KR102049184B1 - 원심 분리기 구조물 및 조립체 - Google Patents

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Abstract

내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스를 정화하도록 구성된 원심 분리기 구조물(4)이 개시된다. 원심 분리기 구조물(4)은 고정 하우징(8) 내부에 배치된 중심축(22) 주위로 회전하도록 구성된 분리기 회전자(10)를 포함한다. 분리기 회전자(10)는 구동 장치의 샤프트에 연결되도록 구성된 액슬 부재(9)를 포함한다. 분리 디스크(20)의 스택(18)은 액슬 부재(9) 상에 지지된다. 액슬 부재는 원심 분리기 구조물(4)이 구동 장치(5)로부터 분리될 때 고정 하우징(8) 내부에서 저널 지지되지 않는다. 추가로, 원심 분리기 구조물(4) 및 구동 장치를 포함하는 조립체가 개시된다.

Description

원심 분리기 구조물 및 조립체
본 발명은 내연 기관으로부터 나오는 크랭크케이스 가스를 정화하기 위한 원심 분리기 구조물뿐 아니라, 내연 기관으로부터 나오는 크랭크케이스 가스를 정화하기 위한 원심 분리기 구조물을 포함하는 조립체에 관한 것이다.
내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스는 관련 연소 기관의 크랭크케이스로부터 배출된다. 크랭크케이스 가스는 처리되지 않은 형태로 대기로 환기되는 대신에 환경 친화적인 방식으로 처분될 수 있다. 특정 형태의 연소 기관의 경우에, 법률은 크랭크케이스 가스가 환경 친화적인 방식으로 처분될 것을 요구한다.
크랭크케이스 가스는 특히 블로우-바이(blow-by) 가스, 오일, 다른 액체 탄화수소, 그을음, 및 기타 고형 연소 잔류물을 포함할 수 있다. 크랭크케이스 가스를 적절하게 처분하기 위해, 가스는 오일, 그을음 및 기타 잔류물로부터 분리된다. 분리된 가스는 연소 기관의 공기 흡입구로 인도되거나 대기로 배출될 수 있으며, 오일은 경우에 따라서 오일로부터 그을음 및 기타 고형 잔류물을 제거하기 위한 오일 필터를 거쳐서 연소 기관의 오일 섬프(sump)로 복귀될 수 있다.
크랭크케이스 가스를 처분하기 위해 원심 분리기가 사용될 수 있다. 원심 분리기의 절두원추형 디스크 형태의 분리 디스크는 분리 디스크 사이에 작은 간격을 갖는 디스크 스택으로 배열된다. 크랭크케이스 가스는 회전하는 디스크 스택 내로 인도되고, 오일 및 그을음과 같은 크랭크케이스 가스의 무거운 성분은 분리 디스크의 내표면에 대해 강요되며 분리 디스크를 따라서 디스크 스택의 외주 쪽으로 이동함에 따라 액적을 형성한다. 액적은 원심 분리기의 하우징의 내벽 상에 던져지며 원심 분리기로부터 오일 유출구를 거쳐서 인출된다. 정화된 크랭크케이스 가스는 원심 분리기로부터 가스 유출구를 거쳐서 인출된다.
SE 519180호는 크랭크케이스 환기가 폐쇄된 내연 기관 내의 크랭크케이스 가스로부터 오일 및 입자를 제거하기 위한 원심 필터를 개시한다. 원심 필터는 그 회전자 액슬(axle)에 배열되는 다수의 절두원추형 디스크를 포함한다. 회전자 액슬은 원심 필터의 하우징 내의 베어링에 지지된다. 회전자 액슬 상에 풀리가 배열된다. 내연 기관의 크랭크샤프트는 벨트 회로를 거쳐서 원심 필터를 포함하는 다수의 보조 장치를 구동한다.
WO 2004/001201호는 가스 정화 분리기를 개시한다. 내연 기관에 의해 생성된 크랭크케이스 가스의 정화를 위해, 두 개의 축방향으로 분리된 베어링에 의해 하우징 내에 저널 지지되는(journaled) 원심 회전자가 사용된다. 원심 회전자의 회전자 보디는 다수의 원추형 분리 디스크를 포함한다. 원심 회전자는 원심 회전자와 일체로 배열되는 전기 모터에 의해 회전된다. 전기 모터는 고정자를 가지며, 이 고정자는 비회전 상태로 유지되고 원심 회전자의 회전을 위해 전류로 충전된다.
현대 자동차의 기관실에는 다양한 부품이 들어찬다. 따라서, 공간이 제한되며, 기관실 내에 더 많은 공간을 제공하는 것이 차량 산업에서의 일반적인 요구이다.
