auf die Strömungsleitelemente 1 nimmt die oleophobe und/oder hydrophobe Eigenschaft beispielsweise gemäß eines festgelegten Hydrophobie-Gradienten stetig und/oder sprunghaft ab. Beispielsweise nimmt die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft am Übergangsbereich zwischen stromaufwärtiger Schicht 3 und stromabwärtiger Schicht 5 sprunghaft ab. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Hydrophobie- und/oder Olephobie-Gradient beispielsweise durch ein bestimmtes Druck-/Walzverfahren zum Aufbringen der hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaft auf die stromaufwärtige Schicht 5 sich bereits in der stromaufwärtigen Schicht 5 einstellt, und zwar derart, dass sich die verstärkte hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft im Wesentlichen ausschließlich an einer nach außenweisenden, dem Gasstrom 103 zugewandten Oberfläche 9 der stromaufwärtigen Schicht 3 bemerkbar macht. Dabei ist der Ausdruck im Wesentlichen ausschließlich dahingehend zu verstehen, dass die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft von der Außenseite 9 aufgebracht wurde und sich quer zur flächigen Erstreckung des Strömungsleitelements 1 bzw. der stromaufwärtigen Schicht 3 in die Tiefe der stromaufwärtigen Schicht 3 nach Art einer im makroskopischen Sinne Imprägnierung ausbilden, d.h. lediglich die einzelnen, die Oberfläche 9 bildenden Textilfasern mit der hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaft bedecken.
In 2 ist mittels schematischer Pfeile angedeutet, wie eine Partikelabscheidung in der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 und/oder an den erfindungsgemäßen Strömungsleitelementen 1 sich darstellt. Wie bereits erwähnt, gelangt der Gasstrom, der beispielsweise als Rohgas 103 bezeichnet wird, über die Eingangsseitige Öffnung 105 in die Strömungsleitstruktur 100, in der das Rohgas 103, das Partikel, wie Fluidpartikel, insbesondere Ölpartikel, enthält, auf die in Strömungsrichtung versetzt und in einem Abstand zueinander angeordneten, jeweils an der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 angebrachten Strömungsleitelemente 1 auftrifft. An den Strömungsleitelementen 1 erfolgt jeweils eine Partikelabscheidung, d.h. eine Separierung von Partikeln aus dem Rohgas 103. Abgeschiedene Partikel sind schematisch durch einen gepunkteten Pfeil abgebildet, der mit der Bezugsziffer 121 gekennzeichnet ist. Die Abscheidung der Partikel 103 erfolgt dabei derart, dass der Gasstrom 103 auf das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 auftrifft und dieses anströmt, wobei eine Anströmung durch den gebogenen Pfeil, der mit der Bezugsziffer 123 gekennzeichnet ist, angedeutet ist. Der Rohgasstrom 103 trifft demnach auf die stromaufwärtige Schicht 3 des stromaufwärtigen Strömungsleitelements 1 auf, kann dieses wenigstens teilweise durchströmen und teilweise anströmen und gelangt schließlich in die stromabwärtige Textilschicht 5, die wiederum teilweise durchströmt und teilweise angeströmt werden kann, ehe der Rohgasstrom 103 schließlich auf die Sperrschicht 7 trifft, welche gemäß der beispielhaften Ausführung nach 2 eine Durchströmung verhindert und somit nur eine Anströmung 123 gewährleistet. Die beiden Textilschichten 3, 5 übernehmen dabei im Wesentlichen die Abscheidefunktion und separieren Partikel 121 aus dem Rohgasstrom 103, sodass, wie es schematisch durch den Pfeil 121 abgebildet ist, die abgeschiedenen Partikel 121 unter dem Einfluss von Gravitation G von dem Strömungsleitelement 1 abfließen und/oder abtropfen können und entgegen der Strömungsrichtung des Rohgasstroms 103 in der Strömungsleitstruktur 100 abfließen können. Für das Abfließen bzw. Abtropfen und damit das Verhindern einer zunehmenden Verschmutzung, insbesondere Versottung der Vliesschichten 3, 5 sorgt im Wesentlichen die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft im Bereich der stromaufwärtigen Schicht 3. Diese beeinträchtigt bzw. verhindert teilweise vollständig das Eindringen der Partikel, vorzugsweise Wasser- und/oder Ölpartikel, in das Innere des Strömungsleitelements 1, sondern lässt die Partikel direkt an der Außenfläche 9 abperlen, sodass diese unter dem Einfluss der Gewichtskraft abtropfen und abfließen können. Die Abscheidewirkung des stromabwärtigen Strömungsleitelements 1 erfolgt dabei analog zu der soeben in Bezug auf das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 beschriebenen Abscheidewirkung. Wichtig dabei ist, wie es in 2 auch zu sehen ist, dass das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 stromaufwärtig eines Scheitelpunktes 125 der inneren Innenwandungsstruktur 117 sich befindet, sodass die abgeschiedenen Partikel 121 die Strömungsleitstruktur 100 über den eingangsseitigen Schenkelabschnitt 109 und das die eingangsseitige Öffnung 105 verlassen und nicht in den ausgangsseitigen Schenkelabschnitt 109 gelangen und diesen über den die ausgangsseitige Öffnung 111 verlassen. Wie es in 2 ebenfalls angedeutet ist, verlässt der bereinigte Gasstrom, der beispielsweise als Reingas 119 bezeichnet wird, die Strömungsleitstruktur 100 über die ausgangsseitige Öffnung 111 und kann beispielsweise an einen Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors weitergegeben werden.
