DE102023115810A1

DE102023115810A1 - Abscheidevorrichtung

Info

Publication number: DE102023115810A1
Application number: DE102023115810.4A
Authority: DE
Inventors: Holger Coolens
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2023-06-16
Filing date: 2023-06-16
Publication date: 2024-12-19

Abstract

Um eine Abscheidevorrichtung, insbesondere für ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors, bereitzustellen, durch die eine verbesserte Abscheideleistung erreicht ist und die einen einfachen Aufbau aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Abscheidevorrichtung einen Gehäusekörper aufweist, mit einem Einlass und einem Auslass für einen Rohgasstrom, und durch den der Rohgasstrom zur Reinigung desselben hindurchführbar ist, wobei die Abscheidevorrichtung ferner eine Ventilationseinrichtung umfasst, durch die der Rohgasstrom ansaugbar und/oder abführbar ist, wobei in einem Strömungsbereich nachgeordnet zur Ventilationseinrichtung wenigstens ein Abscheideelement vorgesehen ist und der aus der Ventilationseinrichtung austretende Rohgasstrom auf das wenigstens eine Abscheideelement gerichtet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung, insbesondere für ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors.
Abscheidevorrichtungen, insbesondere Ölabscheider für Verbrennungsmotoren, sind beispielsweise aus der WO 2015/018691 A1 oder der US 8,915,237 B2 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abscheidevorrichtung bereitzustellen, durch die eine optimierte Abscheideleistung erreicht ist und die einen einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abscheidevorrichtung, insbesondere für ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors, mit einem Gehäusekörper, der einen Einlass und einen Auslass für einen Rohgasstrom aufweist, und durch den der Rohgasstrom zur Reinigung desselben hindurchführbar ist, wobei die Abscheidevorrichtung ferner eine Ventilationseinrichtung umfasst, durch die der Rohgasstrom ansaugbar und/oder abführbar ist, gelöst, wobei in einem Strömungsbereich nachgeordnet zur Ventilationseinrichtung wenigstens ein Abscheideelement vorgesehen ist und der aus der Ventilationseinrichtung austretende Rohgasstrom auf das wenigstens eine Abscheideelement gerichtet ist.
Eine solche Abscheidevorrichtung kann an einem Verbrennungsmotor angeordnet sein. Beispielsweise kann die Abscheidevorrichtung über eine Verbindungsleitung mit dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors gekoppelt sein.
Alternativ kann die Abscheidevorrichtung an einer Zylinderkopfhaube des Verbrennungsmotors angeordnet sein oder in die Zylinderkopfhaube integriert sein.
Bevorzugt sind die Ventilationseinrichtung und das wenigstens eine Abscheideelement in dem Gehäusekörper aufgenommen. Hierdurch kann ein bauraumsparender und kostengünstiger Aufbau der Abscheidevorrichtung realisiert sein.
Die Abscheidevorrichtung kann durch die Integration der Ventilationseinrichtung in die Abscheidevorrichtung als eine integrale Einheit ausgebildet sein.
Bevorzugt kann durch die Ventilationseinrichtung eine Saugwirkung ausgebildet werden, durch welche der Rohgasstrom in die Abscheidevorrichtung ansaugbar und/oder aus der Abscheidevorrichtung abführbar ist.
Bei dem Rohgasstrom handelt es sich vorzugsweise um Kurbelgehäuseabgas, das heißt insbesondere verunreinigtes Gas aus einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors.
Ebenso kann die Abscheidevorrichtung vorgesehen sein, um Öl aus einem Rohgasstrom, welcher aus einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors stammt, abzuscheiden.
Durch das Ansaugen und/oder Abführen des Rohgasstroms mittels der Ventilationseinrichtung ist vorzugsweise eine Kurbelgehäuseentlüftung des Verbrennungsmotors vorgesehen.
Eine Weiterbildung der Abscheidevorrichtung kann vorsehen, dass die Ventilationseinrichtung als ein Radialverdichter ausgebildet ist, bevorzugt als ein elektrisch angetriebener Radialverdichter.
Insbesondere ist ein Lüfterrad der Ventilationseinrichtung als ein Radiallüfter ausgebildet. Der Radiallüfter kann eine radiale Abführung des Rohgasstroms ermöglichen, wodurch eine kompakte Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung erreicht sein kann.
