KR101591213B1 - 분리 장치, 내연 기관 및 원심 분리기 조립체, 및 크랭크케이스 가스로부터 오염 물질을 분리하는 방법 - Google Patents

분리 장치, 내연 기관 및 원심 분리기 조립체, 및 크랭크케이스 가스로부터 오염 물질을 분리하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101591213B1
KR101591213B1 KR1020147013926A KR20147013926A KR101591213B1 KR 101591213 B1 KR101591213 B1 KR 101591213B1 KR 1020147013926 A KR1020147013926 A KR 1020147013926A KR 20147013926 A KR20147013926 A KR 20147013926A KR 101591213 B1 KR101591213 B1 KR 101591213B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
crankcase
collector
gas
particles
separation space
Prior art date
Application number
KR1020147013926A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140090640A (ko
Inventor
올레 퇴른블롬
Original Assignee
알파 라발 코포레이트 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알파 라발 코포레이트 에이비 filed Critical 알파 라발 코포레이트 에이비
Publication of KR20140090640A publication Critical patent/KR20140090640A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101591213B1 publication Critical patent/KR101591213B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/08—Centrifuges for separating predominantly gaseous mixtures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/10—Centrifuges combined with other apparatus, e.g. electrostatic separators; Sets or systems of several centrifuges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B04B2005/125—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers the rotors comprising separating walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0488—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

본 발명은 내연 기관(3')의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스로부터 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위한 내연 기관 및 원심 분리기 조립체(1')에 관한 것이다. 기관의 크랭크케이스(4')가 복수의 분리 디스크(7a')를 갖춘 원심 로터(7')를 포함하는 원심 분리기(2')에 연결된다. 로터 하우징(9')이 원심 로터(7')가 회전하도록 배치되는 분리 공간(8')을 한정한다. 가스 입구(5')가 세정될 크랭크케이스 가스를 원심 로터(7')의 중심 부분에 전달하도록 배치된다. 가스 출구(10')가 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하고 세정된 크랭크케이스 가스를 분리 공간(8') 밖으로 전달하도록 배치되며, 입자 출구(11')가 분리 공간(8')의 상기 부분과 연통하도록 배치된다. 입자 출구(11')는 분리된 입자를 위한 수집기(18')에 연결된다. 수집기(18')는 연결부(5a')를 통해 가스 입구(5')와 연통하도록 구성되어 입자 출구(11')와 수집기(18') 사이의 압력 차이를 제공함으로써 분리된 입자가 원심 분리기(2')의 작동 중 입자 출구(11') 밖으로 그리고 수집기(18') 내로 흡인된다. 수집기(18')는 수집된 입자를 크랭크케이스(4')로 배출하기 위해 크랭크케이스(4')에 연결된다.

Description

분리 장치, 내연 기관 및 원심 분리기 조립체, 및 크랭크케이스 가스로부터 오염 물질을 분리하는 방법{A SEPARATING DEVICE, AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND CENTRIFUGAL SEPARATOR ASSEMBLY AND A METHOD OF SEPARATING CONTAMINANTS FROM CRANKCASE GAS}
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른, 내연 기관의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스로부터 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위한 분리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 특허청구범위 제5항의 전제부에 따른, 기관의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스로부터 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위한 내연 기관 및 원심 분리기 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 또한 특허청구범위 제14항의 전제부에 따른, 내연 기관의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스로부터 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 기관의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스로부터 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위한 내연 기관 및 원심 분리기 조립체를 개시한다. 기관의 크랭크케이스는 오염된 크랭크케이스 가스를 원심 분리기를 통해 환기시키도록 배치된다. 따라서, 크랭크케이스는 내연 기관의 상이한 작동 조건에서(예컨대, 상이한 양의 크랭크케이스 가스를 유발하는 상이한 기관 부하 및/또는 속도에서) 크랭크케이스 내의 원하는 가스 압력을 유지시키도록 배치되는 조절 밸브를 통해 원심 분리기의 가스 입구에 연결된다.
가스 입구는 세정될 크랭크케이스 가스를 원심 로터의 중심 부분에 전달하도록 구성된다. 원심 로터는 크랭크케이스 가스로부터 입자를 분리하기 위한 복수의 분리 디스크를 포함하며, 이때 원심 로터는 로터 하우징 내부의 분리 공간 내에 회전가능하게 배치된다. 세정된 크랭크케이스 가스는 원심 로터를 둘러싸는 분리 공간의 부분과 연통하도록 구성되는 가스 출구를 통해 로터 하우징으로부터 배출된다.
크랭크케이스 가스 내의 입자는 분리 디스크에 의해 분리되고, 원심 로터로부터 로터 하우징의 내벽 상으로 방출된다. 입자 출구는 원심 로터를 둘러싸는 분리 공간의 부분과 연통하며, 분리된 입자는 내벽을 따라 아래로 그리고 입자 출구를 통해 분리 공간 밖으로 유동할 것이다. 분리된 입자는 그 후 기관의 크랭크케이스에 전달된다.
