CN116583355A - 用于清洁气体的离心分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于清洁包含污染物的气体的离心分离器(1)。分离器(1)包括：静止壳(2)，其包围分离空间(3)，气流允许通过该分离空间；气体入口(20)，其延伸通过静止壳(2)且允许供应待清洁的气体；旋转部件(7)，其包括布置在所述分离空间(3)中的多个分离部件(9)且布置成围绕旋转轴线(X)旋转；气体出口(28)，其布置在静止壳(2)的上部部分(27)中且构造成允许排出清洁的气体，且包括通过静止壳(2)的壁的出口开口；排放出口(2)，其布置在静止壳(2)的下部部分(26)中且构造成允许排出从待清洁的气体中分离的液体污染物；以及驱动部件(22)，其用于使旋转部件(7)旋转。此外，静止壳(2)的轴向内侧表面(4a)包括在轴向方向上延伸的至少一个直凹部(30)，其用于积聚在所述多个分离部件(9)中分离的油。至少一个凹部包括从静止壳(2)的轴向内侧表面(4a)延伸的第一径向凹部表面(30a)。此外，至少一个凹部(30)至少沿所述分离部件(9)的径向最外部部分的轴向长度在内侧表面(4a)上轴向延伸。

Description

用于清洁气体的离心分离器

技术领域

本发明涉及用于清洁包含液体污染物的气体的离心分离器的领域。特别地，本发明涉及清洁燃烧发动机的曲轴箱气体以除油粒子。

背景技术

众所周知，可通过使用离心分离器来使具有不同密度的流体的混合物彼此分离。此类分离器的一个特定用途在于从排出自曲轴箱(其形成内燃发动机的部分)的气体中分离油。

关于分离器的该特定用途，对于出现在内燃发动机的燃烧室中的高压气体来说可存在泄漏通过相关联的活塞环且到发动机的曲轴箱中的趋势。气体到曲轴箱中的该连续泄漏可导致曲轴箱内的压力非期望地增加，且因此导致需要将气体从壳(casing)中排出。排出自曲轴箱的此类气体典型地携载一些发动机油(作为滴或细雾)，该发动机油从容纳于曲轴箱中的油的储器获得。

为了允许所排出的气体引入到入口系统中而不会还引入不想要的油(特别是到涡轮增压系统中，其中压缩机的效率可由油的存在而受不利影响)，有必要在气体引入到入口系统中之前清洁所排出的气体(即，去除由气体携载的油)。该清洁过程可由离心分离器进行，该离心分离器安装在曲轴箱上或邻近曲轴箱，且该离心分离器使清洁的气体引导到入口系统并使分离的油引导回到曲轴箱。例如在US8,657,908中公开此类分离器的示例。

此类分离器通常包括多个分离盘(其例如布置成堆叠或布置为轴向延伸的表面板)，且油从气体中的分离发生在此类盘之间，其中收集于盘上的油径向向外抛到周围壁。然而，来自积聚在壁上的油的液滴可能由清洁气体的湍流撕开，且因此可能又再进入清洁的气体而至清洁气体出口。

因此，本领域中需要改进的解决方案来用于降低所分离的油再进入离心分离器中的清洁的气体的风险。

EP3441145公开一种离心分离器，其具有带有交替的沟槽和脊的波纹状内表面。

EP2020485公开一种离心分离器，其在分离空间的插入件上具有螺旋形引导凹部。

发明内容

本发明的目标是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，目标是提供一种离心分离器，其中所分离的油再进入清洁气体的风险降低。

作为本发明的第一方面，提供一种用于清洁包含污染物的气体的离心分离器，其包括

静止(stationary)壳，该静止壳包围分离空间，气流允许通过该分离空间，

气体入口，该气体入口延伸通过静止壳且允许供应待清洁的气体，

旋转部件，该旋转部件包括布置在分离空间中的多个分离部件且布置成围绕旋转轴线(X)旋转，

气体出口，该气体出口布置在静止壳的上部部分中且构造成允许排出清洁的气体，且包括通过静止壳的壁的出口开口，

排放出口，该排放出口布置在静止壳的下部部分中且构造成允许排出从待清洁的气体中分离的液体污染物，

驱动部件，该驱动部件用于使旋转部件旋转；

且其中，静止壳的轴向内侧表面包括在轴向方向上延伸的至少一个直凹部，该至少一个直凹部用于积聚在多个分离部件中分离的油。此外，至少一个凹部包括从静止壳的轴向内侧表面延伸的第一径向凹部表面，且其中，至少一个凹部至少沿所述分离部件的径向最外部部分的轴向长度在内侧表面上轴向延伸。

如本文中使用的，用语“轴向”表示平行于旋转轴线(X)的方向。相应地，诸如“上方”、“上”、“顶部”、“下方”、“下”和“底部”之类的相对用语是指沿旋转轴线(X)的相对位置。对应地，用语“径向”表示从旋转轴线(X)径向延伸的方向。“径向内部位置”因此是指与“径向外部位置”相比更接近于旋转轴线(X)的位置。