Vorzugsweise ist das Lüfterrad in die Abscheidevorrichtung integriert.
Der Radialverdichter ist bevorzugt in einem Strömungsweg des Rohgasstroms innerhalb der Abscheidevorrichtung angeordnet und erzeugt durch die Rotation einen Volumenstrom zum Ansaugen und/oder Abführen des Rohgasstroms.
Mit dem Radialverdichter können gegenüber Axialverdichtern höhere Druckverhältnisse erzielt werden. Die dadurch erreichbare Saugleistung des Radialverdichters kann insbesondere bei vorgelagerten Filtereinrichtungen zum Säubern des Rohgasstroms vorteilhaft sein.
Der elektrische Antrieb der Ventilationseinrichtung ist bevorzugt durch einen Elektromotor vorgesehen. Vorzugsweise kann der elektrische Antrieb in die Abscheidevorrichtung, insbesondere in den Gehäusekörper der Abscheidevorrichtung, integriert sein.
Durch den Elektromotor kann ein kompakter sowie wartungsarmer Aufbau erreicht sein. Zudem kann dieser optimal an erforderliche Leistungsparameter der Abscheidevorrichtung anpassbar sein. Zudem kann durch den Elektromotor eine einfache Leistungsregelung vorgesehen sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Abscheidevorrichtung kann vorsehen, dass an einem Austritt der Ventilationseinrichtung wenigstens ein sich verjüngender Strömungsabschnitt ausgebildet ist, durch den der aus der Ventilationseinrichtung austretende Rohgasstrom beschleunigbar ist.
Aufgrund des sich verjüngenden Strömungsabschnitts kann eine passive Beschleunigung des Rohgasstroms nach der Ventilationseinrichtung vorgesehen sein. D.h. es ist keine zusätzliche Antriebsleistung zur Beschleunigung des Rohgasstroms erforderlich.
Bevorzugt ist durch den sich verjüngenden Strömungsabschnitt ein verengter Austritt aus der Ventilationseinrichtung ausgebildet.
Der sich verjüngende Strömungsabschnitt weist in der Strömungsrichtung des Rohgasstroms einen sich verkleinernden Strömungsquerschnitt auf.
Vorzugsweise ist der sich verjüngende Strömungsabschnitt durch ein Gehäuseabschnitt des Gehäusekörpers gebildet, der beispielsweise im Bereich des sich verjüngenden Strömungsabschnitts eine entsprechende Erweiterung oder Aufweitung bildet.
Der wenigstens eine sich verjüngende Strömungsabschnitt kann in einer radialen Richtung abschnittsweise am Austritt der Ventilationseinrichtung, insbesondere des Radialverdichters, ausgebildet sein.
Insbesondere kann der wenigstens eine sich verjüngende Strömungsabschnitt in Umfangsrichtung zum Austritt der Ventilationseinrichtung in einem Winkel von etwa 330° oder weniger, bevorzugt etwa 300° oder weniger, besonders bevorzugt etwa 270° oder weniger, ausgebildet sein.
Mit anderen Worten, der wenigstens eine sich verjüngende Strömungsabschnitt kann den Austritt der Ventilationseinrichtung in Umfangsrichtung in einem Winkel von etwa 330° oder weniger, oder von etwa 300° oder weniger, oder von etwa 270° oder weniger, umgeben.
Vorteilhaft ist der Austritt der Ventilationseinrichtung in einem Umfangsbereich von etwa 30° oder mehr, oder von etwa 60° oder mehr, oder von etwa 90° oder mehr, versperrt, insbesondere durch ein Gehäuseabschnitt des Gehäusekörpers.
Bevorzugt können mehrere sich verjüngende Strömungsabschnitte in der radialen Richtung am Austritt der Ventilationseinrichtung, insbesondere des Radialverdichters, ausgebildet sein.
Ebenso bevorzugt kann der sich verjüngende Strömungsabschnitt in der radialen Richtung vollumfänglich am Austritt der Ventilationseinrichtung, insbesondere des Radialverdichters, ausgebildet sein.
