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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ölnebelabscheider zum Verwandeln des in einem Blow-by-Gas enthaltenen Ölnebels in Tröpfchen in einem Gehäuse, das in einer Kraftmaschinenkomponente, etwa einer Zylinderkopfabdeckung, verwendet wird.
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Falls ein Blow-by-Gas, welches durch den Betrieb einer Kraftmaschine für ein Fahrzeug erzeugt wird, mit in dem Blow-by-Gas enthaltenen Ölnebel in ein Einlasssystem rückgeführt wird, wird ein Kraftmaschinenöl verbraucht. Außerdem haftet der Ölnebel an den Einlasssystemkomponenten, etwa den Drossel- oder den Einlassventilen an, und sammelt sich dort an, was zu Problemen führen kann. Daher beseitigt ein Ölnebelabscheider den Ölnebel von dem Gas. Das Gas wird dann unter Verwendung eines Unterdrucks der Kraftmaschine zu einem Einlassdurchlass, etwa einem Einlasskrümmer, zurückgeschickt. Als eine Bauart eines solchen Ölnebelabscheiders ist ein Ölnebelabscheider der Filterbauart bekannt. Der Ölnebelabscheider der Filterbauart beseitigt den Ölnebel von dem Blow-by-Gas mittels eines in einem Blow-by-Gasdurchlass angeordneten Filters.
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Als ein solcher Filter für einen Ölabscheider ist ein rohrförmiges Ölabscheiderelement mit einer dreilagigen Struktur bekannt, welche beispielsweise zumindest eine stromaufwärtige Schicht, eine strommittige Schicht und eine stromabwärtige Schicht aufweist (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2004-160 328 A ). Genauer gesagt ist die stromaufwärtige Schicht aus einem aus Polyesterverbundfaser ausgebildeten Vliesstoff ausgebildet. Die strommittige Schicht ist durch eine Glasfaseranordnung ausgebildet. Die stromabwärtige Schicht ist aus einem Vliesstoff aus Polyesterverbundfaser ausgebildet. Dieser Aufbau verhindert ein Verschieben der Faser oder eine Veränderung der Dichte einer Faserschicht, was durch den Einfluss einer Gasströmung verursacht werden kann.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2004-243 235 A offenbart einen Gas/Flüssigkeitsabscheider. Der Gas/Flüssigkeitsabscheider hat ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes Gasablassrohr. Das Gehäuse und das Gasablassrohr definieren einen ringförmigen Raum. Ein oberer Bereich des ringförmigen Raums ist mit einer Einlassöffnung des Gehäuses in Verbindung. Ein oberer Abschnitt des Gasablassrohrs ist mit einer Auslassöffnung des Gehäuses in Verbindung. In einem unteren Bereich des ringförmigen Raums ist eine Wirbelkammer definiert. In dem Gasablassrohr ist ein Filter angeordnet. Der Filter hat eine Dichte, die von einer Einlassöffnung zu einer Auslassöffnung größer wird. Die Strömungsdurchlassfläche des Filters wird von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung größer. Der Filter fängt somit Nebel verschiedener Partikelgrößen einschließlich großer Partikelgrößen und kleiner Partikelgrößen. Dies erhöht die Effizienz der Gas/Flüssigkeitsabscheidung.
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Jedoch passiert der Ölnebel aus großen Partikelabmessungen und der Ölnebel aus kleinen Partikelabmessungen einen Filter in einem gemischten Zustand, wie dies in den japanischen Patentoffenlegungsschriften
JP 2004-160 328 A und
JP 2004-243 235 A offenbart ist. Dies kann den Filter leicht verstopfen. Genauer gesagt werden in dem aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2004-160 328 A bekannten Filter Ölnebelpartikel mit großen Abmessungen in der stromaufwärtigen Schicht und der strommittigen Schicht einfach gefangen. Dies kann den Filter in der stromaufwärtigen und der strommittigen Schicht verstopfen, was den Filter insgesamt blockieren kann. Dies verhindert das Strömen des Gases durch den Filter. Als ein Ergebnis kann auch Ölnebel mit kleiner Partikelabmessung nicht zufriedenstellend abgeschieden werden und die Effizienz zum Abscheiden des Ölnebels nimmt ab.
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Auf ähnliche Weise wird in dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2004-243 235 A beschriebenen Filter Ölnebel mit großer Partikelabmessung auf einfache Weise in einem Filterabschnitt mit relativ kleiner Dichte in der Nähe der Einlassöffnung gefangen. Dies kann den Filter in der Nähe der Einlassöffnung verstopfen lassen und somit den Filter blockieren. Als ein Ergebnis kann das Gas wie in dem Fall des aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2004-160 328 A bekannten Filters nicht durch den Filter strömen. Dies erschwert das effiziente Abscheiden des Ölnebels mit kleiner Partikelabmessung.
