JP5805130B2 - 気液混合物を分離するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に内燃機関のクランクケースの換気時に気液混合物を分離するための装置であって、気液混合物に液体成分が、小さな粒子の形で存在しており、液体混合物が、加速のために設けられた少なくとも１つの加速開口での加速後にほぼ鉛直に衝突する衝突面で液体粒子が分離および凝結されるようになっている形式のものに関する。

このような装置は、例えば、特許文献１に基づき公知である。この公知の装置では、混合物が、それぞれ個々の加速開口を、それぞれ全ての加速開口に対して等しい速度を有する全体積流の量と関係なく通流する。速度は、小さな全体積流の場合には小さく、大きな全体積流の場合には相応に大きい。分離度は、その都度異なる衝突速度の場合にその都度異なっているので、運転に起因して存在する混合物体積流に応じて、分離効率が変化する。低い運転混合物体積流の場合には、この公知の装置の分離効率は悪い。

米国特許第６２９０７３８号明細書

本発明は、運転に起因して量に関して極めて異なる体積流によって負荷される冒頭で述べた形式の装置において、容量に関して比較的大きな最大の体積流に対して設計されていなければならいような装置の場合に、低い体積流でも可能な限り高い分離度を達成することができるようにするという問題に従事している。

この課題を解決するために本発明の構成では、少なくとも１つの加速開口の個数および／または横断面が、混合物体積に関連して、低い体積流の場合に僅かな全横断面と、高い体積流の場合に大きな全横断面との間で変化させられるようになっているようにした。

本発明の有利な構成によれば、体積流に関連して移動させられる少なくとも１つの閉鎖エレメントが、当該装置の少なくとも１つの加速開口の通流可能性の程度を制御するようになっている。

本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの閉鎖エレメントが、スライダガイドに対して摺動可能なスライダとして形成されており、スライダガイドとスライダとが、貫通開口を有しており、該貫通開口のうち、スライダガイドに設けられた少なくとも１つの加速開口の少なくとも一部が、スライダの位置に応じて、貫通横断面において可変の少なくとも１つの加速開口を形成しており、該加速開口が、完全に開放された状態と、完全に閉鎖された状態との間で制御可能である。

本発明の有利な構成によれば、複数の加速開口が設けられており、該加速開口が、スライダの位置に関連して、互いに異なる流れ横断面に調整可能である。

本発明の有利な構成によれば、スライダの位置が、該スライダのすぐ上流側に形成される圧力に関連して作業する制御装置によって規定されている。

本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの加速開口もしくは存在する場合には複数の加速開口の少なくとも一部が、それぞれ１つの弁を備えており、該弁が、それぞれ圧力に関連して開放するようになっている。

本発明の有利な構成によれば、弁が、複数存在している場合には、それぞれ異なる開放特性を有していて、完全に開放された状態でそれぞれ異なる大きさであってよい開放横断面に対応配置されており、開放特性が、弁にその都度生ぜしめられる圧力差に関連しており、設定された閉鎖圧限界値への到達時に初めて開放が行われるようになっている。

本発明の有利な構成によれば、別の加速開口に比べて大きな最大の通流横断面を備えた加速開口の弁が、別の加速開口の弁の閉鎖圧限界を上回る差圧の場合に初めて開放するようになっている。

本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの加速開口が、軸方向で片側で少なくとも閉鎖可能な円筒状のハウジング壁を半径方向で貫通していて、該円筒状のハウジング壁の軸線に沿って摺動可能な閉鎖エレメントによって制御可能であり、複数の加速開口の存在時には、該開口のただ一部の制御可能性で十分であるようになっている。

本発明の有利な構成によれば、１つの加速開口の少なくともそれぞれ一部領域が、円筒状のハウジング壁において軸方向で開放して終わっており、これに対して、円筒状のハウジング壁でそれぞれ欠落した部分領域が、移動可能な閉鎖エレメントの内部に位置している。

本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの加速開口が、円筒状のハウジング壁の軸線を中心として半径方向で見て全周にわたって延びるスリットとして形成されており、該スリットが、体積流に関連して異なる幅に開閉されている。

本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの加速開口が、ハウジング壁領域に位置しており、該ハウジング壁領域が、前記開口の一方の側で、プレート状に形成されたフレキシブルなダイヤフラムによってカバーされており、該ダイヤフラムの外壁が、体積流に関連してハウジング壁に対して、０にまで到達する最小値と、最大値との間の軸方向のギャップ高さを備えた環状ギャップを形成しており、該環状ギャップが、ダイヤフラムによってカバーされたハウジング壁領域から半径方向外向きに通じている。

本発明の有利な構成によれば、半径方向で見て全周にわたって延びる、半径方向の加速開口を成すスリット開口が、円筒状のハウジング壁の、流出側で軸方向の端部に設けられており、弁が、円筒状のハウジング壁の軸方向の端面を閉鎖可能な、ばね負荷されたディスク状のプレートから成っており、ばね力が、弁の閉鎖の方向に作用するようになっており、円筒状の壁の外部に形成された、ディスク状のプレートに作用する負圧が、弁の開放の方向と逆方向に作用するようになっており、弁の開放の度合い、すなわち、軸方向のスリット高さが、負圧の高さに関連している。