气体中的污染物可包括液体污染物(诸如油)和烟灰。

因此，离心分离器可用于从气体中分离液体污染物(诸如油)。气体可为燃烧发动机的曲轴箱气体。然而，离心分离器也可适于清洁来自其它源(例如，通常包含呈油滴或油雾形式的大量液体污染物的机械工具(machinetool)环境)的气体。

离心分离器的静止壳可包括周围侧壁以及第一和第二端壁，其包围分离空间。静止壳可具有圆柱形形状，其带有圆形横截面，该圆形横截面具有从旋转轴线(X)到周围侧壁的半径R。至少关于周围侧壁的周边的主要部分，该半径R可为恒定的。静止壳也可为稍微锥形的。第一和第二端壁因此可形成圆柱形形状壳的上端壁和下端壁。

离心分离器的气体入口可布置成通过第一端壁或通过接近于第一端壁的周围侧壁，因此在分离器的顶部处，使得通过气体入口进入的气体引导到分离空间。气体入口可围绕旋转轴线(X)布置。

排放出口布置在静止壳的下部部分中，诸如布置在第二端壁中，例如在分离器的底部处。因此，排放出口可居中地布置在与入口布置通过的(或入口布置处的)端壁相反的端壁中。离心分离器的排放出口还可由静止壳的若干点(spot)状通孔或由单个排放通路形成。排放出口可布置在旋转轴线处或以旋转轴线为中心。排放出口也可在静止壳的内端壁处的环形收集槽中。

气体出口布置在静止壳的上部部分中，诸如在静止壳的周围侧壁的上部部分中，或布置在静止壳的上端壁中。

旋转部件布置成用于在操作期间借助于驱动部件来旋转。旋转部件包括布置在分离空间中的多个分离部件。旋转部件的分离部件是促进污染物从气体中分离的表面扩大插入件的示例。分离部件可为分离盘的堆叠。堆叠的分离盘可为截头锥形的。截头锥形盘可具有在垂直于旋转轴线的平面中延伸的平面部分，以及可向上或向下延伸的截头锥形部分。平面部分可比截头锥形部分更接近于旋转轴线。此外，堆叠的盘可为径向盘，其中基本整个盘在垂直于旋转轴线的平面中延伸。

在操作期间，可引导待清洁的气体居中地通过多个分离部件，诸如居中地通过分离盘的堆叠。在此类设置中，旋转部件还可限定由分离部件中的每个分离部件中的至少一个通孔形成的中心空间。该中心空间连接到气体入口且构造成使待清洁的气体从气体入口传送到分离部件之间的空隙，诸如在分离盘堆叠的盘之间的空隙之间。可用作分离部件的分离盘可包括垂直于旋转轴线的基本平坦的中心部分。该部分可包括通孔，这些通孔形成中心空间的部分。

因此，离心分离器可构造成使待清洁的气体(诸如曲轴箱气体)从气体入口引导到旋转部件的中心部分中。以该方式，可通过旋转部件的旋转来使曲轴箱气体从旋转部件的中心部分“泵送”到分离盘堆叠中的分离盘之间的空隙中。因此，离心分离器可根据并流原理来工作(其中气体在盘堆叠中从径向内部部分流到径向外部部分)，其与根据对流原理来操作的分离器(其中气体在转子的外围处传导到离心转子中且朝转子的中心部分引导)相反。

驱动部件可例如包括涡轮叶轮，其借助于来自燃烧发动机的润滑油系统的油射流来旋转，或者包括回吹盘的自由射流叶轮。然而，驱动部件也可独立于燃烧发动机，且包括电动马达、液压马达或气动马达。

还要理解的是，分离部件(诸如分离盘)没有必要一定布置成堆叠。分离空间可例如包括围绕旋转轴线延伸的轴向盘或板。轴向盘或板可为平面的，即，在平行于旋转轴线的平面中延伸。轴向盘或板也可具有稍微或显著弯曲的形状，诸如弓形或螺旋形形状，如在径向平面中看到的。

此外，根据第一方面，静止壳的轴向内侧表面包括在轴向方向上延伸的至少一个直凹部，该至少一个直凹部用于积聚在多个分离部件中分离的油。

至少一个凹部是指在内表面中在轴向方向上(即，如果旋转轴线竖直延伸则在竖直方向上)延伸的一个或多个直沟槽。因此，一个或多个凹部布置在周围侧壁的内表面中，在多个分离部件中分离之后，分离的气体冲击该内表面。

