DE102016217440A1

DE102016217440A1 - separating

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Publication number: DE102016217440A1
Application number: DE102016217440.1A
Authority: DE
Inventors: Alfred Elsässer; Volker Kirschner; Hans Christian Uibeleisen; Johannes Weinmann
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheideeinrichtung (14) zum Abscheiden fester und flüssiger Verunreinigungen aus einer Gasströmung (24), – mit einem Gehäuse (22), das einen Kanal (23) enthält, der einen Kanaleinlass (25) mit einem Kanalauslass (26) verbindet, – mit einem im Gehäuse (22) um eine Rotationsachse (28) drehbar angeordneten Laufrad (27) zum Antreiben der Gasströmung (24), das im Kanal (23) mehrere Laufschaufeln (29) aufweist, – mit einem Impaktor (32) zum Abscheiden von in der Gasströmung (24) mitgeführten flüssigen und/oder festen Verunreinigungen, – wobei das Laufrad (27) eine Laufradunterseite (33) und eine Laufradoberseite (34) aufweist, – wobei der Kanal (23) einen der Laufradunterseite (33) zugewandten Kanalboden (35) und eine der Laufradoberseite (34) zugwandte Kanaldecke (36) aufweist. Eine verbesserte Effizient der Abscheideeinrichtung (14) kann erreicht werden, wenn ein Axialabstand (37) zwischen dem Kanalboden (35) und den Laufschaufeln (29) entlang des Kanals (23) vom Kanaleinlass (25) zum Kanalauslass (26) zunimmt.The present invention relates to a separation device (14) for separating solid and liquid contaminants from a gas flow (24), comprising a housing (22) containing a channel (23) having a channel inlet (25) with a channel outlet (26). connects - with an impeller (27) rotatably mounted in the housing (22) about a rotation axis (28) for driving the gas flow (24) having a plurality of blades (29) in the channel (23), - with an impactor (32) for separating liquid and / or solid impurities entrained in the gas flow (24), - the impeller (27) having an impeller bottom (33) and an impeller top (34), - the duct (23) being one of the impeller underside (33) having facing channel bottom (35) and one of the impeller top (34) zugwandte channel ceiling (36). Improved efficiency of the separator (14) can be achieved as an axial distance (37) between the channel bottom (35) and the blades (29) increases along the channel (23) from the channel inlet (25) to the channel outlet (26).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abscheideeinrichtung zum Abscheiden fester und/oder flüssiger Verunreinigungen aus einer Gasströmung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung mit einer derartigen Abscheideeinrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung. The present invention relates to a separation device for separating solid and / or liquid contaminants from a gas flow. The invention also relates to a crankcase ventilation device with such a separator. Finally, the invention relates to an internal combustion engine with such a crankcase ventilation device.

Eine derartige Abscheideeinrichtung wird dazu verwendet, um aus einer Gasströmung mitgeführte flüssige und/oder feste Verunreinigungen abzuscheiden. Von besonderem Interesse ist dabei die Abscheidung eines Flüssigkeitsnebels aus der Gasströmung. Beispielsweise können derartige Abscheideeinrichtungen bei einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, zur Anwendung kommen, um im Blow-by-Gas der Brennkraftmaschine als Nebel enthaltenes Öl abzuscheiden, um die Umweltbelastung und den Ölverbrauch zu reduzieren. Such a separator is used to deposit liquid and / or solid impurities entrained in a gas flow. Of particular interest is the deposition of a liquid mist from the gas flow. For example, in a crankcase ventilation system of an internal combustion engine, preferably in a motor vehicle, such separation devices can be used to deposit oil contained in the blow-by gas of the internal combustion engine as a mist, in order to reduce environmental impact and oil consumption.