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Ferner ist ein Ölnebelabscheider gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus
JP H09-96 209 A bekannt. Weitere Ölnebelabscheider sind in
US 1 628 932 A ,
JP 2000-45 749 A ,
US 4 627 406 A und
JP 2003-301 710 A offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ölnebelabscheider bereitzustellen, der in der Lage ist, sowohl Ölnebel mit großer Partikelabmessung als auch Ölnebel mit kleiner Partikelabmessung von einer Gasströmung effizient abzuscheiden und einzufangen und der die Ölnebelabscheidungseffizienz verbessert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Ölnebelabscheider mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, welche mittels Beispiel die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 eine Längsschnittansicht ist, die einen Ölnebelabschneider gemäß einem ersten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 aus 1 zeigt;
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3(a) und 3(b) Schnittansichten sind, die jeweils einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders gemäß einem zweiten Erläuterungsbeispiel zeigen;
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4(a) und 4(b) Schnittansichten sind, die jeweils einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders gemäß einem dritten Erläuterungsbeispiel zeigen;
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5 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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6(a) und 6(b) Schnittansichten sind, die jeweils einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel zeigen;
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7 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders eines modifizierten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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8 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders eines weiteren modifizierten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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9 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders eines weiteren modifizierten Erläuterungsbeispiel zeigt; und
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10 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Ölnebelabscheiders eines weiteren modifizierten Erläuterungsbeispiel zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Erstes Erläuterungsbeispiel)
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Nun wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 ein Ölnebelabscheider gemäß einem ersten Erläuterungsbeispiel beschrieben.
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Wie dies in 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Ölnebelabscheider 11, der ein Öl in Form eines Nebels von einem Blow-by-Gas sammelt, an einer Zylinderkopfabdeckung 10 ausgebildet, die in einem Zylinderblock einer Kraftmaschine angeordnet ist. Ein Gehäuse 12 des Ölnebelabscheiders 11 ist in der Form einer rechteckigen Kiste ausgebildet. In einer Bodenwand 12a des Gehäuses 12 ist eine Einlassöffnung 13 ausgebildet, durch welche das Blow-by-Gas eingebracht wird. In einer oberen Wand 12b des Gehäuses 12 ist eine Auslassöffnung 14 ausgebildet, durch welche das Blow-by-Gas abgegeben wird. Dementsprechend ist in dem Gehäuse 12 ein Blow-by-Gasdurchlass 15 angeordnet, so dass das Blow-by-Gas von der Einlassöffnung 13 zu der Auslassöffnung 14 strömt, wie dies durch die Pfeile in 1 angegeben ist. Die Bodenwand 12a des Gehäuses 12 ist einstückig mit der Zylinderkopfabdeckung 10 ausgebildet.
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An einem nicht dargestellten Filterbefestigungsrahmen ist ein Filter 16 auf eine solche Art befestigt, dass er den Blow-by-Gasdurchlass 15 mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Blow-by-Gases in dem Gehäuse 12 an einer zentralen Stelle quert. Der Filter 16 fängt in dem Blow-by-Gas enthaltenen Ölnebel durch Adhäsion des Ölnebels. Auf diese Weise verwandelt der Filter 16 den Ölnebel in Tropfen und scheidet somit den Ölnebel von dem Blow-by-Gas ab und sammelt ihn. Eine Prallplatte 17 ist an einer Innenwandfläche der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 an einer Stelle stromaufwärts des Filters 16 befestigt, während sie von dem Filter 16 beabstandet ist. Die Prallplatte 17 erstreckt sich auf eine solche Art abwärts, dass sie einen vorbestimmten ersten Spalt 18 von einer Innenwandfläche der Bodenwand 12a definiert.
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Ein zweiter Spalt 20, der kleiner als der erste Spalt 18 ist, ist zwischen dem oberen Ende des Filters 16 und der Innenwandfläche der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 ausgebildet. Nachdem ein Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung, welches bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit strömt, den ersten Spalt 18 passiert hat, bewegt er sich durch den zweiten Spalt 20.
