EP0952882A1 - Anordnung zum abscheiden von flüssigkeitspartikeln aus einem gasstrom - Google Patents
Anordnung zum abscheiden von flüssigkeitspartikeln aus einem gasstromInfo
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Definitions
- the invention relates to an arrangement for separating liquid particles from a gas stream, in particular as an oil mist separator, according to the preamble of the main claim.
- a pressure control valve is switched into an intake path.
- this pressure control valve is installed in a ventilation line between the crankcase and the intake pipe or the air filter in a motor vehicle by means of two flanges.
- the invention is based on the object of developing an arrangement for separating liquid particles from a gas stream in accordance with the preamble of the main claim in a simple manner so that a compact module can be constructed in which a high degree of separation is reliably ensured with optimum pressure conditions.
- the arrangement according to the invention is particularly advantageous in that a compact arrangement of both a cyclone for the first coarse separation of liquid speed particles and a downstream filter insert for further, finer separation stages in connection with a pressure control valve, which sits directly on the filter insert in a common housing, an optimal flow rate of the gas flow is ensured in a structurally simple manner.
- the flow velocity of the gas corresponds in particular to the passage behavior of the filter inserts, so that the liquid drops that are formed are not carried away again by a gas flowing at too high a speed.
- the size of the droplets that form as a function of the fiber structure of the filter insert also plays a role here.
- the arrangement according to the invention is particularly advantageous according to one embodiment of a dependent claim with a multi-stage filter insert. Coarse separation and fine separation can be carried out with different layers of the filter insert, for example with a relatively narrow fiber structure and a relatively coarse fiber structure.
- the necessary fine tuning of the flow velocity is possible in a simple manner by the pressure control valve immediately following in the flow direction. The flow velocity is optimized in such a way that the droplets with a size determined by the fiber structure are not carried away by the gas flow again, which would reduce the separation effect.
- FIG. 1 An embodiment of the arrangement according to the invention for separating liquid particles from a gas stream is explained with reference to the drawing.
- the figure of the drawing shows a section through a module with multi-stage separation of the liquid particles.
- a separator module 1 is shown in the figure, in which the gas identified by arrows 3 enters the separator module 1 through a raw gas inlet 2.
- a first cylinder 4 there is a cyclone which is formed by an internal cylinder 5 and which the inflowing raw gas by a guide device or the like. set in rotation. Liquid particles are radially accelerated by the rotation and then flow from the side walls of the cylinder 4 into a collecting container 6.
- the collecting container 6 shown schematically here in the lower area of the module 1 is connected to a liquid outlet 7.
- the liquid outlet 7 is designed as a siphon-like drain, not shown here, so that there is no disruptive gas suction in the separating module 1 in this way.
- the gas cleaned in the first stage described above hits layers 8 and 9 of a filter insert in a second cylinder 10, each of which is held on a gas-permeable support body 11. Liquid droplets also form in these separation stages, which are made from different fiber structures the gas flow (arrows 3) are separated and are also reflected in the collecting container 6.
- the clean gas now largely freed of liquid particles, is led into the pressure control valve 12 located in the cylinder 10.
- the pressure control valve 12 which is not explained in greater detail here, is described in the prior art DE-40 22 129 C2 mentioned at the outset and has the task of ensuring a relatively constant pressure and thus a uniform flow rate even when the pressure inside the separating module 1 fluctuates greatly .
- the clean gas (arrows 3) enters the upper region 13 of the pressure control valve 12 and leaves the separating module 1 via the clean gas outlet 14.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, mit einem Filtereinsatz (8, 9, 11), der in einen aufgrund einer äusseren Druckdifferenz hervorgerufenen Gasstrom (3) geschaltet ist und an dessen Oberfläche an der Rohgasseite Flüssigkeitspartikel tropfenbildend hängenbleiben und einem Sammelbehälter (6) zuführbar sind. Die Anordnung ist ein kompaktes mehrstufiges Abscheidemodul (1) mit einer Zyklone (5), einem Filtereinsatz (8, 9, 11) und einem Druckregelventil (12).