본 발명의 목적은 내연 기관으로부터 나오는 크랭크케이스 가스를 정화하기 위해 원심 분리기가 차지하는 체적을 감소시키는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 목적은 내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스를 정화하도록 구성된 원심 분리기 구조물에 의해 달성된다. 원심 분리기 구조물은 고정 하우징, 및 상기 고정 하우징의 내부에 배치된 중심축 주위로 회전하도록 구성된 분리기 회전자를 포함한다. 고정 하우징은 크랭크케이스 가스용 유입구, 가스 유출구, 및 액체 유출구를 포함한다. 분리기 회전자는 분리 디스크의 스택을 포함하며, 분리 디스크 스택의 각각의 분리 디스크는 절두원추형 형상을 갖는다. 분리기 회전자는 액슬 부재를 포함한다. 액슬 부재는 원심 분리기 구조물용 구동 장치의 샤프트에 연결되도록 구성된다. 분리 디스크 스택은 액슬 부재 상에 지지된다.
분리기 회전자는 액슬 부재를 포함하고, 분리 디스크 스택은 액슬 부재 상에 지지되며, 상기 액슬 부재는 원심 분리기 구조물용 구동 장치의 샤프트에 연결되도록 구성되기 때문에, 원심 분리기 구조물은 이용 가능한 회전 샤프트를 갖는 임의의 별도 구동 장치에 연결되도록 제공된다. 따라서, 분리기 회전자는 구동 장치와 함께 구동된다. 따라서, 원심 분리기 구조물은 구동 장치와 함께, 크랭크케이스 가스를 정화하기 위한 원심 분리기로서 작동 가능한 유닛을 형성한다. 따라서, 그 자체의 구동 수단을 갖는 원심 분리기를 위한 별도의 구동 수단에 요구되는 공간이 절약된다. 그 결과, 전술한 목적이 달성된다.
원심 분리기 구조물은 구동 장치에 부착되도록 구성된 별도 유닛이다. 고정 하우징은 크랭크케이스 가스의 정화를 위한 원심 분리기 구조물의 사용 중에 분리기 회전자에 대해 고정되어 있다. 본 명세서에서 크랭크케이스 가스의 정화라는 용어는 내연 기관의 크랭크케이스의 기체상 블로우-바이 가스로부터 액체 및 고체 잔류물의 분리에 관한 것이다.
실시예에 따르면, 액슬 부재는 원심 분리기 구조물이 구동 장치로부터 분리될 때 고정 하우징 내부에서 저널 지지되지 않을 수 있다. 따라서, 액슬 부재는 원심 분리기의 고정 하우징 내에 저널 지지되지 않을 수 있다. 대신에, 액슬 부재 및 분리기 회전자는 구동 장치의 베어링을 통해서 저널 지지될 수 있다. 달리 말해서, 액슬 부재와 분리기 회전자는 원심 분리기 구조물이 구동 장치에 연결되지 않으면 고정 하우징 내부에서 자유롭게 회전할 수 없다. 따라서 원심 분리기는 액슬 부재 및 분리기 회전자를 저널 지지하는 베어링이 없을 수 있다.
그러나, 액슬 부재 및 회전자는 예를 들어 베어링에 의해 원심 분리기 내에 저널 지지될 수도 있음을 알아야 한다.
실시예에 따르면, 액슬 부재는 구동 장치의 샤프트를 수용하도록 구성된 슬리브를 포함할 수 있다. 이런 식으로, 액슬 부재는 구동 장치의 샤프트 상에 쉽게 중심맞춤될 수 있다. 액슬 부재는 또한 구동 장치의 샤프트와 스플라인 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 액슬 부재는 스플라인 연결부를 갖는 중실 샤프트를 포함할 수 있다. 액슬 부재는 또한 구동 장치의 샤프트와 나사식 연결을 형성하도록 추가로 구성될 수 있다. 따라서, 액슬 부재는 나사식 연결부를 갖는 중실 샤프트를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 상기 목적은 본 명세서에 개시된 양태 및/또는 실시예 중 어느 하나에 따른 원심 분리기 구조물 및 상기 원심 분리기 구조물에 연결되는 구동 장치를 포함하는 조립체에 의해 달성된다. 원심 분리기 구조물의 액슬 부재는 구동 장치의 샤프트에 연결된다. 액슬 부재는 분리기 회전자가 구동 장치에 의해 고정 하우징 내에서 중심축 주위로 회전할 수 있도록 구동 장치의 샤프트에 의해 지지된다.