In den 3 und 4 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 abgebildet. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Folgenden im Wesentlichen auf die sich in Bezug auf die Ausführungsform gemäß der 1 und 2 ergebenden Unterschiede eingegangen. Die Strömungsleitstruktur 100 gemäß den 3 und 4 unterscheiden sich von der Strömungsleitstruktur gemäß der 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass diese im Wesentlich L-förmig ist. Der Rohgasstrom 103 gelangt erneut über eine eingangsseitige Öffnung 105 in die Strömungsleitstruktur 100 hinein, wird entlang eines sich im Wesentlichen geradlinig erstreckenden Schenkelabschnitts 109 in einen den eingangsseitigen Schenkelabschnitt 109 mit dem ausgangsseitigen, sich im Wesentlichen geradlinig erstreckenden Schenkelabschnitt 109 verbindenden Krümmungsabschnitt 113 geführt, ehe der Reingasstrom 119 die ausgangsseitige Öffnung 111 der Strömungsleitstruktur verlässt. In dem gekrümmten Strömungsleitabschnitt 113, insbesondere dem Krümmungsabschnitt 113, ist ein erfindungsgemäßes Strömungsleitelement 1 angeordnet und zur Bildung einer Prallfläche, die durch die Oberfläche 9 der stromaufwärtigen Schicht 3 realisiert ist, für den Gasstrom 103 in einem Winkel zur Strömungsrichtung des Gasstroms 103 orientiert. Beispielsweise beträgt der Winkel in etwa 45° zur Hauptströmungsrichtung des Rohgasstroms 103. Das Strömungsleitelement 1 ist beispielsweise derart dimensioniert, dass es sich im Wesentlichen brückenartig über die außenseitige Wandungsstruktur 115 erstreck und/oder sich im Wesentlichen ausgehend von einem jeweiligen Übergangsbereich zwischen einem Schenkelabschnitt 109 und dem Krümmungsabschnitt 113 aus erstreckt.
Das Strömungsleitelement 1 gemäß der 3 und 4 umfasst ebenfalls einen Schichtaufbau aus einer stromaufwärtigen Textilschicht, vorzugsweise Vliesschicht und einer stromabwärtigen Textilschicht 5, vorzugsweise Vliesschicht und einer stromabwärtig an der stromabwärtigen Schicht 5 aufliegenden Sperrschicht 7. Die Sperrschicht 7 verhindert erneut ein vollständiges Durchströmen des Strömungsleitelements 1, was durch den gebogenen Pfeil 123 zum Andeuten einer Anströmung verdeutlicht ist. Des Weiteren sind erneut die abgeschiedenen Partikel, die von dem Strömungsleitelement abgeschieden und davon abtropfen bzw. ablaufen mit einem gepunkteten Pfeil mittels des Bezugszeichens 121 gezeigt. Es wurde herausgefunden, dass die aufgrund der schrägen Orientierung in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Rohgasstroms 103 einhergehende Aufprallenergie zum Abscheiden von Partikeln aus dem Rohgasstrom 103 genutzt werden kann. Beispielsweise ist das Strömungsleitelement derart eingerichtet, dass durch die Sperrschicht 7 und/oder die stromabwärtige Schicht 5 und/oder die stromaufwärtige Schicht 3 abgeschiedene Partikel auch aus dem Inneren des Strömungsleitelements 1 wieder herausfließen bzw. abtropfen können. Die stromaufwärtige Textilschicht 3 ist erneut mit einer hydrophoberen und/oder oleophoberen Eigenschaft versehen als die stromabwärtige Textilschicht 5.
Die Strömungsleitstruktur 100 gemäß der 5, 6 ist als im Wesentlichen sich geradlinig erstreckender, im Querschnitt runder Rohrabschnitt 127 gebildet, der sich von einer eingangsseitigen Öffnung 105 zu einer ausgangsseitigen Öffnung 111 im Wesentlichen geradlinig und mit konstantem freien Durchströmungsquerschnitt Q und konstanter Wandstärke erstreckt. Die Strömungsleitstruktur 100 gemäß der 5, 6 ist in ihrer Einbauposition, beispielsweise in einer Kurbelgehäuseentlüftung 200, in einem Winkel zur Gravitationsrichtung G, die gemäß 6 nach unten zeigt, orientiert.