Die Beschleunigung des Rohgasstroms durch den sich verjüngenden Strömungsabschnitt kann in Abhängig von der geometrischen Ausgestaltung des sich verjüngenden Strömungsabschnitts bzw. der Dimensionierung des Strömungsquerschnitts anpassbar sein.
Eine Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung kann zudem vorsehen, dass der wenigstens eine sich verjüngende Strömungsabschnitt einen düsenförmigen Strömungsquerschnitt aufweist.
Aufgrund des düsenförmigen Strömungsquerschnitts kann die Beschleunigung des Rohgasstroms erfolgen, während gleichzeitig der Druck des beschleunigten Rohgasstroms reduziert wird. Dadurch kann nachfolgend ein optimierte Abscheiderate von Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom vorgesehen werden.
Der Austritt des sich verjüngenden Strömungsabschnitts kann beispielsweise einen runden, ovalen oder schlitzförmigen Strömungsquerschnitt aufweisen.
Beispielsweise können mehrere sich verjüngende Strömungsabschnitte mit einem runden, ovalen und/oder schlitzförmigen Strömungsquerschnitt entlang eines radialen Umfangs am Austritt der Ventilationseinrichtung ausgebildet sein.
Ebenso kann der sich verjüngende Strömungsabschnitt mit einem schlitzförmigen Strömungsquerschnitt vollumfänglich am Austritt der Ventilationseinrichtung ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Abscheidevorrichtung kann eine Strömungsrichtung des sich verjüngenden Strömungsabschnitts zumindest abschnittsweise in einer radialen Austrittsrichtung der Ventilationseinrichtung, insbesondere des Radialverdichters, ausgerichtet sein.
Insbesondere entspricht die Strömungsrichtung des durch den sich verjüngenden Strömungsabschnitt beschleunigten Rohgasstroms im Wesentlichen der Strömungsrichtung des aus der Ventilationseinrichtung, insbesondere dem Radialverdichter, austretenden Rohgasstroms.
Dadurch können Strömungsverluste, beispielsweise aufgrund einer Strömungsumlenkung, vermieden werden, so dass eine effiziente Beschleunigung des Rohgasstroms erreicht werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung kann zudem vorsehen, dass das wenigstens eine Abscheideelement einem Austritt des sich verjüngenden Strömungsabschnitts zugeordnet ist und der beschleunigte Rohgasstrom auf das wenigstens eine Abscheideelement gerichtet ist.
Vorteilhaft ist das wenigstens eine Abscheideelement in einer Abscheidekammer der Abscheidevorrichtung angeordnet. Die Abscheidekammer ist insbesondere nachgeordnet zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt gebildet, um eine Abscheidung von Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom vorzusehen.
Bevorzugt kann das wenigstens eine Abscheideelement mit einer Abscheidefläche, die auch eine Aufprallfläche bilden kann, zum Austritt des sich verjüngenden Strömungsabschnitts ausgerichtet sein. D.h. die Abscheidefläche des wenigstens einen Abscheideelements weist in Richtung des Austritts des sich verjüngenden Strömungsabschnitts, so dass der beschleunigte Rohgasstrom unmittelbar auf die Abscheidefläche auftrifft.
Vorteilhaft kann das wenigstens eine Abscheideelement in Umfangsrichtung korrespondierend zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt ausgebildet sein, insbesondere in einem korrespondierenden Winkel von etwa 330° oder weniger, bevorzugt etwa 300° oder weniger, besonders bevorzugt etwa 270° oder weniger.
Mit anderen Worten, das wenigstens eine Abscheideelement kann in Umfangsrichtung den sich verjüngenden Strömungsabschnitt in einem Winkel von etwa 330° oder weniger, bevorzugt etwa 300° oder weniger, besonders bevorzugt etwa 270° oder weniger, umgeben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abscheidevorrichtung kann das wenigstens eine Abscheideelement radial beabstandet zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt angeordnet sein.
Insbesondere kann das wenigstens eine Abscheideelement radial beabstandet zum Austritt des sich verjüngenden Strömungsabschnitts angeordnet sein.
Vorteilhaft ist das wenigstens eine Abscheideelement in einem solchen Abstand zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt angeordnet, dass der Rohgasstrom mit einer möglichst hohen Strömungsgeschwindigkeit aus dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt auf das wenigstens eine Abscheideelement auftrifft. Durch die Aufprallenergie kann die Abscheiderate von Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom durch das wenigstens eine Abscheideelement begünstigt sein.
