專利名稱：離心分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于清潔來自燃燒式發(fā)動機(jī)(combustion engine)的污染氣體(例如，從燃燒式發(fā)動機(jī)的曲軸箱排出的曲軸箱氣體)的裝置。裝置包括離心分離器，其用于移除呈固體或液體顆粒的形式的、懸浮在污染氣體中的污染物。曲軸箱氣體通常包含呈煙灰顆粒和/或油霧的形式的污染物。離心分離器包括離心轉(zhuǎn)子，其借助于驅(qū)動裝置能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動并且適合于使污染氣體旋轉(zhuǎn)。離心轉(zhuǎn)子包括截頂錐形分離盤疊堆(stack)，其以相互間隔布置，以便它們在它們之間限定用于氣體流動穿過的中間空間。離心轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括居中地布置在該分離盤疊堆內(nèi)并且與所述中間空間連通的出口室，并且因此構(gòu)造成用于逆流分離，使得污染氣體被導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)，并且從該分離盤疊堆外部徑向地引導(dǎo)到中間空間中，并且朝向中心出口室引導(dǎo)到其中。離心分離器包括氣體出口，其與出口室連通并且適合于排放來自離心轉(zhuǎn)子的清潔氣體。
背景技術(shù)：
EP 1273335 BI描述用于清潔曲軸箱氣體的這種已知裝置。已知裝置的離心分離器具有固定外殼，該固定外殼在它內(nèi)限定室，在該室中，離心轉(zhuǎn)子配置成旋轉(zhuǎn)。離心分離器配置成緊固于燃燒式發(fā)動機(jī)的側(cè)面，并且外部供給線設(shè)置成將曲軸箱氣體從發(fā)動機(jī)引導(dǎo)到設(shè)置在外殼上并且與離心轉(zhuǎn)子連通的入口。在操作期間，污染物通過旋轉(zhuǎn)離心轉(zhuǎn)子與曲軸箱氣體分離，并且因此，外殼具有用于分離污染物(油和煙灰)的出口和用于清潔氣體的氣體出口。SE 529 409 C2涉及用于清潔曲軸箱氣體的相似裝置。該離心分離器具有固定外殼，其圍封離心轉(zhuǎn)子，并且具有構(gòu)造用于將外殼直接安裝在燃燒式發(fā)動機(jī)的氣門蓋上的連接表面。連接表面設(shè)置有氣體入口，其經(jīng)由氣門蓋中的開孔與由氣門蓋限定的空間中的曲軸箱氣體直接連通。這種構(gòu)造導(dǎo)致不需要設(shè)置外部曲軸箱氣體供給線。外殼還包括用于清潔氣體的氣體出口和用于分離污染物的特別收集槽?，F(xiàn)有技術(shù)裝置被證明對于清潔污染氣體而言是非常有效的。在車輛工業(yè)內(nèi)，存在以減少至環(huán)境的排出物為目的的不斷提高的環(huán)境要求。以上描述的裝置傳統(tǒng)地用于清潔來自大型柴油機(jī)的曲軸箱氣體。然而，存在對還清潔來自較小燃燒式發(fā)動機(jī)(例如，大約5至9升的柴油機(jī)或用于客車的更小發(fā)動機(jī))的曲軸箱氣體的需要。同時，汽車工業(yè)在顯示高性能的緊湊且成本有效的解決方案方面設(shè)定高要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是全部或至少部分地滿足以上要求。根據(jù)本發(fā)明，這通過在前序部分中詳述的裝置實現(xiàn)，該裝置的特征在于，離心轉(zhuǎn)子上的離心盤疊堆布置成用于在空間中旋轉(zhuǎn)，該空間形成在燃燒式發(fā)動機(jī)內(nèi)并且配置成接收污染氣體，分離盤之間的中間空間與空間直接連通，并且氣體出口配置成通過限定空間的壁將清潔氣體指引離開空間。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置利用已經(jīng)存在于燃燒式發(fā)動機(jī)內(nèi)的空間。為了清潔曲軸箱氣體，這種空間例如可采取曲軸箱或位于發(fā)動機(jī)體內(nèi)并且與曲軸箱連通的形成空間的形式。其他可能空間是由屬于發(fā)動機(jī)的各種類型的蓋限定的這些空間，例如，氣門蓋、正時鏈殼體(timing chain case)或飛輪外殼內(nèi)的空間。出于曲軸箱氣體清潔的目的,這種空間可配置成通過發(fā)動機(jī)體中的通道與曲軸箱連通。因此，形成在發(fā)動機(jī)內(nèi)的空間構(gòu)成用于離心轉(zhuǎn)子的限定空間。這意味著，離心分離器不需要它自身的分離外殼以圍封離心轉(zhuǎn)子，也不需要它自身的分離供給線以將污染氣體供應(yīng)到離心轉(zhuǎn)子。