(57)【要約】  内燃機関からのクランクケースガスを遠心分離機（１４）によって洗浄するための装置であって、遠心分離機がロータ（２２）を有するハウジング（１６）を備え、ロータが、ハウジング内に回転可能に支持されるとともに、複数の厳密に分離された分離ディスク（２０）を有する装置。ハウジング（１６）は、内燃機関のバルブカバーの対応する開口上にわたってハウジング（１６）を直接に装着するべく形成される界面を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からのクランクケースガスを遠心分離機（１４）によって洗浄する洗浄装置であって、
前記遠心分離機が、
ハウジング（１６）と、
前記ハウジング（１６）内に配置されるとともに中心ガス流シャフト（２６）を画成する複数の厳密に分離された分離ディスク（２０）を有するロータ（２２）であって、前記中心ガス流シャフト（２６）が、前記ディスク要素（２０）間の介在空間と前記ハウジングによって画成されるロータ（２２）の周囲のキャビティ（６０）とに連通する、ロータ（２２）と、
前記ロータ（２２）の回転のための駆動装置（６８）と、
クランクケースガスのための前記ハウジングにおける入口（６２）と、
洗浄されたクランクケースガスのための前記ハウジングにおける出口（３８）と、
分離されたオイルのための前記ハウジングにおける出口（８０）と
を備える、洗浄装置において、
前記ハウジング（１６）が、内燃機関（１０）のバルブカバー（１２）上に前記ハウジング（１６）を直接に装着するべく形成される界面（１９）を有し、
前記ハウジングの前記ガス入口（６２）が、前記遠心分離機のガス入口チャンバ（２６）と連通する下流側開口（６４）と、前記界面に位置され且つ前記バルブカバー（１２）の開口を介して前記バルブカバーにより画成される空間内のクランクケースガスと直接に連通する上流側開口（６６）とを有することを特徴とする、洗浄装置。
【請求項２】
前記ロータ（２２）と前記バルブカバー（１２）から離れた前記ハウジング（１６）の壁部との間のキャビティ内に略半円筒状の中間壁（５２）が配置され、前記中間壁（５２）と前記壁部との間の空間が、前記ハウジングのガス出口（３８）と連通するシールドチャンバ（５８）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記中間壁（５２）の一端が円錐台の形態を成す端壁（５４）と一体に形成され、前記端壁（５４）の中心が前記ロータ（２２）の中心軸と一致することを特徴とする、請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記ロータ（２２）が、前記ハウジング（１６）の前記キャビティ内に挿入されて取り付けられ得る別個のフレーム（３２）内で回転可能に支持されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記ロータを支持する前記フレーム（３２）が、前記ハウジングの前記界面（１９）に位置される開口と一致し且つ分離されたオイルを前記バルブカバー（１２）によって画成される空間内のオイル収集トラフ（７８）内へと排出するための開口（８０）を有することを特徴とする、請求項４に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記フレーム（３２）が、ガス出口ダクト（３８）を画成し且つ前記ハウジングの前記シールドチャンバ（６０）と連通する端部部品（３４）を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記駆動装置が、前記ロータ（２２）に接続された駆動シャフト（５０）に対して結合される油圧駆動タービンホイール（４８）から構成される装置において、前記タービンホイール（４８）が、前記フレーム（３２）と一体に形成されるタービンハウジング（４６）内に支持されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記タービンハウジング（４６）が、前記ハウジングの前記界面（１９）に位置される開口と一致し且つ前記バルブカバーによって画成される空間内のオイル収集トラフ（７８）内へとタービン駆動オイルを排出するための少なくとも１つの開口（７６）を有することを特徴とする、請求項７に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記タービンホイール（４８）の中心にある軸方向ダクト（７２）が、一方では、前記タービンホイールの外周で略接線方向に向けられたオイル出口ノズル（６８）と連通し、他方では、エンジンの通常の加圧潤滑油回路に接続されるオイル供給ダクト（７０）と連通することを特徴とする、請求項７または８に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