원심 분리기 구조물의 액슬 부재가 구동 장치의 샤프트에 연결되고 액슬 부재가 구동 장치의 샤프트에 의해 지지되기 때문에, 분리기 회전자는 구동 장치와 함께 구동된다. 따라서, 원심 분리기를 위한 별도 구동 수단에 의해 요구될 공간이 절약된다. 그 결과, 전술한 목적이 달성된다.
구동 장치는 원심 분리기 구조물의 분리기 회전자와 원심 분리기 이외의 하나 이상의 유닛을 회전시키도록 구성될 수 있다. 따라서 구동 장치의 샤프트는 토크를 원심 분리기 구조물의 분리기 회전자에 전달하고 원심 회전자 이외의 하나 이상의 유닛에 전달하도록 구성될 수 있다. 따라서 구동 장치는 원심 분리기 및 다른 유닛을 둘 다 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 다시 말해서, 동일한 샤프트가 원심 회전자 및 다른 유닛을 회전시키기 위해 사용되도록 구동 장치에 의해 다른 유닛, 즉 원심 분리기와 다른 유닛 내에서 회전되도록 배치되는 샤프트 또한 액슬 부재에 연결된다. 구동 장치는 예를 들어 발전기, 워터 펌프, 연소 기관의 벨트 회로의 휠 또는 엔진일 수 있다.
조립체에서, 원심 분리기 구조물과 구동 장치의 각각에 의해 형성되는 두 개의 개별 유닛은 하나의 단일 유닛을 형성하도록 연결된다.
실시예에 따르면, 상기 구동 장치는 내연 기관의 발전기일 수 있으며, 상기 발전기는 고정자 및 상기 고정자 내부에서 회전하도록 구성된 발전기 회전자를 포함한다. 발전기 회전자는 발전기 회전자의 회전자 액슬을 형성하는 구동 장치의 샤프트를 포함할 수 있다. 회전자 액슬은 중심축을 따라서 연장될 수 있다.
그러나, 샤프트는 워터 펌프의 샤프트, 연소 기관의 벨트 회로의 휠에 대한 액슬 또는 캠 샤프트와 같은 다른 구동 장치의 샤프트일 수도 있다. 샤프트는 예를 들어 벨트 구동장치 또는 전기 모터를 이용한 직접 구동장치에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 추가 양태로서, 오염 물질을 함유하는 가스를 정화하기 위한 방법으로서,
- 상기 양태에 따른 조립체를 제공하는 단계,
- 오염 물질을 함유하는 가스를 원심 분리기의 유입구에 도입하는 단계, 및
- 정화된 가스를 원심 분리기의 가스 유출구를 통해서 배출하고 가스에서 분리된 오염 물질을 원심 분리기의 액체 유출구를 통해서 배출하는 단계를 포함하는 가스 정화 방법이 제공된다.
원심 분리기를 제공하는 단계는 또한 원심 분리기의 분리기 회전자를 회전시키는 단계를 포함한다.
실시예에서, 오염 물질을 함유하는 가스는 연소 기관의 크랭크케이스 가스이며 상기 오염 물질은 오일을 포함한다.
본 발명의 추가 특징 및 장점은 청구범위와 하기 상세한 설명을 검토할 때 명백해질 것이다.
본 발명의 특정한 특징 및 장점을 포함하는 본 발명의 다양한 양태는 하기 상세한 설명 및 첨부 도면에서 논의되는 예시적 실시예로부터 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 원심 분리기 구조물의 실시예의 도시도이다.
도 2는 실시예에 따른 조립체의 단면도이다.
도 3은 원심 분리기 구조물 및 발전기를 포함하는 조립체의 실시예의 도시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라서 취한 단면도이다.
이제 본 발명의 양태를 더 충실하게 설명할 것이다. 유사한 번호는 전체에 걸쳐서 유사한 요소를 지칭한다. 주지된 기능 또는 구조는 간명함을 위해 반드시 상세하게 설명되지 않을 것이다.
도 1은 원심 분리기 구조물(4)의 실시예를 도시한다. 원심 분리기 구조물(4)은 내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스를 정화하도록 구성된다. 원심 분리기 구조물(4)은 고정 하우징(8) 및 중심축(22) 주위로 회전하도록 구성된 분리기 회전자(10)를 포함한다. 분리기 회전자(10)는 고정 하우징(8) 내부에 배치된다. 고정 하우징은 크랭크케이스 가스용 유입구(12), 가스 유출구(14), 및 액체 유출구(16)를 포함한다. 분리기 회전자(10)는 분리 디스크(20)의 스택(18)을 포함한다. 분리 디스크(20)의 스택(18)의 각각의 분리 디스크(20)는 절두원추형 형상을 갖는다.