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In der Bodenwand 12a des Gehäuses 12 ist an einer Stelle stromabwärts des Filters 16 eine zylindrische Ölablassöffnung 22 ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Ölablassöffnung 22 an einer Stelle unmittelbar stromabwärts des Filters 16 und in einem Bereich angeordnet, in welchem das Blow-by-Gas stagniert. Dies ermöglicht dem in einem unteren Endabschnitt des Filters 16 gesammelten Öl durch die Ölablassöffnung 22 auszutreten, ohne von der Strömung des Blow-by-Gases gestört zu werden.
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Der Filter 16 hat einen unteren Halbabschnitt 16a und einen oberen Halbabschnitt 16b, die verschieden voneinander konfiguriert sind. Der untere Halbabschnitt 16a des Filters 16 ist mittels einer Faser, die einen großen Faserdurchmesser hat, mit einer geringen Dichte ausgebildet. Dies macht es dem unteren Halbabschnitt 16a leichter, Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung zu fangen. Der obere Halbabschnitt 16b des Filters 16 ist durch Fasern mit einem kleinen Faserdurchmesser mit einer hohen Dichte ausgebildet und ist daher in der Lage, Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung leicht zu fangen. Durch kombiniertes Verwenden des unteren Halbabschnitts 16a und des oberen Halbabschnitts 16b, die jeweils voneinander verschiedene Eigenschaften haben, klassifiziert und fängt der Filter 16 zuerst den Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung und sammelt dann den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung. Dies verbessert die Effizienz des Filters 16 beim Abscheiden von Ölnebel.
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Im weiteren Verlauf wird der Betrieb des Ölnebelabscheiders 11 beschrieben, der auf die vorstehend beschriebene Art konfiguriert ist.
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Zunächst wird ein Blow-by-Gas in das Gehäuse 12 des Ölnebelabscheiders 11 durch die Einlassöffnung 13 des Gehäuses 12 eingebracht. Nachdem das Blow-by-Gas das Gehäuse 12 betreten hat, wird es durch die sich von der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 nach unten erstreckende Prallplatte 17 abgelenkt und wird somit stromabwärts geschickt. An dieser Stufe schlägt einiges des Ölnebels 19 mit großer Partikelabmessung gegen die Innenfläche des Gehäuses 12 und die Prallplatte 17 und wird somit durch die Innenfläche und die Prallplatte 17 gefangen. Dies trennt einiges des Ölnebels 19 mit großer Partikelabmessung von dem Gasstrom. Der gesammelte Ölnebel kondensiert und wird in Tropfen verwandelt, die auf die Bodenwand 12a des Gehäuses 12 fallen. Das Gas, das entlang der Prallplatte 17 stromabwärts strömt, passiert den ersten Spalt 18. Bei dieser Stufe nimmt die Geschwindigkeit des Gasstroms zu, wodurch die Differenz zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des nicht aufgefangenen Ölnebels 19 mit großer Partikelabmessung und der Strömungsgeschwindigkeit des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung zunimmt.
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Nachdem sich der nicht aufgefangene Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung, welcher mit erhöhter Geschwindigkeit strömt, durch den ersten Spalt 18 bewegt hat, trifft er durch die Trägheitskraft auf den unteren Halbabschnitt 16a des Filters 16. Da zu dieser Stufe der untere Halbabschnitt 16a des Filters 16 durch die Faser mit dem großen Faserdurchmesser mit der niedrigen Dichte ausgebildet ist, haftet der nicht gesammelte Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung an dem unteren Halbabschnitt 16a des Filters 16 an und wächst allmählich so an, dass er Öltropfen bildet. Die Öltropfen erreichen den unteren Endabschnitt des Filters 16 infolge ihres eigenen Gewichts und sammeln sich an dieser Stelle an.
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Im Gegensatz dazu bewegt sich der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung von dem ersten Spalt 18 nach oben und passiert den oberen Halbabschnitt 16b des Filters 16. Zu dieser Stufe fängt der obere Halbabschnitt 16b, der durch die Faser mit kleinem Faserdurchmesser auf dichte Art und Weise ausgebildet ist, einiges des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung. Der den nicht aufgefangenen Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung enthaltende Gasstrom steigt in den Raum zwischen dem Filter 16 und der Prallplatte 17 in Richtung des zweiten Spalts 20 zwischen dem oberen Endabschnitt des Filters 16 und der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 auf. Wenn sich der nicht aufgefangene Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung durch den zweiten Spalt 20 bewegt, welcher relativ klein ist, dann fängt der obere Endabschnitt des Filters 16 den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung auf. Der durch den oberen Halbabschnitt 16b des Filters 16 gesammelte Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung bildet Öltropfen und fällt somit infolge des Gewichts der Öltropfen durch den Filter 16 herab.
