WO2013023871A1 - Ölnebelabscheider zur abscheidung von aerosolem öl aus einem ölbeladenen gas - Google Patents

Ölnebelabscheider zur abscheidung von aerosolem öl aus einem ölbeladenen gas Download PDF

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WO2013023871A1
WO2013023871A1 PCT/EP2012/064198 EP2012064198W WO2013023871A1 WO 2013023871 A1 WO2013023871 A1 WO 2013023871A1 EP 2012064198 W EP2012064198 W EP 2012064198W WO 2013023871 A1 WO2013023871 A1 WO 2013023871A1
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WO
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oil
nozzle
surface structure
mist separator
gas
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PCT/EP2012/064198
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schleiden
Marcel HOLZWARTH
Heinz Fuchs
Jürgen KOSICKI
Original Assignee
Mann+Hummel Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • 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
    • 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
    • F01M2013/0433—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with a deflection device, e.g. screen

Definitions

  • the invention relates to a Olnebelabscheider for the separation of aerosol oil from an oil-laden gas, in particular blow-by gas, in particular a crankcase ventilation of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, at least with an impactor, the nozzle device with at least one nozzle for the gas to be liberated from oil and at least one impact body having a separation region for the oil, which is located in a radiation region of the at least one nozzle.
  • the oil mist separator designed as an impactor for crankcase ventilation is known.
  • the oil mist separator has a nozzle device with at least one nozzle.
  • One of the at least one nozzle opposite baffle is covered with a deposition material.
  • the deposition material is a nonwoven, a knitted fabric or a knitted fabric.
  • the invention has for its object to design a Olnebelabscheider of the type mentioned, which is simple in design and can be produced and also can achieve improved separation efficiency.
  • the deposition region is realized with a surface structure that is integrally connected to the impact body, and the surface structure has elevations and depressions that are arranged alternately in all directions transversely to a main radiation direction of the at least one nozzle.
  • the gas to be liberated from the oil mist flows through the at least one nozzle and is accelerated there in the main jet direction.
  • the oil mist separator can at least comprise the impactor or constructed as an impactor overall.
  • the main jet direction is the direction of the main flow of gas to be liberated from the oil mist as it exits the at least one nozzle.
  • the gas loaded with aerosol oil bounces in the radiation area of the at least one nozzle onto the deposition area of the baffle body.
  • the irradiation area of the at least one nozzle is the area which is irradiated directly with the gas to be liberated from oil.
  • the gas is deflected on impact and flows along the separation area to a gas outlet of the oil mist separator.
  • the gas freed of oil may optionally be supplied to an air filter of the internal combustion engine.
  • the oil particles on the other hand, collide against the surface of the separation zone, are separated from the gas and, following gravity, descend down the separation zone where they can be collected and removed from the oil mist separator.
  • the collected oil may optionally be supplied to an oil sump of the internal combustion engine.
  • the impact body itself is equipped with a surface structure, which forms the separation area.
  • the elevations and depressions of the surface structure represent flow obstacles which slow down the gas flow coming from the at least one nozzle and thereby increase the separation efficiency.
  • the gas flows between the elevations, resulting in improved oil separation.
  • the depth of the depressions and the extent of the elevations along the surface may be of a similar order of magnitude as a distance of adjacent elevations.
  • a one-piece connection between the Abborge Siemens and the baffle body can be realized more stable than a subsequent attachment.
  • the separation region can also be produced together with the impact body.
  • the elevations and depressions of the surface structure are distributed in all directions transversely, in particular vertically or obliquely, to the main radiation direction.
  • an embodiment of the surface structure as a plurality of juxtaposed structural bodies with the respective associated center line in the direction of the main radiation direction represents a particularly advantageous embodiment.
  • the surface structure may be flat, but it may also be along a curved surface, in particular a concave or convex surface, run.
  • a plurality of elevations and depressions are irradiated by the gas to be liberated from oil with the at least one nozzle. In this way the separation efficiency is increased.
  • It can also be provided several nozzles.
  • the nozzles can be evenly distributed so arranged that they can each illuminate the Abscheide Surrey the baffle.
  • the nozzle openings may have slot-like or oval passages or be formed as a slot.
  • a cross-shaped opening, for example, as two overlapping slots affect the oil separation positive.
  • a fiber structure or thread structure can also be integrally connected to the impact body.
  • the protrusions and depressions may be formed in a structure similar to the barb or loop side of a hook and loop fastener. This structure can be glued or welded onto the impact body.
  • the surface structure can be realized by injection molding on an injection-molded impact body.
  • the baffle may simply be made of a plastic, metal, or other type of material suitable for injection molding or molding by an injection molding or molding process.
  • the surface structure can be realized injection molding technology by an injection molding process during the production of the impact body. Injection-molded, one-piece surface structures are stable and firmly connected to the impact body. An injection molding process can easily be used to design even complex shapes.
  • the surface structure can also be realized in a different way integrally on the impact body.
  • the surface structure can be realized by means of an erosive method, in particular a cutting method or an etching method, on the impact body.
  • the elevations and depressions can be distributed uniformly over the separation region.
  • a uniform oil separation can be achieved over the entire separation area.
  • a uniform arrangement of elevations and depressions can also be easily realized.