因為全部或基本上全部離心分離器容納在現(xiàn)有發(fā)動機(jī)空間中，所以根據(jù)本發(fā)明的裝置幾乎不占據(jù)發(fā)動機(jī)外部的任何空間。離心分離器不需要設(shè)置有用于與氣體分離的污染物的任何出口裝置。相反地，離心轉(zhuǎn)子配置成由于逆流分離而從該分離盤疊堆徑向向外推進(jìn)分離污染物，并且直接回到已經(jīng)包含污染氣體的空間。離心轉(zhuǎn)子可以以離限定壁的如下間隔有利地位于空間中，即該間隔使得污染氣體可沿著該疊堆的整個軸向范圍相對自由地流動。這產(chǎn)生用于污染氣體平均地(均勻地)分配到在分離盤之間的所有中間空間的良好條件。由于燃燒式發(fā)動機(jī)周圍的有限空間，故現(xiàn)有技術(shù)離心分離器構(gòu)造成使得所述固定外殼相對緊密地圍繞它，即，離心分離器構(gòu)造有在離心轉(zhuǎn)子和它的圍繞外殼之間的相對小的環(huán)形空間。這種小環(huán)形空間可導(dǎo)致流動阻力，從 而使污染氣體不均勻地分配到在該分離盤疊堆中的中間空間。因此，因為沿著整個分離盤疊堆的自由流導(dǎo)致污染氣體更均勻地分配到在分離盤之間的所有中間空間，所以本發(fā)明可使改進(jìn)分離性能變得可能。因此，本發(fā)明提出裝置，其導(dǎo)致來自燃燒式發(fā)動機(jī)的污染氣體的有效清潔并且是簡單且緊湊的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，驅(qū)動裝置配置成使得離心轉(zhuǎn)子的速度相對于燃燒式發(fā)動機(jī)的速度是可變的。通過速度控制，離心轉(zhuǎn)子速度和因此清潔效果可根據(jù)需要調(diào)整。離心轉(zhuǎn)子可例如驅(qū)動地連接于發(fā)動機(jī)的軸，其中，驅(qū)動裝置包括用于所述軸和離心轉(zhuǎn)子之間的可變傳動比的器件，以便離心轉(zhuǎn)子的速度可相對于軸和發(fā)動機(jī)的速度變化。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，驅(qū)動裝置是馬達(dá)。在該情況下，離心轉(zhuǎn)子由它自身的馬達(dá)驅(qū)動，該馬達(dá)獨立于燃燒式發(fā)動機(jī)的速度。這種馬達(dá)還允許離心轉(zhuǎn)子的速度控制的可能性，該離心轉(zhuǎn)子的速度控制可例如通過電馬達(dá)實現(xiàn)，該電馬達(dá)操作性地連接于控制單元，用于電馬達(dá)的速度控制和因此離心轉(zhuǎn)子的速度控制。氣動或液壓馬達(dá)的速度還可通過至氣動或液壓馬達(dá)的加壓氣體或液體流的控制而控制。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，驅(qū)動裝置位于空間外部。因此，驅(qū)動裝置與包含污染氣體的空間隔離，這例如意味著，電馬達(dá)可被保護(hù)以免于包含油霧、煙灰和其他污染物的相對骯臟且侵蝕的環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，軸承單元設(shè)置在空間的限定壁中，以在壁中可旋轉(zhuǎn)地支撐離心轉(zhuǎn)子。因此，壁用作用于離心轉(zhuǎn)子的支撐件。另一個軸承單元可設(shè)置在空間中，在該情況下，軸承單元適合于在該分離盤疊堆的它們的相應(yīng)側(cè)可旋轉(zhuǎn)地支撐離心轉(zhuǎn)子。這導(dǎo)致離心轉(zhuǎn)子的相對堅固支承(journal)，由此有害振動和振蕩可在它的旋轉(zhuǎn)期間避免。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，離心轉(zhuǎn)子經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動地連接于驅(qū)動裝置，該轉(zhuǎn)子軸延伸穿過在空間的限定壁中的軸引穿部(lead-through),軸引穿部構(gòu)造有壁中的所述軸承單元。這意味著，軸引穿部可用于在壁中可旋轉(zhuǎn)地支撐離心轉(zhuǎn)子。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，離心轉(zhuǎn)子僅在壁中的所述軸承單元中可旋轉(zhuǎn)地支撐。這導(dǎo)致用于僅具有一個軸承單元的整個離心分離器的簡單支撐裝置。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，氣體出口經(jīng)由軸向端壁與出口室連通，該軸向端壁離壁中的所述軸承單元較遠(yuǎn)地位于該分離盤疊堆上。因此，氣體出口在該分離盤疊堆的一軸向側(cè)布置在空間中，并且軸承單元在該分離盤疊堆的另一軸向側(cè)位于壁中。