KR101757510B1 - 통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 부분적으로 중공 실린더형으로 형성되고 통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디(2)에 관한 것으로, 중공 바디(2)의 중공 챔버(3)에 와류 발생기(4)가 배치되고, 중공 바디(2)는 중공 챔버(3) 내로 오일과 혼합된 가스를 유입시키기 위한 적어도 하나의 재킷측 유입구(9)를 포함하고, 분리된 오일을 배출하고 오일 분리된 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구를 포함한다. 본 발명에 따라, 중공 챔버(3) 내에 및 유동 방향으로 볼 때 와류 발생기(4)의 하류에 오일 분리 링(5)이 배치된다. 또한, 본 발명의 대상은 상기 중공 바디(2)를 포함하는 실린더 헤드 커버에 관한 것이다.

Description

통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디{HOLLOW BODY HAVING AN INTEGRATED OIL SEPARATING DEVICE}
본 발명은 적어도 부분적으로 중공 실린더형으로 형성되고 하기에서 중공 바디라고도 하는, 통합된 오일 분리 장치를 구비한 바디에 관한 것으로, 상기 중공 바디의 중공 챔버에 와류 발생기가 배치되고, 중공 바디는 중공 챔버 내로 오일과 혼합된 가스를 유입시키기 위한 적어도 하나의 단부측 유입구를 포함하고, 오일과 분리된 가스를 배출하고 분리된 오일을 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구를 포함한다. 특히 내연기관에서 오일 분리 장치에는 실린더 헤드 커버가 제공된다. 또한, 본 발명은 통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디를 포함하는 실린더 헤드 커버에 관한 것이다.
"와류 발생기"란 본 발명과 관련해서 오일과 혼합된 가스를 위한 유출 채널들을 포함하는 바디이거나 또는 와류 발생기가 배치된 중공 바디와 함께 오일과 혼합된 가스를 위한 유출 채널들을 형성하는 바디이고, 이 경우 유출 채널들은 가스 유동에 와류를 발생시킨다. 와류에 의해 유출 채널들의 벽에서 오일이 분리된다.
내연기관 및 피스톤 압축기의 경우에 실제로 불완전한 밀봉으로 인한 누출 손실이 목격된다. 이러한 누출 손실은 블로바이 가스(blowby gas)라고 하고, 상당한 양의 오일을 포함한다. 따라서 내연기관과 관련해서 일반적으로 캠 샤프트에 발생하는 블로바이 가스는 내연기관의 흡기 매니폴드 내로 안내될 수 있다. 한편으로는 블로바이 가스에 의한 오일 손실을 최소화하고, 다른 한편으로는 최적의 연소와 최소의 환경 오염을 보장하기 위해, 블로바이 가스에서 오일을 분리하고, 분리된 오일을 다시 오일 순환계로 안내하는 것이 공지되어 있다. 이 경우 상응하는 오일 분리 시스템을 가능한 간단하지만 안전하고 효율적으로 형성하는 것이 시도된다.
전술한 특징들을 포함하는 통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디는 DE 10 2004 011 177 A1호에 공개되어 있다. 실린더형 하우징 내에 나선형 와류 발생기가 배치되고, 상기 와류 발생기는 와류 발생기에 의해 형성된 나선형 경로들을 따른 유동에 의해 오일 미스트 또는 오일이 혼합된 가스라고도 하는 통과하는 블로바이 가스를 회전시킨다. 이러한 회전에 의해 오일 방울이 외부로 원심 분리되어 중공 바디의 벽에 침전된 후에 배출될 수 있다. 오일의 가능한 완전한 분리를 달성하기 위해, 각각의 나선형 경로들의 피치 및/또는 직경의 변경 외에도 다수의 와류 발생기들을 앞뒤로 나란히 배치하는 것이 제안되고, 이 경우 다양한 와류 발생기에서 회전 방향이 변경될 수도 있다. 다수의 와류 발생기들이 앞뒤로 나란히 배치됨으로써 분리 성능이 개선될 수 있지만, 원치 않는 큰 유동 및 압력 손실이 발생할 수 있다.
또한, 별도의 유닛으로서 다수의 모듈로 이루어진 다단계 분리 장치들이 공지되어 있다. 이러한 분리 장치는 특히 실린더 헤드 커버에 통합되어야 하는 경우에, 바람직하지 않게 큰 조립 공간을 필요로 한다. 이러한 분리 장치는 예를 들어 DE 101 27 820 A1호에 공개되어 있다.
본 발명의 과제는 가능한 소수의 제조 공정으로 블로바이 가스로부터 개선된 오일 분리를 가능하게 하는, 통합된 오일 분리 장치를 구비한 상기 방식의 중공 바디를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 과제는 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 중공 바디에 의해 해결된다.
본 발명에 따라, 유동 방향으로 볼 때 중공 바디에 통합된 와류 발생기의 하류에 오일 분리 장치가 배치되고, 상기 와류 발생기는 제 1 오일 분리 단계를 형성하고, 상기 오일 분리 장치는 제 2 오일 분리 단계로서 작용한다. 와류 발생기 및 오일 분리 링은 바람직하게 중공 바디의 중공 챔버 내에 동축으로 배치된다.
와류 발생기는 바람직하게, 중공 바디의 축방향으로 연장된 바디로서 형성되고, 상기 바디는 광범위하게 적어도 하나의 나선형 경로를 포함하거나 또는 형성하므로, 나선형 경로에 의해 와류 발생기의 바디와 중공 바디의 내벽 사이에 경로를 통해 유입된 오일 혼합 가스를 안내하기 위한 그리고 오일 입자를 내벽측에서 분리하기 위한 적어도 하나의 유동 경로가 형성된다. 오일과 분리될 블로바이 가스는 단부측 유입구를 통해 중공 바디 내로 유입될 수 있다.
중공 바디는 예를 들어 간단한 튜브 형태를 가질 수 있고, 이 경우 유입구는 상기 튜브의 개방 단부에 의해 형성될 수 있다. 블로바이 가스가 단부측 유입구를 통해 유입되면, 와류 발생기는 제 1 오일 분리 단계로서 축방향으로 또는 적어도 실질적으로 축방향으로 밀려 들어오고, 이 경우 와류 발생기는 오일과 분리될 가스의 회전 운동을 일으킨다. 단부측 유입구 외에 다른, 특히 방사방향 개구들이 배치될 수도 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 와류 발생기의 바디는 적어도 부분적으로 제 2 나선형 경로를 포함한다. 이로 인해 적어도 부분적으로 평행하게 연장된 2개의 유동 경로들이 형성된다. 2개의 나선형 경로들을 갖는 중공 바디의 디자인은 바람직하게 와류 발생기의 시작 영역에 배치되고, 유입구들은 유입되는 오일 혼합된 공기(블로바이 가스)가 - 실질적으로 유동 저항 없이 또는 최소화된 유동 저항에 의해 - 중공 바디의 내부로 안내되도록 배치된다. 블로바이 가스는 실질적으로 중공 바디 내부에 형성된 저압에 의해 중공 바디의 중공 챔버 내로 흡입되기 때문에, 유동 저항을 최소화함으로써 상기 저압을 실질적으로 유지하는 것이 시도된다. 필요한 저압은 예를 들어 캠 샤프트의 중공 챔버에 연결된 펌프에 의해 형성될 수 있다. 제 2 나선형 경로는 바람직하게, 360°의 와인딩 전체의 대략 절반에 걸쳐 연장되도록 형성된다. 제한 없이 평행한 3개 이상의 유동 경로들이 제공될 수 있고, 상기 유동 경로들은 나선형 경로들에 의해 분리될 수 있다.