  • distances between adjacent elevations of the surface structure can advantageously be at most of the order of magnitude of an orifice cross-section of the at least one nozzle.
  • the irradiation area of the at least one nozzle can easily extend over a plurality of elevations and depressions. This way, a better oil separation can be achieved than with a radiation of a smooth separation surface.
  • the main gas flow from the at least one nozzle can thus be easily divided into many small partial gas flow, which improves the separation efficiency.
  • a plurality of structural bodies in particular cones and / or truncated cones and / or pyramids and / or truncated pyramids and / or cylinders, which at least form the surface structure, may be arranged on the side of the impact body facing the at least one nozzle.
  • the surface structure can be realized from a plurality of identical or a combination of different structural bodies. With the structural bodies defined flow obstacles can be specified. An optimal distribution of the gas flow along the separation area can be achieved. Thus, the separation efficiency can be further improved.
  • the structural bodies can be defined in terms of shape and / or size and / or distribution.
  • the structural bodies may be adapted in type and / or arrangement to the size of the irradiation area of the at least one nozzle, in particular the flow cross section of the gas flow in the main jet direction.
  • the structural bodies can be adapted to the flow characteristics and / or flow velocities prevailing in the oil mist separator.
  • the angles between the side surfaces or the lateral surfaces and the base surfaces can be specified to optimize the deposition efficiency.
  • the angles can be predetermined in particular depending on the geometric structure of the oil mist separator, the number of nozzles, the size of the nozzles and / or the flow velocities.
  • Cones and truncated cones have the advantage that they allow optimal diffusion of the impinging gas flow.
  • FIG. 1 shows a section of a ⁇ lnebelabscheiders a device for crankcase ventilation of an internal combustion engine of a motor vehicle, with a baffle with pyramidal structural bodies according to a first embodiment
  • FIG 2 is an isometric detail view of the baffle of Figure 1;
  • FIG. 3 is an isometric detailed view of a baffle according to a second
  • Embodiment with truncated pyramidal structural bodies which is similar to the baffle of Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 shows an isometric detailed view of a baffle wall according to a third embodiment with conical structural bodies, which is similar to the baffle walls of FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 5 is an isometric detailed view of a baffle according to a fourth embodiment with frusto-conical structural bodies which is similar to the baffles of Figures 1 to 4;
  • FIG. 6 is an isometric detailed view of a baffle according to a fifth embodiment with cylindrical structural bodies, which is similar to the baffles of Figures 1 to 5;
  • FIG. 7 shows an isometric detailed view of a baffle according to a sixth
  • Embodiment with structural bodies in the form of webs which can be used in the oil mist separator of Figure 1;
  • Figure 8 is an isometric detailed view of a baffle according to a seventh
  • Embodiment with sawtooth-like structural bodies which can be used in the oil separator of Figure 1.
  • the same components are provided with the same reference numerals.
  • FIG. 1 shows a section of an oil mist separator 10 constructed as an impactor of an otherwise not shown device for crankcase ventilation of a combustion engine. illustrated engine of a motor vehicle.
  • the oil mist separator 10 is located in a crankcase ventilation line of the internal combustion engine. About the crankcase ventilation pipe blowby gas is passed out of the crankcase out of interest here in this way. With the oil mist separator 10 aerosolized oil contained in the blow-by gas is separated, collected and fed via a return line in a manner not of interest to an oil sump of the internal combustion engine.
  • the oil mist separator 10 has a housing 12, which is divided by means of a partition wall 14 into an inlet chamber 16 and an outlet chamber 18.
  • the outlet chamber 18 in turn is subdivided into a separation region 22 and an outlet region 24 by means of a baffle 20, which is configured according to a first exemplary embodiment.
  • the baffle 20 and the partition 14 are parallel to each other.
  • the partition wall 14 and the baffle 20 extend in the normal installation state of the oil separator 10, which is shown in the figure 1, approximately vertically.
  • an inlet 26 which is connected via an inlet portion of the crankcase ventilation line to an outlet of the crankcase.
  • an outlet 28 is provided, which is connected to an inlet of an air filter via an outlet portion of the crankcase ventilation line, for example.
  • an oil drain pipe 30, which connects the separation region 22 via a return line to the oil sump of the internal combustion engine.
  • the partition wall 14 Opposite the inlet 26, the partition wall 14 has a nozzle area 31 with a plurality of nozzle openings 32 which connect the inlet chamber 16 to the separation area 22.
  • the nozzle portion 31, the inlet 26 and the outlet 28 are coaxial with an axis 33. In the normal installation state of the oil mist separator 10, the axis 33 extends horizontally.
  • the mouths of the nozzle openings 32 opposite side of the baffle 20 has a deposition region 34.
  • the deposition region 34 projects beyond the nozzle region 31 radially with respect to the axis 33.
  • the separation region 34 is located in the irradiation regions of all the nozzles 32.
  • the blowby gas which flows from the inlet chamber 16 through the nozzles 32 into the separation region 22, flows into the deposition region 34 in the respective irradiation regions.
  • the baffle 20 in the separation region 34, the baffle 20, as shown in detail in Figure 2, provided with a surface structure.
  • the surface structure is realized by a plurality of pyramids 36.
  • the pyramids 36 with the center line 49 are distributed uniformly over the separation region 34. Distances between tips 40 of adjacent pyramids 36 are on the order of the diameter of the orifices of the nozzle orifices 32.
