(57)【要約】  本発明は、ハウジング内に配置された衝突プレートを有するエアゾール分離器に関し、発泡要素が、衝突プレートの衝突側の領域内に配置されている。
2015517896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に配置される衝突プレートを有するエアゾール分離器（１０）であって、
前記衝突プレート（３０）の衝突側（３４）の領域内に、発泡要素（２８）が配置されている
ことを特徴とするエアゾール分離器（１０）。
【請求項２】
前記発泡要素（２８）は、発泡金属を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項３】
前記発泡金属は、ニッケル基合金及び／または鉄基合金を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項４】
前記発泡要素（２８）の発泡部分は、開口孔として形成されるか、及び／または、少なくとも４００μｍの平均孔直径を有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項５】
前記発泡要素（２８）は、異なる発泡部分から形成されるか、及び／または、多層構造を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項６】
流れ方向に見られた場合に、前記ハウジング（１２）内で互いに続くようにして、加速区域と減速区域（２４）とが設けられており、
１つの衝突プレート（３０）または複数の衝突プレート（３０）が、前記減速区域（２４）内に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項７】
前記加速区域は、ノズル要素（２６）を有しており、特には、ノズルプレート（２０）によって形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項８】
複数の衝突プレート（３０）が、前記加速区域の下流に配置され、
前記発泡要素（２８）は、流れ方向に見られた場合に、少なくとも第１の衝突プレート（３０ａ）の衝突側（３４ａ）の領域内に設けられており、
流れ方向に見られた場合に、隣接する衝突プレート（３０）の間の間隔（Ａ）は、前記加速区域と前記第１の衝突プレート（３０ａ）との間の間隔（Ｂ）よりも大きく、及び／または、隣接する衝突プレート（３０）の間の間隔（Ａ）は、前記加速区域からの距離が増大するのに伴って増大する
ことを特徴とする請求項６または７に記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項９】
複数の衝突プレート（３０）が、前記加速区域の下流に配置され、
前記発泡要素（２８）は、流れ方向に見られた場合に、少なくとも第１の衝突プレート（３０ａ）の衝突側（３４ａ）の領域内に設けられており、
隣接する衝突プレート（３０）は、対向して配置されたハウジング壁部（３２）に互い違いに接続され、ラビリンス状の流路を形成している
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のエアゾール分離器（１０）。
【請求項１０】
前記衝突プレート（３０）と、前記衝突プレート（３０）から離れて配置された前記ハウジング壁部（３２）との間の間隔（Ｃ，Ｄ）は、前記加速区域からの前記衝突プレート（３０）の距離が増大するのに伴って増大する
ことを特徴とする請求項９に記載のエアゾール分離器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアゾール分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアゾール（噴霧質）からの液滴の分離のための装置は、技術水準から一般的に知られている。例えば、冷却潤滑油の分離のためのエアゾール分離器は、工作機械において用いられている。
【０００３】
自動車産業においては、燃焼モータのクランクハウジングにおいて形成されるエアゾールからのオイルの分離は、重要な役割を果たす。なぜならば、モータの吸引部分へのエアゾールのフィードバックは、モータ要素の汚染及び損傷を導き得るからである。
【０００４】
乗用車においては、例えば、制約された構造空間に応じて、サイクロンが用いられている。しかしながら、その分離効果がエアゾールの体積流れ（volume flow）の理想的なセッティングに依存する限りにおいて、これらは不利である。体積流れが最適条件から逸脱する場合、後退される液滴分離および／又は増加される圧力損失が、引き起こされ得る。したがって、サイクロンの効果的な操作のための圧力および体積流れの制御のために、努力とコストとを要求する技術的測定が、なされなければならない。例えば、複数のサイクロンと１つの制御システムとが、体積流れにおける逸脱の補償のために、オン・オフの切り替えに依存するそれらの負荷のために、典型的に設けられている。さらに、サイクロンの能力は、サブミクロンの領域における液滴の縮小化および分離のためには不十分であることが知見された。