분리기 회전자(10)는 액슬 부재(9)를 포함한다. 액슬 부재(9)는 원심 분리기 구조물(4)용 구동 장치의 샤프트에 연결되도록 구성된다. 액슬 부재(9)는 구동 장치의 샤프트를 수용하도록 구성된 슬리브(13)를 포함한다. 분리 디스크(20)의 스택(18)은 액슬 부재(9) 상에 지지된다. 중심축(22)은 분리 디스크(20)를 통해서 중심적으로 연장되며 본 실시예에서 액슬 부재(9)를 통해서 연장된다.
원심 분리기 구조물(4)은 관련 구동 장치에 연결되도록 구성된 별도의 유닛이다. 따라서, 원심 분리기 구조물(4)이 구동 장치에 연결되고 액슬 부재(9)가 구동 장치의 샤프트에 연결될 때, 중심축(22)은 구동 장치의 샤프트와 정렬된다(도 2 참조).
액슬 부재(9)는 원심 분리기 구조물(4)이 구동 장치로부터 분리될 때 고정 하우징(8) 내부에서 저널 지지되지 않는다. 액슬 부재(9)는 원심 분리기 구조물(4)의 고정 하우징(8)에 저널 지지되지 않는다. 원심 분리기 구조물(4)이 구동 장치에 연결되지 않을 때, 분리기 회전자(10)는 고정 하우징(8)의 하나 이상의 내표면에 대해 기대어질 수 있다. 따라서 액슬 부재는 액슬 부재 및 회전자가 기대어질 수 있는 임의의 내표면을 제외하고 고정 하우징 내부에서 지지되지 않을 수 있다. 액슬 부재(9)가 저널 지지될 수 있는 것은 액슬 부재(9)가 구동 장치의 샤프트에 연결될 때 뿐이다. 즉, 구동 장치의 베어링을 거쳐서 저널 지지된다. 따라서, 분리기 회전자(10)는 원심 분리기 구조물(4)이 구동 장치에 연결되지 않으면 고정 하우징(8) 내부에서 자유롭게 회전할 수 없다(이하에서 도 2를 추가로 참조).
크랭크케이스 가스용 유입구(12)는 내연 기관의 크랭크케이스의 내부 공간과 영구적으로 개방 연결되도록 구성된다. 따라서, 원심 분리기 구조물(4)은 크랭크케이스 가스의 정화를 위해 연속적으로 이용 가능하다.
크랭크케이스 가스용 유입구(12)는 크랭크케이스 가스를 분리 디스크(20)의 스택(18)의 중심부를 향해서 인도하도록 구성될 수 있다. 이런 식으로 원심 분리기 구조물(4)을 통한 크랭크케이스 가스의 유동이 제어될 수 있다.
액체 유출구(16)는 고정 하우징(8)의 외주 부분에 배치될 수 있다. 체크 밸브(54)가 액체 유출구(16)와 연관될 수 있다. 이런 식으로, 액체 유출구(16)를 통한 유입이 방지될 수 있으며 잔류물 함유 오일과 같은 분리된 액체는 액체 유출구(16)를 통해서 유출될 수 없다.
도 2는 실시예에 따른 조립체(2)의 단면도이다. 조립체(2)는 원심 분리기 구조물(4) 및 구동 장치(5)를 포함한다. 구동 장치(5)는 원심 분리기 구조물(4)에 연결된다. 원심 분리기 구조물(4)은 이하에서 언급되기도 하는 도 1의 원심 분리기 구조물(4)과 같은, 본 명세서에 개시된 양태 및/또는 실시예 중 어느 하나에 따른 원심 분리기 구조물일 수 있다. 원심 분리기 구조물(4)의 액슬 부재(9)는 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 연결된다. 액슬 부재(9)는 샤프트(15)에 의해 지지된다. 따라서, 액슬 부재(9) 및 분리기 회전자(10)는 원심 분리기 구조물(4)의 고정 하우징(8) 내에서 구동 장치(5)에 의해 중심축(22) 주위로 회전할 수 있다.
본 실시예에서, 원심 분리기 구조물(4)은 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 액슬 부재(9)를 고정하도록 구성된 고정 부재(64)를 포함한다. 따라서, 액슬 부재(9)는 샤프트(15)에 고정될 수 있다. 이들 실시예에서 고정 부재(64)는 샤프트(15)의 나사 구멍에 고정되는 볼트(65)를 포함한다. 고정 부재(64)는 볼트(65)가 조여질 때 팽창하는 고무 부싱과 같은 결합 부재(67)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 고정 부재는 액슬 부재(9)를 샤프트(15)와 회전식으로 인터로크 시키기 위한 키 또는 스플라인을 포함할 수 있다. 다른 종류의 적절한 고정 부재도 예상된다.