모든 나선형 경로들은, 각각의 나선형 경로의 피치가 변경되도록 형성될 수 있다. 바람직하게 2개의 나선형 경로들의 피치는 동일한 크기이고, 이 경우 피치는 제 1 나선형 경로에 의해 사전 설정되고 또는 상기 나선형 경로의 요구에 따른다. 바람직하게 피치는, 나선형 경로의 나선형 벽들의 간격과 나선형 벽들에 의해 형성된 유동 경로 또는 유동 채널들의 횡단면이 축소되도록 변경될 수 있다. 이로 인해 블로바이 가스는 유동 경로 통과시 더 가속화되고, 중공 바디의 중공 챔버 내의 저압은 실질적으로 유지된다.
분리된 오일 및/또는 오일과 분리된 블로바이 가스를 배출하기 위해, 중공 바디에는 재킷 측에 하나 이상의 배출구가 배치될 수 있고, 이 경우 중공 바디의 중공 챔버 내에 배치되고, 배출구 후방에 배치된 유동 안내 부재에 의해 축방향으로 중공 바디를 통해 흐르는, 오일과 분리된 가스는 방사방향 배출구(들)을 향해 외부로 편향된다. 유동 방향으로 중공 바디의 내벽을 따라 흐르는 분리된 오일은 유동 방향으로 볼 때 가스를 위한 재킷측 배출구 앞에 배치된 재킷측 오일 배출구를 통해 중공 바디로부터 밖으로 안내된다. 또한, 배출구들은 축방향 단부에도 유입구에 마주 놓이게 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 와류 발생기에 바이패스 채널이 통합된다. 바이패스 채널은 와류 발생기를 관통하는 양측이 개방된 축방향 관통 보어에 의해 형성될 수 있다. 바이패스 보어는 통합된 바이패스 밸브에 의해 압력 의존적으로 개방될 수 있다. 바람직한 실시예에 따라, 본 발명에 따라 제공된 단부측 유입구 외에 적어도 하나의 재킷측 유입구가 제공되는 경우에, 이러한 상이한 유입구들과 관련해서 기능 분배가 이루어질 수 있다. 즉, 예컨대 적어도 재킷측 개구는 와류 발생기의 유동 경로 내로 통하는 한편, 단부측 유입구는 바이패스 밸브에 할당되는 것이 가능하다. 이러한 실시예와 관련해서, 와류 발생기를 위한 재킷측 유입구는 방사방향 유입으로 인해 소정의 와류가 발생될 수 있는 장점을 제공하고, 상기 와류는 유동 법칙의 나선형 구조로 인해 강화된다. 그와 달리 단부측 유입구를 통해 바이패스 밸브는 스프링의 힘에 대항해서 직접 축방향으로 이동될 수 있고, 이 경우 바이패스 보어를 통해 흐르는 블로바이 가스도 와류 발생기의 단부에서 바람직하게, 하류에 배치된 오일 분리 링을 통해 안내되도록 편향된다.
본 발명의 다른 양상은 분리 성능의 개선에 관한 것으로, 이 경우 특히 작은 체적 유량과 높은 체적 유량에 대한 가변적 조정이 가능해진다. 이를 위해 다양한 실시예에서 와류 발생기는 유입구로부터 밀려 들어온 유입측에 차단 장치를 포함하고, 상기 차단 장치는 나선형 경로들 사이에 형성된 적어도 하나의 유동 경로를 개방하고 폐쇄할 수 있다. 차단 장치는 특히 간단하게 압력 제어식으로 작동될 수 있고, 이 경우 와류 발생기와 오일 분리 링 사이에 제 1 압력이 존재하고, 와류 발생기의 유입측에는 제 2 압력이 존재하고, 적어도 하나의 유동 경로는 제 2 압력과 제 1 압력 사이의 압력차에 의존하여 개방되거나 또는 폐쇄된다.
따라서 와류 발생기의 유입측과 배출측 사이의 압력차에 의존하여, 즉 체적 유량에 의존하여 전환될 수 있는 통합된 오일 분리 장치 또는 와류 발생기 형태의 오일 분리 장치의 제 1 단계가 설명된다. 상이한 체적 유량 및 발생하는 압력차에 대한 절충을 제공하는 형상 대신, 블로바이 가스의 체적 유량의 넓은 범위에 관한 전술한 바람직한 실시예는 동시에 압력 손실의 제한적 증가와 양호한 분리 성능을 가능하게 한다.
와류 발생기의 기능에서, 효과적인 오일 분리에 필요한 원심력을 형성하기 위해 소정의 유동 속도 및 상응하게 소정의 압력차가 제공되는 것이 고려될 수 있다. 블로바이 가스의 체적 유량이 적을 때 소정의 압력을 유지하기 위해, 전술한 바람직한 실시예에 따라, 다수의 유동 경로들 중 하나에 대한 통로만 개방됨으로써 작은 유동 횡단면이 제공될 수 있다. 유동 경로들 중 하나에 의한 분리는 체적 유량이 작을 때 나타나는 압력차 및 상응하는 유동 속도로 최적화될 수 있다.
체적 유량의 증가시 과도한 압력 손실을 방지하기 위해, 압력 의존적으로 작동되는 차단 장치에 의해 유동 횡단면이 확장되고, 이로써 나선형 경로들 사이의 다른 하나의 유동 경로 또는 다수의 유동 경로들이 개방된다. 따라서, 바람직하게 적어도 유동 경로들 중 하나에 대한 통로는 사전 설정된 압력차에 미치지 못할 때 폐쇄되고, 사전 설정된 압력차의 초과시 차단 장치에 의해 개방된다.
와류 발생기가 적어도 3개의 나선형 경로 및 상응하게 3개의 유동 경로들을 포함하는 실시예가 바람직하고, 이 경우 제 2 및 제 3 유동 경로는 압력차가 커질수록 순차적으로 차단 장치 앞에서 개방된다.
이어서 계속 설명되는 바와 같이, 차단 장치는 슬라이드, 볼트 또는 이와 유사한 것으로 구현될 수 있고, 이 경우 차단 장치는 유효한 압력차에 의해 예컨대 스프링의 힘에 대항해서 조절된다. 특히, 다른 유동 경로들의 순차적 개방시 상응하는 통로들은 부분적으로만 개방될 수 있고, 추가 행정시에만 완전히 개방될 수 있다. 일반적으로, 압력차가 큰 경우에 차단 장치의 단부 위치에서 모든 유동 경로들이 개방되므로, 오일 분리를 위한 최대 횡단면이 제공될 수 있다.
