(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔たれており、
前記ハウジングは、前記流入口と前記ノズルを通した前記隙間との間にある前記気液流のための第一流路部分と、および前記隙間と前記流出口との間にある前記気流のための第二流路部分を含む流路を有し、前記流路は、前記収集表面での前記隙間中の第一変向と、および前記第一流路部分中に第二変向を有する分離器。
【請求項２】
前記第二変向は９０°である、請求項１記載の分離器。
【請求項３】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔た
れており、
前記ハウジングは、前記流入口と前記ノズルを通した前記隙間との間にある前記気液流のための第一流路部分と、および前記隙間と前記流出口との間にある前記気流のための第二流路部分を含む流路を有し、前記流路は、前記収集表面での前記隙間中の第一変向と、および前記第一および第二流路部分の中の一方に第二変向を有し、そして
前記慣性収集器での前記分離後の前記気流中に再連行された液体粒子を捕捉するバックアップ安全フィルターを与える、前記第二流路部分中の通過フィルター、前記収集器から分離液を排液する前記ハウジング中の排液路を含み、そしてここで
前記排液路は前記第二流路部分にあり、そして前記収集器からの前記分離液を前記通過フィルターを通して排液し、前記通過フィルターは前記気流および前記分離液の双方を濾過する分離器。
【請求項４】
前記排液路は前記通過フィルターと前記流出口との間にあり、かつ前記収集器および前記流出口および前記通過フィルターの重力的に下側にある、請求項３記載の分離器。
【請求項５】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔たれており、
前記ハウジングは、前記流入口と前記ノズルを通した前記隙間との間にある前記気液流のための第一流路部分と、および前記隙間と前記流出口との間にある前記気流のための第二流路部分を含む流路を有し、前記流路は、前記収集表面での前記隙間中の第一変向と、および前記第一および第二流路部分の中の一方に第二変向を有し、そして
前記慣性収集器での前記分離後の前記気流中に再連行された液体粒子を捕捉するバックアップ安全フィルターを与える、前記第二流路部分中の通過フィルター、および前述の第一の通過フィルターから前記収集器の重力的に下側かつ反対側にあり、そして前記収集器からの分離液を濾過する、前記ハウジング中の第二通過フィルターを含む分離器。
【請求項６】
濾液を前記第二通過フィルターを通して前記流入口へ排液する、前記ハウジング中の排液路を含む、請求項５記載の分離器。
【請求項７】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔たれており、そして
前記ノズル構造物は前記気液流が前記ノズルを通して加速されることなく前記隙間に流れ得るバイパス口を有し、前記流入口からの前記気液流は、前記ノズルを通しそして前記隙間を通して前記収集器に対して加速される主流路を有し、また前記バイパス口を通して前記隙間への別流路を有する分離器。
【請求項８】
前記気液流中の液体を捕捉および凝集して、前記流出口に供給される気流から液体を除去する前記別流路中の通過フィルターを含み、前記流出口は、液体が収集器によって除去された前記主流路からの気流を受け、また液体が通過フィルターによって除去された前記別流路からの気流を受ける、請求項７記載の分離器。
【請求項９】
前記流入口は前記通過フィルターの重力的に下側にあり、前記別流路中の気液流から前記通過フィルターによって除去された液体を前記流入口に排液し、そして前記通過フィルターはまた前記収集器によって前記主流路中の気液流から除去された液体を濾過し、そして該液体を前記流入口へ排液し戻す、請求項８記載の分離器。
【請求項１０】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面は複数の繊維の層からなる繊維質収集表面からなり、そして
少なくとも１００層の前記層を含む分離器。
【請求項１１】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面は複数の繊維の層からなる繊維質収集表面からなり、そして
前記繊維は前記液体粒子の直径の少なくとも３倍の直径を有する分離器。
【請求項１２】
前記繊維直径は少なくとも５０ないし５００μｍの範囲内にある、請求項１１記載の分離器。