도시된 시스템은 이른바 밀폐식 크랭크케이스 환기 시스템으로서 구성된다. 따라서, 원심 분리기의 가스 출구로부터의 세정된 크랭크케이스 가스가 기관의 공기 흡입구에 연결된다. 가스 출구는 공기 필터의 하류에서 그리고 터보차저의 압축기의 상류에서 공기 흡입구에 연결된다.
기관 및 원심 분리기의 정상 작동 중, 원심 로터를 둘러싸는 분리 공간 내의 가스 압력은 크랭크케이스 내의 압력보다 높다. 그러한 압력 차이는 바람직한데, 왜냐하면 그것이 분리된 입자의 입자 출구로부터 기관의 크랭크케이스로의 유동을 촉진하기 때문이다. 세정된 크랭크케이스 가스의 작은 부분이 입자 출구를 통해 크랭크케이스로 유동할 수 있으며, 이는 분리된 입자를 입자 출구 밖으로 그리고 크랭크케이스 내로 흡인함으로써 배출을 개선한다.
그러나, 원심 로터를 둘러싸는 분리 공간 내의 압력이 크랭크케이스 내의 압력보다 낮아질 위험이 있다. 이는 예를 들어 공기 흡입구 필터에 걸친 압력 강하, 및/또는 크랭크케이스와 원심 분리기 사이의 조절 밸브에 걸친 압력 강하에 기인할 수 있다. 이는 분리된 입자의 크랭크케이스로의 유동을 방해하거나 막는, 분리 공간과 크랭크케이스 사이의 원하지 않는 압력 차이를 유발한다. 그것은 심지어 입자 출구를 통한 원심 분리기로의 크랭크 가스의 원하지 않는 유동을 초래할 수 있다. 분리된 입자의 잘못된 배출은 궁극적으로 원심 로터를 둘러싸는 분리 공간 내부의 세정된 가스의 오염을 초래할 것이다.
본 발명의 목적은 전술된 위험을 최소화시키고 원심 분리기로부터의 분리된 입자의 신뢰성 있는 배출을 제공하는 것이다.
이 목적은 서두에 규정된 분리 장치로서, 분리된 입자를 위한 수집기를 포함하고, 입자 출구는 상기 수집기에 연결되며, 수집기는 연결부를 통해 가스 입구와 연통하도록 구성되어 수집기와 입자 출구 사이의 압력 차이를 제공함으로써 분리된 입자가 원심 분리기의 작동 중 입자 출구 밖으로 그리고 수집기 내로 흡인되는 것을 특징으로 하는 분리 장치에 의해 달성된다.
이 방식으로, 본 발명은 작동 중 원심 로터에 의해 생성되는 신뢰할 수 있는 압력 차이를 사용한다. 원심 로터는 원심 로터를 둘러싸는 분리 공간 내의 압력보다 가스 입구에서 더 낮은 압력을 갖는 원심 팬으로서 작동할 것이다. 이러한 압력 차이는 분리된 입자를 수집기 내로 배출하기 위해 사용된다. 여기에서, 세정된 가스의 작은 부분이 입자 출구를 통해 그리고 수집기를 거쳐 다시 가스 입구로 순환하여, 분리된 입자를 입자 출구를 통해 밖으로 그리고 수집기 내로 효과적으로 흡인할 수 있다. 그 결과, 입자 출구로부터 크랭크케이스로의 전술된 가스 유동 대신에, 본 발명은 입자 출구로부터 원심 분리기의 가스 입구로의 순환 가스 유동을 제공할 수 있다. 이에 의해, 분리된 입자의 더욱 신뢰성 있는 배출이 달성되고, 분리 공간 내의 세정된 가스를 오염시킬 위험이 감소된다.
본 발명의 일 실시예에서, 수집기는 분리된 입자가 연결부를 통해 다시 원심 분리기의 가스 입구에 전달되는 것을 방지하도록 수집기 내부에 구성되는 분리기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 수집기 내부의 분리기는 사이클론 분리기(cyclone separator)로서 구성된다. 따라서, 사이클론 분리기의 입구는 원심 분리기의 입자 출구에 배치되고, 사이클론 분리기의 가스 출구는 원심 분리기의 가스 입구에 대한 연결부에 배치된다. 사이클론 분리기는 또한 분리된 입자를 기관의 크랭크케이스로 배출하도록 배치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 수집기 내부의 분리기는 배플 분리기(baffle separator)로서 구성된다. 배플은 예를 들어 분리된 입자가 수집기 내부에 수집되도록 하여 가스 입구에 전달되는 것을 방지하는 래버린스 경로(labyrinth path)를 형성할 수 있다.
