Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CENTRIFUGAL OIL SEPARATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/063538
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a centrifugal oil separator which comprises a disk separator disposed in a housing and having a plurality of spaced-apart disks between which paths of flow for a gas to be cleaned are provided. The paths of flow connect a flow-in space located on the radial exterior of the disk separator to an inner, axial flow-off channel. The flow-in space is supplied with pressurized gas via a rotation element that is configured as a compressor wheel and that is disposed in the area of an axial front of the disk separator.

Inventors:
AMESOEDER DIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/050010
Publication Date:
July 29, 2004
Filing Date:
January 09, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MANN & HUMMEL GMBH (DE)
AMESOEDER DIETER (DE)
International Classes:
F01M13/04; (IPC1-7): F01M/
Foreign References:
DE10044615A12002-04-04
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. ZentrifugalÖlabscheider (1), insbesondere in einer Entlüf tungseinrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschi ne, mit einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Tellerseparator (3), der mehrere auf Abstand liegende Teller (4, 4') umfasst, zwischen denen Strömungswege (6) für ein zu reinigendes Gas ge bildet sind, wobei die Strömungswege (6) einen auf der radialen Außenseite des Tellerseparators (3) liegenden Anströmraum (7), dem über eine Einströmöffnung (9) im Gehäuse (2) das zu reini gende Gas zuführbar ist, mit einem innen liegenden, axialen Ab strömkanal (8) im Tellerseparator (3) verbinden, und mit einem Rotationselement im Gehäuse (2) des Ölabscheiders (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement als Verdichterrad (5) ausgeführt ist, das im Bereich einer axialen Stirnseite des Tellerseparators (3) angeordnet ist, wobei der Saugseite des Verdichterrads (5) über die Einströmöffnung (9) Gas zuführbar ist und die Druck seite des Verdichterrads (5) mit dem Anströmraum (7) kommuni ziert.
2. ZentrifugalÖlabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (5) Drehschaufeln umfasst, die mit einem stirnseitigen Teller (4') des Tellerseparators (3) verbunden sind.
3. ZentrifugalÖlabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (5) eine Kreiselpumpe ist, die unabhän gig vom Tellerseparator (3) ausgebildet ist.
4. ZentrifugalÖlabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerseparator (3) drehbar im Gehäuse (2) gelagert und motorisch antreibbar ist.
5. ZentrifugalÖlabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (4, 4') des Tellerseparators (3) konusförmig ausgebildet sind.
6. ZentrifugalÖlabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Anströmraum (7) eine Abflussöffnung (11) für abgeschie denes Öl vorgesehen ist.
Description:
Zentrifugal-Ölabscheider Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugal-Ölabscheider nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der Druckschrift DE 100 44 615 AI wird ein Zentrifugal- Ölabscheider beschrieben, der zur Abscheidung von Öl in den Entlüftungsgasen eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Der Zentrifugal-Ölabscheider besitzt einen drehbar gelagerten und antreibbaren Tellerseparator in einem Abscheidergehäuse, der aus einer Mehrzahl übereinander gesta- pelter und etwa konisch ausgebildeter Teller besteht, die auf Abstand zueinander gehalten sind, wodurch Strömungskanäle zwi- schen benachbarten Tellern des Tellerseparators gebildet wer- den. Zwischen den Tellern können zur Führung der Strömung und zur Stabilisierung des Tellerstapels linien-oder punktförmige Stege auf die Ober-oder Unterseite der Teller aufgebracht wer- den. Der Tellerseparator wird radial von außen nach innen von dem Entlüftungsgas durchströmt, wobei die Öltröpfchen im Ent- lüftungsgas an der Unterseite der Teller sedimentieren und durch die aufgrund der Drehbewegung des Tellerseparators ent- stehenden Zentrifugalkräfte sowie die schräg abfallenden Tel- lerwände wieder radial nach außen geschleudert werden und über eine im Boden des Abscheidergehäuses angeordnete Auslassöffnung abgeleitet werden.

