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DE10317694B4 - Abscheidesystem und Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abscheidesystem und Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Abscheidesystem zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Luftstrom, bestehend aus einer Einlassleitung, einer Auslassleitung und einem ersten zwischen Einlassleitung und Auslassleitung geschalteten Abscheider, welcher ein Innenrohr (11) und ein Außenrohr (12) aufweist, welche in axialer Richtung zueinander angeordnet sind, wobei das Innenrohr (11) in das Außenrohr (12) hineinragt und das Außenrohr (12) über einen Flüssigkeitsauslass (18) verfügt und wobei das Außenrohr (12) oder die Einlassleitung einen Drallerzeuger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Abscheider dem ersten Abscheider benachbart und parallel zu diesem angeordnet ist und für diesen Abscheider ebenfalls ein Drallerzeuger vorgesehen ist, wobei der Drall durch diesen Drallerzeuger gegensinnig zu dem Drall des ersten Drallerzeugers verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Abscheidesystem nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
  • Aus der DE 81 03 002 U1 ist ein Wirbelkammerfilter zum Ausscheiden von Feststoffen aus einem Gasstrom bekannt. Durch die DE 699 09 483 T2 wird ein Wasserextrator für ein Regelsystem für Umgebungsbedingungen beschrieben, der einen Wirbelabschnitt mit einen Auslass und einen Wassersammelabschnitt stromabwärts des Wirbelabschnittes umfasst, wobei der Wassersammelabschnitt einen ersten und zweiten separaten Sammelbehälter enthält. Der DE 38 32 420 C2 ist ein Fliehkraftabscheider zur Abscheidung von Wasser aus Dampf für z. B. Wärmekraftanlagen zu entnehmen, in dessen Gehäuse eine Naßdampfkammer, eine Abscheidekammer und eine Trockendampfkammer einander nachgeordnet und durch Rohrböden voneinander getrennt sind.
  • Aus der DE 100 29 498 ist ein Abscheidesystem für die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine bekannt. Das Abscheidesystem dient zum Abscheiden von Wassergischt. Das Ansaugsystem selbst weist einen Rohlufteinlass, eine mit dem Rohlufteinlass verbundenen Rohluftleitung und einen an die Rohluftleitung anschließenden Wasserabscheider auf. In der Rohluftleitung wird ein Drall erzeugt, wodurch die angesaugte Luft in der Rohluftleitung rotiert. Die Rohluftleitung ist korrespondierend mit der Brennkraftmaschine verbunden. Der Wasserabscheider weist ein Innenrohr und ein Außenrohr auf, welche koaxial zueinander angeordnet sind. Durch den koaxialen Aufbau des Wasserabscheiders strömt die Ansaugluft ohne Umlenkung in die nachfolgenden Bauteile, wodurch keine nennenswerten Druckverluste verursacht werden.
  • Das im Stand der Technik beschriebene Ansaugsystem arbeitet in einem bestimmten Durchflussbereich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Abscheidesystem zu schaffen, welches eine hohe Abscheideleistung aufweist und auch bei höheren Durchflüssen wirksam ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mehrere Abscheider parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Drallerzeuger der benachbart liegenden Abscheider einen gegensinnigen Drall erzeugen. Dies hat zur Folge, dass die abgeschiedene Flüssigkeit im Austrittsbereich mäanderförmig entlang eines Austragsystems fließt und sich ein gemeinsamer Flüssigkeitsstrom ausbilden kann, welcher zu einem Abfluss geleitet wird. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die unmittelbar benachbart liegenden Abscheider so zu gestalten, dass ein gegensinninger Drall entsteht.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Abscheider in vertikaler Richtung benachbart anzuordnen. Dies bedeutet, dass die abgeschiedene Flüssigkeit auf Grund der Schwerkraft nach unten fließt und gemeinsam zu einem Sammelbehälter gelangt.
  • Zur Vermeidung eines Druckverlustes ist in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Außenrohr des Abscheiders mit einem erweiterten Abscheidebereich ausgestaltet. Dies bedeutet, dass der offene Durchmesser zum Durchtritt des Luftstroms nicht verjüngt werden muss. Weiterhin bedeutet dies auch, dass das an der Wand abgeschiedene Wasser bzw. die Flüssigkeit nicht mehr in die Ansaugluft hinein gerissen werden kann. Hierbei können z. B. Erweiterungswinkel von 0° bis 60° realisiert werden, wobei Erweiterungswinkel im Bereich von 20° bis 30° besonders vorteilhafte Abscheidungsgrade erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Innenrohr über einen sich erweiternden Verzögerungsbereich, wodurch Druckverluste in der Ansaugluft ausgeglichen werden können. In dem Verzögerungsbereich wird der Querschnitt vergrößert, wodurch die Ansaugluftströmung verlangsamt und ein Druckanstieg erzeugt wird. Für den Austritt der Flüssigkeit ist ein trichterförmiger Auslass vorgesehen. Der Auslass kann mit einem Ventil verschlossen werden, um eventuelle Rückströmungen zu vermeiden. Das Abscheidesystem wird in vorteilhafter Weise angewendet für eine Brennkraftmaschine, wobei das Abscheidesystem in der Rohluftleitung angeordnet ist und dort die Ansaugluft entfeuchtet.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen
  • 1 einen Abscheider in einer Schnittdarstellung,
  • 2 mehrere gemeinsam angeordnete Abscheider und
  • 3 Draufsicht auf das Abscheidearray in 2.