체적 유량이 작을 때 이미 블로바이 가스로부터 오일 분리가 이루어지기 때문에, 제 1 유동 경로에 대한 통로는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 항상 완전히 폐쇄되지 않는다. 본 발명과 관련해서, 압력차가 작을 때 제 1 유동 경로에 대한 통로는 차단 장치의 제 1 단부 위치에서 완전히 개방되거나, 또는 특히 체적 유량이 작고 또는 압력차가 증가할 때 유동 횡단면을 더 축소하기 위해 차단 장치에 의해 일부가 커버되어 부분적으로 폐쇄된다.
예를 들어 내연기관의 부하가 심하거나 또는 내연기관의 결함시 발생할 수 있는 블로바이 가스의 상당히 큰 체적 유량을 배출할 수 있도록 하기 위해, 나선형 경로들 사이에 형성된 유동 경로와 무관하게 전술한 바이패스 채널 형태의 다른 유동 경로가 제공될 수도 있고, 상기 다른 유동 경로는 나선형 경로들에 의해 제한된 유동 경로들에 대해 평행하게 연장되고, 유입측에 전술한 바이패스 밸브를 포함한다.
와류 발생기의 유입측과 배출측 사이의 압력차에 따라 차단 장치가 조절됨으로써, 차단 장치의 한 측면에는 제 1 압력이 작용하고, 차단 장치의 다른 측면에는 제 2 압력이 작용한다. 특히 이를 위해 와류 발생기의 바이패스 채널이 제공될 수 있고, 상기 바이패스 채널은 차단 장치의 한 측면을 와류 발생기와 오일 분리 링 사이의 챔버에 연결한다.
와류 발생기와 차단 장치의 다른 실시예를 위해 본 발명과 관련해서 여러 방법이 제공된다. 즉, 차단 장치는 유입측을 향해 개방된 와류 발생기의 수용 챔버 내에 배치될 수 있고, 이 경우 유동 경로들은 각각 개구를 통해 수용 챔버에 연결된다. 수용 챔버 내에서 차단 장치가 길이방향으로 이동됨으로써, 개구들은 개별 유동 경로들을 향해 차례로 개방되고, 이 경우 전술한 바와 같이 바람직하게 제 1 유동 경로는 차단 장치의 각각의 위치에서 바람직하게 적어도 완전히 폐쇄되지 않는다.
개별적인 개구들을 개방하기 위해, 기본적으로 다양한 조치들이 가능하다. 즉, 수용 챔버 내로 통하는 개구들은 예를 들어 수용 챔버의 둘레선을 따라 배치될 수 있고, 이 경우 차단 장치는 유입측을 향한 단부에 개별 개구들에 할당된 상이한 깊이의 리세스들을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 다양한 유동 경로들을 위한 개구들이 길이방향으로 서로 오프셋되어 배치되고, 이 경우 차단 장치는 간단한 내부 볼트로서 구현된다. 이러한 실시예는 특히 간단한 구조를 특징으로 하고, 이 경우 와류 발생기에 차단 장치를 통합함으로써 조립 공간이 최소화될 수 있다. 차단 장치를 길이방향으로 이동 가능한 내부 볼트로서 형성함으로써, 간단히 3개 이상의 유동 경로들이 개방 및 폐쇄될 수 있고, 이 경우 내부 볼트는 바이패스 밸브의 간단한 통합도 가능하게 한다.
내부 볼트의 이동은 일반적으로 스토퍼들에 의해 제한되고, 이로써 동시에 내부 볼트가 빠져나가는 것이 방지된다. 스토퍼들은 예를 들어 수용 챔버 내부의 스탭, 링, 스크루 또는 이와 유사한 것으로 형성될 수 있다. 중공 바디의 제조시 내부 볼트가 와류 발생기의 유입측부터 장착되는 경우에, 볼트의 이동 범위는 배출측을 향해서는 스탭에 의해 제한될 수 있고, 유입측을 향해서는 링 또는 스크루 형태의 별도의 부재에 의해 제한될 수 있다.
전술한 바와 같이 차단 장치를 내부 볼트로서 형성시, 한편으로는 내부 볼트의 영구적인 이동을 가능하게 하고 다른 한편으로는 수용 챔버에 대한 볼트의 충분한 밀봉을 보장하는 정확한 끼워 맞춤이 이행되어야 한다.
전술한 바람직한 실시예에 따라, 한편으로는 차단 장치에 제 2 압력을 가하고, 다른 한편으로는 블로바이 가스를 와류 발생기로 안내하기 위해, 중공 바디는 단부측 유입구만을 포함해야 하는 한편, 대안 실시예에 따라 중공 바디는 단부측 유입구 외에 추가로 방사방향 개구를 포함할 수 있고, 상기 방사방향 개구는 나선형 경로들 사이에 형성된 유동 경로들 중 하나의 유동 경로에 직접 할당되고, 이 경우 차단 장치는 개별 유동 경로 내로 블로바이 가스의 직접적인 유입을 압력에 따라 제어하기 위해, 슬라이딩 슬리브로서 형성된다. 슬라이딩 슬리브로서 형성된 차단 장치에 유입측의 제 2 압력을 가하기 위해, 단부측 유입구가 제공된다.
전술한 바와 같이 차단 장치를 슬라이딩 슬리브로서 형성시, 상기 슬라이딩 슬리브는 바람직하게 와류 발생기에 상대 회전 불가능하게 배치되고, 관통 홀들을 포함하고, 상기 관통 홀들은 중공 바디의 방사방향 개구들에 할당되므로, 개별 유동 경로들은 압력차에 따라 순차적으로 개방될 수 있다. 특히, 중공 바디의 방사방향 개구들은 보어 형태를 가질 수 있고, 중공 바디의 둘레를 따라 배치될 수 있고, 이 경우 슬라이딩 슬리브의 관통 홀들의 적어도 일부는 중공 바디의 길이방향으로 연장된 긴 홀의 형태를 갖는다. 둘레를 따라 방사방향 개구들의 배치시, 와류 발생기의 모든 유동 경로들이 오일 분리에 이용될 수 있는 동일한 길이를 가질 수 있는 장점이 제공된다.
또한, 차단 장치를 슬라이딩 슬리브로서 형성시 특히 간단하게 스프링에 의한 힘 지지가 이루어질 수 있고, 이 경우 슬라이딩 슬리브는 바이패스 밸브의 통합을 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 대상은 전술한 중공 바디를 포함하는 실린더 헤드 커버이다. 중공 바디는 커버 내측면에 배치될 수 있고, 특히 장착된 상태에서 실린더 헤드 커버에 의해 커버된 캠 샤프트에 대해 평행하게 연장된다. 2개의 개별적으로 또는 조합되어 제공된 조치들에 의해 조립 공간이 감소될 수 있다.