Um eine möglichst effiziente Abscheidung zu erzielen, kann der Abscheideeinrichtung eine Fördereinrichtung zum Antreiben der Gasströmung zugeordnet sein. Ebenso ist es möglich, eine derartige Fördereinrichtung in die Abscheideeinrichtung zu integrieren. Der eigentliche Abscheidevorgang kann bspw. mit Hilfe eines Impaktors realisiert werden, der mit einer Prallwand zur abrupten Strömungsumlenkung arbeitet. Während Gase dieser Strömungsumlenkung leicht folgen können, prallen in der Gasströmung mitgeführte feste oder flüssige Verunreinigungen gegen die Prallwand und können dadurch abgefangen, abgeführt und aus der Gasströmung ausgeschieden werden. In Verbindung mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten lässt sich hierbei eine sehr effiziente Abscheidung mitgeführter Verunreinigungen erzielen. In order to achieve the most efficient deposition, the separation device may be associated with a conveying device for driving the gas flow. It is also possible to integrate such a conveyor into the separation device. The actual deposition process can be realized, for example, with the aid of an impactor, which works with a baffle wall for abrupt flow deflection. While gases can easily follow this flow diversion, solid or liquid contaminants entrained in the gas flow bounce against the baffle and can thereby be trapped, removed, and eliminated from the gas flow. In conjunction with high flow rates, a very efficient separation of entrained impurities can be achieved in this case.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abscheideeinrichtung bzw. für eine damit ausgestattete Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung bzw. für eine damit ausgestattete Brennkraftmaschine eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Effizienz bei der Abscheidewirkung und/oder durch einen vergleichsweise preiswerten und/oder kompakten Aufbau auszeichnet. The present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a separating device or for a crankcase ventilation device equipped therewith or for a combustion engine equipped therewith, which can be characterized in particular by a high efficiency in the separation effect and / or by a comparatively inexpensive and / or or compact construction.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht von einer Abscheideeinrichtung aus, die in einem Gehäuse einen ringförmigen Kanal zum Führen der Gasströmung enthält, wobei der Kanal einen im oder am Gehäuse ausgebildeten Kanaleinlass fluidisch mit einem am oder im Gehäuse ausgebildeten Kanalauslass verbindet. Ferner ist konzentrisch zum Kanal ein im Gehäuse um eine Rotationsachse drehbar angeordnetes Laufrad zum Antreiben der Gasströmung vorgesehen, das im Kanal mehrere Laufschaufeln aufweist. Insbesondere kann diese Anordnung aus ringförmigem Kanal und Laufrad mit im Kanal in Umfangsrichtung rotierenden Laufschaufeln als Seitenkanalverdichter ausgestaltet sein. Desweiteren ist die Abscheideeinrichtung mit einem am oder im Kanalauslass angeordneten Impaktor zum Abscheiden von in der Gasströmung mitgeführten flüssigen und/oder festen Verunreinigungen ausgestattet. Mit Hilfe des ringförmigen Kanals und dem Laufrad lässt sich eine intensive Druckerhöhung in der Gasströmung realisieren, die sich am Impaktor zum Erzeugen besonders hoher Strömungsgeschwindigkeiten in der Gasströmung nutzen lässt, wodurch der Impaktor eine besonders hohe Reinigungswirkung besitzt. Desweiteren bauen ein derartiger Kanal mit Laufrad sowie ein derartiger Impaktor vergleichsweise kompakt. Ferner lässt sich ein Gehäuse mit Kanal und Laufrad vergleichsweise preiswert realisieren. The invention is based on a separation device which contains in a housing an annular channel for guiding the gas flow, the channel fluidically connecting a channel inlet formed in or on the housing to a channel outlet formed on or in the housing. Furthermore, an impeller rotatably disposed in the housing about a rotation axis concentric to the channel for driving the gas flow is provided which has a plurality of blades in the channel. In particular, this arrangement of annular channel and impeller can be configured with rotating blades in the circumferential direction blades as a side channel compressor. Furthermore, the separation device is equipped with an impactor arranged on or in the duct outlet for separating off liquid and / or solid impurities entrained in the gas flow. With the help of the annular channel and the impeller, an intensive pressure increase in the gas flow can be realized, which can be used at the impactor to generate particularly high flow velocities in the gas flow, whereby the impactor has a particularly high cleaning effect. Furthermore, build such a channel with impeller and such an impactor comparatively compact. Furthermore, a housing with a channel and impeller can be realized comparatively inexpensively.

In einer bevorzugten Einbausituation einer derartigen Abscheideeinrichtung, die bspw. dem zur Verfügung stehenden Einbauraum geschuldet sein kann, ist die Rotationsachse des Laufrads vertikal ausgerichtet, so dass das Laufrad in einer horizontalen Ebene liegt. Bei vertikal ausgerichteter Rotationsachse weist das Laufrad eine Laufradunterseite und eine Laufradoberseite auf. Der Kanal besitzt einen der Laufradunterseite zugewandten Kanalboden und eine der Laufradoberseite zugewandte Kanaldecke. In a preferred installation situation of such a separation device, which, for example, may be due to the available installation space, the axis of rotation of the impeller is vertically aligned so that the impeller lies in a horizontal plane. When vertically aligned axis of rotation, the impeller on a wheel base and an upper wheel side. The channel has a channel bottom facing the bottom of the impeller and a top of the impeller facing channel ceiling.