Vorteilhaft kann bei der Abscheidevorrichtung vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Abscheideelement als Filterelement, Prallelement, Umlenkelement oder dergleichen ausgebildet ist.
Das wenigstens eine Abscheideelement kann aus einem beliebigen Material ausgebildet sein, dass geeignet ist, eine Abscheidung von Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom zu erreichen, beispielsweise aus einem Polymermaterial, einem Textilmaterial, einem metallischen Material oder dergleichen.
Vorzugsweise kann durch das Material des wenigstens einen Abscheideelements eine Filterstruktur gebildet sein, die für den Rohgasstrom zumindest teilweise durchlässig ist.
Der Rohgasstrom kann dadurch in die Struktur des Abscheideelements eindringen und Öltröpfchen in dem Rohgasstrom werden an der Struktur des Abscheideelements abgeschieden und auf diese Weise aus dem Rohgasstrom gefiltert.
Aufgrund der Beschleunigung des Rohgasstroms kann sowohl ein optimiertes Eindringen des Rohgasstroms in die Struktur des Abscheideelements erreicht sein als auch eine optimierte Abscheidung der Öltröpfchen an der Struktur eines solchen Abscheideelements vorgesehen sein.
Indem das Material des wenigstens einen Abscheideelements eine entsprechende Flexibilität aufweist, kann dieses einfach in dem Gehäusekörper, insbesondere innerhalb des Strömungsbereichs, welcher der Ventilationseinrichtung nachgeordnet ist, einpassbar sein.
Eine Weiterbildung der Abscheidevorrichtung kann zudem vorsehen, dass das wenigstens eine Abscheideelement zumindest abschnittsweise aus einem porösen, durchlässigen, flexiblen und/oder absorbierenden Material ausgebildet ist, insbesondere aus einem Vlies, einem Gewebe, einem Gewirk, einem Gestrick, einem Schaumkörper oder dergleichen.
Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine Abscheideelement, insbesondere Filterelement, aus einem Vliesmaterial ausgebildet.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem wenigstens einen Abscheideelement, insbesondere Filterelement, um ein Vlies aus einem Polymermaterial.
Das Vlies kann eine Porosität, Durchlässigkeit, Flexibilität und/oder Absorptionsrate für den Rohgasstrom aufweisen, welche an eine Abscheiderate und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Rohgasstroms abgestimmt ist.
In einer Ausgestaltung der Abscheidevorrichtung kann eine Evakuierungseinrichtung vorgesehen sein, durch die der Strömungsbereich, welcher der Ventilationseinrichtung nachgeordnet ist, evakuierbar ist.
Vorzugsweise ist die Evakuierungseinrichtung als eine Pumpeinrichtung ausgebildet. Die Pumpeinrichtung kann bevorzugt elektrisch angetrieben sein.
Durch die Evakuierungseinrichtung kann in dem Strömungsbereich, welcher der Ventilationseinrichtung nachgeordnet ist, ein Unterdruck ausbildbar sein.
Zudem kann die Evakuierungseinrichtung bevorzugt vorgesehen sein, um den Rohgasstrom aus dem Strömungsbereich abzusaugen und abzuführen.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Figuren zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht einer Abscheidevorrichtung gemäß einer offenbarungsgemäßen Ausführungsform;
2 eine schematische Detailansicht der Abscheidevorrichtung in 1;

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Abscheidevorrichtung gemäß einer offenbarungsgemäßen Ausführungsform. 2 zeigt die Abscheidevorrichtung 100 in 1 in einer schematischen Detailansicht.
Eine solche Abscheidevorrichtung 100 findet insbesondere bei einem Verbrennungsmotor, beispielsweise einem Fahrzeugmotor, Verwendung.
Die Abscheidevorrichtung 100 gemäß der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform umfasst einen Gehäusekörper 102, welcher eine Umhausung der Abscheidevorrichtung 100 bildet. Der Gehäusekörper 102 kann aus einem oder aus mehreren Gehäusekomponenten zusammengesetzt sein.
Der Gehäusekörper 102 ist bevorzugt ein Kunststoffbauteil, beispielsweise ein Spritzguss-Kunststoffbauteil.