  • the tips 46 of the pyramids 36 face the bulkhead 14.
  • the pyramids 36 create bumps formed by their tips 46 and recesses 48 between the tips 46
  • the tips 46 and the depressions 48 are arranged alternately in all directions transversely to the main beam directions of the nozzle openings 32, which are indicated by arrows 40 in FIG.
  • the main beam directions 40 of the nozzle openings 32 extend in the direction of the axis 33, ie perpendicular to the partition wall 14 and the baffle wall 20.
  • the baffle 20 is made of plastic by an injection molding process, wherein the pyramids 36 are injection molded in one piece to the surface of the baffle 20.
  • the baffle 20 has a plurality of passage openings 38, which connect the separation area 22 with the outlet area 24.
  • the blowby gas loaded with aerosol oil particles flows from the crankcase via the inlet section of the crankcase ventilation line, indicated by an arrow 42, to the inlet 26 and enters the inlet chamber 16 of the oil mist separator 10 flows to the nozzle openings 32, with which an acceleration of the blowby gas flow is achieved.
  • the loaded blowby gas flows in the main jet direction 40 in the Separation region 22 of the outlet chamber 18 and flows to the baffle 20 at.
  • the blow-by gas flows around the tips 46 of the pyramids 36 in the depressions 48.
  • blow-by gas released from the oil is deflected in the separation area 22, indicated by arrows 44, and flows through the passage opening 38 into the outlet area 24. From there, the oil-freed blow-by gas passes through the outlet 28 and via the outlet section of the Crankcase ventilation line to the air filter.
  • the aerosolized oil droplets contained in the blowby gas are deposited on the surfaces of the pyramids 36 in the deposition zone 34.
  • the separated oil droplets migrate downwards following gravity and reach the oil discharge nozzle 30, from where they reach the oil return line, indicated by an arrow 50, out of the housing 12 and from there into the oil sump of the internal combustion engine.
  • FIG. 3 shows a section of a baffle 120 according to a second exemplary embodiment, which is similar to baffle 20 according to the first exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2.
  • a multiplicity of pyramid stumps 136 with the center line 149 are arranged uniformly distributed in the deposition region 34. Again, in each direction transverse to the main beam direction 40 alternately bumps 46 and depressions 48 realized.
  • a baffle 220 in contrast to the first embodiment instead of the pyramids 36, a plurality of cones 236 with the center line 249 spaced from each other and evenly distributed in the separation region 34.
  • a plurality of truncated cones 336 with the center line 349 are spaced apart from one another and are distributed uniformly in the separation region 34.
  • a baffle 420 shown in Figure 6, in contrast to the first embodiment instead of the pyramids 36 a plurality of cylinders 436 with the center line 449 spaced apart and evenly distributed in the separation region 34.
  • a large number of webs 536 are arranged in the separating region 34 at equal distances from one another.
  • the distance between adjacent lands 536 is as large as the width of the lands 536 in that direction.
  • the distance between adjacent webs 536 is at most of the order of magnitude of the cross sections of the openings of the nozzle openings 32.
  • the depth of recessed grooves 537 between the webs 536 is significantly greater than the width of the webs 536 or their distance from one another.
  • FIG. 8 shows a seventh exemplary embodiment of a baffle 620, in which, unlike the sixth exemplary embodiment from FIG. 7, instead of the webs 536, a large number of saw teeth 636 are arranged at equal spacing parallel to one another.
  • the distance between the bumps 46 and the recesses 48 of the saw teeth 636 is greater than the distance between adjacent bumps 46.
  • the distance between adjacent bumps 46 is at most on the order of the cross sections of the orifices of the nozzle orifices 32.
  • the invention is not limited to an oil mist separator 10 of a crankcase ventilation of an internal combustion engine. Rather, it can also be used in other types of oil mist separators. It is also not limited to use in motor vehicles. Rather, it can also be used in other types of internal combustion engines, such as industrial engines.
  • the distances between adjacent elevations 46 may also be smaller than the diameters of the openings of the nozzle openings 32.
  • nozzle openings may be provided instead of the cylindrical nozzle openings 32.
  • the pyramids 36, truncated pyramids 136, cones 236, truncated cones 336, cylinders 436, webs 536 and saw teeth 636 may be arranged distributed uniformly over the separating region 34 instead of evenly.
  • the surface structure of the deposition region 34 can also be applied to the baffle 20 in other ways than by injection molding.
  • 120; 220; 320; 420; 520; 620 be realized.
  • the surface structure may be formed integrally on the baffle wall 20 by an erosive method, for example a cutting method or an etching method.
  • 120; 220; 320; 420; 520; 620 be realized.
  • a different impact body such as a concave or convex body may be provided.
  • the pyramids 36, truncated pyramids 136, cones 236, truncated cones 336, cylinders 436, webs 536 and saw teeth 636 the surface structure of the Abscheide Schemes 34 in other ways, in particular by different structural body, for example, with a fibrous structure or a thread structure, integral with the Impact body is connected, realized.

