WO2018234231A1 - Abscheidevorrichtung - Google Patents

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WO2018234231A1
WO2018234231A1 PCT/EP2018/066094 EP2018066094W WO2018234231A1 WO 2018234231 A1 WO2018234231 A1 WO 2018234231A1 EP 2018066094 W EP2018066094 W EP 2018066094W WO 2018234231 A1 WO2018234231 A1 WO 2018234231A1
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WO
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separator
housing
separating device
separating
intermediate wall
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/066094
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English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Buck
Sebastian BARNER
Martin JÄGER
Original Assignee
Elringklinger Ag
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102017210325.6A external-priority patent/DE102017210325A1/de
Priority claimed from DE102017210320.5A external-priority patent/DE102017210320A1/de
Application filed by Elringklinger Ag filed Critical Elringklinger Ag
Publication of WO2018234231A1 publication Critical patent/WO2018234231A1/de

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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
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/02—Casings; Lids
    • B04B7/04—Casings facilitating discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B04B2005/125—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers the rotors comprising separating walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

Definitions

  • the present invention relates to a separation device, in particular for separating impurities, for example a liquid, from a raw gas stream.
  • impurities for example a liquid
  • oil can be separated from an oil-mist-containing gas stream by means of such a separation device.
  • the separation device is thus particularly suitable for use in a vehicle for cleaning crankcase gases.
  • the present invention has for its object to provide a separation device, which is simple in construction and has an optimized separation effect.
  • a separation device for separating impurities from a raw gas stream preferably comprises the following:
  • a housing which surrounds an at least approximately cylindrical separating space of the separating device
  • a rotary separator for separating impurities, in particular liquid droplets, from the raw gas stream, wherein the rotary separator is arranged rotatably about an axis of rotation in the separating chamber;
  • a supply device for supplying a raw gas flow to the rotary separator; a discharge device for discharging a clean gas flow from the separation chamber.
  • the separating device further comprises an at least approximately hollow-cylindrical intermediate wall, which is arranged in particular between a housing wall of the housing surrounding the separating chamber in the radial direction and the rotary separator.
  • Housing one or more bearings for storage of the separation unit comprises.
  • the rotary separator comprises or forms in particular a separating unit, which preferably comprises a stack of flow elements.
  • the flow elements are in particular stackable cylindrical disks, which are provided with a structure for flow guidance.
  • the structure comprises involute flow channels.
  • the stack of flow elements together with a shaft for receiving the stack of flow elements and one or more bearing elements as a preassembled unit between two or more housing parts of the housing can be introduced.
  • the separation device is particularly suitable for use in or on an internal combustion engine or in combination with an internal combustion engine.
  • oil can be separated from a gas stream by means of the separating device, which is removed, for example, from a crankcase of the internal combustion engine.
  • additional components for example, one or more float valves and / or one or more check valves, in the housing, in particular one or more housing parts, are integrated.
  • Drainage channels are provided to prevent unwanted backflow of separated liquid.
  • a housing part or a plurality of housing parts comprise one or more attachment points, in particular attachment points, for fixing the housing parts to one another and / or for fixing the deposition device to a device producing raw gas, in particular an internal combustion engine.
  • One or more attachment points differ from a mounting flange, in particular in that the mounting flange also serves for fluid removal, in particular fluid removal, in addition to attachment, while the attachment points preferably serve exclusively for attachment.
  • Separating device comprises a drive device in which a motor device is used to drive the separation unit.
  • the engine device may include, for example, an electric motor.
  • the motor device can be connected to the.
  • a fferably a fferably a clamping device and / or a bayonet closure for example
  • the engine device and the separation unit are preferably coupled or coupled to one another by means of a coupling, in particular a plug-in coupling, an Oldham coupling, etc.
  • a raw gas supply can be provided, for example, with respect to the axis of rotation of the separation unit in the axial direction or also perpendicular thereto.
  • a Rohgasab Insertion is preferably carried out in parallel, in particular offset parallel to the axis of rotation of the separation unit.
  • an inner gap is formed, which is in particular at least approximately hollow cylinder-shaped.
  • an outer gap is formed, which is preferably at least approximately hollow cylinder-shaped.
  • the outer gap preferably surrounds the inner gap.
  • the outer gap and the inner gap are arranged concentrically with respect to the rotational axis of the rotary separator.
  • the inner gap and the outer gap in particular each form an annular channel.
  • a main flow direction in which a gas flow is effectively passed through the inner gap or the outer gap is preferably aligned parallel to the axis of rotation.
  • the raw gas stream is preferably added to the stack of flow elements radially inward lying along the axis of rotation supplied.
  • the clean gas stream cleaned by means of the rotary separator preferably leaves the inner gap between the stack of flow elements and the intermediate wall.
  • the intermediate wall preferably forms a separation wall, on which impurities deposited in the stack of flow elements, which are discharged radially outward from the stack of flow elements, are deposited.
  • An averaged gap thickness of the inner gap preferably varies in an axial direction parallel to the axis of rotation.
  • a steady and / or continuous increase or decrease in the average gap thickness can be provided.
  • the gap thickness is averaged in particular in the circumferential direction.
  • varying gap thicknesses in particular averaged over the circumferential direction, can result from longitudinally dimensioned depressions, recesses or other surface variations running along the axial direction in the intermediate wall.
  • the average gap thickness of the inner gap increases along a main flow direction of the gas flow in the inner gap.
  • an average gap thickness of the outer gap varies in an axial direction running parallel to the axis of rotation, in particular continuously and / or continuously increases or decreases.
  • the intermediate wall is preferably arranged on a housing part of the housing and / or formed integrally with a housing part of the housing.
  • Housing parts are in particular components of the housing, which limit the separation space and / or other chambers of the housing and / or separate from each other.
  • the intermediate wall is preferably integrated in a housing part or formed integrally therewith. Furthermore, a separate from a housing part intermediate wall may be provided as a separate component.
  • the intermediate wall is preferably formed from a plastic material.
  • the intermediate wall is designed as an injection-molded component, for example a plastic injection-molded component.
  • one or more housing parts are preferably formed of a plastic material, for example, formed as a plastic injection-molded components.
  • the intermediate wall is fixed with respect to an axial direction running parallel to the axis of rotation at one end to a ceiling section of the housing and / or of the separating chamber.
  • the intermediate wall is fluid-tightly connected to the ceiling portion, so that in particular in this area there is no fluid connection between the inner gap and the outer gap.
  • the intermediate wall can be flowed around at a (further) end of the clean gas flow with respect to an axial direction running parallel to the axis of rotation.
  • the intermediate wall is thus formed at one end with a free end and / or provided with openings and / or recesses in the intermediate wall.
  • the clean gas flow is deflected at this end and / or by means of this end and one or more housing parts of the housing.
  • a Strömungsumschabêt is thereby formed, by means of which the clean gas flow in particular by at least approximately 180 ° can be deflected.
  • the directions of flow in the inner gap and in the outer gap are preferably substantially opposite to each other.
  • the intermediate wall one or more
  • Flow guide in particular ribs or deflectors comprises.
  • outwardly projecting fins may be provided which support the intermediate wall, for example on the housing wall and / or connect to the housing wall and / or optimize a flow in the outer gap.
  • this allows a swirl in the guided through the outer gap gas flow can be reduced or avoided altogether.
  • the intermediate wall comprises one or more drainage projections for the removal of deposited impurities.
  • the one or more drain projections preferably extend in an axial direction parallel to the axis of rotation.
  • the one or more drainage projections extend away from a hollow cylindrical section of the intermediate wall.
  • the one or more drainage projections preferably have a contact surface for engagement with a housing part of the housing, so that in particular at the one or more drainage projections discharged impurities preferably without interim free fall in a Collection channel of the separation device are feasible.
  • the contact surface may also allow a fixed connection, for example a clamping connection or welded connection, between the intermediate wall and a further housing parts of the housing.
  • the intermediate wall comprises at least one discharge edge for discharging impurities flowing along the intermediate wall.
  • the at least one run-off edge is designed in particular as an interruption or step in an otherwise substantially circular-cylinder-jacket-shaped inner surface of the intermediate wall.
  • the at least one run-off edge is, for example, at least partially spirally formed and / or arranged.
  • the at least one run-off edge has a U-shaped, L-shaped, C-shaped or V-shaped cross-section taken in the radial direction.
  • the one or more drainage projections in particular form oil transfer points or tabs, which allow optimized oil removal.
  • Partial wall in the axial direction has a greater extent than a stack of flow elements of the rotary separator.
  • a drive device is provided for driving the rotary separator, wherein the drive device is preferably at least partially integrated in a housing part of the housing of the separation device.
  • At least part of the drive device is preferably embedded in the production of the housing part in the same, in particular cast and / or overmoulded.
  • the drive device comprises an electric motor, wherein a stator of the electric motor integrated into the housing part of the housing, in particular cast and / or molded.
  • the housing part comprises one or more fastening points for fastening one or more bearing elements of a bearing device for mounting the rotary separator.
  • the one or more attachment points are preferably formed in the housing part and / or formed by shaping the housing part.
  • both the integration of at least one part of the drive device and the production of the one or more bearing elements during the manufacture of the housing part, for example in an injection molding process, are provided.
  • This preferably results in an optimized positioning of the one or more bearing elements relative to the at least one integrated part of the drive device.
  • interfaces and sealing surfaces can be reduced in terms of their number.
  • the housing part one or more integrated lines and / or one or more inte- Has grated channels, in particular for signal transmission, for the transmission of electrical energy and / or for the management of fluids, in particular the raw gas stream and / or the clean gas stream and / or a stream of deposited impurities, in particular oil.
  • the housing part comprises one or more plug connections for one or more signal plugs and / or power plugs.
  • a signal connector is in particular part of a signal line for transmitting control signals or other electrical signals.
  • a power connector is in particular part of a power line for transmitting electrical energy.
  • the one or more plug connections are preferably in the
  • Housing part integrated, especially in the manufacture of the housing part set therein, preferably encapsulated and / or encapsulated.
  • the housing part comprises one or more lines and / or channels, which the one or more male terminals with the at least partially integrated into the housing part
  • the housing part is preferably pot-shaped or plate-shaped.
  • the housing part limits the separation space in an axial direction with respect to the axis of rotation.
  • the housing part preferably also comprises or forms a drainage device and / or a collecting channel for impurities deposited in the separation chamber.
  • a rotor of an electric motor of the drive device projects into the housing part, in particular into a recess of the housing part which is surrounded by the stator.
  • the housing part comprises at least a part of the drive device, in particular the stator, one or more lines, one or more channels, one or more plug connections and / or one or more attachment points, which due to the integration into the housing part, in particular due to the encapsulation and / or extrusion coating, are sealed to the outside to an environment of the separator.
  • At least one bearing point for example at least one fastening point for fastening one or more bearing elements of a bearing device, adjacent, in particular in the axial direction successively, are arranged to the integrated rotor in the housing part.
  • Component tolerances can hereby preferably be reduced, in particular since component-spanning interfaces and parting planes can be reduced.
  • connection of the stator and / or the receptacle of the stator and at least part of the bearing of the rotary separator, in particular the shaft, are preferably realized by means of one and the same component, in particular of the housing part, and thus preferably exactly matched to one another.
  • a gap between the rotor and the stator can thereby be reduced and / or reproduced reliably.
  • the integration of a drainage in the housing part may preferably provide further advantages, in particular the optimal space utilization and the elimination of additional components and / or seals. A manufacturing effort can also be reduced thereby preferably.
  • Separating device comprises at least one additional separator, which is preferably integrated in the housing.
  • the at least one additional separator is, in particular, not a rotating separator, but rather a separator which is effective, for example, by means of flow diversion and / or due to other physical and / or chemical effects for the purification of the crude gas stream.
  • the separation device comprises, for example, at least one pre-separator upstream of the rotary separator and / or at least one downstream separator downstream of the rotary separator.
  • the pre-separator and / or the Nachabscheider are preferably integrated in the housing.
  • the pre-separator and the Nachabscheider are preferably additional separator.
  • the at least one additional separator adjoins the separating chamber and the rotary separator arranged therein in an axial direction running parallel to the axis of rotation.
  • the at least one additional separator preferably comprises one or more chambers which are different from the separation chamber, in particular an antechamber, a pre-separation space, a post-separation space and / or an outlet space.
  • At least one chamber is separated from the separator by means of a separating element, in particular an additional housing part. is separated.
  • the at least one chamber is formed by the separating element and / or bordered and / or bounded.
  • the at least one chamber comprises at least one separating element and / or adjacent to at least one separating element.
  • At least one separation element is in particular a baffle element, a deflection element and / or a flow-through element.
  • At least one separation element comprises a baffle element, a deflection element and / or a flow-through element.
  • An impact element is, for example, a baffle plate.
  • a flow-through element is in particular a fleece, which is flowed through by the gas stream to be cleaned.
  • baffle plates or other pre-separation elements and / or post-separation elements are integrated into the at least one additional separator.
  • oil droplets having a diameter of at least about 1 pm, preferably at least about 3 pm, for example at least about 5 pm can be deposited.
  • the fine separation of oil droplets in the range below the stated values is preferably carried out by means of the rotary separator.
  • the separating device both designed as a pre-separator additional separator and one as Nachabscheider formed additional separator, wherein the two additional separators are arranged and / or formed with respect to a direction parallel to the axis of rotation extending axial direction on a common side of the rotary separator and / or the housing.