本発明の有利な構成によれば、ディスク状のプレートが、一体のまたは複数の部分から成る板ばねとして形成されている。

本発明の有利な構成によれば、板ばねの外周に、半径方向のノズル区分を形成する溝が成形されている。

本発明の有利な構成によれば、板ばねが、円筒状のハウジング壁に旋回可能に枢着されている。

本発明の有利な構成によれば、円筒状のハウジング壁の内部に軸方向で上流側に該ハウジング壁の全周にわたって分配されて第１の加速開口が設けられており、該第１の加速開口の開放横断面がそれぞれ不変である。

本発明の有利な構成によれば、加速開口を有する円筒状のハウジング壁が、半径方向外側に間隔を置いて配置された、少なくとも１つの加速開口から流出した混合物流を受け止めるための衝突環状壁によって取り囲まれている。

本発明の有利な構成によれば、衝突環状壁が、半径方向内側に位置する多孔質の層領域を有している。

本発明の有利な構成によれば、多孔質の層領域が、繊維材料から成っている。

本発明の有利な構成によれば、繊維材料が、フリースとして形成されている。

本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの加速開口を有する円筒状のハウジング壁の軸線が、当該装置の運転中に不変に方向付けられている。

本発明の有利な構成によれば、衝突環状壁の下側の端部の下方に液体集合室が配置されている。

本発明の有利な構成によれば、当該装置が、ハウジングに組み込まれており、該ハウジングが、下側部分と上側部分とを有しており、下側部分が、ポット状のハウジング外壁を有しており、ハウジング下側部分の内部に中心で該ハウジング下側部分の底部から、少なくとも１つの加速開口を備えた円筒状のハウジング壁が突入しており、該円筒状のハウジング壁の内部が、ハウジング下側部分の底部を通して、収容したいオイルミストに対する流入通路に連通しており、ハウジング上側部分が、衝突環状壁を有しており、ハウジング下側部分において、環状室が、中心で円筒状のハウジング壁と衝突環状壁とによって占められたスペースをほぼハウジング下側部分の全高さにわたって取り囲んでおり、半径方向で衝突環状壁と、少なくとも１つの加速開口を備えた円筒状のハウジング壁との間に位置するオイル分離室が、ハウジング下側部分の環状室に連通しており、少なくとも１つの加速開口が、ハウジング下側部分の軸方向で上側の領域に位置しており、環状室に通じる入口が、ハウジング下側部分の軸方向で下側の領域に位置しており、ハウジング上側部分が、空気流出通路を有しており、該空気流出通路が、ハウジング下側部分の環状室に連通している。

本発明の有利な構成によれば、ハウジング上側部分の内部で下側部分の環状室と流出通路との間の流路に、空気によって通流される圧力調整弁が設けられており、該圧力調整弁のうち、少なくとも一部が、ハウジング上側部分に一体に組み込まれている。

本発明の有利な構成によれば、圧力調整弁が、ばね負荷されたダイヤフラムを有しており、該ダイヤフラムが、オイルミストセパレータの内部の圧力と、大気との間の圧力差にさらされている。

本発明の有利な構成によれば、ダイヤフラムが、流出通路に連通したポットの、軸方向の開放した端部に対応配置されており、ポットの、開放した流入横断面をダイヤフラムが制御するようになっており、該ダイヤフラムが、ポット内部から開放方向にばね負荷されている。

本発明の有利な構成によれば、ばね作用が、圧縮コイルばねから出発している。

本発明は、最大の混合物体積流による当該装置の運転のために必要となる衝突面を僅かな体積流の場合に部分的にしか、分離したい混合物流で負荷しないかもしくは加速開口の横断面を、この開口に発生させたい流速を高めるために相応に縮小するという一般的な思想に基づいている。このことを本発明により極めて有利に達成することができる装置が従属請求項の対象である。

このような装置の第１の構成では、スライダガイド／スライダ装置が設けられている。このスライダガイド／スライダ装置によって、加速開口の少なくとも一部のうち、この加速開口の通流横断面が可変となり、しかも、この加速開口の、完全に閉鎖された状態と、完全に開放された状態との間で可変となる。有利には、加速開口の一方の部分が専らスライダガイド領域に位置していて、スライダガイドと協働するスライダによって可変とならない。加速開口の他方の部分はスライダガイドの近傍領域に位置している。この近傍領域では、開放横断面がサイズに関して、スライダガイドに対応配置されたスライダによって、このスライダのスライディング位置に応じて可変となる。このスライダは開口を有している。この開口は、貫通した加速開口を形成するためにスライダガイドに設けられた該当する開口に対応配置することができる。どの程度スライダの開口が、スライダガイドに設けられた所属の開口に通流のために対応配置されているのかに応じて、スライダ位置が加速開口による体積流の量を規定する。