In der Strömungsleitstruktur 100 sind vier erfindungsgemäße Strömungsleitelemente 1 angeordnet, wobei je zwei benachbarte Strömungsleitelemente 1 in Strömungsrichtung des Gasstroms 103 versetzt und in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Die vier Strömungsleitelemente 1 sind jeweils an der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zur Wandungsinnenstruktur 107, wobei zwei Strömungsleitelemente 1 an einer oberen Wandung 129 und zwei Strömungsleitelemente 1 an einer unteren Wandung 131 angebracht sind. Des Weiteren sind die Strömungsleitelemente 1 derart angeordnet, dass die flächige Erstreckung der Strömungsleitelemente 1 im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Rohgasstroms 103 orientiert ist. Beispielsweise ist die Strömungsleitstruktur 1 symmetrisch bezüglich einer Mittelachse M gebildet. Es ist zu erkennen, dass die oberen Strömungsleitelemente 1 eine größere Höhe besitzen als die unteren Strömungsleitelemente 1, insbesondere quer zur Mittelachse M über diese vorstehen, d.h. wenigstens 50% einer inneren Querschnittabmessung Q ausmachen, während die beiden unteren Strömungsleitelemente weniger als 50% einer freien Querschnittfläche Q der Strömungsleitstruktur 100 ausmachen.
In Strömungsrichtung des Rohgasstroms 103 betrachtet umfassen die beiden stromaufwärtigen Strömungsleitelemente, von denen ein Strömungsleitelement 1 oben und ein Strömungsleitelement 1 unten angebracht ist, jeweils einen Schichtaufbau aus zwei aufeinanderliegenden Anström- und Durchströmschichten aus Textil 3, 5, vorzugsweise Vlies. Dabei ist jeweils die stromaufwärtige Schicht 3 mit einer hydrophoberen und/oder oleophoberen Eigenschaft versehen als die stromabwärtige Schicht. Eine Durchströmung der entsprechenden Strömungsleitelemente 1 ist mittels des strichpunktierten Pfeils mit der Bezugsziffer 133 angedeutet. Die beiden stromaufwärtigen Strömungsleitelemente 1 besitzen keine Sperrschicht 7 und sind im Wesentlichen biegeweich gebildet und/oder derart an der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 angebracht, dass diese unter dem Einfluss der Rohgasströmung 103 nachgeben können. Ein Abschnitt und/oder eine Dimensionierung der Strömungsleitelemente 1 ist dabei so bemessen, dass diese auch bei Biegung nicht miteinander in Kontakt geraten. Die beiden stromabwärtigen Strömungsleitelemente 1 sind von der Dimensionierung her entsprechend der vorigen, stromaufwärtigen Strömungsleitelemente 1 gebildet, wobei das obere, stromabwärtige Strömungsleitelement 1 entsprechend des oberen, stromaufwärtigen Strömungsleitelements 1 dimensioniert ist und das untere, stromabwärtige Strömungsleitelement 1 entsprechend des unteren, stromaufwärtigen Strömungsleitelements 1. Anders als die stromaufwärtigen Strömungsleitelemente umfassen die stromabwärtigen Strömungsleitelemente 1 stromabwärtig der stromabwärtigen Textilschicht 5 eine Sperrschicht 7, die eine Durchströmung 133 verhindert und/oder den Strömungsleitelementen 1 eine Steifigkeit verleiht. Wie in 6 zu sehen ist, ist es wichtig, dass die stromaufwärtigen Strömungsleitelemente 1, insbesondere das untere stromaufwärtige Strömungsleitelement 1, durchströmbar ist, insbesondere keine Sperrschicht 7 besitzt, da von den stromabwärtigen Strömungsleitelementen 1 abtropfende Fluidpartikel 121, unter dem Einfluss von Gravitation G entgegen der Strömungsrichtung des Rohgases 103 die Strömungsleitstruktur 100 entlang fließen und dabei das untere, stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 passieren müssen, was ebenfalls durch einen punktierten Pfeil mit der Bezugsziffer 121 angedeutet ist.
In 7 ist eine Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 gezeigt, die in ein Gehäuse 137 integriert ist, das sich rechteck- bzw. kastenartig um die Strömungsleitstruktur 100 herum erstreckt. Beispielsweise ist das Gehäuse 137 aus einem Stück mit der Strömungsleitstruktur 100 gebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass im Wesentlichen ausschließlich Strömungsleitstrukturendstücke 139, 141 wenigstens teilweise aus dem Gehäuse 137 herausragen. Dabei umfassen die Strömungsleitstrukturendstücke 139, 141 die eintrittsseitige Öffnung 105, bzw. die austrittseitige Öffnung 111. Die Strömungsleitstruktur 100 gemäß 7 weist, im Gegensatz zu den beispielhaften Ausführungen der 1 - 6, eine weitere Öffnung 143 nahe der eingangsseitigen Öffnung 105 bzw. im Bereich des eingangsseitigen Strömungsleitstrukturendstücks 139 auf. An die Öffnung 143 schließt ein sich im Wesentlichen in Gravitationsrichtung G und vorzugsweise geradlinig erstreckender Leitungsabschnitt 145, über den die abgeschiedenen Partikel 121 abgeführt und beispielsweise in einem Zwischenbehälter aufgefangen werden können, um schließlich wieder in einen Kreislauf, beispielsweise in den Ölkreislauf, zurückgeführt zu werden. Der Leitungsabschnitt 145 mündet schließlich in eine Ausgangsöffnung 147, die an den Fluidpartikelauffangbehälter (nicht dargestellt) anschließbar ist.
