(57)【要約】並列接続された複数のサイクロンを備えた、液体を分離するための公知の装置は、ガス流の変動時に悪い分離作用しか示さない。  それに対して本発明による装置では、ガス流により通流される分離エレメントの数がその都度ガス流に適合されることにより、分離作用が改善される。高いガス流では、低いガス流の場合よりも多くの分離エレメントが通流される。こうして、分離エレメントは公知先行技術におけるよりも、最適な運転点の近くで運転される。  本発明によれば、分配弁（１３）の閉鎖体（１１）を分配通路（１０）内に可動に配置することが提案される。この場合、分配弁は、自動的にまたは駆動装置によって、通流される分離エレメント（１６）の最適な数を調節する。
2006505732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクケースのガス流から液体を分離するための装置であって、当該装置が、分離エレメントを備えたハウジングを有している形式のものにおいて、当該装置が分配弁（１３）を有しており、該分配弁（１３）が、シールシート（１２）と協働する少なくとも１つの閉鎖体（１１）によって分配通路（１０）内に可動に支承されていることを特徴とする、ガス流から液体を分離するための装置。
【請求項２】
ガス流が、分配弁（１３）によってガス流の量に関連して１つまたは複数の分離エレメント（１６）へ導通可能である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
閉鎖体（１１）が、ガス流により閉鎖体（１１）に作用する流体力と、閉鎖体（１１）の重量からの重力および／またはばね（９１，１１３）により加えられるばね力とからの力平衡に基づいて自動的に調節される、請求項１記載の装置。
【請求項４】
閉鎖体（１１）が円筒状、球状、円錐状またはフラップ状に形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
閉鎖体（１１）が線状運動を実施する、請求項１記載の装置。
【請求項６】
閉鎖体（１１）が回転運動を実施する、請求項１記載の装置。
【請求項７】
分離エレメント（１６）が渦巻き体、螺旋体、サイクロン、フリースまたは糸である、請求項１記載の装置。
【請求項８】
分離エレメント（１６）が、少なくとも部分的に互いに異なるジオメトリを有していてよい、請求項１記載の装置。
【請求項９】
分配通路（１０）が、少なくとも間接的に接続通路（３２）を介して分離エレメント（１６）に接続されている、請求項１記載の装置。
【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の形式の、ガス流から液体を分離するための装置に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１２２７１号明細書に基づき、液体、特にオイルを分離するための装置が既に公知である。この装置には並列接続された複数のサイクロンが設けられている。しかし、個々にまたは並列に接続されたサイクロンは、ブローバイガス還元装置と呼ばれるクランクケース換気装置の浄化されるべきブローバイガス体積流が時間的に比較的著しく変動するような内燃機関の運転状態においては、悪い分離作用しか有しない。しかし、クランクケース換気装置のブローバイガス中に含まれているオイルは、高いオイル損失を回避するために信頼性良く分離されなければならない。なぜならば、ブローバイガスは内燃機関の吸気管内の吸気流に混加されるので、ブローバイガス中に含まれているオイルが内燃機関内で燃焼されてしまうからである。さらに、ブローバイガス中に含まれているオイルは内燃機関の構成部分、たとえばホットフィルム流速計、ターボチャージャ、インタクーラおよび酸素センサにダメージを与えてしまう恐れもある。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７００７３３号明細書に基づき、精密分離器内で液体、特にオイルを分離するためにフリース、ワイヤ編成物（Drahtgestricke）、ワイヤウール（Drahtwolle）、糸または顆粒が使用され得ることが知られている。しかし、これらの材料は時間の経過と共に目詰まりするので、これらの材料は予め規定されたインターバルで交換されなければならない。
【０００４】
本願の出願前には公開されていないドイツ連邦共和国特許出願第１０２４７１２３号明細書では、並列に接続された渦巻き体（平面状の螺線）および螺旋体（三次元の螺旋）を備えた、液体を分離するための装置が既に提案されている。この場合、予め規定された体積流における最適な運転点においてしか、低い圧力損失での高い分離度が達成可能とならない。ブローバイガス体積流は内燃機関の運転状態および回転数、内燃機関のピストンとシリンダとの間の製作誤差および内燃機関のピストンとシリンダとの間での摩耗に関連している。したがって、ブローバイガス体積流は内燃機関の運転時に著しく変化するわけである。このことに基づき、当該装置が最適な運転点において作動することは極めて希となり、これにより分離度は最適な運転点に比べて低くなる。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する、ガス流から液体を分離するための本発明による装置には、従来のものに比べて次のような利点がある。すなわち、分配弁の少なくとも１つの閉鎖体が分配通路内に可動に配置されていることにより、分離作用の改善が簡単に得られる。閉鎖体はシールシートと協働するので、シールシートは内燃機関の休止状態においてはクランクケースを吸気管に対してシールする。こうして、内燃機関の休止状態においてガスが液体と共に吸気管内へ流入し、ひいてはたとえばエアフローメータに沈積してしまうことが回避される。エアフローメータに沈積した液体は誤った測定値を生ぜしめ、ひいては誤調節された燃焼プロセスを生ぜしめるので、悪い排ガス値を招いてしまう。本発明によれば、ガス流が存在しない場合またはガス流が過度に少ない場合には閉鎖体がシールシートに載着しているので、このような不都合は、回避される。
