KR20190074992A - 나선형 유로를 형성하는 나선식 부재를 포함한 오일 분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나선형 유로를 형성하는 나선식 부재를 포함한 오일 분리기에 관한 것으로써, 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 오일 분리기는 각각의 캐비티 내에 드릴이 배치 된 복수의 캐비티를 갖는 하우징을 포함한다. 각각의 드릴은 유입구와 배출구 사이의 종 방향 중심 축에 대해 뻗어있는 나선형 날개를 갖는다. 드릴 중 적어도 하나는 유입구를 포함하며, 유입구 챔버의 범위를 정하기 위해 끝 마개를 갖는 유입구로부터 뻗어있는 고리모양의 벽을 갖는다. 밸브 헤드는 유입구 챔버에 배치되고, 스프링 부재는 오일이 담긴 가스의 누출을 억제하기 위해 유입구상에 오일을 완벽하게 밀봉함으로써 밸브헤드에 영향을 끼친다. 밸브 헤드는 유입구 챔버 및 드릴 주위를 통과하는 오일 함유 가스의 유동을 촉진시키기 위하여 스프링 부재의 바이어스를 극복하기에 충분한 밸브 헤드에 가해지는 압력에 대응하여 스프링 부재의 바이어스의 반대방향인 개방 위치로 이동 가능하다.

Description

나선형 유로를 형성하는 나선식 부재를 포함한 오일 분리기{OIL SEPARATOR INCLUDING SPIRAL MEMBERS DEFINING HELICAL FLOW PATHS}

본 출원은 2016년 9월 14일자로 출원된 출원 일련 번호 제 15/264,899호의 미국 일부계속특허출원으로, 2015년 9월 15일 출원, 미국가 특허출원 일련번호 제 62/218,608호 " 나선식 유로 패턴을 형성하는 나선식 부재를 포함한 오일 분리기"를 원출원으로 하는 조약우선권 주장 출원이다. 상기 출원들 각각은 본 출원에 참고로 인용된다.

본 발명은 일반적으로 오일함유가스에서 오일을 분리하는 오일 분리기에 관한 것이다. 특히 상기 오일 분리기는 오일함유가스의 이동방향 설정을 통해 오일과 가스를 분리해내는 나선형 유로를 정의하는 복수의 나선형 부재를 포함한다.

본 발명은 반드시 본 발명의 선행기술이 아니더라도 본 발명이 개시한 내용의 개념이 담긴 배경기술을 제공한다.

차량, 예컨데 자동차의 내연기관은 피스톤의 왕복운동 뿐 아니라 피스톤에 의해 구동되는 크랭크 샤프트를 포함하는 크랭크케이스 움직임을 유발하는 연료/공기 혼합물이 연소되는 연소실을 전형적으로 포함한다. 작동중에는 연소가스가 연소 챔버로부터 피스톤을 지나 크랭크케이스 또는 캠축 하우징으로 들어가며 일반적으로 누출되는 "블로바이(blowby)"를 경험할 수 있다. 이러한 연소 또는 블로바이(blowby) 가스는 전형적으로 수분, 부산물 및 오일 미스트를 포함한 연소 공정을 포함한다. 오일 미스트는 크랭크 케이스 내에서 고온의 오일을 주변에서 움직이는 크랭크 케이스에서 구성요소들을 움직여서 의해 더 생성 될 수 있다. 크랭크 케이스 환기 시스템에 의해 오일 미스트가 내연기관 내부 매니폴드 흡기로 운반되는 것으로 알려져 있으며, 오일 미스트는 연료/공기 혼합물과 함께 연소 챔버에서 연소된다. 이러한 결과는 바람직하지 않은 오일 소비 증가를 종종 발생시킨다.

불필요한 오일 소비를 줄이기 위해, 흡기 매니 폴드에 들어가기 전, 오일을 함유한 블로바이(blowby) 가스로부터 오일을 제거하기 위해 사이클론 타입 오일 분리기를 사용하는 것이 알려져 있다. 이러한 오일 분리기의 예시는 Stegmaier 등의 미국 특허 제 6,860,915호에 나타나있다. 오일 분리기는 챔버를 규정하는 하우징을 포함한다. 구획 조립체는 챔버 내에 배치되고 챔버를 입구 세그먼트 및 출구 세그먼트로 분할한다. 입구 세그먼트는 크랭크 케이스로부터 오일 함유 가스를 수용하기 위해 챔버 내로 계속되는 유입구를 규정하고, 출구 세그먼트는 흡기 매니폴드로 가스를 배출하기 위해 챔버 내로 계속되는 배출구를 규정한다. 구획 조립체는 입구 사이의 오일 함유 가스를 통과시키기 위해 입구 세그먼트의 제 1개구와 출구 세그먼트의 제 2개구 사이에서 연장되는 채널을 포함한다. 나선식 부재들은 채널안에 배치된다. 나선식 부재는 오일 함유 가스가 채널을 통해 통과하는 동안 오일 함유 가스를 안내하기 위해 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 나선형 유동 경로를 규정한다. 보다 구체적으로, 오일 함유 가스가 나선형 유동 경로를 통과 할 때 생성되는 원심력으로 인해 작은 오일 방울이 채널의 내벽상의 큰 방울로 통과하며 합쳐진다. 더 큰 물방울은 중력에 의해 오일 배출구로 보내지며 일반적으로 시스템에 초과된 오일을 저장하는 기름통으로 전달된다.

나선형 유동 경로에 의해 분리되는 오일의 양을 최대화 하기 위해, 오일 함유 가스가 상대적으로 빠른 속도를 유지하고 오일의 합체를 위하여 채널의 내벽이 상대적으로 큰 표면적을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 나선형 유로 내의 크랭크 실 가스의 유속은 단위 시간당 생성되는 크랭크 실 가스의 양 및 유로의 유동 단면적에 의존하는 것으로 이해된다. 단위 시간당 생성되는 크랭크 실 가스의 양은 엔진의 속도 및 부하와 크게 관련되어있다. 오일 분리 효율을 최대화 하기 위해 특정 요구사항에 따라 나선형 유로의 다른 유동 단면을 제공하는 상이한 단면적을 갖는 나선형 부재를 채널 내로 삽입하는 것이 알려져있다. 그러나, 이러한 방법은 단위 시간당 생성되는 크랭크 실 가스의 양이 변함에 따라 나선형 유로의 유효 단면을 능동적으로 조정하지 못한다. 또한, 오일 분리기는 유입구와 배출구 사이에 높은 압력 강하를 발생시키는 것으로 알려져 있어 분리 된 오일의 배수를 방해한다. 보다 구체적으로, 높은 압력 강하는 분리 된 오일 입자를 오일 배출구쪽으로 끌어 당기는 중력에 간섭한다.

상기 문제점들을 고려하여, 오일 분리기에 대한 추가적인 개선책을 계속해서 개발할 필요가 있다. 특히, 변화하는 저 유량 및 고 유량 주행 조건 동안 오일 함유 가스로부터 오일의 분리 효율을 최대화 하는 것에 대한 개선책 제공이 바람직하다. 또한, 유입구와 배출구 사이에서 최소의 압력 손실을 갖는 오일 분리기를 제공하는 것이 바람직하다. 종래의 오일 분리기 디자인보다 더 큰 시스템 설계 유연성을 제공하는 오일 분리기를 제공하는 것이 더욱 바람직하다.

본 절은 공개에 대한 일반적인 요약을 제공하며 전체 범위 또는 모든 측면과 기능을 포괄적으로 공개하지 않는다. 이 요약서에 개시된 설명 및 특정 예는 본 명세서에 개시된 발명 개념의 범위를 제한하지 않는다.