【請求項１３】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下
記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面は、前記液体粒子の直径の少なくとも５倍での平均細孔寸法を有する多孔性収集表面からなる分離器。
【請求項１４】
前記細孔寸法は少なくとも２５μｍである、請求項１３記載の分離器。
【請求項１５】
前記平均細孔寸法は前記液体粒子の直径の少なくとも１０倍である、請求項１３記載の分離器。
【請求項１６】
前記細孔寸法は少なくとも５０μｍである、請求項１５記載の分離器。
【請求項１７】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にありそして該気液流の明確な変向を引き起こし、また下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こして、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する粗い多孔性収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器
からなり、
前記流出口は前記明確な変向後に前記気流を受け、ここで
前記収集表面は、前記液体粒子の直径の少なくとも１０倍の山−谷高さで測定する粗面度を有する粗い収集表面からなる分離器。
【請求項１８】
前記山−谷高さは前記ノズルから前記収集表面への気液流の方向に平行に測定される、請求項１７記載の分離器。
【請求項１９】
前記山−谷高さは少なくとも１０μｍである、請求項１８記載の分離器。
【請求項２０】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にあって該気液流の明確な変向を引き起こし、また前記気液流からの液体粒子分離を引き起こす収集表面を有する慣性収集器と、
前記慣性収集器での前記分離後の前記気流中に再連行された液体粒子を捕捉するバックアップ安全フィルターを与える、前記第二流路部分中の通過フィルターと、
前述の第一の通過フィルターから前記収集器の重力的に下側かつ反対側にあり、そして前記収集器からの分離液を濾過する、前記ハウジング中の第二通過フィルター
からなり、
前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔てられ、
前記ハウジングは、前記流入口と前記隙間との間にある前記気液流のための第一流路部分と、および前記隙間と前記流出口との間にある前記気流のための第二流路部分を含む流路を有する分離器。
【請求項２１】
濾液を前記第二通過フィルターを通して前記流入口に排液する、前
記ハウジング中の排液路を含む、請求項２０記載の分離器。
【請求項２２】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にあって該気液流の明確な変向を引き起こし、また前記気液流からの液体粒子分離を引き起こす収集表面を有する慣性収集器と、
前記慣性収集器での前記分離後の前記気流中に再連行された液体粒子を捕捉するバックアップ安全フィルターを与える、前記第二流路部分中の通過フィルターと、
前記収集器からの分離液を排液する前記ハウジング中の排液路
からなり、
前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔てられ、
前記ハウジングは、前記流入口と前記隙間との間にある前記気液流のための第一流路部分と、および前記隙間と前記流出口との間にある前記気流のための第二流路部分を含む流路を有し、
前記排液路は前記第二流路部分にあり、そして前記収集器からの前記分離液を前記通過フィルターを通して排液し、前記通過フィルターは前記気流および前記分離液の双方を濾過する分離器。
【請求項２３】
前記排液路は前記通過フィルターと前記流出口との間にあり、また前記収集器および前記流出口および前記通過フィルターの重力的に下側にある、請求項２２記載の分離器。
【請求項２４】
気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器であって、
気液流を受ける流入口および気流を排出する流出口を有するハウジングと、
前記流入口から前記気液流を受け、そして前記気液流を下記ノズルを通して加速する複数のノズルを有する、前記ハウジング中のノズル構造物と、