  • a drive device for driving the rotary separator is preferably arranged and / or formed on an opposite side of the additional separator side.
  • the pre-separator and the Nachabscheider are arranged above the rotary separator, while the drive device is arranged below the rotary separator.
  • the pre-separator and the Nachabscheider are preferably formed by different and spatially separated segments or portions of a substantially cylindrical interior of the housing.
  • this substantially cylindrical interior on the one hand and the separation chamber on the other hand a common continuous substantially hollow cylindrical housing wall of the
  • the rotary separator is associated with a drainage for discharging deposited by means of the rotary separator impurities.
  • the at least one additional separator may be associated with a different further drainage or else the same drainage, in particular for the removal of impurities deposited by means of the at least one additional separator.
  • the additional separator can, for example, be fluidically coupled or coupled to the drainage associated with the rotary separator, in particular in such a way that impurities separated by means of the additional separator can be discharged by means of the drainage associated with the rotary separator.
  • an optional opening and closing of the fluid-effective coupling can be provided, in particular by means of one or more valve elements.
  • the at least one additional separator is preferably connectable by means of one or more valve elements, in particular non-return valves, for example umbrella valves, to the drainage, which is assigned to the rotary separator and / or the additional separator, and can be separated therefrom.
  • valve elements in particular non-return valves, for example umbrella valves
  • At least one additional separator is designed as a flow guide integrated into the housing.
  • At least one additional separator is integrated into a flow guide integrated into the housing.
  • a part of the space provided for the clean gas guide is used for the pre-separator.
  • a separation device with a small space requirement can be realized.
  • the deposition device comprises one or more cover elements.
  • the one or more cover elements are preferably themselves housing parts or fixed on one or more housing parts additional components.
  • the one or more cover elements preferably cover openings, Recesses and / or depressions in one or more housing parts of the housing for completing the housing and / or for closing an interior of the housing.
  • One or more cover elements preferably delimit the separation space and / or a different part of the interior of the housing from the separation space.
  • one or more cover elements together with one or more housing parts form a flow guide for the raw gas stream and / or the clean gas stream.
  • one or more cover elements each have one or more connecting pieces of the feed device, the discharge device and / or a drainage for the removal of separated impurities.
  • One or more cover elements preferably adjoin one or more housing parts of the housing with respect to the axis of rotation of the rotary separator in the axial direction.
  • one or more cover elements define an interior of the housing with respect to the rotational axis of the rotary separator in the axial direction.
  • one or more cover elements with respect to the rotational axis of the rotary separator in the radial direction of one or more housing parts of the housing adjacent and / or an interior of the housing with respect to the axis of rotation of the rotary separator Limit radial direction.
  • housing part which surrounds the separation space, for example substantially hollow cylindrical, and by means of one or more
  • Cover elements which adjoin this housing part in the radial or axial direction, in particular with respect to the rotational axis of the rotary separator, preferably at least one drainage space, in particular a main drainage space and / or a secondary drainage space, is formed for receiving and / or removing deposited impurities.
  • This at least one cover element is then in particular a drainage cover.
  • the drainage cover may, for example, have one or more connecting pieces for removing deposited impurities.
  • the main drainage space is preferably fluidly connected to the separation space and / or adjoins directly to the separation space.
  • the main drainage space preferably forms a collection area for contaminants separated by means of the rotary separator.
  • the sub-drainage space is preferably fluidly connected or connectable to a pre-separator and / or a post-separator and / or adjoins directly to the pre-separator and / or the Nachabscheider. Furthermore, it can be provided that the sub-drainage space adjoins a pre-separator and / or a Nachabscheider, in particular in
  • Use state of the separation device is arranged directly under a pre-separator and / or a Nachabscheider. It may be advantageous if one or more cover elements are welded to one or more housing parts. This allows a stable connection while ensuring the tightness can be achieved.
  • one or more flow guides are formed by means of one or more cover elements, which in particular extend partially or completely outside a cylindrical outer contour of the separating space bounding the housing wall of the housing.
  • one or more flow guides are formed by means of one or more cover elements, which in particular extend partially or completely within a cylindrical outer contour of a housing wall delimiting the separation space.
  • the one or more cover elements are arranged lying further outward, in particular in the radial direction, than the housing wall of the housing. However, it can also be provided a flush or in the radial direction inwardly offset arrangement and / or fixing one or more cover elements.
  • a separating effect is optimized by means of the one or more cover elements.
  • One or more cover elements preferably each comprise one or more valve elements or are each provided with one or more valve elements.
  • a cover element covering a secondary drainage space and / or main drainage space comprises or is provided with one or more valve elements.
  • the one or more valve elements are provided with a check valve, in particular an umbrella valve, in order to prevent an undesired gas flow in certain operating conditions into or out of the secondary drainage space.
  • the separating device according to the invention is particularly suitable for use in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the present invention therefore also relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, for example a passenger car or truck.
  • the vehicle preferably comprises at least one separation device, in particular a separation device according to the invention.
  • the separation device is used in particular for cleaning crankcase gas of an internal combustion engine of the vehicle.
  • the separating device is mounted and / or aligned such that an axis of rotation of the rotary separator runs in a normal operation of the vehicle substantially horizontally or vertically.
  • the at least one additional separator is preferably mounted in the
  • a normal use state of the vehicle is, in particular, a state in which the vehicle is on a substantially horizontal plane is moved.
  • NEN show a schematic longitudinal section through a first embodiment of a separation device, in which an intermediate wall surrounding a separation unit is provided for flow optimization;
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of the intermediate wall of the separator of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a schematic plan view of a middle housing part of
  • Separating device comprising the partition or on which the partition is fixed
  • Fig. 4 is a schematic representation corresponding to Fig. 1 of a second embodiment of a separation device, in which a pre-separator, a Nachabscheider and a drive unit integrated in a housing part are provided;
  • Fig. 5 is a schematic representation corresponding to Figure 1 of a third embodiment of a separation device, in which an alternative embodiment of the pre-separator is provided.
  • Fig. 6 is an enlarged view of a bottom portion of a fourth
  • Embodiment of a separation device in which an alternative embodiment of the housing part for integrating the Drive device is provided; 6 is a schematic representation of a fifth embodiment of a separation device, in which the housing part, in which the drive device is integrated, is provided with further flow channels and / or connections; a schematic perspective partially transparent representation of a sixth embodiment of a separation device in which a substantially horizontally oriented axis of rotation of a rotary separator of the separator is provided; a schematic perspective exploded view of the separator of FIG. 8; a further schematic exploded perspective view of the separator of FIG. 8; a schematic perspective view of the separator of Figure 8, looking at a partially cut Vorabscheide- and outlet area.
  • FIG. 12 shows one of the FIGS. 1 corresponding schematic representation of
  • Fig. 14 is a schematic cross section through the pre-separation
  • FIG. 15 shows a further schematic longitudinal section through the separating device from FIG. 8; FIG. and
  • FIG. 16 shows a further schematic cross section through the separation device from FIG. 8.
  • a first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 of a separating device designated as a whole by 100 is used in particular for vehicles and preferably serves there for separating liquid droplets, in particular oil mist, from a raw gas stream, in particular crankcase gas.
  • the separation device 100 comprises a housing 102, which surrounds a separation chamber 104.
  • the housing 102 is formed in particular from a plurality of housing parts 103.
  • the housing parts 103 are in particular plastic injection-molded components, which are connected to one another, for example by means of plastic welding, in a material-tight and fluid-tight manner.
  • the separation chamber 104 is in particular substantially cylindrical.
  • a separation unit 106 is rotatably mounted in the separation chamber 104.
  • the separation unit 106 comprises a stack 108 of flow elements 110, which is mounted rotatably on the housing 102 by means of a shaft 112.
  • the stack 108 of flow elements 110 in particular numerous flow channels are formed, which are formed, for example, involute and facing in the radial direction of the shaft 112 Zuurerabites 114 of the stack 108 of flow elements 110 with a radially away from the shaft 112 Abdenrabrough 116 of the stack 108 Connecting flow elements 110.
  • Feed section 114 supplied raw gas in the radial direction outwards and finally discharged via the discharge section 116.
  • the flow elements 110 and thus also the flow channels are preferably designed such that a fluid-separating effect results from the rotation of the shaft 112 together with the stack 108 of flow elements 110 about a rotation axis 118.
  • liquid droplets in particular oil droplets, are separated from the raw gas, so that in the region of the discharge section 116 on the one hand liquid oil and on the other hand oil oil largely freed clean gas is removed from the stack 108 of flow elements 110.
  • the raw gas to be purified is introduced into the housing 102 via a supply device 120, for example in an area above the stack 108 of flow elements 110.
  • connection piece 122 is provided for supplying the raw gas to the housing 102 and / or into the housing 102.
  • connection piece 122 is preferably designed and / or continued within the housing 102 in such a way that the raw gas can be directed inwards in radial direction and thus ultimately to the shaft 112 and the feed portion 114 of the stack 108 of flow elements 110.
  • a discharge device 124 Via a discharge device 124, the clean gas largely freed of oil mist can preferably be removed from the housing 102.
  • the discharge device 124 for this purpose preferably comprises a connection piece 122.
  • the removal device 124 is preferably also arranged in an area above the stack 108 of flow elements 110.
  • the discharge device 124 is arranged above the supply device 120.
  • a flow guide is then preferably provided such that the raw gas supplied and the clean gas to be discharged can be guided separately from one another and / or separated from one another.
  • the separating device 100 comprises an intermediate wall 126, which surrounds the stack 108 of flow elements 110 substantially in the form of a cylinder jacket.
  • the intermediate wall 126 is spaced radially from the stack 108 arranged from flow elements 110.
  • an inner gap 128 is formed between the stack 108 of flow elements 110 and the intermediate wall 126.
  • the intermediate wall 126 is preferably spaced apart in the radial direction from a housing wall 130, which forms a part of the housing 102 that surrounds the separating chamber 104 in a hollow cylindrical shape.
  • an outer gap 132 is preferably formed.
  • the intermediate wall 126 preferably extends, starting from a ceiling section 134 of the separating chamber 104, downwards against the direction of gravity and / or parallel to the axis of rotation 118, in particular beyond a lower end of the stack 108 of flow elements 110.
  • the intermediate wall 126 is preferably connected in a fluid-tight manner to the ceiling section 134 and / or formed in one piece with the housing section 103 of the housing 102 forming the ceiling section 134.
  • the outer gap 132 opens at its upper end with respect to the direction of gravity preferably into an outlet space 136, to which the connecting piece 122 of the discharge device 124 connects.
  • the gas passed through the housing 102 must therefore be guided down into a region of the separation chamber 104 below the stack 108 of flow elements 110 due to the intermediate wall 126, until it is discharged via the outer gap 132 upwards via the outlet space 136 and the discharge device 124 can be.
  • the stack 108 of flow elements 110 is thereby preferably flowed through in an optimized manner.
  • the flow elements 110 are used substantially uniformly for the separation of liquid droplets, in particular oil mist.
  • the intermediate wall 126 preferably forms at the same time a flow deflection 138, whereby a further separation efficiency increase can be realized.
  • the flow deflection 138 is in particular a deflection by 180 °.
  • a flow direction in the inner gap 128, in particular an effective flow direction, is thus preferably opposite to that in the outer gap 132.
  • the separation device 100 preferably includes a drive device 140 for rotationally driving the stack 108 of flow elements 110.
  • the drive device 140 comprises in particular a motor device 142, for example an electric motor 144, which is coupled via the shaft 112 to the stack 108 of flow elements 110.
  • the stack 108 of flow elements 110 together with the shaft 112 preferably forms a separation unit 106, which can be driven by the electric motor 144.
  • the separation unit 106 is therefore in particular a rotary separator 148 or forms a rotary separator 148.
  • the separation device 100 preferably further comprises a drainage 150, via which by means of the separation unit 106 deposited fluid, in particular oil, can be removed from the separation chamber 104 of the housing 102.
  • the drainage 150 in particular comprises a collection channel 152, which is substantially annular and is arranged below the stack 108 of flow elements 110.
  • the intermediate wall 126 preferably forms a separation wall 154, at which oil droplets discharged from the stack 108 of flow elements 110, in particular ejected, are precipitated.
  • the oil droplets preferably agglomerate into larger drops of oil and flow downwards in the direction of gravity.
  • the separating wall 154 in particular the intermediate wall 126, therefore preferably comprises one or more trailing edges 156.
  • the one or more trailing edges 156 preferably extend both along the circumferential direction and in the axial direction with respect to the axis of rotation 118.
  • the one or more drain edges 156 are, for example, spirally formed and / or arranged.
  • an inner side of the intermediate wall 126 facing the axis of rotation 118 is provided with the one or more trailing edges 156.
  • a barrier or obstacle for the oil flowing or flowing on the separation wall 154 preferably results.
  • a flow directed almost exclusively in the circumferential direction is in favor of a Direction directed downward flow.
  • the oil deposited in the stack 108 of flow elements 110 can thereby be efficiently discharged down to the drainage 150.
  • the intermediate wall 126 is flowed around at its lower end with respect to the direction of gravity of the gas flow. Depending on the configuration of the intermediate wall 126, it may happen that oil flowing downwardly on the intermediate wall 126 is entrained with the gas stream and is thereby taken up again by the gas stream.
  • the intermediate wall 126 therefore preferably comprises one or more discharge projections 158, which project in particular in the axial direction, preferably substantially parallel to the rotation axis 118, beyond a hollow cylindrical section of the intermediate wall 126, preferably in the direction of gravity protrude down.