Bei einem rotierenden Laufrad kann es bereits innerhalb des Kanals aufgrund der hohen Strömungsumlenkungen an den Laufschaufeln und/oder an der Kanalwand zur Anlagerung von Verunreinigungen aus der Gasströmung kommen. Somit kann bereits innerhalb des Kanals, also stromauf des Impaktors eine gewisse Abscheidewirkung erzielt werden, wobei sich feste und/oder flüssige Verunreinigungen an der Kanalwand sammeln. Diese Verunreinigungen müssen aus dem Kanal abgeführt werden. Um das Abführen der innerhalb des Kanals während des Betriebs der Abscheideeinrichtung anfallenden Verunreinigungen zu verbessern, wird bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, den Kanal im Gehäuse so auszugestalten, dass ein parallel zur Rotationsachse gemessener Axialabstand zwischen dem Kanalboden und den Laufschaufeln in der Antriebsrichtung des Laufrads, in der die durch das Laufrad angetriebene Gasströmung im Kanal vom Kanaleinlass zum Kanalauslass strömt, entlang des Kanals vom Kanaleinlass zum Kanalauslass zunimmt. In einer Einbausituation, bei der das Laufrad in einer Horizontalebene liegt, führt die vorstehende vorgeschlagene Bauweise dazu, dass der Kanalboden vom Kanaleinlass zum Kanalauslass abfällt. Durch den abfallenden Kanalboden unterstützt die Schwerkraft das Abfließen der innerhalb des Kanals anfallenden Verunreinigungen in Richtung Kanalauslass und in Richtung Impaktor. In the case of a rotating impeller, impurities may already accumulate in the gas flow within the channel due to the high flow deflections on the moving blades and / or on the channel wall. Thus, even within the channel, ie upstream of the impactor, a certain separation effect can be achieved, with solid and / or liquid contaminants collecting on the channel wall. These impurities must be removed from the channel. In order to improve the removal of contaminants occurring within the channel during the operation of the separator, it is proposed in a particularly advantageous embodiment to design the channel in the housing so that an axial distance measured parallel to the axis of rotation between the channel bottom and the rotor blades in the drive direction of the impeller in that the impeller-driven gas flow in the channel from the channel inlet to the channel outlet, increases along the channel from the channel inlet to the channel outlet. In a mounting situation where the Impeller is located in a horizontal plane, the above proposed construction leads to the fact that the channel bottom drops from the channel inlet to the channel outlet. Through the sloping bottom of the channel, gravity supports the drainage of impurities within the channel in the direction of the channel outlet and in the direction of the impactor.

Bevorzugt ist dabei eine Weiterbildung, bei der der genannte Axialabstand zwischen Kanalboden und Laufschaufeln vom Kanaleinlass zum Kanalauslass stufenlos zunimmt. Durch die stufenlose Zunahme lassen sich störende Wechselwirkungen mit der Gasströmung reduzieren. Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei welcher der Axialabstand zwischen Kanalboden und Laufschaufeln vom Kanaleinlass zum Kanalauslass stetig zunimmt. Eine derartige stetige bzw. gleichförmige Zunahme des Axialabstands bewirkt bei horizontal ausgerichtetem Laufrad ein entsprechendes stetiges Gefälle für die Verunreinigungen entlang des Kanalbodens vom Kanaleinlass bis zum Kanalauslass. Ein stetiges Gefällte unterstützt die optimale Abführung der Verunreinigungen aus dem Kanal. Preference is given to a development in which said axial distance between the channel bottom and blades continuously increases from the channel inlet to the channel outlet. The stepless increase reduces disturbing interactions with the gas flow. Particularly advantageous is a development in which the axial distance between the channel bottom and blades continuously increases from the channel inlet to the channel outlet. Such a steady increase of the axial distance, with the impeller aligned horizontally, will provide a corresponding steady slope for the contaminants along the channel bottom from the channel inlet to the channel outlet. A steady precipitation supports the optimal removal of impurities from the canal.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein parallel zur Rotationsachse gemessener Axialabstand zwischen der Kanaldecke und den Laufschaufeln in der Antriebsrichtung des Laufrads entlang des Kanals vom Kanaleinlass zum Kanalauslass abnehmen. Vorzugsweise ist die Abnahme des Axialabstands zwischen Kanaldecke und Laufschaufeln entlang des Kanals gleichförmig zur Zunahme des Kanalabstands zwischen Kanalboden und Laufschaufeln. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass der durchströmbare Querschnitt des Kanals entlang des Kanals vom Kanaleinlass bis zum Kanalauslass konstant bleibt. Hierdurch lassen sich unerwünschte strömungsdynamische Effekte innerhalb des Kanals bei rotierendem Laufrad vermeiden. According to another embodiment, an axial distance measured parallel to the axis of rotation between the duct ceiling and the blades in the drive direction of the impeller along the channel from the channel inlet to the channel outlet can decrease. Preferably, the decrease in the axial distance between duct deck and blades along the channel is uniform to increase the channel spacing between duct bottom and blades. In this way, it can be achieved in particular that the flow-through cross section of the channel along the channel from the channel inlet to the channel outlet remains constant. This makes it possible to avoid undesirable fluid-dynamic effects within the channel when the impeller is rotating.