상기한 목적은 또한 서두에 규정된 기관 및 원심 분리기 조립체로서, 입자 출구는 분리된 입자를 위한 수집기에 연결되고, 수집기는 연결부를 통해 가스 입구와 연통하도록 구성되어 입자 출구와 수집기 사이의 압력 차이를 제공함으로써 분리된 입자가 원심 분리기의 작동 중 입자 출구 밖으로 그리고 수집기 내로 흡인되며, 수집기는 수집된 입자를 크랭크케이스로 배출하기 위해 크랭크케이스에 연결되는 것을 특징으로 하는 조립체에 의해 달성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 수집기는 수집된 입자가 정수압(hydrostatic pressure)에 의해 크랭크케이스로 배출되도록 크랭크케이스 위의 높이에 위치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 분리된 입자를 수집기로부터 크랭크케이스에 전달하도록 배치되는 도관이 있고, 도관은 크랭크케이스 내의 오일 레벨보다 아래에 위치되는 배출 단부를 포함한다. 이에 의해, 액체(오일) 트랩이 크랭크케이스 내부에 형성되며, 이는 내부의 크랭크케이스 가스(오일 미스트(oil mist))가 잘못된 경로로, 즉 크랭크케이스로부터 도관을 통해 수집기로, 또는 심지어 원심 분리기 내로 더 유동하는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 수집기와 크랭크케이스 사이에 일방향 밸브가 배치되고, 일방향 밸브는 크랭크케이스로부터 수집기로의 유동 방향을 막지만 수집기로부터 크랭크케이스로의 유동 방향을 허용한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 수집기와 크랭크케이스 사이에 펌프가 배치되고, 펌프는 분리된 입자를 수집기 밖으로 그리고 크랭크케이스 내로 배출하기 위해 배치된다. 이에 의해, 수집기를 펌프에 의해 비우는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 수집기는 수집된 입자가 연결부를 통해 다시 원심 분리기의 가스 입구에 전달되는 것을 방지하도록 수집기 내부에 구성되는 분리기를 포함한다. 수집기 내부의 분리기는 사이클론 분리기 또는 배플 분리기로서 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 가스 출구는 세정된 크랭크케이스 가스를 연소 기관의 공기 흡입구로 배출하도록 배치된다.
상기한 목적은 또한 서두에 규정된 방법으로서, 방법은 또한 분리된 입자를 입자 출구로부터 분리된 입자를 위한 수집기로 배출하는 단계를 포함하고, 수집기는 연결부를 통해 가스 입구와 연통하여 수집기와 입자 출구 사이의 압력 차이를 제공함으로써 분리된 입자가 원심 분리기의 작동 중 입자 출구 밖으로 그리고 수집기 내로 흡인되며, 수집기 내의 수집된 입자는 수집기에 연결되는 크랭크케이스로 배출되는 것을 특징으로 하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 수집된 입자는 수집기가 크랭크케이스 위의 높이에 위치됨으로써 정수압을 통해 크랭크케이스로 배출된다.
이제 본 발명의 실시예가 예시적으로 그리고 여기에 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 내연 기관 및 원심 분리기 조립체를 도시한다.
도 2는 내연 기관의 크랭크케이스와 원심 분리기 사이에 배치되는 분리된 입자용 수집기를 갖춘 원심 분리기를 포함하는 본 발명의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 일방향 밸브 및 펌프를 구비하는 수집기의 다른 실시예를 도시한다.
도 1은 내연 기관 및 원심 분리기 조립체(1)를 도시한다. 따라서, 크랭크케이스(4)를 구비하는 연소 기관(3)에 원심 분리기(2)가 배치되며, 이러한 크랭크케이스(4)는 오염된 크랭크케이스 가스를 원심 분리기(2)를 통해 환기시키도록 구성된다. 볼 수 있는 바와 같이, 크랭크케이스(4)는 연소 기관(3)에 대한 상이한 작동 조건(예컨대, 상이한 블로-바이(blow-by) 유량을 제공하는 상이한 부하 및 속도 조건) 중 크랭크케이스(4) 내의 원하는 가스 압력을 유지시키도록 배치되는 조절 밸브(6)를 통해 원심 분리기(2)의 가스 입구(5)에 연결된다.
원심 분리기(2)는 복수의 분리 디스크(미도시)를 갖춘 원심 로터(7)에 의해 크랭크케이스 가스로부터 오일 미스트 및 그을음 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위해 배치된다. 원심 로터(7)는 로터 하우징(9) 내부의 분리 공간(8) 내에서 회전축(R)을 중심으로 회전하도록 배치된다.