고정 하우징(8)은 고정 하우징(8) 내부에 고정 부재(64)를 끼워맞춤 및/또는 액세스하기 위한 액세스 개구(66)를 포함한다. 이런 식으로, 고정 부재(64)를 체결 또는 제거하기 위한 액세스가 제공될 수 있다. 액세스 개구(66)를 폐쇄하기 위해 커버(63)가 제공될 수 있다.
구동 장치(5)는 구동 장치(5)의 샤프트(15)가 저널 지지되는 케이싱(72)을 포함한다. 이들 실시예에서 샤프트(15)는 케이싱(72) 내에 배치된 두 개의 볼 베어링(73)에 저널 지지된다. 그러나, 샤프트(15)는 구동 장치의 케이싱 이외의 다른 부분에 저널 지지될 수도 있다.
고정 하우징(8)은 고정 하우징(8)을 구동 장치(5)에 연결하기 위한 하나 이상의 연결 부재(68)를 포함한다. 따라서, 또한 고정 하우징(8)은 구동 장치(5)에 고정될 수 있다. 이들 실시예에서, 연결 부재(68)는 고정 하우징(8)을 구동 장치(5)의 케이싱(72)에 고정시키는 나사(70)를 포함한다. 다른 종류의 적절한 연결 부재도 예상된다.
구동 장치(5)는 구동 장치(5)의 제1 단부(32)에서 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 연결되는 구동 휠(30)을 포함한다. 구동 휠(30)은 내연 기관에 의해 구동되도록 구성된다. 이런 식으로 원심 분리기 구조물(4)은 내연 기관에 의해 구동 휠(30) 및 샤프트(15)를 거쳐서 구동될 수 있다.
원심 분리기 구조물(4)은 구동 장치의 제1 단부(32)에 대향하는 제2 단부(34)에 배치된다.
고정 하우징(8)은 근위 단부(36) 및 원위 단부(38)를 포함한다. 근위 단부(36)는 구동 장치(5)의 제2 단부(34)와 대면한다.
구동 장치(5)의 샤프트(15)는 제2 단부(34)를 통해서 및 근위 단부(36)를 통해서 연장된다. 액슬 부재(9) 주위에는 고정 하우징(8)의 내부를 구동 장치(5) 쪽으로 밀봉하기 위한 반경방향 밀봉부(sealing)(40)가 제공된다. 이런 식으로 구동 장치(5)는 원심 분리기 구조물의 고정 하우징(8) 내의 크랭크케이스 가스에 의해 오염되지 않을 수 있다.
이들 실시예에서, 구동 장치(5)는 내연 기관의 발전기(6)이다. 발전기(6)는 고정자(24) 및 상기 고정자(24) 내부에서 회전하도록 구성된 발전기 회전자(26)를 포함한다. 발전기 회전자(26)는 회전자 액슬을 형성하는 구동 장치(5)의 샤프트(15)를 포함한다. 회전자 액슬, 즉 샤프트(15)는 중심축(22)을 따라서 연장된다. 내연 기관이 작동 중일 때 발전기(6)는 항상 회전되기 때문에, 원심 분리기(4)는 역시 작동할 것이며 따라서 크랭크케이스 가스의 정화를 위해 이용 가능할 것이다.
발전기(6)는 제2 단부(34)에 배치되는 전기 커넥터(46)를 포함한다. 이런 식으로 발전기는 예를 들어 관련 차량의 배터리에 연결될 수 있다. 더욱이, 제2 단부에 배치되는 전기 커넥터로 인해, 조립체는 제한된 반경방향 연장을 갖는다.
조립체(2)는 고정 하우징(8)과 제2 단부(34) 사이에 배치되는 거리 요소(50)를 포함한다. 거리 요소(50)는 전기 커넥터(46)를 적어도 부분적으로 포위한다. 따라서, 거리 요소(50)는 고정 하우징(8)과 제2 단부(34) 사이에 공간을 제공하며, 이 공간에서 전기 커넥터(46)가 보호된다. 이들 실시예에서 거리 요소(50)는 고정 하우징(8)에 연결된다.
도 3은 원심 분리기 구조물(4)과 발전기(6) 형태의 구동 장치를 포함하는 조립체(2)의 실시예를 도시한다. 원심 분리기 구조물(4)은 내연 기관으로부터 나오는 크랭크케이스 가스를 정화하도록 구성된다. 원심 분리기 구조물(4)은 고정 하우징(8) 및 상기 고정 하우징(8)에 형성된 챔버(11) 내부에 회전 가능하게 배치되는 분리기 회전자(10)를 포함한다. 고정 하우징(8)은 크랭크케이스 가스용 유입구(12), 가스 유출구(14), 및 액체 유출구(16)를 포함한다. 분리기 회전자(10)는 분리 디스크(20)의 스택(18)을 포함한다. 분리 디스크(20)의 스택(18)의 각각의 분리 디스크(20)는 절두원추형 형상을 갖는다. 중심축(22)은 조립체(2)를 통해서 연장된다.