運転に起因して変化する体積流において可能な限り良好な分離度を得るために、本発明による装置は以下のように操作される。

低い体積流の場合には、設定された体積流上限値まで、スライダによって制御可能な全ての加速開口が閉鎖されているスライディング位置が行われる。これによって、全体積流が、量に関して制御可能でない加速開口によって行われなければならず、しかも、衝突面の、この加速開口に対応配置された領域に制限されて行われなければならない。これによって、分離したい気液混合物が比較的高い衝突速度で衝突面に案内される。これによって、良好な分離を行うことができる。分離装置の内部の過度に高い圧力損失を回避するために付加的に通流可能な加速開口を必要とする増加する体積流の場合には、相応に十分な加速開口がスライダによって開制御される。

スライダの位置は制御装置によって規定することができる。この制御装置は、スライダのすぐ上流側に形成される圧力に関連して作業する。これによって、その都度最適なスライダ位置の自動的な調整が簡単に可能となる。

スライダなしの択一的な構成では、加速開口の一部に弁が設けられている。この弁は閉鎖特徴を備えて形成されている。この閉鎖特徴は弁の開放を、設定された差圧を上回った後に初めて可能にする。この装置では、加速開口の個数および場合により個々の流れ横断面のサイズが運転状況により調整され、しかも、低い全体積流の場合に個々の高い衝突速度を得るために、ほんの少しの加速開口しか有効とならないのに対して、加速開口の個数および全面が全体積流の増加につれて増加するように調整される。

本発明による装置の特に有利な構成では、少なくとも１つの加速開口が円筒状のハウジング壁に位置している。この場合、少なくとも１つの加速開口は、軸方向に移動可能な閉鎖エレメントによって、加速開口の自由流れ横断面のサイズに関して制御可能である。この場合、加速開口には、この加速開口が位置する円筒状のハウジング壁に対して半径方向に間隔を置いて配置されて、液体分離のための衝突環状壁が対応配置されている。この衝突壁は、有利には多孔質にかつ／または繊維編物、特にフリースでカバーされている。これによって、液体分離が改善される。

この構成では、円筒状のハウジング壁と閉鎖エレメントとに、スライダガイドとスライダとが相当している。

本発明によれば、低い体積流でも可能な限り高い分離度を達成することができる。

第１のスライダ位置を備えた調節可能なスライダガイド／スライダ装置を示す図である。 第２のスライダ位置を備えた調節可能なスライダガイド／スライダ装置を示す図である。 第３のスライダ位置を備えた調節可能なスライダガイド／スライダ装置を示す図である。 加速開口の一部に設けられた、差圧に関連して開放する弁を備えた、スライダなしのスライダガイド装置の第１の位置を示す図である。 加速開口の一部に設けられた、差圧に関連して開放する弁を備えた、スライダなしのスライダガイド装置の第２の位置を示す図である。 加速開口の一部に設けられた、差圧に関連して開放する弁を備えた、スライダなしのスライダガイド装置の第３の位置を示す図である。 体積制御される分離装置と、制御されない分離装置とに対する分離比較線図である。 加速開口が円筒状のハウジング壁に位置する、異なる形式で形成された分離装置の、図４ｃに示したＩＶａ−ＩＶａ線に沿った断面図である。 加速開口が円筒状のハウジング壁に位置する、異なる形式で形成された分離装置の、図４ｃに示したＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った断面図である。 加速開口が円筒状のハウジング壁に位置する、異なる形式で形成された分離装置の平面図である。 部分図としてしか示していない、択一的に形成された、加速開口を有する円筒状のハウジング壁を備えた図４に示した原理的な構造を有する装置を示す図である。 図５に示した構成に対してさらに異なる形式で形成された、やはり部分図としてしか示していない円筒状のハウジング壁を示す図である。 図５および図６に示した構成に対して変更された、やはり部分図としてしか示していない第１の円筒状のハウジング壁の縦断面図である。 図５および図６に示した構成に対して変更された、やはり部分図としてしか示していない第１の円筒状のハウジング壁の平面図である。 図５および図６に示した構成に対して変更された、やはり部分図としてしか示していない第２の円筒状のハウジング壁の縦断面図である。 図５および図６に示した構成に対して変更された、やはり部分図としてしか示していない第２の円筒状のハウジング壁の平面図である。

一連の従属請求項が特に向けられた本発明の有利な実施例を図面に概略的な形で示し、以下にさらに詳しく説明する。

図１に示した構成における分離装置は衝突エレメント１を有している。この衝突エレメント１は、ウェブ状に配置されたバッフル２を通して負荷される衝突面を備えたプレート状の構造を有している。

衝突エレメント１には、僅かな間隔を置いて、スライダガイド３と、このスライダガイド３に対応配置されたスライダ４とから成る装置が対応配置されている。スライダガイド３には、第１の加速開口５と第２の加速開口６とが設けられている。この第２の加速開口６には、スライダ４で開口６’が対応配置されている。スライダ４は、スライダガイド３の第２の開口６が開閉されているように摺動することができる。第２の加速開口６の開放状態では、スライダ開口６’が第２の加速開口６の流れ横断面を完全にまたは部分的に開放している。開口６’は、スライダ位置に応じて第２の加速開口６の一方の部分を開放することができると共に他方の部分を閉鎖することができるように、スライダ４に配置されている。この場合、中間位置が可能となる。図１ａに示したスライダ４の位置では、第１の加速開口５しか開放されていないのに対して、第２の加速開口６は全て閉鎖されている。この状態は、分離したい気液混合物の体積流が低い場合に切り換えられる。これによって、衝突エレメント１の衝突面の制限された範囲内で、気液混合物の可能な限り高い衝突速度が得られる。高い速度の個々の少ない個別体積流による衝突エレメント１の、このように制限された面の負荷は、最適な分離度を保証する。

