(57)【要約】本発明は、内燃機関のクランクケース換気装置によって解放されるクランクケースガス流内を導かれる小油滴を分離するために、前記ガス流によって少なくとも部分的に通流される少なくとも１つの分離エレメントを収蔵するオイル分離装置に関する。本発明の構成手段は、分離エレメント（６）が、プラスチックから成る顆粒（２２）を収蔵している点にある。この構成手段によって、より小さな油滴の高い分離度が得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクケース換気装置によって解放されるクランクケースガス流内を導かれる小油滴を分離するためのオイル分離装置であって、ガス流によって少なくとも部分的に通流される少なくとも１つの分離エレメントが設けられている形式のものにおいて、分離エレメント（６）が、プラスチックから成る顆粒（２２）を収蔵していることを特徴とするオイル分離装置。
【請求項２】
顆粒（２２）が緊密にパックされており、かつ顆粒粒子から部分的に突出する繊維を含んでいる、請求項１記載のオイル分離装置。
【請求項３】
繊維がガラス繊維を含んでいる、請求項２記載のオイル分離装置。
【請求項４】
プラスチックが少なくとも１つの熱可塑性物質を含んでいる、請求項２又は３記載のオイル分離装置。
【請求項５】
プラスチックがポリアミドから成っている、請求項４記載のオイル分離装置。
【請求項６】
顆粒（２２）が、直径約２．５〜３．５ｍｍの押出成形された円筒形の粒子を含んでいる、請求項１から５までのいずれか１項記載のオイル分離装置。
【請求項７】
顆粒（２２）が粉砕物であり、かつ構造化された表面を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のオイル分離装置。
【請求項８】
顆粒（２２）が、ケーシング（２）内に装填された交換可能なカートリッジ（６）内に収蔵されており、該カートリッジの、少なくとも流入側及び流出側の壁（１４，１６）に、ガス流のための流動開口（１３）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載のオイル分離装置。
【請求項９】
カートリッジ（６）が、パーフォレーションを施した端壁（１４，１６）を備えた円筒形のスリーブとして形成されている、請求項８記載のオイル分離装置。
【請求項１０】
カートリッジ（６）の周壁（１８）が少なくとも下位の領域で、流動区間（２０）として形成されている、請求項９記載のオイル分離装置。
【請求項１１】
カートリッジ（６）が、流動方向で見て上り勾配を成してケーシング（２）内に保持されている、請求項１０記載のオイル分離装置。
【請求項１２】
流動方向で見てカートリッジ（６）の上流に、周壁（１８）と流動結合しているオイル戻し路（１２）が配置されている、請求項１１記載のオイル分離装置。
【請求項１３】
カートリッジ（６）が、流動方向で見て下り勾配を成してケーシング（２）内に保持されている、請求項１０記載のオイル分離装置。
【請求項１４】
流動方向で見てカートリッジ（６）の下流に、周壁（１８）と流動結合しているオイル戻し路（１２）が配置されている、請求項１３記載のオイル分離装置。
【請求項１５】
カートリッジ（６）がケーシング（２）内で実質的に水平に保持されている、請求項９記載のオイル分離装置。
【請求項１６】
カートリッジ（６）の周壁（１８）には下位の領域に、オイル戻し路（１２）に連通した少なくとも１つの貫通開口（３４）が設けられている、請求項１５記載のオイル分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関のクランクケース換気装置によって解放されるクランクケースガス流内を導かれる小油滴を分離除去するためのオイル分離装置（オイルセパレータ）に関する。
【０００２】
内燃機関の場合、クランクケース内の過圧はクランクケース換気によって補償されるが、その際に、換気装置によって吸出されるガスは高い濃度の炭化水素を含んでおり、従って簡単には周辺大気に放出することはできない。むしろこの「ブローバイガス」は、これを燃焼室に供給するために内燃機関の吸気管路へと戻し案内される。炭化水素の他に、ブローバイガスは、種々異なる滴粒サイズの油滴を含むオイルミスト、特に比較的小さな油滴も含んでいる。ブローバイガスが、吸気管路内に位置しているホットフィルム式エアマスセンサ（ＨＦＭ＝Heissfilm-Luftmassenmesser）を通して導かれる場合に、前記小油滴は誤測定の要因となり、その結果、内燃機関のエミッション挙動が不都合に悪化してしまうことになる。
【０００３】