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Abstract

Es wird ein Ölnebelabscheider (10) zur Abscheidung von aerosolem Öl aus einem ölbeladenen Gas, insbesondere Blowby-Gas, insbesondere einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wenigstens mit einem Impaktor beschrieben. Der Impaktor weist eine Düseneinrichtung (31) mit wenigstens einer Düse (32) für das von Öl zu befreiende Gas und wenigstens einen Prallkörper (20) mit einem Abscheidebereich (34) für das Öl, der in einem Anstrahlbereich der wenigstens einen Düse (32) liegt, auf. Der Abscheidebereich (34) ist mit einer Oberflächenstruktur (36) realisiert, die einstückig mit dem Prallkörper (20) verbunden ist. Die Oberflächenstruktur (36) weist Erhebungen (46) und Vertiefungen (48) auf, die in allen Richtungen quer zu einer Hauptstrahlrichtung (40) der wenigstens einen Düse (32) wechselweise angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Olnebelabscheider zur Abscheidung von aerosolem Öl
aus einem ölbeladenen Gas
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Olnebelabscheider zur Abscheidung von aerosolem Öl aus einem ölbeladenen Gas, insbesondere Blowby-Gas, insbesondere einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wenigs- tens mit einem Impaktor, der eine Düseneinrichtung mit wenigstens einer Düse für das von Öl zu befreiende Gas und wenigstens einen Prallkörper mit einem Abscheidebereich für das Öl, der in einem Anstrahlbereich der wenigstens einen Düse liegt, aufweist. Stand der Technik
Aus der DE 10 2009 024 701 A1 ist ein als Impaktor ausgebildeter Olnebelabscheider für eine Kurbelgehäuseentlüftung bekannt. Der Olnebelabscheider weist eine Düseneinrichtung mit zumindest einer Düse auf. Eine der wenigstens einen Düse gegenüberliegende Prallwand ist mit einem Abscheidematerial belegt. Bei dem Abscheidematerial handelt es sich um ein Vlies, ein Gestrick oder ein Gewirke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Olnebelabscheider der eingangs genannten Art zu gestalten, der einfach ausgestaltet und herstellbar ist und zudem eine verbesserte Abscheideeffizienz erreichen kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abscheidebereich mit einer Oberflächenstruktur realisiert ist, die einstückig mit dem Prallkörper verbunden ist, und die Oberflächenstruktur Erhebungen und Vertiefungen aufweist, die in allen Rich- tungen quer zu einer Hauptstrahlrichtung der wenigstens einen Düse wechselweise angeordnet sind.
Bei dem Impaktor strömt das vom Ölnebel zu befreiende Gas durch die wenigstens eine Düse und wird dort in Hauptstrahlrichtung beschleunigt. Der Olnebelabscheider kann dabei wenigstens den Impaktor umfassen oder insgesamt als Impaktor aufgebaut sein. Die Hauptstrahlrichtung ist die Richtung des Hauptstroms des vom Ölnebel zu befreienden Gases beim Austritt aus der wenigstens einen Düse. Das mit aerosolem Öl belade- ne Gas prallt in dem Anstrahlbereich der wenigstens einen Düse auf den Abscheide- bereich des Prallköpers. Der Anstrahlbereich der wenigstens einen Düse ist der Bereich, welcher mit dem von Öl zu befreienden Gas direkt angestrahlt wird. Das Gas wird beim Aufprall abgelenkt und strömt an dem Abscheidebereich entlang zu einem Gas- auslass des Ölnebelabscheiders. Das von Öl befreite Gas kann gegebenenfalls einem Luftfilter der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Die Ölpartikel hingegen prallen ge- gen die Oberfläche des Abscheidebereichs, werden von dem Gas abgeschieden und sinken der Schwerkraft folgend am Abscheidebereich entlang nach unten, wo sie aufgefangen und aus dem Ölnebelabscheider entfernt werden können. Das gesammelte Öl kann gegebenenfalls einem Ölsumpf der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Erfindungsgemäß ist der Prallkörper selbst mit einer Oberflächenstruktur ausgestattet, wel- che den Abscheidebereich bildet. Die Erhebungen und Vertiefungen der Oberflächenstruktur stellen Strömungshindernisse dar, welche den aus der wenigstens einen Düse kommenden Gasstrom verlangsamen und dadurch die Abscheideeffizienz erhöhen. Das Gas strömt zwischen den Erhebungen entlang, so dass eine verbesserte Ölab- scheidung erreicht wird. Vorteilhafterweise kann bei der Oberflächenstruktur die Tiefe der Vertiefungen und die Ausdehnung der Erhebungen entlang der Oberfläche in ähnlicher Größenordnung sein wie ein Abstand benachbarter Erhebungen. Im Unterschied zu dem Ölnebelabscheider, der aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist es nicht erforderlich, ein separates Abscheidematerial auf dem Prallkörper zu befestigen. Auf diese Weise können der Montageaufwand und/oder der Materialaufwand verringert wer- den. Außerdem kann eine einstückige Verbindung zwischen dem Abscheidebereich und dem Prallkörper stabiler als eine nachträgliche Befestigung realisiert werden. Der Abscheidebereich kann ferner gemeinsam mit dem Prallkörper hergestellt werden. Die Erhebungen und Vertiefungen der Oberflächenstruktur verteilen sich in alle Richtungen quer, insbesondere senkrecht oder schräg, zur Hauptstrahlrichtung. Insbesondere eine Ausführung der Oberflächenstruktur als eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Strukturkörpern mit der jeweiligen zugehörigen Mittellinie in Richtung der Hauptstrahlrichtung stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dar. Die Oberflächenstruktur kann eben sein, sie kann aber auch entlang einer gebogenen Fläche, insbesondere einer konkaven oder konvexen Oberfläche, verlaufen. In dem durch die wenigstens eine Düse angestrahlten Anstrahlbereich der Oberflächenstruktur ist eine Mehrzahl von Erhebungen und Vertiefungen angeordnet. Es werden also mehrere Erhebungen und Vertiefungen von dem von Öl zu befreienden Gas mit der wenigstens einen Düse angestrahlt. Auf diese Weise wird die Abscheideeffizienz vergrößert. Es können auch mehre- re Düsen vorgesehen sein. Die Düsen können gleichmäßig verteilt so angeordnet sein, dass sie jeweils den Abscheidebereich des Prallkörpers anstrahlen können. Alternativ können die Düsenöffnungen schlitzartige oder ovale Durchlässe aufweisen oder als Langloch ausgebildet sein. Auch eine kreuzförmige Öffnung, beispielsweise als zwei sich überlagernde Langlöcher beeinflussen die Ölabscheidung positiv.