정화될 블로바이 가스는 단부측 유입구 및/또는 다른 유입구를 통해 중공 바디 내로 유입된다. 이때 오일이 회전하는 캠 샤프트로부터 직접 상기 개구들 내로 원심 분리되는 것을 저지하기 위해, 배플판(baffle plate) 또는 블라인드와 같은 부재들이 사용될 수 있고, 상기 부재들은 단부측 유입구 및/또는 다른 개구들 사이의 직접적인 가시선을 커버한다.
실린더 헤드 커버는 커버 바디를 포함하고, 상기 커버 바디는 엔진 블록의 적어도 하나의 캠 샤프트를 커버한다. 본 발명에 따른 중공 바디는 별도의 부분으로서 제조될 수 있고, 커버 바디에 고정될 수 있다. 또한, 중공 바디가 커버 바디의 섹션과 일체형으로 제조되는 방법도 있다. 또한, 본 발명에 따른 중공 바디는 한편으로는 커버 바디에 의해 다른 한편으로는 별도의 부분에 의해 형성되는 것이 고려될 수도 있다. 이러한 별도의 부분과 커버 바디의 상응하는 섹션은 예를 들어 하프 셸의 형태에 따라 결합될 수 있다.
본 발명은 하기에서 실시예만을 도시한 도면을 참고로 도시된다.
도 1은 가능한 실시예에서 통합된 오일 분리 장치를 포함하는 본 발명에 따른 중공 바디의 종단면도.
도 2는 절단선 A-A를 따라 도시한 도 1에 따른 중공 바디의 횡단면도.
도 3은 가능한 실시예에서 중공 바디에 통합될 와류 발생기의 개략도.
도 4a 내지 도 4g는 여러 다양한 가능한 실시예에서 오일 분리 링을 도시한 도면.
도 5는 바이패스 채널을 가진 통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디의 횡단면도.
도 6 및 도 7은 축방향으로 이동 가능한 나선형 경로(섹션)을 포함하는 통합된 와류 바디를 구비한 중공 바디의 일부를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 중공 바디의 대안적인 실시예를 도시한 도면.
도 9는 도 8에 따른 와류 발생기의 사시도.
도 10a 및 도 10b는 차단 장치의 편향된 작동 위치들에 의해, 도 8에 도시된 중공 바디의 부분을 도시한 도면.
도 11은 차단 장치의 대안 실시예를 도시한 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 차단 장치를 포함하는 중공 바디의 대안 실시예를 도시한 단면도.
도 13은 도 12에 도시된 중공 바디의 절반 섹션을 도시한 부분도.
도 14a 내지 도 14c는 도 11에 도시된 차단 장치의 다양한 작동 위치들에 의해, 도 13과 달리 120°회전된 관점에서 도 12에 도시된 중공 바디의 절반 섹션을 도시한 부분도.
도 15a 내지 도 15c는 블로바이 가스의 분리를 위한 중공 바디를 포함하는 실린더 헤드 커버의 도 15a의 라인 A-A를 따른 종단면도 및 도 15b의 B-B를 따른 횡단면도.
도 16은 실린더 헤드 커버의 대안 실시예를 도시한 종단면도.
도 1에는 통합된 오일 분리 장치를 구비한 본 발명에 따른 중공 바디(2)가 개략적으로 도시된다. 오일 분리 장치는 중공 챔버(3)를 가진 중공 바디(2), 중공 챔버(3) 내에 배치된 와류 발생기(4), 오일 분리 링(5), 오일 배출 채널(6) 및 가스 배출 채널(7)에 의해 형성된다. 중공 바디(2)는 단부측 유입구(9)를 포함한다. 오일과 분리되는 블로바이 가스는 단부측 유입구(9)를 통해 중공 챔버(3) 내로 흐른다. 와류 발생기(4) 내로 작용하는 원심력으로 인해 블로바이 가스의 더 무거운 오일 입자는 중공 챔버(3)의 내벽(2a)에 수집되어 거기에서 오일막으로서 분리된다.
유입구(9) 하류에 배치되고 제 1 분리 단계로서 작용하는 와류 발생기(4)는 실질적으로 나선형으로 형성되고, 이 경우 광범위하게 적어도 하나의 나선형 경로(S1, S2)를 갖는다. 와류 발생기(4)의 바디와 중공 바디(2)의 내벽(2a) 사이의 나선형 경로(S1, S2)에 의해 유입된 오일 혼합 가스(오일 미스트, 블로바이 가스)를 안내하기 위한 유동 경로(SW1, SW2)가 형성된다. 와류 발생기(4)는 중공 챔버(3)의 내벽(2a)과 함께 나선형 유동 경로를 형성하고, 이 경우 나선형 경로 또는 나선형 경로들(S1, S2)의 피치는 길이에 걸쳐 변동될 수 있다 - 특히 유동 방향으로 감소한다. 피치에 의해 와류 발생기(4)의 유동 경로(SW1, SW2)의 유동 횡단면도 직접적으로 영향을 받을 수 있고, 따라서 유동 경로(SW1, SW2) 내의 유동 속도도 영향을 받을 수 있다. 예를 들어 유동 횡단면(A)의 감소는 해당하는 유동 횡단면에서 유동 속도의 증가를 야기한다.
특히 도 3에 도시된 바와 같이, 와류 발생기(4)는 적어도 부분적으로 다른 나선형 경로(S2)를 포함할 수 있다. 제 2 나선형 경로(S2)는 도시된 실시예에서 전체(360°에 걸쳐 연장된) 와인딩의 대략 절반에 걸쳐 연장된다. 상기 제 1 나선형 경로의 형상은 제 2 나선형 경로(S1)의 형상과 비슷하게(동일한 방향으로) 형성되고, 그 축방향 시작점과 관련해서 유동 방향으로(전방으로) 오프셋 되어 - 특히 절반의 나선형 경로의 길이만큼 오프셋 되어 배치된다. 이로써 특히 나선형 경로의 시작 부분에 적어도 부분적으로 평행하게 연장되고 가능한 작은 유동 저항을 갖는 2개의 유동 경로들(SW1, SW2)이 형성될 수 있다.
유입구(9)를 통해 중공 챔버(3) 내로 유입되는 블로바이 가스에 와류 발생기(4)에 의해 와류가 발생되고, 이로써 블로바이 가스 내의 부유 오일에 더 큰 원심력이 작용한다. 유동을 따를 수 없는 오일 입자(방울 및/또는 고체 입자)는 중공 챔버(3)의 내벽(2a)에 오일막으로서 분리된다. 와류 발생기(4)에 의해 발생된 원심력은, 더 작은 질량의 오일 입자도 분리될 수 있을 정도의 크기이다. 오일막은 유동에 의해 더 하류로 이동된다.