前記加速した気液流の経路中にあって該気液流の明確な変向を引き起こし、また前記気液流からの液体粒子分離を引き起こす収集表面を有する、前記ハウジング中の慣性収集器と、
前記収集器からの分離液を前記流入口に排液する、前記ハウジング中の排液路
からなり、ここで前記収集表面および前記ノズルは過度な絞込みを避けるために十分な隙間によって隔てられ、また前記気液流が前記ノズルを通して加速されることなく前記隙間に流れ得る前記ハウジング中のバイパス口を含み、前記流入口からの前記気液流は、前記ノズルを通しそして前記隙間を通して前記収集器に対して加速される主流路を有し、また前記バイパス口を通して前記隙間への別流路を有する分離器。
【請求項２５】
前記気液流中の液体を捕捉および凝集して、前記流出口に供給される気流から液体を除去する前記別流路中の通過フィルターを含み、前記流出口は液体が前記収集器によって除去された前記主流路からの気流を受け、また液体が前記通過フィルターによって除去された前記別流路からの気流を受ける、請求項２４記載の分離器。
【請求項２６】
前記流入口は前記通過フィルターの重力的に下側にあり、前記別流路中の気液流から前記通過フィルターによって除去された液体は前記流入口に排液され、そして前記通過フィルターはまた前記収集器によって前記主流路中の気液流から除去された液体を濾過し、そして該液体を前記流入口へ排液し戻す、請求項２５記載の分離器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンクランク室の換気分離用途における場合を含む、気液流から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器（セパレータ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
慣性気液分離器は従来技術において既知である。液体粒子は、流れまたはエアロゾルを高い速度に穴またはノズルを通して加速し、そして前記加速した気液流にその後明確な変向を引き起こす平滑な不透過性衝突表面を有する衝撃子に対してそれを向け、前述した液体分離をなすことによって気液流から除去される。これらの種類の慣性衝撃子は、典型的に、エアロゾル粒子の濃度および寸法分布を分類および決定するための測定装置として使用される。粒子寸法測定装置において、前記平滑な不透過性衝突表面は明確な分別（カット−オフ）寸法を与え、前記分別寸法より大きい粒子は分離され、そして前記分別寸法より小さな粒子は流れ中に存在しつづける。そのような慣性衝撃子はまた、内燃エンジンのクランク室からの吹き抜けガスのための油分離用途においても使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む、改良された全体の分離効率を有する慣性気液分離器を提供する。
【０００４】
本発明の一つの面において、粗い多孔性収集表面が衝突のために使用され、下記平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こす。全体の分離効率は、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子のさらなる分離のために改良される。
【０００５】
本発明の他の面において、慣性気液分離器は粗い多孔性収集表面を備え、前記気液流からの液体粒子分離および前記収集表面内での液体粒子の収集の双方を引き起こす。前記粗い多孔性収集表面は、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法と同じ程明確ではないが、前記分別寸法より小さな粒子についての収集効率並びに分別寸法における減少を改良する粒子分離のための分別寸法を有する。粗い多孔性収集表面は凝集媒体を与え、液体粒子は、前記収集表面内に捕獲されると、前記収集表面中で他の液体粒子と凝集し、そして加速した気流およびその結果生じた前記収集表面でおよび該収集表面内での気体の高い速度が、捕獲した液体を前記収集表面の外縁に移動させ、また前記収集器を流し出させるために十分な抵抗力を生じる。
【０００６】