단위 유속 당 오일 분리기의 유입구와 배출구 사이에 낮은 압력 손실을 제공하는 오일 분리기를 제공하는 것이 본 발명의 일 측면이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오일이 유량 변화에 직접 반응하는 오일 함유 가스로부터 분리되는 효율을 증가시키기 위해 흐르는 오일 함유 가스의 평균 속도를 증가 시키도록 나선형 유동 경로로의 개구의 유동 영역을 자동으로 조정하는 오일 분리기를 제공하는 것이다.

다수의 엔진 크기 및 구성으로 사용될 수 있도록 설계가 간단하고, 제조가 용이하며, 모듈 식/ 확장 성이 있는 오일분리기를 제공하는 것이 본 발명의 다른 측면이다.

본 발명의 이들 및 다른 양태에 따르면, 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 오일 분리기가 제공되며, 상기 오일 분리기는 복수의 공동을 갖는 하우징을 포함하며, 상기 공동 각각은 상단부와 말단부 사이에서 연장된다.

다수의 오거는 각각 유입구 단부와 배출구 단부 사이의 종 방향 중심 축에 대해 연장되는 나선형 날을 갖는다. 오거는 별개의 공동에 배치되어 중심 종축에 대해 나선형 유로를 형성한다. 오거 중 적어도 하나는 유입구 종단 축선을 중심으로 유입구 종단으로부터 연장되는 유입구 챔버를 한정하는 환형 벽을 갖는다. 유입구를 갖는 단부 캡은 유입구 챔버를 통해 환형 벽에 고정된다. 플런저 밸브는 유입구 챔버 내에 배치 된 밸브 헤드를 구비하며, 오일이 함유된 가스의 유동을 억제하기 위하여 상기 유입구를 밀봉하여 상기 단부캡과 밀폐된 접촉상태에서 폐쇄된 위치로 상기 밸브 헤드를 편향하도록 구성된 스프링 부재로서, 상기 밸브 헤드는 상기 스프링 부재의 편향을 극복하기 위하여 상기 밸브 헤드에 가해지는 압력에 반응하여 상기 단부캡으로부터 떨어진 개방위치로 상기 스프링 부재의 편향에 대향하도록 상기 유입챔버내로 이동 가능하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 단부 캡은 길이 방향 중심 축을 따라 연장되는 관통 개구부를 구비 할 수 있고, 플런저 밸브는 관통 구멍을 통해 밸브 헤드로부터 연장되는 밸브 스템을 구비 할 수 있으며, 스프링 부재는 밸브 스템 둘레에 배치 될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 단부 캡에는 상부 벽과 하부 벽 사이에서 연장되는 환형의 외주가 제공 될 수 있으며, 관통 개구는 상부 벽 및 하부 벽을 통해 연장되고 유입구는 외주 및 하부 벽을 통해 연장된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 밸브 스템은 종축 중심 축을 가로 지르는 단면에서 볼 때 적어도 비 원형 외주면을 갖는 일부분을 포함하고, 상부 벽의 관통 개구 내에서 밸브 스템의 측면 움직임을 방지하기 위해서 상기 밸브 스템의 비 원형 외주면과 부분적으로 일치한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 하부 벽의 관통 개구는 밸브 스템과 관통 구멍의 확대 주연면 사이의 하부 벽을 통해 연장되는 유입구의 부분(portion)을 형성하기 위하여 밸브 스템에 대해 확대 된 주변 표면을 갖는다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 가변적인 유속이 있는 동안 분리 효율을 최대화 하기 위해, 일부의 나선형 날들이 서로 다른 나선형 피치를 갖도록 제공 될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 복수의 오거 중 적어도 하나는 내부에 배치 된 밸브 헤드를 가지지 않고, 유입구 챔버 내에 배치 된 밸브 헤드를 가지며, 적어도 하나의 오거는 제 1나선형 피치 플런저 헤드가 배치되지 않으며, 적어도 하나의 오거는 제 1나선형 피치가 제 2 나선형 피치보다 큰 제 2나선형 피치를 갖는 나선형 날을 갖는다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 오거는 돌출부 또는 오목부 중 하나를 구비하여 제공 될 수 있고 공동은 돌출부 또는 오목부중 다른 하나를 구비하여 제공 될 수 있으며, 돌출부 및 오목부는 모듈식 조립을 용이하게 하기 위해 서로 끼워 맞춤 되어 연결 될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌출부는 환형 리브로서 형성 될 수 있고 오목부는 환형 홈으로 형성 될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 돌기가 환형 벽으로부터 반경 방향 내측으로 연장되도록 제공 될 수 있으며, 돌출부는 유입구 챔버 내에서 밸브 헤드의 움직임을 제한하기 위해 밸브 헤드와 대면하도록 구성된 정지면을 형성한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 각각의 공동은 모듈 조립을 용이하게 하기 위해 복수의 오거 중 어느 하나와 교환 가능하도록 동일하게 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 오일 분리기는 적어도 하나의 공동을 갖는 하우징을 포함한다. 오거는 적어도 하나의 공동 내에 배치되고, 길이 방향 중심 축을 중심으로 나선형 유로를 형성하도록 유입구 말단과 배출구 말단 사이의 종 방향 중심 축에 대해 연장되는 나선형 날을 갖는다. 적어도 하나의 오거는 길이 방향의 중심 축을 중심으로 유입구 단부로부터 뻗어있는 환형 벽을 구비하며, 단부 벽은 고리모양의 벽과 유입구 챔버의 경계를 제한하기 위해 고정된다. 단부 벽은 유입 챔버로 뻗어있는 유입구를 포함하고, 유입구를 통해 오일 함유 가스가 흐르는 것을 선택적으로 허용한다. 밸브 헤드가 유입구 챔버에 배치되고, 스프링 부재가 밸브 헤드를 닫힌 위치에 놓이도록 영향을 미쳐 유입구 위의 밀봉을 완벽하게 하여 오일 함유 가스의 유동을 억제한다. 밸브 헤드는 스프링 부재의 바이어스를 극복하기에 충분한 압력으로 밸브 헤드에 가해지는 압력에 반응하여 개방 위치로 스프링 부재의 영향에 대해 유입구 챔버 내에서 이동 가능하다.

추가적 양태는 본원에 제공된 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.