발전기(6)는 내연 기관에 연결된 발전기로서 사용되도록 구성된다. 발전기(6)는 고정자(24) 및 상기 고정자(24) 내부에서 회전하도록 구성된 발전기 회전자(26)를 포함한다. 발전기 회전자(26)는 회전자 액슬(28)을 포함한다. 회전자 액슬(28)은 중심축(22)을 따라서 연장된다. 회전자 액슬(28)은 분리기 회전자(10)에 연결된다. 다시, 분리기 회전자(10)는 액슬 부재(9) 및 회전자 액슬(28)을 형성하는 샤프트(15)를 포함한다.
발전기(6)는 회전자 액슬(28)에 연결되는 구동 휠(30)을 포함한다. 구동 휠(30)은 내연 기관에 의해 구동되도록 구성된다. 이들 실시예에서 구동 휠(30)은 벨트 드라이브용 풀리를 포함한다. 대체 실시예에서, 구동 휠은 예를 들어 톱니 바퀴를 포함할 수 있다.
구동 휠(30)은 발전기(6)의 제1 단부(32)에 배치된다. 원심 분리기 구조물(4)은 발전기(6)의 제2 단부(34)에 배치된다. 제2 단부(34)는 제1 단부(32)와 대향하여 위치한다. 제1 및 제2 단부(32, 34)는 발전기(6)의 축방향 단부를 형성하는 바, 즉 중심축(22)을 따라서 단부를 형성한다.
원심 분리기 구조물(4)의 고정 하우징(8)은 근위 단부(36) 및 원위 단부(38)를 포함한다. 근위 단부(36)는 발전기(6)의 제2 단부(34)와 대면한다. 회전자 액슬(28)은 발전기(6)의 제2 단부(34)를 통해서 연장된다. 회전자 액슬(28)은 추가로 고정 하우징(8)의 근위 단부(36)를 통해서 연장된다. 액슬 부재(9) 주위에는 고정 하우징(8)의 내부를 발전기(6) 쪽으로 밀봉하기 위한 반경방향 밀봉부(40)가 제공된다. 밀봉부(40)는 예를 들어 시머링(simmering) 시일을 포함할 수 있다. 따라서, 크랭크케이스 가스, 오일 및 그을음이 원심 분리기 구조물(4)의 하우징(8) 내의 챔버(11)로부터 발전기(6) 내로 액슬 부재(9)를 따라서 누설되는 것이 방지될 것이다.
크랭크케이스 가스용 유입구(12)는 내연 기관의 크랭크케이스의 내부 공간과 영구적으로 개방 연결되도록 구성된다. 따라서, 원심 분리기 구조물(4)은 크랭크케이스 가스의 정화를 위해 연속적으로 이용 가능하다. 내연 기관이 작동 중일 때 발전기(6)가 항상 회전되기 때문에, 원심 분리기 구조물(4)은 역시 작동할 것이며 따라서 크랭크케이스 가스의 정화에 이용 가능할 것이다.
이들 실시예에서, 크랭크케이스 가스용 유입구(12)는 근위 단부(36)에 배치된다. 유입구는 대안적으로 원심 분리기 구조물(4)의 다른 부분에 배치될 수도 있다. 또한, 유입구(12)는 크랭크케이스 가스를 분리 디스크(20)의 스택(18)의 중심부(42) 쪽으로 인도하도록 구성된다. 따라서, 분리 디스크(20)의 스택(18) 내로의 유입구(12)에 의해 개방 연결이 형성된다.
조립체(2)의 작동 중에, 유입구(12)로부터의 크랭크케이스 가스는 분리 디스크(20)의 중심부에 있는 개구를 거쳐서 스택(18)을 통해서 분배된다. 분리기 회전자(10)가 회전함에 따라, 크랭크케이스 가스는 분리 디스크(20) 사이의 간극에서 반경방향 외측으로 이송된다. 오일 및 그을음과 같은 크랭크케이스 가스의 무거운 성분은 분리 디스크(20)의 내표면에 대해 강요되며 분리 디스크(20)를 따라서 분리기 회전자(10)의 외주 쪽으로 이동함에 따라 액적을 형성한다. 액적은 고정 하우징(8)의 챔버(11)의 내벽(44) 상에 던져지며 원심 분리기 구조물(4)로부터 액체 유출구(16)를 거쳐서 인출된다. 정화된 크랭크케이스 가스는 원심 분리기 구조물(4)로부터 가스 유출구(14)를 거쳐서 인출된다.