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Das in dem unteren Endabschnitt des Filters 16 angesammelte Öl wird zusammen mit dem von der Prallplatte 17 abgelenkten Öl durch die Ölablassöffnung 22 abgelassen, die sich an einer Stelle unmittelbar stromabwärts des Filters 16 befindet. Zu dieser Stufe bringt der durch das in den Filter 16 einströmende Blow-by-Gas verursachte Druck das Öl von dem Filter 16 in die Ölablassöffnung 22 ein. Als ein Ergebnis wird das in den unteren Endabschnitt des Filters 16 gesammelte Öl schnell durch die Ölablassöffnung 22 in die Zylinderkopfabdeckung 10 geschickt. Nachdem das Blow-by-Gas den Filter 16 passiert hat, wird es durch die Auslassöffnung 14 in einem Zustand ohne den Ölnebel abgegeben. Das Blow-by-Gas wird dann zu dem Einlasssystem einschließlich des Einlasskrümmers zurückgeführt und verbrannt.
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Das erste Erläuterungsbeispiel, welches beschrieben wurde, hat die folgenden Vorteile.
- (1) Der Ölnebelabscheider 11 hat die Prallplatte 17, die an der Stelle stromabwärts des Filters 16 angeordnet ist. Der erste Spalt 18 ist zwischen der Prallplatte 17 und der Bodenwand 12a des Gehäuses 12 ausgebildet. Der zweite Spalt 20 ist zwischen dem oberen Endabschnitt des Filters 16 und der unteren Wand 12b des Gehäuses 12 definiert. Dies führt dazu, dass einiges des Ölnebels 19 mit kleiner Partikelabmessung durch eine Seitenfläche der Prallplatte 17 gefangen wird. Der nicht gesammelte Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung strömt durch den ersten Spalt 18 bei erhöhter Geschwindigkeit und wird dadurch durch den unteren Halbabschnitt 16a des Filters 16 durch die Trägheitskraft gesammelt. Danach wird einiges des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung durch den oberen Halbabschnitt 16b des Filters 16 gefangen und der nicht gesammelte Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung wird durch den oberen Halbabschnitt 16b gefangen, wenn er den zweiten Spalt 20 passiert.
Dementsprechend scheidet der Ölnebelabscheider 11 den Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung und den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung ab und fängt diese, wodurch die Effizienz zum Abscheiden des Ölnebels verbessert wird. Der Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung wird ausschließlich durch den unteren Halbabschnitt 16a des Filters 16 gesammelt. Dies verhindert ein Verstopfen des Filters 16 insgesamt und verlängert die Lebensdauer des Filters 16.
- (2) Der erste Spalt 18 und der zweite Spalt 20 sind jeweils in Übereinstimmung mit dem unteren Ende des Filters 16 bzw. dem oberen Ende des Filters 16 angeordnet. Dies lässt den Gasstrom entlang des Filters 16 ansteigen. Wenn der Gasstrom ansteigt, dann werden der Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung und der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung durch den Filter 16 gefangen und der Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung fällt auf die Bodenwand 12a, während er sich aufwärts bewegt. Dies verbessert weiterhin die Abscheideeffizienz des Ölnebels 19 mit großer Partikelabmessung und des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung.
- (3) Selbst wenn der Filter 16 verstopft ist, passiert der Gasstrom den zweiten Spalt 20 ohne Störung. Als ein Ergebnis wird ein Blockieren des Gasstroms verhindert. Dies verhindert einen übermäßigen Anstieg des Drucks in der Kurbelkammer der Kraftmaschine. Dementsprechend wird verhindert, dass die Kraftmaschine einen ungewünschten Zustand verursacht.
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(Zweites Erläuterungsbeispiel)
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Im weiteren Verlauf wird unter Bezugnahme auf 3 ein Ölnebelabscheider 11 gemäß einem zweiten Erläuterungsbeispiel beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 3(a) ist ein Hilfsfilter 23 an der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 in dem zweiten Spalt 20 angebracht, so dass er der oberen Endfläche des Filters 16 zugewandt ist. Als ein Ergebnis sind zwei Filter 16, 23 an entsprechenden oberen und unteren Seiten des zweiten Spalts 20 angeordnet. Der Hilfsfilter 23 ist identisch wie der obere Halbabschnitt 16b des Filters 16 auf eine solche Art konfiguriert, dass er den Ölfilter 21 mit kleiner Partikelabmessung einfach fängt.