Zur Realisierung der Erhebungen und Vertiefungen kann auch eine Faserstruktur oder Fadenstruktur einstückig mit dem Prallkörper verbunden sein. Alternativ können die Erhebungen und Vertiefungen in einer Struktur ähnlich der Widerhaken- oder Schlaufenseite eines Klettverschlusses ausgebildet sein. Diese Struktur kann auf den Prallkörper aufgeklebt oder aufgeschweißt sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Oberflächenstruktur spritzgusstechnisch an einem spritzgegossenen Prallkörper realisiert sein. Der Prallkörper kann einfach aus einem Kunststoff, einem Metall oder einem andersartigen, zum Spritzguss oder Formen geeigneten Material nach einem Spritzgussverfahren oder Formverfahren hergestellt sein. Die Oberflächenstruktur kann spritzgusstechnisch nach einem Spritzgussverfahren bei der Herstellung des Prallkörpers realisiert werden. Spritzgusstechnisch geformte, einstückige Oberflächenstrukturen sind stabil und fest mit dem Prallkörper verbunden. Mit einem Spritzgussverfahren können einfach auch komplexe For- men ausgestaltet werden. Alternativ kann die Oberflächenstruktur auch in andersartiger Weise einstückig am Prallkörper realisiert sein. Insbesondere kann die Oberflächenstruktur nach einem abtragenden Verfahren, insbesondere einem spanenden Verfahren oder einem Ätzverfahren, am Prallkörper realisiert werden. Vorteilhafterweise können die Erhebungen und Vertiefungen gleichmäßig über den Abscheidebereich verteilt sein. Auf diese Weise kann über den gesamten Abscheidebereich eine gleichmäßige Ölabscheidung erreicht werden. Eine gleichmäßige Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen kann darüber hinaus einfach realisiert werden. Ferner können vorteilhafterweise Abstände zwischen benachbarten Erhebungen der Oberflächenstruktur maximal in der Größenordnung eines Mündungsquerschnitts der wenigstens einen Düse sein. Auf diese Weise kann der Anstrahlbereich der wenigstens einen Düse sich einfach über eine Mehrzahl von Erhebungen und Vertiefungen er- strecken. So kann eine bessere Ölabscheidung erreicht werden als bei einer An- strahlung einer glatten Abscheidefläche. Der Hauptgasstrom aus der wenigstens einen Düse kann so einfach in viele kleine Teil-Gasströmung aufgeteilt werden, was die Abscheideeffizienz verbessert. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann auf der der wenigstens einen Düse zugewandten Seite des Prallkörpers eine Vielzahl von Strukturkörpern, insbesondere Kegeln und/oder Kegelstümpfen und/oder Pyramiden und/oder Pyramidenstümpfen und/oder Zylindern, angeordnet sein, die die Oberflächenstruktur wenigstens mit bilden. Die Oberflächenstruktur kann aus mehreren gleichen oder einer Zusammenstel- lung von unterschiedlichen Strukturkörpern realisiert sein. Mit den Strukturkörpern können definierte Strömungshindernisse vorgegeben werden. Es kann eine optimale Verteilung des Gasstroms entlang des Abscheidebereichs erreicht werden. So kann die Abscheideeffizienz weiter verbessert werden. Die Strukturkörper können in Form und/oder Größe und/oder Verteilung definiert vorgegeben werden. Insbesondere können die Strukturkörper in Art und/oder Anordnung an die Größe des Anstrahlbereichs der wenigstens einen Düse, insbesondere den Strömungsquerschnitt der Gasströmung in Hauptstrahlrichtung, angepasst sein. Zusätzlich oder alternativ können die Strukturkörper an die im Ölnebelabscheider herrschenden Strömungsverläufe und/oder Strömungsgeschwindigkeiten angepasst sein. Bei den Kegeln, Kegelstümpfen, Pyramiden und Pyramidenstümpfen können die Winkel zwischen den Seitenflächen beziehungsweise den Mantelflächen und den Grundflächen zur Optimierung der Abscheideeffizienz vorgegeben werden. Die Winkel können insbesondere abhängig vom geometrischen Aufbau des Olnebelabscheiders, der Anzahl der Düsen, der Größe der Düsen und/oder der Strömungsgeschwindigkeiten vorgegeben werden. Kegel und Kegelstümpfe haben den Vorteil, dass sie eine optimale Diffusion des aufprallenden Gasstroms ermöglichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich- nung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 einen Schnitt eines Ölnebelabscheiders einer Einrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Prallwand mit pyramidenförmigen Strukturkörpern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2 eine isometrische Detailansicht der Prallwand aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine isometrische Detailansicht einer Prallwand gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel mit pyramidenstumpfförmigen Strukturkörpern, welche zu der Prallwand aus den Figuren 1 und 2 ähnlich ist;