Die Form der Strömungsleitstruktur 100 in 7 ähnelt dabei im Wesentlichen einer Z-Form, wobei die Strömungsleitstruktur 100 im Gesamten bezüglich der Gravitationsrichtung G in einem Winkel orientiert ist, um den Fluidpartikelrücklauf zu verstärken bzw. zu gewährleisten. Innerhalb der Strömungsleitstruktur 100 sind drei in Strömungsrichtung des Rohgasstroms 103 versetzt und in einem Abstand zueinander angeordnete Strömungsleitelemente 1 vorgesehen. Alle drei Strömungsleitelemente 1 sind in etwa im Bereich eines die beiden dich im Wesentlichen parallel zueinander streckenden Strömungsleitstrukturendstücken 139, 141 miteinander verbindenden Mittelstück 149 positioniert, welches zwei gekrümmte Leitungsabschnitte 151, 153 umfasst, sodass die im Wesentlichen Z-förmige Gestalt gebildet ist. Auch die Strömungsleitstruktur 100 gemäß 7 umfasst einen im Wesentlichen konstanten freien Durchströmungsquerschnitt Q. In Strömungsrichtung betrachtet ist ein erstes Strömungsleitelement 1, umfassend eine stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 3, vorzugsweise Vlies, eine stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 5, vorzugsweise Vlies, und eine stromabwärtig anschließende Sperrschicht 7, die eine Durchströmung des stromaufwärtigen Strömungsleitelements 1 verhindert, was durch den gebogenen Pfeil 123 angedeutet ist, der eine Anströmung symbolisiert.
Das erste Strömungsleitelement 1 hängt von einer in Gravitationsrichtung G betrachteten oberen Strömungsleitstrukturinnenwandung 155 herab, sodass die abgeschiedenen Fluidpartikel in Gravitationsrichtung G nach unten abfließen bzw. abtropfen können, an einer unteren Strömungsleitstrukturinnenwandung 157 entlang fließen können und schließlich in den Abführströmungsabschnitt 145 über die Öffnung 143 gelangen können. In Strömungsrichtung und Gravitationsrichtung G versetzt und in einem Abstand dazu angeordnet, hängt ein weiteres Strömungsleitelement 1 von der Strömungsleitstrukturinnenwandung 155 herab. Das zweite Strömungsleitelement 1 ist dabei in Bezug auf die Struktur der Strömungsleitstruktur 100 so positioniert, dass abtropfende Fluidpartikel 121 auf die Strömungsleitstruktur 157 im Bereich eines Krümmungsabschnitts 149 auftreffen können. Daran anschließend und sowohl in Gravitationsrichtung G als auch in Strömungsrichtung versetzt und in einem Abstand dazu angeordnet, steht ein drittes, stromabwärtiges Strömungsleitelement 1 von der unteren Strömungsleitstrukturinnenwandung 157 nach oben um etwa 50% der freien Durchströmungsquerschnittsfläche Q hervor. Das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 umfasst eine stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 3, vorzugsweise Vlies, sowie eine stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 5, vorzugsweise Vlies. Wie durch den Pfeil mittels der Bezugsziffer 133 angedeutet, wird das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 von dem Gasstrom 103 durchströmt. Die Anström- und/oder Durchströmschichten 3, 5 sowie die Sperrschicht 7 sind dabei entsprechend der jeweiligen Schichten in den Ausführungen 1 - 6 realisiert, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen werden kann.
Bei der beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 gemäß 8 handelt es sich im Wesentlichen um eine wie in 7 erläuterte Strömungsleitstruktur 100, die in ein Gehäuse 137 integriert ist und mit einem Abführleitungsabschnitt 145 versehen ist, über den die abgeschiedenen Fluidpartikel abgeführt und beispielsweise in einem Behälter aufgefangen werden können und/oder zurück in einen entsprechenden Kreislauf, wie Fluidkreislauf, insbesondere Ölkreislauf, des Verbrennungsmotors zurückgeführt werden können.
Die Strömungsleitstruktur 100 selbst ist dabei im Wesentlichen wie die U-förmige Strömungsleitstruktur 100 gemäß der 1, 2 gebildet, wobei der eingangsseitige Schenkelabschnitt 109 und der ausgangsseitige Schenkelabschnitt 109 nicht, wie in 2, parallel zu einander gebildet sind, sondern jeweils leicht bezüglich der Gravitationsrichtung G und zueinander geneigt sind, um einen Fluidrücklauf zu realisieren. Denn in der in 8 gezeigten Einbausituation weisen die eingangsseitige Öffnung 105 und die ausgangsseitige 111 dabei im Wesentlichen in horizontaler Richtung, nicht wie in 2 in Gravitationsrichtung G. In die Strömungsleitstruktur 100 sind insgesamt vier Strömungsleitelemente 1 integriert, die jeweils eine stromaufwärtige Durchström- und/oder Anströmschicht 3, eine stromabwärtige Durchström- und/oder Anströmschicht 5 aufweisen, die jeweils aus Textil, vorzugsweise Vlies, gebildet sind. Bis auf das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1, das von der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 herabhängt, umfassen die drei weiteren Strömungsleitelemente 1 jeweils eine stromabwärtig an der stromabwärtigen Textilschicht 5 angeordnete Sperrschicht 7. Die stromaufwärtige Textilschicht 3, die stromabwärtige Textilschicht 5 und die Sperrschicht 7 können entsprechend der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen realisiert sein. In der beispielhaften Ausführung gemäß 8 sind je zwei Strömungsleitelemente 1 derart in die Strömungsleitstruktur 100 integriert, dass diese im Wesentlichen in Gravitationsrichtung G fluchtend zueinander liegen. Ferner sind die Strömungsleitelemente 1 alternierend an der inneren Strömungsleitstrukturwandung 117 und der äußeren Strömungsleitstrukturwandung 115 angebracht.