볼 수 있는 바와 같이, 로터 하우징(9)은 세정될 크랭크케이스 가스를 크랭크케이스(4)로부터 원심 로터(7)의 중심 부분으로 전달하도록 배치되는 가스 입구(5)를 구비한다. 또한, 로터 하우징(9)은 세정된 크랭크케이스 가스를 로터 하우징(9) 밖으로 배출하기 위한 가스 출구(10)를 구비한다. 가스 출구(10)는 원심 로터(7)를 둘러싸는 분리 공간(8)의 부분과 연통하도록 배치된다.
로터 하우징(9)은 또한 원심 로터(7)를 둘러싸는 분리 공간(8)의 부분과 연통하고 분리된 입자를 분리 공간으로부터 배출하도록 배치되는 입자 출구(11)를 구비한다. 따라서, 분리 디스크에 의해 분리되었고 작동 중 원심 로터(7)로부터 로터 하우징(9)의 내벽 상으로 방출되었던 분리된 입자가 내벽을 따라 아래로 그리고 입자 출구(11)를 통해 로터 하우징(9) 밖으로 유동할 것이다. 입자 출구(11)는 분리된 입자(또는 오일)를 다시 연소 기관(3)의 크랭크케이스(4)에 전달하도록 배치되는 도관(12)에 연결된다.
도시된 조립체는 원심 분리기의 가스 출구(10)가 연소 기관의 공기 흡입구(13)에 연결되는 이른바 밀폐식 크랭크케이스 환기 시스템으로서 구성된다. 공기 흡입구(13)는 공기 흡입구 필터(14)와 터보차저(16)의 압축기(15)를 포함한다. 터보차저(16)의 압축기(15)는 기관의 배기 가스에 의해 구동되는 터빈(17)에 연결된다. 가스 출구(10)는 공기 필터(14)의 하류에서 그리고 압축기(15)의 상류에서 공기 흡입구(13)에 연결된다.
전술된 바와 같이, 작동 조건이 크랭크케이스(4) 내부의 압력보다 원심 로터(7)를 둘러싸는 분리 공간(8) 내에서 더 낮은 압력을 유발할 가능성이 존재한다. 이러한 원하지 않는 압력 차이는 공기 흡입구 필터(14) 및 크랭크케이스(4)와 원심 분리기(2) 사이의 도관 상의 조절 밸브(6)에 걸친 압력 강하의 조합에 기인할 수 있다. 그러한 원하지 않는 압력 차이는 입자 출구(11)를 통한 분리된 입자(또는 오일)의 배출을 막을 것이다. 그것은 심지어 크랭크케이스 가스가 도관(12) 내에서 크랭크케이스(4)로부터 입자 출구(11)를 통해 분리 공간(8) 내로 잘못된 경로로 유동하게 할 수 있다. 분리된 입자의 잘못된 배출은 궁극적으로 원심 로터(7)를 둘러싸는 분리 공간(8) 내부의 세정된 가스의 오염을 초래할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 내연 기관 및 원심 분리기 조립체(1')의 일 실시예를 도시한다. 도시된 실시예는 전술된 위험을 감소시키고 원심 분리기로부터의 분리된 입자의 신뢰성 있는 배출을 제공하는 해법을 제공한다. 전술된 조립체에 따르면, 본 발명의 실시예는 크랭크케이스(4')를 구비하는 연소 기관(3')에 배치되는 원심 분리기(2')를 포함하며, 이러한 크랭크케이스(4')는 오염된 크랭크케이스 가스를 원심 분리기(2')를 통해 환기시키도록 구성된다. 크랭크케이스(4')는 연소 기관(3)에 대한 상이한 작동 조건(예컨대, 상이한 블로-바이 유량을 제공하는 상이한 부하 및 속도 조건) 중 크랭크케이스(4') 내의 원하는 가스 압력을 유지시키도록 배치되는 조절 밸브(6')를 통해 원심 분리기(2')의 가스 입구(5')에 연결된다.
원심 분리기(2')는 복수의 분리 디스크(7a')를 갖춘 원심 로터(7')에 의해 크랭크케이스 가스로부터 오일 미스트 및 그을음 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위해 배치된다. 원심 로터(7')는 로터 하우징(9') 내부의 분리 공간(8') 내에서 회전축(R')을 중심으로 회전하도록 배치된다. 로터 하우징(9')은 세정될 크랭크케이스 가스를 크랭크케이스(4')로부터 원심 로터(7')의 중심 부분으로 전달하도록 배치되는 가스 입구(5')를 구비한다. 볼 수 있는 바와 같이, 원심 로터(7')는 서로 적층되어 배치되는 분리 디스크(7a')의 스택을 포함한다. 분리 디스크(7a')는 원심 로터(7')의 중심 부분으로부터의 그리고 분리 디스크들(7a') 사이의 간극(interspace)(7b')을 통한 반경 방향 외향으로의 가스의 관통-유동을 위한 축방향 간극(7b')을 제공하기 위해 이격 부재를 구비한다. 다만 몇 안 되는 분리 디스크(7a')만이 간극(7b') 상에 극히 과장된 크기로 도시된다. 그러나, 실제로는, 원심 로터(7')는 얇은 간극(7b')이 상호 인접 분리 디스크들(7a') 사이에 형성된 더욱 많은 분리 디스크(7a')를 포함할 것이다. 간극(7b')의 높이는 전형적으로 약 0.2 - 0.6 mm의 범위 내에 있을 것이다.