Figur 4 eine isometrische Detailansicht einer Prallwand gemäß einem dritten Aus- führungsbeispiel mit kegelförmigen Strukturkörpern, welche zu den Prallwänden aus den Figuren 1 bis 3 ähnlich ist;
Figur 5 eine isometrische Detailansicht einer Prallwand gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit kegelstumpfförmigen Strukturkörpern, welche zu den Prallwänden aus den Figuren 1 bis 4 ähnlich ist;
Figur 6 eine isometrische Detailansicht einer Prallwand gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel mit zylinderförmigen Strukturkörpern, welche zu den Prallwänden aus den Figuren 1 bis 5 ähnlich ist;
Figur 7 eine isometrische Detailansicht einer Prallwand gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel mit Strukturkörpern in Form von Stegen, welche bei dem Ölnebelabscheider aus der Figur 1 eingesetzt werden kann;
Figur 8 eine isometrische Detailansicht einer Prallwand gemäß einem siebten
Ausführungsbeispiel mit sägezahnartigen Strukturkörpern, welche bei dem Ölabscheider aus der Figur 1 eingesetzt werden kann. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Schnitt eines als Impaktor aufgebauten Ölnebelabscheiders 10 einer ansonsten nicht gezeigten Einrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung einer Brenn- kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Ölnebelabscheider 10 befindet sich in einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung der Brennkraftmaschine. Über die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung wird Blowby-Gas in hier nicht weiter interessierender Weise aus dem Kurbelgehäuse heraus geleitet. Mit dem Ölnebelabscheider 10 wird im Blowby-Gas enthaltenes aerosoles Öl abgeschieden, gesammelt und über eine Rückführleitung in hier nicht weiter interessierender Weise einem Ölsumpf der Brennkraftmaschine zugeführt.
Der Ölnebelabscheider 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches mittels einer Trennwand 14 in eine Einlasskammer 16 und eine Auslasskammer 18 unterteilt ist. Die Auslasskammer 18 ihrerseits ist mittels einer Prallwand 20, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist, in einen Trennbereich 22 und einen Auslassbereich 24 unterteilt. Die Prallwand 20 und die Trennwand 14 verlaufen parallel zueinander. Die Trennwand 14 und die Prallwand 20 erstrecken sich im normalen Einbauzustand des Ölabscheiders 10, der in der Figur 1 dargestellt ist, etwa vertikal.
In die Einlasskammer 16 führt ein Einlass 26, der über einen Einlassabschnitt der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mit einem Auslass des Kurbelgehäuses verbunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 12 führt aus der Auslasskammer 18 ein Auslass 28 heraus, der über einen Auslassabschnitt der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung beispielsweise mit einem Einlass eines Luftfilters verbunden ist. Stirnwände 29 des Gehäuses 12, in denen sich der Einlass 26 und der Auslass 28 befinden, verlaufen parallel zur Trennwand 14 und zur Prallwand 20. Die Stirnwände 29 erstrecken sich im normalen Einbauzustand des Ölabscheiders 10 vertikal.
In der Figur 1 unten im Gehäuse 12 befindet sich ein Ölablassstutzen 30, welcher den Trennbereich 22 über eine Rückführleitung mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine verbindet. Dem Einlass 26 gegenüberliegend weist die Trennwand 14 einen Düsenbereich 31 mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen 32 auf, welche die Einlasskammer 16 mit dem Trennbereich 22 verbinden. Der Düsenbereich 31 , der Einlass 26 und der Auslass 28 sind koaxial zu einer Achse 33. In dem normalen Einbauzustand des Ölnebelabschei- ders 10 verläuft die Achse 33 horizontal. Die den Mündungen der Düsenöffnungen 32 gegenüberliegende Seite der Prallwand 20 weist einen Abscheidebereich 34 auf. Der Abscheidebereich 34 überragt radial bezüglich der Achse 33 den Düsenbereich 31 . Der Abscheidebereich 34 befindet sich in den Anstrahlbereichen aller Düsen 32. Das Blowby-Gas, welches aus der Einlasskam- mer 16 durch die Düsen 32 in den Trennbereich 22 strömt, strömt den Abscheidebereich 34 in den jeweiligen Anstrahlbereichen an.