본 절에 설명된 도면은 현재 바람직한 실시예의 예시적인 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 따라서, 본 개시와 관련된 본 발명의 개념은 첨부된 도면과 함께 다음의 설명 및 첨부된 청구항을 참조함으로써 보다 용이하게 이해 될 것이다.
도면 1은 본 발명의 일 측면에 따른 오일분리기의 사시도이며;
도면 2는 도면 1 오일 분리기의 등축면도이며 도면 1에서 하우징의 외벽은 투명하게 이루어져있으며;
도면 3은 도면 1 오일 분리기의 상부 절개도이며 도면 1은 오일 분리기의 유입구 및 다수의 조절장치를 도시하며;
도면 4는 본 발명의 양태에 따른 오일 분리기 구획 조립체 사시도이며;
도면 5는 도면 4의 구획 조립체의 평면도이며;
도면 6은 나선 부재와 밸브의 구성을 도시하는 도면 4 구획 조립체의 전방 절결도에 해당하며;
도면 7은 도면 4의 구획 조립체의 정면 사시도이며 도면 4는 나선 부재의 구성, 밸브 및 상류판의 제 1 실시 예를 도시하며;
도면 8은 도면 4의 구획 조립체의 분해 사시도이며 도면 4는 구획 조립체의 모듈형 구성을 도시하며;
도면 9는 밸브 및 상류판의 제 2 실시예를 도시하는 구획 조립체의 사시도이며;
도면 10은 도면 9의 밸브 및 상류판의 제 2실시예를 뒤따른 구획 조립체의 사시도이며;
도면 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 모듈식 오일 분리기를 포함하는 캠 커버 조립체의 분해 사시도이며;
도면 11a는 도면 11의 모듈식 오일 분리기의 확대된 분해 사시도이며;
도면 11b는 상이한 날 형상을 갖는 오거를 포함 할 수 있는 모듈식 오일 분리기의 또 다른 양태를 나타내는 도면 11a와 유사한 도면이며;
도면 12는 도면 11의 캠 커버 조립체의 오일 분리 커버에 고정된 모듈식 오일 분리기의 사시도에 해당하며;
도면 13은 모듈러 오일 분리기를 부착하기 위해 구성된 캠 커버의 부착 영역을 도시한 도면 11의 캠 커버 조립체의 캠 커버 부분 사시도에 해당하며;
도면 14는 캠 커버의 부착 영역에 고정된 모듈식 오일분리기를 도시한 도면 13과 유사한 도면이며;
도면 14a는 도면 14의 라인 14a-14a를 따라 취한 단면도에 해당하며;
도면 14b는 도면 14에 도시된 바와 같이, 모듈러 오일 분리기의 밸브 헤드가 개방 위치로 도시된 라인 14b-14b를 따라 취한 단면도에 해당하며;
도면 15는 모듈식 오일 분리기의 밸브 플런저 및 스프링을 통해 취해진 모듈식 오일 분리기의 부분 단면 사시도에 해당하며;
도면 15a는 도면 15의 모듈식 오일 분리기의 평면도에 해당하며;
도면 16은 단부 캡과 모듈식 오일 분리기의 밸브 플런저의 도면 15의 라인 16-16을 통해 취한 모듈식 오일분리기의 부분 단면 사시도에 해당하며;
도면 16a는 도면 16의 모듈식 오일 분리기의 평면도에 해당하며;
도면 17은 폐쇄 위치로 도시 된 밸브 헤드를 갖는 밸브 플런저의 중앙 종축을 통해 취해진 모듈식 오일분리기의 단면 사시도에 해당하며;
도면 17a는 횡단면이 중심 종축으로부터 오프셋 된 도면 17과 유사한 도면에 해당하며;
도면 18은 밸브 헤드가 개방 위치로 도시된 도면 17과 유사한 도면에 해당하며;
도면 18a는 단면이 중앙 종축으로부터 측 방향으로 오프셋 된 도면 18과 유사한 도면에 해당한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 구체화 된 실시 예 각각은 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 오일 분리기에 관한 것이다. 구체화 된 실시 예는 본 개시가 철저히 이루어 지도록 제공되며, 당업자에게 그 범위를 완전하게 전달할 것이다. 본 발명의 실시 예의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 구성 요소, 장치 및 방법의 예와 같이 많은 특정 세부 사항이 제시된다. 특정 세부 사항들이 사용될 필요가 없고, 구체화 된 실시 예들이 많은 다른 형태로 구현 될 수 있으며, 어느 것도 발명의 개시 범위를 제한하도록 해석되어서는 안된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 구체화 된 실시 예에서, 잘 알려진 절차, 잘 알려진 장치 구조 및 잘 알려진 기술은 상세히 설명되지 않는다.

일반적으로, 본 개시는 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기에 적합한 유형의 오일분리기의 하나 이상의 실시 예에 관한 것이다. 오일 분리기는 자동차 및 냉각 시스템의 내연 기관과 같은 다양한 장치의 가스로부터 오일을 분리하는데 이용 될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 오일 분리기는 챔버를 규정하는 하우징을 포함한다. 구획 조립체는 챔버 내에 배치되고 챔버를 입구 세그먼트 및 출구 세그먼트로 분할한다. 입구 세그먼트는 오일 함유 가스를 수용하기 위해 챔버 내로 연장되는 유입구를 한정하고, 출구 세그먼트는 가스를 배출하기 위해 챔버 내로 뻗어있는 배출구를 한정한다.

구획 조립체는 입구 세그먼트의 제 1 개구와 출구 세그먼트의 제 2 개구 사이에서 각각 연장되어 입구 및 출구 세그먼트 사이에 오일 함유 가스를 통과시키는 복수의 채널을 포함한다. 복수의 나선 부재가 각각 하나의 채널에 배치된다. 각각의 나선형 부재는 오일 함유 가스가 채널을 통해 통과하는 동안 나선형 부재 둘레에서 나선형 유로 내의 오일 함유 가스를 안내하여 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 나선형 유로를 한정한다.

본 발명의 일 측면에 따르면 적어도 하나의 밸브가 채널들의 개구들 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 언급 된 밸브는 소정 범위 내에서 채널을 통과하는 오일 함유 가스의 속도를 유지하기 위해 밸브에 가해지는 소정의 압력에 반응하여 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 오일 분리기는 오일 함유 가스가 프레임을 통과한 즉시 오일이 배출된 오일 함유 가스의 오일을 흡수하기 위해 출구챔버에 제 2 개구에 인접하여 정렬된 섬유 패드를 포함하는 미세 미스트 분리기 조립체를 더 포함한다.

도면을 참조하면, 오일 분리기(20)의 구체적인 실시 예가 일반적으로 도시 되어 있다. 오일 분리기(20)의 구체적인 실시 예는 차량의 내연 기관과 작동 가능하게 연결되어 설명되지만, 오일 분리기(20)는 다른 시스템, 예를 들어 냉동 시스템에 연결 될 수도 있음을 알아야 한다. 도면 1 및 도면 2를 참조하면, 도시된 바와 같이 오일 분리기(20)는 하부(24),상부(26) 및 한 쌍의 측벽(28)을 가지며 챔버(30, 32)를 한정하는 하우징(22)을 포함한다. 분할 조립체(34)는 챔버(30, 32) 내에 배치되고 하우징(22)을 입구 세그먼트(30)와 출구 세그먼트(32)로 분할한다. 입구 세그먼트(30)는 내연기관의 크랭크-케이스로부터 챔버(30, 32) 내로 오일 함유 가스를 수용하기 위해 챔버(30, 32) 내로 연장되는 유입구(36)를 형성한다. 출구 세그먼트 (32)는 챔버 (30, 32)로 부터 연소 엔진의 공기 흡입 조립체로 가스를 배출하기 위해 챔버 (30, 32) 내로 연장되는 가스 유출구(38)를 형성한다.

복수의 조절장치(40)는 유입구(36)와 구획 조립체(34) 사이의 입구 세그먼트(30) 내의 챔버(30, 32)에 배치된다. 각각의 조절장치(40)는 하부(24)와 상부(26) 사이에서 뻗어있어 오일 함유 가스가 유입구(36)를 통해 챔버(30, 32)로 유입 된 후에 오일 함유 가스를 안내하는 라비린토스(labyrinth) 통로를 형성한다. 작동시에, 조절장치(40)는 오일 함유 가스가 조절장치(40)와 접촉하는 동안 오일 함유 가스로부터 오일을 분리한다. 복수의 조절장치(40) 중 적어도 하나는 유입구(36) 위에 원호 형상으로 측벽(28)으로 부터 뻗어있는 "fish hook"형 조절장치 일 수 있으며,이는 특히 오일 함유 가스의 유입구(36) 진입 즉시에 존재 할 수 있는 튀는 액체 오일을 분리시키는데 이용된다. 또한, 복수의 조절장치(40) 중 적어도 하나는 측벽(28)으로부터 선형으로 연장된다. 조절장치(40)의 형상 및 위치는 오일 입자와 조절장치(40) 사이의 접촉을 야기하는 라비린토스(labyrinth) 통로를 통과하는 오일 함유 가스의 소용돌이 형상을 제공한다는 것을 이해해야 한다.

하우징(22)의 하부(24)는 크랭크 케이스의 오일 함유 가스로부터 연소 엔진의 오일 팬 내로 분리 된 오일을 배출하기 위해 챔버(30, 32) 내에 적어도 하나의 오일 배출구(44)를 형성한다. 구체적인 실시 예에서, 복수의 오일 배출구(44)는 챔버(30, 32)의 입구 및 출구 세그먼트(30, 32) 각각에 적어도 하나가 제공되지만, 임의의 수의 오일 배출구(44) 하부(24)를 따라 규정될 수 있다. 또한, 하부(24)는 분리 된 오일을 오일 배출구(44)로 흘리기 위해 오일 배출구(44)를 향해 경사 질 수 있다.