작동 중, 원심 로터(7')는 크랭크케이스 가스를 회전시킬 것이며, 이에 의해 주로 오일 미스트 형태의 입자는 분리 디스크들(7a') 사이의 얇은 간극(7b')을 통해 유동하는 회전하는 크랭크케이스 가스의 원심력에 의해 분리된다. 간극(7b')은 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 반경 방향 외측 부분으로 통한다. 세정된 크랭크케이스 가스는 분리 공간(8')의 이러한 외측 부분으로 배출된다. 가스 출구(10')가 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하도록 배치되며, 여기에서 세정된 가스는 가스 출구(10')를 통해 로터 하우징(9') 밖으로 전달된다.
회전하는 가스에 작용하는 원심력은 입자가 분리 디스크(7a')의 표면상에 침착되게 할 것이다. 분리된 입자는 그 후 원심 로터(7')의 분리 디스크(7a')로부터 고정 로터 하우징(9')의 내벽 상으로 방출될 것이다. 로터 하우징(9')은 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하고 분리된 입자를 분리 공간(8')으로부터 배출하도록 배치되는 입자 출구(11')를 구비한다. 따라서, 분리된 입자(주로 오일)는 분리된 입자(오일)를 분리 공간(8') 밖으로 배출하기 위해 배치되는 입자 출구(11')로 로터 하우징(9')의 내벽을 따라 아래로 유동할 것이다.
입자 출구(11')는 분리된 입자(또는 오일)를 분리된 입자를 위한 수집기(18')에 전달하도록 배치되는 제1 출구 도관(12a')에 연결된다. 볼 수 있는 바와 같이, 수집기(18')에는 입자 출구(11')와 수집기(18') 사이의 압력 차이를 제공하기 위해 가스 입구(5')에 대한 연결부(5a')가 구성된다. 전술된 바와 같이, 작동 중 원심 로터는 입자 출구(11')에서의 압력보다 낮은 압력을 가스 입구(5')에서 발생시킨다. 따라서, 입구(5')에서의 감소된 압력이 연결부(5a')를 통해 수집기(18')에 전달되며, 이에 의해 분리된 입자가 원심 분리기(2')의 작동 중 입자 출구(11') 밖으로 그리고 수집기(18') 내로 흡인된다. 또한, 세정된 가스의 작은 부분이 입자 출구(11')를 통해 그리고 연결부(5a')를 거쳐 다시 가스 입구(5')로 순환하여, 분리된 입자를 입자 출구(11')를 통해 밖으로 그리고 수집기(18') 내로 효과적으로 흡인할 수 있다.
도시된 실시예에서, 수집기(18')는 사이클론 분리기로서 구성된다. 따라서, 사이클론 분리기의 입구는 제1 출구 도관(12a')을 통해 입자 출구(11')에 배치되고, 사이클론 분리기의 가스 출구는 연결부(5a')를 통해 원심 분리기의 가스 입구(5')에 배치된다. 이 방식으로, 수집기(18')는 분리된 입자가 다시 연결부(5')를 통해 가스 입구(5')에 전달되는 것을 방지하도록 구성된다. 수집기(18) 또는 사이클론 분리기는 또한 분리된 입자를 제2 출구 도관(12b')을 통해 배출하도록 배치된다. 결과적으로, 수집기(18') 내에 축적되는 분리된 입자는 제2 출구 도관(12b')을 통해 크랭크케이스(4')로 귀환된다. 도시된 바와 같이, 수집기(18')는 수집된 입자가 정수압에 의해(즉, 중력에 의해) 크랭크케이스(4')로 배출되도록 크랭크케이스(4') 위의 높이에 위치된다. 또한, 제2 출구 도관(12b')은 크랭크케이스(4') 내의 오일 레벨(L)보다 아래에 위치되는 배출 단부(12c')를 포함한다. 이에 의해 액체(오일) 트랩이 크랭크케이스(4') 내부에 형성되며, 이는 내부의 크랭크케이스 가스(오일 미스트)가 잘못된 경로로, 즉 크랭크케이스(4')로부터 제2 출구 도관(12b')을 통해 수집기(18')로, 또는 심지어 제1 출구 도관(12a') 또는 연결부(5a')를 통해 원심 분리기(2') 내로 더 유동하는 것을 추가로 방지한다.