Die Abscheidevorrichtung 100 ist insbesondere ein Ölabscheider, beispielsweise ein Feinabscheider, zum Abscheiden von Öl, insbesondere Öltröpfchen, aus einem Gasstrom.
Vorzugsweise dient die Abscheidevorrichtung 100 dem Abscheiden von Öl aus einem Rohgasstrom, welcher beispielsweise aus einem Kurbelgehäuse und/oder einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors stammt.
Durch die Abscheidevorrichtung 100 wird der Rohgasstrom insbesondere aus dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors angesaugt.
Über eine Verbindungsleitung kann die Abscheidevorrichtung 100 mit dem Kurbelgehäuse und/oder dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors gekoppelt sein.
Der Abscheidevorrichtung 100 vorgeschaltet können ein oder mehrere Abscheidebereiche vorgesehen sein, welche beispielsweise mit Abscheideelementen, insbesondere Prallabscheidern, Filterelementen oder dergleichen, versehen sind.
Durch die der Abscheidevorrichtung 100 vorgeschalteten Abscheidebereiche kann eine Vorabscheidung von Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom vorgesehen sein.
Durch einen Einlass 104 wird der Rohgasstrom in die Abscheidevorrichtung 100 angesaugt. Beispielsweise kann der Rohgasstrom nach dem Durchströmen des einen oder der mehreren Abscheidebereichen über den Einlass 104 in die Abscheidevorrichtung 100 angesaugt werden.
Der Rohgasstrom wird durch die Abscheidevorrichtung 100 angesaugt, durch diese hindurchgeführt und über einen Auslass 106 als gereinigter Rohgasstrom ausgegeben.
Die Abscheidevorrichtung 100 kann über den Einlass 104 und den Auslass 106 mit einem Leitungssystem des Rohgasstroms gekoppelt sein.
Zum Ansaugen des Rohgasstroms umfasst die Abscheidevorrichtung 100 eine Ventilationseinrichtung 108. Die Ventilationseinrichtung 108 ist insbesondere in die Abscheidevorrichtung 100 integriert.
Die Ventilationseinrichtung 108 umfasst einen elektrischen Antrieb 110, insbesondere einen Elektromotor, der ein Lüfterrad 112 rotatorisch antreibt. Zur Drehmomentübertragung kann zwischen dem elektrischen Antrieb 110 und dem Lüfterrad 112 eine Drehmomentübertragungseinrichtung 114, insbesondere eine Antriebswelle, vorgesehen sein.
Durch die Rotation des Lüfterrades 112 wird ein Unterdruck erzeugt, durch welchen der Rohgasstrom vom Einlass 104 in die Abscheidevorrichtung 100 angesaugt wird und nach dem Durchströmen der Abscheidevorrichtung 100 über den Auslass 106 ausgegeben wird.
Insbesondere ist das Lüfterrad 112 der Ventilationseinrichtung 108 als ein Radiallüfter ausgebildet. Bevorzugt ist das Lüfterrad 112 in die Abscheidevorrichtung 100 integriert und in einem Strömungsweg S des Rohgasstroms angeordnet.
Durch die Ventilationseinrichtung 108 wird der Rohgasstrom auf dem durch den Pfeil angedeuteten Strömungsweg S vom Einlass 104 in eine Abscheidekammer 116 der Abscheidevorrichtung 100 gesaugt.
Die Abscheidekammer 116 bildet einen der Ventilationseinrichtung 108 nachgeordneten Strömungsbereich 118 innerhalb des Gehäusekörpers 102. Der Strömungsbereich 118 ist mit dem Einlass 104 fluidverbunden.
Der Rohgasstrom wird durch die Rotation des Lüfterrads 112 vom Einlass 104 in die Abscheidekammer 116 gesaugt. Dadurch, dass das Lüfterrad 112 als Radiallüfter ausgebildet ist, wird der Rohgasstrom um 90° umgelenkt und in radialer Richtung in die Abscheidekammer 116 geleitet.
Die Abscheidekammer 116 ist mit dem Auslass 106 fluidverbunden, so dass der Rohgasstrom über den Auslass 106 aus der Abscheidevorrichtung 100 abführbar ist.