図１ｂに示したスライダ４の切換位置では、第２の加速開口６の一方の部分が完全に開放されて切り換えられているのに対して、他方の部分は一部領域でしか切り換えられていない。

図１ｃに示したスライダ４の切換位置では、全ての加速開口５，６が完全に開放されている。この切換状態は、運転に起因して最大の混合物体積流の場合、すなわち、混合物体積流に対して装置が最大限に規定されている場合に付与される。

図２に示した構成では、図１に示した装置のスライダ４が、機能的に、第２の開口６内に挿入された弁７によって置き換えられる。この弁７は、差圧に関連して自動的に開放されるような弁である。この弁は、設定された差圧を上回った場合に初めて開放するように形成されている弁７である。この場合、個々の第２の加速開口６内に弁を挿入することができる。この弁は、それぞれ異なる高さに設定された差圧の場合に初めて開放する。この場合、混合物体積流が増加し、これに相俟って、加速開口における差圧が増加するにつれて徐々に多く弁７が開放する設計が簡単に可能となる。このような形式の弁７は、公知先行技術において自体公知であり、たとえば、いわゆる「リップ弁」として形成することができる。図２の個々の区分には、弁がそれぞれ異なる開閉状態で示してある。この場合、個々の区分ａ〜ｃには、それぞれ加速開口５，６における差圧の増加に伴った装置状態が示してある。

図１および図２に示した加速開口５，６における矢印は流れ矢印であり、個々の加速開口５，６を通る混合物個別流を示している。

本発明による装置の図示は概略的でしかない。この場合、図示した装置は、公知先行技術に対して冒頭で引用した米国特許第６２９０７３８号明細書による分離装置の構成要素であってもよい。

図３に示した線図には、横座標に記入した気液体積流Ｖに関連して、相互比較として、１つには、加速開口５，６の上流側と下流側との差圧が記入してあり、もう１つには、体積制御される装置に対する所属の分離度と、制御されない装置に対する所属の分離度とが記入してある。

この場合、実線Ａ，Ｂは、その都度の差圧を示しており、曲線Ａ’，Ｂ’は、所属の分離度を示しており、しかも、線Ａ，Ａ’は、体積制御される装置に関して示しており、線Ｂ，Ｂ’は、制御されない装置に関して示している。この比較は、体積制御される分離装置、すなわち、低い体積流の場合に可能な限り高い差圧が加速開口に形成される分離装置に対する低い体積流の場合の分離度の向上を適正に明確に示している。このためには、低い体積流の場合にその都度、全体的に存在する加速開口５，６の制限された個数しか通流可能に切り換えられていない。

線図には、本来の作業範囲内にある体積流が符号Ｘで記入してある。この体積流Ｘを上回る体積流は、一般的にすでに、これに続く安全範囲内に延びている。したがって、分離度の、作業範囲内に明確に認めることができる向上が重要となる。この向上は本発明による装置によって達成可能となる。

気液分離装置として、図４には、特に自動車の内燃機関のオイルミストセパレータが示してある。このオイルミストセパレータでは、オイルミストが内燃機関のクランク室（図示せず）から流入通路８を通して吸い込まれる。この場合、オイルミスト粒子の分離後に残された空気流は、オイルミストセパレータとして形成された装置から流出通路９を通って流出する。分離装置自体をオイルミストもしくはオイル滴が専ら除去された空気が、実線で記入した矢印によって特徴付けた流路で通流する。分離されたオイル滴は装置から、破線の矢印によって示した液体流で流出する。個々に分離装置の内部のオイルミスト流の通流および分離を以下にさらに詳しく説明する。前述した流れ矢印は、図１の部分区分ａにしか記入していない。

分離装置の本来の心臓部は、それぞれ異なる第１の加速開口１５および第２の加速開口１６を備えた円筒状のハウジング壁１３と、閉鎖エレメント１４と、加速開口１５，１６に所属の衝突環状壁１２とを有している。前述した構成部材１２〜１６は、図１および図２に示した構成において、それぞれ１０だけ減少させられた符号２〜６を備えた構成部材に相当している。