【０００５】
衝突分離器が、乗用車におけるサイクロンに代替するものとして用いられている。しかしながら、公知の衝突分離器は、分離の適度な能力を有し、同様に、サブミクロンの領域における液滴の分離に対して不十分な効率を有する。
【０００６】
商業車における、例えばプレート分離器または電気的分離器のようなアクティブ分離器は、より高い処理量およびより大きく利用可能な設置空間に応じて、使われ得る。しかしながら、これらは、移動可能な要素の存在に応じて、失敗の可能性がより増加することを被り、より高い投資コストを要求する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、簡易であると同時に小型であるために、高い分離効率を有し、メンテナンスが容易であるエアゾール分離器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴を有するエアゾール分離器によって満足される。
【０００９】
本発明によるエアゾール分離器は、ハウジング内に配置される衝突プレートを有し、衝突プレートの衝突側の領域内に、発泡要素が配置されている。これに関して、衝突プレートの衝突側は、それにエアゾール流れが最初に入射するという衝突側として理解される。
【００１０】
そのため、本発明によるエアゾール分離器は、一般的に、衝突プレート分離器または衝突体分離器の種類のものであり、衝突プレートの衝突側の領域に発泡要素の形態での追加的な分離媒体を提供するという一般的な概念に基づいており、当該概念は、通過流れに対するより大きい特定の表面およびより低い圧力損失に応じて、増大された分離性能を招く結果となる。発泡要素は、さらに、分離された液体の効率的な排水を提供し、既に分離された液滴の望ましくない停滞の危険性が、減少される。それと同時に、衝突プレートの概念は、本発明によるエアゾール分離器の簡易的な、メンテナンスが容易な、および小型の設計を可能にし、それにより、これは、特に、例えば乗用車におけるような小さい設置空間を有する環境における使用のためにも適している。
【００１１】
本発明の有利な実施の形態は、下位の従属項、詳細な説明および図面において、見出され得る。
【００１２】
発泡要素は、好ましくは、衝突プレートの衝突側の表面に直接的に配置される。発泡要素は、特に、好ましくは、理想的な分離効率に寄与する衝突側の全体を覆う。
【００１３】
発泡要素は、一般的に、任意の発泡要素を有し得て、例えば、樹脂発泡材（発泡樹脂）を有する。
【００１４】
しかしながら、好ましい実施の形態による発泡要素は、発泡金属を有する。例えば、発泡要素は、完全に発泡金属からなり得る。発泡金属は、高い機械的および熱的な安定性を所有し、したがって、特に、長い寿命を有する分離媒体を表す。さらに、一連の作用は、発泡金属の表面特性を、分離された液滴の成長を導くと共にそれらの排水を簡素化する、分離されるべき液体へ整合することに応じて、支持され得る。特に好ましくは、発泡金属は、分離されるべき液体によって、濡らされ得る表面を有する。これによって、分離性能および液滴成長は、より増加され、既に分離された液滴の望ましくない停滞の危険性は、さらに減少される。発泡金属の使用は、さらに、例えば熱的な再生成を通して、分離媒体の簡易化された浄化を許容する。熱的な再生成を通すとは、物質の残余の燃焼を通して、または、適切な溶液による洗浄を通して、減菌に至ることを意味する。さらに、発泡金属は、酸および塩基の影響下の腐食に関しての高い安定性を有し、したがって、酸性または塩基性の凝縮エアゾールからの分離のためにも適している。
【００１５】
発泡金属は、好ましくは、ニッケル基合金および／または鉄基合金を有し、特に、ニッケル基合金または鉄基合金により構成される。そのような発泡金属は、リン酸、硫酸及び水酸化ナトリウムを有する集合から選択された少なくとも１つの物質を含むエアゾールに関して、耐腐食性を示す。
【００１６】
発泡金属は、好ましくは、開口孔として形成される。開口孔式の発泡金属の使用は、エアゾールの通気能力、分離性能、及び分離された液体のための排水効果に関して、有利な効果を引き起こす。
【００１７】
特に高い分離効率は、少なくとも４００μｍの平均孔直径を有する開口孔式の発泡金属の使用を通して、達成され得る。これに関し、発泡部分の平均孔直径は、各々の開口の開口サイズの平均値として規定され得て、各々の開口の開口サイズは、開口の長さ方向及び開口の横方向で構成される各々の開口の直径の平均値として計算され得る。
【００１８】
発泡要素は、異なる発泡部分から形成され得る。また、発泡要素は、多層構造を有し得る。例えば、異なる発泡金属は、互いに結合され得る。また、例えば、発泡金属は、例えば、発泡樹脂といった異なる発泡要素と結合され得る。例えば各々の表面の濡れ性において異なる発泡部分のような、異なる表面特性を有する発泡部分が、分離性能、液滴の成長及び排水効果を互いに整合するために、用いられ得る。
【００１９】