도면4-8에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 구획 조립체(34)는 서로 평행 관계로 연장되는 일반적으로 테이퍼 튜브형 프레임(46)을 포함한다. 구체적 실시 예에서, 3개의 프레임(46)이 이용되지만, 더 많거나 적은 프레임이 사용 될 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 프레임(46)은 외부 표면 및 내부 표면(50)을 제공한다. 각각의 프레임(46)의 내부 표면(50)은 오일 함유 가스가 래비린토스(labyrinth) 통로(42)를 통과한 후에 출구 세그먼트(32)를 통과하도록 하는 입구 세그먼트(30)내의 제 1 개구(54)와 출구 세그먼트(32) 내의 제 2 개구(56) 사이에서 뻗어있는 채널(52)을 규정한다. 연결 부재(58)는 복수의 프레임(46)을 서로 연결시키고 프레임(46)을 하우징(22)에 상호 연결 시킨다.

각각의 측벽(28)은 하부(24) 및 측벽(28)의 나머지 부분에 제거 가능하게 연결된 모듈러 세그먼트(60)를 포함한다. 모듈러 세그먼트(60)는 서로 간격을 두고 평행하게 뻗어있다. 한 쌍의 슬롯(62)은 챔버(30, 32) 내의 측벽(28)의 마주보는 모듈러 세그먼트(60)에 의해 규정되며 서로 정렬되어 형성된다. 슬롯(62)은 각각 프레임(46)을 제 위치에 위치시키기 위해 연결 부재(58)의 가장자리를 수용한다. 모듈러 세그먼트(60) 및 연결 부재(58)의 모듈 구조는 모듈러 세그먼트(60) 및 연결 부재(58)를 조립할 때 간단하고 신속한 제조 단계를 제공함을 이해해야 한다.

도면6-9에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 다수의 나선형 부재(66)가 각 프레임(46)의 채널(52) 중 하나에 각각 배치된다. 각각의 나선 부재(66)는 샤프트(68) 및 날(70)을 포함한다. 샤프트(68)는 제 1 개구(54)에 인접하게 배치된 기단과 제 2 개구(56)에 인접하여 배치 된 말단 사이에서 뻗어있다. 상기 날(70)은 샤프트(68)를 중심으로 나선형으로 연장되며, 프레임(46)을 갖는 오일 함유 가스와 접촉하는 동안 상기 오일 함유 가스로부터 상기 오일을 더 분리하기 위해 상기 오일 함유 가스가 상기 채널(52)을 통과하는 동안 상기 오일 함유 가스를 안내하기 위한 나선형 유동 경로를 형성한다. 보다 구체적으로, 오일 함유 가스가 나선형 유동 경로를 통과 할 때 원심력이 생성되어 작은 오일 물방울이 프레임(46)의 내부 표면(50) 상의 큰 물방울로 응집되게 한다. 물방울들이 합쳐진 후에, 중력에 의해물방울이 액체 상태로 오일 배출구(44)쪽으로 흐르게 된다.

도면 8에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 각각의 프레임(46)의 내부 표면(50)은 하우징(22)의 입구 세그먼트(30) 내의 적어도 하나의 오일 배출구(44)와 축을 이루는 채널 (52)에 의해 오일 함유 가스로부터 분리된 오일을 통과시키기 위해 제 1개구(54)와 제 2 개구(56) 사이에 연속적으로 연장되는 오일 함몰 부(53)를 규정한다. 또한, 프레임(46)은 하부(24)에 평행하게 연장되며, 각각의 프레임(46)의 내부 표면(50)은 분리 된 오일을 통과시키기 위해 제 2 개구(56)보다 더 큰 직경을 갖는 제 1 개구(54) 오일 함몰 부(53)를 통해 하향 각으로 오일 함유 가스로부터 분리 된 오일을 제거하는 것을 추가로 돕기 위해 입구 세그먼트(30)로 유입된다.

도면7-9에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 복수의 상류판(76, 176)은 각각 프레임(46)의 제 1 개구(54) 중 하나를 덮고, 복수의 하류판(78)은 프레임(46)의 제 2 개구(56) 중 하나를 덮는다. 각각의 하류판(78)은 부재를 하류판(78)에 고정시키기 위해 나선형 부재(66) 중 하나의 샤프트(68)의 말단부를 수용 할 수 있는 중심 구멍(79)을 형성한다. 샤프트(68)의 말단부는 다른 방식으로 하류판(78)에 연결 될 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 하류판(78)은 오일 함유 가스가 나선형 부재(66)에 의해 형성된 나선형 경로를 통과 한 후에 오일이 함유 된 가스를 안내하기 위해 중심 구멍(79) 둘레에 원주 방향으로 배치 된 복수의 노즐 구멍(80)을 규정한다. 나선형 유로의 단부 부근의 노즐 구멍(80)의 인접 위치는 나선형 유동 경로에 의해 제공되는 가스의 유동 경로의 형태로 인해 노즐의 일부분만을 통해 가스가 흐르게 한다. 이는 노즐 구멍(80)이 "인위적으로 작은", 즉 가스가 노즐 구멍(80)을 통과하는 영역이 노즐 구멍(80)의 전체 면적보다 작아지도록 함으로써 노즐 구멍(80)이 상대적으로 큰 직경을 갖는 것을 허락한다. 이는 유리하게는 오일이 오일 배출구(44)로부터 더 쉽게 빠져 나가도록 챔버(30, 32)의 입구 및 출구 세그먼트(30, 32) 사이의 압력 강하를 감소시킨다.

적어도 하나의 밸브(82, 182)는 채널(52)의 개구(54, 56) 중 적어도 하나에 연결된다. 밸브(82, 182)는 소정의 압력이 밸브(82,182)에 가해지는 것에 반응하여 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 소정의 압력은 단위 시간당 생성되는 크랭크 실 가스의 양과 상관되는 챔버(30, 32)의 입구 및 출구 세그먼트(30, 32) 사이의 압력 차의 결과로서 제공된다. 나선형 유로에 의해 분리되는 오일의 양을 최대화 하기 위해, 가스가 존재하는 채널(52)의 내벽의 표면적을 최적화 하면서, 프레임(46) 내부 표면(50)에 대해 유착되는 오일의 양을 증가시키기 위해 통과하는 오일 함유 가스가 상대적으로 고속을 유지하는 것이 바람직하다. 나선형 유로 내의 오일 함유 가스의 유속은 단위시간당 엔진 및 나선형 유로의 유동 단면에 의해 생성된 오일 함유 가스의 양에 의존한다고 이해된다. 따라서, 이동 가능한 밸브(82, 182)는 단위 시간당 생성되는 오일 함유 가스의 양이 변함에 따라 가스가 소정의 속도 범위 내에서 채널(52)을 통해 흐르도록 보장한다. 보다 상세하게는, 오일 함유 가스의 양이 감소 할 때, 밸브(82, 182)는 영향을 받아 폐쇄되고, 오일 함유 가스의 양이 증가할 때, 밸브(82, 182)는 강제로 개방된다.

구체적인 실시 예에서, 2개의 밸브(82, 182)가 각각 제 1 개구(54) 중 하나 위에 제공되어, 제 1 개구(54) 중 하나를 항상 개방 상태로 둔다. 보다 많은 또는 적은 밸브(82, 182)가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 복수의 밸브(82, 182)는 각각 폐쇄 위치로 편향되고, 소정의 압력이 가해지면 제 1 개구(54)를 개방하기 위해 개방 위치로 이동 가능하다. 보다 구체적으로, 밸브(82, 182)는 소정의 압력이 가해짐에 따라 내부로 이동한다. 내측 굽힘 운동을 제공하기 위해, 밸브(82)는 다양한 가변성 재료로 제조 될 수 있거나, 이에 한정되는 것은 아니지만 스프링을 포함하는 하나 이상의 바이어싱 기구에 의해 영향을 받을 수 있다.