  • the one or more drain projections 158 preferably project into the collection channel 152, so that the separated oil directly into the
  • Collection channel 152 can be initiated.
  • the one or more drain projections 158 adjoin the housing 102 by means of a contact surface 160 on a further component, in particular a housing part 103.
  • a contact surface 160 on a further component in particular a housing part 103.
  • the one or more trailing edges 156 preferably open into the area of the drainage projections 158.
  • the separation device 100 comprises one or more flow guide elements 162.
  • the one or more flow guide elements 162 are formed, for example, on the intermediate wall 126 and / or the housing wall 130 and / or formed integrally therewith.
  • One or more flow guide elements 162 are in particular as in
  • the flow guide elements 162 serve to reduce and / or avoid a swirl flow in the outer gap 132.
  • the intermediate wall 126 for example, together with the ceiling portion 134 of the housing 102 and / or the housing wall 130 may be formed as a one-piece housing part 103.
  • This housing part 103 forms, in particular, a housing part 103m which is central in the axial direction with respect to the axis of rotation 118 and to which further housing parts 103 connect on both sides in the axial direction.
  • These further housing parts 103 are in particular by means of welding processes, in particular Plastic welding process, connected to this central housing part 103m.
  • one of the further housing parts 103 is a cover element 164 for covering the outlet space 136.
  • a further housing part 103 is preferably a housing part 103, in which the collecting channel 152 is formed and / or which serves to receive and / or fix the drive device 140.
  • FIGS. 1 to 3 illustrated in the western embodiment differs from that shown in FIGS. 1 to 3 illustrated in the western embodiment in that the drive device 140 is integrated into a housing part 103.
  • the housing part 103 is in particular a bottom portion 166 of the housing 102 or forms the bottom portion 166 of the housing 102.
  • the drive device 140 includes an electric motor 144.
  • the electric motor 144 comprises a stator 168 fixedly integrated in the housing part 103 and a rotor 170 fixed to the shaft 112.
  • the shaft 112 is preferably mounted with a bearing device 172 on the housing part 103.
  • a plurality of bearing elements 174 for example, ball bearings, for supporting the shaft 112 together with the rotor 170 arranged thereon are provided on the housing part 103.
  • stator 168 and / or the bearing elements 174 are preferably integrated in the manufacture of the housing part 103 in the same, for example, encapsulated and / or encapsulated, and / or retrofitted, in particular screwed.
  • housing part 103 preferably accommodates or comprises both a bearing device 172 and the stator 168 preferably results in a particularly accurate positioning of the shaft 112 and / or the rotor 170 relative to the stator 168 and / or the housing part 103.
  • housing part 103 also forms a bottom section 166 or another section, for example ceiling section 134, of the housing 102, preferably sealing points, joints, etc., which arise from the connection of several components with one another, can be reduced. This also preferably results in a higher manufacturing accuracy and / or a higher tightness of the housing 102.
  • an outer gap 132 is not completely circumferentially open, but that the outer gap 132 is divided and on the one hand the raw gas supply and on the other hand, the clean gas discharge serves.
  • raw gas can be supplied to the feed section 114 of the stack 108 of flow elements 110 via the outer gap 132. Furthermore, purified clean gas can be guided over the outer gap 132 separately therefrom, in particular in a fluid-effectively separated manner, against the direction of gravity past the stack 100 of flow elements 110.
  • the separation device 100 according to the second embodiment shown in FIG. 4 preferably comprises a post-separator 176.
  • the Nachabscheider 176 is arranged in particular above the stack 108 of flow elements 110.
  • the raw gas side portion of the outer gap 132 preferably discharges into the post-separator 176.
  • the Nachabscheider 176 serves in particular the slowing down of the clean gas flow and / or the additional flow and / or flow around separation elements (not shown in Fig. 4).
  • a pre-separator 178 may be provided.
  • the pre-separator 178 is preferably arranged between the connection piece 122 of the feed device 120 and the feed section 114 of the stack 108 of flow elements 110.
  • pre-separator 178 in particular large drops of fluid, in particular oil droplets, can be separated from the raw gas to be purified before the raw gas is introduced into the rotary separator 148.
  • the pre-separator 178 preferably comprises one or more separation elements, in particular deflection elements, impact elements, flow-through elements, etc.
  • the pre-separator 178 and the post-separator 176 are arranged in particular in a common cylindrical area within the housing 102, preferably above the stack 108 of flow elements 110.
  • the pre-separator 178 and the Nachabscheider 176 different segments, in particular complementary segments, a total circular cylindrical portion of the interior of the housing 102 to complete.
  • FIG Separating device 100 in terms of structure and function with the in Figs. 1 to 3 illustrated first embodiment, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • a third embodiment of a separation device 100 shown in FIG. 5 differs from that shown in FIG. 4 embodiment essentially in that the pre-separator 178 is connected to the drainage 150 via a connection opening 180.
  • contaminants, in particular oil, deposited in the pre-separator 178 can preferably be supplied to the drainage 150 and removed via the same.
  • separate drains 150 can also be provided on the one hand for the pre-separator 178 and on the other hand for the rotary separator 148 and / or the post-separator 176.
  • the third embodiment of the separating device 100 shown in FIG. 5 is identical in construction and function to the one shown in FIG. 4, so that reference is made to the above description in this respect.
  • a fourth and a fifth embodiment of a separation device 100 are shown.
  • a housing part 103 into which a stator 168 of the drive device 140 is integrated, at the same time also comprises a plug connection 182.
  • An electrical control and / or power supply of the stator 168 can thus via the connector terminal 182 and the housing part 103 without
  • the fifth embodiment shown in Fig. 7 thus corresponds in several respects to the second embodiment shown in Fig. 4.
  • FIGS. 6 and 7 illustrated embodiments of the separation device 100 in terms of structure and function with the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, so that reference is made to the above description in this regard.
  • a sixth embodiment of a separating device 100 shown in FIGS. 8 to 16 differs from the previously described embodiments substantially in that the rotational axis 118 of the rotary separator 148 is aligned in the installed state of the separating device 100.
  • the axis of rotation 118 is oriented substantially horizontally.
  • the sixth embodiment of the separating device 100 also differs in particular in the construction of the housing 102 from the previously described embodiments.
  • the housing 102 comprises a middle housing part 103m, which surrounds the separation chamber 104 substantially in the shape of a hollow cylinder or cylinder jacket, and a plurality of cover elements 164 for closing openings formed in the middle housing part 103m.
  • cover elements 164a which close off the middle housing part 103m in the axial direction and a plurality of lateral cover elements 164s which supplement or additionally cover the hollow cylindrical housing wall 130 in the radial direction are provided.
  • One of the axial cover elements 164a is, for example, a cover plate, which is provided with, for example, two connecting pieces 122. These connection pieces 122 are in particular part of the feed device 120 or the discharge device 124.
  • axial cover element 164a By means of this axial cover element 164a, a plurality of chambers, which adjoin the separation space 104 in the axial direction, are preferably covered and / or separated from one another.
  • These chambers are in particular part of a pre-separator 178 and / or a Nachabscheiders 176.
  • an antechamber 186 which is part of the pre-separator 178
  • an outlet space 136 which may be part of the Nachabscheiders 176 provided.
  • the pre-chamber 186 may also be adjacent to or include a pre-separation chamber 188 of the pre-separator 178.
  • a flow deflection is provided between the antechamber 186 and the pre-separation chamber 188.
  • additional deposition elements may be provided in the pre-chamber 186 and / or the pre-separation chamber 188.
  • the further axial cover element 164a which is arranged opposite the axial cover element 164a described above, preferably comprises a stator receptacle 189 for receiving the stator 168 of the electric motor 144 of the drive device 140. Furthermore, this axial cover element 164a preferably comprises a plurality of fastening points 190 for fastening one or more bearing elements 174 of the bearing device 172.
  • the stator receptacle 189 is covered, in particular, by means of an end plate 192, in particular on an opposite side of the rotary separator 148 of the axial lid element 164a which surrounds the stator receptacle 189.
  • the end plate 192 preferably further comprises one or more, for example, two, connector terminals 182, via which the electric motor 144 can be controlled and / or supplied with power.
  • the end plate 192 is preferably itself an axial cover member 164a.
  • the lateral cover elements 164s serve in particular to supplement the housing 102 by one or more flow guides 194.
  • Cover elements 164s channels to connect different areas and interiors of the housing 102 may be provided together.
  • a lateral cover element 164s can serve, for example, as a return 196, by means of which, for example, a gas flow purified by means of the rotary separator 148 can be guided past the rotary separator 148 substantially parallel to the axis of rotation 118 after flowing through the rotary separator 148.
  • the discharge device 124 can hereby be arranged on the same side of the rotary separator 148 as the supply device 120, wherein it is preferably ensured at the same time that the stack 108 of flow elements 110 lies substantially radially inwardly from one axial end to the other axial end radially outward is flowed through.
  • a further lateral cover element 164s is, for example, part of a post-separator 176 and connects, for example, the return 196 with the outlet space 136. In this case, for example, one or more
  • Flow deflections 138 are provided in order to be able to separate in particular undesirably discharged and entrained with the already purified gas stream oil droplets from the clean gas before it is discharged via the discharge device 124.
  • one or more drainage spaces in particular a main drainage space 198 and / or an auxiliary drainage space 200, are covered and / or completed.
  • This particular lateral cover element 164s forms in particular a drainage cover 202, which is preferably likewise fixed or fixable on the middle housing part 103m.
  • the drainage cover 202 is preferably arranged in a region of the housing wall 130 lying below with respect to the direction of gravity.
  • the one or more sub-drain trays 200 preferably adjoin the pre-separation space 188 and / or the outlet space 136 in the direction of gravity, allowing oil drainage in this area.
  • the drainage cover 202 may include one or more ports 122 through which the separated oil is dischargeable.
  • valve elements 204 on the drainage cover 202 are arranged and / or integrated in the same.
  • the one or more valve elements 204 are designed in particular as umbrella valves and / or check valves and serve to prevent undesired backflow of gas and / or oil into the pre-separation chamber 188 and / or the outlet space 136.
  • a plurality of cover elements 164 are provided to supplement and / or complete the surrounding the separation chamber 104 housing part 103, preferably, an optimized flow guidance within the housing 102 are made possible At the same time preferably a space-saving design of the separation device 100 is made possible.
  • the cover elements 164 may, for example, be positively and / or materially and / or non-positively connected to the middle housing part 103m and / or with each other.
  • plastic welded joints and / or screw connections can be provided.
  • any features of the embodiments described above may be combined with each other.
  • stator 168 could also in the in Figs. 8 to 16 illustrated sixth embodiment of the integrated in a housing part 103 stator 168 according to the second or fifth embodiment shown in FIGS. 4 or 7 may be provided.

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Abstract

Um eine Abscheidevorrichtung (100) bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und eine optimierte Abscheidewirkung aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Abscheidevorrichtung Folgendes umfasst: ein Gehäuse (102), welches einen zumindest näherungsweise zylinderförmigen Abscheideraum der Abscheidevorrichtung umgibt; einen Rotationsabscheider (148) zum Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Rohgasstrom, wobei der Rotationsabscheider um eine Rotationsachse (118) drehbar in dem Abscheideraum (104) angeordnet ist; eine Zuführvorrichtung (120) zum Zuführen eines Rohgasstroms zu dem Rotationsabscheider; eine Abführvorrichtung (124) zum Abführen eines Reingasstroms aus dem Abscheideraum.

Description

Abscheidevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung, insbesondere zum Abscheiden von Verunreinigungen, beispielsweise einer Flüssigkeit, aus einem Rohgasstrom. Beispielsweise kann mittels einer solchen Abscheidevorrichtung Öl aus einem ölnebelhaltigen Gasstrom abgeschieden werden. Die Abscheidevorrichtung eignet sich somit insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug zur Reinigung von Kurbelgehäusegas.
Abscheidevorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 10 2012 104 598 AI, der DE 199 14 166 AI, der DE 699 06 019 T2, der DE 103 50 562 AI, der EP 1 532 352 AI, der US 6,755,896 A und der DE 10 2013 207 058 AI bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und eine optimierte Abscheidewirkung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abscheidevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Rohgasstrom umfasst vorzugweise Folgendes:
ein Gehäuse, welches einen zumindest näherungsweise zylinderförmigen Abscheideraum der Abscheidevorrichtung umgibt;
einen Rotationsabscheider zum Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Rohgasstrom, wobei der Rotationsabscheider um eine Rotationsachse drehbar in dem Abscheideraum angeordnet ist;
eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Rohgasstroms zu dem Rotationsabscheider; eine Abführvorrichtung zum Abführen eines Reingasstroms aus dem Abscheideraum.
Günstig kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung ferner eine zumindest näherungsweise hohlzylindrische Zwischenwand umfasst, welche insbesondere zwischen einer den Abscheideraum in radialer Richtung umgebenden Gehäusewand des Gehäuses und dem Rotationsabscheider angeordnet ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das
Gehäuse eine oder mehrere Lagerstellen zur Lagerung der Abscheideeinheit umfasst.
Der Rotationsabscheider umfasst oder bildet insbesondere eine Abscheideeinheit, welche vorzugsweise einen Stapel aus Strömungselementen umfasst.
Die Strömungselemente sind insbesondere stapelbare zylindrische Scheiben, welche mit einer Struktur zur Strömungsführung versehen sind. Insbesondere umfasst die Struktur evolventenförmige Strömungskanäle.