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，氣體出口經(jīng)由軸向端壁與出口室連通，該軸向端壁關(guān)于壁中的所述軸承單元較近地位于該分離盤疊堆上。因此，氣體出口和軸承單元二者位于該分離盤疊堆的相同軸向側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，氣體出口具有管狀元件的形式，該管狀元件圍繞壁中的所述軸承單元，并且連接于空間的限定壁，該氣體出口形成出口管，其中，軸承單元的軸承支撐件配置成使得清潔氣體可指引經(jīng)過出口管中的軸承支撐件。結(jié)果是與用于在壁中 可旋轉(zhuǎn)地支撐離心轉(zhuǎn)子的軸承單元相結(jié)合的氣體出口。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，馬達(dá)是電馬達(dá)。配置用于電馬達(dá)的速度控制裝置是相對容易的。電馬達(dá)優(yōu)選地位于空間外部，以便它與包含污染氣體的空間隔離并且因此被保護(hù)以免于相對骯臟的環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，馬達(dá)是液壓或氣動馬達(dá)，其配置成借助于在操作期間通過燃燒式發(fā)動機(jī)加壓的流體旋轉(zhuǎn)離心轉(zhuǎn)子。這種流體可例如為來自用于例如卡車的車輛的燃燒式發(fā)動機(jī)的已經(jīng)存在的壓縮空氣或潤滑劑系統(tǒng)的壓縮空氣或加壓潤滑劑(油)。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，馬達(dá)包括位于空間中并且連接于離心轉(zhuǎn)子的渦輪，該馬達(dá)包括管，用于將所述加壓流體供應(yīng)到設(shè)置在空間中并且導(dǎo)向渦輪的孔口，以便使渦輪轉(zhuǎn)輪和因此離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這意味著，空間還可用于驅(qū)動離心轉(zhuǎn)子。因為用于污染氣體的空間通常還構(gòu)造成包含潤滑劑并且/或者使所述潤滑劑返回到例如曲軸箱，所以加壓潤滑劑(油)可優(yōu)選地用作所述加壓流體。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，離心分離器包括風(fēng)扇，其位于該分離盤疊堆下游，并且適合于補(bǔ)償與穿過離心轉(zhuǎn)子的氣流相關(guān)的壓降。在該情況下，氣體出口可設(shè)置有圍繞安裝在轉(zhuǎn)子軸上的風(fēng)扇葉輪的風(fēng)扇外殼，該轉(zhuǎn)子軸屬于離心轉(zhuǎn)子并且延伸到風(fēng)扇外殼中。在逆流分離器中，離心轉(zhuǎn)子在與期望的流向相反的方向上將泵送作用施加在氣流上，從而在操作期間通過這種離心轉(zhuǎn)子導(dǎo)致流動阻力。因此，旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇在操作期間抽吸曲軸箱氣體穿過離心轉(zhuǎn)子。因此，避免空間中的過大氣壓。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，形成在燃燒式發(fā)動機(jī)內(nèi)的空間由發(fā)動機(jī)上的蓋限定。因此，限定空間的所述壁可采取氣門蓋、正時鏈殼體、飛輪外殼等的形式。配置成限定用于接收曲軸箱氣體的空間的這種蓋是現(xiàn)有技術(shù)并且不在此進(jìn)一步描述。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，污染氣體是從燃燒式發(fā)動機(jī)的曲軸箱排出的曲軸箱氣體。這意味著，來自發(fā)動機(jī)的曲軸箱氣體可通過裝置清潔。為此，形成在發(fā)動機(jī)內(nèi)的空間可為發(fā)動機(jī)的曲軸箱或形成在發(fā)動機(jī)體內(nèi)并且配置成與曲軸箱連通的空間。


通過經(jīng)由實例參照附圖描述的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述在下面更詳細(xì)地說明本發(fā)明。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的裝置。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的裝置。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的裝置。