와류 발생기(4)는 블로바이 가스에 와류를 형성하고, 이로써 중공 바디(2)의 축과의 방사방향 간격이 커질수록, 오일 미스트 내의 부유 오일 입자의 양과 질량은 증가한다. 와류 발생기(4)의 하류에 배치되고 제 2 오일 분리 단계를 형성하는 오일 분리 링(5)은 재킷측의 중공 챔버 영역에서 오일 입자가 농후한 가스 유동 내에 직접 배치된다. 오일 분리 링(5)의 원주는 부분적으로 중공 챔버(3)의 내벽(2a)에 지지된다. 바람직하게, 축방향으로 연장된 리세스들(5a)이 오일 분리 링(5)의 원주에 걸쳐 분포 배치되고, 이로써 오일 분리 링(5)은 그 전체 원주에 걸쳐 중공 챔버(3)의 내벽(2a)에 접촉하지 않고, 분리된 오일 또는 내벽(2a)에서 유동하는 오일막은 오일 배출 채널(6)을 향해 흐를 수 있다.
도 4a 내지 도 4g에 따른 실시예에서, 오일 분리 링(5)의 다양한 바람직한 형상들이 도시된다. 오일 분리 링(5)은 각각의 실시예에서 내벽의 영역 내의 유동을 위한 배플판 형태의 중요한 유동 배리어이다. 블로바이 가스 내의 부유 오일 입자는 오일 분리 링(5)에서 신속한 방향 전환을 따를 수 없고, 오일 분리 링(5)의 단부면에 충돌하여 오일 미스트로부터 분리될 수 있다. 와류 발생기(4)처럼 오일 분리 링(5)도 선행기술에 공지된 재료 결합 방식, 형상 끼워 맞춤 결합 방식 또는 비형상 끼워 맞춤 결합 방식에 의해 중공 바디(2)의 중공 챔버(3) 내의 소정의 위치에 고정된다.
도 4a에 따라 오일 분리 링(5)은 간단한 실시예에서 중실의 원형 배플판(원형 배플판)으로서 구현된다.
도 4b에서 도 4a에 따른 오일 분리 링에 다수의 홀 또는 홀의 열이 제공된다. 이러한 실시예에서 회전 오프셋 되어 나란히 배치되고 연결 부재(5b)를 통해 결합되는 동일한 다수의 원형 링 디스크들을 배치함으로써, 서로 결합된 중공 챔버들의 시스템이 형성될 수 있으므로, 오일 분리 링(5)을 관통하는, 중공 챔버들의 래버린스(labyrinth)가 형성된다. 또한, 오일 분리 링(5)의 단부면은 또한 배플판인 반면, 래버린스는 배플판 및 편향 부재들의 조합이다. 이러한 배플판 및 편향 부재에 의해 더 가벼운 오일 입자도 오일 미스트로부터 분리되므로, 오일 분리 링(5) 하류의 오일 미스트는 정화된 가스로 볼 수 있다. 오일 분리 링(5)의 전술한 실시예들을 위한 재료는 예를 들어 다공성 플라스틱 또는 소결 재료일 수 있다. 바람직하게 오일 분리 링(5)은 플라스틱 망상 조직 또는 금속 망상 조직을 포함하고(도 4c), 상기 망상 조직은 다수의 중공 챔버 및 래버린스를 형성하고, 이 경우 오일 분리 링(5)은 바람직하게 중공 실린더형 지지 링(T)을 포함하고(도 4d), 상기 지지 링은 망상 조직을 지지하고 중공 챔버(3) 내에서 망상 조직을 고정하는데 이용된다.
어떠한 경우에도 오일 분리 링(5)의 전체 원주가 내벽(2a)에 접촉하지 않는다. 오히려 오일 분리 링(5)은 상응하는 넓은 리세스(5a)를 포함하므로, 분리된 오일은 오일막으로서 중공 챔버(3)의 내벽(2a)을 따라, 오일 분리 링(5)의 넓은 재킷면 내의 리세스를 통해 흐를 수 있다.
도 4e 내지 도 4f에 도시된, 오일 분리 링(5)의 다른 실시예에서, 유동 방향으로 볼 때, 소결 재료, 플라스틱 망상 조직 또는 금속 망상 조직 및/또는 홀이 있는 박판 링 하류에 폐쇄된 링(50; 폐쇄 링)이 배치되고, 상기 링은 방사방향 외부로 향한 넓은 바 영역(50a)(중공 챔버(3) 내에서 방사방향 지지를 위한 지지 바)을 포함한다. 소결 재료, 망상 조직 및/또는 홀이 있는 박판 링을 지지하는 지지 링(T)은 오일 분리 링에서 이미 분리된 오일이 중공 바디의 중앙을 향해 휩쓸려 가는 것을 저지한다. 폐쇄된 링(50)은 유동에 대한 다른 배플판을 형성하고, 오일 분리 링(5)의 래버린스와 같은 분리 영역 내로 관류하는 가스 유동에 중공 바디(2)의 내벽(2a)을 향해 방사방향 외부로 이동할 가능성만을 제공한다.
항상 오일 미스트가 오일 분리 링(5)에 유입되거나 또는 오일 분리 링을 관류하므로, 오일 입자는 상기 오일 분리 링에서 분리되어 중공 챔버(3)의 내벽에 (제 1 오일 분리 단계 "와류 발생기"에 의해) 이미 제공된 오일 막으로 흘러들어간다. 바람직한 실시예에 따른 중공 바디(2)가 회전하는 또는 회전 가능하게 지지되는 바디로서 형성되지 않는 경우에, 샤프트 바디의 경사진 장착 위치에 의해(목적: 중력과 경사에 의한 배출) 또는 정화된 가스 유동의 특수한 가이드와 같은 다른 적절한 조치에 의해(목적: 분리된 오일을 "휩쓸어감") 분리되는 오일의 배출이 이루어질 수 있다.
와류 발생기(4) 하류에 배치된 추가의 오일 분리기는 링으로서 형성되기 때문에, 가스 유동을 위해 항상 최저 유동 횡단면(링의 내부 횡단면)이 제공된다. 따라서 오일 분리 장치는 동결 또는 막힘에 의한 기능 상실에 대해 효과적으로 확실하게 방지된다.
오일 분리 링(5) 하류에, 예를 들어 중공 바디(2)의 단부에 오일 배출 채널(6)과 가스 배출 채널(7)이 배치된다(도 1). 오일 배출 채널(6)과 가스 배출 채널(7)은 예를 들어 단부측으로 중공 바디(2)에 연결된다. 정화된 가스는 중공 바디(2)의 축 근처에서만 유동하기 때문에, 가스 배출 채널(7) 또는 상기 채널의 배출구도 중공 바디(2)의 축 근처에 배치되고, 따라서 가스 배출 채널(7)은 정화된 가스만 수용하여 배출한다. 횡단면으로 볼 때 T형상의 침액 파이프(12)의 중앙 레그는 단부측이 개방된 중공 바디(2) 내로 돌출하여 중앙에서 가스 배출 채널(7)을 형성하고, 가장자리 측에서는 중공 바디(2)의 벽과 함께 오일 배출 채널(6)을 형성한다. 중공 바디(2)의 내부에서, 중공 바디(2) 내로 돌출한 중앙 침액 파이프(12)의 벽은 규정된 축방향 간격을 유지하면서 오일 분리 링(5)의 내경과 (또는 상기 오일 분리 링의 원형 링 형태의 내벽) 동일 평면으로 놓이므로, 오일 배출 채널(6)의 시작부와 오일 분리 링(5) 사이에 유동 안정된 영역(11)이 형성되고, 상기 영역에서 스쳐 지나가는 정화된 가스에 의해 거의 영향을 받지 않고 분리된 오일 또는 오일막을 배출할 수 있다. 분리된 오일 또는 오일막의 배출은 오일 분리 장치의 개선예에서 중공 바디(2)의 단부에 있는 내부 챔퍼에 의해 지원된다. 챔퍼의 각도는, 엔진의 장착 위치를 고려하여 엔진의 정지시에도 분리 후에 오일의 독립적인 배출이 이루어질 수 있도록 선택되어야 한다.