Im Abscheidebereich 34 ist die Prallwand 20, wie in der Figur 2 im Detail gezeigt, mit einer Oberflächenstruktur versehen. Die Oberflächenstruktur ist durch eine Vielzahl von Pyramiden 36 realisiert. Die Pyramiden 36 mit der Mittellinie 49 sind gleichmäßig über den Abscheidebereich 34 verteilt angeordnet. Abstände zwischen Spitzen 40 benachbarter Pyramiden 36 sind etwa in der Größenordnung der Durchmesser der Mündungen der Düsenöffnungen 32. Die Spitzen 46 der Pyramiden 36 zeigen zur Trennwand 14. Die Pyramiden 36 realisieren Erhebungen, gebildet durch ihre Spitzen 46, und Vertiefungen 48 zwischen den Spitzen 46. Die Spitzen 46 und die Vertiefungen 48 sind in allen Richtungen quer zu Hauptstrahlrichtungen der Düsenöffnungen 32, die in der Figur 1 durch Pfeile 40 angedeutet sind, wechselweise angeordnet. Die Hauptstrahlrichtungen 40 der Düsenöffnungen 32 verlaufen in Richtung der Achse 33, also senk- recht zu der Trennwand 14 und der Prallwand 20.
Die Prallwand 20 ist nach einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt, wobei die Pyramiden 36 spritzgusstechnisch einstückig an die Oberfläche der Prallwand 20 geformt sind.
Außerhalb des Abscheidebereichs 34 weist die Prallwand 20 mehrere Durchlassöffnungen 38 auf, welche den Trennbereich 22 mit dem Auslassbereich 24 verbinden.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine strömt das mit aerosolen Ölpartikeln belastete Blowby-Gas aus dem Kurbelgehäuse über den Einlassabschnitt der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, angedeutet durch einen Pfeil 42, dem Einlass 26 zu und gelangt in die Einlasskammer 16 des Ölnebelabscheiders 10. Dort verteilt sich das Blowby-Gas und strömt den Düsenöffnungen 32 zu, mit denen eine Beschleunigung des Blowby-Gas- stroms erreicht wird. Das belastete Blowby-Gas strömt in Hauptstrahlrichtung 40 in den Trennbereich 22 der Auslasskammer 18 und strömt die Prallwand 20 an. Das Blowby- Gas umströmt die Spitzen 46 der Pyramiden 36 in den Vertiefungen 48. Die Oberflächenstruktur bewirkt so eine Verbesserung der Ölabscheideeffizienz. Das vom Öl befreite Blowby-Gas wird in dem Trennbereich 22, angedeutet durch Pfeile 44, umgelenkt und strömt durch die Durchlassöffnung 38 in den Auslassbereich 24. Von dort aus gelangt das von Öl befreite Blowby-Gas durch den Auslass 28 und über den Auslassabschnitt der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung zum Luftfilter.
Die im Blowby-Gas enthaltenen aerosolen Öltröpfchen hingegen werden im Abscheide- bereich 34 auf den Oberflächen der Pyramiden 36 abgeschieden. Die abgetrennten Öltröpfchen wandern der Schwerkraft folgend nach unten und gelangen in den Ölablass- stutzen 30, von wo aus sie, angedeutet durch einen Pfeil 50, aus dem Gehäuse 12 heraus in die Ölrückführleitung und von dort aus in den Ölsumpf der Brennkraftmaschine gelangen.
In der Figur 3 ist ein Ausschnitt einer Prallwand 120 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, welche zu der Prallwand 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 und 2 ähnlich ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Pyramidenstümp- fen 136 mit der Mittellinie 149 gleichmäßig verteilt im Abscheidebereich 34 angeordnet. Auch hier werden in alle Richtungen quer zur Hauptstrahlrichtung 40 wechselweise Erhebungen 46 und Vertiefungen 48 realisiert.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer Prallwand 220, gezeigt in der Figur 4, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel statt der Pyramiden 36 eine Vielzahl von Kegeln 236 mit der Mittellinie 249 zueinander beabstandet und gleichmäßig verteilt im Abscheidebereich 34 angeordnet.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel einer Prallwand 320, dargestellt in der Figur 5, ist statt der Pyramiden 36 eine Vielzahl von Kegelstümpfen 336 mit der Mittelline 349 zueinander beabstandet und gleichmäßig verteilt im Abscheidebereich 34 angeordnet.
Bei einem fünften Ausführungsbeispiel einer Prallwand 420, gezeigt in der Figur 6, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel statt der Pyramiden 36 eine Vielzahl von Zylindern 436 mit der Mittelline 449 zueinander beabstandet und gleichmäßig verteilt im Abscheidebereich 34 angeordnet.
Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel einer Prallwand 520 ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel statt der Pyramiden 36 eine Vielzahl von Stegen 536 im Abscheidebereich 34 parallel zueinander in gleichem Abstand angeordnet. Der Abstand zwischen benachbarten Stegen 536 ist so groß wie die Breite der Stege 536 in diese Richtung. Der Abstand zwischen benachbarten Stegen 536 ist maximal in der Größenordnung der Querschnitte der Mündungen der Düsenöffnungen 32. Die Tiefe von Ver- tiefungsnuten 537 zwischen den Stegen 536 ist deutlich größer als die Breite der Stege 536 beziehungsweise deren Abstand zueinander.