Zwischen der Ventilationseinrichtung 108 und der Abscheidekammer 116 ist ein sich verjüngender Strömungsabschnitt 120 für den Rohgasstrom ausgebildet.
Der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 schließt sich unmittelbar an einem Austritt der Ventilationseinrichtung 108 an und ist ausgebildet, um den aus der Ventilationseinrichtung 108 austretenden Rohgasstrom durch eine Querschnittsverengung zu beschleunigen.
Hierzu kann der sich verjüngende Strömungsabschnitt 108 einen beliebigen sich verengenden Strömungsquerschnitt aufweisen. Bevorzugt ist der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 durch einen sich düsenförmig verengenden Strömungsquerschnitt ausgebildet.
Vorzugsweise ist der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 durch einen erweiterten Bereich einer Gehäusekomponente bzw. einer Erweiterung der Gehäusekomponente innerhalb des Strömungsabschnitts 120 gebildet.
Der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 ist zumindest abschnittsweise in einer radialen Richtung zu der Ventilationseinrichtung 108 ausgerichtet.
Insbesondere bei dem Radialverdichter schließt sich der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 an einen in radialer Richtung vorgesehenen Austritt des Radialverdichters an.
Mit anderen Worten, eine Strömungsrichtung des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 ist zumindest abschnittsweise in einer radialen Austrittsrichtung des Radialverdichters ausgerichtet.
Vorzugsweise weist der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 einen schlitzförmigen Strömungsquerschnitt auf, wobei der sich verjüngende Strömungsabschnitt 120 abschnittsweise oder vollumfänglich am Austritt der Ventilationseinrichtung 108 ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist der Austritt der Ventilationseinrichtung 108 in einem Umfangsbereich von etwa 330° oder weniger, oder von etwa 300° oder weniger, oder von etwa 270° oder weniger, von dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 umgeben.
Hierbei ist unter dem Begriff „etwa“ ein Winkelbereich von +/- 20°, bevorzugt +/- 10° zu verstehen.
In einem Umfangsbereich von etwa 30° oder mehr, oder von etwa 60° oder mehr, oder von etwa 90° oder mehr, ist der Austritt der Ventilationseinrichtung 108 versperrt, insbesondere durch ein Gehäuseabschnitt des Gehäusekörpers 102.
Insbesondere ist der Austritt der Ventilationseinrichtung 108 in einem Umfangsbereich von etwa 300° von dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 umgeben und in dem verbleibenden Umfangsbereich von etwa 60° ist der Austritt der Ventilationseinrichtung 108 versperrt.
Vorzugsweise ist der versperrte Bereich des Austritts der Ventilationseinrichtung 108 in der Weise angeordnet, dass dieser dem Auslass 106 der Abscheidekammer 116 zugeordnet ist.
Dadurch kann verhindert sein, dass der aus der Ventilationseinrichtung 108 austretende Rohgasstrom unmittelbar in den Auslass 106 der Abscheidekammer 116 geleitet wird.
Alternativ können auch mehrere sich verjüngende Strömungsabschnitte 120 umfänglich am Austritt der Ventilationseinrichtung 108 ausgebildet sein. Dabei können die mehreren sich verjüngenden Strömungsabschnitte 120 beispielsweise einen runden, ovalen und/oder schlitzförmigen Strömungsquerschnitt aufweisen.
Ein Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 mündet in die Abscheidekammer 116.
Indem der Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 in die Abscheidekammer 116 mündet, wird der Rohgasstrom durch den sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 beschleunigt in die Abscheidekammer 116 geleitet.
In der Abscheidekammer 116 ist wenigstens ein Abscheideelement 124 angeordnet, um den Rohgasstrom zu reinigen, insbesondere um im Rohgasstrom vorhandene Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom abzuscheiden.
Insbesondere ist das Abscheideelement 124 in der Abscheidekammer 116 in der Weise angeordnet, dass dieses dem Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 zugeordnet ist.
Bevorzugt ist das Abscheideelement 124 ausgerichtet, dass dieses mit einer Abscheidefläche 126 zum Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 weisend angeordnet ist.
Der durch den Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 in die Abscheidekammer 116 eingeleitete und beschleunigte Rohgasstrom ist dadurch unmittelbar auf das Abscheideelement 124 gerichtet.