도면 7 및 도면 8에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 상류판(76) 및 밸브(82)의 제 1 실시 예에 따르면, 각각의 상류판(76)은 채널(52) 내로 연장되는 입구(83)를 형성한다. 복수의 밸브(82) 각각은 각각의 밸브(82)의 가장자리를 따라 상류판(76) 중 하나에 탄성적으로 그리고 중추적으로 연결된다. 밸브(82)는 각각 입구(83) 중 하나를 덮고 입구(83)와 실질적으로 동일한 형상 및 크기로 되어 입구(83)를 닫고 소정의 압력에 반응하여 닫힌 위치에서 개방 위치를 향해 채널(52) 내로 구부러 질 수 있다.

도면 9 및 도면 10에 도시된 바와 같이 상류판(176) 및 밸브(182)의 제 2 실시 예에 따르면, 상류판(176)은 각각 나선형 부재(70) 중 하나의 일체형 부분이다. 또한, 각 상류판(176)과 프레임(46)의 내면(50) 사이에는 개구(54)로의 입구(183)가 형성되어 있다. 복수의 밸브(182) 각각은 폐쇄 위치에 있는 동안 입구(183)를 폐쇄하도록 가로 놓이는 입구(183)와 실질적으로 동일한 형상을 갖는 페이스 부(183)를 갖는다. 각각의 밸브(182)는 페이스 부(183)로부터 아래쪽으로 뻗어있는 네크 부(184)를 더 포함한다. 네크 부(184)는 네크부(184)에 대체로 횡 방향으로 연장되고 네크부(184)를 상호 연결하는 교차 부재 부분(185)에 각각 연결된다. 각각의 밸브(182)의 네크 부(184)는 네크 부(184)가 소정의 압력이 가해짐에 따라 개방 위치를 향해 채널(52) 내로 이동할 수 있도록 교차 부재 부(185)에 탄성적으로 그리고 중추적으로 연결된다. 패스너(186)는 교차 부재 부(185)를 하우징(22)의 하부(24)에 연결시킨다. 볼트 및 나사를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태의 패스너가 이용 될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 네크 부(184)의 폭, 두께 및 재료는 네크 부(184)를 이동시켜 채널(52)을 개방 시키는데 필요한 압력을 조정하도록 변화 될 수 있다.

도면에 도시 된 바와 같이 최적화 된 오일 분리기(20)의 분리 효율에 의해 각각의 입구(83, 183)는 단위 시간당 생성되는 크랭크 케이스 가스의 양에 따라 단계적으로 개방을 할 수 있도록 밸브(82, 182) 근처의 입구(83, 183)와는 다른 크기를 갖는다. 분리 효율은 오일 함유 가스로부터 추출되는 오일의 양을 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로, 밸브(82, 182)는 항상 개방된 제 1 개구(54)에 대응하는 나선형 유로를 보완하도록 개방 될 수 있다. 소정의 압력을 변화시키는 것은 서로 다른 스프링 상수를 갖는 가변성 재료의 밸브(82, 182)를 구성하거나 상이한 스프링 상수를 갖는 스프링을 사용함으로써 달성 될 수 있다.

도면 2 및 도면 4-8에 가장 잘 도시 된 바와 같이 미세 미스트 분리기 조립체(84)는 오일 함유 가스가 프레임(46)을 통과 한 후에 오일 함유 가스로부터 오일을 더 분리하기 위해 출구 챔버(30, 32)에 배치된다. 미세 미스트 분리기 조립체(84)는 다공성이며 오일 함유 가스 내의 오일을 더 흡수하기 위해 프레임(46)의 제 2 개구(56)에 인접하여 정렬되어 배치 된 일반적으로 직사각형인 섬유성 패드(86)를 포함한다. 구체적인 실시 예에서, 섬유성 패드(86)는 부직포 나일론 펠트 재료로 만들어 지지만, 공개의 범위를 벗어나지 않고 다른 재료가 이용 될 수 있음을 알아야 한다. 또한, 섬유성 패드(86)는 삼각형 모양과 같은 다른 형상을 가질 수 있다.

미세 미스트 분리기 조립체(84)는 또한 측벽(28)사이의 섬유성 패드(86)에 인접하여 배치되는 일반적으로 직사각형인 임팩터 월(87)을 포함한다. 임팩터 월(87)은 임팩터 월(87)과 오일 함유 가스가 접촉하는 동안 오일 함유 가스로부터 오일을 더 분리하고 분리된 오일이 하부(24)를 향하도록 하부(24)를 향해 아래로 뻗어있는 복수의 오목부(89)를 형성한다. 임팩터 월(87)은 측벽(28)의 모듈러 세그먼트(60) 사이에서 뻗어있다. 임팩터 월(87)은 또한 제 2 개구(56)에 인접하여 섬유성 패드(86)를 고정하기 위해 섬유성 패드(86)의 상향 이동을 제한하기 위해 섬유성 패드(86) 위의 상단부(24)에 평행하게 연장되는 플랜지(88)를 포함한다.작동 중에, 오일 입자는 임팩터 월(87)에 의해 가스로부터 분리되고 오목부(89)에 의해 아래로 향하게 된다. 한편, "깨끗한" 가스는 플랜지(88)를 통해 가스 배출구(38)를 향하여 챔버(30, 32)의 출구 세그먼트(32)로 통과한다. 미세 미스트 분리기 조립체(84)는 섬유성 패드(86) 없이 구성 될 수 있고, 오일 함유 가스는 섬유성 패드(86)를 통과하지 않고 임팩터 월(87)과 충돌하게 된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상의 통로는 섬유패드(86) 및/ 또는 임팩터 월(87)에 의해 분리 된 오일이 챔버(30, 32)의 입구와 출구 세그먼트(30, 32) 사이를 통과하는 것을 허용하도록 분할 조립체에 의해 규정될 수 있다.

다수의 하부 벽(90)은 오일 함유 가스가 하부 벽(90)과 접촉하는 동안 오일 함유 가스로부터 오일을 추가로 분리하고 상단부(24)에 인접하게 이동하는 오일 함유 가스의 속도를 제한하기 위해 입구와 출구 세그먼트(30,32) 내에 있는 상단부(24)로 부터 위쪽으로 연장된다. 하부 벽(90) 각각은 측벽(28) 사이에서 연장되고 상부(26)로부터 이격된다. 또한, 복수의 아치(92)는 오일 함유 가스가 아치(92)와 접촉하는 동안 오일을 추가로 분리하고 상부(26)에 인접하여 이동하는 오일 함유 가스의 속도를 제한하기 위해 배출구(38) 근처의 출구 세그먼트(32) 안에 배치된다. 따라서, 하부 벽(90) 및 아치(92) 각각은 분리 된 오일이 오일 배출구(44)를 통해 배출되도록 오일 함유 가스의 침강을 촉진하는 챔버(30, 32)의 각각의 세그먼트(30, 32) 에 "dead area"를 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 도면11-12 및 14-17을 참조하면, 다른 오일 분리기(220)의 구체적 실시 예가 일반적으로 도시되며, 동일한 참조 부호는 동일한 인자를 식별하기 위해 200의 계수에 의해 오프셋 된다. 오일 분리기(220)의 구체적 실시 예는 차량의 내연 기관과 연동하여 설명되며, 비제한적인 실시 예에서는 캠 커버 어셈블리(200)에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 오일 분리기(220)는 상술 한 바와 같이 크랭크 케이스와 같은 다른 차량 엔진 구성 요소 또는 다른 시스템, 예를 들어 냉동 시스템 내에 통합 될 수 있다. 도면 11 및 도면 12에 도시 된 바와 같이, 오일 분리기(220)는 베이스(224), 상부(226) 및 측벽(228)을 갖는 하우징(222)으로 언급되는 오일 분리기 커버 사이에 배치된다. 측벽(228)은 오일 함유 가스를 수용하기 위한 챔버 내로 연장되는 유입구(236)와, 챔버로부터 중력에 의해 내부 연소의 오일 웅덩이로 오일이 자유로이 흐를 수 있게 하는 오일 출구(244)를 형성하며, 나머지 가스들은 표준 가스 재순환 밸브(도시되지는 않았지만 당 업계에 공지 됨)를 통해 조립체(220)의 캠 커버(202)를 통해 자유롭게 배출 될 수 있다.