Description
Anordnuncr zum Abscheiden von Flüssicrkeitspartikeln aus einem Gasstrom
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, insbesondere als Ölnebelabscheider, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .
Es ist beispielsweise aus der GB 988 692 bekannt, dass solche Filtereinsätze in den Strömungsweg eines Gasstroms geschaltet werden und dabei die Flüssigkeitspartikel an den festen Strukturen der Filtereinsätze, beispielsweise an den Elementarfäden eines Vlieses, hängen bleiben und Flüssigkeitstropfen bilden die nach unten in einen Sammelbehälter tropfen und von dort entsorgt oder wieder in einen Flüssigkeitskreislauf zurück gelangen können. Für
viele Anwendungsfälle, beispielsweise eine Anordnung im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug, ist wichtig, dass ein hoher Abscheidegrad bei geringem Druckverlust im Strömungsweg erreicht wird ohne eine Vielzahl zusätzlicher Aggregate räumlich aufwendig zusammenschalten zu müssen.
Für sich gesehen ist es beispielsweise aus der DE-40 22 129 C2 bekannt, dass in einen Ansaugweg ein Druckregel- ventil geschaltet wird. Beispielsweise wird dieses Druckregelventil in eine Entlüftungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugrohr bzw. dem Luftfilter in einem Kraftfahrzeug mittels zweier Flansche eingebaut .
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gas- strom, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs auf einfache Weise so fortzubilden, daß ein kompaktes Modul aufbaubar ist, in dem zuverlässig ein hoher Abscheidegrad bei optimalen Druckverhältnissen gewährleistet ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, insbesondere als Ölnebelabscheider, löst die gestellte Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere dadurch, daß durch eine kompakte Anordnung sowohl eines Zyklons zur ersten Grobabscheidung von Flüssig-
keitspartikeln und einem nachgeschaltetem Filtereinsatz für weitere, feinere Abscheidungsstufen in Verbindung mit einem Druckregelventil, das direkt auf dem Filtereinsatz in einem gemeinsamen Gehäuse sitzt, in konstruktiv einfacher Weise eine optimale Strömungsgeschwindigkeit das Gasstroms sichergestellt ist.
Für die möglichst vollständige Abscheidung der Flüssigkeitspartikel ist es wichtig, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gases insbesondere mit dem Durchlassverhalten der Filtereinsätze korrespondiert, damit die sich bildenden Flüssigkeitstropfen nicht von einem mit zu hoher Geschwindigkeit strömenden Gases wieder mitgerissen werden. Auch die Größe der sich bildenden Tropfen in Abhängigkeit von der Faserstruktur des Filtereinsatzes spielt hierbei eine Rolle.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung gemäß einer Ausführungsform eines Unteranspruchs mit einem mehrstufigen Filtereinsatz. Hierbei können mit unterschiedlichen Schichten des Filtereinsatzes, beispielsweise mit relativ enger Faserstruktur und relativ grober Faserstruktur, eine Grobabscheidung und eine Feinabscheidung vorgenommen werden. Die hierzu notwendige Feinabstimmung der Strömungsgeschwindigkeit ist durch das unmittelbar in Strömungsrichtung folgende Druckregelventil auf einfache Weise möglich. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dahingehend optimiert, dass die Tropfen mit einer durch die Faserstruktur bestimmten Größe nicht durch den Gasstrom wieder mitgerissen werden, wodurch der Abscheideeffekt geschmälert werden würde.
Andere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom wird anhand der Zeichnung erläutert . Die Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein Modul mit mehrstufiger Abscheidung der Flüssigkeitspartikel.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist ein Abscheidemodul 1 gezeigt, bei dem durch einen Rohgaseintritt 2 das mit Pfeilen 3 gekennzeichnete Gas in das Abscheidemodul 1 eintritt. In einem ersten Zylinder 4 befindet sich eine Zyklone, die durch einen innenliegenden Zylinder 5 gebildet ist und die das einströmende Rohgas durch eine Leitvorrichtung oder dgl . in Rotation versetzt. Durch die Rotation werden Flüssigkeitspartikel radial beschleunigt und fließen dann von den Seitenwänden des Zylinders 4 in einen Sammelbehälter 6 ab.