具體實施例方式圖I至3示出了用于清潔來自燃燒式發(fā)動機(jī)的污染氣體的裝置的各種實施例。在示出的實施例中，污染氣體是從發(fā)動機(jī)的曲軸箱排出的曲軸箱氣體。裝置I包括用于分離顆粒污染物與曲軸箱氣體的離心分離器2。離心分離器2包括離心轉(zhuǎn)子3，其能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)，并且布置在形成在發(fā)動機(jī)內(nèi)的空間4和4’(即，屬于發(fā)動機(jī)的空間)中。在分 別根據(jù)圖I和圖2的第一實施例和第二實施例中，空間4由發(fā)動機(jī)的氣門蓋5限定，氣門蓋5內(nèi)的空間4配置成從曲軸箱接收曲軸箱氣體。因此，發(fā)動機(jī)包括設(shè)置有通道的發(fā)動機(jī)體，該通道配置成將曲軸箱氣體從曲軸箱指引到由氣門蓋5限定的空間4。在根據(jù)圖3的第三實施例中，離心轉(zhuǎn)子3可旋轉(zhuǎn)地直接配置在曲軸箱5’內(nèi)，即，配置在由曲軸箱5’限定的空間4’中。在空間4，4’中，離心轉(zhuǎn)子3設(shè)置有分離盤疊堆6，其以相互間隔布置，以便它們在它們之間限定用于曲軸箱氣體流動穿過的中間空間7。這些中間空間7可通過將許多間隔部件(未示出)設(shè)置在分離盤的表面上而形成。為了清楚起見，附圖僅示出具有大軸向中間空間7的少量分離盤6。實際上，顯著更多的分離盤6被堆疊，因此相對薄的中間空間7形成在它們之間。該分離盤疊堆布置在空間4和4’中，使得分離盤6之間的中間空間7與空間4和4’直接連通。分離盤6具有截頂錐形形狀，并且堆疊在具有與分離盤6對應(yīng)的截頂錐形形狀的第一端壁8和第二端壁9之間。轉(zhuǎn)子軸10與旋轉(zhuǎn)軸線R同軸地延伸穿過該分離盤疊堆6，并且分離盤6和端壁8，9同心地布置并且連接于轉(zhuǎn)子軸10。因此，每個端壁8，9和每個分離盤6具有帶有用于轉(zhuǎn)子軸10的孔的中心平面部分。每個分離盤6進(jìn)一步具有在平面部分中貫穿其的、繞著轉(zhuǎn)子軸10分布的氣流開孔(未示出)。分離盤6中的氣流開孔和分離盤的中心平面部分之間的中間空間7 —起形成在該分離盤疊堆6內(nèi)的中心出口室11。因此，離心轉(zhuǎn)子3配置成通過所謂的逆流分離清潔曲軸箱氣體，其中，污染曲軸箱氣體從轉(zhuǎn)子3外部徑向地并且因此朝向中心出口室11引導(dǎo)到分離盤6之間的中間空間7中。第二端壁9的中心部分具有貫穿其的、繞著轉(zhuǎn)子軸10分布的多個開孔12，以便中心出口室11可與固定氣體出口 13，13’和13”連通以便排放來自離心轉(zhuǎn)子3的清潔曲軸箱氣體。第二端壁9進(jìn)一步具有環(huán)形凸緣14，其朝向氣體出口 13，13’和13”軸向地延伸，并且配置成與氣體出口 13，13’和13”上的管狀元件15b上的相似環(huán)形凸緣15a配合。因此，清潔曲軸箱氣體從中心出口室11導(dǎo)引到固定氣體出口 13，13’和 13”。在圖I中示出的第一實施例中，固定氣體出口 13布置在氣門蓋5內(nèi)的空間4中。風(fēng)扇葉輪16設(shè)置在延伸到氣體出口 13中的轉(zhuǎn)子軸10的第一端部處，并且圍繞風(fēng)扇葉輪16的氣體出口 13的部分構(gòu)造為風(fēng)扇外殼17。氣體出口 13進(jìn)一步包括出口管18b，其連接于風(fēng)扇外殼17，并且配置成通過氣門蓋5中的管引穿部或開孔5a將曲軸箱氣體指引離開空間4。氣體出口 13中的風(fēng)扇葉輪16構(gòu)造成從出口室11泵送曲軸箱氣體并且通過風(fēng)扇外殼17的出口管18b離開。在逆流分離器中，該分離盤疊堆6在與期望的流向相反的方向上將泵送作用施加在氣流上，從而在操作期間通過這種離心轉(zhuǎn)子3引起流動阻力或壓降。因此，風(fēng)扇16適合于至少補(bǔ)償與穿過轉(zhuǎn)子3的氣流相關(guān)的壓降。圖I示意性地示出了電馬達(dá)19，其驅(qū)動地連接于離心轉(zhuǎn)子3并且安裝在氣門蓋5的外部上。馬達(dá)19連接于轉(zhuǎn)子軸10的第二端部，其延伸穿過氣門蓋5中的軸引穿部。軸通路包括具有兩個軸承20a, 20b和軸承支撐件21的軸承單元,兩個軸承20a, 20b和軸承支撐件21布置在氣門蓋5中以經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸10可旋轉(zhuǎn)地支撐離心轉(zhuǎn)子3。所述兩個軸承20a和20b并排地軸向地布置在軸承支撐件21中。如圖I所示，轉(zhuǎn)子軸10僅由與氣門蓋5中的軸通路相關(guān)的軸承單元支承。