  • 1 zeigt einen einzelnen Abscheider. Dieser besteht aus einem Rohlufteinlass 10, welcher mit einer hier nicht dargestellten Rohluftleitung verbunden ist. Der Abscheider, welcher das Wasser aus der Rohluft abscheidet, verfügt über ein Innenrohr 11 und ein Außenrohr 12. Das Innenrohr ist dichtend in das Außenrohr 12 gesteckt und verschweißt, damit sich das Innenrohr nicht unkontrolliert aus dem Außenrohr löst. Es kann aber auch jede andere lösbare oder unlösbare Verbindung verwendet werden, um das Außenrohr 12 mit dem Innenrohr 11 zu verbinden. Im Eintrittsbereich wird die Rohluft, welche gemäß Pfeil 13 eintritt, in einen Drall versetzt. Dieser Drall wird durch Leitschaufeln 14 erzeugt, welche in dem Außenrohr 12 angeordnet sind. Durch den Drall der Luft werden die in der Luft enthaltenen Wassertropfen nach außen geschleudert, wo sie sich am Außenrohr 12 abscheiden. Durch die Luftströmung entsteht ebenfalls eine Strömung der abgeschiedenen Flüssigkeit zum Austritt 15 hin. Die Flüssigkeit wird jedoch außerhalb des Innenrohres verbleiben und dort durch den Auslass 16 abfließen.
  • 2 zeigt mehrere gemeinsam angeordnete Abscheider, die benachbart angeordnet sind und sich am Mündungsende einer gemeinsamen Rohluftleitung 17 befinden. Die Abscheider sind identisch aufgebaut. Die über die Rohluftleitung einströmende Luft wird sich über die Abscheider verteilen, dort jeweils in Drall versetzt und rechtsseitig abströmen. Die Leitschaufeln 14a, 14b, 14c, 14d sind so aufgebaut, dass sie jeweils einen gegensinnigen Drall erzeugen. Dies bedeutet, dass auch die abgeschiedene Flüssigkeit in den benachbarten Abscheidern gegensinnig rotiert und, da die Abscheider vertikal angeordnet sind, nach unten abfließt und über den Flüssigkeitsauslass 18 das Abscheidesystem verlassen.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf das Abscheidearray gemäß 2 von der Austrittsseite her gesehen, wobei der Flüssigkeitssammelbereich geöffnet und damit sichtbar ist. Wie gemäß den Pfeilen 19a, 19b, 19c, 19d erkennbar, wird die Flüssigkeit auf Grund der unterschiedlichen Rotation, welche sich in diesem Bereich sammelt, mäanderförmig um die Abscheidesysteme geleitet und fließt gemeinsam nach unten ab. Für den zuverlässigen Austrag der Flüssigkeit ist jeweils zwischen zwei benachbart liegenden Abscheidern eine Wandteil 20a, 20b, 20c vorgesehen. Dieses verhindert ein Rückfließen der Flüssigkeit und sorgt für einen zuverlässigen Austrag.

Claims (8)

  1. Abscheidesystem zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Luftstrom, bestehend aus einer Einlassleitung, einer Auslassleitung und einem ersten zwischen Einlassleitung und Auslassleitung geschalteten Abscheider, welcher ein Innenrohr (11) und ein Außenrohr (12) aufweist, welche in axialer Richtung zueinander angeordnet sind, wobei das Innenrohr (11) in das Außenrohr (12) hineinragt und das Außenrohr (12) über einen Flüssigkeitsauslass (18) verfügt und wobei das Außenrohr (12) oder die Einlassleitung einen Drallerzeuger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Abscheider dem ersten Abscheider benachbart und parallel zu diesem angeordnet ist und für diesen Abscheider ebenfalls ein Drallerzeuger vorgesehen ist, wobei der Drall durch diesen Drallerzeuger gegensinnig zu dem Drall des ersten Drallerzeugers verläuft.
  2. Abscheidesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Abscheider vorgesehen sind, wobei unmittelbar benachbart liegende Abscheider einen gegensinnigem Drall erzeugen.
  3. Abscheidesystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheider in vertikaler Richtung benachbart angeordnet sind.
  4. Abscheidesystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (12) über einen sich erweiternden Abscheidebereich verfügt.
  5. Abscheidesystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Innenrohr (11) über einen sich erweiternden Verzögerungsbereich verfügt.
  6. Abscheidesystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsauslass (18) trichterförmig angeordnet ist.
  7. Abscheidesystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsauslass (18) über ein Auslassventil verfügt.
  8. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Rohlufteinlass, einer mit dem Rohlufteinlass (10) verbundenen Rohluftleitung (17) und einem in der Rohluftleitung (17) angeordneten Abscheidesystem nach einem der vorherigen Ansprüche.
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