Unter Bezugnahme auf die 9 und 10, 11 und 12 sowie 13 und 14 werden schematisch weitere beispielhafte Ausführungen erfindungsgemäßer Strömungsleitstrukturen erläutert. In 9 und 10 besitzt die Strömungsleitstruktur 100 einen im Wesentlichen kreisrunden freien Strömungsquerschnitt Q. In der Strömungsleitstruktur 100 sind zwei erfindungsgemäße Strömungsleitelemente 1 angeordnet, die im Wesentlichen gleich aufgebaut und gleich dimensioniert sind. Die Strömungsleitelemente 1 umfassen eine stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 3, vorzugsweise Vlies, eine stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 5, vorzugsweise aus Vlies, sowie eine rückseitige, stromabwärtig an die stromabwärtige Textilschicht 5 angebrachte Sperrschicht 7. Die einzelnen Schichten 3, 5, 5 sind dabei entsprechend der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungen realisiert. Wie insbesondere aus 10 ersichtlich ist, hängt das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 von einer oberen Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 herab, während das stromabwärtige, in Strömungsrichtung und in Gravitationsrichtung G versetzt und in einem Abstand zu dem stromaufwärtigen Strömungsleitelement 1 angeordnete Strömungsleitelement 1 von der unteren Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 vorsteht. Die Bemessung der Strömungsleitelemente 1 quer zur Strömungsrichtung, d.h. eine Höhe der jeweiligen Strömungsleitelemente 1, ist dabei derart bemessen, dass diese wenigstens 50% des freien Durchströmungsquerschnitts/des Durchmessers ausmachen. Insofern überlappen die benachbarten Strömungsleitelemente 1 bezüglich der Strömungsrichtung des Rohgasstroms 103. Wie insbesondere in 9 zu sehen ist, weisen die Strömungsleitelemente 1 jeweils eine im Wesentlichen rechteckartige Form auf, wobei klar ist, dass die Strömungsleitelemente 1 im Bereich der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 diesbezüglich formkomplementär ausgebildet sind, d.h. entsprechend einer Krümmung der Strömungsleitstrukturinnenwandung 197 ausgebildete Randbereiche 9, 11 besitzen.
Die Strömungsleitstruktur 100 gemäß den 11 - 12 ist dabei entsprechend der Strömungsleitstruktur 100 gemäß der 9 und 10 gebildet. Auch die Anordnung der beiden Strömungsleitelemente 1 sowie deren Aufbau ist entsprechend der Ausführungsform gemäß der 9 und 10 realisiert. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß der 9 und 10 weisen die Strömungsleitelemente 1 gemäß der Ausführungsformen gemäß der 11 und 12, wie es insbesondere in 11 zu sehen ist, eine im Wesentlichen runde Form auf, wobei die Strömungsleitelemente 1 im Wesentlichen flächengleich gebildet sind. Unter Zusammenschau der 9 - 12 ist zu erkennen, dass die Strömungsleitelemente 1 derart in Bezug auf eine Innenabmessung der Strömungsleitstruktur 100 dimensioniert sind, insbesondere in Bezug auf die freie Durchströmungsquerschnittsfläche Q, dass die Strömungsleitelemente wenigstens 10% und/oder höchstens 120% der freien Durchströmungsquerschnittsfläche Q ausmachen.
In 13 und 14 ist eine weitere beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 gezeigt. Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß der 9 - 12 sind die Strömungsleitelemente 1 in der Strömungsleitstruktur 100 gemäß der 13 und 14 bezüglich der Strömungsrichtung des Rohgasstroms 103 geneigt, wobei ein Winkel beispielsweise im Bereich von 20° - 60° liegt. Des Weiteren weisen die beiden Strömungsleitelemente 1 einen unterschiedlichen Aufbau auf. Das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 umfasst eine stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 3, vorzugsweise Vlies, und eine stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht aus Textil 5, vorzugsweise Vlies, wobei die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht 3 mit einer hydrophoberen und/oder oleophoberen Eigenschaft als die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht 5 versehen ist. Das stromaufwärtige Strömungsleitelement 1 ist derart dimensioniert, dass es trotz der Neigung bezüglich der Strömungsrichtung so dimensioniert ist, dass es über die Mittellinie M vorsteht.
Das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 ist so dimensioniert, dass es sich im Wesentlichen über den vollständigen freien Durchströmungsquerschnitt Q von dem oberen, an der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 anliegenden Rand 10 bis zu dem unteren, an der Strömungsleitstrukturinnenwandung 107 anliegenden Rand 11 erstreckt und dabei in Draufsicht (13) deutlich mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 60% bzw. mehr als 70%, der freien Durchströmungsquerschnittsfläche Q ausmacht. Des Weiteren umfasst das stromabwärtige Strömungsleitelement 1 eine rückseitig angeordnete, an der stromabwärtigen Strömungsschicht 5 vorgesehene Sperrschicht 7, die eine Durchströmung des Strömungsleitelements 1 beeinträchtigt, vorzugsweise verhindert und/oder dem Strömungsleitelement 1 eine erhöhte Steifigkeit gegen ein Durchbiegen in Folge von Strömungseinflüssen verleiht.