도 5에 도시된 오일 분리 장치의 개선예에 따라, 와류 발생기(4)에 축방향으로 바이패스 채널(21)이 연장되고, 상기 채널은 바이패스 밸브(22)에 의해 개방될 수 있으므로, 블로바이 가스에는 추가의 유동 횡단면을 개방할 수 있고, 중공 바디(2) 내에서 적절한 압력 조절이 보장될 수 있다. 바이패스 채널(21)은 (유동 방향으로 볼 때) 와류 발생기(4)의 단부 영역에서 바람직하게 와류 발생기(4)의 길이방향 축에 대해 바람직하게 0°내지 110°의 각도로(특히 약 90°) 중공 챔버(3) 내로 이어진다. 바이패스 채널(21)이 중공 바디(2)의 중공 챔버(3) 내로 이어지는 배출 각도는 바람직하게, 바이패스 채널(21)로부터 배출되는 블로바이 가스가 유동 방향으로 볼 때 하류에 배치된 오일 분리 링(5)에 제공되도록(유입 또는 관류) 정해지므로, 상기 오일 분리 링에서 가능한 효율적인 오일 분리가 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 바이패스 채널(21)의 배출 영역은, 상기 채널의 배출구(또는 배출 채널 섹션)의 중심축이 와류 발생기(4)의 길이방향 축에 대해 약 90°각도로 연장되도록 형성된다. 와류 발생기(4)는, 중공 바디(2)의 중공 챔버(3)를 압력에 의해 분리되고 바이패스 밸브(22)에 의해 연결될 수 있는 2개의 압력 영역으로 분할하도록 형성된다. 가스 배출 채널(7)을 통해 연결되고 중공 바디(2)의 중공 챔버(3) 내에 저압을 형성하는 펌프(P)에 의해 너무 강한 압력이 형성되거나 또는 중공 바디의 외부 영역에서 블로바이 가스의 압력이 너무 큰 경우에, 바이패스 밸브(22)를 개방하고 블로바이 가스를 위해 바이패스 채널(21)을 개방한다. 이로 인해 와류 발생기(4)에 의한 압력 강하는 체적 유량에 따라 거의 일정하게 지속될 수 있고, 와류 발생기(4)는 정해진 효율로 작동될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 개선예에 따라, 적어도 하나의 나선형 경로(S1, S2)는 적어도 부분적으로 축방향으로 와류 발생기(4)의 베이스 바디 상에서 또는 베이스 바디에서 이동 가능하게 지지되도록 형성된다. 특히, 적어도 하나의 나선형 경로(S1, S2)(또는 나선형 경로의 벽)는 적어도 부분적으로 와류 발생기(4)의 베이스 바디 상에서 또는 베이스 바디에서 이동 가능하므로, 나선형 유동 경로의 횡단면은 능동적으로 변동/조절될 수 있다. 이러한 능동적인 조절은 예를 들어 블로바이 가스의 가스 유동에 의해 이루어질 수 있다. 이를 위해 벽(또는 상응하는 나선형 경로(섹션))은 와류 발생기(4)의 베이스 바디를 따라 또는 베이스 바디 위에서 길이방향으로 이동 가능하게 상기 와류 발생기에 지지된다. 예정된 힘(예를 들어 ((복귀) 스프링에 의한)에 의해 이동 가능한 나선형 경로(섹션)는, 관류하는 블로바이 가스에 의해 스프링력보다 큰 유동력이 형성될 때까지 그리고 나선형 경로(섹션)가 유동 압력에 따라 유동 방향으로 볼 때 축방향으로 상류로 이동될 때까지, 정해진 위치에서 지지된다. 대안으로서 또는 추가로 축방향 조절은 수동으로 또는 자동으로 정해진 제어 파라미터에 의존하여 이루어질 수 있다. 이동 가능하게 지지된 나선형 경로(섹션)는 점으로 채워져 도시되고, 이 경우 도 7에는 도 6과는 다른 이동 가능한 나선형 경로(섹션)의 작동 위치가 도시되고, 상기 작동 위치에서 상기 나선형 경로는 유동 방향으로 볼 때 거리 x 만큼 이동된다.
도 8은 중공 바디(2)의 대안 실시예를 도시하고, 이 경우 와류 발생기는 2개의 나선형 경로들(S1, S2, S3) 및 상응하게 3개의 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)을 포함한다.
와류 발생기(4)의 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)은 전술한 바와 같이, 블로바이 가스로부터 오일을 분리하기 위해 제공되고, 이 경우 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)의 감소된 폭으로 인해 그리고 나선형 경로들(S1, S2, S3)의 감소된 피치로 인해 유동 경로들(SW1, SW2, SW3) 내의 유동 속도는 와류 발생기(4)의 유입측(24)에서부터 증가하므로, 블로바이 가스에 포함된 오일은 발생된 원심력에 의해 외부로 원심 분리되어, 중공 바디(2)의 내벽(2a)에서 분리된다. 효율적인 분리를 보장하기 위해, 블로바이 가스의 소정의 유동 속도가 제공되어야 한다. 유동 속도는 실질적으로 와류 발생기(4)의 유입측(24)에서 작용하는 압력(p2) 및 와류 발생기(4)와 오일 분리 링(5) 사이의 중간 챔버에서 작용하는 제 1 압력(p1) 사이의 압력차(Δp)에 의해 결정된다.
블로바이 가스의 체적 유량이 작을 때 압력차(Δp) 및 유동 속도가 너무 낮아지는 것을 저지하기 위해, 오일 분리를 위해 제공된 유동 횡단면은 압력에 따라 변경된다.
도 8에 도시된 변형예에 따라, 내부 볼트 형태의 차단 장치(26)가 제공되고, 상기 차단 장치는 와류 발생기(4)의 유입측(24)으로 개방된 와류 발생기(4)의 수용 챔버(27) 내에 배치된다. 유입측(24)은 단부측 유입구(9)를 향한다.