円筒状のハウジング壁１３は、全体的に上側部分１９と下側部分１８とから成るオイルミストセパレータの下側部分１８のほぼ完全に一体の構成要素である。円筒状のハウジング壁１３の軸方向で流出側の端部には、円筒状のハウジング壁１３の全周に分配されて、一連の第１の加速開口１５が設けられている。これらの第１の加速開口１５は、それぞれ円筒状の壁１３の軸線に対して半径方向の開口軸線を備えている。プラスチックから成形されて成っていてよい下側部分１８の円筒状のハウジング壁１３の内部の第１の加速開口１５の簡単な製作可能性に対して、この加速開口１５は、付設部分２０と、円筒状のハウジング壁１３の、一体に下側部分の内部に位置する領域との間の境界領域に位置している。付設部分２０は、円筒状のハウジング壁１３の、隣接した領域に固くかつ密に結合されている。この場合、付設部分２０と円筒状のハウジング壁１３とには、それぞれ第１の加速開口１５の部分領域が設けられている。この部分領域は、両部分２０，１３の結合後、周方向で閉じられた第１の加速開口１５を形成している。付設部分には、半径方向のステー２１を介して保持されて、閉鎖エレメント１４のための支承体２２が位置している。

閉鎖エレメント１４は、ディスク状のプレート１４’と、このプレート１４’の中心から鉛直に突出したバー１４’’とから成っている。このバー１４’’の、ディスク状のプレート１４’と反対の側の端部には、受け２３が位置している。この受け２３と支承体２２との間には、コイルばね２４が緊縮されている。このコイルばね２４のばね力によって、ディスク状のプレート１４’が、円筒状のハウジング壁１３の、隣接した環状の端縁部２５に押し付けられる。ディスク状のプレート１４’に、コイルばね２４と逆方向に向けられた、コイルばね力に比べて高い力が作用すると、ディスク状のプレート１４’が環状の端縁部２５から持ち上げられる。これによって、ディスク状のプレート１４’と円筒状のハウジング壁１３の環状の端縁部２５との間に半径方向の環状ギャップが形成される。この環状ギャップは、そのギャップ幅に関して制御可能な、全周にわたって延びる第２の加速開口１６を成している。これによって、閉鎖エレメント１４は、機能的に、図１および図２に示した分離装置に相応の弁７として作用する。閉鎖エレメント１４の開放を生ぜしめる力は、オイルミストセパレータの運転中にこのオイルミストセパレータに流出側で加えられる負圧によって発生させられる。コイルばね２４のばね力は、可能な負圧運転状態に関連して、半径方向で見て全周にわたって延びる第２の加速開口１６、すなわち、該当する環状ギャップが多かれ少なかれ開放されていて、しかも、規定可能な最大値と閉鎖状態との間で開放されているように規定されていなければならない。

円筒状のハウジング壁１３は、半径方向外側で間隔を置いて衝突環状壁１２によって取り囲まれる。

この衝突環状壁１２は、オイルミスト分離ハウジングの上側部分１９の一体の構成要素である。衝突環状壁１２の内周面では、この衝突環状壁１２と円筒状のハウジング壁１３の外周面との間の環状室内に、衝突環状壁１２の内部の分離したいオイル滴に対する分離手段としてのフリース２６が位置している。衝突環状壁１２を一緒に含む円筒状のハウジング壁１３の外壁と、下側部分１８と、この下側部分１８に結合された上側部分１９とから成る分離ハウジングの外壁との間には、環状室２７が位置している。この環状室２７の底部には、オイルミストセパレータの内部で分離されたオイルに対する流出開口２８が設けられている。

上側部分１９には、流出通路９と圧力調整弁２９の一部とが一体に成形されている。圧力調整弁２９の、上側部分１９に組み込まれた領域は、閉鎖された底部を備えたポット２９’として形成されている。半径方向にこのポット領域は、流出通路９に通じる接続開口３０を有している。圧力調整弁ポット２９’の、このポット２９’の閉鎖底部と反対の側で軸方向に開放した領域は、圧力調整弁２９の構成要素であるダイヤフラム３１と協働する。このダイヤフラム３１は半径方向外側で上側部分１９内に支承されている。ダイヤフラム３１は、オイルミストセパレータの、負圧負荷可能な内室と、大気との間の可動の仕切り壁を形成している。圧力調整弁２９のポット２９’内に支承され、そこに支持されたコイルばね３２によって、圧力調整弁２９が圧力補償時にダイヤフラム３１に、完全に開放された状態で保持される。すなわち、ダイヤフラムが圧力調整弁２９のポット２９’の端面に密に接触していない。コイルばね３２のばね力は、圧力調整弁２９が、オイルミストセパレータの内部の設定可能な負圧限界値を上回った後に初めて閉鎖するように規定されている。

構造において前述したオイルミストセパレータは以下のように機能する。

内燃機関の、流入通路８に接続されたクランク室（図示せず）に対して流出通路９に負圧が加えられると、オイルミストセパレータが、矢印によって示した形で通流される。僅かな負圧の場合、すなわち、僅かな流れ体積の場合には、閉鎖エレメント１４によって制御可能な第２の加速開口１６は閉鎖されている。すなわち、オイルミストが第１の加速開口１５しか通流しない。この第１の加速開口１５から流出して、各オイルミスト流が衝突環状壁１２のフリース２６に衝突する。このフリース２６の内部では、オイルミストからのオイル成分が凝結し、これによって、下向きにオイルミストセパレータの環状室２７内に滴下することができる一方、この限りにおいてオイル成分が除去された空気が流出通路９に流入することができる。オイルミストセパレータを実際にオイルミストが通流することができるかどうかは、流出通路９に加えられる負圧次第である。流出通路９内の負圧が、設定された限界値を上回って増加すると、圧力調整弁２９が閉鎖する。こうして、内燃機関の、流入通路８に流れ接続されたクランク室に、望ましくないほど高いかもしくは許容できないほど高い負圧が不利に付与されることが回避される。