Das Gehäuse weist radial innerhalb des Kanals eine der Laufradunterseite zugewandte untere Begrenzungswand sowie eine der Laufradoberseite zugewandte obere Begrenzungswand auf. Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei der das Gehäuse so ausgestaltet ist, dass ein parallel zur Rotationsachse gemessener Axialabstand zwischen einer senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Mittelebene des Laufrads und der unteren Begrenzungswand und/oder der oberen Begrenzungswand in der Antriebsrichtung des Laufrads entlang des Kanals vom Kanaleinlass zum Kanalauslass konstant ist. Die untere Begrenzungswand und die obere Begrenzungswand definieren durch ihren Axialabstand zum Laufrad einen Dichtspalt. Durch einen in der Umlaufrichtung konstanten Dichtspalt kann die Effizienz der Antriebswirkung des Laufrads erhöht werden.The housing has, radially inside the channel, a lower boundary wall facing the rotor underside and an upper boundary wall facing the rotor upper side. Particularly advantageous is now an embodiment in which the housing is designed so that a measured parallel to the axis of rotation axial distance between a perpendicular to the axis of rotation extending center plane of the impeller and the lower boundary wall and / or the upper boundary wall in the drive direction of the impeller along the channel from Channel inlet to the channel outlet is constant. The lower boundary wall and the upper boundary wall define by their axial distance from the impeller a sealing gap. By a constant in the circumferential direction sealing gap, the efficiency of the drive effect of the impeller can be increased.

Um hier die Dichtungswirkung zu verbessern, ist es grundsätzlich möglich, zwischen dem Laufrad und der unteren und/oder oberen Begrenzungswand zumindest eine Labyrinthdichtung auszubilden, bspw. in Form einer Nut-Feder-Konfiguration, bei der ein als Feder wirkender, in Umfangsrichtung geschlossen umlaufender, axial abstehender Steg in eine in Umfangsrichtung geschlossen umlaufende, axial offene Nut axial eingreift. Dabei kann eine solche Nut an der Unterseite und/oder an der Oberseite des Laufrads ausgebildet sein, während der jeweilige Steg an der unteren Begrenzungswand bzw. an der oberen Begrenzungswand ausgebildet ist, oder umgekehrt. Die Axialrichtung bezieht sich dabei auf die Rotationsachse und erstreckt sich parallel dazu. In order to improve the sealing effect here, it is in principle possible to form at least one labyrinth seal between the impeller and the lower and / or upper boundary wall, for example in the form of a tongue and groove configuration in which a spring acting, circumferentially closed circumferential , axially projecting web engages axially in a circumferentially closed circumferential, axially open groove. In this case, such a groove may be formed on the underside and / or on the upper side of the impeller, while the respective web is formed on the lower boundary wall or on the upper boundary wall, or vice versa. The axial direction refers to the axis of rotation and extends parallel to it.