略接線方向に向けられた前記オイル出口ノズル（６８）が、前記タービンホイール（４８）の面から離れる角度を成して方向付けられることを特徴とする、請求項９に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記タービンハウジング（４６）が、前記ガス出口ダクト（３８）を画成する前記端部部品（３４）と対向して位置される前記フレームの端部部品（３６）によって画成されることを特徴とする、請求項６との組み合わせにおける請求項７〜１０のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
前記駆動装置が、前記ハウジングの外側に装着され且つ前記ロータに接続された駆動シャフトに対して結合される電動機から構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１３】
前記ロータの前記分離ディスク（２０）が円錐台ディスク要素の形状を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１４】
前記ロータの前記分離ディスクが略インボリュート軸ディスクの形状を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関からのクランクケースガスを遠心分離機によって洗浄するための洗浄装置に関する。この遠心分離機は、ハウジングと、ハウジング内に配置されるとともに中心ガス流シャフトを画成する複数の厳密に分離された分離ディスクを有するロータであって、上記中心ガス流シャフトが、ディスク要素間の介在空間とハウジングによって画成されるロータの周囲のキャビティとに連通する、ロータと、ロータの回転のための駆動装置と、クランクケースガスのためのハウジングにおける入口と、洗浄されたクランクケースガスのためのハウジングにおける出口と、分離されたオイルのためのハウジングにおける出口とを備えるものである。
【背景技術】
【０００２】
前述のタイプの装置は、Ｍｅｓｓｒｓ．  Ｈａｌｄｅｘ／Ａｌｆｄｅｘにより製造される“Ａｌｆｄｅｘ  Ｏｉｌ  Ｍｉｓｔ  Ｓｅｐａｒａｔｏｒ”の形態で公知である。このクランクケースガスクリーナは、内燃機関のエンジンブロックの側部に装着するように形成され、そのため、バルブカバーにより囲まれ且つ未処理のクランクケースガスが一般にそこから得られる空間と遠心分離機のハウジング上の入口との間でクランクケースガスのための別個の外部供給ラインを延ばす必要がある。また、クランクケースガスクリーナのこの側部装着は、冷たい屋外作動状態でエンジンを始動させる際にクリーナが最適な作動温度に達するまでに比較的長い時間を要することを意味しており、そのため、特に凝縮の問題を軽減するべく、装置の構成要素を別個に断熱することが必要となる場合もある。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的は、内燃機関からのクランクケースガスを遠心分離機によって洗浄するための装置であって、洗浄されるべきクランクケースガスの供給のために外部ラインを延在させる必要がなく、適切な作動温度まで急速に加熱できるように形成されて配置される装置を提供することである。この目的のため、本発明に係る装置は、独立請求項１に定められる特徴によって特徴付けられる。したがって、ハウジングは、内燃機関のバルブカバー上にハウジングを直接に装着するべく形成される界面を有し、これに加え、ハウジングのガス入口は、遠心分離機のガス入口チャンバと連通する下流側開口と、界面に位置され且つバルブカバーの開口を介してバルブカバーにより画成される空間内のクランクケースガスと直接に連通する上流側開口とを有する。これにより、洗浄装置は、熱いクランクケースガスによって直接に所要作動温度まで急速に加熱され得る。
【０００４】
本発明の他の目的は、エンジンのバルブカバーに対するその急速な組み立ておよび装着を容易にするためにモジュール構造のガス洗浄装置を提供することである。この目的のため、ロータは、ハウジングのキャビティ内に挿入して取り付けることができる別個のフレーム内に回転可能に支持される。
【０００５】
