(57)【要約】  本発明は、粒子状不純物を含んだ気体を浄化する装置および方法に関する。この装置は、気体用の入口（３）と、気体用の出口（４）と、入口と出口との間に配置されている回転部材（７）と、を有するメインセパレータ（１）を含んでいる。回転部材は、粒子状不純物の主要部分を遠心力によって気体から分離するために気体を回転させるように構成されており、粒子状不純物の残りの部分が気体内に残る。装置は、残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されている追加のセパレータ（２）を有している。追加のセパレータは静電フィルタを含んでいる。
2008501505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する装置であって、前記気体用の入口（３）と、前記気体用の出口（４）と、回転部材（７）であって、前記入口（３）と前記出口（４）との間に配置されており、ロータスピンドル（１３）と、該ロータスピンドル（１３）に取り付けられている複数の回転分離ディスク（１２）と、を有している回転部材（７）と、を有するメインセパレータ（１）を含み、前記回転部材（７）は、前記粒子状不純物の主要部分を遠心力によって前記気体から分離するために前記気体を回転させるように構成されており、前記粒子状不純物の残りの部分が前記気体内に残る、装置において、
前記残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されている追加のセパレータ（２）を含んでおり、前記追加のセパレータ（２）は静電フィルタを含んでいることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記静電フィルタは、第１の極部材（４１）と、第２の極部材（４２）と、電圧ユニット（４３）であって、前記第１の極部材（４１）によって、前記気体内の前記粒子状不純物が、前記第２の極部材（４２）に対して電位を持つように帯電させられ、前記第２の極部材によって、帯電させられた前記粒子状不純物が引きつけられて前記気体から分離されるように、前記第１の極部材（４１）と前記第２の極部材（４２）との間に電位差を生じさせる電圧ユニット（４３）と、を有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の極部材（４２）は前記第１の極部材（４１）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の極部材（４２）は前記入口（３）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項２および３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の極部材（４２）は前記回転部材（７）内に設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記極部材（４１，４２）の少なくとも１つが前記回転部材（７）に設けられていることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記回転部材（７）の、複数の前記回転分離ディスク（１２）が、前記第１の極部材（４１）と前記第２の極部材（４２）の一方を構成していることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記回転分離ディスク（１２）は前記第２の極部材（４２）を構成しており、したがって、前記第１の極部材（４１）に対して前記電位差を有するように設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記回転分離ディスク（１２）は前記第１の極部材（４１）を構成しており、したがって、前記第２の極部材（４２）に対して前記電位差を有するように設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の極部材（４２）は前記回転部材（７）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項２、３、および９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の極部材（４１）は前記回転部材（７）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項２および３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の極部材（４２）は前記出口（４）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項２、３、１０、および１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の極部材（４１）は前記出口（４）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項２、３、および１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記回転部材が中に設けられているチャンバ（６）を形成している静止したハウジング（５）を有しており、該静止したハウジング（５）は、前記回転部材（７）によって分離された前記主要部分を捕捉し、前記主要部分を排出通路（１１）に運ぶように構成されている内壁（８）を有していることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記内壁（８）は前記第２の極部材を構成しており、前記残りの部分を捕捉し前記排出通路（１１）に運ぶようにも構成されていることを特徴とする、請求項１０および１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記追加のセパレータは、前記静止したハウジング（５）に一体に設けられていることを特徴とする、請求項１４および１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記気体の圧力を制御する圧力調整器（２５）を含んでいることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記圧力調整器（２５）は、前記静止したハウジング（５）に一体に設けられていることを特徴とする、請求項１４および１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の極部材（４２）は、前記圧力調整器（２５）に接続されて設けられていることを特徴とする、請求項１７および１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の極部材（４１）は前記圧力調整器（２５）に接続されて設けられていることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
導電性プレート（５１）が前記圧力調整器（２５）のすぐ上流の空間（２６）内に設けられており、前記導電性プレート（５１）は前記第１および第２の極部材（４１，４２）の一方を構成していることを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
第１の導電性プレート（５１）と第２の導電性プレート（５２）とが前記圧力調整器（２５）のすぐ上流の空間（２６）内に互いに距離を隔てて互いに平行に設けられており、前記第１の導電性プレート（５１）は前記第１の極部材を構成し、前記第２の導電性プレート（５２）は前記第２の極部材（４１，４２）を構成していることを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
内燃機関（６１）のクランクケース（６２）からの気体を受け入れて浄化するように前記内燃機関（６１）に取り付けられるように構成されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
工作機械（７１）に隣接している領域からの空気を受け入れて浄化するように前記工作機械（７１）に取り付けられるように構成されていることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法であって、
前記気体をメインセパレータの入口に供給するステップと、
前記メインセパレータの、ロータスピンドルと、該ロータスピンドルに取り付けられている複数の回転分離ディスクと、を含んでいる回転部材によって前記気体を回転させるステップであって、前記回転部材は、遠心力によって、前記気体から前記粒子状不純物の主要部分を分離し、前記粒子状不純物の残りの部分が前記気体内に残る、ステップと、
前記気体を前記メインセパレータから出口を介して排出するステップと、
を含む方法において、
前記気体は追加のセパレータを通して運ばれ、前記追加のセパレータは前記残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されており、前記追加のセパレータは静電フィルタを含んでいることを特徴とする、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法。
【請求項２６】
前記気体は内燃機関のクランクケースからのクランクケースガスからなることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記気体は、工作機械に隣接している領域からの空気からなることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記メインセパレータは、粒子の大きさが最小で２μまでの前記粒子状不純物の実質的に全てを取り除くように構成されていることを特徴とする、請求項２５から２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記メインセパレータは前記粒子状不純物の少なくとも９８％を前記気体から取り除くように構成されていることを特徴とする、請求項２５から２８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子状不純物を気体から分離することによる気体の浄化に関する。本発明は、特に、液滴またはミストの形態の油粒子、および／または固体粒子の、気体からの分離に関する。特に、本発明は、内燃機関のクランクケースからの気体の浄化、および、工作機械産業における様々な用途の空気、例えば、様々な種類の工作機械の周囲の空気の浄化に関する。そのような気体およびそのような空気は、様々な大きさの粒子状不純物を含んでいる。しかし、本発明は、気体を、様々な種類および様々な大きさの粒子状不純物から浄化する必要のあるその他の用途にも関する。
【０００２】
本発明は、特に、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する装置であって、気体用の入口と、気体用の出口と、回転部材であって、入口と出口との間に配置され、ロータスピンドルと、ロータスピンドルに取り付けられている複数の回転分離ディスクと、を含んでいる回転部材と、を有しているメインセパレータを含んでおり、回転部材は、粒子状不純物の主要部分を遠心力によって気体から分離するために気体を回転させるように構成されており、粒子状不純物の残りの部分が気体内に残る装置に関する。本発明は、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法であって、気体をメインセパレータの入口に供給するステップと、メインセパレータの、ロータスピンドルと、ロータスピンドルに取り付けられている複数の回転分離ディスクとを有している回転部材によって気体を回転させるステップであって、回転部材は、遠心力によって、気体から粒子状不純物の主要部分を分離し、粒子状不純物の残りの部分は気体内に残る、ステップと、気体をメインセパレータから出口を介して排出するステップと、を有する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関のクランクケース内に含まれている気体は、様々な複数の粒子状不純物を含んでいる。