도시된 조립체는 원심 분리기의 가스 출구(10')가 연소 기관의 공기 흡입구(13')에 연결되는 이른바 밀폐식 크랭크케이스 환기 시스템으로서 구성된다. 공기 흡입구(13')는 공기 흡입구 필터(14')와 터보차저(16')의 압축기(15')를 포함한다. 터보차저(16')의 압축기(15')는 기관의 배기 가스에 의해 구동되는 터빈(17')에 연결된다. 가스 출구(10')는 공기 필터(14')의 하류에서 그리고 압축기(15')의 상류에서 공기 흡입구(13')에 연결된다.
본 발명은 도시된 실시예로 제한되지 않으며, 아래에 기재되는 청구항의 범위 내에서 변화 및 변경될 수 있다.
예를 들어, 제2 출구 도관(12b')은 크랭크케이스(4')로부터 수집기(18')로의 유동 방향을 막지만 수집기(18')로부터 크랭크케이스(4')로의 유동 방향을 허용하도록 배치되는 일방향 밸브(19')(도 3 참조)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 일방향 밸브(19')는 예컨대 제2 출구 도관(12b')의 배출 단부(12c')가 크랭크케이스 내의 오일 레벨(L)보다 위에 위치되더라도, 크랭크케이스 내의 크랭크케이스 가스(오일 미스트) 또는 오일이 잘못된 경로로 유동하는 것을 방지할 것이다. 또한, 제2 출구 도관(12b')은 분리된 입자를 수집기(18') 밖으로 그리고 크랭크케이스(4') 내로 배출하기 위한 펌프(20')를 구비할 수 있다. 그러한 펌프(20')는 수집된 입자를 수집기(18')로부터 크랭크케이스(4')로 배출하는 수단으로서 정수압을 사용하는 것에 대한 대안으로서 사용될 수 있다. 그러한 펌프(20')는 또한 제2 출구 도관(12b')이 막혔고, 수집된 입자의 배출이 (예컨대, 제2 출구 도관(12b') 내의 포획된 먼지 또는 기포에 의해) 차단된 불리한 경우에 사용될 수 있다. 이들 상황에서, 펌프는 수집기(18')로부터의 분리된 입자의 방해받지 않는 배출을 회복하기 위해 제2 출구 도관(12b')을 가압시켜 깨끗이 세척하도록 작동될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 밸브(19')와 펌프(20')는 수집기(18')와 함께 별도로 사용될 수 있다. 따라서, 수집기(18')의 제2 출구 도관(12b')은 펌프(20') 없이 일방향 밸브(19') 만을 구비할 수도 있고 그 반대로 구비할 수도 있다. 수집기(18')는 또한 원심 분리기 내에 통합될 수 있으며; 예를 들어 그것은 로터 하우징(9')의 하부 부분 내에 통합될 수 있으며, 이에 의해 외부 제1 출구 도관(12a')과 연결부(5a')도 또한 로터 하우징(9') 내에 통합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 내연 기관(3')의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스로부터 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하기 위한 내연 기관 및 원심 분리기 조립체(1')로서, 내연 기관의 크랭크케이스(4')는 원심 분리기(2')에 연결되고, 원심 분리기(2')는,
    - 크랭크케이스 가스로부터 입자를 분리하기 위한 복수의 분리 디스크(7a')를 구비한 원심 로터(7');
    - 작동 중 원심 로터(7')가 회전축(R')을 중심으로 회전하도록 배치되는 분리 공간(8')을 한정하는 로터 하우징(9');
    - 크랭크케이스(4')에 연결되고 세정될 크랭크케이스 가스를 원심 로터(7')의 중심 부분에 전달하도록 배치되는 가스 입구(5');
    - 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하고 세정된 크랭크케이스 가스를 분리 공간(8') 밖으로 전달하도록 배치되는 가스 출구(10'); 및
    - 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하고 분리된 입자를 분리 공간(8') 밖으로 배출하도록 배치되는 입자 출구(11')
    를 포함하며,
    분리된 입자를 위한 수집기(18')를 포함하고, 입자 출구(11')는 상기 수집기(18')에 연결되며, 수집기(18')는 연결부(5a')를 통해 가스 입구(5')와 연통하도록 구성되어 수집기(18')와 입자 출구(11') 사이의 압력 차이를 제공함으로써 분리된 입자가 원심 분리기(2')의 작동 중 입자 출구(11') 밖으로 그리고 수집기(18') 내로 흡인되고, 수집기(18')는 수집된 입자를 크랭크케이스(4')로 배출하기 위해 크랭크케이스(4')에 연결되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    수집기(18')는 수집된 입자가 연결부(5a')를 통해 다시 원심 분리기의 가스 입구(5')에 전달되는 것을 방지하도록 수집기 내부에 구성되는 분리기를 포함하는 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    수집기(18') 내부의 분리기는 사이클론 분리기로서 구성되는 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    수집기(18') 내부의 분리기는 배플 분리기로서 구성되는 조립체.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    수집기(18')는 수집된 입자가 정수압에 의해 크랭크케이스(4')로 배출되도록 하는 크랭크케이스(4') 위의 높이에 위치되는 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    분리된 입자를 수집기(18')로부터 크랭크케이스(4')에 전달하도록 도관(12b')이 배치되고, 도관은 크랭크케이스(4) 내의 오일 레벨(L)보다 아래에 위치되는 배출 단부(12c')를 포함하는 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    수집기(18')와 크랭크케이스(4') 사이에 일방향 밸브가 배치되고, 일방향 밸브(19')는 크랭크케이스로부터 수집기(18')로의 유동 방향은 막지만 수집기(18')로부터 크랭크케이스(4')로의 분리된 입자의 유동 방향은 허용하는 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    수집기(18')와 크랭크케이스(4') 사이에 펌프(20')가 배치되고, 펌프는 분리된 입자를 수집기(18') 밖으로 그리고 크랭크케이스(4') 내로 배출하기 위해 배치되는 조립체.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    가스 출구(10')는 세정된 크랭크케이스 가스를 내연 기관(3')의 공기 흡입구(13')로 배출하도록 배치되는 조립체.