オイルミストセパレータの内部に、設定可能な限界値を上回る、高いものの、まだ許容することができる負圧が形成されると、閉鎖エレメント１４が開放する。これによって、第１の加速開口１５の流れ横断面に対して付加的に第２の加速開口１６が通流される。この場合、この第２の加速開口１６の流れ横断面は、負圧の高さ、すなわち、負圧とディスク状のプレート１４’に対するコイルばね２４の抗力との間の差によって規定される。半径方向で見て全周にわたって延びる第２の加速開口１６の流れ横断面の制御可能性によって、加速開口１５，１６内の流速を、運転に起因したオイルミスト全体積流における差異にもかかわらず、分離技術的に比較的コンスタントな値に保持することができる。

図５に示した構成と、図４に示した構成との違いは、専ら横断面に関して制御可能な第２の加速開口１６の構成および開放機構にある。したがって、図５には、この領域しか部分的に示していない。

ばね負荷されたプレート１４’から成る閉鎖エレメント１４の代わりに、図５に示した構成では、一体成形された支承ベース３３を備えたダイヤフラム１４’’’が設けられている。付設部分２０は、図５に示した構成では、円筒状のハウジング壁１３の内室に対する、軸方向で端面側の閉鎖ディスクである。この閉鎖ディスクには、ダイヤフラム１４’’’によってカバー可能な軸方向の貫通開口３４が設けられている。図４に示した構成による閉鎖エレメント１４’のコイルばね２４の機能には、図５に示したダイヤフラム１４’’’の弾性的な緊締力が相当している。半径方向で見て全周にわたって延びる第２の加速開口１６は、図５に示した構成では、付設部分２０によって形成される閉鎖ディスクに対するダイヤフラム１４’’’の外側の周縁部の持上りによって形成される。

図６に示した構成は、すでに図５に示した構成において、図４に示した構成に対する違いが存在する領域でしか、図４に示した構成と異なっていない。

ディスク状のプレート１４’が、ここでは、キャップ４０によってカバーされている。このキャップ４０は、前述した構成おいて既存の付設部分２０を介して円筒状のハウジング壁１３に固く結合されている。キャップ４０ならびに隣接した付設部分２０には、共通の構成に対して、ノズル状の第２の加速開口１６が加工されている。このノズル状の加速開口１６は、ディスク状のプレート１４’によって直接制御可能な半径方向のスリット開口に下流側で続いている。このスリット開口は、図５に示した構成では、すでに自体単独で第２の加速開口１６を形成している。

図７ａおよび図７ｂに示した構成も、図５に示した構成において、図４に示した構成に対する違いが存在する領域でしか、図４に示した構成と異なっていない。

円筒状のハウジング壁１３の内部で不変である横断面を備えた第１の加速開口１５の構成は、図７ａおよび図７ｂに示した構成では不変のままである。これによって、図４に対する変更は、円筒状のハウジング壁１３の環状の端縁領域２５と協働する閉鎖エレメント１４の異なる構成にしかない。図４に示した構成では、ディスク状のプレート１４’の開放によって、同じギャップ幅を備えた、半径方向で見て全周にわたって延びる環状ギャップが形成されるのに対して、このことは、図７に示した構成には当てはまらない。このことは、図７に示した構成では、具体的に、たとえば特に円筒状のハウジング壁１３の環状の端縁領域２５の異なる構成によって達成される。図７に示した構成では、環状の端縁領域２５に、この端縁領域２５の端縁全周にわたって分配されて、端縁部に向かって開放した溝状の半径方向の個々の切欠き３５が設けられている。ディスク状のプレート１４’が、図４に示した構成に対して不変のままである場合には、プレート１４’が直径に関して円筒状のハウジング壁１３の端縁領域２５の内部に形成されていなければならず、これによって、端縁部の半径方向内側で軸方向に移動することができる。軸方向の移動量もしくは位置に応じて、半径方向の切欠き３５が横断面に関して多かれ少なかれ開放されていて、これによって、第２の加速開口１６の各部分領域を形成している。この部分領域を補足する領域は、図示の構成では、ディスク状のプレート１４’に半径方向の切欠き３５’として設けられている。しかし、ディスク状のプレート１４’または円筒状のハウジング壁にだけ半径方向の切欠き３５；３５’が設けられていれば基本的には十分である。図７に示した構成では、図６に示した構成によるコイルばね２４が、簡単な概略的な図示の理由から、機能的に同様に作用する引張りばね３６によって置き換えられている。