每个凹部可为直的，且在仅与旋转轴线(X)形成小角度的方向上延伸，诸如与旋转轴线形成的角度小于45度，诸如小于30度，诸如小于20度，诸如小于10度。

因此，至少一个凹部可为直的，且在平行于旋转轴线(X)的方向上延伸。

此外，至少一个直凹部包括从轴向内侧表面延伸的第一径向凹部表面。径向凹部表面基本在径向方向上延伸到轴向内侧表面中。径向凹部表面的法线因此基本垂直于径向方向。

此外，至少一个凹部至少沿分离部件的径向外部距离的轴向长度(即至少沿分离部件的径向最外部部分的轴向长度)在内侧表面上轴向延伸。

本发明的第一方面是基于以下认识：内表面上有在轴向方向上延伸的至少一个凹部，与气体分离之后在内表面上形成的油膜将具有平静区域以积聚，且朝排放出口(例如借助重力)轴向向下拉。凹部因此降低旋转气体使分离的油滴从膜拉到清洁的气体中的风险。

此外，与呈从静止壳的内表面突出的突出部或肋形式的引导部件相比，在凹部中，汇集的油经历更平静的环境。在此类突出部上，油可聚集且然后由于循环气流而脱离，其因此通过使用第一方面的离心分离器中的凹部来避免。

此外，由于径向凹部表面，凹部中的油具有降低的从内表面拉出的风险(例如相比于在沟槽具有形成波纹图案的内侧表面的情况下)。换句话说，已发现，径向凹部表面为分离的油给出最平静的环境。另外，至少一个凹部沿分离部件的径向外部距离的轴向长度延伸，其是有利的，因为它允许一旦分离且通过来自分离部件的离心力抛向内轴向壁，就或多或少地立即将所有油收集在凹部中。

此外，由于至少一个凹部是直的且直接设在静止壳的内侧表面上，不需要具有用于分离的油的引导装置的插入件，即，它便于生产。与可使用螺旋形凹部的现有技术相比，直凹部还提供容易制造更多数量的凹部。

因此，本发明的第一方面提供离心分离器的较高清洁效率。

凹部要理解为在轴向方向上延伸的细沟槽。因此，凹部之间的周向延伸可大于单个凹部的周向延伸。

此外，与壳的侧壁的总内部面积相比，凹部的面积小。因此，在第一方面的实施例中，至少一个凹部的内部面积小于静止壳的总轴向内侧表面的面积的一半。

在第一方面的实施例中，至少一个(诸如所有)凹部在凹部的轴向长度各处具有基本恒定的宽度。作为备选方案，至少一个凹部(诸如所有凹部)可在轴向上部部分处具有与凹部的轴向下部部分相比不同的宽度。例如，至少一个凹部可在凹部的上部部分处较宽。作为另外的示例，至少一个凹部可在凹部的下部部分处较宽。

作为示例，凹部可具有小于25mm(诸如小于20mm，诸如等于或小于15mm，诸如等于或小于10mm)的宽度。

在第一方面的实施例中，静止壳的内侧表面包括至少三个凹部，诸如至少五个凹部。

作为示例，内表面可包括少于20个凹部，诸如少于10个凹部。作为示例，内表面可包括在2-8个之间的凹部，诸如在3-6个之间的凹部。

根据任一前述权利要求的离心分离器，其中，至少一个凹部轴向向下延伸到静止壳的底部。

因此，油可在凹部中一直引导到内壁的底部部分，使得分离的油在凹部中一直向下引导到底端壁。然后，油可在底端壁的内表面上从凹部的轴向底端流到也可布置在底端壁中的排放出口。

在第一方面的实施例中，多个分离部件是分离盘的堆叠。然后，至少一个凹部至少沿盘堆叠的径向外部距离的轴向长度在静止壳的内侧表面上轴向延伸。

因此，至少一个凹部可在内侧表面上从处于或高于盘堆叠的径向最外部部分的上轴向位置Y1的上轴向位置X1向下延伸到处于或低于盘堆叠的径向最外部部分的最低轴向位置Y2的下轴向位置X2。

至少一个凹部可沿轴向内侧表面的整个轴向长度轴向延伸。因此，在第一方面的实施例中，至少一个凹部从轴向内侧表面的顶部轴向延伸到底部。

在第一方面的实施例中，离心分离器包括多个凹部。此类多个凹部可包括不同轴向长度的凹部。作为示例，相比于轴向内表面的轴向上部部分，静止壳的轴向内表面的轴向下部部分可包括更宽和/或更大量的凹部。因此，离心分离器可包括仅在静止壳的轴向内表面的轴向下部部分中延伸的第一组的凹部，以及在静止壳的轴向下部部分和轴向上部部分两者中延伸的第二组的凹部。

如在径向平面中看到的，至少一个凹部的横截面例如可为基本矩形的或方形的。因此，实际的凹部可具有长方体或矩形棱柱的形式。然而，其它形状的凹部也是可能的。在第一方面的实施例中，至少一个凹部具有如在径向平面中看到的尖端形(tip-shaped)横截面，使得凹部的横截面从径向内部位置到径向外部位置渐缩。

因此，至少一个凹部可具有如在径向平面中看到的三角形横截面，即，凹部可具有三棱柱的形式。例如，凹部的尖端形横截面可由从静止壳的轴向内侧表面延伸的第一径向凹部表面和与径向方向形成角度的第二凹部表面形成。三角形横截面的“尖端”因此是这些第一凹部表面和第二凹部表面在横截面的径向最内部位置处相交的地方。