クランクケースには通気孔が形成されており、したがって、周囲の大気に通じているため、クランクケースガスが浄化されなければ、これらの粒子状不純物は周囲の大気に到達する。現在、未浄化のクランクケースガスが野放しに排出されるのを防止するために、この分野の関係機関による要求が、多くの国で増加している。そのような浄化を行う最初に述べた種類の装置が特許文献１に開示されている。回転部材によって、気体からの粒子状不純物の効果的な分離を保証する運動エネルギーを気体に与えることができる。回転部材は、クランクケースガスに一定のポンプ効果を及ぼし、したがって、クランクケースガスをクランクケースから引き出すことができる。したがって、この公知の装置は、クランクケースガスを排出し浄化するのに、クランクケース内の圧力の発生には頼っていない。簡単な圧力調整器によって、クランクケース内に発生しているべき、様々な内燃機関で様々である圧力を、容易に調節することができる。しかし、そのような回転部材によっても、気体が、主要部分に対してわずかな残りの粒子状不純物を含むのを排除することはできない。
【０００４】
同様の種類の装置が、特許文献２と特許文献３に開示されている。
【０００５】
特許文献４には、内燃機関のクランクケースの換気のための他の種類の装置が開示されている。この装置は、クランクケースから出たクランクケースガスを浄化する、より正確には、クランクケースガスから油を分離するセパレータを含んでいる。特許文献４では、オイルセパレータを電気フィルタとして構成することが提案されている。このオイルセパレータの目的は、クランクケースガスに含まれている油の主要部分を分離することである。オイルセパレータの電気フィルタは、数段のものを含んでいてもよい。さらに、特許文献４には、他のセパレータをオイルセパレータの上流に設けてもよいことが記載されている。この他のセパレータは、クランクケースガスに含まれている油の一部を分離する粗いセパレータである。この粗いセパレータは、様々な種類のセパレータを含んでいてよく、特許文献４には、繊維セパレータのサイクロン、跳ね返り式のセパレータが提案されている。これらの種類の全てのセパレータは、分離に利用できる一定の圧力または一定の運動エネルギーを気体自体が有していることを必要とするという意味で、受動的である。しかし、全ての用途で十分な運動エネルギーが得られるわけではなく、このことは、例えば、エンジンの用途では、クランクケースガスにポンプなどによって運動エネルギーを与えなければならないことを意味する。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２７３３３５号明細書
【特許文献２】国際公開第２００４／００１２０１号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００４／０２２２３９号パンフレット
【特許文献４】欧州特許出願公開第６８５６３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多くの用途では、セパレータ機具が軽く最小限の空間しか必要としないようにすべきであるという強い要求もある。特に自動車について示されているこれらの要求は、粒子状不純物の効率的で完全な分離を行うのをより困難にしている。
【０００７】
本発明の目的は、気体から粒子状不純物を効率的に分離する装置を提供することにある。特に、本発明は、様々な大きさで様々な種類の粒子状不純物の実質的に全ての効率的な分離を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、最初に述べた装置であって、残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されている追加のセパレータを含んでおり、追加のセパレータは静電フィルタを含んでいることを特徴とする装置によって達成される。
【０００９】
したがって、本発明は回転部材と静電フィルタとの組み合わせによって実現される。そのような組み合わせによって、非常に高度な浄化が達成される。回転部材は、遠心分離機として機能し、それ自体が非常に高度な分離能力を有しており、静電フィルタによって処理する必要があるのは、わずかな残りの部分のみである。したがって、特に、様々な種類と大きさの粒子状不純物、例えば、固体粒子、油の液滴または油のミストの形態の油粒子の全てが、浄化すべき気体から取り除かれる。浄化を、追加の圧力調整器を取り付けることを必要とせずに行うこともできる。浄化すべき気体を、装置を通して流すのに必要なエネルギーは、回転部材によって得られる。装置の重量や大きさを大幅に増大することなく、前述の追加のセパレータを装置内または装置の所に設けることもできる。
【００１０】
本発明の一実施態様によれば、静電フィルタは、第１の極部材と、第２の極部材と、電圧ユニットであって、第１の極部材によって、気体内の粒子状不純物が、第２の極部材に対して電位を持つように帯電させられ、第２の極部材によって、帯電させられた粒子状不純物が引きつけられて気体から分離されるように、第１の極部材と第２の極部材との間に電位差を生じせる電圧ユニットと、を含んでいる。そのような追加のセパレータによって、残りの部分の実質的に全てを容易で効率的に気体から取り除くことができる。
【００１１】
本発明の他の実施態様によれば、第２の極部材は第１の極部材の下流に設けられている。そのようにすることで、装置を通って流れる粒子状不純物に、まず電荷を与え、その後、それを、装置を通って引き続き流れている間に第２の極部材に引きつけることができる。
【００１２】