Da der Kanal ringförmig ist und darin die Laufschaufeln des Laufrads rotieren, enthält der Kanal einen in der Drehrichtung des Laufrads vom Kanaleinlass zum Kanalauslass führenden Umfangsabschnitt, der als Förderabschnitt bezeichnet werden kann, sowie einen in der Drehrichtung des Laufrads vom Kanalauslass zum Kanaleinlass führenden Umfangsabschnitt, der als Totabschnitt bezeichnet werden kann. Durch den Förderabschnitt strömt die zu fördernde Gasströmung im Wesentlichen vollständig. Durch den Totabschnitt strömt dagegen nur ein vergleichsweise geringer Anteil, insbesondere auch unvermeidbare Leckagen. Es ist klar, dass die zuvor beschriebene Zunahme des Axialabstands zwischen Kanalboden und Laufschaufeln bzw. die vorstehend beschriebene Abnahme des Axialabstands zwischen Kanaldecke und Laufschaufeln vom Kanaleinlass zum Kanalauslass ausschließlich im Förderabschnitt erfolgt, da die Antriebsrichtung des Laufrads entlang des Kanals vom Kanaleinlass zum Kanalauslass ausschließlich in diesem Förderabschnitt vorliegt. Im Totabschnitt dagegen muss der Axialabstand zwischen Kanalboden und Laufschaufeln vom Kanaleinlass zum Kanalauslass wieder abnehmen, was insbesondere über eine oder mehrere Stufen oder grundsätzlich auch stufenlos bzw. stetig erfolgen kann. Entsprechendes gilt für den Fall, dass der Axialabstand zwischen Kanaldecke und Laufschaufeln im Förderabschnitt vom Kanaleinlass zum Kanalauslass abnimmt. Dann nimmt im Totabschnitt der Axialabstand zwischen Kanaldecke und Laufschaufeln vom Kanaleinlass zum Kanalauslass wieder zu, ungestuft oder gestuft. Since the channel is annular and rotates therein the blades of the impeller, the channel includes a in the direction of rotation of the impeller from the channel inlet to the channel outlet leading peripheral portion, which may be referred to as conveyor section, and a leading in the direction of rotation of the impeller from the channel outlet to the channel inlet peripheral portion, which can be referred to as Totabschnitt. Through the delivery section, the gas flow to be conveyed flows substantially completely. By contrast, only a comparatively small proportion, in particular unavoidable leaks, flows through the dead section. It is clear that the above-described increase in the axial distance between the channel bottom and blades or the above-described decrease in the axial distance between the duct ceiling and blades from the channel inlet to the channel outlet exclusively in the conveyor section, since the drive direction of the impeller along the channel from the channel inlet to the channel outlet exclusively in This section is available. In contrast, in the dead section, the axial distance between the channel bottom and rotor blades has to decrease again from the channel inlet to the channel outlet, which can take place in particular via one or more stages or in principle continuously or continuously. The same applies to the case that the axial distance between duct ceiling and blades in the conveyor section decreases from the channel inlet to the channel outlet. Then takes in Totabschnitt the axial distance between the duct ceiling and blades from the channel inlet to the channel outlet again, ungraded or stepped.

Wie erläutert ist der mit Hilfe des Kanals und des Laufrads ausgebildete Verdichter vorzugsweise als Seitenkanalverdichter ausgestaltet. Ein solcher Seitenkanalverdichter charakterisiert sich dadurch, dass er quer zur Umfangsrichtung einen Kanalquerschnitt aufweist, der einen Kernbereich besitzt, in dem sich die Laufschaufeln befinden. Im Totabschnitt besteht der Kanalquerschnitt ausschließlich aus diesem Kernbereich. Im Förderabschnitt weist der Kanalquerschnitt dagegen zusätzlich zum Kernbereich zumindest einen seitlich an den Kernbereich anschließenden Seitenbereich auf. Zweckmäßig sind zwei axial anschließende Seitenbereiche vorgesehen, nämlich ein oberer axialer Seitenbereich, der sich an der Laufradoberseite an den Kernbereich anschließt, und ein unterer axialer Seitenbereich, der sich an der Laufradunterseite an den Kernbereich anschließt. Ferner kann ein radialer Seitenbereich vorgesehen sein, der sich radial außen an den Kernbereich anschließt. Bei einem solchen Seitenkanalverdichter besitzen der Kanalboden und die Kanaldecke im Kanalauslass am Übergang vom Förderabschnitt in den Totabschnitt und im Kanaleinlass am Übergang vom Totabschnitt in den Förderabschnitt jeweils eine Stufe. Ebenso besitzt eine den Kanal radial außen begrenzende Kanalseitenwand an diesen Übergängen jeweils eine Stufe, wenn ein radialer Seitenbereich vorgesehen ist.As explained, the compressor formed by means of the channel and the impeller is preferably designed as a side channel compressor. Such a side channel compressor is characterized in that it has a channel cross-section transverse to the circumferential direction, which has a core region in which the blades are located. In the dead section, the channel cross-section consists exclusively of this core area. In the conveyor section, however, the channel cross-section in addition to Core area at least one laterally adjacent to the core area side area. It is expedient to provide two axially adjoining side regions, namely an upper axial side region, which adjoins the core region on the impeller top side, and a lower axial side region, which adjoins the core region on the impeller underside. Furthermore, a radial side region may be provided, which adjoins the core region radially on the outside. In such a side channel compressor, the channel bottom and the channel ceiling each have a step in the channel outlet at the transition from the conveyor section into the dead section and in the channel inlet at the transition from the dead section into the conveyor section. Likewise, a channel side wall defining the channel radially on the outside has a step at these junctions, if a radial side region is provided.