本発明のさらなる面において、様々な構造ハウジングの組合せおよび配置が与えられ、そしてそれらは、他の用途が可能であるけれども、エンジンクランク室の換気分離用途に特に良く適している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、内燃エンジン１４のための例示的なクランク室の換気分離用途において表された、気液流１２からの液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器１０を図示する。そのような用途において、エンジン１４のクランク室１６から燃焼吹き抜けガスを通気することが望ましい。未処理のこれらのガスは、油霧および油煙の形態における粒子物質を含む。特に、前記吹き抜けガスが例えば吸気多肢管１８で前記エンジンの吸気系に再循環し戻される場合、汚染物の濃度を制御することが望ましい。油霧滴は一般に直径５μｍ未満であり、そしてそれ故、慣用の繊維質フィルター媒体を使用しつつ同時に、前記媒体が油および汚染物を収集しそしてそれで飽和したとき、低い流れ抵抗を維持することは困難である。
【０００８】
分離器１０は、エンジンクランク室１６からの気液流１２を受ける流入口２２および空気吸気多肢管１８に気流２６を排出する流出口２４を有するハウジング２０を含む。前記ハウジング中のノズル構造物２８は、流入口２２から前記気液流を受け、そしてノズル３０を通して前記気液流を加速する複数のノズルまたは穴３０を有する。前記ハウジング中の慣性収集器３２は前記加速した気液流の経路中にあり、そして３６で図示されるように該気液流の明確な変向を引き起こす。収集器３２は、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面による明確な寸法の分別を行わずに、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面より小さな寸法の液体粒子の前記気液流からの液体粒子分離を引き起こす、粗い多孔性の収集または衝突表面３４を有する。粗い多孔性収集表面の使用は典型的な慣性気液分離器と対照的であるが、上記に前述した理由のために、また更に本明細書で述べるように本発明においては意図的である。
【０００９】
前述した粗い多孔性収集表面は、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法より小さな液体粒子についての分離を含む全体の分離効率を改良する。前記粗い多孔性収集表面は、ａ）前記気液流からの液体粒子分離、およびｂ）前記収集表面内での前記液体粒子の収集の双方を引き起こす。前記粗い多孔性収集表面は、平滑な非多孔性衝撃子衝突表面の分別寸法と同じ程明確ではないが、前記分別寸法より小さな粒子についての収集効率並びに分別寸法における減少を改良する粒子分離のための分別寸法を有する。前記粗い多孔性収集表面は凝集媒体を与え、液体粒子は、前記収集表面内に捕獲されると、前記収集表面中で他の液体粒子と凝集し、そして前記加速した気流およびその結果生じた前記収集表面でおよび該収集表面内での気体の高い速度が、捕獲した液体を前記収集表面の外縁に移動させ、また前記収集器から流し出させるために十分な抵抗力を生じる。前述した明確な変向後、流出口２４は、３８で図示されるように、分離した液体粒子が存在しない気流を受ける。収集表面３４およびノズル３０は、過度な絞込みを避けるために十分な隙間４０によって隔たれている。ハウジング２０は、流入口２２と隙間４０との間にある前記気液流のための第一流路部分４２と、および隙間４０と流出口２４との間にある前記気流のための第二流路部分を含む流路を有する。ハウジング２０を通した前記流路は、隙間４０中の収集表面３４での変向、および４６で図示されるように、前述した第二流路部分中の他の変向を有する。
【００１０】
図１の前述した第二流路部分中の通過フィルター４８は、慣性収集器３２での分離後の前記気流中に再連行された液体粒子を補足するバックアップ安全フィルターを与える。前記ハウジング中の排液路５０は前記収集器からの分離液を排液する。図１において、排液路５０は、５２で図示されるように、前記分離液をハウジング２０の外部に排液しクランク室１６に戻す。排液路５０は通過フィルター４８から収集器３２の重力的に下側かつ反対側にある。図１において、気流２６は垂直軸に沿って流れる。フィルター４８は、前述した軸垂直方向に垂直な半径左右水平幅に沿って広がる。通過フィルター４８の前述した半径水平幅は、全ハウジングにわたって広がり、また収集表面３４に平行である。前記気流は分離後３６で収集表面３４に沿って半径方向かつ平行に流れ、そしてその後４６で図示されるように９０°曲がり、そして３８で図示されるように通過フィルター４８を通して流出口２４に流れる。
【００１１】