本発明の他の実施態様によれば、第２の極部材は入口の下流に設けられている。この場合、第１の極部材を入口の上流または入口内に設けるのが有利である。第２の極部材は、例えば回転部材に設けられていてよい。複数の極部材の少なくとも１つを回転部材に設けることも可能である。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、回転部材が、第１の極部材と第２の極部材の一方を構成する複数の回転分離ディスクを含んでいる。例えば、複数の回転分離ディスクは、第２の極部材を構成していてよく、したがって、第１の極部材に対して電位差を有するように設けられていてよい。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、複数の回転分離ディスクは第１の極部材を構成し、したがって、第２の極部材に対して電位差を有するように設けられている。したがって、この実施態様によれば、回転分離ディスクは正の電位を有し、粒子状不純物に、それが回転部材を通過している時に電荷を与えることができる。
【００１５】
本発明の他の実施態様によれば、第２の極部材は回転部材の下流に設けられている。第１の極部材も回転部材の下流に設けられていてよい。さらに、第２の極部材は出口の下流に設けられていてもよい。
【００１６】
本発明の他の実施態様によれば、第１の極部材は出口の下流に設けられている。
【００１７】
本発明の他の実施態様によれば、装置は、回転部材が中に設けられているチャンバを形成している静止したハウジングを含んでおり、静止したハウジングは、回転部材によって分離された主要部分を捕捉し、主要部分を排出通路に運ぶように構成されている内壁を有している。この場合、内壁は第２の極部材を構成しており、残りの部分を捕捉して排出通路に運ぶように構成されているのが有利である。
【００１８】
本発明の他の実施態様によれば、追加のセパレータは、静止したハウジング内に一体に設けられている。
【００１９】
本発明の他の実施態様によれば、装置は、気体の圧力を制御する圧力調整器を有している。圧力調整器は、静止したハウジングに一体に設けられているのが有利である。さらに、第２の極部材は圧力調整器に接続されて設けられていてもよい。第１の極部材も圧力調整器に接続されて設けられていてもよい。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、導電性プレートが圧力調整器のすぐ上流の空間内に設けられており、この導電性プレートは第１および第２の極部材の一方を構成している。より具体的には、第１の導電性プレートと第２の導電性プレートとが、圧力調整器のすぐ上流の空間内に互いに距離を隔てて互いに平行に設けられ、第１の導電性プレートは第１の極部材を構成し、第２の導電プレートは第２の極部材を構成しているのが有利である。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、装置は内燃機関のクランクケースからの気体を受け入れて浄化するように内燃機関に取り付けられるように構成されている。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、装置は工作機械に隣接している領域からの空気を受け入れて浄化するように工作機械に取り付けられるように構成されている。
【００２３】
前記の目的は、最初に述べた方法であって、気体は追加のセパレータを通して運ばれ、追加のセパレータは、残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されており、追加のセパレータは静電フィルタを含んでいることを特徴とする方法によっても達成される。
【００２４】
本発明の有利な用途では、気体は内燃機関のクランクケースからのクランクケースガスからなっている。
【００２５】
本発明の他の有利な用途では、気体は、工作機械に隣接している領域からの空気からなっている。
【００２６】
メインセパレータは、粒子の大きさが最小で２μｍ、１．５μｍ、１μｍ、または０．８μｍまでの粒子状不純物の実質的に全てを取り除くように構成され、静電フィルタは、粒子の大きさが０．０５μｍから１μｍまでの残りの粒子状汚染物の実質的に全てを取り除くことができるのが有利である。さらに、メインセパレータは気体中の粒子状不純物の少なくとも９８％を取り除くように構成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を、様々な実施形態の記載によって、また、添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
【００２８】
図１〜３は、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する装置の様々な実施形態を示している。この装置は、メインセパレータ１と、以下でより詳細に説明する静電フィルタの形態の追加のセパレータ２とを有している。メインセパレータ１は、浄化すべき気体用の入口３と気体用の出口４とを有している。この装置は、内部のチャンバ６を形成している静止したハウジング５を有している。入口３は、静止したハウジング５を通ってチャンバ６内に延びている。出口４はチャンバ４から静止したハウジング５を通って延びている。メインセパレータ１は、チャンバ６内の、入口３と出口４との間に設けられている回転部材７も含んでいる。回転部材７は、回転軸線ｘを中心として回転可能であり、粒子状不純物の主要部分を遠心力によって気体から分離するために入口３からの気体を回転させるように構成されている開放された遠心ロータとして構成されている。静止したハウジング５は、回転部材７によって分離された主要部分を捕捉するように構成されている内壁８を有している。したがって、分離された粒子状不純物は、内壁８の内側でチャンバ６の周りに延びており、排出通路１１への出口１０を有している収集通路９へと内壁８に沿って下方に流れることができる。
【００２９】