In 15 ist eine schematische Prinzipskizze zur Einbausituation erfindungsgemäßer Strömungsleitstrukturen 100 bzw. erfindungsgemäßer Strömungsleitelemente 1 gezeigt, wobei die Strömungsleitstruktur 100 beispielsweise in eine erfindungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftung 200 eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Die Kurbelgehäuseentlüftung 200, die auch als Kurbelgehäuseentlüftungssystem bezeichnet werden kann, umfasst ein Kurbelgehäuse 203 mit einer Strömungsaustrittsöffnung 205, durch die Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse 203 austreten kann, und eine mit der Strömungsaustrittsöffnung 205 fluidal in Verbindung stehende, erfindungsgemäße Strömungsleitstruktur 100. Wie in 15 zu sehen ist, kann die fluidale Verbindung zwischen Strömungsleitstruktur 100 und Strömungsaustrittsöffnung 205 über ein Rohrleitungssystem, wie eine Austrittsleitung 207, realisiert sein, welche die Strömungsaustrittsöffnung 205 des Kurbelgehäuses 203 fluidal mit der eintrittsseitigen Öffnung 105 der Strömungsleitstruktur 100 verbindet. Alternativ kann die Strömungsleitstruktur 100 derart an das Kurbelgehäuse 203 montiert werden (nicht dargestellt), dass die Strömungseintrittsöffnung 105 der Strömungsleitstruktur 100 der Strömungsaustrittsöffnung 205 des Kurbelgehäuses 203 entspricht.
Ferner zeigt 15 ein Beispiel zur Entstehung von Blow-by-Gas und zur allgemeinen Einbausituation der Strömungsleitstruktur 100 in einer Kurbelgehäuseentlüftung 200 eines Kraftfahrzeugmotors. Darin ist ein Verbrennungsmotor 209 dargestellt, der mit einer Frischluftzufuhr 211, einer Abgasabfuhr 213 und einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 215 fluidal gekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 209 umfasst eine Zylinderkopfhaube 217, einen Zylinderkopf 219, einen Zylinder 221 und ein Kurbelgehäuse 203. In dem Zylinder 221 wird ein Kolben 223 geführt, der einen Hubraum 225 gegenüber einem Kurbelgehäuseinnenraum 227 abgrenzt. Zur Abdichtung des Hubraums 225 gegenüber dem Kurbelgehäuseinnenraum 227 sind nicht dargestellte Dichtringe zwischen Kolben 223 und Zylinder 221 vorgesehen. Nichtsdestotrotz strömen Verbrennungsgase und/oder verbrannte Gase zwischen Kolben 223 und Zylinder 221 von dem Hubraum 225 in den Kurbelgehäuseinnenraum 227. Der dabei resultierende Gasstrom, angedeutet durch die Pfeile 103, der als Blow-by-Gasstrom bezeichnet wird, umfasst neben Luft und Öl auch Verbrennungsgase und unverbrannte Kraftstoffbestandteile.
Um einen Druckanstieg im Kurbelgehäuse 203 zu verhindern, wird der Blow-by-Gasstrom 103 über die Leitungsstruktur 207 der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 zugeführt. Die Strömungsleitstruktur 100 umfasst eine Fluidpartikelabführleitung 145, über die abgeschiedene Partikel, wie Öl zurück in das Kurbelgehäuse 203 fließen kann. Insbesondere verbindet die Leitung 145 die Strömungsleitstruktur 100 mit dem Kurbelgehäuse 203. stromabwärts der Strömungsleitstruktur 100 verbindet die Rückführleitung die Strömungsleitstruktur 100 fluidal mit der Frischluftzufuhr 211, um der Frischluftzufuhr den Rohgasstrom 119 zuzuführen. Der resultierende Frischluftstrom 229 wird über ein Verdichterrad 231 verdichtet und über einen Ladeluftkühler 233 im Verbrennungsmotor 209 über den Zylinderkopf zugeführt. Verbrennungsgase, die nicht zwischen Kolben 223 und Zylinder 221 in das Kurbelgehäuse 203 gelangen, werden als Abgas 235 über eine Abgasabfuhr einem Turbolader 237 zugeführt, der über eine Welle 239 das Verdichterrad 231 in der Frischluftzufuhr 211 antreibt.