【０００６】
請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の装置の有利な改良および改善が可能となる。
【０００７】
ブローバイガス体積流の量に関連して、通流される分離エレメントの数が分配弁によって制御されることが特に有利である。このことは、閉鎖体が分離エレメントを、たとえば順次に配置されたステージの形で段階的に開放するか、または閉鎖し得ることにより行われる。この場合、各ステージには少なくとも１つの分離エレメントが対応配置されている。低いブローバイガス体積流では、高いブローバイガス体積流の場合よりも小数の分離エレメントしか通流されない。こうして、分離エレメントは最適な運転点周辺の運転範囲で作動し得るようになり、しかも良好な分離作用を得ることができる。
【０００８】
さらに、閉鎖体が、ガス流により閉鎖体に作用する流力もしくは流体力と、閉鎖体の重量に起因した重力とからの力平衡に基づくか、またはガス流により閉鎖体に作用する流力もしくは流体力と、戻し力、たとえばばねにより加えられるばね力とからの力平衡に基づいて、自動的に調節されると有利である。なぜならば、このことは特に単純な構成であるからである。
【０００９】
閉鎖体が円筒状、球状、円錐状またはフラップ状に形成されていると有利である。なぜならば、このような構成は当該装置内でのガス流の圧力損失に関して特に好適となるからである。
【００１０】
閉鎖体がリニア運動もしくは線状運動を実施すると極めて有利である。なぜならば、このことは構造的に特に単純に形成され得るからである。
【００１１】
閉鎖体が回転運動を実施しても有利である。なぜならば、このことは特にスペース節約的となるからである。
【００１２】
さらに、分離エレメントとして渦巻き体、螺旋体、サイクロン、フリースまたは糸が使用されると有利である。分離エレメントとして渦巻き体、螺旋体およびサイクロンが使用される場合、このことには、これらの分離エレメントが公知先行技術の場合よりも最適な運転点の近傍で運転されるという利点がある。分離エレメントとしてフリースおよび糸が使用される場合、このことには、フリースまたは糸を交換しなければならないインターバルが公知先行技術に比べて著しく延長されるという利点がある。事情によっては、自動車の予想され得る寿命内ではもはや交換が全く必要とならなくなる。
【００１３】
分離エレメントが、少なくとも部分的に互いに異なるジオメトリ（幾何学的形状）を有していると有利である。なぜならば、こうして最適な運転点周囲の運転範囲が特に大きくなるからである。
【００１４】
さらに、分配通路が少なくとも間接的に分配通路を介して分離エレメントに接続されていると有利である。なぜならば、こうしてガスが中央で分配通路を介して、並列接続された分離エレメントへ分配されるからである。
【００１５】
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。図１はガス流から液体を分離するための装置の第１実施例を断面図で示す第１の図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って第１実施例を断面して示す第２の図であり、図３は第１実施例を示す第３の図であり、図４は第２実施例を断面図で示す図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿って第２実施例を断面して示す別の図であり、図６は第３実施例を断面図で示す図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って第３実施例を断面図で示す別の図であり、図８は第４実施例を断面図で示す図であり、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って第４実施例を断面図で示す別の図である。
【００１６】
実施例の説明
図１には、ガス流から液体を分離するための本発明による装置が示されている。本発明による装置は有利にはガス流から液体、特にオイルを分離するために働き、すなわち一般に、流動するガスから液体の液滴を分離するために使用され得る。本発明による装置は内燃機関のクランクケース換気装置もしくはブローバイガス還元装置において使用されると有利である。
【００１７】
内燃機関の運転中では、ピストンもしくはピストンリングとシリンダ摺動面との間に小さな漏れが生じることに基づき、燃焼室からクランクケース内へガスが流入する。このガスは吹き抜けガスまたはブローバイガスと呼ばれる。以下において、ブローバイガスに対しては単に「ガス」という用語しか使用しない。内燃機関の燃焼室からのガスの小さな漏れ量に基づき、クランクケース内では許容され得ない圧力増大が生じるので、いわゆる「クランクケース換気装置」により圧力補償を達成することが必要となる。このガスは高い炭化水素濃度を有しているので、このガスを環境大気へ放出することは不可能である。したがって、クランクケース換気装置は、このガスをガス流として内燃機関の吸気路へ導入し、これによってこのガスは燃焼に供給される。クランクケース内では、高い流速で流入したガスおよびクランクケース内の可動部分に基づき、大小多数のオイル滴を有するオイルミストが生じる。これらのオイル滴は、高いオイル損失を回避しかつ燃焼に不都合な影響を与えないようにするために、クランクケース換気装置において、ガス流から液体を分離するための装置によって分離されなければならない。