하나 이상의 조절장치(240)는 유입구(236)에 인접한 것과 같이 하우징(222) 및 캠 커버(202)에 의해 구속 된 챔버 내에 배치 될 수 있다. 조절장치(240)는 오일 함유 가스가 유입 된 후에 오일 함유 가스를 안내하기 위한 래비린토스(labyrinth) 통로를 한정하기 위해 베이스(224), 측벽(228) 및/ 또는 상부(226)와 같은 베이스(224) 챔버를 통해 유입구(236)를 통과한다. 적용 및 작동 시에, 조절장치(240)는 조절장치(40)에 대해 상술 한 바와 같이 구성 될 수 있으므로, 더 이상의 논의는 필요하지 않다고 여겨진다.

도면 11a, 11b, 12, 14-14b에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 오일 분리기(220)는 측 방향으로 이격되고 평행한 관계로 연장되는, 프레임(246)으로 지칭되는 일반적으로 다수의 테이퍼 튜브형 리셉터클을 갖는 하우징(258)을 포함한다. 각각의 프레임(246)은 내부에 오거(266)라고도 불리는 나선 부재를 수용하도록 구성된다. 구체적인 실시 예에서, 2개의 프레임(246)이 도시된다; 그러나, 더 많이 포함 될 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 프레임(246)은 외부 표면(248) 및 내부 표면(250)을 제공한다. 각각의 프레임(246)의 내부 표면(250)은 제 1 개구(254)라고도 불리는 유입구와 제 2 개구(256)라고도 불리는 배출구 사이에서 연장되는 원추형으로 도시 된 공동(252)이라고도 불리는 채널을 경계짓는다. 내측 표면(250)은 입구 (254)로부터 출구(256)를 향해 연장되는 홈 또는 채널(203)을 갖는 비제한적 실시 예로 도시되어 있으며, 채널(203)은 각각의 오거(266)로 부터 반경 방향 외측으로 연장되는 정합돌기(267) 오일의 역류에 대항하여 입구(254)에 인접한 채널(203)을 포함하며, 채널(203)은 추후에 논의되는 바와 같이, 유출된 오일을 출구(256)를 향하여 배출한다. 내부면(250)은 유입구(254)에 인접하여 내부에 뻗어있는 고리모양 홈(205) 형태의 오목부를 갖는 비제한적인 실시 태양으로 도시 된 돌출부 또는 오목부 중 하나를 갖는 것으로 도시된다. 환형 홈(205)은 프레임(246) 각각의 공동(252)에서 오거(266)의 고정을 용이하게 한다. 하우징(258)은 바람직하게는 몰딩 작업과 같은 단일체의 재료조각으로 제한없이 형성되며, 따라서 복수의 프레임(246)은 하우징(258)과 함께 단일체의 재료 조각으로 형성된다. 물론, 하우징(258) 및 프레임(246)은 별개의 재료 조각들로서 서로 고정 될 수 있다는 것이 고려된다.

하우징(258)은 캠 커버(202)와 오일 분리기 커버(222) 사이에 고정되도록 구성되며, 비제한적인 실시 예에서, 하우징(258)은 접착 또는 용접과 같은 오일 분리기 커버(222)에 고정되도록 구성되고, 그래서 예시의 다른 측면과 비제한적으로 오일 분리기 커버(222)와 오일 분리기(220)의 일체형 부분 조립체는 그 다음에 캠 커버(202)에 조립 될 수 있다. 오일 분리기 커버(222)에 하우징(258)의 고정을 용이하게 하기 위해, 오일 분리기 커버(222)의 플랜지(206)를 그 내부에 수용하거나 수용하기에 적합한 크기의 U자형 채널(204)을 갖는 하우징(258)이 제공 될 수 있다. 오일 분리기 커버(222)를 하우징(258)에 고정하는 것을 더욱 용이하게 하기 위해, 채널(204) 내에 오일 분리기 커버 재료의 리브로 도시 된 재료의 리브(208)가 제공 될 수 있으며, 여기서 재료의 리브(208)는 오일 분리기 커버(222)를 하우징(258)에 영구적으로 고정하기 위한 용접 작업 이후에 녹을 수 있다. 물론, 채널(204)과 리브(208)는 반대 부분 상에 있도록 전환 될 수 있거나 도시 된 것과 다르게 구성 될 수 있다.

드릴(266) 각각은 유입 단부(209)로 지칭되는 상단부와 배출 단부(211)로 지칭되는 말단부 사이에서 종 방향 중심 축(207) 주위로 연장되는 나선형 날(270)을 갖는다. 각각의 오거(266)는 공동(252) 중 별도의 하나에 배치되어 연합된 중앙 종축(207) 주위에 나선형 유로를 형성한다. 도면 11a의 비한정적인 실시 예에 도시 된 바와 같이, 오거(266)들은 각각 동일한 나선형 피치를 갖는 날(270)들을 포함하는 서로 동일한 형상을 갖도록 형성 될 수 있으며, 그렇지 않으면 도면 11b의 비제한적 실시 예에 도시 된 바와 같이, 오거(266,266')의 적어도 일부는 서로 다른 형상을 갖도록 형성 될 수 있으며, 각 오거(266, 266')의 날(270, 270')은 서로 다른 나선형 피치를 가질 수 있고, 차이점이 생길 수 있으며, 적어도 일부는 이후에 설명하고 논의한다.

하나의 비제한적인 실시 예에 따르면, 도면 11a에 도시 된 오거(266)와 같이, 유입 단부(209)가 덮이지 않고 개방 된 상태로 유지되는 하나의 오거(266)를 포함하여, 모든 차량 작동 조건 동안 오일이 담긴 가스의 유동에 자유롭고 연속적으로 노출되고 개방되며, 단부 벽 또는 커버를 갖는 하나의 오거(212)로 지칭된다. 따라서 오일 함유 가스가 존재하고 입구 단부(209)를 향해 유동하는 경우, 오일 함유 가스는 방해받지 않고 공동(252) 내로 그리고 커버되지 않은 오거(266) 주위로 자유롭게 흐르게 된다. 한편, 단부 캡(212)을 갖는 오거(266)는 차량이 공회전 중인 경우와 같이 상대적으로 낮은 유속, 저압 조건 하에서 공동(252) 및 오거(266) 주위로 오일원 가스의 유동을 방지하는 경향이 있으며 그렇지 않으면 낮은 수요 조건에서 작동한다. 그런 다음, 예를 들어 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 차량 가속중인 경우와 같이 저유량, 저압 조건에 비해 증가하는 유량 및 압력에 따라, 단부 캡(212) 내의 유입구(213)는 오일 함유 가스가 유입구(213) 및 추가적인 오거(266)를 통해 가스로부터 오일 미스트의 효율적인 분리를 더욱 용이하게 할 수 있도록 오일 함유 가스의 유동에 대해 자동적으로 개방된다.

단부 캡(212)은 오거(266)의 유입 단부(209)에 고정 된 것으로 도시되어 있고, 유입 단부(209)는 종 방향 중심 축(207)을 중심으로 유입 단부(209)로부터 오거(266)의 입구 챔버(215)를 묶는 나선형 날(270)을 제공한다. 단부 캡(212)은 상부 벽(217)과 하부 벽(218) 사이에서 연장되는 환형의 외부 주연부(216)를 가지며, 상부 및 하부 벽(217, 218) 사이에서 연장되는 복수의 웨브(219)를 갖는다. 관통 구멍(221)은 상부 벽(217)과 하부 벽(219)을 통해 종 방향 중심축(207)을 따라 연장되고 유입구(213)는 웨브(219)와 하부 벽(218) 사이의 외주 연부(216)로 연장된다.