Vorzugsweise ist das Abscheideelement 124 radial beabstandet zu dem Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 angeordnet.
Es kann sowohl ein Abscheideelement 124 als auch mehrere Abscheideelemente 124 radial beabstandet zum Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 vorgesehen sein.
Beispielsweise kann das Abscheideelement 124 vollumfänglichen radial beabstandet zum Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 angeordnet sein.
Sind am Austritt der Ventilationseinrichtung 108 umfänglich mehrere sich verjüngende Strömungsabschnitte 120 ausgebildet, kann jedem Austritt 122 eines sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 jeweils ein Abscheideelement 124 radial beabstandet zugeordnet sein oder es kann ein Abscheideelement 124 vollumfänglich radial beabstandet zu den Austritten 122 der sich verjüngenden Strömungsabschnitte 120 zugeordnet sein.
Vorteilhaft ist das Abscheideelement 124 korrespondierend zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 vorgesehen, insbesondere in einem zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 korrespondierenden Umfangsbereich.
Bevorzugt umgibt das Abscheideelement 124 den sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 in einem Umfangsbereich von etwa 330° oder weniger, oder von etwa 300° oder weniger, oder von etwa 270° oder weniger.
Insbesondere kann der Austritt der Ventilationseinrichtung 108 in einem Umfangsbereich von etwa 300° von dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 umgeben sein und korrespondierend dazu kann das Abscheideelement 124 in einem Umfangsbereich von etwa 300° zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 angeordnet sein.
Das Abscheideelement 124 ist insbesondere als ein Filterelement 128 ausgebildet, das aus einem porösen, durchlässigen, flexiblen und/oder absorbierenden Material ausgebildet ist.
Dadurch kann der auf das Filterelement 128 gerichtete beschleunigte Rohgasstrom zumindest teilweise in das Filterelement 128 eindringen und/oder das Filterelement 128 durchdringen und/oder zumindest teilweise seitlich in die Abscheidekammer 116 abgeleitet werden.
Insbesondere ist das Filterelement 128 aus einem Vlies ausgebildet.
Das Vlies kann beispielsweise aus einem Polymer, einem Textil, einem metallischen Material oder dergleichen ausgebildet sein.
Ein solches Vlies kann eine Porosität bzw. Durchlässigkeit aufweisen, bei welcher der Rohgasstrom zumindest teilweise in das Vlies eindringen kann oder das Vlies durchdringen kann und die in dem Rohgasstrom vorhandenen Öltröpfchen durch das Vlies abgeschieden werden.
Indem der Rohgasstrom durch den sich verjüngenden Strömungsabschnitt 120 zusätzlich zu dem Verdichten durch die Ventilationseinrichtung 108 beschleunigt wird, trifft der Rohgasstrom mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit auf die Oberfläche des Filterelements 128 auf, wodurch durch das Filterelement, insbesondere durch das Vlies, eine optimierte Abscheidung der Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom erreicht wird.
Alternativ zu dem Vlies kann das Filterelement ebenso aus einem Gewebe, einem Gewirk, einem Gestrick oder auch aus einem Schaumkörper ausgebildet sein, die geeignet sind, eine Abscheidung der Öltröpfchen aus dem Rohgasstrom zu bewirken.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Abscheideelement 124 auch als ein Prallelement oder ein Umlenkelement ausgebildet sein.
Durch das als Prallelement oder Umlenkelement ausgebildete Abscheideelement 124 kann eine Prallfläche gebildet sein, welche dem Austritt 122 des sich verjüngenden Strömungsabschnitts 120 zugewandt ist.
Der beschleunigte und auf das Prallelement oder Umlenkelement gerichtete Rohgasstrom kann auf die Aufprallfläche aufprallen und ggf. in die Abscheidekammer 116 umgelenkt werden, wobei aufgrund der Aufprallenergie eine Abscheidung der in dem Rohgasstrom vorhandenen Öltröpfchen vorgesehen ist.
Vorzugsweise kann die Abscheidevorrichtung 100 zudem eine nicht näher dargestellte Evakuierungseinrichtung umfassen, durch welche die Abscheidekammer 116 evakuierbar ist.
Die Evakuierungseinrichtung kann insbesondere als eine Pumpeinrichtung ausgebildet sein, vorzugsweise eine elektrisch angetriebene Pumpeinrichtung, durch welche in der Abscheidekammer 116 ein Unterdruck erzeugbar ist.