回転部材７は、ロータスピンドル１３に取り付けられている複数の回転分離ディスク１２を有している。図示する複数の実施形態において、回転分離ディスク１２は、円錐状で、ロータスピンドル１３上に同心状に配置されている。そのようにして、回転分離ディスク１２はロータスピンドル１３から外向きに延びている。ただし、回転分離ディスク１２は、図示する実施形態のように斜め上向きに延びていてもよいし、実質的に半径方向外向きに、または斜め下向きに延びていてもよい。軸線方向に延びており、それぞれが、ロータスピンドル１３に接続されている軸線方向内側縁を有している複数の軸線方向分離ディスクを回転部材７が含むようにすることもできる。そのような軸線方向分離ディスクは、ロータスピンドル１３から半径方向に、または例えば曲線に沿うように延びていてよい。
【００３０】
回転部材７は、図示する実施形態では、円錐状の複数の回転分離ディスク１２を含んでおり、これらの回転分離ディスク１２は、それらの間に、浄化すべき気体が流れて通る複数の狭い通路１４を形成している。複数の回転分離ディスク１２は、複数の間隔保持部材（不図示）によって互いに一定の距離に保たれている。この距離は、例えば１ｍｍ程度であってよい。一番上の回転分離ディスク１２'と一番下の回転分離ディスク１２''は、残りの回転分離ディスク１２よりも幾分厚く、例えば、全ての回転分離ディスク１２を通って延びている複数の軸線方向ロッド（不図示）によって、積み重ねられた複数の回転分離ディスク１２を１つに保持している。
【００３１】
一番下の回転分離ディスク１２'を除く全ての回転分離ディスク１２は、ロータスピンドル１３の周りに分散して配置されている複数の貫通穴１５を有している。これらの貫通穴１５と、複数の回転分離ディスク１２の間の通路１４とは、回転部材７内の中心空間を構成している。この中心空間は、入口４とチャンバ６とに通じている。したがって、中心空間は、浄化すべき気体のための、回転部材７を通る通路を構成している。
【００３２】
ロータスピンドル１３は、ハウジング５に固定されるように取り付けられている上側軸受１８と、底壁２０を介してやはりハウジング５に固定されるように取り付けられている下側軸受１９とに支持されている。この装置は、回転部材７を駆動する駆動部材２１，２２も含んでいる。駆動部材２１，２２は、多くの様々な方法で構成されていてよい。図２に示す第２の実施形態では、駆動部材２１は、ロータスピンドル１３に直接接続されており、下側軸受１９の下方に設けられている電気モータとして構成されている。図１と３に示されている両実施形態では、駆動部材は、流体噴流、例えば、内燃機関の潤滑系統からのオイル噴流によって駆動されるロータとして構成されている。そのような駆動部材は、最初に述べた特許文献３に、より詳細に示されている。
【００３３】
装置は、気体の圧力を制御する圧力調整器２５も含んでいる。図示する実施形態では、この圧力調整器は出口４の実質的にすぐ下流に設けられている。より具体的には、圧力調整器２５は出口４のすぐ外側に位置しており、静止したハウジング５と外壁２７によって区切られている空間２６内に設けられている。外壁２７は、圧力調整器２５が、装置の、したがって静止したハウジング５の一体部分となるように、静止したハウジング５に固定されるように接続されているのが有利である。ただし、本発明の範囲内で、圧力調整器２５を３つの実施形態に示されている以外の位置、例えば、静止したハウジング５から離れた位置に設けることも可能である。圧力調整器２５は、気体出口通路２９のすぐ上流に設けられており、気体出口通路２９が開く位置と気体出口通路２９が閉じる位置との間を動くことができる可動薄膜２８を有している。
【００３４】
前述のように、この装置は、粒子状不純物の、気体中に残っている残りの部分を分離するように構成されている追加のセパレータ２も含んでいる。追加のセパレータ２の静電フィルタは、第１の極部材４１と第２の極部材４２とを含んでいる。さらに、第１の極部材４１と第２の極部材４２との間に高い電圧、すなわち電位差を生じさせる電圧ユニット４３が設けられている。両極部材４１と４２は、装置を通って流れる気体に接触するように設けられている。第１の極部材４１と第２の極部材４２との間の電位差のために、第１の極部材４１によって気体内の粒子状不純物を、第２の極部材４２に対して電位差を持つように帯電させることができる。第２の極部材４２によって、気体から前述の残りの部分を分離するために、帯電した粒子状不純物を引きつけることができる。図示する実施形態では、第２の極部材４２は第１の極部材４１の実質的に下流に設けられている。
【００３５】
両極部材４１と４２は、装置内の多くの様々な位置に設けることができる。３つの実施形態は、両極部材４１と４２の可能な位置の互いに異なる３つの例を示している。ここで、３つの実施形態を、両極部材４１，４２の位置と機能に関して図１〜３を参照してより詳しく説明する。３つの実施形態において互いに対応する機能を有している構成要素には、同じ参照番号を付している。
【００３６】
図１は、入口内で第２の極部材４２の上流に配置されている第１の極部材４１を示している。第１の極部材４１は、この実施形態では、導電性プラスチック、または、アルミニウム、銅および／または鉄を含む金属のような導電性材料の網として構成されている。ワイヤ成形材料からなるそのような網によって、入口３を通って流れる粒子状不純物を好適に帯電させることができる。第１の極部材４１は、導電性プラスチックや金属のような導電性材料の細いワイヤとして構成されていてもよい。そのようなワイヤは、どのような適切な経路で入口３内に延びていてもよい。さらに、第１の極部材４１は、導電性材料の、入口３内に突き出ている１つまたは幾つかの先端部分として構成されていてもよい。第１の極部材４１は、図示する実施形態では正の電圧を出力する電圧ユニット４３に接続されている。しかし、電圧ユニット４３は、粒子状不純物を負の電荷で帯電させるように負の電圧を出力してもよい。第２の極部材４２は、第１の実施形態では、まず第一に、静止したハウジング５の内壁８によって構成されている。