Es sei klar, dass die Einbausituation der erfindungsgemäßen Strömungsleitstruktur 100 im Falle von einer Verwendung als Ölabscheideeinrichtung im Verbrennungsmotor nicht auf die in 1 dargestellte Einbausituation und nicht auf den Einsatz in einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem 200 beschränkt ist. Beispielsweise kann die Strömungsleitstruktur 100 auch dazu verwendet werden, Partikel aus Gasströmen abzuscheiden, wie zwischen Zylinder 221 und Zylinderkopf 219 und/oder zwischen Zylinderkopf 219 und Zylinderkopfhaube 217 aus dem Verbrennungsmotor 209 austreten. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet liegt in der Frischluftzufuhr 211 und/oder in der Abgasabfuhr 213, die insbesondere über das Verdichterrad 231 und das Turboladerrad 237 gekoppelt werden können.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Strömungsleitelement
3: stromaufwärtige Anströmung- und/oder Durchströmschicht
5: stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht
7: Sperrschicht
9: Oberfläche
10, 11: Rand
100: Strömungsleitstruktur
103: Rohgas
105: eingangsseitige Öffnung
107: Strömungsleitstruktur Innenwandung
109: Schenkelabschnitt
113: gekrümmter Leitungsabschnitt
115, 117: Innenwand
119: Reingas
111: ausgangsseitige Öffnung
121: abgeschiedene Partikel
123: Anströmung
125: Scheitelpunkt
127: Rohrabschnitt
129: obere Wandung
131: untere Wandung
133: Durchströmung
137: Gehäuse
139, 141: Endstück
143: Öffnung
145: Leitungsabschnitt
147: Öffnung
149: Mittelstück
151, 153: gekrümmter Leitungsabschnitt
155, 157: Leitungsstrukturinnenwand
200: Kurbelgehäuseentlüftung
203: Kurbelgehäuse
205: Strömungsaustrittsöffnung
207: Leitungsstruktur
209: Verbrennungsmotor
211: Frischluftzufuhr
213: Abgasabfuhr
215: Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
217: Zylinderkopfhaube
219: Zylinderkopf
221: Zylinder
223: Kolben
225: Hubraum
227: Kurbelgehäuseinnenraum
229: Frischluft
231: Verdichterrad
235: Abgas
237: Turbolader
239: Welle
G: Gravitationsrichtung
Q: Strömungsquerschnitt
M: Mittellinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10323155 A1 [0005]

Claims

Strömungsleitelement (1) zum Beeinflussen eines Gasstroms, vorzugsweise von Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung (200), und zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus dem Gasstrom in einer Strömungsleitstruktur (100) eines Verbrennungsmotors, umfassend einen Schichtaufbau aus wenigstens zwei einander zugeordneten Anström- und/oder Durchströmschichten (3, 5) aus Textil, vorzugsweise Vlies, wobei eine stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (3) eine hydrophobere und/oder oleophobere Eigenschaft als eine stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (5) aufweist.
Strömungsleitelement (1) nach Anspruch 1, wobei die Anström- und/oder Durchströmschichten (3, 5) aufeinander aufliegen, insbesondere derart, dass einander zugewandte Kontaktgrenzflächen der Anström- und/oder Durchströmschichten (3, 5) wenigstens bereichsweise und/oder flächenabschnittsweise im Kontakt miteinander sind.
Strömungsleitelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (5) unbehandelt ist, vorzugsweise keiner die oleophobe und/oder hydrophobe Eigenschaft von Textil verändernden Behandlung ausgesetzt ist.
Strömungsleitelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht (3) ausgehend von einer dem Gasstrom zugewandten Oberfläche der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht (3) in Strömungsrichtung des Gasstroms insbesondere gemäß eines festgelegten Hydrophobie- und/oder Oleophobie-Gradienten stetig oder sprunghaft zumindest abschnittsweise abnimmt.
Strömungsleitelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht (3) durch Besprühen oder Beschichten, vorzugsweise Bedrucken, der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht (3) vorzugsweise mit einer Silan-basierten Lösung aufgebracht ist, wobei insbesondere eine Eindringtiefe mittels eines Anpressdrucks eines Bedruckungshilfsmittels, wie einer Druckwalze, zum Bedrucken der stromaufwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht einstellbar ist.
Strömungsleitelement (1) nach Anspruch 5, wobei die besprühte, beschichtete oder bedruckte stromaufwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (3) für eine vorbestimmte Zeit bei einer vordefinierten Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 50° bis 150°, getrocknet ist.
Strömungsleitelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die stromaufwärtige und die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (5) aneinander befestigt sind, vorzugsweise miteinander verschweißt, verklebt und/oder in einem Rahmen aufgenommen sind, wobei insbesondere die stromaufwärtige und die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (3, 5) an einander zugewandten Randbereichen verschweißt oder verklebt sind und ansonsten unverschweißt oder unverklebt sind.
Strömungsleitelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Sperrschicht (7) stromabwärtig auf der stromabwärtigen Anström- und/oder Durchströmschicht (5) aufliegt, insbesondere daran befestigt ist, vorzugsweise verschweißt, verklebt oder in einem Rahmen aufgenommen, die derart eingerichtet ist, dass eine Durchströmung des Strömungsleitelements wenigstens abschnittsweise beeinträchtigt, vorzugsweise verhindert, ist.
Strömungsleitelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die stromabwärtige Anström- und/oder Durchströmschicht (5) an einer dem Gasstrom abgewandten Oberfläche wenigstens abschnittsweise mit einer eine Durchströmung beeinträchtigenden, insbesondere verhindernden, wie fluidundurchlässigen, Eigenschaft versehen ist, wobei insbesondere die Eigenschaft durch Besprühen oder Beschichten, vorzugsweise Bedrucken, vorzugsweise mit medienbeständigem Harz, wie Epoxidharz, aufgebracht ist.