図２は図１と同様であり、そして理解を容易にするために適当である同じ参照番号を使用する。図２において、排液路５４は分離液を排液し流入口２２に戻す。前記ハウジング中の第二通過フィルター５６は通過フィルター４８から収集器３２の重力的に下側かつ反対側にあり、収集器３２からの分離液を濾過する。排液路５４は濾液を通過フィルター５６を通して流入口２２へ排液する。
【００１２】
図２における排液路５４はまた、気液流１２がノズル３０を通して加速されることなく隙間４０に流れ得るバイパス口である。それ故、流入口２２からの前記気液流は、ノズル３０を通しそして隙間４０を通して収集器３２に対して加速される主流路と、フィルター５６および隙間４０へのバイパス口５４を通した別流路を有する。前述した別流路中の通過フィルター５６は、流入口２２からの前記気液流中の液体を捕捉および凝集して、前述した別流路を通して流出口２４に供給される前記気流から液体を除去する。それ故、流出口２４は、液体が収集器３２によって除去された前述した主流路からの気流を受け、そしてまた液体が通過フィルター５６によって除去された前述した別流路からの気流を受ける。流入口２２は通過フィルター５６の重力的に下側にある。それ故、前述した別流路中の前記気液流から通過フィルター５６によって除去された液体は、流入口２２に排液される。通過フィルター５６はまた、収集器３２によって前述した主流路中の前記気液流から除去された液体を濾過し、そしてそのような液体を排液路５４およびフィルター５６を通して排液し流入口２２に戻す。
【００１３】
図３は、理解を容易にするために適当である上述と同じ参照番号を使用する。図３において、前記ハウジングを通した前記気流の軸方向流れは水平である。前記ハウジング中の排液路５８は、前記収集器からの分離液を前記ハウジングの外部に排液しクランク室１６に戻す。排液路５８は前述した第二流路部分４４中にあり、そして収集器３２からの分離液を通過フィルター４８を通して排液し、前記通過フィルターは気流２６および前記分離液の双方を濾過する。排液路５８は通過フィルター４８と流出口２４との間にあり、そして収集器３２および流出口２４および通過フィルター４８の重力的に下側にある。
【００１４】
図４は、理解を容易にするために適当である上述と同じ参照番号を使用する。図４は、気液流１２を受ける流入口６２および気流２６を排出する流出口６４を有するハウジング６０を通した軸方向の気流の垂直配向を図示する。前記ハウジング中のノズル構造物６６は、流入口６２からの前記気液流を受け、そして前記気液流をノズル６８を通しそして環状隙間７０を半径方向に通して半径方向に水平に加速して、環状慣性収集器７２に衝突させる複数のノズルまたは穴６８を有する。収集器７２は前記加速した気液流の経路中にあり、そして該気液流の明確な変向を引き起こし、そして上述したように粗い多孔性収集表面７４を有する。前記ハウジングは、流入口６２と隙間７０との間にある前記気液流のための第一流路部分７６と、および隙間７０と流出口６４との間にある前記気流のための第二流路部分７８を含む垂直軸方向流路を有する。前記流路は隙間７０中の収集表面７４での変向８０、および流路部分７６中の変向８２を有する。変向８２および８０の各々は９０°である。前記ハウジング中の流路部分７８中の通過フィルター８４は、慣性収集器７２での分離後の前記気流中に再連行された液体粒子を捕捉するバックアップ安全フィルターを与える。フィルター８４は前述した垂直軸方向に関して半径幅に沿って水平に広がる。フィルター８４の半径水平幅は全ハウジングにわたって広がり、そして収集表面７４に垂直である。前述した変向８０後、前記気流は収集表面７４に沿って軸方向かつ平行に流れ、そしてその後通過フィルター８４を通して軸方向に流出口６４へと流れる。ハウジング６０中の排液路８６は、収集器７２からの分離液を前記ハウジングの外部に排液しエンジンクランク室１６に戻す。排液路８６は通過フィルター８４から収集器７２の重力的に下側かつ反対側にある。
【００１５】
図５は図４と同様であり、そして理解を容易にするために適当である同じ参照番号を使用する。図５において、前記ハウジング中の排液路８８は収集器７２からの分離液を流入口６２に排液する。排液路８８は通過フィルター８４から収集器７２の重力的に下側かつ反対側にある。前記ハウジング中の第二通過フィルター９０は通過フィルター８４から収集器７２の重力的に下側かつ反対側にあり、そして排液路８８を通して流入口６２に排液される収集器７２からの分離液を濾過する。前記排液路はノズル構造物６６中の複数の孔または口８８によって備えられる。
【００１６】