第２の極部材４２は、静止したハウジング５がグランド導線４８を介してグランドに接続されていることによって構成されている。図１に示す実施形態では、静止したハウジング５と回転部材７との間は電気的に絶縁されていない。これは、回転部材７と回転分離ディスク１２も、それらが導電性である限り、グランドに接続され、そのために第２の極部材４２の一部を構成していることを意味している。回転分離ディスク１２は、軽量な任意の材料、例えばプラスチックで作られているのが有利である。回転部材７が第２の極部材４２を、または第２の極部材４２の一部を構成するようにしたい場合には、回転分離ディスクを導電性プラスチックで作るのが有利である。もちろん、この場合、回転分離ディスク１２を適切な任意の材料で作ってもよい。上から分かるように、回転分離ディスク１２を非導電性材料、好ましくはプラスチックで作ってもよく、この時、第２の極部材４２は回転部材７の実質的に下流に位置することになる。回転部材７を静止したハウジング５から電気的に絶縁することも可能であり、この時、第２の極部材４２は回転部材７の完全に下流に設けられていてよい。回転部材７のそのような絶縁の複数の例が、図２の第２の実施形態に示されている。第１の実施形態では、内壁８が、場合によっては回転分離ディスク１２も、入口３内で第１の極部材４１から電荷を与えられた粒子状不純物を引きつけることができる。このようにして、残っている可能性のある粒子状不純物が内壁８に引きつけられるのが保証され、そこから、その粒子状不純物を、主要部分と共に排出することができる。静電気によるこの分離は、軽い、または小さい粒子、例えば粒子の大きさが０．０５μｍから１μｍの粒子状不純物に対して非常に効果的である。粒子の大きさが最小で０．８μｍまでの、より大きいまたはより重い粒子状不純物は、メインセパレータによって、すなわち回転部材７によって効果的に分離することができる。
【００３７】
図２は本発明の第２の実施形態を示している。第２の実施形態では、第１の極部材４１は、電圧ユニット４３によって正の電位を与えられている回転部材７によって構成されている。したがって、回転部材７は電圧ユニット４３に電気接続部４９を介して接続されている。電気接続部４９は、例えば、すり接触部を含んでいてもよい。第２の極部材４２は、第２の実施形態でも、静止したハウジング５、特に内壁８によって構成されている。
【００３８】
図３に示されている第３の実施形態では、第１の極部材４１と第２の極部材４２の両方が回転部材７の下流で、かつ出口４の下流に設けられている。この実施形態では、両極部材４１と４２は圧力調整器に接続されて設けられており、より正確には、可動薄膜２８のすぐ上流の空間２６内に設けられている。第１の極部材４１は、少なくとも１つの導電性プレート５１、図示する例では、互いにわずかな距離だけ離れ互いに平行な２つの導電性プレート５１を含んでおり、すなわち、両導電性プレート５１は、実質的に平行に延びる部分を有している。第２の極部材４２も、少なくとも１つの導電性プレート５２、図示する例では２つの導電性プレート５２を有している。これらの２つの導電性プレート５２も、互いにわずかな距離だけ離れ、実質的に平行に延びる部分を有している。さらに、両導電性プレート５１は両導電性プレート５２に対して実質的に平行である。したがって、この追加のセパレータ２を通って流れる気体は、図３で明確にわかる、空間２６を通る、折り返すように延びている経路を流される。すなわち、気体はまず空間２６の内壁の１つと第１の導電性プレート５１との間を流れ、その後、気体は向きを変えて２つの第１の導電性プレート５１の間を下向きに流れ、その後、気体は再び上向きに向きを変えて第１の導電性プレート５１の一方と最初の第２の導電性プレート５２との間を流れる。その後、気体は、２つの第２の導電性プレート５２の間を再び下向きに流れる。その後、気体は第２の導電性プレート５２と可動薄膜２８との間の空間２６内に分散させられ、可動薄膜２８を通過して、気体出口通路２９を通って流出する。第３の実施形態の静電フィルタは、高い電圧を供給し、２つの第１の導電性プレート５１に電気接続部５３を介して接続されている電圧源、すなわち電圧ユニット４３も含んでいる。図３は、電圧源、すなわち電圧ユニット４３の、低い電圧の給電線を示している。２つの第２の導電性プレート５２は共にグランド接続部、すなわちグランド導線４８を介してグランドに接続されている。
【００３９】
ただし、ハウジング５および／または外壁２７は導電性の材料、プラスチック、または金属を含んでいてもよく、この場合、チャンバ６または空間２６内で第１の極部材４１によって印加される高電圧の電気絶縁が行われる。
【００４０】
図４は、本発明による装置の有利な用途を示している。ここでは、装置は、模式的に示している内燃機関６１のクランクケースからのクランクケースガスを浄化するように意図されている。したがって、入口３は内燃機関６１のクランクケース６２に接続されている。クランクケースガスは、メインセパレータ１と追加のセパレータ２とを通して運ばれ、気体出口通路２９を通して排出される。図１〜３に示す装置が内燃エンジン６１にも取り付けられ、この場合、排出通路１１は、内燃エンジン６１のクランクケース６２に、分離された油を再循環させるように配置される。
【００４１】
図５は、ケーシングに囲まれている模式的に示している工作機械７１における、本発明の他の有利な用途を示している。ケーシング内の空気が、ケーシングから運び出されて、装置の入口３に運び入れられる。そこから、浄化すべき空気は、メインセパレータ１と追加のセパレータ２とを通して運ばれ、その後、気体出口通路２９を通して排出される。
【００４２】
本発明は、開示した実施形態には限定されず、請求項の範囲内で変更したり修正したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態の装置を通る模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の装置を通る模式的な断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の装置を通る模式的な断面図である。