除了至少一个凹部之外，静止壳的轴向内表面可为基本平坦的。

在第一方面的实施例中，轴向内侧表面包括在至少一个凹部旁边(alongside)轴向延伸的至少一个肋。

此肋可有助于将油聚集到凹部中，且提供更大的保护且因此为在凹部内引导的油提供更平静的环境。因此，此肋可减少在离心分离器的操作期间油由循环气体从凹部中拽出的情况。例如，如果大量的油从气体中分离出来使得凹部即将溢流，则邻近的肋可防止此溢流的油与内表面分离。

肋因此可轴向地邻近至少一个凹部的轴向长度的部分或整个轴向长度。

至少一个肋可邻近第一径向凹部表面轴向延伸，诸如沿第一径向凹部表面的整个长度轴向延伸。

肋是静止壳的内侧表面的突出部。此类肋可有助于将油引导到凹部中。对于沿凹部的轴向侧延伸的每个凹部，可存在一个肋。肋可邻近凹部轴向延伸，使得凹部表面邻接形成肋的表面。

作为示例，第一径向凹部表面还形成肋的一部分。

因此，第一径向凹部表面可从轴向内侧表面延伸出且形成布置在至少一个凹部旁边的肋的一部分。

作为示例，至少一个肋可布置成使得第一径向凹部表面也形成肋的突出尖端的一部分。

另外，肋可具有如在径向平面中看到的矩形、方形或三角形横截面。因此，肋可具有在壳的内侧表面上延伸的矩形棱柱、方形棱柱或三棱柱的形式。作为示例，肋可具有尖端形横截面，其中尖端布置成最接近于凹部。

作为示例，肋和邻近的凹部可在径向平面中形成Z形横截面。因此，径向凹部表面也可从静止壳的内表面突出，从而形成凹部的一部分。此径向表面可在径向平面中形成Z形横截面的中间部分。

在第一方面的实施例中，气体入口布置在静止壳的上部部分处。因此，气体入口可布置在静止壳的上端壁中或侧壁的上部部分中。

此外，如上文论述的，多个分离部件可为分离盘(诸如截头锥形分离盘)的堆叠。此类盘可具有外半径和内半径，因此在盘中形成中心开口。此类盘的堆叠从而可在盘的内半径之内径向地形成中心空间。待清洁的气体可引导到该中心空间中，且然后引导到在盘堆叠中的盘之间形成的空隙。

因此，在第一方面的实施例中，当气体入口布置在静止壳的上部部分处时，且当多个分离部件是分离盘的堆叠时，气体入口可布置成将气体从上方轴向引导到盘堆叠的中心空间中，且离心分离器可包括引导部件，该引导部件用于将气体、液体油和较大的气溶胶在盘堆叠的最上部轴向位置下方的轴向进入位置处从堆叠的中心部分引导到盘堆叠的盘之间的空隙。

发明人已发现，当待清洁的气体主要经由盘堆叠的上部部分进入盘堆叠时，液体油和较大的气溶胶可能从堆叠的顶部离心出，而气体在盘堆叠中分布更均匀。这在所谓的“油激波(oilshock)”中更为明显，其中包含大量油的气体引导到气体入口。此外，当气体出口布置在盘堆叠的上部部分处时，存在的风险在于，从上分离盘离心出的此类油跟随清洁的气体到气体出口，而不是向下流动。通过将待清洁的气体向下分配到分离盘的最上部内轴向位置下方的位置的引导部件引入到盘堆叠的更中心部分，油经由气体出口引导出的此类风险可降低。因此，借助于引导部件，气体中的液体油和气溶胶可引导到盘堆叠的中下部部分，而气体在盘堆叠中分布更均匀。这也意味着油分离到静止壳的内表面的下部部分中，且因此更接近于油出口。

此外，如果气体在盘堆叠的中心部分中而不是在盘堆叠的一个轴向端中引导进入盘堆叠的空隙，则气体在盘堆叠的轴向长度上的分布甚至可更均匀。

作为示例，引导部件布置成在盘堆叠的总轴向长度的上部25％下方(诸如盘堆叠的总轴向长度的上部40％下方)的轴向进入位置处引导气体。

因此，总轴向长度是指形成在盘的内半径内的中心部分的总轴向长度。

作为示例，引导部件可呈圆柱形套环的形式，该圆柱形套环布置在盘堆叠的中心空间中或将气体在盘堆叠的中心空间中轴向向下带。因此，圆柱形套环可在轴向方向上延伸。

此外，盘堆叠可布置在顶部盘的轴向下面，且套环从顶部盘的内半径轴向向下延伸。

因此，此类套环可与顶部盘形成单件。分离盘的堆叠可布置在顶部盘和下端板之间。此类顶部盘和端板可具有比单个分离盘更大的厚度。作为示例，盘堆叠可压缩在顶部盘和下端板之间。