In der Figur 8 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Prallwand 620 gezeigt, bei dem im Unterschied zum sechsten Ausführungsbeispiel aus der Figur 7 statt der Stege 536 eine Vielzahl von Sägezähnen 636 in gleichmäßigem Abstand parallel zueinander angeordnet ist. Der Abstand zwischen den Erhebungen 46 und den Vertiefungen 48 der Sägezähne 636 ist größer als der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen 46. Der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen 46 ist maximal in der Größenordnung der Querschnitte der Mündungen der Düsenöffnungen 32.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Ölnebelabscheiders 10 und einer Prallwand 20; 120; 220; 320; 420; 520; 620 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich: Die Erfindung ist nicht beschränkt auf einen Ölnebelabscheider 10 einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Ölnebelabscheidern verwendet werden. Sie ist ferner nicht beschränkt auf den Einsatz bei Kraftfahrzeugen. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise Industriemotoren, eingesetzt werden.
Die Abstände zwischen benachbarten Erhebungen 46 können auch kleiner sein als die Durchmesser der Mündungen der Düsenöffnungen 32. Anstelle der zylindrischen Düsenöffnungen 32 können auch andersartig geformte, beispielsweise konische oder mit einer anderen Strömungskontur ausgestattete, Düsenöffnungen vorgesehen sein. Die Pyramiden 36, Pyramidenstümpfe 136, Kegel 236, Kegelstümpfe 336, Zylinder 436, Stege 536 und Sägezähne 636 können statt gleichmäßig auch ungleichmäßig über den Abscheidebereich 34 verteilt angeordnet sein.
Die Oberflächenstruktur des Abscheidebereichs 34, gebildet durch die Pyramiden 36, Pyramidenstümpfe 136, Kegel 236, Kegelstümpfe 336, Zylinder 436, Stege 536 und Sägezähne 636, kann auch in anderer Weise als spritzgusstechnisch an der Prallwand 20; 120; 220; 320; 420; 520; 620 realisiert werden. Beispielsweise kann die Oberflächenstruktur nach einem abtragenden Verfahren, beispielsweise einem spanenden Verfahren oder einem Ätzverfahren, einstückig an der Prallwand 20; 120; 220; 320; 420; 520; 620 realisiert werden.
Statt der Prallwände 20; 120; 220; 320; 420; 520; 620 kann auch ein andersartiger Prallkörper, beispielsweise ein konkaver oder konvexer Körper, vorgesehen sein. Anstelle der Pyramiden 36, Pyramidenstümpfe 136, Kegel 236, Kegelstümpfe 336, Zylinder 436, Stege 536 und Sägezähnen 636 kann die Oberflächenstruktur des Abscheidebereichs 34 auch in andersartiger Weise, insbesondere durch andersartige Strukturkörper, beispielsweise mit einer Faserstruktur oder einer Fadenstruktur, die einstückig mit dem Prallkörper verbunden ist, realisiert sein.

Claims

Ansprüche
1 . Ölnebelabscheider (10) zur Abscheidung von aerosolem Öl aus einem ölbeladenen Gas, insbesondere Blowby-Gas, insbesondere einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wenigstens mit einem Impaktor, der eine Düseneinrichtung (31 ) mit wenigstens einer Düse (32) für das von Öl zu befreiende Gas und wenigstens einen Prallkörper (20; 120; 220; 320; 420; 520; 620) mit einem Abscheidebereich (34) für das Öl, der in einem Anstrahlbereich der wenigstens einen Düse (32) liegt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidebereich (34) mit einer Oberflächenstruktur (36; 136; 236; 336; 436; 536; 636) realisiert ist, die einstückig mit dem Prallkörper (20; 120; 220; 320; 420; 520; 620) verbunden ist, und die Oberflächenstruktur (36; 136; 236; 336; 436; 536; 636) Erhebungen (46) und Vertiefungen (48) aufweist, die in allen Richtungen quer zu einer Hauptstrahlrichtung (40) der wenigstens einen Düse (32) wechselweise ange- ordnet sind.
2. Ölnebelabscheider nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (36; 136; 236; 336; 436; 536; 636) spritzgusstechnisch an einem spritzgegossenen Prallkörper (20; 120; 220; 320; 420; 520; 620) realisiert ist.
3. Ölnebelabscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Er- hebungen (46) und Vertiefungen (48) gleichmäßig über den Abscheidebereich (34) verteilt sind.
4. Ölnebelabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abstände zwischen benachbarten Erhebungen (46) der Oberflächenstruktur (36; 136; 236; 336; 436; 536; 636) maximal in der Größenordnung eines Mün- dungsquerschnitts der wenigstens einen Düse (32) sind.
5. Ölnebelabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der wenigstens einen Düse (32) zugewandten Seite des Prallkörpers (20; 120; 220; 320; 420; 520; 620) eine Vielzahl von Strukturkörpern, insbesondere Kegeln (236) und/oder Kegelstümpfen (336) und/oder Pyramiden (36) und/oder Py- ramidenstümpfen (136) und/oder Zylindern (436), angeordnet ist, die die Oberflächenstruktur wenigstens mit bilden.
6. Ölnebelabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (36; 136; 236; 336; 436; 536; 636) als eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Strukturkörpern mit einer jeweiligen zugehörigen Mittellinie (49, 149, 249, 349, 449) in Richtung der Hauptstrahlrichtung der Düse (32) ausgebildet ist.
Olnebelabscheider nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (32) schlitzartige oder ovale Durchlässe aufweisen oder als Langloch ausgebildet sind.
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