  14. 내연 기관(3')의 작동 중 생성되는 크랭크케이스 가스 중에서 액체 및/또는 고체 입자 형태의 오염 물질을 분리하는 방법으로서, 상기 방법은 크랭크케이스 가스를 내연 기관의 크랭크케이스(4')로부터 원심 분리기(2')에 전달하는 단계를 포함하고, 원심 분리기(2')는 크랭크케이스 가스로부터 입자를 분리하기 위한 복수의 분리 디스크(7a')를 갖춘 원심 로터(7')를 포함하며, 원심 로터(7')는 로터 하우징(9')에 의해 한정되는 분리 공간(8') 내에서 회전축(R')을 중심으로 회전되고, 세정될 크랭크케이스 가스는 크랭크케이스(4')에 연결되는 가스 입구(5')를 통해 원심 로터(7')의 중심 부분에 전달되며, 세정된 크랭크케이스 가스는 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하도록 배치되는 가스 출구(10')를 통해 분리 공간(8') 밖으로 전달되고, 분리된 입자는 원심 로터(7')를 둘러싸는 분리 공간(8')의 부분과 연통하도록 배치되는 입자 출구(11')를 통해 분리 공간(8') 밖으로 배출되고,
    상기 방법은 또한 분리된 입자를 입자 출구(11')로부터 분리된 입자를 위한 수집기(18')로 배출하는 단계를 포함하고, 수집기(18')는 연결부(5a')를 통해 가스 입구(5')와 연통하여 수집기(18')와 입자 출구(11') 사이의 압력 차이를 제공함으로써 분리된 입자가 원심 분리기(2')의 작동 중 입자 출구(11') 밖으로 그리고 수집기(18') 내로 흡인되며, 수집기(18') 내의 수집된 입자는 수집기(18')에 연결된 크랭크케이스(4')로 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    수집된 입자는 수집기(18')가 크랭크케이스(4') 위의 높이에 위치됨으로써 정수압을 통해 크랭크케이스(4')로 배출되는 방법.
KR1020147013926A 2011-10-24 2012-10-23 분리 장치, 내연 기관 및 원심 분리기 조립체, 및 크랭크케이스 가스로부터 오염 물질을 분리하는 방법 KR101591213B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11186346.0A EP2586534B1 (en) 2011-10-24 2011-10-24 A centrifugal separator, an internal combustion engine and centrifugal separator assembly and a method of separating contaminants from crankcase gas
EP11186346.0 2011-10-24
PCT/EP2012/070968 WO2013060678A1 (en) 2011-10-24 2012-10-23 A separating device, an internal combustion engine and centrifugal separator assembly and a method of separating contaminants from crankcase gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140090640A KR20140090640A (ko) 2014-07-17
KR101591213B1 true KR101591213B1 (ko) 2016-02-02

Family

ID=47046633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147013926A KR101591213B1 (ko) 2011-10-24 2012-10-23 분리 장치, 내연 기관 및 원심 분리기 조립체, 및 크랭크케이스 가스로부터 오염 물질을 분리하는 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9452435B2 (ko)
EP (1) EP2586534B1 (ko)
JP (1) JP5815884B2 (ko)
KR (1) KR101591213B1 (ko)
CN (1) CN103889583B (ko)
WO (1) WO2013060678A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE534773C2 (sv) * 2010-04-09 2011-12-13 Alfa Laval Corp Ab Centrifugalseparator anordnad inuti en förbränningsmotor
WO2015105761A1 (en) * 2014-01-07 2015-07-16 Borgwarner Inc. Compressor stage inlet passive oil collector
CN105617767A (zh) * 2014-10-28 2016-06-01 中国科学院大连化学物理研究所 旋转式气液分离装置
SE538912C2 (sv) 2015-05-27 2017-02-07 Apparatus for cleaning crank case gases
EP3103554B1 (en) 2015-06-10 2018-03-14 Alfdex AB Centrifugal separator
EP3112034B1 (en) 2015-07-03 2024-06-05 Alfdex AB Centrifugal separator structure and assembly
DE102016124098A1 (de) * 2016-12-12 2018-06-14 Hengst Se & Co. Kg Verfahren zum Schutz eines Rotationsseparators gegen Vereisung
US10144014B2 (en) * 2017-05-02 2018-12-04 EnisEnerGen, LLC Gas turbine system
CN108645081B (zh) * 2018-05-21 2020-11-24 上海泽格信息科技有限公司 一种空调制冷的回油控制系统
CN111335982A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 北汽福田汽车股份有限公司 油气分离器、发动机和车辆