도 8에 도시된 중공 바디(2)의 변형예의 기능은 차단 장치(26)를 상이한 작동 위치에서 도시한 도 8, 도 10a 및 도 10b의 유사한 관점에서 도시된다. 이 경우 도 8에서부터 도 10a를 거쳐 도 10b까지 압력차(Δp)는 증가한다. 도 8 및 도 9에 따라, 3개의 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)은 각각의 개구(32a, 32b, 32c)를 통해 수용 챔버(27)에 연결된다. 차단 장치(26)는 스프링(33)에 의해 제 1 단부 위치를 향해 가압되고, 이 경우 추가로 유입측(24)에서 작용하는 제 2 압력(p2) 과 제 1 압력(p1)은 와류 발생기(4)의 중앙 채널(34)에 의해 차단 장치(26)의 대향 배치된 측면에 작용한다.
도 8에 따라 블로바이 가스의 작은 체적 유량으로 인해 압력차(Δp)는, 스프링(33)에 의해 가해진 힘이 차단 장치(26)를 제 1 단부 위치에서 지지하기에 충분할 정도로 작다. 제 1 유동 경로(SW1)에 안내되는 개구(32a)는 항상 개방되는 한편, 차단 장치(26)의 제 1 단부 위치에서 제 2 및 제 3 유동 경로(SW2, SW3)에 안내되는 개구들(32b, 32c)는 차단 장치(26)에 의해 폐쇄된다.
블로바이 가스의 체적 유량이 증가할수록 유입측(24)의 제 2 압력(p2) 및 압력차(Δp)도 증가하므로, 차단 장치(26)는 스프링(33)의 힘에 대항해서 이동된다. 압력차(Δp)가 커질수록 도 10a 및 도 10b에 따라 순차적으로 먼저 제 2 유동 경로(SW2)에 안내되는 개구(32b)가 개방된 후에 제 3 유동 경로(SW3)에 안내되는 개구(32c)가 개방된다. 따라서 오일 분리를 위해 이용되는 유동 횡단면이 커지고, 이로써 압력차의 과도한 증가가 방지될 수 있고, 와류 발생기(4)는 오일 분리를 위한 최적의 범위에서 작동된다.
도 8, 도 10a 및 도 10b는 하나의 개구(32a), 2개의 개구들(32a, 32b) 또는 3개의 모든 개구들(32a, 32b, 32c)이 완전히 개방된 3개의 작동 위치들을 도시한다. 도시되지 않은 중간 위치에서, 제 2 유동 경로(SW2)에 안내되는 개구(32b) 또는 제 3 유동 경로(SW3)에 안내되는 개구(32c)가 부분적으로 개방되므로, 오일 분리에 효과적으로 이용되는 횡단면은 차단 장치(26)의 전체 경로에 걸쳐 균일하게 계속해서 변경된다.
최대 부하시 또는 작동 오류시 과압을 감소시키기 위해, 차단 장치(26)에 간단히 바이패스 밸브(21)가 통합되고, 상기 밸브는 유입측(24)부터 채널(34) 내로 통하고, 상기 채널은 바이패스 채널을 형성한다.
도 11 내지 도 13 및 도 14a 내지 도 14c는 본 발명에 따른 중공 바디(2)의 대안 실시예에 관한 것으로, 차단 장치(26')로서 슬라이딩 슬리브가 제공된다. 전술한 실시예에 따라 차단 장치(26)로서 내부 볼트가 와류 발생기(4) 내에 삽입되는 한편, 대안 실시예에 따라 차단 장치(26')로서 슬라이딩 슬리브가 제공되고, 상기 슬라이딩 슬리브의 슬리브 섹션은 중공 바디(2)의 내벽(2a)과 와류 발생기(4)의 개별 나선형 경로들(S1, S2, S3) 사이에 배치된다. 중공 바디(2)는 단부측 유입구(9) 외에 둘레를 따라 120°오프셋 되어 배치된 방사방향 개구들(35a, 35b, 35c)을 포함하고, 상기 개구들은 와류 발생기(4)의 각각의 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)중 하나에 할당된다. 도 8, 도 9, 도 10a 및 도 10b에 설명된 실시예에 따라, 제 2 및 제 3 유동 경로(SW2, SW3) 내로 통하는 방사방향 개구들(35b, 35c)은 작용하는 압력차(Δp)에 의존하여 개방 또는 폐쇄되는 한편, 제 1 유동 경로(SW1) 내로 통하는 방사방향 개구(35a)는 항상 개방되거나 또는 적어도 완전히 폐쇄되지 않는다.
둘레를 따라 균일하게 배치된 방사방향 개구들(35a, 35b, 35c)을 상이하게 개방하고 폐쇄할 수 있도록 또는 각각의 작동 위치에서 개방되어 유지될 수 있도록 하기 위해, 슬라이딩 슬리브로서 형성된 차단 장치(26')는 도 11에 따라 상이하게 형성된 관통 홀들(36a, 36b, 36c)을 포함한다. 제 1 유동 경로(SW1)와 상응하는 방사방향 개구(35a)에 할당된 관통 홀(36a)은, 제 1 유동 경로(SW1)의 연결부가 중공 바디(2)의 주변에 대해 항상 개방되도록 긴 홀로서 구현된다. 제 2 유동 경로(SW2) 및 상응하는 방사방향 개구(35b)에 할당된 관통 홀(36b)은 더 짧은 긴 홀로서 구현되므로, 작은 압력차(Δp)에서부터 제 2 유동 경로(SW2)가 먼저 폐쇄된다. 또한, 유동 경로(SW3) 및 상응하는 방사방향 개구(35c)에 할당된 관통 홀(36c)은 원형으로 형성되므로, 차단 장치(26')의 제 2 단부 위치에서 비로소 제 3 유동 경로(SW3)는 완전히 개방된다.
전술한 작동 위치들은 도 13, 도 14a, 도 14b 및 도 14c에 도시된다. 도 13의 절반 부분에서 제 1 유동 경로(SW1)와 제 3 유동 경로(SW3)에 할당된 관통 홀들(36a, 36b)이 도시된다. 도 14a는 길이방향 축을 중심으로 120°회전된 절반 부분에서 방사방향 개구들(35b, 35c)을 도시하고, 상기 개구들은 제 2 및 제 3 유동 경로(SW2, SW3) 내로 통한다. 도시된 제 1 단부 위치에서 제 1 유동 경로(SW1)에 대한 통로만 개방된다.
도 8, 도 9, 도 10a 및 도 10b에 도시된 실시예에서처럼, 차단 장치(26')는 먼저 스프링(33)에 의해 상기 위치에서 지지되고, 이 경우 와류 발생기(4) 내의 중앙 채널(34)에 의해 차단 장치(26')의 한 측면에 제 1 압력(p1)이 작용하고, 차단 장치(26')의 다른 측면에는 단부측 유입구(9)에 의해 유입측(24)을 지배하는 제 2 압력(p2)이 작용한다. 따라서, 압력차(Δp)가 커질 때 차단 장치(26')는 스프링(33)의 복귀력에 대항해서 이동되므로, 먼저 제 2 유동 경로(SW2)와 할당된 방사방향 개구(35b) 사이의 결합이 차단 장치(26')의 상응하는 관통 홀(36b)에 의해 릴리스 된다(도 14b). 압력차(Δp)가 더 커질 때, 차단 장치(26')는 최종적으로 제 2 단부 위치에 도달하고, 거기에서 모든 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)이 개방된다(도 14c).