【００１８】
ガス流から液体を分離するための装置はハウジング１を有している。このハウジング１は入口接続部２とガス出口３と液体出口４とを備えている。入口接続部２および液体出口４は少なくとも間接的に内燃機関のクランクケース（図示しない）に接続されており、ガス出口３は少なくとも間接的に内燃機関の吸気管に接続されている。ハウジング１の入口接続部２は入口通路５を有しており、この入口通路５は、たとえば真っ直ぐな通路区分８の下流側で円弧区分９において９０゜の変向を行い、そして引き続き真っ直ぐな分配通路１０に通じている。入口通路５および分配通路１０の横断面は、たとえば円形である。分配通路１０内には、閉鎖体１１が可動に支承されている。この閉鎖体１１は、円弧区分９の、分配通路１０寄りの端部の近傍で分配通路１０内に配置されたシール座部もしくはシールシート１２と協働する。閉鎖体１１とシールシート１２とは１つの分配弁１３を形成している。分配通路１０は円弧区分９の、分配通路１０寄りの端部を起点としてシールシート１２の方向へ狭められている。閉鎖体１１がシールシート１２に載着していると、分配通路１０は入口通路５に対して密に閉鎖されている。閉鎖体１１は、たとえば円筒状に形成されているが、しかし球状、円錐状またはフラップ状に形成されてもよい。シールシート１２の下流側では、分配通路１０の壁１４に複数の環状通路１５が配置されている。これらの環状通路１５は分配通路１０の全周にわたって環状に延びていて、かつ流れ方向で互いに間隔を置いて配置されている。環状通路１５は、たとえば方形の横断面を有している。環状通路１５と分配通路１０とはそれぞれ環状の中間壁２９によって互いに分離されており、これらの中間壁２９はそれぞれ多数の開口３０を有している。これらの開口３０は、たとえば方形に形成されている。しかし、開口３０は円形、楕円形または多角形に形成されていてもよい。個々の開口３０の間には、それぞれ中間壁２９のウェブ３１が残っている。各環状通路１５はそれぞれ接続通路３２（図２）に通じており、この接続通路３２はそれぞれ分離エレメント１６に接続されている。各環状通路１５には少なくとも１つの分離エレメント１６、たとえば１つの分離エレメント１６が対応配置されている。しかし、１つの環状通路１５を複数の、たとえば２つの分離エレメント１６に接続することも可能である。環状通路１５に対応配置された分離エレメント１６の数は、各環状通路１５毎に任意に変化していてよい。たとえば、最下位の環状通路１５が２つの分離エレメント１６に接続されていて、その上に位置する環状通路１５が１つの分離エレメント１６に接続されていて、さらにその次に高い環状通路１５が３つの分離エレメント１６に接続されていることが考えられる。
【００１９】
当該装置に設けられた分離エレメント１６は、たとえばサイクロンであるが、しかし渦巻き体（螺線体）、螺旋体、フリースまたは糸であってもよい。当該装置には、たとえばサイクロンだけ、または渦巻き体あるいは螺旋体だけが、またはフリースあるいは糸だけが設けられていてよい。しかし、上で挙げた分離エレメント１６の組合せ、たとえばサイクロンと渦巻き体との組合せも可能である。
【００２０】
閉鎖体１１の直径は分配通路１０の直径よりも少しだけ小さく形成されているので、遊び嵌めが存在しており、閉鎖体１１は分配通路１０内に、傾動してひっかかる恐れなしに可動に案内される。閉鎖体１１の表面は、たとえば周方向に多数の環状の溝を有しており、これによって閉鎖体１１と分配通路１０との間の接触面ができるだけ小さくなり、ひいては摩擦ができるだけ小さくなる。閉鎖体１１の両端部では、周面に沿って面取り部が配置されており、これにより傾動によるひっかかりが回避される。閉鎖体１１の、シールシート１２寄りの端面は、流れに好都合な設計のために、たとえば円錐状の先端部３５を有している。したがって、閉鎖体１１は円筒状範囲５７と円錐状範囲５８とを有している。円筒状範囲５７の、シールシート１２寄りの最下位の縁部は制御縁５９とみなされる。円錐状の先端部３５の外周面は、たとえば内方へ向かって湾曲させられている。閉鎖体１１の、シールシート１２から遠い方の端面には、たとえば中心の凹部３６が設けられており、これにより閉鎖体１１の重量が減じられる。閉鎖体１１の周面は分配通路１０内での閉鎖体１１の軸方向位置に関連して、１つまたは複数の環状通路１５に通じた開口３０を部分的にまたは完全に遮蔽することができる。
【００２１】
流れ方向で見て最後の環状通路１５の下流側では、分配通路１０が盲通路１７に開口している。この盲通路１７の端部はフランジ状のカバー１８によって閉鎖されている。分配通路１０と盲通路１７とは１つの共通の真っ直ぐな軸線２１上に位置している。分配通路１０の横断面と盲通路１７の横断面とは等しい大きさを有している。フランジ状のカバー１８は、たとえば円筒状段部２２を有している。この円筒状段部２２は分配通路１０寄りの側に同心的に配置されていて、盲通路１７内に係合している。
【００２２】