Vorzugsweise ist der Stapel aus Strömungselementen zusammen mit einer Welle zur Aufnahme des Stapels aus Strömungselementen und einem oder mehreren Lagerelementen als vormontierte Baueinheit zwischen zwei oder mehr Gehäuseteile des Gehäuses einbringbar.
Die Abscheidevorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in oder an einem Verbrennungsmotor oder in Kombination mit einem Verbrennungsmotor.
Vorzugsweise kann mittels der Abscheidevorrichtung Öl aus einem Gasstrom abgeschieden werden, welcher beispielsweise aus einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors abgeführt wird . Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zusätzliche Bauteile, beispielsweise ein oder mehrere Schwimmerventile und/oder ein oder mehrere Rückschlagventile, in das Gehäuse, insbesondere ein oder mehrere Gehäuseteile, integriert sind . Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Schwimmerventile und/oder ein oder mehrere Rückschlagventile in einem Drainagekanal oder in mehreren
Drainagekanälen vorgesehen sind, um eine unerwünschte Rückströmung von abgeschiedener Flüssigkeit zu vermeiden.
Vorzugweise umfassen ein Gehäuseteil oder mehrere Gehäuseteile einen oder mehrere Befestigungspunkte, insbesondere Anschraubpunkte, zum Festlegen der Gehäuseteile aneinander und/oder zum Festlegen der Abscheidevorrichtung an einer Rohgas produzierenden Vorrichtung, insbesondere einem Verbrennungsmotor.
Ein oder mehrere Befestigungspunkte unterscheiden sich von einem Montageflansch insbesondere dadurch, dass der Montageflansch zusätzlich zur Befestigung auch zur Fluidabführung, insbesondere Flüssigkeitsabführung, dient, während die Befestigungspunkte vorzugsweise ausschließlich zur Befestigung dienen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Abscheidevorrichtung eine Antriebsvorrichtung umfasst, bei welcher eine Motorvorrichtung zum Antreiben der Abscheideeinheit genutzt wird.
Die Motorvorrichtung kann beispielsweise einen Elektromotor umfassen.
Die Motorvorrichtung kann beispielsweise mittels eines Schraubflansches, einer Klemmvorrichtung und/oder eines Bajonett-Verschlusses an dem
Gehäuse festgelegt sein.
Ferner können auch andere Befestigungsarten, beispielsweise eine Verschrau- bung, vorgesehen sein. Die Motorvorrichtung und die Abscheideeinheit sind vorzugsweise mittels einer Kupplung, insbesondere einer Steckkupplung, einer Oldham-Kupplung, etc., miteinander gekoppelt oder koppelbar.
Eine Rohgaszuführung kann beispielsweise bezüglich der Rotationsachse der Abscheideeinheit in axialer Richtung oder auch senkrecht hierzu vorgesehen sein.
Eine Rohgasabführung erfolgt vorzugsweise parallel, insbesondere parallel versetzt, zur Rotationsachse der Abscheideeinheit.
Vorteilhaft kann es sein, wenn zwischen der Zwischenwand und dem Rotationsabscheider ein innerer Spalt gebildet ist, welcher insbesondere zumindest näherungsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass zwischen der Zwischenwand und der Gehäusewand ein äußerer Spalt gebildet ist, welcher vorzugsweise zumindest näherungsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
Der äußere Spalt umgibt vorzugsweise den inneren Spalt.
Insbesondere sind der äußere Spalt und der innere Spalt konzentrisch bezüglich der Rotationsachse des Rotationsabscheiders angeordnet.
Der innere Spalt und der äußere Spalt bilden insbesondere jeweils einen Ringkanal .
Eine Hauptströmungsrichtung, in welcher ein Gasstrom effektiv durch den inneren Spalt bzw. den äußeren Spalt hindurchströmt, ist vorzugsweise parallel zur Rotationsachse ausgerichtet.
Der Rohgasstrom wird dem Stapel aus Strömungselementen vorzugsweise radial innen liegend längs der Rotationsachse zugeführt.
An einem in axialer Richtung gegenüberliegenden Ende radial außen liegend verlässt der mittels des Rotationsabscheiders gereinigte Reingasstrom vorzugsweise den inneren Spalt zwischen dem Stapel aus Strömungselementen und der Zwischenwand.
Die Zwischenwand bildet vorzugsweise eine Abscheidewand, an welcher im Stapel aus Strömungselementen abgeschiedene Verunreinigungen, welche radial nach außen aus dem Stapel aus Strömungselementen ausgetragen werden, abgeschieden werden.
Eine gemittelte Spaltstärke des inneren Spalts variiert vorzugsweise in einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung . Insbesondere kann ein stetiger und/oder kontinuierlicher Anstieg oder Abfall der gemittelten Spaltstärke vorgesehen sein.
Die Spaltstärke ist dabei insbesondere in der Umfangsrichtung gemittelt.
Beispielsweise können sich aus längs der axialen Richtung verlaufenden, unterschiedlich dimensionierten Vertiefungen, Rücksprüngen oder sonstigen Oberflächenvariationen in der Zwischenwand variierende Spaltstärken, insbesondere gemittelt über die Umfangsrichtung, ergeben.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die gemittelte Spaltstärke des inneren Spalts längs einer Hauptströmungsrichtung des Gasstroms im inneren Spalt zunimmt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass eine gemittelte Spaltstärke des äußeren Spalts in einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung variiert, insbesondere stetig und/oder kontinuierlich ansteigt oder abfällt. Die Zwischenwand ist vorzugsweise an einem Gehäuseteil des Gehäuses angeordnet und/oder einstückig mit einem Gehäuseteil des Gehäuses ausgebildet.
Gehäuseteile sind insbesondere Bauteile des Gehäuses, welche den Abscheideraum und/oder sonstige Kammern des Gehäuses begrenzen und/oder voneinander trennen.
Die Zwischenwand ist vorzugsweise in ein Gehäuseteil integriert oder einstückig mit demselben ausgebildet. Ferner kann eine von einem Gehäuseteil separate Zwischenwand als separates Bauteil vorgesehen sein.
Die Zwischenwand ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zwischenwand als ein Spritzgussbauteil, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgussbauteil, ausgebildet ist.
Auch ein oder mehrere Gehäuseteile, insbesondere sämtliche Gehäuseteile, sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet, beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussbauteile ausgebildet.
Günstig kann es sein, wenn die Zwischenwand bezüglich einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung an einem Ende an einem Deckenabschnitt des Gehäuses und/oder des Abscheideraums festgelegt ist.
Vorzugsweise ist die Zwischenwand fluiddicht mit dem Deckenabschnitt verbunden, so dass insbesondere in diesem Bereich keine Fluidverbindung zwischen dem inneren Spalt und dem äußeren Spalt vorliegt.
Günstig kann es sein, wenn die Zwischenwand bezüglich einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung an einem (weiteren) Ende von dem Reingasstrom umströmbar ist.
Die Zwischenwand ist somit an einem Ende mit einem freien Ende ausgebildet und/oder mit Öffnungen und/oder Aussparungen in der Zwischenwand versehen. Der Reingasstrom ist an diesem Ende und/oder mittels dieses Endes und eines oder mehrerer Gehäuseteile des Gehäuses umlenkbar. Vorzugsweise ist hierdurch ein Strömungsumlenkabschnitt gebildet, mittels welchem der Reingasstrom insbesondere um zumindest näherungsweise 180° umlenkbar ist.
Die Strömungsrichtungen im inneren Spalt und im äußeren Spalt sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen einander entgegengesetzt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Zwischenwand ein oder mehrere
Strömungsleitelemente, insbesondere Rippen oder Umlenkelemente, umfasst.
Beispielsweise können in radialer Richtung nach außen ragende Lamellen vorgesehen sein, die die Zwischenwand beispielsweise an der Gehäusewand abstützen und/oder mit der Gehäusewand verbinden und/oder eine Strömung im äußeren Spalt optimieren. Vorzugsweise kann hierdurch ein Drall in der durch den äußeren Spalt geführten Gasströmung reduziert oder ganz vermieden werden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Zwischenwand einen oder mehrere Ablaufvorsprünge zur Abführung von abgeschiedenen Verunreinigungen umfasst. Der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge erstrecken sich vorzugsweise in einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung .
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge sich von einem hohlzylindrischen Abschnitt der Zwischenwand wegerstrecken.
Der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge weisen vorzugsweise eine Kontaktfläche zur Anlage an einem Gehäuseteil des Gehäuses auf, so dass insbesondere an dem einen oder den mehreren Ablaufvorsprüngen abgeführte Verunreinigungen vorzugsweise ohne zwischenzeitlichen freien Fall in einen Sammelkanal der Abscheidevorrichtung führbar sind .
Die Kontaktfläche kann ferner eine feste Verbindung, beispielsweise eine Klemmverbindung oder Schweißverbindung, zwischen der Zwischenwand und einem weiteren Gehäuseteile des Gehäuses ermöglichen.
Günstig kann es sein, wenn die Zwischenwand mindestens eine Ablaufkante zur Ableitung von längs der Zwischenwand strömenden Verunreinigungen umfasst.
Die mindestens eine Ablaufkante ist insbesondere als eine Unterbrechung oder Stufe in einer im Übrigen im Wesentlichen kreiszylindermantelförmigen Innenfläche der Zwischenwand ausgebildet.
Die mindestens eine Ablaufkante ist beispielsweise zumindest abschnittsweise spiralförmig ausgebildet und/oder angeordnet.
Vorzugsweise weist die mindestens eine Ablaufkante einen in radialer Richtung genommenen U-förmigen, L-förmigen, C-förmigen oder V-förmigen Querschnitt auf.
Günstig kann es sein, wenn eine oder mehrere Ablaufkanten an einem oder mehreren Ablaufvorsprüngen der Zwischenwand enden.
Der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge bilden insbesondere Ölüber- gabepunkte oder Laschen, welche eine optimierte Ölabführung ermöglichen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Zwischenwand in axialer Richtung eine größere Erstreckung aufweist als ein Stapel aus Strömungselementen des Rotationsabscheiders.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rotationsabscheiders vorgesehen ist, wobei die Antriebsvorrichtung vorzugsweise zumindest teilweise in ein Gehäuseteil des Gehäuses der Abscheidevorrichtung integriert ist.
Günstig kann es sein, wenn zumindest ein Teil der Antriebsvorrichtung formschlüssig in dem Gehäuseteil festgelegt ist.
Zumindest ein Teil der Antriebsvorrichtung ist dabei vorzugweise bei der Herstellung des Gehäuseteils in dasselbe eingebettet, insbesondere eingegossen und/oder umspritzt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung einen Elektromotor umfasst, wobei ein Stator des Elektromotors in das Gehäuseteil des Gehäuses integriert, insbesondere eingegossen und/oder umspritzt ist.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Gehäuseteil ein oder mehrere Befestigungsstellen zum Befestigen eines oder mehrerer Lagerelemente einer Lagervorrichtung zur Lagerung des Rotationsabscheiders umfasst.
Die eine oder die mehreren Befestigungsstellen sind vorzugweise in das Gehäuseteil eingeformt und/oder durch Formgebung des Gehäuseteils gebildet.
Insbesondere sind sowohl die Integration von zumindest einem Teil der Antriebsvorrichtung als auch die Herstellung des einen oder der mehreren Lagerelemente während der Herstellung des Gehäuseteils, beispielsweise in einem Spritzgussprozess, vorgesehen. Hierdurch ergibt sich vorzugweise eine optimierte Positionierung des einen oder der mehreren Lagerelemente relativ zu dem mindestens einen integrierten Teil der Antriebsvorrichtung. Ferner können hierdurch vorzugsweise Schnittstellen und Dichtflächen hinsichtlich ihrer Anzahl reduziert werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil ein oder mehrere integrierte Leitungen und/oder ein oder mehrere inte- grierte Kanäle aufweist, insbesondere zur Signalübertragung, zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder zur Führung von Fluiden, insbesondere des Rohgasstroms und/oder des Reingasstroms und/oder eines Stroms von abgeschiedenen Verunreinigungen, insbesondere Öl .
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Gehäuseteil einen oder mehrere Steckeranschlüsse für einen oder mehrere Signalstecker und/oder Leistungsstecker umfasst.
Ein Signalstecker ist insbesondere Bestandteil einer Signalleitung zur Übertragung von Steuersignalen oder sonstigen elektrischen Signalen.
Ein Leistungsstecker ist insbesondere Bestandteil einer Stromleitung zur Übertragung von elektrischer Energie.
Der eine oder die mehreren Steckeranschlüsse sind vorzugweise in das
Gehäuseteil integriert, insbesondere bei der Herstellung des Gehäuseteils darin festgelegt, vorzugsweise umgössen und/oder umspritzt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Gehäuseteil eine oder mehrere Leitungen und/oder Kanäle umfasst, welche den einen oder die mehreren Steckeranschlüsse mit der zumindest teilweise in das Gehäuseteil integrierten
Antriebsvorrichtung verbinden, wobei die eine oder die mehreren Leitungen und/oder Kanäle vorzugsweise vollständig in das Gehäuseteil integriert und von außerhalb des Gehäuseteils unzugänglich sind . Hierdurch kann vorzugsweise ein Aufwand zur Abdichtung der Leitungen und/oder Kanäle minimiert werden.
Das Gehäuseteil ist vorzugsweise topfförmig oder plattenförmig ausgebildet.