【図４】本発明による装置を有している内燃機関の模式図である。
【図５】本発明による装置を有している工作機械の模式図である。
【図１】
2008501505.tif 000003
【図２】
2008501505.tif 000004
【図３】
2008501505.tif 000005
【図４】
2008501505.tif 000006
【図５】
2008501505.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月23日(2005.12.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する装置であって、
内燃機関（６１）のクランクケース（６２）からの気体を受け入れて浄化するように前記内燃機関（６１）に取り付けられるように構成されており、
前記気体用の入口（３）と、前記気体用の出口（４）と、回転部材（７）であって、前記入口（３）と前記出口（４）との間に配置されており、ロータスピンドル（１３）と、該ロータスピンドル（１３）に取り付けられている複数の回転分離ディスク（１２）と、を有している回転部材（７）と、を有するメインセパレータ（１）を含み、前記回転部材（７）は、前記粒子状不純物の主要部分を遠心力によって前記気体から分離するために前記気体を回転させるように構成されており、前記粒子状不純物の残りの部分が前記気体内に残る、装置において、
前記残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されている追加のセパレータ（２）を含んでおり、前記追加のセパレータ（２）は静電フィルタを含んでおり、該静電フィルタは、第１の極部材（４１）と、第２の極部材（４２）と、電圧ユニット（４３）であって、前記第１の極部材（４１）によって、前記気体内の前記粒子状不純物が、前記第２の極部材（４２）に対して電位を持つように帯電させられ、前記第２の極部材によって、帯電させられた前記粒子状不純物が引きつけられて前記気体から分離されるように、前記第１の極部材（４１）と前記第２の極部材（４２）との間に電位差を生じさせる電圧ユニット（４３）と、を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する装置であって、
工作機械（７１）に隣接している領域からの空気を受け入れて浄化するように前記工作機械（７１）に取り付けられるように構成されており、
前記気体用の入口（３）と、前記気体用の出口（４）と、回転部材（７）であって、前記入口（３）と前記出口（４）との間に配置されており、ロータスピンドル（１３）と、該ロータスピンドル（１３）に取り付けられている複数の回転分離ディスク（１２）と、を有している回転部材（７）と、を有するメインセパレータ（１）を含み、前記回転部材（７）は、前記粒子状不純物の主要部分を遠心力によって前記気体から分離するために前記気体を回転させるように構成されており、前記粒子状不純物の残りの部分が前記気体内に残る、装置において、
前記残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されている追加のセパレータ（２）を含んでおり、前記追加のセパレータ（２）は静電フィルタを含んでおり、該静電フィルタは、第１の極部材（４１）と、第２の極部材（４２）と、電圧ユニット（４３）であって、前記第１の極部材（４１）によって、前記気体内の前記粒子状不純物が、前記第２の極部材（４２）に対して電位を持つように帯電させられ、前記第２の極部材によって、帯電させられた前記粒子状不純物が引きつけられて前記気体から分離されるように、前記第１の極部材（４１）と前記第２の極部材（４２）との間に電位差を生じさせる電圧ユニット（４３）と、を有していることを特徴とする装置。
【請求項３】
前記第２の極部材（４２）は前記第１の極部材（４１）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の極部材（４２）は前記入口（３）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の極部材（４２）は前記回転部材（７）内に設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記極部材（４１，４２）の少なくとも１つが前記回転部材（７）に設けられていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記回転部材（７）の、複数の前記回転分離ディスク（１２）が、前記第１の極部材（４１）と前記第２の極部材（４２）の一方を構成していることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記回転分離ディスク（１２）は前記第２の極部材（４２）を構成しており、したがって、前記第１の極部材（４１）に対して前記電位差を有するように設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記回転分離ディスク（１２）は前記第１の極部材（４１）を構成しており、したがって、前記第２の極部材（４２）に対して前記電位差を有するように設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の極部材（４２）は前記回転部材（７）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項１、２、３、および９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の極部材（４１）は前記回転部材（７）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の極