閉鎖体１１の、盲通路１７寄りの端部は、円筒状段部２２の、盲通路１７に面した端面にまで運動することができる。したがって、この端面はストッパ２３を形成している。盲通路１７の長さは、環状通路１５に通じた全ての開口３０が完全に開放されるまで閉鎖体１１が盲通路１７内へ侵入し得るように設計されている。盲通路１７の端部では、盲通路１７の通路壁２４に、フランジ状のカバー１８に対して相補的に肩部２５が設けられている。フランジ状のカバー１８は、たとえばねじを用いてハウジング１の肩部２５にフランジ締結されるが、しかし接着、溶接またはクリップにより結合されてもよい。カバー１８の、盲通路１７に面した端面には、円筒状段部２２の近傍でかつ円筒状段部２２の外側で、環状のシール溝２８が配置されている。このシール溝２８内には、たとえば当該装置を周辺環境に対してシールするためのシールリングが設けられている。しかし択一的にはシール溝２８が円筒状段部２２の周面に設けられていてもよい。
【００２３】
複数の分離エレメント１６は、たとえば分配通路１０を同心的に巡るように（図２）かつ分配通路１０を中心とした回転方向で螺旋状に上昇するように配置されている。したがって、これらの分離エレメント１６は軸方向で軸線２１に関して互いにずらされて配置されている。当該装置は少なくとも２つ、たとえば５つの分離エレメント１６を有している。
【００２４】
最下位の分離エレメント１６は、対応する接続通路３２を介して最下位の環状通路１５に接続されている。軸方向で軸線２１に関してそのすぐ上に続いている分離エレメント１６は、最下位の環状通路１５の上方に位置する環状通路１５に接続されている。こうして、上昇する順序で全ての分離エレメント１６にそれぞれ１つの環状通路１５が対応配置される。
【００２５】
サイクロンとして形成された分離エレメント１６は、それぞれ１つの対称軸線２６を有しており、この対称軸線２６は分配通路１０の軸線２１に対して平行に延びている。
【００２６】
クランクケースからのブローバイガスは、内燃機関のクランクケースと吸気管との間の差圧に基づき決定された体積流量で当該装置の入口接続部２を介して入口通路５に流入し、そして閉鎖体１１がシールシート１２から持ち上げられた状態で分配通路１０内に流入する。このガス流は中心の分配通路１０から少なくとも１つの分離エレメント１６に分配されるか、または並列に接続された複数の分離エレメント１６の一部に分配される。
【００２７】
クランクケース内の所定の最低圧が超えられると、閉鎖体１１はシールシート１２から持ち上げられて、ストッパ２３の方向に運動する。閉鎖体１１の、下方へ向かってシールシート１２の方向に作用する重量もしくは閉鎖体１１に作用する重力（Gewichtskraft）と、この重力に抗して上方へ向けられた、ガス流により閉鎖体１１に加えられた流体力とからの力平衡に相応した閉鎖体１１の軸方向位置が生ぜしめられる。流れが生じない場合、流体力はゼロに等しくなり、閉鎖体は固有の重量に基づき下方へ向かって落下してシールシート１２に載着する。閉鎖体１１の規定の重量を選択することにより、クランクケース内の最低圧が調節され、この最低圧が超えられると、閉鎖体１１はシールシート１２から持ち上がる。閉鎖体１１はいわばフロートのように作用する。
【００２８】
シールシート１２と閉鎖体１１の制御縁５９との間に位置し、かつ閉鎖体１１の周面によってもはや完全に閉鎖されていない開口３０を有する環状通路１５は、ブローバイガスによって分離エレメント１６の方向に通流され得る。
【００２９】
分配通路１０と閉鎖体１１との間の小さなギャップを通じて漏れが生じる恐れがある。これにより、少量のガスも制御縁５９の上方の環状通路１５へ流入する。
【００３０】
閉鎖体１１はこうして、通流される分離エレメント１６の個数を制御する。クランクケース内の圧力が増大し、ひいてはガス流も増大すると、閉鎖体１１は力平衡に相応してさらに上方へ向かってストッパ２３の方向に運動するので、これまで閉じられていた環状通路１５の開口３０も開放され、さらに別の分離エレメント１６も通流される。体積流が減少すると、閉鎖体１１は力平衡に相応して再び下方へ向かってシールシート１２の方向に運動するので、これまで開いていた環状通路１５の開口３０は閉鎖され、分離エレメント１６はもはや通流されなくなる。
【００３１】
通流される分離エレメント１６の数の変化は、いわゆる「ステージ７１」毎に段階的に行われる。各ステージ７１毎にその都度別の分離エレメント１６が接続されるか、または遮断される。この実施例ではステージ７１が環状通路１つ分に相当する。
【００３２】
したがって、通流される分離エレメント１６の数は、時間的に変化するガス流に連続的に適合される。通流される分離エレメント１６の数の制御により、分離エレメント１６は公知先行技術に比べて最適な運転点の近傍で作動し得るようになり、しかも全ての分離エレメント１６が体積流量とは無関係に均一に通流される場合よりも著しく良好な分離能力を有している。
【００３３】
ガスは開いた環状通路１５を介して接続通路３２内に流入し、これらの接続通路３２内で流れは加速される。接続通路３２からガスは接線方向で分離エレメント１６に流入する。
【００３４】
サイクロンは周知のように、上側の円筒状区分５０と下側の円錐状区分５１とを有しており、この下側の円錐状区分５１は円筒状の液体流出部３９へ移行している。上側の円筒状区分５０は円錐状区分５１とは反対の側に、全周にわたって延びる肩部５２を有している。肩部５２寄りの側で開いた上側の円筒状区分５０はカバー５３によって閉鎖されている。カバー５３は肩部５２に接触している。このカバー５３には、浸漬通路３７が中心に配置されている。この浸漬通路３７はカバー５３を貫通しており、浸漬通路３７の長さの一部はサイクロンもしくは分離エレメント１６の内室５４内に達している。浸漬通路３７の長さの別の部分はサイクロンもしくは分離エレメント１６とは反対の方向でカバー５２から突出している。