슬라이딩 슬리브로서 형성된 차단 장치(26')를 길이방향으로 이동 가능하지만 상대 회전 불가능하게 와류 발생기(4) 상에서 고정하기 위해, 차단 장치(26')는 관통 홀들(36a, 36b, 36c) 사이에 길이방향 슬롯(37)을 포함하고, 상기 슬롯은 와류 발생기(4)의 상응하는 돌출부(38)와 함께 작용한다.
도 15a는 커버 바디(39)를 포함하는 실린더 헤드 커버를 도시하고, 상기 커버 바디는 엔진 블록에서 적어도 하나의 캠 샤프트(40)를 커버하기 위해 제공된다. 도 15b는 도 15a의 라인 A-A을 따른 종단면도를 도시하고, 이 경우 커버 바디(39)에 의해 커버된 캠 샤프트(40)도 도시된다. 또한, 블로바이 가스로부터 오일을 분리하기 위해 전술한 중공 바디(2)는 캠 샤프트에 대해 평행하게 그리고 측면으로 오프셋되어 커버 바디(39) 바로 아래에 배치됨으로써, 전체적으로 필요한 조립 공간이 최소화되는 것을 알 수 있다. 엔진의 밸브 영역에 형성되는 블로바이 가스는 단부측 유입구(9)를 통해 중공 바디 내에 도달하고, 이 경우 분리된 오일 및 정화된 블로바이 가스는 전술한 바와 같이 서로 별도로 배출될 수 있다. 도 15b 및 도 15c의 다양한 관점에서 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에 따라 한편으로는 커버 바디(39)가 그리고 다른 한편으로는 중공 바디(2)가 별도의 부분들로서 제조되고, 이 경우 중공 바디(2)는 예를 들어 스크루에 의해 커버 바디(39)에 고정될 수 있다.
대안으로서, 중공 바디(2)는 완전히 또는 부분적으로 커버 바디(39)의 섹션으로 형성될 수 있다. 도 16은 중공 바디(2)가 일체로 형성된 커버 바디(39)의 통합된 구성부로서 제조되는 상응하는 실시예를 도시한다. 캠 샤프트(40)에 의해 오일이 직접 유입구(9) 내로 원심 분리되는 것을 저지하기 위해, 캠 샤프트(40)와 유입구(9) 사이의 개방 가시선에 배플판 또는 블라인드 형태의 추가 부재들이 배치될 수 있고, 상기 부재들은 편의상 도면에 도시되지 않는다.
도 16에 자세히 도시된 바와 같이, 차단 장치(26, 26')를 포함하지 않는 실시예에서도 재킷측 방사방향 개구(35)의 배치가 바람직할 수도 있다. 따라서 정상 작동시 블로바이 가스는 재킷측 방사방향 개구(35)를 통해 할당된 유동 경로(SW)에 도달하는 한편, 단부측 유입구(9)는 바이패스 밸브(22)에 할당되고, 상기 밸브는 연결되는 바이패스 채널(21)을 압력에 의존하여 폐쇄한다.
2 중공 바디
2a 내벽
3 중공 챔버
4 와류 발생기
5 오일 분리 링
21 바이패스 채널

Claims (14)

  1. 적어도 부분적으로 중공 실린더로 형성되고 통합된 오일 분리 장치를 구비한 중공 바디(2)로서, 상기 중공 바디(2)의 중공 챔버(3) 내에 와류 발생기(4)가 배치되고, 상기 중공 바디(2)는 적어도 하나의 단부측 유입구(9)를 포함하고, 상기 유입구를 통해 상기 중공 챔버(3)에 오일과 혼합된 가스가 공급될 수 있고, 상기 중공 바디(2)는 분리된 오일을 배출하기 위한 그리고 오일과 분리된 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구를 포함하는 중공 바디에 있어서,
    상기 중공 챔버(3) 내에 그리고 유동 방향으로 볼 때 상기 와류 발생기(4) 하류에 오일 분리 링(5)이 배치되고,
    상기 오일 분리 링(5)의 외부 재킷면은 상기 중공 바디(2)의 내벽(2a)에 접촉하고, 적어도 하나의 축방향으로 연장된 리세스(5a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 와류 발생기(4)는 통합된 바이패스 채널(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 와류 발생기(4)는, 나선형 경로(S1, S2, S3)에 의해 상기 와류 발생기(4)의 바디와 상기 중공 바디(2)의 상기 내벽(2a) 사이에 유입된 오일 혼합된 가스를 안내하기 위한 유동 경로(SW1, SW2, SW3)가 형성되도록, 상기 중공 바디(2)의 축방향으로 연장되고 광범위하게 적어도 하나의 나선형 경로(S1, S2, S3)를 포함하는 바디로서 형성되는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 와류 발생기(4)의 상기 바디는, 적어도 부분적으로 평행하게 연장된 2개의 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)이 형성되도록, 적어도 부분적으로 제 2 나선형 경로(S2, S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 와류 발생기(4)와 상기 오일 분리 링(5) 사이에 제 1 압력(p1)이 존재하고, 상기 와류 발생기(4)의 유입측(24)에 제 2 압력(p2)이 존재하고, 이 경우 차단 장치(26)는 유입측(24)에서 나선형 경로들(S1, S2, S3) 사이에 형성된 적어도 하나의 유동 경로(SW1, SW2, SW3)를 제 2 압력(p2)과 제 1 압력(p1) 사이의 압력차(Δp)에 의존하여 개방 또는 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 유동 경로들(SW1, SW2, SW3) 중 적어도 하나의 유동 경로들에 대한 통로는 정해진 압력차(Δp0)보다 낮을 경우에 폐쇄되고, 정해진 압력차(Δp0)의 초과시 차단 장치(26, 26')에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 와류 발생기(4)는 적어도 3개의 나선형 경로들(S1, S2, S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 차단 장치(26, 26')는 상기 중공 바디(2)의 축을 따라 길이방향으로 이동 가능하게 안내되고 스프링(33)의 작용을 받는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 차단 장치(26)는 상기 유입측(24)을 향해 개방된, 상기 와류 발생기(4)의 수용 챔버(27) 내에 배치되고, 이 경우 상기 유동 경로들(SW1, SW2, SW3)은 각각 개구(32a, 32b, 32c)를 통해 상기 수용 챔버(27)에 연결되는 것을 특징으로 하는 중공 바디.
  11. 제 1 항에 따른 중공 바디(2)를 포함하는 실린더 헤드 커버.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 중공 바디(2)는 커버 내측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 커버.
  13. 제 11 항에 있어서, 장착된 상태에서 실린더 헤드 커버로 커버된 캠 샤프트(40)에 의해 오일이 직접 원심분리되는 것을 저지하는 적어도 하나의 부재가 상기 유입구(9) 앞에 제공되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 커버.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 중공 바디(2)는 장착된 상태에서 실린더 헤드 커버에 의해 커버된 캠 샤프트(40)에 대해 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 커버.
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