凹部和引导部件(其用于将气体在堆叠的最上部轴向位置下方的轴向进入位置处从堆叠的中心部分引导到堆叠的盘之间的空隙)特征均有助于防止分离的油再进入分离的气体。然而，要理解的是，引导部件的特征可在没有凹部的情况下使用且仍有助于技术效果。因此，在第一方面的构造中，提供一种用于清洁包含污染物的气体的离心分离器，其包括

静止壳，该静止壳包围分离空间，气流允许通过该分离空间，

气体入口，该气体入口延伸通过静止壳且允许供应待清洁的气体，

旋转部件，该旋转部件包括布置在分离空间中的分离盘的堆叠且布置成围绕旋转轴线(X)旋转，

气体出口，该气体出口布置在静止壳的上部部分中且构造成允许排出清洁的气体，且包括通过静止壳的壁的出口开口，其中，气体出口布置在静止壳的上部部分处，

排放出口，该排放出口布置在静止壳的下部部分中且构造成允许排出从待清洁的气体中分离的液体污染物，

驱动部件，该驱动部件用于使旋转部件旋转；

且其中，气体入口布置成将气体从上方轴向引导到盘堆叠的中心空间中，且此外，离心分离器可包括引导部件，该引导部件用于将气体、液体油和较大的气溶胶在盘堆叠的最上部轴向位置下方的轴向进入位置处从盘堆叠的中心部分引导到盘堆叠的盘之间的空隙。

第一方面的该构造的效果和特征在很大程度上类似于上文结合上文第一方面所描述的那些。关于上文第一方面所提到的实施例在很大程度上与第一方面的该构造相容。

作为本发明的第二方面，提供一种用于清洁包含污染物的气体的方法，其包括

在旋转部件旋转期间使包含污染物的气体引导到根据上文第一方面的离心分离器，

从气体出口排出清洁的气体，以及

从排放出口排出污染物。

气体中的污染物可包括液体污染物(诸如油)和烟灰。

该方面大体上可呈现与先前的方面相同或对应的优点。该第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合第一方面所描述的那些。关于第一方面所提到的实施例在很大程度上与第二方面相容。

附图说明

参照附图，通过以下说明性且非限制性的详细描述，本发明构思的上文的以及额外的目标、特征和优点将更好理解。在图中，相似的参考标号将用于相似的元件，除非另外声明。

图1示出用于清洁气体的离心分离器的示意图。

图2示出静止壳的径向平面中的横截面的示意图。

图3a示出单个凹部的横截面的局部放大图。

图3b示出具有邻近肋的单个凹部的横截面的局部放大图。

图3c示出具有邻近肋的单个凹部的横截面的另外的局部放大图。

图3d示出内侧表面4a的一部分的示意图。

图4示出图1的离心分离器的一部分的局部放大图。

具体实施方式

将参照附图通过以下描述来进一步示出根据本公开内容的离心分离器。

图1示出根据本公开内容的离心分离器1的截面。离心分离器1包括静止壳2，其构造成在适合的位置处(诸如在燃烧发动机的顶部上或在燃烧发动机的侧部处)安装到燃烧发动机(未公开)，尤其是柴油发动机。

要注意，离心分离器1也适于清洁来自除了燃烧发动机以外的其它源(例如，通常包含呈油滴或油雾形式的大量液体污染物的机械工具环境)的气体。

静止壳2包围分离空间3，气流允许通过该分离空间3。静止壳2包括周围侧壁4、上端壁5和下端壁6，或由周围侧壁4、上端壁5和下端壁6形成。

离心分离器包括旋转部件7，其布置成围绕旋转轴线(X)旋转。应注意，静止壳2相对于旋转部件7(且优选地相对于它可安装到的燃烧发动机)是静止的。

静止壳2具有从旋转轴线(X)到周围侧壁4的半径，至少关于周围侧壁4的周边的主要部分，该半径是恒定的。周围侧壁4因此具有圆形或基本圆形的横截面。

旋转部件7包括心轴8以及附接到心轴8的分离盘9的堆叠。堆叠的所有分离盘9设在顶部盘10和下端板11之间。

心轴8(以及因此旋转部件7)借助于上轴承12和下轴承13可旋转地支撑在静止壳2中，轴承布置成在分离盘9的堆叠的每侧上一个。上轴承12由帽19支撑，帽19由圆柱形部分围绕离心转子轴(即，心轴8)的上端部分，该上端部分位于上轴承12的轴向上方。气体入口20由在帽19和静止入口导管21之间的通孔形成，入口导管18通过这些通孔与中心空间15连通。

盘堆叠的分离盘9是截头锥形的且从心轴8向外和向下延伸。分离盘因此包括垂直于旋转轴线(X)延伸的平坦部分9a，以及从平坦部分9a向外和向下延伸的锥形部分9b。

应注意，分离盘也可向外和向上(或甚至径向)延伸。

堆叠的分离盘9借助于间隔部件(未公开)设在距彼此一距离处，以便形成在邻近的分离盘9之间的空隙14，即，在每对邻近的分离盘9之间的空隙14。每个空隙14的轴向厚度可例如大约1-2mm。