図８ａおよび図８ｂに示した構成もやはり、図５〜図７にそれぞれ示した領域でしか、図４に示した構成と異なっていない。

閉鎖エレメント１４が、ここでは、２つの部分から成る板ばね３７として形成されている。この場合、この板ばね３７は、具体的に、２つの半円面区分３７’，３７’’から形成されている。各区分３７’，３７’’はその真っ直ぐな縁部の領域で旋回可能に円筒状のハウジング壁１３のブリッジウェブ３８に、たとえばねじまたはリベットによって位置決めされている。板ばね３７の外側の周に、制御可能なノズル状の第２の加速開口を形成することができるように、そこには、個々の溝３９が成形されている。第２の加速開口１６は、板ばね３７に外部から相応に高い負圧が加えられた場合に円筒状のハウジング壁１３の内部に対して開放される。第２の加速開口１６の開放時には、板ばね区分３７’，３７’’が、図８ａに示した矢印Ｆに相応して上方に、図８ｂに示したそれぞれ１つの旋回軸線Ｓを中心として旋回する。

板ばね区分３７’，３７’’には、それぞれ円筒状のハウジング壁１３へのこの区分の枢着部の近くで、所望のばね定数を適切に調整するための半径方向のスリット４１が設けられている。

明細書および以下の特許請求の範囲に示した全ての特徴は、個々にも、任意の形で互いに組み合わされても本発明に対して重要となり得る。

１ 衝突エレメント、 ２ バッフル、 ３ スライダガイド、 ４ スライダ、 ５ 加速開口、 ６ 加速開口、 ６’ 開口、 ７ スライダ、 ８ 流入通路、 ９ 流出通路、 １２ 衝突環状壁、 １３ ハウジング壁、 １４ 閉鎖エレメント、 １４’ プレート、 １４’’ バー、 １４’’’ ダイヤフラム、 １５ 加速開口、 １６ 加速開口、 １８ 下側部分、 １９ 上側部分、 ２０ 付設部分、 ２１ ステー、 ２２ 支承体、 ２３ 受け、 ２４ コイルばね、 ２５ 端縁部、 ２６ フリース、 ２７ 環状室、 ２８ 流出開口、 ２９ 圧力調整弁、 ２９’ ポット、 ３０ 接続開口、 ３１ ダイヤフラム、 ３２ コイルばね、 ３３ 支承ベース、 ３４ 貫通開口、 ３５ 切欠き、 ３５’ 切欠き、 ３６ 引張りばね、 ３７ 板ばね、 ３７’，３７’’ 板ばね区分、 ３８ ブリッジウェブ、 ３９ 溝、 ４０ キャップ、 ４１ スリット、 Ｆ 矢印、 Ｓ 旋回軸線

Claims (20)