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In diesem Fall ist der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung sowohl dem Filter 16 als auch dem Hilfsfilter 23 ausgesetzt, die sich jeweils an der oberen Seite und der unteren Seite befinden, wenn er den zweiten Spalt 20 passiert. Dies lässt einen oberen Abschnitt des Filters 16 und den Hilfsfilter 23 den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung effizient von dem Blow-by-Gas abscheiden.
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Alternativ kann das zweite Erläuterungsbeispiel in der in 3(b) gezeigten Form modifiziert werden. Genauer gesagt ist an der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 an einer Stelle stromabwärts des Filters 16 eine stromabwärtige Prallplatte 24 befestigt. Die stromabwärtige Prallplatte 24 ragt von der oberen Wand 12b nach unten vor. Ein Hilfsfilter 23 ist kontinuierlich entlang eines Abschnitts der oberen Wand 12b, der sich zwischen der Prallplatte 17 und der stromabwärtigen Prallplatte 24 erstreckt, und einer stromaufwärtigen Fläche der stromabwärtigen Prallplatte 24 angeordnet. Ein dritter Spalt 25 ist zwischen der stromabwärtigen Prallplatte 24 und der Bodenwand 12a des Gehäuses 12 ausgebildet. Eine stromaufwärtige Prallplatte 26 ist an einem Abschnitt der Bodenwand 12a stromaufwärts der Prallplatte 17 befestigt und erstreckt sich nach oben. Zwischen der stromaufwärtigen Prallplatte 26 und der oberen Wand 12b ist ein vierter Spalt 27 ausgebildet. Als ein Ergebnis strömt Blow-by-Gas von dem vierten Spalt 27 zu dem ersten Spalt 18, passiert den zweiten Spalt 20 und bewegt sich dann zu dem dritten Spalt 25 in einer mäanderartigen Weise.
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In diesem Fall ist der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung beim Passieren des zweiten Spalts 20 dem Filter 16 an der unteren Seite, dem Abschnitt des Hilfsfilters 23, der sich an der oberen Seite befindet, und dem Abschnitt des Hilfsfilters 23, der sich an der entsprechenden Querseite befindet, ausgesetzt. Der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelgröße wird somit in einem weiten Bereich durch den oberen Halbabschnitt 16b des Filters 16 und den Hilfsfilter 23 gesammelt.
- (4) Wie dies beschrieben wurde, hat der Ölnebelabscheider 11 des zweiten Erläuterungsbeispiels den Hilfsfilter 23, der entlang der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 und der entsprechenden Seitenfläche der stromabwärtigen Prallplatte 24 in dem zweiten Spalt 20 ausgebildet ist. Wenn sich der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelgröße durch den zweiten Spalt 20 bewegt, dann wird als ein Ergebnis der Ölnebel effizient sowohl durch den Filter 16 als auch durch den Hilfsfilter 23 gefangen. Ferner verursachen die stromaufwärtige Prallplatte 26 und die stromabwärtige Prallplatte 24 ein kompliziertes Mäandern des Gasdurchlasses. Als ein Ergebnis wird der Ölnebel 21 durch die Innenseitenwände des mäanderförmigen Durchlasses noch effizienter gesammelt.
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(Drittes Erläuterungsbeispiel)
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Im weiteren Verlauf wird unter Bezugnahme auf 4 ein Ölnebelabscheider 11 gemäß einem dritten Erläuterungsbeispiel beschrieben.
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Wie dies in 4(a) gezeigt ist, ist an der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 in dem zweiten Spalt 20 ein unebener Abschnitt 28 ausgebildet, der der oberen Endfläche des Filters 16 zugewandt ist. Dieser unebene Abschnitt 28 hat eine Vielzahl von an der oberen Wand 12b befestigter Vorsprünge 29 und eine Vielzahl von Vertiefungen 30, die jeweils zwischen dem entsprechenden benachbarten Paar Vorsprünge 29 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 29 haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt und sind bei im Wesentlichen gleichen Intervallen voneinander beabstandet. Die Vorsprünge 29 fangen den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung und der unebene Abschnitt 28 führt den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung in den zweiten Spalt 20 in Richtung des Filters 16, wodurch es dem oberen Abschnitt des Filters 16 leicht gemacht wird, den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung zu fangen.
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In diesem Fall schlägt der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung beim Passieren des zweiten Spalts 20 gegen die Vorsprünge 29, die den unebenen Abschnitt 28 konfigurieren, und wird somit in Richtung des Filters 16 geführt. Gleichzeitig betritt der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung die Vertiefungen 30 des unebenen Abschnitts 28 und wird dort verwirbelt und in Richtung des Filters 16 geführt. Der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelgröße haftet somit an dem oberen Abschnitt des Filters 16 an.