結(jié)果是用于整個離心轉(zhuǎn)子3的簡單支撐裝置。然而，如果需要，另一個軸承單元(未示出)可在氣體出口 13內(nèi)設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸10的第一端部處，以便離心轉(zhuǎn)子3在該分離盤疊堆6的兩側(cè)被支撐。在圖2中示出的第二實施例中，固定氣體出口 13’采取管狀元件15b的形式，管狀 元件15b限定用于清潔曲軸箱氣體的出口管18a。在氣門蓋5中，存在開孔5a，出口管18a連接于開孔5a，以便清潔曲軸箱氣體可指引離開氣門蓋5內(nèi)的空間4。管狀元件15b在氣門蓋5的開孔5a周圍的區(qū)域中直接連接于氣門蓋5，朝向離心轉(zhuǎn)子3的第二端壁9上的環(huán)形凸緣14軸向向內(nèi)延伸，并且具有呈配合環(huán)形凸緣15a的形式的自由端部。如上所述，凸緣14和15a配置成配合，以便將清潔曲軸箱氣體從離心轉(zhuǎn)子3中的中心出口室11導(dǎo)引到固定氣體出口 13’。圖2示出了延伸到圍繞軸承單元的管狀元件15b中的轉(zhuǎn)子軸10的第一端部，該軸承單元包括第一軸承20a’和軸承支撐件21a，第一軸承20a’和軸承支撐件21a配置成經(jīng)由管狀元件15b在氣門蓋5中可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子軸10。在管狀元件15b中，軸承支撐件21a由凸緣支撐，該凸緣在軸承支撐件21a和管狀元件15b之間徑向地延伸，并且具有貫穿其的多個孔22，其繞著軸承支撐件21a分布，并且配置成指引清潔曲軸箱氣體經(jīng)過出口管18a中的軸承支撐件21a。轉(zhuǎn)子軸10的第二端部布置在空間4中并且支撐渦輪轉(zhuǎn)輪19’。因此，轉(zhuǎn)子軸10驅(qū)動地連接于進(jìn)一步包括噴嘴(未示出)的液壓馬達(dá)，該噴嘴位于空間4中，并且配置成朝向渦輪轉(zhuǎn)輪19’導(dǎo)向液體(例如，加壓油)的噴射，用于渦輪葉輪19’和離心轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)。在該分離盤疊堆6和渦輪轉(zhuǎn)輪19’之間，轉(zhuǎn)子軸10由布置在氣門蓋5內(nèi)的空間4中的壁元件21b中的第二軸承20b’支承。在第二實施例中，離心轉(zhuǎn)子3因此在該分離盤疊堆6的相應(yīng)側(cè)由第一軸承20a’和第二軸承20b’可旋轉(zhuǎn)地支撐。在圖3中示出的第三實施例中，離心轉(zhuǎn)子3布置用于在曲軸箱5’內(nèi)旋轉(zhuǎn)。曲軸箱5’內(nèi)的空間4’配置成包含高達(dá)一定水平的呈液體形式的油。然而，轉(zhuǎn)子3布置在配置成包含曲軸箱氣體的空間4’的部分中。因此，示出的離心分離器2位于所述油水平上方的適當(dāng)距離處，以便不存在離心轉(zhuǎn)子3與液體油接觸或填充有液體油的風(fēng)險。圖3示出了設(shè)置有管狀元件15b的固定氣體出口 13”，管狀元件15b限定用于清潔曲軸箱氣體的出口管18a。在曲軸箱5’中，存在開孔5’ a，出口管18a連接于開孔5’ a，以便清潔曲軸箱氣體可指引離開曲軸箱5’內(nèi)的空間4’。管狀元件15b在曲軸箱5’的開孔5’a附近的區(qū)域中直接連接于曲軸箱5’，并且朝向離心轉(zhuǎn)子3的第二端壁9上的環(huán)形凸緣14徑向向內(nèi)延伸，并且管狀元件15b的自由端部采取配合環(huán)形凸緣15a的形式。如上所述，凸緣14和15a配置成配合，以便將清潔曲軸箱氣體從離心轉(zhuǎn)子3中的中心出口室11導(dǎo)引到固定氣體出口 13”。轉(zhuǎn)子軸10軸向地延伸穿過管狀元件15b，并且通過曲軸箱5’的開孔5’ a從曲軸箱5’延伸出去。轉(zhuǎn)子軸10在曲軸箱5’緊鄰?fù)獠恐物L(fēng)扇葉輪16，其中，氣體出口 13”包括風(fēng)扇外殼17，其圍繞風(fēng)扇葉輪16，布置在曲軸箱5’外部，并且配置成經(jīng)由曲軸箱5’中的開孔5’a與所述出口管18a連通。氣體出口 13”進(jìn)一步包括出口管18b，其連接于風(fēng)扇外殼17并且配置成將曲軸箱氣體指引離開風(fēng)扇外殼17。如先前所述，風(fēng)扇葉輪16構(gòu)造成從離心轉(zhuǎn)子3中的出口室11泵送曲軸箱氣體并且通過固定氣體出口 13’離開。因此，風(fēng)扇葉輪16可適合于至少補(bǔ)償與穿過離心轉(zhuǎn)子3的氣流相關(guān)的所述壓降。可選地，在不需要以上壓降補(bǔ)償?shù)那闆r下，風(fēng)扇葉輪16可從該實施例全部省略。