1. 流入通路（８）と流出通路（９）との間に配置された、小さな粒子の形で存在する液体成分を含んだ気液混合物を分離するための装置であって、前記気液混合物が、加速のために設けられた第１および第２の加速開口（１５，１６）での加速後にほぼ鉛直に衝突する衝突面で液体粒子の分離および凝結が行われるようになっており、体積流に関連して移動させられる少なくとも１つの閉鎖エレメント（１４）が、第２の加速開口（１６）の通流可能性の程度を制御するようになっており、分離装置が、流入通路（８）の入口と反対側の端部に配置された円筒状のハウジング壁（１３）と、閉鎖エレメント（１４）とを有しており、ハウジング壁（１３）が、第１の加速開口（１５）と第２の加速開口（１６）とを備えており、両加速開口（１５，１６）が、ハウジング壁（１３）の外側に設けられた、両加速開口（１５，１６）に対応する衝突環状壁（１２）に向けられている、気液混合物を分離するための装置において、
   両加速開口（１５，１６）が、流入通路（８）に常に連通しており、第１の加速開口（１５）が、常に開放されており、第２の加速開口（１６）が、流出通路（９）に加えられる負圧の程度により規定される可変の横断面を有しており、第２の加速開口（１６）が、軸方向片側で少なくとも閉鎖可能な円筒状のハウジング壁（１３）を半径方向で貫通していて、該円筒状のハウジング壁（１３）の軸線に沿って摺動可能な閉鎖エレメント（１４）によって制御可能であり、複数の第２の加速開口（１６）の存在時には、該第２の加速開口（１６）のただ一部の制御可能性で十分であるようになっていることを特徴とする、気液混合物を分離するための装置。
2. 第２の加速開口（１６）の少なくともそれぞれ一部領域が、円筒状のハウジング壁（１３）において軸方向で開放して終わっており、これに対して、円筒状のハウジング壁（１３）でそれぞれ欠落した部分領域が、移動可能な閉鎖エレメント（１４）の内部に位置している、請求項１記載の装置。
3. 第２の加速開口（１６）が、円筒状のハウジング壁の軸線を中心として半径方向で見て全周にわたって延びるスリットとして形成されており、該スリットが、体積流に関連して異なる幅に開閉されている、請求項１記載の装置。
4. 第２の加速開口（１６）が、ハウジング壁領域に位置しており、該ハウジング壁領域が、第２の加速開口（１６）の一方の側で、プレート状に形成されたフレキシブルなダイヤフラム（１４’’’）によってカバーされており、該ダイヤフラム（１４’’’）の外壁が、体積流に関連してハウジング壁に対して、０にまで到達する最小値と、最大値との間の軸方向のギャップ高さを備えた環状ギャップを形成しており、該環状ギャップが、ダイヤフラム（１４’’’）によってカバーされたハウジング壁領域から半径方向外向きに通じている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 以下の特徴：すなわち、
   −半径方向で見て全周にわたって延びる、第２の加速開口（１６）を成すスリット開口が、円筒状のハウジング壁（１３）の、流出側で軸方向の端部に設けられており、
   −弁（７）が、円筒状のハウジング壁（１３）の軸方向の端面を閉鎖可能な、ばね負荷されたディスク状のプレート（１４’）から成っており、ばね力が、弁（７）の閉鎖の方向に作用するようになっており、円筒状の壁（１３）の外部に形成された、ディスク状のプレート（１４’）に作用する負圧が、弁（７）の開放の方向と逆方向に作用するようになっており、弁（７）の開放の度合い、すなわち、軸方向のスリット高さが、負圧の高さに関連している：
   が設けられている、請求項３記載の装置。
6. ディスク状のプレート（１４’）が、一体のまたは複数の部分から成る板ばね（３７；３７’；３７’’）として形成されている、請求項５記載の装置。
7. 板ばね（３７）の外周に、半径方向のノズル区分を形成する溝（３９）が成形されている、請求項６記載の装置。
8. 板ばね（３７）が、円筒状のハウジング壁（１３）に旋回可能に枢着されている、請求項６または７記載の装置。
9. 円筒状のハウジング壁（１３）の内部に軸方向で上流側に該ハウジング壁の全周にわたって分配されて第１の加速開口（１５）が設けられており、該第１の加速開口（１５）の開放横断面がそれぞれ不変である、請求項５から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 両加速開口（１５，１６）を有する円筒状のハウジング壁（１３）が、半径方向外側に間隔を置いて配置された、両加速開口（１５，１６）から流出した混合物流を受け止めるための衝突環状壁（１２）によって取り囲まれている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 衝突環状壁（１２）が、半径方向内側に位置する多孔質の層領域を有している、請求項１０記載の装置。
12. 多孔質の層領域が、繊維材料から成っている、請求項１１記載の装置。
13. 繊維材料が、フリースとして形成されている、請求項１２記載の装置。
14. 両加速開口（１５，１６）を有する円筒状のハウジング壁（１３）の軸線が、当該装置の運転中に不変に方向付けられている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 衝突環状壁（１２）の下側の端部の下方に液体集合室（２７）が配置されている、請求項１４記載の装置。
16. 内燃機関のクランクケースを換気するための請求項１５記載の装置において、以下の特徴：すなわち、
    −当該装置が、ハウジングに組み込まれており、該ハウジングが、下側部分（１８）と上側部分（１９）とを有しており、
    −下側部分（１８）が、ポット状のハウジング外壁を有しており、
    −ハウジング下側部分（１８）の内部に中心で該ハウジング下側部分（１８）の底部から、両加速開口（１５，１６）を備えた円筒状のハウジング壁（１３）が突入しており、
    −該円筒状のハウジング壁（１３）の内部が、ハウジング下側部分（１８）の底部を通して、収容したいオイルミストに対する流入通路（８）に連通しており、
    −ハウジング上側部分（１９）が、衝突環状壁（１２）を有しており、
    −ハウジング下側部分（１８）において、環状室（２７）が、中心で円筒状のハウジング壁（１３）と衝突環状壁（１２）とによって占められたスペースをほぼハウジング下側部分（１８）の全高さにわたって取り囲んでおり、
    −半径方向で衝突環状壁（１２）と、両加速開口（１５，１６）を備えた円筒状のハウジング壁（１３）との間に位置するオイル分離室が、ハウジング下側部分（１８）の環状室（２７）に連通しており、
    −両加速開口（１５，１６）が、ハウジング下側部分（１８）の軸方向で上側の領域に位置しており、環状室（２７）に通じる入口が、ハウジング下側部分（１８）の軸方向で下側の領域に位置しており、
    −ハウジング上側部分（１９）が、空気流出通路（９）を有しており、該空気流出通路（９）が、ハウジング下側部分（１８）の環状室（２７）に連通している：
    が設けられていることを特徴とする、内燃機関のクランクケースを換気するための請求項１５記載の装置。
17. ハウジング上側部分（１９）の内部で下側部分（１８）の環状室（２７）と流出通路（９）との間の流路に、空気によって通流される圧力調整弁（２９）が設けられており、該圧力調整弁（２９）のうち、少なくとも一部が、ハウジング上側部分（１９）に一体に組み込まれている、請求項１６記載の装置。
18. 圧力調整弁（２９）が、ばね負荷されたダイヤフラム（３１）を有しており、該ダイヤフラムが、オイルミストセパレータの内部の圧力と、大気との間の圧力差にさらされている、請求項１７記載の装置。
19. ダイヤフラム（３１）が、流出通路（９）に連通したポット（２９’）の、軸方向の開放した端部に対応配置されており、ポット（２９’）の、開放した流入横断面をダイヤフラム（３１）が制御するようになっており、該ダイヤフラムが、ポット内部から開放方向にばね負荷されている、請求項１８記載の装置。
20. ばね作用が、圧縮コイルばね（３２）から出発している、請求項１９記載の装置。

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