【００３５】
分離エレメント１６、たとえばサイクロン内では、周知のようにガス流からの液体の分離が行われる。接続通路３２はサイクロンの円筒状区分５０に接線方向で開口している。接線方向での流入に基づき、サイクロン内では流れに回転が加えられ、この流れは外側渦流として螺旋状にサイクロン壁３８に沿って液体流出部３９の方向へ流れる。この流れは液体流出部３９の近くで流れ方向を変えて、外側渦流の中心部で内側渦流としてカバー５３の方向へ上昇し、浸漬通路３７を介してサイクロン１６から流出する。この流れは回転時に液体流出部３９へ向かってますます加速されて行くので、ガス中に含まれている液体は最終的にはもはや流れに追従し得なくなり、そして液体の遠心力に基づきサイクロン壁３８に衝突する。こうして分離された液体は液滴または液膜としてサイクロン壁３８に沿って下方へ降下する。サイクロン１６の下端部はそれぞれ１つの液体流出部３９を有している。
【００３６】
当該装置に設けられた分離エレメント１６、たとえばサイクロンは、互いに異なるジオメトリを有していてよい。たとえば最後の分離エレメント１６と、最後から２番目の分離エレメント１６は、その手前に配置された分離エレメント１６よりも大きく形成されていてよい。したがって、分離エレメント１６は全て等しい大きさに形成されている必要はない。
【００３７】
各液体流出部３９は流出管路４２によって液体コレクタ４３に接続されている。この液体コレクタ４３内には、サイクロン１６で分離された液体が集められる。流出管路４２はたとえばプラスチックから成る管であるが、しかしフレキシブルなホースであってもよい。液体コレクタ４３の下面は最も低い個所に液体出口４を有しており、この液体出口４は少なくとも間接的にクランクケースに接続されており、この液体出口４によって、集められた液体はクランクケース内へ戻し案内される。
【００３８】
液体除去されたガスは、それぞれ浸漬通路３７と流出通路４５とを介して集合室４６に流入する。流出通路４５は、たとえばプラスチックから成る管であるが、しかしフレキシブルなホースであってもよい。集合室４６は、たとえばその上面４９にガス出口３を有しており、このガス出口３を介してガスは少なくとも間接的に吸気管に供給される。
【００３９】
サイクロンはその機能を保証するために、サイクロンの対称軸線２６に関して重力の方向に直立して取り付けられていなければならない。
【００４０】
たとえばフリースまたは糸が分離エレメント１６として使用され、かつ本発明により複数のフリースまたは糸が並列に接続されると、フリースまたは糸を交換しなければならなくなるインターバルは増大する。なぜならば、公知先行技術に比べて、より多くの濾過面が提供されているからである。フリースまたは糸の交換は、たとえばフリースまたは糸が時間と共に目詰まりしかつ圧力損失が許容され得ない程増大してしまうという理由から必要となる。本発明による装置において第１のステージ７１のフリースまたは糸が徐々に目詰まりしてゆくと、次に高いステージ７１の手前に、より高い流体圧が形成されてゆくので、このステージ７１が開放されて通流される。このステージ７１が目詰まりすると、その次のステージ７１が開放される。最終的に全てのステージ７１のフリースまたは糸が目詰まりしてしまう場合、たとえばリリーフ弁もしくは過圧弁が設けられており、この過圧弁が入口通路５を直接にガス出口３に接続するので、ガスはバイパスを介して分離エレメント１６を迂回して直接にガス出口３へ流入することができる。
【００４１】
当該装置は、たとえばプラスチックから成っていて、射出成形により製造されている。
【００４２】
図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った当該装置の断面図が示されている。
【００４３】
各接続通路３２は環状通路１５を起点として分離エレメント１６へ向かって狭められており、これにより流れが加速される。接続通路３２は接線方向で分離エレメント１６に開口している。
【００４４】
図３には、図１に示した当該装置の別の概略図が示されている。
【００４５】
図４には、第２実施例の断面図が概略的に示されている。図４に示した装置において、図１〜図３に示した装置に比べて同一の部分または同一作用を有する部分は同じ符号により示されている。図４に示した装置は、複数の閉鎖体１１が上下にかつ軸方向で軸線２１に関して間隔を置いて分配通路１０に設けられている点で、図１に示した装置とは異なっている。
【００４６】
入口通路５は分配通路１０のポット状の部分区分６５に開口している。ポット状の部分区分６５の横断面は入口通路５に比べて飛躍的に増大している。ポット状の部分区分６５の底部６７には、分配通路１０への入口通路５の開口部６８が配置されている。この開口部６８は円形の横断面を有しており、この円形の横断面の中心点は軸線２１に位置している。閉鎖体１１はこの実施例では球状に形成されている。この球状の閉鎖体１１は分配通路１０の閉じられた状態では開口部６８に載着しており、この場合、閉鎖体１１が載置する開口部６８の縁部によりシールシート１２が形成される。
【００４７】