本発明の更なる目的は、ロータが油圧駆動タービンホイールによって回転されるように形成される場合において、このロータを、フレームと一体形成され且つ遠心分離機によって分離されるオイルの流出によりタービンホイールが内部で影響されることなく機能できるタービンハウジング内に支持することである。
【０００６】
本発明に係る装置の更なる特徴および利点は、添付図面を参照して、以下の詳細な説明および従属特許請求項に記載される。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【０００７】
図１には、概略的に表わされた内燃機関が全体的に１０で示されており、この内燃機関は、エンジンクランクケースガスを洗浄するためにそのバルブカバー１２の上端に直接に装着される本発明に係る遠心タイプの洗浄装置１４を有している。洗浄装置１４はハウジング１６を備えており、ハウジング１６は、当該ハウジング１６およびその内部に封入されたハウジングの構成要素をバルブカバー１２に対して固定するための装着プレート１８と一体に形成される。ハウジング１６および装着プレート１８は界面１９を有しており、界面１９は、対応するバルブカバー１２に準じて構成されるとともに、未処理のクランクケースガスをハウジング１６内へ導入するため、および、洗浄されたクランクケースガスを排出するため、並びに、析出されたオイルをバルブハウジングを介してエンジン潤滑油システムへ戻すための上記バルブカバーの開口に準じて構成される。
【０００８】
ハウジング１６は、複数の分離ディスク２０を支えるロータ２２を囲繞して支持するように形成される。分離ディスク２０は、円錐台形状を成しており、洗浄されるべきクランクケースガスのための介在フローダクトと共に互いに対して密接に積層される。ディスク２０は、複数の周方向に離間された軸方向に細長い心出しロッド２４に螺合されるとともに、洗浄されるべきクランクケースガスのための中心入口シャフト２６を画成する。端部ディスク２８，３０は、それらの間に挟持される円錐ディスク２０を保持する。ロータ２２は、第１の端部部品３４を一端に有し且つ第２の端部部品３６を他端に有する別個のフレーム３２（図４）内に支持される。第１の端部部品３４は、洗浄されたクランクケースガスのためのガス出口ダクト３８を画成し、一方、第２の端部部品３６は２つの別個の壁部４０，４２を有しており、これらの壁部は、それらの間に、ロータ２２の回転のためのタービンホイール４８を収容するチャンバ４６をカバー部品４４と共に画成する。ロータ２２は、そのシャフト５０により、端部部品３６の壁部４０，４２およびカバー部品４４内に回転可能に支持される。
【０００９】
図２，４，５から分かるように、略半円筒状の中間壁５２は、バルブカバー１２から離れたその側で所定距離を隔ててロータ２２の外面を取り囲むように形成される。中間壁５２の一端は、円錐台の形態を成す端壁５４と一体に形成され、端壁は、その中心がロータ２２の中心軸と一致するとともに、第１の端部部品３４に対して固定される。中間壁５２の他端は、中間壁５２を端部部品３６に対して固定するための取付具５６を有している。これにより、中間壁５２の外面とハウジング１６の対向する内面との間には、第１の端部部品３４のガス出口ダクト３８と連通し且つ中間壁５２の内側の乱流空間６０から遮断される空間５８が形成される。また、これは、ロータ２２が回転するときにロータ２２における空気摩擦も減少させる。
【００１０】
装着プレート１８において、ハウジング１６は、下側からフレーム３２を示す図６から分かるように、フレーム３２の下側部品の外周形態にほぼ対応する形状の開口を有している。これにより、フレーム３２およびフレーム内に装着されるロータ２２を、関連する構成要素と共に、ハウジング１６内の所定位置に挿入してハウジング内に固定することができる（図２および図５参照）。
【００１１】
図２および図３から最も良く分かるように、ハウジング１６は、未処理のクランクケースガスのためのガス入口６２を有している。ガス入口６２は、ロータ２２の中心入口シャフト２６に隣接する下流側開口６４と、ハウジング１６とバルブカバー１２との間の界面に位置される上流側開口６６（図６におけるフレーム３２の開口６６参照）とを有している。また、洗浄されたクランクケースガスのための第１の端部部品３４の出口ダクト３８も、洗浄されたガスをエンジン燃料／空気吸込口へ戻すための戻しライン（図示せず）と連通している。
【００１２】