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Alternativ kann das zweite Erläuterungsbeispiel auf die in 4(b) dargestellte Form modifiziert werden. In der Konfiguration aus 4(b) ist eine stromabwärtige Prallplatte 24 an der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 an einer Stelle stromabwärts des Filters 16 befestigt und erstreckt sich zusätzlich abwärts bezüglich der in 4(a) dargestellten Konfiguration. Ein Hilfsfilter 23 ist an der stromaufwärtigen Fläche der stromabwärtigen Prallplatte 24 angeordnet. Der am weitesten stromabwärtige Vorsprung 29a, der zusammen mit dem Hilfsfilter 23 den unebenen Abschnitt 28 konfiguriert, ist so ausgebildet, dass er eine Höhe hat, die kleiner als die Höhe der anderen Vorsprünge 29 ist. Der Hilfsfilter 23 ist identisch wie der obere Halbabschnitt 16b des Filters 16 auf eine solche Weise konfiguriert, dass der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelgröße durch den Hilfsfilter 23 leicht gesammelt werden kann.
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In der Konfiguration aus 4(b) fördert der unebene Abschnitt 28 das Anhaften des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung an dem oberen Abschnitt des Filters 16, wenn der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung den zweiten Spalt 20 passiert. Nachdem der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung den zweiten Spalt 20 passiert hat, fängt der Hilfsfilter 23 den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung.
- (5) Wie dies vorstehend beschrieben wurde, hat der Ölnebelabschneider 11 des dritten Erläuterungsbeispiels zusätzlich zu der Konfiguration des ersten Erläuterungsbeispiels oder des zweiten Erläuterungsbeispiels den an der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 in dem zweiten Spalt 20 ausgebildeten unebenen Abschnitt 28. Wenn das Blow-by-Gas den zweiten Spalt 20 passiert, wird als ein Ergebnis der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung in dem Blow-by-Gas dem Filter 16 einfach ausgesetzt. Dies verbessert die Abscheideeffizienz des Ölnebels.
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(Ausführungsbeispiel)
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Als nächstes wird ein Ölnebelabscheider 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 5 hat der Filter 16 im Wesentlichen den Querschnitt eines umgedrehten Trapezes. Das heißt, die Breite D (die Abmessung in der Gasströmungsrichtung) des oberen Endes des Filters 16 ist größer als die Breite d des unteren Endes des Filters 16. Das Abscheidevolumen (die Abscheidefläche), das in der Lage ist, Ölnebel abzuscheiden, ist in einem oberen Abschnitt des Filters 16 größer als in einem unteren Abschnitt des Filters 16. Dies verbessert die Effizienz beim Fangen des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung in dem oberen Abschnitt des Filters 16. Eine stromaufwärtige Prallplatte 16 ist an der Bodenwand 12a an einer Stelle stromaufwärts der Prallplatte 17 befestigt und ragt nach unten vor. Zwischen der stromaufwärtigen Prallplatte 26 und der oberen Wand 12b ist ein vierter Spalt 27 ausgebildet. Als ein Ergebnis strömt das Blow-by-Gas von dem vierten Spalt 27 zu dem ersten Spalt 18 und passiert dann den zweiten Spalt 20 in einer mäanderförmigen Art und Weise.
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Genauer gesagt erreicht das Blow-by-Gas den ersten Spalt 18, nachdem es den vierten Spalt 27 passiert hat. Der Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung in dem Blow-by-Gas trifft auf den unteren Abschnitt des Filters 16 und wird von diesem gefangen. Dann steigt der Gasstrom entlang der oberen Fläche des Filters 16 auf. Da der Filter 16 im Wesentlichen den Querschnitt eines umgekehrten Trapezes aufweist, ist die stromaufwärtige Fläche des Filters 16 nach unten abgeschrägt. Dies lässt die stromaufwärtige Fläche des Filters 16 den Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung und den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung sammeln. Wenn sich der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung durch den zweiten Spalt 20 bewegt, dann führt die stromaufwärtige Fläche des Filters 16 den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelgröße in Richtung des oberen Abschnitts des Filters 16. Als ein Ergebnis wird der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung durch den oberen Abschnitt des Filters 16 gefangen, wenn dieser sich durch den zweiten Spalt 20 hindurch bewegt. Wie dies durch eine Zweipunktstrichlinie in 5 angezeigt ist, kann sich die stromaufwärtige Fläche des Filters 16 zu der Bodenwand 12a senkrecht erstrecken, ohne dass sie geneigt ist.