Vorzugsweise begrenzt das Gehäuseteil den Abscheideraum in einer bezüglich der Rotationsachse axialen Richtung . Das Gehäuseteil umfasst oder bildet vorzugsweise ferner eine Drainagevor- richtung und/oder einen Sammelkanal für im Abscheideraum abgeschiedene Verunreinigungen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Rotor eines Elektromotors der Antriebsvorrichtung in das Gehäuseteil hineinragt, insbesondere in eine von dem Stator umgebene Ausnehmung des Gehäuseteils.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil zumindest einen Teil der Antriebsvorrichtung, insbesondere den Stator, eine oder mehrere Leitungen, einen oder mehrere Kanäle, einen oder mehrere Steckeranschlüsse und/oder eine oder mehrere Befestigungsstellen umfasst, welche aufgrund der Integration in das Gehäuseteil, insbesondere aufgrund des Umgießens und/oder Umspritzens, nach außen hin zu einer Umgebung der Abscheidevorrichtung abgedichtet sind.
Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Lagerstelle, beispielsweise mindestens eine Befestigungsstelle zum Befestigen eines oder mehrerer Lagerelemente einer Lagervorrichtung, benachbart, insbesondere in der axialen Richtung aufeinanderfolgend, zu dem in das Gehäuseteil integrierten Rotor angeordnet sind . Bauteiltoleranzen können hierdurch vorzugsweise reduziert werden, insbesondere da bauteilübergreifende Schnittstellen und Trennebenen reduziert werden können.
Die Anbindung des Stators und/oder die Aufnahme des Stators und zumindest ein Teil der Lagerung des Rotationsabscheiders, insbesondere der Welle, werden vorzugsweise mittels ein und desselben Bauteils, insbesondere des Gehäuseteils, realisiert und somit vorzugsweise genau aufeinander abgestimmt. Ein Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator kann hierdurch vorzugsweise reduziert und/oder prozesssicher abgebildet werden .
Insbesondere die Integration einer Drainage in das Gehäuseteil kann vorzugsweise weitere Vorteile bieten, insbesondere die optimale Bauraumausnutzung sowie der Entfall von zusätzlichen Bauteilen und/oder Dichtungen. Auch ein Herstellungsaufwand kann hierdurch vorzugsweise reduziert werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Abscheidevorrichtung mindestens einen Zusatzabscheider umfasst, welcher vorzugsweise in das Gehäuse integriert ist.
Der mindestens eine Zusatzabscheider ist insbesondere kein rotierender Abscheider, sondern ein beispielsweise durch Strömungsumlenkung und/oder aufgrund sonstiger physikalischer und/oder chemischer Effekte wirksamer Abscheider zur Reinigung des Rohgasstroms.
Die Abscheidevorrichtung umfasst beispielsweise mindestens einen dem Rotationsabscheider vorgelagerten Vorabscheider und/oder mindestens einen dem Rotationsabscheider nachgelagerten Nachabscheider.
Der Vorabscheider und/oder der Nachabscheider sind vorzugsweise in das Gehäuse integriert.
Der Vorabscheider und der Nachabscheider sind vorzugsweise Zusatzabscheider.
Günstig kann es sein, wenn der mindestens eine Zusatzabscheider sich in einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung an den Abscheideraum und den darin angeordneten Rotationsabscheider anschließt.
Der mindestens eine Zusatzabscheider umfasst vorzugsweise eine oder mehrere von dem Abscheideraum verschiedene Kammern, insbesondere eine Vorkammer, einen Vorabscheideraum, einen Nachabscheideraum und/oder einen Auslassraum.
Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Kammer mittels eines Trennelements, insbesondere eines zusätzlichen Gehäuseteils, von dem Abscheide- räum getrennt ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Kammer durch das Trennelement gebildet und/oder umrandet und/oder begrenzt ist.
Günstig kann es sein, wenn die mindestens eine Kammer mindestens ein Abscheideelement umfasst und/oder an mindestens ein Abscheideelement angrenzt.
Mindestens ein Abscheideelement ist insbesondere ein Prallelement, ein Umlenkelement und/oder ein Durchströmungselement.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Abscheideelement ein Prallelement, ein Umlenkelement und/oder ein Durchströmungselement umfasst.
Ein Prallelement ist beispielsweise eine Prallplatte.
Ein Durchströmungselement ist insbesondere ein Vlies, welches von dem zu reinigenden Gasstrom durchströmt wird .
Günstig kann es sein, wenn ein oder mehrere Prallplatten oder sonstige Vorab- scheideelemente und/oder Nachabscheideelemente in den mindestens einen Zusatzabscheider integriert sind .
Mittels des mindestens einen Zusatzabscheiders können vorzugsweise Öltröpf- chen mit einem Durchmesser von mindestens ungefähr 1 pm, vorzugsweise mindestens ungefähr 3 pm, beispielsweise mindestens ungefähr 5 pm, abgeschieden werden. Die Feinabscheidung von Öltröpfchen im Bereich unterhalb der genannten Werte erfolgt vorzugsweise mittels des Rotationsabscheiders.
Es kann vorgesehen sein, dass die Abscheidevorrichtung sowohl einen als Vorabscheider ausgebildeten Zusatzabscheider als auch einen als Nachabscheider ausgebildeten Zusatzabscheider umfasst, wobei die beiden Zusatzabscheider bezüglich einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden axialen Richtung auf einer gemeinsamen Seite des Rotationsabscheiders und/oder des Gehäuses angeordnet und/oder ausgebildet sind .
Eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rotationsabscheiders ist vorzugsweise auf einer der Seite der Zusatzabscheider gegenüberliegenden Seite angeordnet und/oder ausgebildet.
Beispielsweise im Falle einer im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Rotationsachse kann vorgesehen sein, dass der Vorabscheider und der Nachabscheider über dem Rotationsabscheider angeordnet sind, während die Antriebsvorrichtung unter dem Rotationsabscheider angeordnet ist.
Es kann jedoch auch eine umgekehrte Anordnung vorgesehen sein.
Der Vorabscheider und der Nachabscheider sind vorzugsweise durch unterschiedliche und räumlich voneinander getrennte Segmente oder Abschnitte eines im Wesentlichen zylindrischen Innenraums des Gehäuses gebildet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dieser im Wesentlichen zylindrische Innenraum einerseits und der Abscheideraum andererseits eine gemeinsame durchgängige im Wesentlichen hohlzylinderförmige Gehäusewand des
Gehäuses aufweisen und/oder hierdurch begrenzt sind .
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dem Rotationsabscheider eine Drainage zum Abführen von mittels des Rotationsabscheiders abgeschiedenen Verunreinigungen zugeordnet ist.
Dem mindestens einen Zusatzabscheider kann eine hiervon verschiedene weitere Drainage oder aber dieselbe Drainage zugeordnet sein, insbesondere zum Abführen von mittels des mindestens einen Zusatzabscheiders abgeschiedenen Verunreinigungen. Der Zusatzabscheider kann beispielsweise fluidwirksam mit der dem Rotationsabscheider zugeordneten Drainage gekoppelt oder koppelbar sein, insbesondere derart, dass mittels des Zusatzabscheiders abgeschiedene Verunreinigungen mittels der dem Rotationsabscheider zugeordneten Drainage abführbar sind . Hierbei kann insbesondere ein wahlweises Öffnen und Schließen der fluidwirksamen Kopplung vorgesehen sein, insbesondere mittels eines oder mehrerer Ventilelemente.
Der mindestens eine Zusatzabscheider ist vorzugsweise mittels eines oder mehrerer Ventilelemente, insbesondere Rückschlagventile, beispielsweise Umbrellaventile, fluidwirksam mit der Drainage, welche dem Rotationsabscheider und/oder dem Zusatzabscheider zugeordnet ist, verbindbar und von derselben trennbar.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Zusatzabscheider als eine in das Gehäuse integrierte Strömungsführung ausgebildet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Zusatzabscheider in eine in das Gehäuse integrierte Strömungsführung integriert ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Teil des für die Reingasführung vorgesehenen Raumes für den Vorabscheider genutzt wird . Hierdurch kann eine Abscheidevorrichtung mit geringem Bauraumbedarf realisiert werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Abscheidevorrichtung ein oder mehrere Deckelelemente umfasst.
Das eine oder die mehreren Deckelelemente sind vorzugsweise selbst Gehäuseteile oder aber an einem oder mehreren Gehäuseteilen festgelegte Zusatzbauteile.
Das eine oder die mehreren Deckelelemente decken vorzugsweise Öffnungen, Ausnehmungen und/oder Vertiefungen in einem oder mehreren Gehäuseteilen des Gehäuses zur Vervollständigung des Gehäuses und/oder zum Verschließen eines Innenraums des Gehäuses ab.
Durch die Verwendung derartiger Deckelelemente kann insbesondere eine effiziente und optimierte Strömungsführung innerhalb des Gehäuses realisiert werden.
Ein oder mehrere Deckelelemente begrenzen vorzugweise den Abscheideraum und/oder einen von dem Abscheideraum verschiedenen Teil des Innenraums des Gehäuses.
Es kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Deckelelemente gemeinsam mit einem oder mehreren Gehäuseteilen eine Strömungsführung für den Rohgasstrom und/oder den Reingasstrom bilden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein oder mehrere Deckelelemente jeweils ein oder mehrere Anschlussstutzen der Zuführvorrichtung, der Abführvorrichtung und/oder einer Drainage zur Abführung von abgeschiedenen Verunreinigungen aufweisen.
Ein oder mehrere Deckelelemente grenzen vorzugsweise bezüglich der Rotationsachse des Rotationsabscheiders in axialer Richtung an ein oder mehrere Gehäuseteile des Gehäuses an.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Deckelelemente einen Innenraum des Gehäuses bezüglich der Rotationsachse des Rotationsabscheiders in axialer Richtung begrenzen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Deckelelemente bezüglich der Rotationsachse des Rotationsabscheiders in radialer Richtung an ein oder mehrere Gehäuseteile des Gehäuses angrenzen und/oder einen Innenraum des Gehäuses bezüglich der Rotationsachse des Rotationsabscheiders in radialer Richtung begrenzen.
Mittels eines Gehäuseteils, welches den Abscheideraum beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch umgibt, und mittels eines oder mehrerer
Deckelelemente, welche insbesondere bezüglich der Rotationsachse des Rotationsabscheiders in radialer oder axialer Richtung an dieses Gehäuseteil angrenzen, ist vorzugsweise mindestens ein Drainageraum, insbesondere ein Hauptdrainageraum und/oder ein Nebendrainageraum, zur Aufnahme und/oder Abführung von abgeschiedenen Verunreinigungen gebildet.
Dieses mindestens eine Deckelelement ist dann insbesondere eine Drainage- abdeckung.
Die Drainageabdeckung kann beispielsweise einen oder mehrere Anschlussstutzen zum Abführen von abgeschiedenen Verunreinigungen aufweisen.
Der Hauptdrainageraum ist vorzugweise fiuidwirksam mit dem Abscheideraum verbunden und/oder grenzt unmittelbar an den Abscheideraum an.
Günstig kann es sein, wenn der Hauptdrainageraum im Benutzungszustand der Abscheidevorrichtung direkt unter dem Abscheideraum angeordnet ist.
Der Hauptdrainageraum bildet vorzugweise einen Sammelbereich für mittels des Rotationsabscheiders abgeschiedene Verunreinigungen.
Der Nebendrainageraum ist vorzugsweise fiuidwirksam mit einem Vorabscheider und/oder einem Nachabscheider verbunden oder verbindbar und/oder grenzt unmittelbar an den Vorabscheider und/oder den Nachabscheider an. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Nebendrainageraum an einen Vorabscheider und/oder einen Nachabscheider angrenzt, insbesondere im
Benutzungszustand der Abscheidevorrichtung direkt unter einem Vorabscheider und/oder einem Nachabscheider angeordnet ist. Vorteilhaft kann es sein, wenn ein oder mehrere Deckelelemente an ein oder mehrere Gehäuseteile angeschweißt sind. Hierdurch kann eine stabile Verbindung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Dichtheit erzielt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mittels eines oder mehrerer Deckelelemente eine oder mehrere Strömungsführungen gebildet sind, welche insbesondere teilweise oder vollständig außerhalb einer zylindrischen Außenkontur einer den Abscheideraum begrenzenden Gehäusewand des Gehäuses verlaufen .
Ferner kann vorgesehen sein, dass mittels eines oder mehrerer Deckelelemente eine oder mehrere Strömungsführungen gebildet sind, welche insbesondere teilweise oder vollständig innerhalb einer zylindrischen Außenkontur einer den Abscheideraum begrenzenden Gehäusewand des Gehäuses verlaufen.
Das eine oder die mehreren Deckelelemente sind insbesondere in radialer Richtung weiter außen liegend angeordnet als die Gehäusewand des Gehäuses. Es kann jedoch auch eine bündige oder in radialer Richtung nach innen versetzte Anordnung und/oder Festlegung eines oder mehrerer Deckelelemente vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann es sein, wenn mittels eines oder mehrerer Deckelelemente eine oder mehrere Strömungsumlenkungen und/oder ein oder mehrere
Abscheideelemente gebildet sind .
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels des einen oder der mehreren Deckelelemente eine Abscheidewirkung optimiert wird .