本発明に係る装置の好ましい実施形態によれば、ロータ２２は、エンジン潤滑油システムの圧力を通じてチャンバ４６内に支持されるタービンホイール４８によって油圧駆動される。このため、タービンホイール４８は、入口ライン７０、軸方向パイプ７２、および、ホイール４８の径方向ダクト７３を介して油圧オイルが供給されるほぼ接線方向に向けられた出口ノズル６８を有している。入口ライン７０は、接続部７４を介して油圧オイル回路（図示せず）に対して適切に結合される。出口ノズル６８は、ホイール４８が回転するときにノズル６８からのオイルジェットにより生じるオイルスプレーを抑えるために、径方向の面から壁部４０，４２のうちのいずれか一方の内面およびカバー部品４４におけるその延在部へ向けて幾分斜め外側に適切に方向付けられる。ノズル６８からのオイルは、フレーム３２の裏面にある開口７６を介してバルブカバー１４の下側の空間へと流れて戻る。
【００１３】
本発明に係る装置は以下のように機能する。すなわち、内燃機関１０の始動時、入口ライン７０、軸方向パイプ７２、および、ホイール４８の径方向ダクト（図示せず）を介して油圧オイルがタービンホイール４８へと流れ込み、それにより、遠心分離機１４のロータ２２が急速回転に設定される。同時に、オイル粒子と混合された熱いクランクケースガスがエンジンクランクケースからバルブカバー１２の下側の空間へとダクトを介して流れ、そこから、ガスは、開口６６、入口６２、および、開口６４を介して、ロータ２２の中心入口シャフト２６内へと直接に引き込まれる。ロータ２２の急速回転により、未処理のクランクケースガスが、隣接する円錐分離ディスク２０間の隙間へと押し出され、その結果、ガス中のオイル粒子は、ディスク２０の外周へ向かって流出する前に、ディスク２０の内側対向面によって捕らえられる。この場合、集められたオイル粒子および液滴は、その後、中間壁５２の内面へ向け、これにより覆われないハウジング１６の内面の部分上へと吐出される。中間壁５２およびハウジング壁上に集められたオイルは、その後、フレーム３２の大きいオイル出口開口８０を介して、バルブカバー１２により画成される空間内の概略的に示される収集トラフ７８内に流れ落ち、その後、オイルは、エンジン潤滑油回路へと戻ることができる。また、ロータ２２から分離されたオイルも、開口８０から外れて位置されるロータ３２の部分からトラフ７８内へと直接に流下される。ロータ２２の外周から流出するオイル粒子が無い洗浄されたガスは、主として、中間壁５２とハウジング１６の対向部分の内面との間のスプレー保護された空間を介してハウジング１６から流出することができ、そこから、ガスは、第１の端部部品３４の出口ダクト３８を介して、エンジン１０の燃料／空気吸込口へ向かう戻しライン（図示せず）へと導出され得る。
【００１４】
内燃機関のバルブカバーの対応する開口の上端に位置されるハウジングの能動遠心クリーナの本発明に係る装置によれば、１年の寒い季節に始動する際、クリーナ内およびクリーナの構成要素内のオイルの急速直接加温を行なうことにより、クリーナにおける凝縮および詰まりの問題を回避することができる。また、クランクケースガスおよびオイルを供給して除去するためにクリーナへと外部ラインを延ばし且つクリーナから外部ラインを延ばすことも必要なくなり、そのため、装置全体の設計構造が高価になったり、冷たい周囲温度での始動時に問題を引き起こしたりすることもなくなる。装置の構成要素は、装置の駆動装置を含み、モジュールユニットの形態で容易に組み立てることができ、それにより、バルブカバー上の接続部に対して直接に取り付けることができるユニットを形成することができる。
【００１５】
前述した好ましい実施形態では、タービンホイール４８によってロータ２２が油圧駆動されるが、本発明の範囲から逸脱することなく、電動機を代わりに使用することができる。また、ロータ２２の円錐台ディスク要素２０の代わりに、軸方向に延びる複数の略インボリュートディスク要素を使用できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】内燃機関のバルブカバー上に直接に装着される本発明に係るクランクケースガスのための洗浄装置の概略斜視図である。
【図２】遠心分離機が内部に装着されて成る図３のハウジングの線II−IIに沿う縦断面図である。
【図３】本発明に係るクランクケースガスクリーナのハウジングの平面図である。
【図４】遠心分離機のそのハウジングを伴わない分解斜視図である。
【図５】挿入可能ユニットを形成するように組みつけられる遠心分離機、および、上記ユニットが取り付けられるべきハウジングの分解斜視図である。
【図６】ロータが装着されるべきフレームの下側から見た平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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