Der hier schematisch dargestellte Sammelbehälter 6 im unteren Bereich des Moduls 1 ist mit einem Flüssigkeitsaustritt 7 verbunden. Der Flüssigkeitsaustritt 7 ist als ein hier nicht näher dargestellter syphonartiger Abfluss ausgeführt, damit auf diesem Wege keine störende Gasansau- gung im Abscheidemodul 1 erfolgt .
Das in der oben beschriebenen ersten Stufe gereinigte Gas trifft in einem zweiten Zylinder 10 auf Schichten 8 und 9 eines Filtereinsatzes, die jeweils an einem gasdurchlässigen Stützkörper 11 gehalten sind. In diesen aus unterschiedlichen Faserstrukturen hergestellten Abscheidestufen bilden sich ebenfalls Flüssigkeitstropfen, die aus
dem Gasstrom (Pfeile 3) abgeschieden werden und sich auch im Sammelbehälter 6 niederschlagen.
Das nunmehr weitgehend von Flüssigkeitspartikeln befreite Reingas wird im Zylinder 10 in das oben liegende Druckregelventil 12 geführt . Das hier nicht näher erläuterte Druckregelventil 12 ist im eingangs erwähnten Stand der Technik DE-40 22 129 C2 beschrieben und hat die Aufgabe auch bei großen Schwankungen des von außen beaufschlagten Drucks im Inneren des Abscheidemoduls 1 einen relativ konstanten Druck und damit eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit zu gewährleisten. Das Reingas (Pfeile 3) tritt hierbei in den oberen Bereich 13 des Druckregelventils 12 ein und verläßt das Abscheidemodul 1 über den Reingasaustritt 14.
Claims
Schutzansprüche
1) Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, mit einem Filtereinsatz (8,9,11), der in einen aufgrund einer äußeren Druckdifferenz hervorgerufenen Gasstrom (3) geschaltet ist und an dessen Oberfläche an der Rohgasseite Flüssigkeitspartikel tropfenbildend hängenbleiben und einem Sammelbehälter (6) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Anordnung ein kompaktes mehrstufiges Abscheidemodul (1) ist, das einen obenliegenden Rohgaseintritt (2) , den untenliegenden Sammelbehälter (6) für die abgeschiedene Flüssigkeit und einen Reingasaustritt (14) aufweist und in seinem Inneren folgenden Bauelemente hat,
- für eine erste Abscheidestufe ist eine Zyklone (5) zur Abscheidung von Flüssigkeitspartikeln durch Rotationsbeschleunigung vorhanden,
- für eine zweite Abscheidestufe ist der Filtereinsatz (8,9,11) direkt benachbart der Zyklone (5) im Gasstrom angeordnet und
- oberhalb des Filtereinsatzes ist ein Druckregelventil (12) zwischen dem Reingasaustritt (14) des Filtereinsatzes (8,9,11) und dem Reingasaustritt (14) des Abscheidemoduls (1) angeordnet.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Abscheidemodul (1) in Inneren zwei, im unteren Bereich miteinander verbundene Hohlzylinder aufweist, von denen
- einer die Zyklone (5) beinhaltet, in der das Rohgas beim Einströmen in Rotation versetzbar ist und Flüssigkeitspartikel aufgrund der Rotation an einer Wand niedergeschlagen werden und nach unten zum Sammelbehälter (6) fließen sowie
- der zweite Zylinder (10) den ebenfalls über dem Sammelbehälter (6) liegenden hohlzylindrischen Filtereinsatz (8,9,11) mit dem darüber angeordneten Druckregelventil (12) beinhaltet.
3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Filtereinsatz aus mindestens zwei radial ineinan- derliegenden, an gasdurchlässigen, hohlzylindrigen Stützen (11) gehaltenen, Fasergewebeschichten (8,9) besteht.
4) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Abscheidemodul (1) zum Abscheiden eines Ölnebels im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors einsetzbar ist.
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