Ein oder mehrere Deckelelemente umfassen vorzugsweise jeweils ein oder mehrere Ventilelemente oder sind mit jeweils einem oder mehreren Ventilelementen versehen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein einen Nebendrainageraum und/oder Hauptdrainageraum abdeckendes Deckelelement ein oder mehrere Ventilelemente umfasst oder hiermit versehen ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Ventilelemente mit einem Rückschlagventil, insbesondere einem Umbrellaventil, versehen sind, um eine in bestimmten Betriebszuständen unerwünschte Gasströmung in den Nebendrainageraum oder aus demselben heraus zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug .
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen .
Das Fahrzeug umfasst vorzugsweise mindestens eine Abscheidevorrichtung, insbesondere eine erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung .
Die Abscheidevorrichtung dient insbesondere zur Reinigung von Kurbelgehäusegas eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs.
Es kann vorgesehen sein, dass die Abscheidevorrichtung derart montiert und/oder ausgerichtet ist, dass eine Rotationsachse des Rotationsabscheiders in einem Normalbetrieb des Fahrzeugs im Wesentlichen horizontal oder vertikal verläuft.
Der mindestens eine Zusatzabscheider ist vorzugsweise im montierten
Zustand der mindestens einen Abscheidevorrichtung und in einem normalen Benutzungszustand des Fahrzeugs direkt über oder seitlich direkt neben dem Abscheideraum angeordnet, insbesondere in einer direkten axialen Verlängerung des Abscheideraums.
Ein normaler Benutzungszustand des Fahrzeugs ist insbesondere ein Zustand, in welchem das Fahrzeug auf einer im Wesentlichen horizontalen Ebene bewegt wird.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen : nen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher eine eine Abscheideeinheit umgebende Zwischenwand zur Strömungsoptimierung vorgesehen ist;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung der Zwischenwand der Abscheidevorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein mittleres Gehäuseteil der
Abscheidevorrichtung, welches die Zwischenwand umfasst oder an welchem die Zwischenwand festgelegt ist;
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher ein Vorabscheider, ein Nachabscheider und eine in ein Gehäuseteil integrierte Antriebsvorrichtung vorgesehen sind;
Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher eine alternative Ausgestaltung des Vorabscheiders vorgesehen ist;
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Bodenbereichs einer vierten
Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher eine alternative Ausgestaltung des Gehäuseteils zur Integration der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist; eine der Fig. 6 entsprechende schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher das Gehäuseteil, in welches die Antriebsvorrichtung integriert ist, mit weiteren Strömungskanälen und/oder Anschlüssen versehen ist; eine schematische perspektivische teiltransparente Darstellung einer sechsten Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung, bei welcher eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Rotationsachse eines Rotationsabscheiders der Abscheidevorrichtung vorgesehen ist; eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung der Abscheidevorrichtung aus Fig. 8; eine weitere schematische perspektivische Explosionsdarstellung der Abscheidevorrichtung aus Fig. 8; eine schematische perspektivische Darstellung der Abscheidevorrichtung aus Fig. 8, mit Blick auf einen teilweise geschnittenen Vorabscheide- und Auslassbereich;
Fig. 12 eine der Fig . 1 entsprechende schematische Darstellung der
Abscheidevorrichtung aus Fig. 8; eine schematische Seitenansicht der Abscheidevorrichtung aus Fig. 8, wobei das Gehäuse der Abscheidevorrichtung geschnitten dargestellt ist;
Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch den Vorabscheide- und
Auslassbereich der Abscheidevorrichtung aus Fig . 8; Fig. 15 einen weiteren schematischen Längsschnitt durch die Abscheidevorrichtung aus Fig. 8; und
Fig. 16 einen weiteren schematischen Querschnitt durch die Abscheidevorrichtung aus Fig. 8.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erste Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Abscheidevorrichtung kommt insbesondere bei Fahrzeugen zum Einsatz und dient dort vorzugsweise zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen, insbesondere Ölnebel, aus einem Rohgasstrom, insbesondere Kurbelgehäusegas.
Die Abscheidevorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 102, welches einen Abscheideraum 104 umgibt.
Das Gehäuse 102 ist insbesondere aus mehreren Gehäuseteilen 103 gebildet. Die Gehäuseteile 103 sind insbesondere Kunststoff-Spritzgussbauteile, welche beispielsweise mittels Kunststoffschweißen stoffschlüssig und fluiddicht miteinander verbunden werden.
Der Abscheideraum 104 ist insbesondere im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet.
In dem Abscheideraum 104 ist eine Abscheideeinheit 106 drehbar gelagert.
Die Abscheideeinheit 106 umfasst einen Stapel 108 aus Strömungselementen 110, welcher mittels einer Welle 112 drehbar an dem Gehäuse 102 gelagert ist. Mittels des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 sind insbesondere zahlreiche Strömungskanäle gebildet, welche beispielsweise evolventenförmig ausgebildet sind und einen in radialer Richtung der Welle 112 zugewandten Zuführabschnitt 114 des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 mit einem in radialer Richtung der Welle 112 abgewandten Abführabschnitt 116 des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 verbinden.
Über diese Strömungskanäle kann somit insbesondere im Bereich des
Zuführabschnitts 114 zugeführtes Rohgas in radialer Richtung nach außen geführt und schließlich über den Abführabschnitt 116 abgeführt werden.
Die Strömungselemente 110 und somit auch die Strömungskanäle sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sich durch die Rotation der Welle 112 mitsamt des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 um eine Rotationsachse 118 eine flüssigkeitsabtrennende Wirkung ergibt. Vorzugsweise werden Flüssigkeitstropfen, insbesondere Öltröpfchen, aus dem Rohgas abgeschieden, so dass im Bereich des Abführabschnitts 116 einerseits flüssiges Öl und andererseits von Ölnebel größtenteils befreites Reingas aus dem Stapel 108 aus Strömungselementen 110 abgeführt wird.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 wird das zu reinigende Rohgas über eine Zuführvorrichtung 120 beispielsweise in einem Bereich oberhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 in das Gehäuse 102 eingeleitet.
Insbesondere ist ein Anschlussstutzen 122 zur Zuführung des Rohgases zu dem Gehäuse 102 und/oder in das Gehäuse 102 vorgesehen.
Der Anschlussstutzen 122 ist vorzugsweise so ausgebildet und/oder derart innerhalb des Gehäuses 102 fortgeführt, dass das Rohgas bezüglich der Rotationsachse 118 in radialer Richtung nach innen und somit letztlich zur Welle 112 und dem Zuführabschnitt 114 des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 geleitet werden kann. Über eine Abführvorrichtung 124 kann vorzugsweise das von Ölnebel weitestgehend befreite Reingas aus dem Gehäuse 102 abgeführt werden.
Auch die Abführvorrichtung 124 umfasst hierzu vorzugsweise ein Anschlussstutzen 122.
Die Abführvorrichtung 124 ist vorzugsweise ebenfalls in einem Bereich oberhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 angeordnet.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Abführvorrichtung 124 oberhalb der Zuführvorrichtung 120 angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuses 102 ist dann vorzugsweise eine Strömungsführung derart vorgesehen, dass das zugeführte Rohgas und das abzuführende Reingas separat voneinander und/oder voneinander getrennt geführt werden können.
Insbesondere dann, wenn sowohl die Zuführvorrichtung 120 als auch die Abführvorrichtung 124 oberhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 angeordnet sind, kann sich eine unerwünschte Strömungsführung innerhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 ergeben. Insbesondere kann es bei herkömmlichen Ausgestaltungen der Abscheidevorrichtung 100 passieren, dass lediglich die oberen Strömungselemente 110 im Stapel 108 oder zumindest hauptsächlich diese von dem zu reinigenden Gasstrom durchströmt werden. Dies kann zu einer reduzierten Abscheideeffizienz führen.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 ist daher eine Strömungsoptimierung vorgesehen.
Die Abscheidevorrichtung 100 umfasst insbesondere eine Zwischenwand 126, welche den Stapel 108 aus Strömungselementen 110 im Wesentlichen zylin- dermantelförmig umgibt.
Die Zwischenwand 126 ist in radialer Richtung beabstandet von dem Stapel 108 aus Strömungselementen 110 angeordnet. Insbesondere ist ein innerer Spalt 128 zwischen dem Stapel 108 aus Strömungselementen 110 und der Zwischenwand 126 gebildet.
Ferner ist die Zwischenwand 126 in radialer Richtung vorzugweise beabstandet von einer Gehäusewand 130, welche einen den Abscheideraum 104 hohlzylin- derförmig umgebenen Teil des Gehäuses 102 bildet.
Zwischen der Zwischenwand 126 und der Gehäusewand 130 ist vorzugsweise ein äußerer Spalt 132 gebildet.
Die Zwischenwand 126 erstreckt sich vorzugsweise ausgehend von einem Deckenabschnitt 134 des Abscheideraums 104 entgegen der Schwerkraftrichtung nach unten und/oder parallel zur Rotationsachse 118, insbesondere bis über ein unteres Ende des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 hinaus.
Die Zwischenwand 126 ist dabei vorzugsweise fluiddicht mit dem Deckenabschnitt 134 verbunden und/oder einstückig mit dem den Deckenabschnitt 134 bildenden Gehäuseteil 103 des Gehäuses 102 ausgebildet. Der äußere Spalt 132 mündet an seinem bezüglich der Schwerkraftrichtung oberen Ende vorzugsweise in einen Auslassraum 136, an welchen sich der Anschlussstutzen 122 der Abführvorrichtung 124 anschließt.
Das durch das Gehäuse 102 hindurchgeführte Gas muss somit aufgrund der Zwischenwand 126 bis in einen Bereich des Abscheideraums 104 unterhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 nach unten geführt werden, bis es über den äußeren Spalt 132 nach oben über den Auslassraum 136 und die Abführvorrichtung 124 abgeführt werden kann.
Der Stapel 108 aus Strömungselementen 110 wird hierdurch vorzugsweise in optimierter Weise durchströmt. Insbesondere werden hierdurch vorzugsweise die Strömungselemente 110 im Wesentlichen gleichmäßig zur Abscheidung von Flüssigkeitströpfchen, insbesondere Ölnebel, genutzt. Die Zwischenwand 126 bildet vorzugsweise zugleich eine Strömungsum- lenkung 138, wodurch eine weitere Abscheideeffizienzerhöhung realisiert werden kann.
Die Strömungsumlenkung 138 ist insbesondere eine Umlenkung um 180°.
Eine Strömungsrichtung im inneren Spalt 128, insbesondere eine effektive Strömungsrichtung, ist somit vorzugsweise der derjenigen im äußeren Spalt 132 entgegengesetzt.
Die Abscheidevorrichtung 100 umfasst vorzugsweise eine Antriebsvorrichtung 140 zum drehenden Antreiben des Stapels 108 aus Strömungselementen 110.
Die Antriebsvorrichtung 140 umfasst insbesondere eine Motorvorrichtung 142, beispielsweise einen Elektromotor 144, welcher über die Welle 112 mit dem Stapel 108 aus Strömungselementen 110 gekoppelt ist.
Der Stapel 108 aus Strömungselementen 110 bildet zusammen mit der Welle 112 vorzugsweise eine Abscheideeinheit 106, welche mittels des Elektromotors 144 antreibbar ist.
Die Abscheideeinheit 106 ist somit insbesondere ein Rotationsabscheider 148 oder bildet einen Rotationsabscheider 148.
Die Abscheidevorrichtung 100 umfasst ferner vorzugsweise eine Drainage 150, über welche mittels der Abscheideeinheit 106 abgeschiedenes Fluid, insbesondere Öl, aus dem Abscheideraum 104 des Gehäuses 102 abgeführt werden kann.
Die Drainage 150 umfasst insbesondere einen Sammelkanal 152, welcher im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und unterhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 angeordnet ist. Die Zwischenwand 126 bildet vorzugsweise eine Abscheidewand 154, an welcher aus dem Stapel 108 aus Strömungselementen 110 abgeführte, insbesondere herausgeschleuderte, Öltröpfchen abgeschieden werden.
Die Öltröpfchen agglomerieren spätestens hier vorzugsweise zu größeren Öltropfen und fließen in der Schwerkraftrichtung nach unten ab.
Aufgrund der Rotation der Abscheideeinheit 106 mit vorzugsweise hoher Drehzahl ergibt sich im inneren Spalt 128 eine Ringströmung, wodurch letztlich auch an der Abscheidewand 124 abfließendes Öl in Umfangsrichtung
beschleunigt und/oder befördert wird .
Ein zuverlässiges Abfließen des abgeschiedenen Öls in der Schwerkraftrichtung nach unten kann hierdurch behindert werden.
Die Abscheidewand 154, insbesondere die Zwischenwand 126, umfasst daher vorzugsweise eine oder mehrere Ablaufkanten 156.
Die eine oder die mehreren Ablaufkanten 156 erstrecken sich vorzugsweise sowohl längs der Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung bezüglich der Rotationsachse 118.
Die eine oder die mehreren Ablaufkanten 156 sind beispielsweise spiralförmig ausgebildet und/oder angeordnet.
Insbesondere ist eine der Rotationsachse 118 zugewandte Innenseite der Zwischenwand 126 mit der einen oder den mehreren Ablaufkanten 156 versehen.
Mittels der einen oder der mehreren Ablaufkanten 156 ergibt sich vorzugsweise eine Barriere oder ein Hindernis für das an der Abscheidewand 154 fließende oder strömende Öl. Insbesondere wird eine praktisch ausschließlich in Umfangsrichtung gerichtete Strömung zugunsten einer in der Schwerkraft- richtung nach unten gerichteten Strömung umgelenkt.