Ebenso kann die Evakuierungseinrichtung ausgebildet sein, um den Rohgasstrom aus der Abscheidekammer 116 abzusaugen und über den Auslass 106 abzuführen.
Durch die Evakuierungseinrichtung kann eine Regelung des abzuführenden Rohgasstroms vorgesehen sein. Hierzu kann die Evakuierungseinrichtung ein Druckregelventil zum Regeln des abzuführenden Rohgasstroms umfassen.
Der Gehäusekörper 102 kann zusätzlich einen Aufnahmeraum bilden, in welchem nicht näher dargestellte Elektronikkomponenten zur Steuerung und/oder Regelung des elektrischen Antriebs 110, der Evakuierungseinrichtung und/oder weiteren Elektronikkomponenten aufgenommen sind.
An dem Gehäusekörper 102 kann ein Anschluss für eine Steckverbindung ausgebildet sein. Über den Anschluss kann eine Stromversorgung für den elektrischen Antrieb 110, der Evakuierungseinrichtung und/oder weiteren Elektronikkomponenten der Abscheidevorrichtung 100 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

100: Abscheidevorrichtung
102: Gehäusekörper
104: Einlass
106: Auslass
108: Ventilationseinrichtung
110: elektrischer Antrieb
112: Lüfterrad
114: Drehmomentübertragungseinrichtung
116: Abscheidekammer
118: Strömungsbereich
120: verjüngter Strömungsabschnitt
122: Austritt
124: Abscheideelement
126: Abscheidefläche
128: Filterelement
S: Strömungsweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/018691 A1 [0002]
US 8,915,237 B2 [0002]

Claims

Abscheidevorrichtung (100), insbesondere für ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors, umfassend einen Gehäusekörper (102), der einen Einlass (104) und einen Auslass (106) für einen Rohgasstrom aufweist und durch den der Rohgasstrom zur Reinigung desselben hindurchführbar ist, wobei die Abscheidevorrichtung (100) ferner eine Ventilationseinrichtung (108) umfasst, durch die der Rohgasstrom ansaugbar und/oder abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Strömungsbereich (118) nachgeordnet zur Ventilationseinrichtung (108) wenigstens ein Abscheideelement (124) vorgesehen ist und der aus der Ventilationseinrichtung (108) austretende Rohgasstrom auf das wenigstens eine Abscheideelement (124) gerichtet ist.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilationseinrichtung (108) als ein Radialverdichter ausgebildet ist, bevorzugt als ein elektrisch angetriebener Radialverdichter.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Austritt der Ventilationseinrichtung (108) wenigstens ein sich verjüngender Strömungsabschnitt (120) ausgebildet ist, durch den der aus der Ventilationseinrichtung (108) austretende Rohgasstrom beschleunigbar ist.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sich verjüngende Strömungsabschnitt (120) einen düsenförmigen Strömungsquerschnitt aufweist.
Abscheidevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsrichtung (S) des sich verjüngenden Strömungsabschnitts (120) zumindest abschnittsweise in einer radialen Austrittsrichtung der Ventilationseinrichtung (108), insbesondere des Radialverdichters, ausgerichtet ist.
Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abscheideelement (124) einem Austritt (122) des sich verjüngenden Strömungsabschnitts (120) zugeordnet ist und der beschleunigte Rohgasstrom auf das wenigstens eine Abscheideelement (124) gerichtet ist.
Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abscheideelement (124) radial beabstandet zu dem sich verjüngenden Strömungsabschnitt (120) angeordnet ist.
Abscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abscheideelement (124) als Filterelement (128), Prallelement, Umlenkelement oder dergleichen ausgebildet ist.
Abscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abscheideelement (124) zumindest abschnittsweise aus einem porösen, durchlässigen, flexiblen und/oder absorbierenden Material ausgebildet ist, insbesondere aus einem Vlies, einem Gewebe, einem Gewirk, einem Gestrick, einem Schaumkörper oder dergleichen.
Abscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Evakuierungseinrichtung vorgesehen ist, durch die der Strömungsbereich (118), welcher der Ventilationseinrichtung (108) nachgeordnet ist, evakuierbar ist.