- (6) Wie dies beschrieben wurde, ist in dem Ölnebelabscheider 16 des Ausführungsbeispiels der obere Abschnitt des Filters 16 breiter als der untere Abschnitt des Filters 16 ausgebildet. Dies vergrößert das Abscheidevolumen des oberen Abschnitts des Filters 16 verglichen mit dem Abscheidevolumen des unteren Abschnitts des Filters 16. Dies verbessert die Effizienz beim Fangen des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung in dem oberen Abschnitt des Filters 16.
- (7) Da ferner die stromaufwärtige Fläche des Filters 16 nach unten geneigt ist, sammelt die stromaufwärtige Fläche den Ölnebel 19 mit großer Partikelgröße und den Ölnebel 21 mit kleiner Partikelgröße effizient.
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Die dargestellten Ausführungsbeispiele können gemäß den nachstehend beschriebenen Formen modifiziert werden.
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Wie dies in 6(a) dargestellt ist, kann der Hilfsfilter 23 in dem Ausführungsbeispiel entlang der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 so angeordnet sein, dass er der oberen Endfläche des Filters 16 wie in dem zweiten Erläuterungsbeispiel zugewandt ist.
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Mit Bezugnahme auf 6(b) kann der unebene Abschnitt 28 in dem Ausführungsbeispiel wie in dem dritten Erläuterungsbeispiel an der oberen Wand 12b des Gehäuses 12 derart angeordnet sein, dass er der oberen Endfläche des Filters 16 zugewandt ist.
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Wie dies in 7 dargestellt ist, kann der Filter 16 so ausgebildet sein, dass er im Wesentlichen die Querschnittsform eines Trapezes hat, so dass der Filter 16 einen oberen Abschnitt hat, der eine kleinere Breite als die Breite eines unteren Abschnitts des Filters 16 hat. Der Filter 16 hat ein Netz, das von dem unteren Abschnitt in Richtung des oberen Abschnitts dichter wird. Zusätzlich kann der Hilfsfilter 23 an der stromaufwärtigen Fläche der stromabwärtigen Prallplatte 24 angeordnet sein. Die stromaufwärtige Fläche des Hilfsfilters 23 ist eine abgeschrägte Fläche 23a, die sich parallel zu der stromabwärtigen Fläche des Filters 16 erstreckt. Die abgeschrägte Fläche 23a verbessert die Effizienz des Hilfsfilters 23 beim Fangen des Ölnebels.
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Unter Bezugnahme auf 8 kann der Filter 16 aus einem unteren Filterabschnitt 16c und einem oberen Filterabschnitt 16d ausgebildet sein, die durch eine Trennwand 31 voneinander in einer Vertikalrichtung getrennt sind. Der untere Filterabschnitt 16c ist aus Fasern mit einem großen Durchmesser ausgebildet und der obere Filterabschnitt 16d ist aus Fasern mit einem kleinen Durchmesser ausgebildet. Alternativ kann der untere Filter 16c durch Fasern mit geringer Dichte konfiguriert sein und der obere Filterabschnitt 16d kann aus Fasern mit hoher Dichte ausgebildet sein. Bei dieser Konfiguration ragt ein stromaufwärtiges Ende 31a der Trennwand 31 stromaufwärts vor, wodurch verursacht wird, dass sich der Gasstrom unterhalb des stromaufwärtigen Endes 31a sammelt. Als ein Ergebnis fängt der untere Filterabschnitt 16c den Ölnebel effizient.
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Wie dies in 9 dargestellt ist, können an Stellen stromabwärts der Prallplatte 17 vier Filter 16A, 16B, 16C und 16D angeordnet sein, die voneinander beabstandet sind. Die Filter 16A, 16B sind identisch wie der untere Halbabschnitt 16a des in 9 dargestellten Filters 16 konfiguriert. Der Filter 16A an der stromaufwärtigen Seite ist an der Bodenwand 12a befestigt und ragt nach oben vor.
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Der Filter 16B an der stromabwärtigen Seite ist an der oberen Wand 12b befestigt und ragt nach unten vor. Eine Endplatte 32 ist an dem distalen Ende eines jeden Filters 16A, 168 angebracht. Ein Ende 32a einer jeden Endplatte 32 ragt stromaufwärts vor. Die Filter 16C, 16D sind identisch zu dem oberen Halbabschnitt 16b des in 8 dargestellten Filters 16 konfiguriert. Der Filter 16C ist an der stromabwärtigen Seite an der Bodenwand 12a befestigt und ragt nach oben vor. Der Filter 16D ist an der stromabwärtigen Seite an der unteren Wand 12b befestigt und ragt nach unten vor. An dem distalen Ende eines jeden Filters 16C, 16D ist eine Endplatte 33 angebracht. Ein Ende 33a einer jeden der Endplatten 33 ragt stromaufwärts vor.