Das im Stapel 108 aus Strömungselementen 110 abgeschiedene Öl kann hierdurch effizient nach unten zu der Drainage 150 abgeführt werden.
Die Zwischenwand 126 wird an ihrem bezüglich der Schwerkraftrichtung unteren Ende von dem Gasstrom umströmt. Hierbei kann es abhängig von der Ausgestaltung der Zwischenwand 126 vorkommen, dass an der Zwischenwand 126 nach unten fließendes Öl mit dem Gasstrom mitgerissen und hierdurch erneut von dem Gasstrom aufgenommen wird .
Das in dem Bereich der Zwischenwand 126 bereits als Reingas vorliegende Gas wird somit erneut verunreinigt.
Zur Vermeidung dieses Effekts oder zumindest zur Verringerung desselben umfasst die Zwischenwand 126 daher vorzugsweise einen oder mehrere Ablaufvorsprünge 158, welche insbesondere in axialer Richtung, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 118, über einen hohlzylinder- förmigen Abschnitt der Zwischenwand 126 hinausragen, vorzugsweise in der Schwerkraftrichtung nach unten hinausragen.
Der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge 158 ragen vorzugsweise in den Sammelkanal 152 hinein, so dass das abgeschiedene Öl direkt in den
Sammelkanal 152 eingeleitet werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge 158 mittels einer Kontaktfläche 160 an einem weiteren Bauteil, insbesondere Gehäuseteil 103, des Gehäuses 102 angrenzen. Hierdurch kann insbesondere vermieden werden, dass die Zwischenwand 126 an ihrem bezüglich der Schwerkraftrichtung unteren Ende vollständig umströmt wird . Eine Wiederaufnahme des bereits abgeschiedenen Öls in den Reingasstrom wird hierdurch vorzugsweise weiter minimiert. Wie insbesondere der schematischen perspektivischen Darstellung der
Zwischenwand 126 in Fig . 2 zu entnehmen ist, münden die eine oder die mehreren Ablaufkanten 156 vorzugsweise in den Bereich der Ablaufvorsprünge 158.
Es kann vorgesehen sein, dass die Abscheidevorrichtung 100 ein oder mehrere Strömungsleitelemente 162 umfasst.
Diese sind insbesondere im Bereich des äußeren Spalts 132 vorgesehen.
Das eine oder die mehreren Strömungsleitelemente 162 sind beispielsweise an die Zwischenwand 126 und/oder die Gehäusewand 130 angeformt und/oder einstückig mit derselben ausgebildet.
Ein oder mehrere Strömungsleitelemente 162 sind insbesondere als im
Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 118 ausgerichtete Rippen ausgebildet.
Mittels der Strömungsleitelemente 162 kann insbesondere eine Rückführung des Rohgases entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben optimiert werden.
Vorzugsweise dienen die Strömungsleitelemente 162 zur Reduktion und/oder Vermeidung einer Drallströmung im äußeren Spalt 132.
Wie insbesondere den Fig . 1 und 3 zu entnehmen ist, kann die Zwischenwand 126 beispielsweise zusammen mit dem Deckenabschnitt 134 des Gehäuses 102 und/oder der Gehäusewand 130 als ein einstückiges Gehäuseteil 103 ausgebildet sein.
Dies Gehäuseteil 103 bildet insbesondere ein bezüglich der Rotationsachse 118 in axialer Richtung mittiges Gehäuseteil 103m, an welches sich in axialer Richtung beidseitig weitere Gehäuseteile 103 anschließen. Diese weiteren Gehäuseteile 103 sind insbesondere mittels Schweißverfahren, insbesondere Kunststoffschweißverfahren, mit diesem mittigen Gehäuseteil 103m verbunden.
Insbesondere ist eines der weiteren Gehäuseteile 103 ein Deckelelement 164 zum Abdecken des Auslassraums 136.
Zudem ist ein weiteres Gehäuseteil 103 vorzugsweise ein Gehäuseteil 103, in welches der Sammelkanal 152 eingeformt ist und/oder welches der Aufnahme und/oder Befestigung der Antriebsvorrichtung 140 dient.
Eine in Fig . 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig . 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform im Westlichen dadurch, dass die Antriebsvorrichtung 140 in ein Gehäuseteil 103 integriert ist.
Das Gehäuseteil 103 ist insbesondere ein Bodenabschnitt 166 des Gehäuses 102 oder bildet den Bodenabschnitt 166 des Gehäuses 102.
Die Antriebsvorrichtung 140 umfasst einen Elektromotor 144.
Der Elektromotor 144 umfasst insbesondere einen in das Gehäuseteil 103 fest integrierten Stator 168 sowie einen an der Welle 112 festgelegten Rotor 170.
Die Welle 112 ist vorzugsweise mit einer Lagervorrichtung 172 an dem Gehäuseteil 103 gelagert.
Insbesondere sind mehrere Lagerelemente 174, beispielsweise Kugellager, zur Lagerung der Welle 112 samt des daran angeordneten Rotors 170 an dem Gehäuseteil 103 vorgesehen.
Der Stator 168 und/oder die Lagerelemente 174 sind vorzugsweise bei der Herstellung des Gehäuseteils 103 in dasselbe integriert, beispielsweise umgössen und/oder umspritzt, und/oder nachträglich befestigt, insbesondere angeschraubt.
Dadurch, dass das Gehäuseteil 103 vorzugsweise sowohl eine Lagervorrichtung 172 als auch den Stator 168 aufnimmt oder umfasst, ergibt sich vorzugsweise eine besonders genaue Positionierung der Welle 112 und/oder des Rotors 170 relativ zu dem Stator 168 und/oder dem Gehäuseteil 103.
Dadurch, dass das Gehäuseteil 103 zudem einen Bodenabschnitt 166 oder einen sonstigen Abschnitt, beispielsweise Deckenabschnitt 134, des Gehäuses 102 bildet, können vorzugsweise Dichtstellen, Fügestellen etc., welche aus der Verbindung von mehreren Bauteilen miteinander entstehen, reduziert werden. Auch hierdurch ergibt sich vorzugsweise eine höhere Fertigungsgenauigkeit und/oder eine höhere Dichtheit des Gehäuses 102.
Wie Fig . 4 ferner zu entnehmen ist, kann bei einer alternativen Ausgestaltung der Zwischenwand 126 vorgesehen sein, dass ein äußerer Spalt 132 nicht vollständig umlaufend offen ist, sondern dass der äußere Spalt 132 unterteilt ist und einerseits der Rohgaszuführung und andererseits der Reingasabführung dient.
Über den äußeren Spalt 132 kann somit einerseits Rohgas zu dem Zuführabschnitt 114 des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 zugeführt werden. Ferner kann über den äußeren Spalt 132 separat hiervon, insbesondere fluid- wirksam getrennt hiervon, gereinigtes Reingas entgegen der Schwerkraftrichtung an dem Stapel 100 aus Strömungselementen 110 vorbei nach oben geführt werden.
Die Abscheidevorrichtung 100 gemäß der in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform umfasst vorzugsweise einen Nachabscheider 176.
Der Nachabscheider 176 ist insbesondere oberhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 angeordnet. Insbesondere mündet der rohgasseitige Teil des äußeren Spalts 132 vorzugsweise in den Nachabscheider 176.
Der Nachabscheider 176 dient insbesondere der Verlangsamung der Reingasströmung und/oder der zusätzlichen Durchströmung und/oder Umströmung von Abscheideelementen (in Fig . 4 nicht dargestellt).
Alternativ oder ergänzend zu einem Nachabscheider 176 kann ein Vorabscheider 178 vorgesehen sein.
Der Vorabscheider 178 ist vorzugsweise zwischen dem Anschlussstutzen 122 der Zuführvorrichtung 120 und dem Zuführabschnitt 114 des Stapels 108 aus Strömungselementen 110 angeordnet.
Mittels des Vorabscheiders 178 können insbesondere große Fluidtropfen, insbesondere Öltropfen, aus dem zu reinigenden Rohgas abgeschieden werden, bevor das Rohgas in den Rotationsabscheider 148 eingeleitet wird .
Der Vorabscheider 178 umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Abscheideelemente, insbesondere Umlenkelemente, Prallelemente, Durchströmelemente etc.
Der Vorabscheider 178 und der Nachabscheider 176 sind insbesondere in einem gemeinsamen zylindrischen Bereich innerhalb des Gehäuses 102, vorzugsweise oberhalb des Stapels 108 aus Strömungselementen 110, angeordnet.
Insbesondere nehmen der Vorabscheider 178 und der Nachabscheider 176 unterschiedliche Segmente, insbesondere sich ergänzende Segmente, eines insgesamt kreiszylindrischen Abschnitts des Innenraums des Gehäuses 102 in Anspruch.
Im Übrigen stimmt die in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig . 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in Fig. 5 dargestellte dritte Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 unterscheidet sich von der in Fig . 4 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der Vorabscheider 178 über eine Verbindungsöffnung 180 mit der Drainage 150 verbunden ist.
Hierdurch können vorzugsweise im Vorabscheider 178 abgeschiedene Verunreinigungen, insbesondere Öl, der Drainage 150 zugeführt und über dieselbe abgeführt werden.
Es können jedoch auch separate Drainagen 150 einerseits für den Vorabscheider 178 und andererseits für den Rotationsabscheider 148 und/oder den Nachabscheider 176 vorgesehen sein.
Im Übrigen stimmt die in Fig. 5 dargestellte dritte Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 4 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
In den Fig . 6 und 7 sind eine vierte bzw. eine fünfte Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 dargestellt.
Gemäß Fig. 6 ist dabei vorgesehen, dass ein Gehäuseteil 103, in welches ein Stator 168 der Antriebsvorrichtung 140 integriert ist, zugleich noch einen Steckeranschluss 182 umfasst.
Eine elektrische Ansteuerung und/oder Stromversorgung des Stators 168 kann somit über den Steckeranschluss 182 und das Gehäuseteil 103 ohne
zwischengeschaltete Bauteilschnittstellen oder sonstige Fügebereiche erfolgen. Gemäß der in Fig. 7 dargestellten fünften Ausführungsform ist zudem die Integration von weiteren Kanälen 184, insbesondere eines Drainagekanals und/oder Sammelkanals 152, in das Gehäuseteil 103 vorgesehen.
Die in Fig. 7 dargestellte fünfte Ausführungsform entspricht somit in mehrerlei Hinsicht der in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform.
Im Übrigen stimmen die in den Fig . 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen der Abscheidevorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig. 8 bis 16 dargestellte sechste Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 100 unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen im Wesentlichen dadurch, dass die Rotationsachse 118 des Rotationsabscheiders 148 im eingebauten Zustand der Abscheidevorrichtung 100 liegend ausgerichtet ist. Insbesondere ist die Rotationsachse 118 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.
Hierdurch sowie durch einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale kann vorzugsweise ein besonders platzsparender Aufbau der Abscheidevorrichtung 100 ermöglicht werden.
Wie insbesondere den beiden Explosionsdarstellungen in den Fig. 9 und 10 zu entnehmen ist, unterscheidet sich die sechste Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 zudem insbesondere im Aufbau des Gehäuses 102 von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Das Gehäuse 102 umfasst dabei ein mittleres Gehäuseteil 103m, welches den Abscheideraum 104 im Wesentlichen hohlzylinderförmig oder zylindermantel- förmig umgibt, sowie mehrere Deckelelemente 164 zum Verschließen von in dem mittleren Gehäuseteil 103m ausgebildeten Öffnungen. Insbesondere sind zwei in axialer Richtung das mittlere Gehäuseteil 103m verschließende Deckelelemente 164a und mehrere in radialer Richtung die hohl- zylinderförmige Gehäusewand 130 ergänzende oder zusätzlich abdeckende seitliche Deckelelemente 164s vorgesehen.
Eines der axialen Deckelelemente 164a ist beispielsweise eine Abdeckplatte, welche mit beispielsweise zwei Anschlussstutzen 122 versehen ist. Diese Anschlussstutzen 122 sind insbesondere Bestandteil der Zuführvorrichtung 120 bzw. der Abführvorrichtung 124.
Mittels dieses axialen Deckelelements 164a werden vorzugsweise mehrere Kammern, welche sich in axialer Richtung an den Abscheideraum 104 anschließen, abgedeckt und/oder voneinander getrennt.
Diese Kammern sind insbesondere Bestandteil eines Vorabscheiders 178 und/oder eines Nachabscheiders 176. Insbesondere sind hierbei eine Vorkammer 186, welche Bestandteil des Vorabscheiders 178 ist, und ein Auslassraum 136, welcher Bestandteil des Nachabscheiders 176 sein kann, vorgesehen.
Die Vorkammer 186 kann zudem an einen Vorabscheideraum 188 des Vorabscheiders 178 angrenzen oder diesen umfassen.
Insbesondere ist zwischen der Vorkammer 186 und dem Vorabscheideraum 188 eine Strömungsumlenkung vorgesehen. Ferner können (nicht dargestellte) ergänzende Abscheideelemente in der Vorkammer 186 und/oder dem Vorabscheideraum 188 vorgesehen sein.
Das weitere axiale Deckelelement 164a, welches dem vorstehend beschriebenen axialen Deckelelement 164a gegenüberliegend angeordnet ist, umfasst vorzugsweise eine Statoraufnahme 189 zur Aufnahme des Stators 168 des Elektromotors 144 der Antriebsvorrichtung 140. Ferner umfasst dieses axiale Deckelelement 164a vorzugsweise mehrere Befestigungsstellen 190 zum Befestigen eines oder mehrerer Lagerelemente 174 der Lagervorrichtung 172.