가스 유출구(14)는 고정 하우징(8)의 중심부에 배치되지만, 대안적으로 도 1 및 도 2의 실시예에서와 같이 원위 단부(38) 또는 근위 단부(36)에 배치될 수도 있다.
발전기(6)는 제2 단부(34)에 배치되는 전기 커넥터(46)를 포함한다. 전기 커넥터(46)는 예를 들어 관련 차량의 배터리에 대한 연결 부분을 형성할 수 있다. 추가 전기 부품은 예를 들어 하나 이상의 다이오드와 같은 배터리에 대한 연결 부분을 형성할 수 있다. 또한 제2 단부(34)에 배치되는 것은 예를 들어 전압 조절기(48)와 같은 추가 전기 요소 및/또는 모듈일 수 있다.
조립체(2)는 고정 하우징(8)과 발전기(6)의 제2 단부(34) 사이에 배치되는 거리 요소(50)를 포함한다. 거리 요소(50)는 전기 커넥터(46)를 적어도 부분적으로 포위한다. 거리 요소(50)는 벽 부분을 형성할 수 있다. 거리 요소(50)는 전압 조절기(48)의 환기를 제공하기 위해 예를 들어 슬릿 형태의 개구를 구비할 수 있다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라서 취한, 조립체(2)의 원심 분리기 구조물(4)의 단면도이다. 단면은 특히 가스 유출구(14)를 통해서 연장된다. 챔버(11)의 내벽(44)은 도 3에 명확히 도시되어 있다. 내벽(44)을 따라서 유동하는 크랭크케이스 가스로부터 분리된 오일 및 그을음은 내벽(44)의 하나 이상의 개구(52)를 거쳐서 액체 유출구(16)에 도달한다. 액체 유출구(16)는 고정 하우징(8)의 주위 외부에 배치된다. 보다 구체적으로, 액체 유출구(16)는 고정 하우징(8)의 하부 주위 부분에 배치된다. 따라서, 중력이 오일 및 그을음을 액체 유출구(16) 쪽으로 강요할 것이다.
체크 밸브(54)가 액체 유출구(16)와 연관된다. 즉, 오일 및 그을음은 체크 밸브(54) 및 액체 유출구(16)를 거쳐서 고정 하우징(8)으로부터 유출될 수 있지만, 액체 유출구(16)를 통한 유입은 체크 밸브(54)에 의해 방지된다. 예를 들어, 액체 유출구(16)가 연소 기관의 크랭크케이스에 연결되면, 크랭크케이스 가스가 액체 유출구(16)를 통해서 원심 분리기에 유입되는 것이 체크 밸브(54)에 의해 방지된다. 원심 분리기 구조물(4)의 고정 하우징(8) 내부의 압력이 연소 기관의 크랭크케이스 내의 압력보다 높을 때, 체크 밸브(54)는 개방된다. 크랭크케이스 내의 압력이 고정 하우징(8) 내의 압력보다 높으면, 체크 밸브(54)는 폐쇄된다.
본 발명은 명세서에 제시된 실시예에 한정되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 통상의 기술자라면 본 명세서에 개시된 실시예의 다양한 특징이 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 명세서에 기재된 것 이외의 실시예를 생성하도록 조합될 수 있음을 알 것이다. 본 발명이 예시적 실시예를 참조하여 설명되었지만, 통상의 기술자에게는 여러가지 다른 변경, 수정 등이 명백해질 것이다. 따라서, 이상의 내용은 다양한 예시적 실시예를 예시하고 본 발명은 청구범위에 의해서만 한정되는 것을 알아야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는" 또는 "포함한다"는 용어는 개방형이며, 하나 이상의 명시된 특징부, 요소, 단계, 부품 또는 기능을 포함하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 요소, 단계, 부품, 기능 또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

Claims (14)

  1. 내연 기관으로부터의 크랭크케이스 가스를 정화하도록 구성된 원심 분리기 구조물(4)이며,
    상기 원심 분리기 구조물(4)은 고정 하우징(8) 및 상기 고정 하우징(8) 내부에 배치된 중심축(22) 주위로 회전하도록 구성된 분리기 회전자(10)를 포함하고, 상기 고정 하우징(8)은 크랭크케이스 가스용 유입구(12), 가스 유출구(14) 및 액체 유출구(16)를 포함하며, 상기 분리기 회전자(10)는 분리 디스크(20)의 스택(18)을 포함하고, 상기 분리 디스크(20)의 스택(18)의 각각의 분리 디스크(20)는 절두원추형 형상을 갖는 원심 분리기 구조물(4)에 있어서,
    상기 분리기 회전자(10)는 액슬 부재(9)를 포함하고, 상기 액슬 부재(9)는 원심 분리기 구조물(4)용 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 연결되도록 구성되며, 상기 분리 디스크(20)의 스택(18)은 액슬 부재(9) 상에 지지되고, 상기 액슬 부재(9)는 원심 분리기 구조물(4)이 구동 장치(5)로부터 분리될 때 고정 하우징(8) 내부에서 저널 지지되지 않는 것을 특징으로 하는, 원심 분리기 구조물(4).