閉鎖体１１はシールシート１２とストッパ２３との間に可動に支承されている。ストッパ２３は、たとえば２つの三角形のプレート６３により形成される。両プレート６３は閉鎖体１１の上方で分配通路１０の壁１４に配置されていて、軸線２１に関して半径方向で内方へ向けられている。当該装置の断面図に基づき、図面にはそれぞれ一方のプレート６３しか図示されていない。閉鎖体１１は、それぞれたとえば４つのＴ字形のガイドウェブ６４（図５）によって案内される。これらのガイドウェブ６４は底部６７に配置されていて、直径方向で互いに向かい合って位置している。しかし、ガイドウェブ６４は円筒状のピンとして形成されていてもよい。
【００４８】
閉鎖体１１は対応するシールシート１２と共に分配弁１３を形成している。
【００４９】
ポット状の部分区分６５の下流側では、分配通路１０が狭められて円錐状の部分区分６６を形成している。ポット状の部分区分６５は接続通路３２によって分離エレメント１６に接続されている。ポット状の部分区分６５および円錐状の部分区分６６は球状の閉鎖体１１および対応する分離エレメント１６と共に１つのステージ７１を形成している。分配通路１０には、複数のステージ７１が直接に相前後して配置されているので、それぞれ１つの円錐状の部分区分６６の下流側には、別のシールシート１２を備えた別のポット状の部分区分６５が続いている。これらのステージ７１は同心的に軸２１に沿って配置されている。
【００５０】
この実施例では、たとえば図５に示したように、各ステージ７１にそれぞれ２つの分離エレメント１６が対応配置されている。各分離エレメント１６に対して、各ポット状の部分区分６５を起点としてそれぞれ１つの接続通路３２が延びている。したがって、分配通路１０の各ステージ７１につき、たとえば２つの接続通路３２が延びている。
【００５１】
最下位の閉鎖体１１は特に軽量で、たとえば中空に形成されている。これにより、第１のステージ７１の閉鎖体１１は既にクランクケース内の小さな過圧で、つまりたとえば内燃機関の始動直後に、シールシート１２から持ち上げられる。
【００５２】
第１のステージ７１の閉鎖体１１がそのシールシート１２から持ち上げられると、分配通路１０内のガスはこの閉鎖体１１の傍らを通って、引き続き２つの接続通路３２を介して第１のステージ７１の分離エレメント１６に流入することができる。体積流量が十分に大きいと、流れは円錐状の部分区分６６内に滞留して、その上に位置する第２のステージ７１の閉鎖体１１をも持ち上げるので、この第２のステージ７１の分離エレメント１６も通流され得るようになる。こうして、ガス流に適合された形で相応する数の閉鎖体１１が持ち上げられるので、並列接続された分離エレメント１６の数はガス流に関連して変化する。
【００５３】
シールシート１２の横断面および球状の閉鎖体１１の直径は、第１のステージ７１を起点として最後のステージ７１に向かって減少している。
【００５４】
図５には、図４に示した第２実施例のＶ−Ｖ線に沿った別の断面図が示されている。
【００５５】
図６には、第３実施例の断面図が概略的に示されている。図６に示した第３実施例による装置において、図１〜図５に示した第１実施例および第２実施例による装置に比べて不変の部分または同一作用を有する部分は同じ符号により示されている。
【００５６】
図６に示した装置は、閉鎖体１１がフラップ状に形成されていてかつ回転可能に支承されている点で、図１に示した装置とは異なっている。
【００５７】
本発明による装置のハウジング１は、入口接続部２を備えたポット状の中央部分７２と、ポット状の中央部分７２の下方に配置されたポット状の液体コレクタ４３と、ポット状の中央部分７２の上方に配置されたポット状の集合室４６と、ポット状の中央部分７２内に挿入された内側部分７３とから成っている。
【００５８】
ポット状の中央部分７２は第１の底部７４と、円筒状の区分７５とを有している。円筒状の区分７５の一方の端部には第１のフランジ７８が、そして第１の底部７４寄りの他方の端部には第２のフランジ７９が、それぞれ外周面に沿って全周にわたって延びるように形成されている。円筒状の区分７５の、第１の底部７４寄りの端部には、ポット状の液体コレクタ４３が配置されている。第２の底部８０を備えたポット状の液体コレクタ４３の外周面は、第２の底部８０とは反対の側の端部に第３のフランジ８１を有しており、この第３のフランジ８１は第２のフランジ７９と協働する。ポット状の中央部分７２に設けられた第２のフランジ７９と、液体コレクタ４３に設けられた第３のフランジ８１との間のフランジ結合は、たとえば溶接、ねじまたは接着によって接合されている。
【００５９】
第１の底部７４の、第３のフランジ８１の半径方向の範囲に対応する部分には、周辺環境に対してハウジング１をシールするためのシール溝８２が配置されている。ポット状の集合室４６はその外周面全体にわたって環状に延びるように第４のフランジ８３を有している。この第４のフランジ８３はポット状の中央部分７２に設けられた第１のフランジ７８と協働する。ポット状の中央部分７２に設けられた第１のフランジ７８と、集合室４６に設けられた第４のフランジ８３との間のフランジ結合は、たとえば溶接、ねじまたは接着によって接合されている。
【００６０】
第１のフランジ７８と第４のフランジ８３とには、それぞれ内側プレート８４に面した側で、周辺環境に対して当該装置をシールするためのシール溝８２も配置されている。
【００６１】
ポット状の中央部分７２の内室８５は分配通路１０と分離エレメント１６とを有している。この場合、分配通路１０と分離エレメント１６とは１つの内側プレート８４に配置されており、この内側プレート８４は第１のフランジ７８と第４のフランジ８３との間に締付け固定されている。内側プレート８４は、第１のフランジ７８の直径にほぼ等しい大きさの直径を有している。