전술 한 바와 같이 모듈 조립을 용이하게 하기 위해, 오거(266, 266')는 비제한적인 실시 예에서 보여진 돌출부(223)로 프레임(246)의 내면(250)의 대응하는 오목부(205)에서 수령을 끼워 맞추도록 돌출부 또는 오목부를 갖는다. 돌출부(223)는 환형 홈(205)에서 수령을 끼워 맞추기 위해 구성된 환형 리브(223)로 도시되어 있다. 따라서, 오거(266, 266')는 조립 도중에 상호 교환 가능하고, 따라서 오일 분리기(220)는 동일한 피치를 갖는 나선형 날(270)을 갖는 오거를 가지거나 또는 상이한 나선형 피치를 갖는 오거(266, 266')를 갖는다. 큰 나선형 피치를 갖는 오거(266)는 유입 단부(209)와 배출 단부(211) 사이의 압력 강하를 감소시키고 공동(252)를 통한 가스의 증가된 속도를 제공하는 반면, 작은 나선 피치를 갖는 오거(266')는 오일 함유 가스의 원심력을 증가시켜 감소된 유속 작동 조건에서 오일 함유 가스의 오일 물방울 분리를 용이하게 한다. 따라서, 오거(266, 266')의 미리 결정된 정합은 오일 분리기(220)의 최적의 효율적인 작동을 만들어낸다.

오일 분리기(220)는 유입구 챔버(215)내에 배치된 밸브 헤드(229)를 갖는 플런저 밸브(227)를 포함한다. 밸브 헤드(229)는 변화하는 작동 조건에 반응하여 유입구(213)에서 밸브 시트(213')와 밀봉 관계로 자동으로 움직이도록 구성된다. 전술 한 바와 같이, 상대적으로 낮은 유속, 저압 조건 하에서, 밸브 헤드(229)는 유입구(213)에서 밸브 시트(213')와 밀폐된 관계를 유지한 다음, 저 유속에 비해 증가하는 유량 및 압력, 차량 가속과 같은 저압 조건에서, 밸브 헤드(229)는 유입구(213)에서 밸브 시트(213')와의 밀봉 결합으로부터 벗어나고, 오일 함유 가스의 유량이 플런저 밸브를 완전히 개방하기에 충분하다면 도시된 바와 같이, 밸브 헤드(229)는 오거(266)의 환형 벽(214)으로부터 반경 방향 내측으로 돌출된 돌출부 또는 리브로서 도시 된 밸브 헤드 정지면(232)과 맞물려서 정지면(232)이 단부 캡(212)으로부터 멀어지는 유입구 챔버(215)내의 밸브 헤드(229)의 최대 유동을 구성을 통하여 제공한다.

플런저 밸브(227)는 상부 벽(217)의 관통 구멍(221)을 통해 종 방향 중심축(207)을 따라 밸브 헤드(229)로부터 연장하는 밸브 스템(231)을 갖는다. 밸브 스템(231)은 종 방향 중심 축(207)에 횡 방향으로 취한 단면에서 보았을 때, 적어도 부분을 포함하며, 그 전체가 비 원형 외주면(233)을 갖는 것으로 도시 된다. 상부 벽(217)의 관통 개구(221)가 밸브 스템(231)의 비원형 외주면(233)과 전체적으로 또는 부분적으로 일치하는 주연면을 가지며, 밸브 스템(231) 상부 벽(217)의 관통 구멍(221)은 억제된다. 외주면(233)의 횡단면 형상은 일반적으로 십자형 또는 X자형이며, 대응하는 형상은 관통 구멍(221)의 주변부에 의해 제공된다. 한편, 하부 벽(218)의 유입구(213)에 대응하는 관통 구멍(221)의 주변은 밸브 스템(231)의 외주면(233)에 대해 확대되어 밸브 헤드(229)는 개방 위치로 편향된다.

오일 분리기(220)는 밸브 헤드(229)를 단부 캡(212)과 밀폐된 접촉 상태로 폐쇄 위치로 편향 시키도록 형성된 스프링 부재(235)를 포함하여 유입구(213)를 통해 오일 함유 가스의 유동을 억제한다. 밸브 헤드(229)는 스프링 부재(235)의 영향을 극복하기에 충분한 압력이 밸브 헤드(229)에 가해지는 것에 응답하여 단부 캡(212)의 하부 벽(218)으로부터 축 방향으로 이격된 개방 위치로 스프링 부재(235)의 영향에 대항하여 챔버(215)내에서 이동 가능하다. 실시 예에 따라, 스프링 부재(235)는 밸브 스템(231) 주위에 배치 된 코일 스프링으로서 제공 될 수 있다. 플런저 밸브에(227) 영향을 주어 밸브 헤드(229)를 하부 벽(218)과의 밀착 된 접촉부로 상향으로 가압하기 위해, 스프링 부재(235)는 단부 캡(212)의 상부 벽(217), 예를 들어 제한없이 밸브 스템(231)의 열이 걸려있는 부분을 통해 밸브 스템(231)에 고정되는 밸브 부재(237)를 포함한다. 유지 부재(237)는 밸브 스템(231)의 단부에 배치 된 와셔(washer)와 같은 형태로 제공 될 수 있으며, 밸브 스템(231)의 단부는 열 고정 되거나 다른 변형이 되어 스프링 부재(235)의 영향에 대항하여 유지 부재(237)를 원하는 압축상태로 고정 할 수 있다. 이와 같이, 스프링 부재(235)에 의해 상부 벽(217) 및 유지 부재(237)에 가해지는 압축 영향은 밸브 헤드(229)를 유입구(213) 주위로 밀봉 관계로 강제시킨다. 밸브 부재(229)를 유입구(213) 주위의 밀봉된 맞물림으로부터 정확하게 이동시키기 위해 필요한 힘을 허용하도록 스프링 부재(235)의 스프링 힘이 원하는대로 선택 될 수 있다는 것은 당업자에게 이해 될 것이다.

미세한 미스트 분리기 조립체(284)는 전술 한 바와 같이 오일 함유 가스가 프레임(246)을 통과 한 후에 오일 함유 가스로부터 오일을 더 분리하기 위해 배출구 제 2 개구(256)의 하류에 배치된다. 미세 미스트 분리기 조립체(284)는 다공성이며 오일 함유 가스로부터 분리된 오일을 추가로 흡수하기 위해 일반적으로 프레임(246)의 제 2 개구(256)에 인접하게 정렬된 직사각형 섬유성 패드를 포함한다. 구체적 실시 예에서, 섬유성 패드(286)는 부직포 나일론 펠트 재료로 제조 될 수 있지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 재료가 사용 될 수 있음을 이해해야 하며, 제한 없는 예시에서 패드는 덮개(202)에 접착, 용접 또는 다른방법으로 고정될 수 있다.

미세 미스트 분리기 조립체(84)는 또한 섬유성 패드(286)에 인접하여 배치되는 일반적으로 직사각형인 임팩터 월(287)을 포함한다. 임팩터 월(287)은 커버(202)와 완전한, 단일체 조각으로 형성되는 것으로 도시되어있지만, 원한다면 분리되어 형성 될 수 있다. 임팩터 월(287)은 임팩터 월(287)과 오일 함유 가스가 접촉하는 동안 오일 함유 가스로부터 오일을 추가로 분리하고, 분리된 오일을 오일 배출구(244)쪽으로 흐르게 하는 복수의 오목부(289)를 갖는다. 한편, "깨끗한" 실질적으로 오일이 없는 가스는 임팩터 월(287)을 가스 출구를 향해 통과한다. 미세 미스트 분리기 조립체(284)는 전술 한 바와 같이 섬유성 패드(284)없이 다른 방식으로 구성 될 수 있음을 이해해야 한다.