堆叠的分离盘9可由塑料或金属制成。堆叠中的分离盘9的数量通常高于图1中指示的，且可例如为50至100个分离盘9(取决于离心分离器的大小)。

离心分离器1包括油喷嘴21，其布置成用于连接到内燃发动机的发动机油回路。在内燃发动机的运行期间，油通过油喷嘴21泵送到与心轴8连接的叶轮22上，从而使旋转部件7(以及因此分离盘9的堆叠)旋转。

作为备选方案，离心分离器1可包括布置成使心轴8和旋转部件7旋转的电动马达。作为另外的备选方案，离心分离器3可包括连接到心轴8的涡轮叶轮，其中涡轮叶轮布置成由来自内燃发动机的排放气体驱动以使心轴8和旋转部件7旋转。旋转部件7也可布置成用于由机械驱动单元旋转。因此，离心分离器可包括用于使旋转部件旋转的机械驱动单元。

旋转部件7限定中心空间15。中心空间15由分离盘9中的每个分离盘中的通孔形成。在图1的实施例中，中心空间15由多个通孔形成，这些通孔各自延伸通过顶部盘10且通过分离盘9中的每个分离盘，但不通过下端板11。通孔布置在分离盘的平坦部分9a中。

气体入口20用于供应待清洁的气体。气体入口20延伸通过静止壳2，且更准确地是通过上端壁5。气体入口20与中心空间15连通，使得待清洁的气体从入口20经由中心空间15传送到分离盘9的堆叠的空隙14。气体入口20构造成经由入口导管18与燃烧发动机的曲轴箱或任何其它源连通，入口导管18允许将曲轴箱气体从曲轴箱供应到气体入口20且进一步供应到中心空间15和空隙14，如上文所解释的。

离心分离器1包括排放出口29，其布置在静止壳2的下部部分26中且构造成允许排出从气体中分离的液体污染物。排放出口29在该实施例中呈布置在下端壁6中的通孔的形式，使得分离的液体污染物在它们从分离空间3排放时流过第二轴承13。分离的油(以及其它粒子和/或物质)引导到离心分离器1的油出口24，分离的油(以及其它粒子和/或物质)与用来驱动叶轮22的来自油喷嘴21的油一起可引导回到内燃发动机的发动机油回路。

离心分离器1的气体出口28布置在静止壳2的上部部分27中且构造成允许排出清洁的气体。气体出口28包括通过静止壳2的壁的出口开口。气体出口28在该实施例中布置在周围侧壁4的上部部分中，但气体出口28也可例如布置在上端壁5中。

在图1的离心分离器中，静止壳2的轴向内侧表面4a(即周围壁4的内侧表面4a)包括在轴向方向上延伸的多个凹部30，其用于积聚在分离盘9的堆叠中分离的油。在图2中以及在图3a和3b中更详细地示出凹部30。

凹部30轴向向下延伸到周围侧壁4a的底部。在该实施例中，多个凹部在内侧表面4a上从上轴向位置X1延伸到下轴向位置X2。上轴向位置在盘堆叠9的径向最外部部分的上轴向位置Y1上方，而下轴向位置X2在盘堆叠9的径向最外部部分的最低轴向位置Y2下方。在该示例中，轴向位置X1和X2使得凹部在周围侧壁4的整个轴向长度各处延伸，即凹部从轴向内侧表面4a的顶部轴向延伸到底部。

在如图1中示出的离心分离器的操作期间，旋转部件17由对着叶轮22供应油的油喷嘴来保持旋转。作为示例，旋转速度可在7500-12000rpm的范围内。

受污染的气体(例如，来自内燃发动机的曲轴箱的曲轴箱气体)经由导管18供应到气体入口20。该气体进一步传导到中心空间15中且从那里到堆叠的分离盘9之间的空隙14中且通过空隙14。由于旋转部件7的旋转，引起气体旋转，由此它进一步径向向外泵送通过间隙或空隙14。

在空隙14中的气体旋转期间，悬置在气体中的固体或液体粒子(诸如油)从其中分离。粒子沉降在分离盘的锥形部分9b的内侧上且在那之后在其上径向向外滑动或运行。当粒子和/或液滴到达出至分离盘9的径向外边缘时，它们抛离旋转部件7且冲击周围侧壁4的内表面4a。由于气体的旋转流动，分离的油粒子可在周围内表面4a上形成膜，且一些到达内壁14a的凹部30。

从那里，油可在凹部30内由重力向下拉到底端壁6且然后通过排放出口29离开分离空间3。为此，底端壁的内壁可径向向内倾斜，使得离开凹部的油可由重力朝排放出口29拉。气体中的污染物的路径由图1中的箭头“D”示意性地示出。

去掉粒子且从分离盘9的堆叠离开的清洁的气体通过气体出口28离开静止壳2。通过离心分离器1的气体的路径由图1中的箭头“C”示意性地示出。与污染物相比，气体更均匀地分布在分离盘9的堆叠中。这在下文关于图4进一步论述。