圖3示意性地示出了電馬達(dá)19，其驅(qū)動地連接于離心轉(zhuǎn)子3并且安裝在風(fēng)扇外殼17的外部。馬達(dá)19連接于轉(zhuǎn)子軸10的第一端部,其延伸穿過風(fēng)扇外殼17中的軸引穿部。在第三實施例中，離心轉(zhuǎn)子3在該分離盤疊堆6的兩側(cè)被支承。延伸到管狀元件15b中的轉(zhuǎn)子軸10的部分由包括第一軸承20a’和軸承支撐件21a的軸承單元支承，第一軸承20a’和軸承支撐件21a配置成經(jīng)由管狀元件15b支撐轉(zhuǎn)子軸10，用于在曲軸箱5’中旋轉(zhuǎn)。在管狀元件15b中，軸承支撐件21a由凸緣支撐，該凸緣在軸承保持器21和管狀元件15b之間徑向地延伸，并且具有貫穿其的多個孔22，其繞著軸承支撐件21a分布，并且配置成指引清·潔曲軸箱氣體經(jīng)過出口管18a中的軸承支撐件21a。轉(zhuǎn)子軸10的第二端部由布置在曲軸箱5’內(nèi)的空間4’中的壁元件21b中的第二軸承20b’支承。以上描述和在附圖中示出的裝置以在下面說明的方式工作，用于從曲軸箱氣體清潔掉密度比氣體更高的懸浮在其中的顆粒(污染物)。在該情況下，污染物具有兩種類型，即，例如煙灰顆粒的固體顆粒和例如油顆粒的液體顆粒。馬達(dá)19，19’保持離心轉(zhuǎn)子3在空間4，4’內(nèi)的旋轉(zhuǎn)?？臻g4，4’中的污染曲軸箱氣體從該分離盤疊堆6的外周直接引導(dǎo)到在分離盤6之間的中間空間7中。從那里開始，氣體朝向轉(zhuǎn)子的中心出口室11徑向向內(nèi)流動。當(dāng)氣體在分離盤6之間流動時，旋轉(zhuǎn)通過離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而給予氣體。因此，懸浮在氣體中的顆粒由離心力導(dǎo)致朝向分離盤的內(nèi)側(cè)(即，面向旋轉(zhuǎn)軸線R的截頂錐形分離盤的側(cè)面)移動并且與其接觸。在與分離盤接觸之后，顆粒變得由分離盤攜帶并且在此后主要由離心力作用，該離心力使它們沿著分離盤的內(nèi)側(cè)徑向向外移動。當(dāng)它們到達(dá)分離盤的圓周邊緣時，顆粒從離心轉(zhuǎn)子3向外推進(jìn)并且因此返回到空間4，4’。相鄰分離盤6之間的每個中間空間中的、已經(jīng)消除顆粒的曲軸箱氣體繼續(xù)徑向向內(nèi)移動到離心轉(zhuǎn)子3中的中心出口室11。然而，離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致在流動穿過分離盤6之間的中間空間7的氣體上的流動阻力。換言之，離心轉(zhuǎn)子3在與穿過離心轉(zhuǎn)子的期望流向相反的方向上將泵送作用施加在氣流上。如果在操作期間，供應(yīng)到空間4，4’的形成曲軸箱氣體在其中產(chǎn)生足夠高的氣體壓力，則盡管存在所述流動阻力，但是它將導(dǎo)致朝向中心出口室11徑向向內(nèi)流動并且通過氣體出口 13’離開。然而，發(fā)動機(jī)定尺寸成使得空間4，4’內(nèi)的壓力需要保持在特定壓力范圍內(nèi)，即，壓力不應(yīng)當(dāng)允許上升到某一正壓力之上，或者下降到某一負(fù)壓力之下。如果空間4，4’中的容許正壓力不足以推動曲軸箱氣體穿過旋轉(zhuǎn)離心轉(zhuǎn)子，則裝置可設(shè)置有位于離心轉(zhuǎn)子下游的所述風(fēng)扇葉輪16以補(bǔ)償與穿過離心轉(zhuǎn)子的氣流相關(guān)的壓降。因此，旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉輪16在操作期間抽吸曲軸箱氣體穿過離心轉(zhuǎn)子3。清潔曲軸箱氣體通過氣體出口 13，13’和13”離開轉(zhuǎn)子3的出口室11。
本發(fā)明不受限于涉及的實施例，而是可在下面提出的權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化和修改。在涉及的實施例中，離心轉(zhuǎn)子水平地布置在空間中，但是它還可豎直地布置在其中。因此，離心轉(zhuǎn)子可例如配置成經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸和壁中的軸承單元或經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸和位于空間外部的馬達(dá)懸掛在氣門蓋中。截頂錐形分離盤還可定向成使得它們的內(nèi)側(cè)面向氣體出口(如附圖所示)或背向氣體出口。如果它們背向氣體出口，則第一端壁8將反而設(shè)置有貫穿其的多 個開孔，以便中心出口室可與氣體出口連通以便排放來自離心轉(zhuǎn)子的清潔氣體。