CN110449273A (zh) * 2019-08-26 2019-11-15 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司 一种离心机的通风模式切换装置及循环通风系统
EP3838376B1 (en) * 2019-12-16 2022-09-21 Alfdex AB Centrifugal separator and machine comprising a centrifugal separator

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE624585A (ko) * 1961-11-22
DE1978048U (de) 1967-11-18 1968-02-01 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur entlueftung des triebwerksraumes von brennkraftmaschinen.
US3652482A (en) * 1970-09-10 1972-03-28 Burke Oliver W Jun Processes of producing aqueous latices of polymer compositions
DE3541204A1 (de) * 1985-11-21 1987-05-27 Audi Ag Oelabscheider fuer die kurbelgehaeuseentlueftung einer brennkraftmaschine
DE4415407A1 (de) 1994-05-02 1995-11-09 Hengst Walter Gmbh & Co Kg Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine
DE19515482C2 (de) 1995-04-27 1997-07-10 Hengst Walter Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum Rückführen von Öl aus einem Ölabscheider
US6936085B2 (en) * 2000-05-10 2005-08-30 Demarco Maxvac Corporation Vacuum loader
SE522473C2 (sv) * 2002-06-20 2004-02-10 Alfa Laval Corp Ab Ett sätt och en anordning för rening av vevhusgas
SE525091C2 (sv) 2003-04-16 2004-11-30 Alfa Laval Corp Ab En apparat för rening av en gas
SE528387C2 (sv) * 2005-03-08 2006-10-31 Alfa Laval Corp Ab Centrifugalseparator och förfarande för separering av en produkt i åtminstone en relativt tung fas och en relativt lätt fas
DE202005009990U1 (de) 2005-06-25 2006-11-02 Hengst Gmbh & Co.Kg Vorrichtung zum Abscheiden von Ölteilchen aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftmaschine
US7699029B2 (en) * 2007-07-26 2010-04-20 Cummins Filtration Ip, Inc. Crankcase ventilation system with pumped scavenged oil
DE102008058962A1 (de) 2008-11-25 2010-05-27 Hengst Gmbh & Co.Kg Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung einer Brennkraftmaschine
SE533562C2 (sv) * 2009-03-06 2010-10-26 Alfa Laval Corp Ab Centrifugalseparator

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140090640A (ko) 2014-07-17
CN103889583B (zh) 2017-02-22
US9452435B2 (en) 2016-09-27
JP2014530989A (ja) 2014-11-20
JP5815884B2 (ja) 2015-11-17
US20140230381A1 (en) 2014-08-21
EP2586534B1 (en) 2016-04-20
WO2013060678A1 (en) 2013-05-02
EP2586534A1 (en) 2013-05-01
CN103889583A (zh) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101591213B1 (ko) 분리 장치, 내연 기관 및 원심 분리기 조립체, 및 크랭크케이스 가스로부터 오염 물질을 분리하는 방법
CN107405556B (zh) 多级旋转聚结器装置
KR102110370B1 (ko) 가스 정화를 위한 분리기 장치
CN112901310B (zh) 使气体通过空心轴排出的由内向外旋转聚结器
JP5043917B2 (ja) 回転構成要素を有するオイル捕捉装置
CA2972837C (en) Centrifugal separator for cleaning gas
EP3103554B1 (en) Centrifugal separator
US7674376B1 (en) Centrifuge with integral depth filter
RU2685346C2 (ru) Фильтрация потока, состоящего из газа и частиц
EP3594461A1 (en) Rotary separator for filtering the mixture of gas and supsension oil present in the crankcase
WO2010109483A2 (en) An oil separator for internal combustion engine
EP4005680A1 (en) A centrifugal separator for cleaning gas
CN106246350A (zh) 一种自适应负压排油烟系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 5