実施の形態によれば、加速区域及び減速区域は、流れ方向に見られた場合に、エアゾール分離器のハウジング内で互いに続くようにして、設けられており、１つの衝突プレートまたは複数の衝突プレートは、前記減速区域内に配置されている。
【００２０】
加速区域は、好ましくは、ノズル要素を有しており、特には、ノズルプレートによって形成されている。前記ノズル要素は、衝突プレート、したがって衝突プレートの衝突側の領域に配置された発泡要素、に向けられたエアゾール流れの整列を許容し、これにより分離効率が、最適化される。
【００２１】
好ましい実施の形態によれば、複数の衝突プレートは、加速区域の直後に連続して配置されており、発泡要素は、流れ方向に見られた場合に、少なくとも第１の衝突プレートの衝突側の領域内に設けられている。さらに発泡要素は、さらなる衝突プレートの衝突側の領域内に、例えば、全ての衝突プレートの衝突側の領域内に、設けられ得る。
【００２２】
隣接する衝突プレートの間の間隔は、好ましくは、流れ方向に見られた場合に、加速区域と第１の衝突プレートとの間の間隔よりも大きい。有利には、隣接する衝突プレートの間の当該間隔は、加速区域からの距離が増大するのに伴って増大する。複数の衝突プレートの供給を通して、エアゾール分離器での分離効率は、さらに増加され得て、発泡要素が複数の衝突プレートの衝突側の領域内に設けられるときは、なおさらである。
【００２３】
さらに好ましい実施の形態は、同様に複数の衝突プレートを有し、これらは加速区域の下流に配置され、発泡要素は、流れ方向に見られた場合に、少なくとも第１の衝突プレートの衝突側の領域内に設けられている。さらに、発泡要素は、さらなる衝突プレートの衝突側の領域内、例えば全ての衝突プレートの衝突側の領域内に、設けられ得る。好ましくは、隣接する衝突プレートは、対向して配置されたハウジング壁部に互い違いに接続され、ラビリンス状の流路を形成している。ラビリンス状の流路の構成を通し、一層より高い分離効率が生じることから、エアゾール流れの複数の偏りが減速区域内に起こる。好ましくは、衝突プレートと、前記衝突プレートから離れて配置されたハウジング壁部との間の間隔は、加速区域からの衝突プレートの距離が増大するのに伴って増大する。
【００２４】
本発明のエアゾール分離器は、エアゾールからの液体、例えば油の分離にとって、有利な方式で用いられ得る。例えば、乗用車の燃焼モータのクランクハウジング内で形成される油は、本発明によるエアゾール分離器の助けによりエアゾールから分離され得る。さらに、コンプレッサー内での本発明によるエアゾール分離器の使用は、圧縮された空気の適用でも、可能とする。化学工業における使用、例えば、コロン（colons）における小滴の分離も、考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
以下において、本発明は、添付の図面を参照し、可能な実施の形態による例として、完全に説明される。
【図１】図１は、本発明によるエアゾール分離器の概略の長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：エアゾール分離器
１２：ハウジング
１４：導入口
１６ａ，１６ｂ：端面
１８：エアゾール排出口
２０：ノズルプレート
２２：導入区域
２４：減速区域
２６：ノズル
２８：発泡要素
３０ａ，３０ｂ：衝突プレート
３２ａ，３２ｂ：ハウジング壁部
３４ａ，３４ｂ：衝突側
３６：オーバーラップ領域
３８：分離された液体の排出口
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：間隔
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、燃焼モータのクランクハウジングから流出する気体からの油煙（oil clouds）の分離のための、本発明によるエアゾール分離器１０の実施の形態を示している。このエアゾール分離器１０は、長手方向に延びるハウジング１２を含み、その内部空間は、実質的に、長方形、正方形、長円形または円形の断面を有する。
【００２８】
クランクハウジングから流れる油煙（oil clouds）を含む気体のための導入口１４が、ハウジング１２の前端面１６ａに設けられており、浄化された気体のための排出口１８が、前端面１６ａに関して反対側に置かれているハウジング１２の後端面１６ｂに設けられている。したがって、ハウジング１２は、図における左から右へ気体が通過されるようになっている。
【００２９】
ハウジング１２の内部空間は、端面１６ａ，１６ｂに平行に配置されると共にハウジング１２の長手方向に直交して配置されたノズルプレート２０によって、導入区域２２と減速区域２４とに分けられている。ノズル２６が、導入区域２２に入り込んだ油煙（oil clouds）を含む気体の加速のために、ノズルプレート２０の上部に設けられている。ノズルプレート２０は、したがって、加速区域を規定している。
【００３０】