【００６２】
円錐状区分５１の外周面には、円筒状の取付け管片１１７が同心的に配置されている。この円筒状の取付け管片１１７は円錐状区分５１の、第１の底部７４寄りの端部にまで達している。取付け管片１１７は円筒状の収容部１１８と協働する。この収容部１１８は第１の底部７４に配置されており、この収容部１１８内にサイクロンの取付け管片１１７が密に係合している。第１の底部７４には、それぞれ円筒状の収容部１１８の内側で流出開口１１９が設けられている。この流出開口１１９を介して、液体流出部３９が液体コレクタ４３に接続されている。
【００６３】
分配通路１０と分離エレメント１６と内側プレート８４とは一緒になって内側部分７３を形成している。分配通路１０は内側プレート８４に軸線２１に対して同心的に配置されており、分離エレメント１６は分配通路１０を同心的に巡るように配置されている。分配通路１０と分離エレメント１６とは、内側プレート８４の上面９６を起点としてポット状の中央部分７２の内室８５の方向に延びるように配置されている。分配通路１０と分離エレメント１６とは上面９６に向かって開いている。上面９６には閉鎖カバー９７が設けられており、この閉鎖カバー９７は分配通路１０と分離エレメント１６とを上方から閉鎖している。この閉鎖カバー９７には、分離エレメント１６の浸漬通路３７が配置されている。これらの浸漬通路３７は閉鎖カバー９７を貫通していて、集合室４６の方向でも内室８５の方向でも閉鎖カバー９７から突出している。閉鎖カバー９７の外周面はポット状の集合室４６に設けられた、全周にわたって環状に延びる段部９８内に嵌め込まれており、これによって軸方向および半径方向で位置固定されている。
【００６４】
入口接続部２は円筒状の中央部分７２の外周面に、たとえば管片として設けられていて、ポット状の中央部分７２の内室８５に開口している。内室８５内には、分配通路１０と分離エレメント１６とを備えた内側部分７３が収納されている。内側部分７３の内側プレート８４は内室８５を集合室４６から分離している。
【００６５】
内側プレート８４には、第３の底部９０を備えたポット状の切欠き８８が形成されている。底部９０には、軸線２１の範囲で軸受け８９が別の円筒状の凹部として設けられている。軸受け８９内には、螺旋状のねじりばね９１を備えた支承ピン９２が配置されている。この支承ピン９２は軸受け８９から突出しており、支承ピン９２の長さはポット状の切欠き８８内にまで達している。ポット状の切欠き８８の深さは軸受け８９を起点として半径方向外側へ向かって連続的に増大している。
【００６６】
支承ピン９２によって、閉鎖体１１であるフラップが回転可能に支承されている。この閉鎖体１１は円筒状区分１０３を有しており、この円筒状区分１０３は支承ピン９２に被せ嵌められており、円筒状区分１０３の下面は第３の底部９０に接触している。円筒状区分１０３には２つのフィン１０２，１０６が設けられており、両フィン１０２，１０６は直径方向で互いに向かい合って位置してそれぞれ円筒状区分１０３を起点として互いに逆向きに半径方向外側へ向けられている。フィン１０２，１０６は円筒状区分１０３から分配通路１０の内径部分にまで達している。
【００６７】
図７には、図６に示した第３実施例を図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って断面した別の断面図が示されている。
【００６８】
図７には、分配通路１０と、この分配通路１０の周囲を巡るように配置された複数の分離エレメント１６とを備えた、本発明による装置の第３実施例が示されている。分配通路１０は２つの隔壁９５，９９によって第１の区分１００と第２の区分１０１とに分割されている。第１の隔壁９５は分配通路１０の内周面を起点として半径方向内側へ向かって円筒状区分１０３にまで延びている。第２の隔壁９９は第１の隔壁９５に直径方向で向かい合って位置していて、やはり分配通路１０の内周面を起点として半径方向内側へ向かって円筒状区分１０３にまで延びている。
【００６９】
ガスは入口通路２を介して内室８５に流入し、そして分離エレメント１６の外側を巡って流れかつ第３の底部９０に配置された、たとえば２つの開口１０４，１０５を介して分配通路１０へ流入する。第１の開口１０４は分配通路１０の第１の区分１００に開口しており、第２の開口１０５は分配通路１０の第２の区分１０１に開口している。第１の開口１０４および第２の開口１０５は、たとえば三角形に形成されているが、しかし円形、楕円形または多角形に形成されていてもよい。第１の開口１０４は第１の隔壁９５と第１のフィン１０２との間に位置しており、第２の開口１０５は第２の隔壁９９と第２のフィン１０６との間に位置している。第１の隔壁９５と第１のフィン１０２との間の面と、第２の隔壁９９と第２のフィン１０６との間の面とは、それぞれ１つの円形セグメント１０９を形成している。第１の隔壁９５と第１のフィン１０２との間の角度および第２の隔壁９９と第２のフィン１０６との間の角度は、切換角度１１０と呼ばれる。
【００７０】
閉鎖体１１は２つのリミット位置の間で運動することができる。シールシート１２を形成する始端位置では、第１のフィン１０２が第２の隔壁９９に接触し、終端位置では第２のフィン１０６が第１の隔壁９５に接触する。閉鎖体１１とシールシート１２とは分配弁１３を形成している。
【００７１】