Die Statoraufnahme 189 wird insbesondere mittels einer Endplatte 192 abgedeckt, insbesondere auf einer dem Rotationsabscheider 148 gegenüberliegenden Seite des die Statoraufnahme 189 umfassenden axialen Deckelelements 164a.
Die Endplatte 192 umfasst vorzugsweise ferner ein oder mehrere, beispielsweise zwei, Steckeranschlüsse 182, über welche der Elektromotor 144 ansteuerbar und/oder mit Strom versorgbar ist.
Die Endplatte 192 ist vorzugsweise selbst ein axiales Deckelelement 164a.
Die seitlichen Deckelelemente 164s dienen insbesondere der Ergänzung des Gehäuses 102 um ein oder mehrere Strömungsführungen 194.
Insbesondere können mittels des einen oder der mehreren seitlichen
Deckelelemente 164s Kanäle zur Verbindung unterschiedlicher Bereiche und Innenräume des Gehäuses 102 miteinander vorgesehen sein.
Ein seitliches Deckelelement 164s kann dabei beispielsweise als Rückführung 196 dienen, mittels welcher beispielsweise ein mittels des Rotationsabscheiders 148 gereinigter Gasstrom nach dem Durchströmen des Rotationsabscheiders 148 im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 118 an dem Rotationsabscheider 148 vorbeiführbar ist. Insbesondere kann hierdurch die Abführvorrichtung 124 auf derselben Seite des Rotationsabscheiders 148 angeordnet sein wie die Zuführvorrichtung 120, wobei vorzugsweise zugleich gewährleistet ist, dass der Stapel 108 aus Strömungselementen 110 im Wesentlichen von einem axialen Ende radial innen liegend bis zu einem weiteren axialen Ende radial außen liegend durchströmt wird . Ein weiteres seitliches Deckelelement 164s ist beispielsweise Bestandteil eines Nachabscheiders 176 und verbindet beispielsweise die Rückführung 196 mit dem Auslassraum 136. Hierbei sind beispielsweise ein oder mehrere
Strömungsumlenkungen 138 vorgesehen, um insbesondere unerwünschterweise ausgetragene und mit dem bereits gereinigten Gasstrom mitgerissene Öltröpfchen aus dem Reingas abscheiden zu können, bevor dieses über die Abführvorrichtung 124 abgeführt wird .
Zudem kann bei der Abscheidevorrichtung 100 vorgesehen sein, dass beispielsweise mittels eines seitlichen Deckelelements 164s ein oder mehrere Drainageräume, insbesondere ein Hauptdrainageraum 198 und/oder ein Nebendrainageraum 200, abgedeckt und/oder vervollständigt werden.
Dieses insbesondere seitliche Deckelelement 164s bildet insbesondere eine Drainageabdeckung 202, welche vorzugsweise ebenfalls an dem mittleren Gehäuseteil 103m festgelegt oder festlegbar ist.
Im montierten Zustand der Abscheidevorrichtung 100, insbesondere in einem Fahrzeug, ist die Drainageabdeckung 202 vorzugsweise in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung unten liegenden Bereich der Gehäusewand 130 angeordnet.
Im Abscheideraum 104 anfallendes abgeschiedenes Öl kann hierdurch einfach aus dem Abscheideraum 104 in den Hauptdrainageraum 198 gelangen.
Der eine oder die mehreren Nebendrainageräume 200 grenzen vorzugsweise in Schwerkraftrichtung unten an den Vorabscheideraum 188 und/oder den Auslassraum 136 an und ermöglichen in diesem Bereich die Ölabführung .
Die Drainageabdeckung 202 kann ein oder mehrere Anschlussstutzen 122 aufweisen, über welche das abgeschiedene Öl abführbar ist.
Zudem kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Ventilelemente 204 an der Drainageabdeckung 202 angeordnet und/oder in dieselbe integriert sind .
Das eine oder die mehreren Ventilelemente 204 sind dabei insbesondere als Umbrellaventile und/oder Rückschlagventile ausgebildet und dienen dazu, eine unerwünschte Rückströmung von Gas und/oder Öl in den Vorabscheideraum 188 und/oder den Auslassraum 136 zu verhindern.
Dadurch, dass bei der in den Fig. 8 bis 16 dargestellten sechsten Ausführungsform der Abscheidevorrichtung 100 mehrere Deckelelemente 164 zum Ergänzen und/oder Vervollständigen des den Abscheideraum 104 umgebenden Gehäuseteils 103 vorgesehen sind, kann vorzugsweise eine optimierte Strömungsführung innerhalb des Gehäuses 102 ermöglicht werden, wobei zugleich vorzugsweise eine platzsparende Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung 100 ermöglicht wird.
Die Deckelelemente 164 können beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem mittleren Gehäuseteil 103m und/oder miteinander verbunden werden.
Insbesondere können Kunststoff-Schweißverbindungen und/oder Schraubverbindungen vorgesehen sein.
Bei weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsformen von Abscheidevorrichtungen 100 können beliebige Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert sein.
Beispielsweise könnte auch bei der in den Fig . 8 bis 16 dargestellten sechsten Ausführungsform der in ein Gehäuseteil 103 integrierte Stator 168 gemäß der in den Fig. 4 oder 7 dargestellten zweiten bzw. fünften Ausführungsform vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Abscheidevorrichtung (100) zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Rohgasstrom, umfassend :
ein Gehäuse (102), welches einen zumindest näherungsweise zylinderförmigen Abscheideraum (104) der Abscheidevorrichtung (100) umgibt;
einen Rotationsabscheider (148) zum Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeitstropfen, aus dem Rohgasstrom, wobei der Rotationsabscheider (148) um eine Rotationsachse (118) drehbar in dem Abscheideraum (104) angeordnet ist;
eine Zuführvorrichtung (120) zum Zuführen eines Rohgasstroms zu dem Rotationsabscheider (148);
eine Abführvorrichtung (124) zum Abführen eines Reingasstroms aus dem Abscheideraum (104).
2. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (100) eine zumindest näherungsweise hohlzylindrische Zwischenwand (126) umfasst, welche zwischen einer den Abscheideraum (104) in radialer Richtung umgebenden Gehäusewand (130) des Gehäuses (102) und dem Rotationsabscheider (148) angeordnet ist.
3. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zwischenwand (126) und dem Rotationsabscheider (148) ein innerer Spalt (128) gebildet ist, welcher zumindest näherungsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist, und/oder
dass zwischen der Zwischenwand (126) und der Gehäusewand (130) ein äußerer Spalt (132) gebildet ist, welcher zumindest näherungsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
4. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Spalt (132) den inneren Spalt (128) ringförmig umgibt.
5. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemittelte Spaltstärke des inneren Spalts (128) und/oder eine gemittelte Spaltstärke des äußeren Spalts (132) in einer parallel zur Rotationsachse (118) verlaufenden axialen Richtung variiert, insbesondere stetig und/oder kontinuierlich ansteigt oder abfällt.
6. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) an einem Gehäuseteil (103) des Gehäuses (102) angeordnet und/oder einstückig mit einem Gehäuseteil (103) des Gehäuses (102) ausgebildet ist.
7. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) bezüglich einer parallel zur Rotationsachse (118) verlaufenden axialen Richtung an einem Ende an einem Deckenabschnitt (134) des Gehäuses (102) und/oder des Abscheideraums (104) festgelegt ist.
8. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) bezüglich einer parallel zur Rotationsachse (118) verlaufenden axialen Richtung an einem Ende von dem Reingasstrom umströmbar ist.
9. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) ein oder mehrere Strömungsleitelemente (162), insbesondere Rippen oder Umlenkelemente, umfasst.
10. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) einen oder mehrere Ablaufvorsprünge (158) zur Abführung von abgeschiedenen Verunreinigungen umfasst, wobei der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge (158) sich insbesondere in einer parallel zur Rotationsachse (118) laufenden axialen Richtung erstrecken.
11. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Ablaufvorsprünge (158) eine Kontaktfläche (160) zur Anlage an einem Gehäuseteil (103) des Gehäuses (102) aufweisen, so dass an dem einen oder den mehreren Ablaufvorsprüngen (158) abgeführte Verunreinigungen ohne zwischenzeitlichen freien Fall in einen Sammelkanal (152) der Abscheidevorrichtung (100) führbar sind .
Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) mindestens eine Ablaufkante (156) zur Ableitung von längs der Zwischenwand (126) strömenden Verunreinigungen, insbesondere zur Unterbrechung einer im Übrigen im Wesentlichen kreiszylindermantelförmigen Innenfläche der Zwischenwand (126), umfasst.
13. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Ablaufkanten (156) an einem oder mehreren Ablaufvorsprünge (158) der Zwischenwand (126) enden.
14. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (126) in axialer Richtung eine größere Erstreckung aufweist als ein Stapel (108) aus
Strömungselementen (162) des Rotationsabscheiders (148).
15. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (100)
mindestens einen Zusatzabscheider umfasst, welcher in das Gehäuse (102) integriert ist.
16. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (100) mindestens einen dem Rotationsabscheider (148) vorgelagerten Vorabscheider (178) und/oder mindestens einen dem Rotationsabscheider (148) nachgelagerten Nachabscheider (176) umfasst, wobei der Vorabscheider (178) und/oder der Nachabscheider (176) in das Gehäuse (102) integriert sind .
17. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zusatzabscheider sich in einer parallel zur Rotationsachse (118) verlaufenden axialen Richtung an den Abscheideraum (104) und den darin angeordneten Rotationsabscheider (148) anschließt.
18. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zusatzabscheider mindestens eine von dem Abscheideraum (104) verschiedene Kammer, insbesondere eine Vorkammer (186), einen Vorabscheideraum (188), einen Nachabscheideraum und/oder einen Auslassraum (136), umfasst.
19. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kammer mittels eines Trennelements, insbesondere eines zusätzlichen Gehäuseteils (103), von dem Abscheideraum (104) getrennt ist.
20. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kammer mindestens ein Abscheideelement umfasst und/oder an mindestens ein Abscheideelement angrenzt.
21. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abscheideelement ein Prallelement, ein Umlenkelement und/oder ein Durchströmungselement ist oder umfasst.
22. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (100) sowohl einen als Vorabscheider (178) ausgebildeten Zusatzabscheider als auch einen als Nachabscheider (176) ausgebildeten Zusatzabscheider umfasst, wobei die beiden Zusatzabscheider bezüglich einer parallel zur Rotationsachse (118) verlaufenden axialen Richtung auf einer
gemeinsamen Seite des Rotationsabscheiders (148) und/oder des Gehäuses (102) angeordnet und/oder ausgebildet sind.
23. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorabscheider (178) und der Nachabscheider (176) durch unterschiedliche und räumlich voneinander getrennte Segmente oder Abschnitte eines im Wesentlichen zylindrischen Innenraums des Gehäuses (102) gebildet sind.
24. Abscheidevorrichtung (100) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen zylindrische Innenraum einerseits und der Abscheideraum (104) andererseits eine gemeinsame durchgängige im Wesentlichen hohlzylinderförmige Gehäusewand (130) des Gehäuses (102) aufweisen.
25. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotationsabscheider (148) eine Drainage (150) zum Abführen von mittels des Rotationsabscheiders (148) abgeschiedenen Verunreinigungen zugeordnet ist und dass dem mindestens einen Zusatzabscheider eine hiervon verschiedene weitere Drainage (150) zum Abführen von mittels des mindestens einen Zusatzabscheiders abgeschiedenen Verunreinigungen zugeordnet ist.
26. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotationsabscheider (148) eine Drainage (150) zum Abführen von mittels des Rotationsabscheiders (148) abgeschiedenen Verunreinigungen zugeordnet ist und dass der Zusatzabscheider fluidwirksam mit dieser Drainage (150) gekoppelt ist, so dass mittels des Zusatzabscheiders abgeschiedene Verunreinigungen ebenfalls mittels der dem Rotationsabscheider (148) zugeordneten Drainage (150) abführbar sind.
27. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zusatzabscheider mittels eines oder mehrerer Ventilelemente (204), insbesondere Rückschlagventile, beispielsweise Umbrellaventile, fluidwirksam mit der Drainage verbindbar und von derselben trennbar ist.
28. Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zusatzabscheider als eine in das Gehäuse (102) integrierte Strömungsführung (194) ausgebildet oder in dieselbe integriert ist.
29. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine
Abscheidevorrichtung (100), insbesondere mindestens eine Abscheidevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 28.
30. Fahrzeug nach Anspruch 29, wobei die mindestens eine
Abscheidevorrichtung (100) zur Reinigung von Kurbelgehäusegas dient.
31. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch
gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abscheidevorrichtung (100) derart montiert und/oder ausgerichtet ist, dass eine Rotationsachse (118) des Rotationsabscheiders (148) in einem Normalbetrieb des Fahrzeugs im Wesentlichen horizontal oder vertikal verläuft.
32. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zusatzabscheider der Abscheidevorrichtung (100) im montierten Zustand der mindestens einen
Abscheidevorrichtung (100) und in einem normalen Benutzungszustand des Fahrzeugs direkt über oder seitlich direkt neben dem Abscheideraum (104), insbesondere in einer direkten axialen Verlängerung des Abscheideraums (104), angeordnet ist.
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