この理由からこれまで、内燃機関のクランクケース換気によって解放されるクランクケースガス流内を導かれる小油滴を分離するためのオイル分離器が開発されてきた。このようなオイル分離器は、ガス流によって少なくとも部分的に貫流されるところの、例えばサイクロン、螺旋体、編組ワイヤ、ネット及びフリースの形のオイル分離エレメントを含んでいる。さらに、オイル分離のために減勢室も公知である。本発明の上位概念つまり範疇を形成するドイツ連邦共和国特許第３７０１５８７号明細書に記載されたオイル分離装置の場合、オイル分離エレメントは、ケーシング内に収蔵されたスリーブ形の編組ワイヤから成っている。
【０００４】
前記の公知オイル分離エレメントに共通な点は、実質的に比較的大きな油滴しかガス流から濾出できないこと、すなわち例えば減勢室によっては４μｍより大きな小油滴、螺旋体及びサイクロンによっては３μｍより大きな小油滴、および編組ワイヤによっては１μｍより大きな小油滴しか捕集できないことである。オイル分離器としてフリース及び電気分離器を用いれば確かに、より小さな油滴を分離することができるものの、フリースの場合には流入部と流出部との間で高い圧力損失が生じ、かつ電気分離器は比較的高価である。
【０００５】
発明の利点
オイル分離エレメント内に保持されたプラスチック顆粒は大きな分離表面を供与し、この分離表面において、特に極微細なオイル滴の分離度が高い。この分離挙動は特に、ブローバイガス量が比較的に高くて、それに伴ってホットフィルム式エアマスセンサの汚染傾向が顕著な自己着火式内燃機関の場合に殊に有利である。同時にまた、個々の顆粒粒子間の空隙が充分な流動横断面を解放するので、これに伴って流入部と流出部との間で、ガス流内における圧力損失はごく僅かにしか発生ぜず、かつオイル分離エレメントに目詰まりが生じることもない。更にまたプラスチック顆粒は、著しく低廉な材料である。
【０００６】
請求項１に記載した本発明の構成手段の有利な実施形態及び改良手段は、従属請求項２以降に列挙した手段によって明らかである。
【０００７】
特に有利な実施形態では、顆粒は緊密にパックされており、かつ、顆粒粒子から部分的に突出する繊維を含んでいる。一層高い分離度を得るために、ガラス繊維が分離表面を一層拡大している。
【０００８】
有利な実施形態では顆粒は、熱可塑性物質、例えばポリアミドから成り、かつ直径約２．５〜３．５ｍｍの押出成形された円筒形の粒子を含んでいる。択一的には顆粒は粉砕物によって形成される。粉砕された粒子は、公知のように、大きな分離面を供与する不規則で、著しく構造化された表面を有している。更にまた、顆粒は、低廉に再調製されたプラスチック材料から得られ、かつその粒度は、夫々が出会う周辺条件にほぼ任意に適合できるのが有利である。
【０００９】
顆粒は、ケーシングに嵌装された交換可能なカートリッジ内に収蔵されており、該カートリッジの、少なくとも流入側及び流出側の壁は、ガス流のための流動開口を有しているのが殊に有利である。このようなカートリッジはその場合、運転障害発生時にまたはメンテナンスの枠内で容易に交換することができる。
【００１０】
実施例の説明
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１１】
図１の概略的な断面図では、本発明によるオイル分離装置１の１つの有利な実施例が使用位置で図示されており、つまり図面において下位に図示した構成エレメントは、使用位置においても下位に組付けられている。
【００１２】
オイル分離装置１は実質的に、ケーシング２と、該ケーシング２の円筒形の中央区分４内に収蔵されたオイル分離エレメント６とから成っている。ケーシング２の中央区分は円筒形のスリーブ４として形成されており、スリーブ４の一端は流入接続管片８に、また他端は流出接続管片１０に連通しているので、オイル分離エレメント６は、流動方向で見て流入接続管片８と流出接続管片１０との間に介在されている。流出接続管片１０は鉛直方向の高さ位置の点で、流入接続管片８よりも高いレベルに配置されているので、オイル分離エレメント６は流動方向で見てケーシング２内で上り勾配を成して保持されている。
【００１３】
流入接続管片８は、内燃機関のクランクケース換気装置（クランクケースベンチレーションシステム）に連通しており、クランクケース換気装置を介してオイル分離装置１には、小油滴を内部に分散したガス流が供給される。オイル分離装置１は、ガス流内を誘導される小油滴、特に微細な油滴を、殊に鉛直なオイル戻し通路１２内へと分離するために構成されており、オイル戻し通路１２は、流動方向で見てオイル分離エレメント６の上流に配置されており、かつ流入接続管片８に連通している。流出接続管片１０は殊に有利には内燃機関の吸気通路に接続されており、吸気通路は、図面では尺度上の理由に基づいて図示を省かれている。
【００１４】