第１のフィン１０２の周面は分配通路１０に向かって、第１の隔壁９５に面した側で第１の制御縁５９．１を有しており、第２のフィン１０６の周面は分配通路１０に向かって、第２の隔壁９９に面した側で第２の制御縁５９．２を有している。接続通路３２は、たとえば分配通路１０の全周にわたって均一に分配されていて、分配通路１０の周面を起点として分離エレメント１６に対して接線方向に延びている。
【００７２】
第１の制御縁５９．１と第１の隔壁９５との間または第２の制御縁５９．２と第２の隔壁９９との間に位置している接続通路３２は、開口１０４，１０５を起点として分離エレメント１６の方向にブローバイガスによって通流され得る。こうして、閉鎖体１１は通流される分離エレメント１６の数を制御する。体積流が増大すると、閉鎖体１１は力平衡に相応して切換角度１１０の増大方向に運動するので、別の接続通路３２が開放され、かつ別の分離エレメント１６が通流される。体積流が低下すると、閉鎖体１１は力平衡に相応して切換角度１１０の減少方向に運動するので、接続通路３２は再び閉鎖され、分離エレメント１６はもはや通流されなくなる。
【００７３】
ガスの圧力は両フィン１０２，１０６に作用して、螺旋状のトーションばねもしくはねじりばね９１のばね力に抗して閉鎖体１１を、図面で見て逆時計回り方向へ回転運動させようとする。
【００７４】
図８には、第４実施例の断面図が概略的に示されている。図８に示した装置において、図１〜図７に示した第１実施例〜第３実施例による装置に比べて不変の部分または同一作用を有する部分は同じ符号によって示されている。
【００７５】
図８に示した装置は、閉鎖体１１が水平方向の分配通路１０内に設けられている点で、図１に示した装置とは異なっている。したがって、閉鎖体１１はフロートとしては作用し得ない。なぜならば、閉鎖体１１の重量、つまり閉鎖体１１に作用する重力が、流体力に抗して作用しないからである。閉鎖体１１を流体力に抗してシールシート１２の方向に運動させるためには、重力の代わりに、圧縮ばね１１３のばね力が使用される。したがって、力平衡には、ガスにより閉鎖体１１に加えられる流体力と、圧縮ばね１１３から作用するばね力とが関与している。
【００７６】
閉鎖体１１とシールシート１２とは分配弁１３を形成している。
【００７７】
分配通路１０には、図１の第１実施例とは異なり、環状通路１５が配置されていない。その代わりに、分配通路１０からは複数の接続通路３２が分離エレメント１６に向かって延びている。これらの接続通路３２は、たとえば方形の横断面（図９）を有していて、それぞれ接線方向で分離エレメント１６の円筒状区分５０に開口している。複数の接続通路３２がシールシート１２の下流側でかつ軸方向で相前後して、それぞれ通路壁１１４によって互いに分離された状態で分配通路１０に設けられている。接続通路３２の数は任意である。接続通路３２および分離エレメント１６は、たとえば分配通路１０の直径方向で互いに向かい合って位置する２つの側に配置されている。接続通路３２は、たとえば直線状に軸線２１に対して直交する横方向に延びている。接続通路３２は、たとえば直径方向で互いに向かい合って位置する側で互いにずらされて配置されている。
【００７８】
盲通路１７は、たとえば全周にわたって分配されて軸線２１に沿った方向に延びる複数の溝１１５を有している。これらの溝１１５は分配通路１０と閉鎖体１１との間の接触面を減少させ、ひいては分配通路１０と閉鎖体１１との間の摩擦を減少させる。さらに、溝１１５は盲通路１７の周面に溜まるオイルを収容する。
【００７９】
閉鎖体１１は、たとえば凹部３６を備えた円筒状の形に形成されている。１つの円筒状の閉鎖体１１の代わりに、複数のフラップ状の閉鎖体１１も可能である。閉鎖体１１の表面は、たとえば平滑に形成されている。凹部３６内には、圧縮ばね１１３の一方の端部が支承されており、盲通路１７の、シールシート１２とは反対の側の端部では、圧縮ばね１１３の他方の端部が支承されている。
【００８０】
分離エレメント１６は、たとえば楕円形に分配通路１０に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ガス流から液体を分離するための装置の第１実施例を断面図で示す第１の図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って第１実施例による装置を断面して示す第２の図である。
【図３】第１実施例を示す第３の図である。
【図４】第２実施例を示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って第２実施例による装置を断面して示す別の図である。
【図６】第３実施例を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って第３実施例による装置を断面して示す別の図である。
【図８】第４実施例を示す断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って第４実施例に夜装置を断面して示す別の図である。
【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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【図７】
2006505732.tif 000009
【図８】
2006505732.tif 000010
【図９】
2006505732.tif 000011
【国際調査報告】
2006505732.tif 000012
2006505732.tif 000013
2006505732.tif 000014
2006505732.tif 000015