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Als ein Ergebnis strömt das Gas durch den ersten Spalt 18, den zweiten Spalt 20, den fünften Spalt 34, den sechsten Spalt 35 und den siebten Spalt 36 in einer mäanderförmigen Art. Der Ölnebel 19 mit großer Partikelabmessung wird hauptsächlich durch die Filter 16A, 16B gesammelt und der Ölnebel 21 mit kleiner Partikelabmessung wird hauptsächlich durch die Filter 16C, 16D gefangen.
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Unter Bezugnahme auf 10 kann die Trennwand 31 in Übereinstimmung mit der in 8 dargestellten Form ausgelassen sein. Das Volumen des oberen Filterabschnitts 16d kann ausreichend größer als das Volumen des unteren Filterabschnitts 16c sein. Dies verbessert die Effizienz beim Fangen des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung in dem oberen Filterabschnitt 16d. Ein stromaufwärtiges Ende 16e des oberen Filterabschnitts 16d ragt mit Bezug auf das stromaufwärtige Ende des unteren Filterabschnitts 16c stromaufwärts vor. Als ein Ergebnis sammelt sich der Gasstrom unterhalb des Endes 16e, welches das vorragende Ende ist. Der Ölnebel wird somit effizient gesammelt.
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Die dem Filter 16 zugewandte Fläche des Hilfsfilters 23 kann uneben ausgebildet sein. Dies verbessert die Effizienz beim Fangen des Ölnebels 21 mit kleiner Partikelabmessung in dem Filter 16 und dem Hilfsfilter 23.
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In jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele können der Filter 16 und die Prallplatte 17 an umgekehrten Vertikalstellen angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der erste Spalt 18 an der oberen Seite angeordnet sein und der zweite Spalt 20 kann an der unteren Seite angeordnet sein.
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In jedem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der untere Halbabschnitt 16a und der obere Halbabschnitt 16b des Filters 16 getrennt voneinander vorgesehen. Jedoch kann zwischen dem unteren Halbabschnitt 16a und dem oberen Halbabschnitt 16b ein Bereich angeordnet sein, der sowohl Fasern des unteren Halbabschnitts 16a und Fasern des oberen Halbabschnitts 16b in einem gemischten Zustand enthält, so dass dort keine Grenze zwischen dem unteren Halbabschnitt 16a und dem oberen Halbabschnitt 16b vorhanden ist.
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Ein Blow-by-Gasdurchlass (15) ist in einem Gehäuse (12) eines Ölnebelabscheiders (11) ausgebildet. Ein Filter (15) ist in dem Gehäuse (12) auf eine den Blow-by-Gasdurchlass (15) querende Art befestigt. Eine Ablassöffnung (22), durch welche ein durch den Filter (16) abgeschiedenes Öl abgelassen wird, ist in einer Bodenwand (12a) des Gehäuses (12) ausgebildet. Eine Prallplatte (17) ist an einer oberen Wand (12b) des Gehäuses (12) befestigt und ragt nach unten vor. Ein erster Spalt (18), durch den ein Ölnebel (19) mit großer Partikelabmessung passiert und an dem Filter (16) anhaftet, ist zwischen einem distalen Abschnitt der Prallplatte (17) und der Bodenwand (12a) ausgebildet. Ein zweiter Spalt (20), durch den ein Ölnebel (21) mit kleiner Partikelabmessung passiert und an dem Filter (16) anhaftet, ist zwischen einem oberen Endabschnitt des Filters (16) und der oberen Wand (12b) ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Ölnebelabscheider
- 12
- Gehäuse
- 12a
- Bodenwand
- 12b
- obere Wand
- 13
- Einlassöffnung
- 14
- Auslassöffnung
- 15
- Blow-by-Gasdurchlass
- 16, 16A, 16B, 16C, 16D
- Filter
- 17
- Prallplatte
- 18
- erster Spalt
- 19
- Ölnebel mit großer Partikelabmessung
- 20
- zweiter Spalt
- 21
- Ölnebel mit kleiner Partikelabmessung
- 22
- Ölablassöffnung
- 23
- Hilfsfilter
- 28
- unebener Abschnitt