部材（４２）は前記出口（４）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項１、２、３、１０、および１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の極部材（４１）は前記出口（４）の下流に設けられていることを特徴とする、請求項１、２、３、および１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記回転部材が中に設けられているチャンバ（６）を形成している静止したハウジング（５）を有しており、該静止したハウジング（５）は、前記回転部材（７）によって分離された前記主要部分を捕捉し、前記主要部分を排出通路（１１）に運ぶように構成されている内壁（８）を有していることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記内壁（８）は前記第２の極部材を構成しており、前記残りの部分を捕捉し前記排出通路（１１）に運ぶようにも構成されていることを特徴とする、請求項１０および１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記追加のセパレータは、前記静止したハウジング（５）に一体に設けられていることを特徴とする、請求項１４および１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記気体の圧力を制御する圧力調整器（２５）を含んでいることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記圧力調整器（２５）は、前記静止したハウジング（５）に一体に設けられていることを特徴とする、請求項１４および１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の極部材（４２）は、前記圧力調整器（２５）に接続されて設けられていることを特徴とする、請求項１７および１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の極部材（４１）は前記圧力調整器（２５）に接続されて設けられていることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
導電性プレート（５１）が前記圧力調整器（２５）のすぐ上流の空間（２６）内に設けられており、前記導電性プレート（５１）は前記第１および第２の極部材（４１，４２）の一方を構成していることを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
第１の導電性プレート（５１）と第２の導電性プレート（５２）とが前記圧力調整器（２５）のすぐ上流の空間（２６）内に互いに距離を隔てて互いに平行に設けられており、前記第１の導電性プレート（５１）は前記第１の極部材を構成し、前記第２の導電性プレート（５２）は前記第２の極部材（４１，４２）を構成していることを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
内燃機関のクランクケースからのクランクケースガスからなり、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法であって、
前記気体をメインセパレータの入口に供給するステップと、
前記メインセパレータの、ロータスピンドルと、該ロータスピンドルに取り付けられている複数の回転分離ディスクと、を含んでいる回転部材によって前記気体を回転させるステップであって、前記回転部材は、遠心力によって、前記気体から前記粒子状不純物の主要部分を分離し、前記粒子状不純物の残りの部分が前記気体内に残る、ステップと、
前記気体を前記メインセパレータから出口を介して排出するステップと、
を含む方法において、
前記気体は追加のセパレータを通して運ばれ、前記追加のセパレータは前記残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されており、前記追加のセパレータは静電フィルタを含んでいることを特徴とする、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法。
【請求項２４】
工作機械に隣接している領域からの空気からなり、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法であって、
前記気体をメインセパレータの入口に供給するステップと、
前記メインセパレータの、ロータスピンドルと、該ロータスピンドルに取り付けられている複数の回転分離ディスクと、を含んでいる回転部材によって前記気体を回転させるステップであって、前記回転部材は、遠心力によって、前記気体から前記粒子状不純物の主要部分を分離し、前記粒子状不純物の残りの部分が前記気体内に残る、ステップと、
前記気体を前記メインセパレータから出口を介して排出するステップと、
を含む方法において、
前記気体は追加のセパレータを通して運ばれ、前記追加のセパレータは前記残りの部分の実質的に全てを分離するように構成されており、前記追加のセパレータは静電フィルタを含んでいることを特徴とする、粒子状不純物を含んでいる気体を浄化する方法。
【請求項２５】
前記メインセパレータは、粒子の大きさが最小で２μまでの前記粒子状不純物の実質的に全てを取り除くように構成されていることを特徴とする、請求項２３および２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記メインセパレータは前記粒子状不純物の少なくとも９８％を前記気体から取り除くように構成されていることを特徴とする、請求項２３から２５のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2008501505.tif 000008
2008501505.tif 000009