図５における口８８はまた、気液流１２がノズル６８を通して加速されることなく隙間７０に流れ得るバイパス口でもある。それ故、流入口６２からの前記気液流はノズル６８を通しそして隙間７０を通して収集器７２に対して加速される主流路と、およびバイパス口８８およびフィルター９０を通した隙間７０への別流路を有する。前述した別流路中の通過フィルター９０は、前記気液流中の液体を捕捉および凝集して、液体を流出口６４に供給される前記気流から除去する。それ故、流出口６４は液体が収集器７２によって除去された前述した主流路からの気流を受け、また液体が通過フィルター９０によって除去された前述した別流路からの気流を受ける。流入口６２は通過フィルター９０の重力的に下側にある。それ故、前述した別流路中で前記気液流から通過フィルター９０によって除去された液体は、排液路またはバイパス口８８を通して流入口６２に排液される。通過フィルター９０はまた収集器７２によって前述した主流路中で前記気液流から除去された液体を濾過し、そしてそのような液体を排液し排液路８８を通して流入口６２に戻す。
【００１７】
図６は、気液流９４から液体粒子を除去しそして凝集する慣性気液分離器９２を図示する。ハウジング９２は気液流９４を受ける流入口９６および気流１００を排出する流出口９８を有する。前記ハウジング中のノズル構造物１０２は、流入口９６から前記気液流を受け、そして下記ノズルを通して前記気液流を加速する複数のノズル１０４を有する。前記加速した気液流の経路中のハウジング中の慣性収集器１０６は、１０８で図示されるように該気液流の明確な変向を引き起こす。前記収集器は、前記気液流からの液体粒子分離を引き起こす、粗い多孔性収集表面１１０を有する。前記ハウジング中の排液路１１２は前記収集器からの分離液を排液しクランク室１６に戻す。
【００１８】
図６におけるノズル１０４は、上流流入開口部１１４および下流流出開口部１１６を有する。流入開口部１１４は流出開口部１１６より大きい。前記ノズルは前記流入および流出開口部の間で円錐台状にテーパーした移行区域１１８を有する。前記円錐台状にテーパーした移行区域は、流入開口部１１４で第一直径の上流端部１２０を有し、また前述した第一直径より小さな第二直径の下流端部１２２を有する。円錐台状にテーパーした移行区域１１８の下流端部１２２は、前述した第二直径に等しい一定直径の第二移行区域１２４によって流出開口部１１６から隔てられている。
【００１９】
ある態様において、図１〜３の３４、図４および５の７４、図６の１１０の収集表面は複数の繊維の層からなる繊維質収集表面である。繊維の少なくとも２または３層が望ましく、そして改良された性能を与える。好ましい態様において、少なくとも１００層の繊維が備えられる。前記繊維は分離および捕獲される前記液体粒子の直径の少なくとも３倍での直径を有する。好ましい形態において、前記繊維直径は５０ないし５００μｍの範囲内にある。１．７μｍ平均を有する０．３μｍないし３μｍの範囲内にある油霧滴について、粒子分離効率は、平滑な非多孔性収集表面についての５０％質量効率に比較して、前述した繊維質収集表面で８５％質量効率に改良された。
【００２０】
他の態様において、前記収集表面は５０％と９９．９％との間の多孔率の多孔性収集表面である。前記平均細孔寸法は前記液体粒子の直径の少なくとも５ないし１０倍であり、好ましくは２５ないし５０μｍである。
【００２１】
他の態様において、前記収集表面は前記液体粒子の直径の少なくとも１０倍の山−谷高さで測定する粗面度を有する粗い収集表面である。前記山−谷高さは前記ノズルから前記収集表面への気液流の方向に平行に測定される。前記山−谷高さは好ましくは少なくとも１０μｍである。
【００２２】
様々な等価法、変法および改良法が添付した請求の範囲内で可能であることが認識される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、エンジンクランクケース換気分離用途における、本発明に従って構成された慣性気液分離器の模式的横断面図である。
【図２】  図２は、図１と同様であり、そして他の態様を表す図である。
【図３】  図３は、図１と同様であり、そして他の態様を表す図である。
【図４】  図４は、図１と同様であり、そして他の態様を表す図である。
【図５】  図５は、図１と同様であり、そして他の態様を表す図である。
【図６】  図６は、さらなる態様を表す図である。
【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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