图2示出沿图1中的线“A”的静止壳2在径向平面中的横截面。因此，图2示出静止壳2的周围壁4的横截面。如图2中示出的，多个凹部30围绕内侧壁4均匀分布在内侧表面4a上。在该实施例中，内壁4a中有八个凹部，且每个凹部30具有如在径向上看到的矩形横截面。因此，由实际的凹部30形成的“孔”呈在竖直方向上延伸的矩形棱柱的形式。凹部的总内部面积远小于内侧表面4a的总内部面积。作为示例，多个凹部30的内部面积可小于静止壳2的总轴向内侧表面4a的面积的一半，诸如小于25％，诸如小于10％。

还如图2中示出的，静止壳2的轴向内表面4a除了至少一个凹部之外可为基本平坦的。

图3a示出凹部30的形状的备选实施例，其中横截面在径向平面中具有三角形形状。凹部30具有尖端形横截面，使得横截面从径向内部位置到径向外部位置渐缩。因此，如在径向平面中看到的“尖端”31布置在三角形横截面的径向最外部位置处。尖端31移离横截面的中心。因此，凹部30由从静止壳2的内侧表面4a延伸的第一径向凹部表面30a和与径向方向形成角度的第二凹部表面30b形成。因此，三角形横截面的“尖端”31是这些第一凹部表面和第二凹部表面在横截面的径向最内部位置处相交的地方。

内侧表面4a还可包括在凹部30旁边轴向延伸的轴向肋35。肋35形成内侧表面4a的突出部，且每个凹部30可有沿凹部30的轴向侧延伸的一个肋35。图3b中示出肋35和凹部的示例，图3b示出肋35和凹部30的径向平面中的横截面。在该示例中，肋35具有逆着凹部30的方向转移的其肋顶点35a。肋35和凹部30在径向平面中形成Z形横截面。这是由于径向凹部表面30a还形成表面的一部分，该部分形成肋或突出部35。因此，如在径向横截面中看到的，径向凹部表面30a从凹部的尖端31延伸到肋的顶点35a。

因此，第一径向凹部表面30a从轴向内侧表面4a延伸出且形成布置在至少一个凹部30旁边的肋35的一部分。

如图3b中示出的，第二凹部表面30b与径向方向R形成角度β。该角度β可例如在0-75度之间。此外，对于内表面4a上的所有凹部30，角度β可为恒定的。然而，角度β也可在内表面4a上的凹部30之间变化。

类似地，肋表面35b可与径向方向R形成角度α。该角度α可例如在0-75度之间。此外，对于内表面4a上的所有肋35，角度α可为恒定的。然而，角度α也可在内表面4a上的肋35a之间变化。

离心分离器1可包括凹部30和/或具有不同轴向长度的对应肋35的凹部30。这在图3d中示出，图3d示出静止壳2的轴向内侧表面4a的一部分的示意图。

在实施例中，对于静止壳4的内表面4a上的所有肋35和邻近凹部30，角度α基本等于角度β。内侧表面4a包括仅在静止壳2的轴向内表面4a的轴向下部部分26中延伸的第一组30a的凹部30，以及在静止壳2的轴向下部部分26和轴向上部部分27两者中延伸的第二组30b的凹部30。如果例如更多污染物(诸如油)分离出至轴向内表面4a的下部部分26，则这可为优点。

除了上文描述的肋35和凹部30之外，内侧表面4a可为基本平坦的。

图4示出图1的离心分离器1的侧部上的局部放大图以及待清洁的气体如何引导到中心空间15中，如由箭头“C”(气体)和“D”(包括液体油和/或较大气溶胶的污染物)所指示的。离心分离器1还包括呈附接到顶部盘10的圆柱形套环形式的引导部件40。该套环40布置成用于将气体以及液体油和较大的气溶胶在盘堆叠9的最上部轴向位置Z2下方的轴向进入位置Z3处从盘堆叠9的中心部分15引导到盘堆叠9的盘之间的空隙14。因此，中心空间15可从轴向位置Z1处的最上部盘的内周边41向下延伸到轴向位置Z1处的最下部盘的内周边41。通过使用向下延伸到中心空间15中的圆柱形套环40，轴向进入位置取决于套环40的轴向长度而设在Z1和Z2之间的某处。作为示例，套环40的轴向长度可使得轴向进入位置在盘堆叠的总轴向长度(即，在Z1和Z2之间的轴向长度)的上部25％下方。气体的此类“堆叠中间进入”有助于防止分离的液体在布置在壳2的上部部分27中的气体出口28处再进入清洁的气体，因为更少的液体污染物分离且从盘堆叠9的上部部分抛向内侧壁4a。

如图4中示出的，即使有套环40存在，气体(如由箭头“C”所指示的)在分离盘9的堆叠各处更均匀地轴向分布，而液体油(如由箭头“D”所指示的)通过使用套环40在分离盘90的堆叠的中下部轴向部分中引导。这因此可便于分离油冲击静止壳2的内壁4a的下轴向部分，且从而降低分离油再进入清洁气体的风险，清洁气体在静止壳2的轴向上部部分处通过气体出口28排出。