Durch die Rotationsbewegung des Tellerseparators können in den Strömungswegen zwischen benachbarten Tellern grundsätzlich ra- dial nach außen gerichtete Strömungen entstehen, welche der Strömung des Entlüftungsgases von der radial außen liegenden Anströmseite zu einem innen liegenden, axialen Abströmkanal entgegenwirken. Um dennoch eine eindeutig festgelegte Strö- mungsrichtung radial von außen nach innen zu gewährleisten,

muss zwischen der Anströmseite und der Abströmseite ein Min- destdruckgefälle herrschen, damit sich trotz der Drehung des Tellerseparators eine Hauptströmrichtung von außen nach innen ausbilden kann. Ein gewisser Druckverlust im Ölabscheider ist hierbei unvermeidlich.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Druckverlust in einem Zentrifugalölabscheider zu minimieren.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An- spruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiter- bildungen an.

Bei dem erfindungsgemäßen Ölabscheider ist zusätzlich zu dem Tellerseparator ein Rotationselement im Gehäuse vorgesehen, welches als Verdichterrad ausgeführt und im Bereich einer axia- len Stirnseite des Tellerseparators angeordnet ist. Dem Ver- dichterrad wird über eine Einströmöffnung im Gehäuse das zu reinigende Gas zugeführt, welches vom Verdichterrad auf einen erhöhten Druck verdichtet wird, wobei die Druckseite des Ver- dichterrades-die Abströmseite des Verdichterrades-mit dem Anströmraum des Tellerseparators verbunden bzw. gegebenenfalls auch identisch ist. Das Verdichterrad stellt einen in den Zent- rifugal-Ölabscheider integrierten Druckerzeuger dar, der den Druckverlust zwischen Eingangs-und Ausgangsseite des Ölab- scheiders zu reduzieren hilft. Mittels des Verdichters wird auf der Anströmseite des Tellerseparators ein erhöhter Druck gene- riert, der die Durchströmung des Tellerseparators radial von außen nach innen unterstützt. Auch bei einer Rotation des Tel- lerseparators ermöglicht der über das Verdichterrad erhöhte Druck auf der Anströmseite die radiale Durchströmung von außen nach innen.

In einer vorteilhaften Ausführung umfasst das Verdichterrad Drehschaufeln, welche mit einem der stirnseitigen Teller des

Tellerseparators verbunden sind. Der Tellerseparator ist zweck- mäßig drehbar im Gehäuse gelagert und wird von einem ihm zuge- ordneten Antriebsmotor angetrieben, wobei bei einer Rotation des Tellerseparators automatisch auch das Verdichterrad ange- trieben und das zugeleitete Gas von Verdichterrad in den An- strömraum gefördert und auf einen erhöhten Druck verdichtet wird. In dieser Ausführung kann ein separater Antrieb für das Verdichterrad entfallen.

Gemäß einer alternativen Ausführung kann es aber auch zweckmä- ßig sein, das Verdichterrad konstruktiv vom Tellerseparator zu entkoppeln und das Verdichterrad unabhängig von dem Tellersepa- rator drehbar zu lagern sowie über einen ihm zugeordneten Motor anzutreiben. In dieser Ausführung kann der Tellerseparator auch drehfest im Gehäuse des Ölabscheiders angeordnet sein ; gegebe- nenfalls kommt aber auch eine drehbare und vom Verdichterrad unabhängige Lagerung des Tellerseparators im Gehäuse in Be- tracht.

Bei einer einteiligen Ausführung des Verdichterrades mit dem stirnseitigen Teller des Tellerseparators wird im Unterschied zum Stand der Technik aufgrund der auf die Verdichtung opti- mierten Form des Verdichterrades eine relative Druckerhöhung auf der Anströmseite des Tellerseparators erzielt, wobei sich die insgesamt bewegte Masse nur geringfügig um die Masse des Verdichterrades erhöht. Die Antriebsleistung für die Rotation von Tellerseparator und Verdichterrad kann hierfür jedoch im Wesentlichen gleich bleiben.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu ent- nehmen. Es zeigen :

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ei- nen Zentrifugal-Ölabscheider mit einem Tellersepara- tor und einem im Bereich einer Stirnseite des Teller- separators angeordneten Verdichterrad, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen Zentrifugal- Ölabscheider mit einem als Kreiselpumpe ausgeführten Verdichterrad.