사용시, 차량의 작동 조건에 따라, 밸브 헤드(229)는 밸브 시트(213')에 대해 폐쇄 및 밀봉관계로 유지되며(즉, 휴지기와 같이 낮은 유동 조건 하에서) 벨브 헤드(229)는 밸브 시트(213')로 부터 밀봉 된 관계를 벗어나 개방 위치로 이동하며 상기 논의한 바와 같이 그것에 의해 전체 오일 함유 가스 흐름이 덮개를 씌우지 않은 오거(들)(266)을 통과하는 방향 또는 밸브 헤드(229)는 밸브 시트(213')로부터 밀봉 된 관계를 벗어나 개방 위치로 이동하며,(즉, 가속중이거나 높은 수요를 요구하는 다른 상황과 같이 상대적으로 증가 된 유동 조건 하에서) 덮개를 씌우지 않은 오거(들)(266) 및 플런저 밸브(227)를 포함하는 오거(266) 모두를 통해 오일이 함유 된 가스의 흐름을 분배한다. 플런저 밸브(227)의 개폐는 원하는 스프링 상수(들)를 갖는 스프링 부재(235)를 선택함으로써 제어 될 수 있다는 것이 당업자에 의해 쉽게 이해 될 것이다. 따라서, 복수의 플런저 밸브(227)가 조립체(200)에 제공되면, 서로 다른 스프링 상수를 갖는 스프링 부재(235)를 갖는 상이한 플런저 밸브(227)가 제공되어, 각각의 플런저 밸브(227)를 따라서, 오일 분리기(220)를 통해 오일 함유 가스의 최적 유동을 제공하고 오일이 오일 함유 가스로부터 분리되는 효율을 최대화 한다. 또한, 전술 한 바와 같이, 상이한 오거(266, 266')의 나선형 피치는 의도된 차량 플랫폼에 대해 요구되는 바와 같이 서로 변화 될 수 있다. 물론, 전술 한 바와 같이, 복수의 오거(266, 266') 중 적어도 하나는 내부에 배치 된 밸브 헤드(229)를 갖지 않고 제공 될 수 있으며, 이에 따라 오일이 담긴 가스의 흐름에 연속적으로 개방된다.

실시 예들의 전술 된 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 그것은 포괄적이거나 공개를 제한하기 위한 것이 아니다. 특정 실시 예의 개개의 구성요소 또는 특징은 일반적으로 특정 실시예에 한정되지 않지만, 적용 가능할 경우 상호 교환 가능하며, 구체적으로 도시 또는 기술되지 않더라도, 선택된 실시 예에서 사용 될 수 있다. 같은 것도 여러면에서 다양 할 수 있다. 이러한 변형은 개시로부터 이탈로 간주되어서는 안되며, 이러한 모든 변형은 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (17)

1. 오일 함유 가스로부터 오일을 분리하기 위한 오일 분리기로서, 상단부와 말단부 사이에서 각각 연장되는 복수의 공동을 갖는 하우징;
   유입 단부와 배출 단부 사이의 종 방향 중심 축 주위로 연장되는 나선형 날을 가지며, 상기 공동에 각각 개별적으로 배치되어 상기 종 방향 중심축을 중심으로 나선형 유로를 형성하는 복수의 오거;
   상기 오거 중 적어도 하나는 상기 종 방향 중심 축을 중심으로 상기 유입 단부로 부터 연장되는 환형 벽을 가지며;
   유입구 챔버를 통해 상기 환형 벽에 고정되고 유입구를 갖는 단부 캡;
   상기 유입구 챔버 내에 배치 된 밸브 헤드를 갖는 플런저 밸브; 및
   오일이 함유된 가스의 유동을 억제하기 위하여 상기 유입구를 밀봉하여 상기 단부캡과 밀폐된 접촉상태에서 폐쇄된 위치로 상기 밸브 헤드를 편향하도록 구성된 스프링 부재로서, 상기 밸브 헤드는 상기 스프링 부재의 편향을 극복하기 위하여 상기 밸브 헤드에 가해지는 압력에 반응하여 상기 단부캡으로부터 떨어진 개방위치로 상기 스프링 부재의 편향에 대향하도록 상기 유입챔버내로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단부 캡은 상기 종 방향 중심 축을 따라 연장되는 관통 개구를 가지며, 상기 플런저 밸브는 상기 밸브 헤드로부터 상기 관통 개구를 통해 뻗어있는 밸브 스템을 갖는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 단부 캡은 상부 벽과 하부 벽 사이에서 연장되는 환형 외주를 가지며, 상기 관통 개구는 상기 상부 및 하부 벽을 통해 연장되고, 상기 유입구는 상기 외주 및 상기 하부 벽을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 상부 벽과 하부 벽 사이에서 연장되는 복수의 웨브를 더 포함하고, 상기 유입구는 상기 웨브 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
5. 제 3항에 있어서, 상기 밸브 스템은 상기 길이 방향의 중심 축을 가로 지르는 단면에서 보았을 때 적어도 비 원형의 외주면 일부를 포함하고, 상기 상부 벽의 관통 개구는, 상기 상부 벽의 상기 관통 개구 내에서 상기 밸브 스템의 측 방향 작동을 방지하기 위해서 상기 밸브 스템의 상기 비 원형 외주면과 부분적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 하부 벽의 상기 관통 개구는 상기 밸브 스템과 상기 관통 개구의 확대 주연면 사이의 상기 하부 벽을 통해 연장되는 상기 유입구의 부분(portion)을 형성하기 위하여 상기 밸브 스템에 대해 확대 된 주변 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
7. 제 2항에 있어서, 상기 스프링 부재는 상기 밸브 스템 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
8. 제 7항에 있어서, 상기 스프링 부재는 코일 스프링 인 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
9. 제 8항에 있어서, 상기 밸브 스템에 고정되고 상기 단부 캡과 상기 유지 부재 사이에서 상기 스프링 부재를 포획하는 유지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
10. 제 9항에 있어서, 상기 유지 부재는 상기 밸브 스템의 열 고정부(heat staked portion)를 통해 상기 밸브 스템에 고정되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
11. 제 1항에 있어서, 상기 나선형 날의 일부는 서로 다른 나선형 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
12. 제 11항에 있어서, 상기 복수의 오거 중 적어도 하나는 내부에 배치 된 밸브 헤드를 가지지 않고, 상기 유입구 챔버 내에 배치 된 밸브 헤드를 가지며 적어도 하나는 제 1 나선형 피치를 갖는 나선형 날을 가지며 상기 플런저 헤드가 배치되지 않고 적어도 하나는 제 2 나선형 피치를 갖는 나선형 날을 가지며, 상기 제 1 나선형 피치는 상기 제 2 나선형 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
13. 제 1항에 있어서, 상기 오거는 돌출부 또는 오목부 중 하나를 가지며, 상기 공동은 돌출부 또는 오목부 중 다른 하나를 가지며, 상기 돌출부 및 상기 오목부는 서로 끼워 맞춤 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
14. 제 13항에 있어서, 상기 돌출부는 환형 리브로서 형성되고 상기 오목부는 환형 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
15. 제 14항에 있어서, 상기 오거 각각은 상기 환형 리브를 가지며 상기 공동 각각은 상기 환형 홈을 가지며, 상기 환형 리브는 상기 환형 홈에 끼워 맞춤하는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
16. 제 1항에 있어서, 상기 환형 벽으로부터 반경 내측방향으로 뻗어있는 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부는 상기 밸브 헤드와 마주하도록 구성된 정지면을 형성하여 상기 단부 캡으로부터 상기 유입구 챔버 내에서 상기 밸브 헤드의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
17. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 공동은 상기 복수의 오거 중 어느 하나와 교환 가능하도록 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 오일 분리기.
    

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