オイル分離エレメント６は例えば、ケーシング２の円筒形の中央区分４内に交換可能に嵌装されたカートリッジ６を、例えば円筒形のスリーブの形で有しており、このスリーブは、パーフォレーション（Ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ）１３を施された両端壁１４，１６を有し、これらの端壁は穴付金属薄板、編組ワイヤ、又は雌型穴を有するダイカスト部品によって形成されるのが有利である。これに対してカートリッジ６の周壁１８は、少なくとも下位域２０ではパーフォレーションを有しておらず、流動区間として形成されている。カートリッジ６の、流動方向で見て手前側の端壁１４のパーフォレーション１３を介して、オイル戻し通路１２は、傾斜した周壁１８に、特にカートリッジ６の流動区間２０に連通している。
【００１５】
カートリッジ６内には、緊密に包装された形で、プラスチックから成る、殊に繊維を含有した顆粒２２が収蔵されており、その際、繊維は、顆粒２２の粒子から僅かに突出している。顆粒は殊に熱可塑性物質、例えばポリアミドから成っており、かつ直径約２．５〜３．５ｍｍの押出成形された円筒形の粒子２２を含んでいる。しかし又、方形又は任意に成形された顆粒２２も考えられる。択一的には顆粒２２は、殊に不規則的な、かつ複雑な構造の表面を有する粉砕物によって形成される。顆粒２２は、廃棄物からリサイクルされたプラスチック材料から成っているのが殊に有利である。カートリッジ６のパーフォレーション１３が、顆粒粒子２２の大きさよりも小さな開口横断面を有しているのは勿論のことである。
【００１６】
この技術的背景に基づけば、本発明のオイル分離装置１では次の機能態様が得られる。すなわち：
矢印２４で示したようにクランクケース換気装置から流入接続管片８を通ってオイル分離装置１へと供給される、多種多様な大きさの油滴を含んだブローバイガスは、パーフォレーションが穿穴された端壁１４を通ってカートリッジ６の内部へ、かつカートリッジ６内に保持された顆粒粒子２２の間に到達する。この際に、小油滴が液粘着性に基づいて最初に顆粒粒子２２の表面に沈着する一方で、オイルから実質的に解放されたガスは、カートリッジ６の、穿穴された後方の端壁１６を通過して、流出接続管片１０を経て、別の矢印２６で示すように吸気通路へと到達する。顆粒粒子２２の表面が若干時間を経た後にオイルで飽和され、かつ重力が粘着力を克服すると、カートリッジ６内に捕捉されたオイルは、隣接する顆粒粒子に沿って重力に従って滴下し、そして流動区間２０に沿って、オイル戻し通路１２に向かって傾斜した、カートリッジ６の周壁の下位域に集合する。次いでオイルは、カートリッジ６の、穿穴された前方の端壁１４を通過して、その後実質的にガスの流動方向に対して逆方向に、ごく至近に配置されたオイル戻し通路１２内へと流入し、其処から、矢印２８で示したようにオイル溜めに供給される。
【００１７】
図２及び図３に示した本発明の別の実施例の場合、先行例に対して変更のない部分及び先行例と同等の機能を備えた部分には同一の符号を付与した。先行実施例とは異なり、図２に示した実施形態では流出接続管片１０が鉛直方向の高さ位置に関して、流入接続管片８よりも低いレベルに配置されているので、カートリッジ６はガス流の流動方向で見て下り勾配を成してケーシング２内に保持されている。それに対応してオイル戻し通路１２は、流動方向で見てカートリッジ６の下流に配置されており、従って分離オイルは流動方向に、かつ流動区間２０に沿って、傾斜した周壁１８を流過した後で、オイル戻し通路１２へ流入する。
【００１８】
図３に示したようにカートリッジ６はケーシング２内に実質的に水平に保持することもできる。その場合、流入接続管片８と流出接続管片１０は実質的に同一高さレベルに位置している。本実施形態ではケーシング２の中央区分４の下位域は漏斗３０として構成されており、漏斗３０の漏斗開口３２には、オイル戻し通路１２が下から開口している。分離されたオイルが漏斗３０内へ流入できるようにするために、漏斗３０に対向している位置している、カートリッジ６の周壁１８の下側の部分には、少なくとも１つの貫通開口３４が設けられており、かつパーフォレーション状に穿穴されているのが有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるオイル分離装置の有利な第１実施形態の概略横断面図である。
【００２０】
【図２】本発明によるオイル分離装置の有利な第２実施形態の概略横断面図である。
【００２１】
【図３】本発明によるオイル分離装置の有利な第３実施形態の概略横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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