  2. 제1항에 있어서, 상기 액슬 부재(9)는 구동 장치(5)의 샤프트(15)를 수용하도록 구성된 슬리브(13)를 포함하는, 원심 분리기 구조물(4).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액슬 부재(9)를 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 고정하도록 구성된 고정 부재(64)를 포함하는, 원심 분리기 구조물(4).
  4. 제3항에 있어서, 고정 하우징(8)은 고정 하우징(8) 내부에 고정 부재(64)를 끼워맞춤 및/또는 액세스하기 위한 액세스 개구(66)를 포함하는, 원심 분리기 구조물(4).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 하우징(8)은 고정 하우징(8)을 구동 장치(5)에 연결하기 위한 하나 이상의 연결 부재(68)를 포함하는, 원심 분리기 구조물(4).
  6. 제1항 또는 제2항에 따른 원심 분리기 구조물(4) 및 상기 원심 분리기 구조물(4)에 연결되는 구동 장치(5)를 포함하는 조립체(2)이며,
    상기 원심 분리기 구조물(4)의 액슬 부재(9)는 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 연결되고, 상기 액슬 부재(9)는 분리기 회전자(10)가 구동 장치(5)에 의해 고정 하우징(8) 내에서 중심축(22) 주위로 회전 가능하도록 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 의해 지지되는, 조립체(2).
  7. 제6항에 있어서, 상기 구동 장치(5)는 구동 장치(5)의 샤프트(15)가 저널 지지되는 케이싱(72)을 포함하는, 조립체(2).
  8. 제6항에 있어서, 상기 구동 장치(5)는 구동 장치(5)의 제1 단부(32)에서 구동 장치(5)의 샤프트(15)에 연결되는 구동 휠(30)을 포함하며, 상기 구동 휠(30)은 내연 기관에 의해 구동되도록 구성되는, 조립체(2).
  9. 제8항에 있어서, 상기 원심 분리기 구조물(4)은 상기 구동 장치(5)의 제1 단부(32)에 대향하는 제2 단부(34)에 배치되는, 조립체(2).
  10. 제9항에 있어서, 고정 하우징(8)은 근위 단부(36) 및 원위 단부(38)를 포함하며, 상기 근위 단부(36)는 구동 장치(5)의 제2 단부(34)와 대면하는, 조립체(2).
  11. 제9항에 있어서, 상기 구동 장치(5)의 샤프트(15)는 제2 단부(34)를 통해서 및 근위 단부(36)를 통해서 연장되며, 액슬 부재(9) 주위에는 고정 하우징(8)의 내부를 구동 장치(5) 쪽으로 밀봉하기 위한 반경방향 밀봉부(40)가 제공되는, 조립체(2).
  12. 제6항에 있어서, 상기 구동 장치(5)는 내연 기관의 발전기(6)이며, 상기 발전기(6)는 고정자(24) 및 상기 고정자(24) 내부에서 회전하도록 구성된 발전기 회전자(26)를 포함하고, 상기 발전기 회전자(26)는 발전기 회전자(26)의 회전자 액슬(28)을 형성하는 구동 장치(5)의 샤프트(15)를 포함하며, 상기 발전기 회전자(28)는 중심축(22)을 따라서 연장되는, 조립체(2).
  13. 제9항에 있어서, 상기 구동 장치(5)는 내연 기관의 발전기(6)이며, 상기 발전기(6)는 고정자(24) 및 상기 고정자(24) 내부에서 회전하도록 구성된 발전기 회전자(26)를 포함하고, 상기 발전기 회전자(26)는 발전기 회전자(26)의 회전자 액슬(28)을 형성하는 구동 장치(5)의 샤프트(15)를 포함하며, 상기 발전기 회전자(28)는 중심축(22)을 따라서 연장되고, 상기 발전기(6)는 제2 단부(34)에 배치되는 전기 커넥터(46)를 포함하는, 조립체(2).
  14. 제13항에 있어서, 고정 하우징(8)과 제2 단부(34) 사이에 배치되는 거리 요소(50)를 포함하며, 상기 거리 요소(50)는 전기 커넥터(46)를 적어도 부분적으로 포위하는, 조립체(2).
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