Strömungsleitstruktur (100) für einen Gasstrom, vorzugsweise Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung (200), eines Verbrennungsmotors, umfassend wenigstens zwei in Strömungsrichtung und/oder in Gravitationsrichtung (G) versetzt und in einem Abstand zueinander angeordnete, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildete, Strömungsleitelemente (1).
Strömungsleitstruktur (100) nach Anspruch 10, wobei ein stromaufwärtiges Strömungsleitelement (1) derart an der Strömungsleitstruktur (100) gelagert und/oder derart biegeweich ist, dass es unter dem Einfluss der Strömung wenigstens teilweise umgebogen wird.
Strömungsleitstruktur (100) nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein stromabwärtiges Strömungsleitelement (1) starr an der Strömungsleitstruktur (100) gelagert ist und/oder im Wesentlichen starr ausgebildet ist, insbesondere derart versteift ist, dass es unter dem Einfluss der Strömung seine Orientierung in der Strömungsleitstruktur (100) beibehält.
Strömungsleitstruktur (100) nach Anspruch 12, wobei wenigstens ein stromabwärtiges Strömungsleitelement (1) vorzugsweise an einer dem Gasstrom abgewandten Oberfläche wenigstens abschnittsweise mit einer eine Durchströmung beeinträchtigenden, insbesondere verhindernden, wie fluidundurchlässigen, Eigenschaft versehen ist, wobei insbesondere die Eigenschaft einen Rücklauf entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms von abgeschiedenen Fluidpartikeln durch das Strömungsleitelement (1) beeinträchtigt, insbesondere verhindert.
Strömungsleitstruktur (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die wenigstens zwei Strömungsleitelemente (1) derart beschaffen und in der Strömungsleitstruktur (100) angeordnet sind und/oder die Strömungsleitstruktur (100) im Bereich der wenigstens zwei Strömungsleitelemente (1) derart gestaltet ist, dass in dem Gasstrom befindliche Fluidpartikel abgeschieden werden und unter dem Einfluss von Gravitation (G) von den wenigstens zwei Strömungsleitelementen (1) abtropfen und entgegen der Strömungsrichtung des Gasstroms in der Strömungsleitstruktur (100) abfließen können.
Strömungsleitstruktur (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei wenigstens ein Strömungsleitelement (1) derart in Bezug auf eine Innenabmessung der Strömungsleitstruktur (100) dimensioniert ist, dass das Strömungsleitelement (1) wenigstens 10% und/oder höchstens 120% der freien Strömungsquerschnittsfläche (Q) der Strömungsleitstruktur (100) ausmacht.
Strömungsleitstruktur (100), insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 15, für einen Gasstrom, vorzugsweise Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung (200), eines Verbrennungsmotors, umfassend einen gekrümmten Strömungsleitabschnitt und wenigstens ein insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildetes Strömungsleitelement (1), das im Bereich des gekrümmten Strömungsleitabschnitts angeordnet und zur Bildung einer Prallfläche für den Gasstrom in einem Winkel zur Strömungsrichtung des Gasstroms orientiert ist.
Strömungsleitstruktur (100) nach Anspruch 16, wobei das Strömungsleitelement (1) an einer dem Gasstrom zugewandten Oberfläche mit einer hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaft versehen ist und/oder an einer dem Gasstrom abgewandten Oberfläche wenigstens abschnittsweise mit einer eine Durchströmung beeinträchtigenden, insbesondere verhindernden, wie fluidundurchlässigen, Eigenschaft versehen ist, wobei insbesondere die hydrophobe und/oder oleophobe Eigenschaft der dem Gasstrom zugewandten Oberfläche in Strömungsrichtung des Gasstroms insbesondere gemäß eines festgelegten Hydrophobie- und/oder Oleophobie-Gradienten stetig oder sprunghaft zumindest abschnittsweise abnimmt.
Strömungsleitstruktur (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, die als Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus einem Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung (200), in einem Verbrennungsmotor, ausgebildet ist.
Partikelabscheider zum Abscheiden von Partikeln, wie Ölpartikeln, aus einem Gasstrom, vorzugsweise aus Blow-By-Gas einer Kurbelgehäuseentlüftung, in einer Strömungsleitstruktur (100) eines Verbrennungsmotors, umfassend wenigstens zwei einander zugeordnete Textilschichten (3, 5), insbesondere aus Vlies, wobei eine stromaufwärtige Textilschicht (3) eine hydrophobere und/oder oleophobere Eigenschaft als eine stromabwärtige Textilschicht (5) aufweist.
Partikelabscheider nach Anspruch 19, wobei die wenigstens zwei Textilschichten (3, 5) derart einander zugeordnet sind, dass wenigstens ein Teil des Gasstroms von der stromaufwärtigen Textilschicht (3) zu der stromabwärtigen Textilschicht (5) umgelenkt wird.
Partikelabscheider nach Anspruch 19 oder 20, wobei die wenigstens zwei Textilschichten (3, 5) in Strömungsrichtung des Gasstroms und/oder quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms zueinander versetzt, insbesondere in einem Abstand zueinander, angeordnet sind.
Partikelabscheider nach einem Ansprüche 19 bis 21, der entsprechend eines Strömungsleitelements (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.