權(quán)利要求
1.一種用于清潔燃燒式發(fā)動機(jī)處的污染氣體的裝置，所述裝置(I)包括離心分離器(2)，用于從所述氣體清潔掉呈固體或液體顆粒的形式的懸浮在其中的污染物，所述離心分離器⑵包括 離心轉(zhuǎn)子(3)，其通過驅(qū)動裝置(19，19’)能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)并且配置成使所述氣體旋轉(zhuǎn)，其中，所述離心轉(zhuǎn)子(3)包括截頂錐形分離盤疊堆￠)，其以相互間隔布置，以便它們在它們之間限定用于所述氣體流動穿過的中間空間(7)； 出口室(11)，其居中地布置在所述分離盤疊堆內(nèi)并且與所述中間空間(7)連通，由此所述離心轉(zhuǎn)子(3)構(gòu)造成用于逆流分離，使得所述污染氣體被導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)，并且從所述分離盤疊堆(6)外部徑向地引導(dǎo)到所述中間空間(7)中，并且朝向所述中心出口室(11)引導(dǎo)到其中；和 氣體出口(13，13’，13”)，其與所述出口室(11)連通并且配置成指引來自所述離心轉(zhuǎn)子(3)的清潔氣體， 其特征在于， 所述離心轉(zhuǎn)子(3)上的所述分離盤疊堆(6)布置成用于在空間(4，4’)中旋轉(zhuǎn)，所述空間(4，4’ )形成在所述發(fā)動機(jī)內(nèi)并且配置成接收所述污染氣體，所述分離盤之間的所述中間空間(7)與所述空間(4，4’)直接連通，并且所述氣體出口(13，13’，13”)配置成通過限定所述空間的壁(5，5，)將所述清潔氣體指引離開所述空間(4，4’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(19，19’)配置成使得所述離心轉(zhuǎn)子的速度相對于所述發(fā)動機(jī)的速度是可變的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置是馬達(dá)(19，19’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(19)位于所述空間(4，4’ )外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項所述的裝置，其特征在于，軸承單元(20a，20a’，20b，21，21a)設(shè)置在所述空間的限定壁(5，5’)中以在所述壁(5，5’)中可旋轉(zhuǎn)地支撐所述離心轉(zhuǎn)子(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，另一個軸承單元(20b’，21b)設(shè)置在所述空間(4,40中，并且所述軸承單元(20a’，20b’，21a，21b)配置成在所述分離盤疊堆(6)的相應(yīng)側(cè)可旋轉(zhuǎn)地支撐所述離心轉(zhuǎn)子。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的裝置，其特征在于，所述離心轉(zhuǎn)子(3)經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸(10)驅(qū)動地連接于所述驅(qū)動裝置(19)，所述轉(zhuǎn)子軸(10)延伸穿過所述空間的限定壁(5，5，)中的軸引穿部，所述軸引穿部構(gòu)造有所述壁(5，5’ )中的所述軸承單元(20a，20a’，20b，21，21a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的裝置，其特征在于，所述離心轉(zhuǎn)子(3)僅在所述壁(5，5，)中的所述軸承單元(20a，20a’，20b，21，21a)中可旋轉(zhuǎn)地支撐。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述氣體出口(13)經(jīng)由軸向端壁(9)與所述出口室(11)連通，所述軸向端壁(9)位于所述分離盤疊堆上，并且關(guān)于所述壁(5)中的所述軸承單元(20a，20b，21)較遠(yuǎn)地布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至8中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述氣體出口(13’，13”)經(jīng)由軸向端壁(9)與所述出口室(11)連通，所述軸向端壁(9)位于所述分離盤疊堆上，并且關(guān)于所述壁(5，5’ )中的所述軸承單元(20a’，21a)較近地布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述氣體出口(13’，13”)具有管狀元件(15b)的形式，所述管狀元件(15b)圍繞所述壁(5,50中的所述軸承單元(20a’，21a)，并且連接于所述空間的限定壁(5，5’)，所述氣體出口形成出口管(18a)，所述軸承單元(20a’，21a)的軸承支撐件(21a)配置在所述出口管(18a)中，使得清潔氣體可指引經(jīng)過所述出口管(18a)中的所述軸承支撐件(21a)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述馬達(dá)是電馬達(dá)(19)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述馬達(dá)是液壓馬達(dá)(19’)或氣動馬達(dá)，其配置成借助于在操作期間通過所述燃燒式發(fā)動機(jī)加壓的流體旋轉(zhuǎn)所述離心轉(zhuǎn)子(3)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述馬達(dá)包括布置在所述空間(4，4’) 中并且連接于所述離心轉(zhuǎn)子(3)的渦輪(19’)，并且包括管，用于將所述加壓流體供應(yīng)到位于所述空間(4，4’ )中并且導(dǎo)向所述渦輪(19’ )的孔口，以便使渦輪轉(zhuǎn)輪和因此所述離心轉(zhuǎn)子⑶旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述加壓流體是用于所述燃燒式發(fā)動機(jī)的潤滑劑。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述離心分離器(2)包括風(fēng)扇(16，17)，其位于所述分離盤疊堆(6)下游，并且適合于補(bǔ)償與穿過所述離心轉(zhuǎn)子(3)的氣流相關(guān)的壓降。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述風(fēng)扇配置在所述氣體出口(13，13”)中，所述氣體出口設(shè)置有圍封布置在轉(zhuǎn)子軸(10)上的風(fēng)扇葉輪(16)的風(fēng)扇外殼(17)，所述轉(zhuǎn)子軸(10)屬于所述離心轉(zhuǎn)子(3)并且延伸到所述風(fēng)扇外殼(17)中。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，形成在所述燃燒式發(fā)動機(jī)內(nèi)的所述空間(4)由所述發(fā)動機(jī)的蓋(5)(諸如氣門蓋、正時鏈殼體或飛輪外殼)限定。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述污染氣體是從所述燃燒式發(fā)動機(jī)的曲軸箱(5，)排出的曲軸箱氣體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，形成在所述燃燒式發(fā)動機(jī)內(nèi)的所述空間(4’)是所述發(fā)動機(jī)的曲軸箱(5，)或形成在發(fā)動機(jī)體內(nèi)并且配置成與所述曲軸箱(5’)連通的空間。
全文摘要
一種用于清潔來自燃燒式發(fā)動機(jī)的污染氣體的裝置(1)，該裝置包括具有離心轉(zhuǎn)子(3)的離心分離器(2)，該離心轉(zhuǎn)子(3)配置成使污染氣體旋轉(zhuǎn)。離心轉(zhuǎn)子(3)包括截頂錐形分離盤疊堆(6)，其以相互間隔布置，以便它們在它們之間限定用于氣體流動穿過的中間空間(7)。出口室(11)居中地布置在該分離盤疊堆(6)內(nèi)，由此離心轉(zhuǎn)子(3)構(gòu)造用于逆流分離。離心分離器包括氣體出口(13)，其與出口室(11)連通并且適合于排放來自離心轉(zhuǎn)子的清潔氣體。該分離盤疊堆(6)布置成用于在空間(4)中旋轉(zhuǎn)，該空間(4)形成在燃燒式發(fā)動機(jī)內(nèi)并且配置成接收污染氣體，為此，分離盤(6)之間的中間空間(7)與空間(4)直接連通，并且氣體出口(13)配置成通過限定空間的壁(5)將清潔氣體指引離開空間。
文檔編號B04B5/08GK102821866SQ201180017914
公開日2012年12月12日 申請日期2011年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者S.什佩西, O.特恩布洛姆 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司