第１の衝突プレート３０ａが、減速区域２４において、ノズルプレート２０から離れて且つノズルプレート２０に平行に配置されており、さらに、ハウジング１２の長手方向に直交して配置されている。衝突プレート３０ａは、上側ハウジング壁部３２ａに接続されると共に上側ハウジング壁部３２ａに対向して配置された下側ハウジング壁部３２から離れて配置されている。ノズルプレート２０ａに向く面が、第１の衝突プレート３０ａの衝突側３４ａを規定している。ノズルプレート２０のノズル２６は、整列され、油煙（oil clouds）を含む気体を第１の衝突プレート３４の衝突側３４ａに向けてそらす。
【００３１】
発泡要素２８が、第１の衝突プレート３４の衝突側３４ａに配置されている。発泡要素２８は、この実施の形態において、開口孔のある発泡金属から形成されている。
【００３２】
第２の衝突プレート３０ｂは、減速区域２４内において、ノズルプレート２０に平行で且つハウジング１２の長手方向に直交する状態で、第１の衝突プレート３０ａと後端面１６ｂとの間で、第１の衝突プレート３０ａの下流に配置されている。第２の衝突プレート３０ｂは、下側ハウジング壁部３２ｂに接続され、上側ハウジング壁部３２ａから空間を空けられている。これに関して、第１の衝突プレート３０ａと第２の衝突プレート３０ｂとの間の最小の間隔Ａは、第１の衝突プレート３０ａとノズルプレート２０との間の最小の間隔Ｂよりも大きい。さらに、第１の衝突プレート３０ａと下側ハウジング壁部３２ｂとの間の最小の間隔Ｃは、第２の衝突プレート３０ｂと上側ハウジング壁部３２ａとの間の最小の間隔Ｄよりも小さい。ハウジング１２の長手方向を横断する衝突プレート３０ａ，３０ｂの寸法は、長手方向に見られた場合に、衝突プレート３０ａ，３０ｂがオーバーラップ領域３６においてオーバーラップするように選択される。この態様において、衝突プレート３０ａ，３０ｂは、流れ方向に見られた場合に断面領域が増大する減速区域２４内において、ラビリンス状の流路を形成している。
【００３３】
分離された油のための排出口３８は、ノズルプレート２０から見られた場合に、下側ハウジング壁部３２ｂにおける第２の衝突プレート３０ｂの正面に設けられている。エアゾール分離器１０が、ハウジング１２が排出部３８の方向において下側にわずかに傾くように設置された場合、衝突プレート３０ａ，３０ｂで分離され且つ下側ハウジング壁部３２ｂで収集された油は、排出口３８の方向に流れ得て、これを通して出ることができる。
【００３４】
図示されている実施の形態では、第２の衝突プレート３０ｂは、その衝突側３４ｂに発泡要素２８を有していない。しかしながら、原理的には、発泡要素２８を設けることも可能であり得る。
【００３５】
また、更なる衝突プレートが、第２の衝突プレート３０ｂとハウジング１２の後端面１６ｂとの間に設けられ得て、且つ、上側ハウジング壁部３２ａ及び／または下側ハウジング壁部３２ｂに互い違いに接続され得て、流路が、ラビリンス状の形態で更に続く。これに関して、隣接する衝突プレートの間の間隔Ａは、ノズルプレート２０からの距離が増大するのに伴って増大し得る。同様に、衝突プレートと、これから離れて配置されたハウジング壁部３２ａ，２３ｂとの間の間隔Ｃ及び／またはＤは、ノズルプレート２０からの距離が増大するのに伴って増大し得る。また、更なる衝突プレートも、好ましくは、隣接する衝突プレートとオーバーラップするように寸法が規定される。また、分離された油のための更なる排出口が、下側ハウジング壁部３２ｂに接続された衝突プレートの前で、衝突側で下側ハウジング壁部３２ｂに設けられ得る。また、更なる衝突プレートは、衝突側に発泡要素を設けられ得る。
【００３６】
操作の間、処理されるエアゾール、この例では燃焼モータのクランクハウジングを出た油煙（oil clouds）を含む気体は、導入口１４を通してエアゾール分離器１０のハウジング１２に流れる。エアゾールは、ノズルプレート２０のノズル２６を通して加速され、第１の衝突プレート３０ａの衝突側３４ａに配置された発泡要素２８に付着し、そこで又はその中で、油の液滴が、エアゾールから分離される。発泡要素２８によって減速およびそらされたエアゾール流れは、続いて、下側ハウジング壁部３２ｂ及び第２の衝突プレート３０ｂによって、更なる減速及びそらしを経て、これにより、浄化された気体が排出口１８を通してハウジング１２から出る前に、油の液滴の更なる分離が、起こる。
【００３７】
一連の処理では、特に、発泡要素２８で及び／または発泡要素２８内で、分離された油の液滴が、液滴成長を受ける。形成された液滴は、発泡金属の開口を通してそらされ、下側ハウジング壁部３２ｂに落下し、第２の衝突プレート３０ｂで分離された液滴は、それぞれ、下側ハウジング壁部３２ｂに向けて流れ得る。下側ハウジング壁部３２ｂで収集された油は、エアゾール分離器１０の下方向への広がりに応じて、設置された状態において、排出口３８の方向に流れ、この排出口３８を通して分離される。
【図１】
2015517896.tif 000003
【国際調査報告】
2015517896.tif 000004
2015517896.tif 000005
2015517896.tif 000006