本发明不限于所公开的实施例，而是可在下文陈述的权利要求书的范围内变化和修改。本发明不限于图中公开的旋转轴线(X)的定向。用语“离心分离器”还包括带有基本水平定向的旋转轴线的离心分离器。在上文中，主要参照有限数量的示例来描述发明构思。然而，如容易由本领域技术人员了解的，在如由所附权利要求书限定的发明构思的范围内，除了上文公开的示例以外的其它示例是同样可能的。

Claims (17)

1.一种用于清洁包含污染物的气体的离心分离器(1)，其包括

静止壳(2)，所述静止壳(2)包围分离空间(3)，气流允许通过所述分离空间(3)，

气体入口(20)，所述气体入口(20)延伸通过所述静止壳(2)且允许供应待清洁的所述气体，

旋转部件(7)，所述旋转部件(7)包括布置在所述分离空间(3)中的多个分离部件(9)且布置成围绕旋转轴线(X)旋转，

气体出口(28)，所述气体出口(28)布置在所述静止壳(2)的上部部分(27)中且构造成允许排出清洁的气体，且包括通过所述静止壳(2)的壁的出口开口，

排放出口(29)，所述排放出口(29)布置在所述静止壳(2)的下部部分(26)中且构造成允许排出从待清洁的所述气体中分离的液体污染物，

驱动部件(22)，所述驱动部件(22)用于旋转所述旋转部件(7)；

且其中，所述静止壳(2)的轴向内侧表面(4a)包括在轴向方向上延伸的至少一个直凹部(30)，所述至少一个直凹部(30)用于积聚在所述多个分离部件(9)中分离的油，

其中，所述至少一个凹部(30)包括从所述静止壳(2)的轴向内侧表面(4a)延伸的第一径向凹部表面(30a)，且

其中，所述至少一个凹部(30)至少沿所述分离部件(9)的径向最外部部分的轴向长度在所述内侧表面(4a)上轴向延伸。

2.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述轴向内侧表面(4a)包括在所述至少一个凹部(30)旁边轴向延伸的至少一个肋(35)。

3.根据权利要求2所述的离心分离器，其中，所述至少一个肋(35)邻近所述第一径向凹部表面(30a)轴向延伸。

4.根据权利要求3所述的离心分离器，其中，所述第一径向凹部表面(30a)还形成所述肋(35)的一部分。

5.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述至少一个凹部(30)的内部面积小于所述静止壳(2)的总轴向内侧表面(4a)的面积的一半。

6.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述静止壳(2)的内侧表面(4a)包括至少三个凹部(30)，诸如至少五个凹部(30)。

7.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述至少一个凹部(30)轴向向下延伸到所述静止壳(2)的底部。

8.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述多个分离部件(9)是分离盘的堆叠。

9.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述至少一个凹部(30)沿所述轴向内侧表面(4a)的整个轴向长度延伸。

10.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述至少一个凹部(30)具有如在径向平面中看到的尖端形横截面，使得所述凹部(30)的横截面从径向内部位置到径向外部位置渐缩。

11.根据权利要求10所述的离心分离器(1)，其中，所述凹部(30)的所述尖端形横截面由从所述静止壳(2)的轴向内侧表面(4a)延伸的所述第一径向凹部表面(30a)和与径向方向形成角度的第二凹部表面(30b)形成。

12.根据权利要求3或4和权利要求11所述的离心分离器(1)，其中，所述肋(35)和邻近的凹部(30)在径向平面中形成Z形横截面。

13.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述气体入口(20)布置在所述静止壳(2)的上部部分(27)处。

14.根据权利要求13所述的离心分离器(1)，其中，所述多个分离部件(9)是分离盘的堆叠，且其中，所述气体入口(20)布置成将所述气体从上方轴向引导到盘堆叠(9)的中心空间(15)中，且进一步其中，所述离心分离器(1)包括引导部件(40)，所述引导部件(40)用于将所述气体、液体油和较大的气溶胶在所述盘堆叠(9)的最上部轴向位置(Z1)下方的轴向进入位置(Z3)处从所述盘堆叠(9)的中心部分(15)引导到所述盘堆叠(9)的盘之间的空隙(14)。

15.根据权利要求14所述的离心分离器(1)，其中，所述引导部件(40)布置成在所述盘堆叠(9)的总轴向长度的上部25％下方的轴向进入位置(Z3)处引导所述气体。

16.根据权利要求14或15所述的离心分离器(1)，其中，所述引导部件(40)呈圆柱形套环的形式，所述圆柱形套环布置在所述盘堆叠(9)的中心空间(15)中以用于将所述气体在所述盘堆叠(9)的中心空间(15)中轴向向下带。

17.根据权利要求16所述的离心分离器(1)，其中，所述盘堆叠(9)布置在顶部盘(10)的轴向下面，且所述套环(40)从所述顶部盘(10)的内半径轴向向下延伸。