Der in Fig. 1 dargestellte Zentrifugal-Ölabscheider 1 umfasst einen Tellerseparator 3, der drehbar in einem Gehäuse 2 gela- gert ist und über einen Motor M antreibbar ist. Der Tellersepa- rator 3 besitzt eine Mehrzahl übereinander geschichteter, etwa konusförmig ausgebildeter Teller 4, die auf Abstand zueinander angeordnet sind und zwischen denen Strömungswege 6 gebildet sind. Der Tellerseparator 3 ist radial von einem Anströmraum 7 umgeben, der zwischen einer zylindrischen Innenwand des Gehäu- ses 2 und der radialen Außenseite des Tellerseparators gebildet ist. Über den Anströmraum 7 wird der Tellerseparator 3 radial. von außen angeströmt, wobei das zu entlüftende Gas wie in.

Pfeilrichtung dargestellt durch die Strömungswege 6 zwischen den benachbarten Tellern 4 radial nach innen strömt und über einen inneren, axial verlaufenden Abströmkanal als gereinigtes Gas axial abgeführt und aus dem Gehäuse 2 abgeleitet wird. Auf- grund der Konusform der Teller 4 besitzen die Strömungswege 6 zwischen benachbarten Tellern zusätzlich zu der radialen auch eine axiale Komponente. Zwischen den Tellern können zur Führung der Strömung und zur Stabilisierung des Tellerstapels linien- oder punktförmige Stege auf die Ober-oder Unterseite der Tel- ler aufgebracht werden.

Im Bereich des dem Boden des Gehäuses benachbarten, stirnseiti- gen Tellers 4'des Tellerseparators ist ein Verdichterrad 5 drehbar gelagert, welches zweckmäßig fest mit dem stirnseitigen Teller 4'verbunden ist und gemeinsam mit dem Tellerseparator 3

umläuft. Auch das Verdichterrad 5 ist ebenso wie der Tellerse- parator 3 radial von dem Anströmraum 7 umgeben. Das Verdichter- rad 5 fördert über eine axiale Einströmöffnung 9 zugeführtes Entlüftungsgas, welches in einen radial innen liegenden Ein- strömraum 10 einströmt, radial von innen nach außen in den An- strömraum 7 hinein. Über das Verdichterrad 5 wird das einge- strömte Entlüftungsgas auf einen höheren Druck verdichtet, un- ter dem das Entlüftungsgas aus dem Anströmraum 7 radial über die Strömungswege 6 zwischen den Tellern 4 nach innen abströmt.

Hierbei können Öltröpfchen im Entlüftungsgas an den Wandungen der Teller 4 sedimentieren und aufgrund der Schrägstellung der Teller sowie aufgrund der Zentrifugalkräfte, erzeugt durch die Rotation des Tellerseparators 3 radial nach außen in den An- strömraum 7 abfließen. Über eine im Boden des Gehäuses 2 im Be- reich des Anströmraumes 7 vorgesehene Abflussöffnung 11 kann das abgeschiedene Öl aus dem Gehäuse des Ölabscheiders abgelei- tet werden. Die sich am Boden des Anströmraumes 7 sammelnden, abgeschiedenen Öltröpfchen werden aufgrund des im Anströmraum herrschenden relativen Überdruckes mit Druck über die Abfluss- öffnung 11 aus dem Gehäuse 2 ausgeschieden.

In Fig. 2 sind die Schaufeln des Verdichterrades 5 dargestellt, das drehbar im Gehäuse 2 des Ölabscheiders 1 gelagert ist. Das Verdichterrad 5 kann auch unabhängig vom Tellerseparator ausge- bildet und antreibbar sein. Der Tellerseparator 3 ist in Fig. 2 nur andeutungsweise dargestellt und befindet sich in dem sich axial an das Verdichterrad 5 anschließenden Bereich.

Der Zentrifugal-Ölabscheider wird insbesondere zur Abscheidung von Öl in Entlüftungsgasen aus einem Kurbelgehäuse einer Brenn- kraftmaschine eingesetzt. Darüber hinaus sind aber auch Anwen- dungen aus weiteren Gebieten der Technik möglich, bei denen ei- ne Tropfenabscheidung aus Gasströmungen durchgeführt werden soll.

Bezugszeichenliste 1 Ölabscheider 2 Gehäuse 3 Tellerseparator 4, 4'Teller 5 Verdichterrad 6 Strömungsweg 7 Anströmraum 8 Abströmkanal 9 Einströmöffnung 10 Einströmraum 11 Abflussöffnung