Vorteilhaft weist der Impaktor eine zylindrische Hülse auf, die mit einer bezüglich der Axialrichtung der Hülse axialen Eintrittsöffnung für die Gasströmung sowie mit mehreren bezüglich der Axialrichtung der Hülse radialen Austrittsöffnungen für die Gasströmung ausgestattet ist. Üblicherweise besitzen die Austrittsöffnungen einen vergleichsweise kleinen durchströmbaren Querschnitt als die Eintrittsöffnung, was zu einer erheblichen Beschleunigung der Gasströmung führt. Der Impaktor ist ferner mit einer Prallwand ausgestattet, die den Austrittsöffnungen außerhalb der Hülse gegenüberliegt. Somit trifft die Gasströmung nach dem Austritt aus den Austrittsöffnungen auf die Prallwand und wird dort abrupt und deutlich umgelenkt. In der Regel trifft die Gasströmung frontal, also senkrecht auf die Prallwand und wird parallel zur Prallwand abgelenkt, so dass die Abströmrichtung senkrecht zur Anströmrichtung verläuft. Advantageously, the impactor has a cylindrical sleeve which is equipped with an axial inlet opening for the gas flow with respect to the axial direction of the sleeve and with a plurality of radial outlet openings for the gas flow with respect to the axial direction of the sleeve. Usually, the outlet openings have a comparatively small flow-through cross section as the inlet opening, which leads to a considerable acceleration of the gas flow. The impactor is further provided with a baffle opposite the outlet openings outside the sleeve. Thus, the gas flow hits after exiting the outlet openings on the baffle and is there abruptly and significantly deflected. In general, the gas flow hits the frontal, ie perpendicular to the baffle wall and is deflected parallel to the baffle, so that the outflow direction is perpendicular to the direction of flow.

Im bevorzugten Beispiel sind beim Impaktor somit die mit den Austrittsöffnungen versehene Lochwand und die Prallwand jeweils hülsenförmig und insbesondere zylindrisch ausgestaltet. Bei einer anderen Ausführungsform können die Lochwand und die Prallwand jeweils plattenförmig und insbesondere eben ausgestaltet sein. Ferner sind grundsätzlich auch andere Konfigurationen denkbar.In the preferred example, the impactor thus provided with the outlet openings perforated wall and the baffle are each sleeve-shaped and cylindrical in particular designed. In another embodiment, the hole wall and the baffle can each be plate-shaped and in particular planar. Furthermore, in principle, other configurations are conceivable.

Die Prallwand kann dabei durch einen Wandabschnitt des Gehäuses gebildet sein. Ebenso ist denkbar, dass eine bezüglich des Gehäuses separate Prallwand am Impaktor ausgebildet ist. Beispielsweise kann außen an der Hülse eine ebenfalls zylindrische Prallwand angeordnet sein, die aus einem porösen Körper oder aus einem Fasermaterial, wie z. Bsp. aus einem Vliesmaterial, gebildet sein kann. The baffle can be formed by a wall portion of the housing. It is also conceivable that a baffle wall separate from the housing is formed on the impactor. For example, can be arranged on the outside of the sleeve, a likewise cylindrical baffle, which consists of a porous body or of a fiber material, such as. For example, from a nonwoven material may be formed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Impaktor ein Steuerventil aufweisen, das eine der axialen Eintrittsöffnung gegenüberliegende, bezüglich der Axialrichtung der Hülse axiale Austrittsöffnung der Hülse steuert. Das Steuerventil kann die axiale Austrittsöffnung der Hülse bedarfsabhängig öffnen, bspw. um einen unerwünschten Überdruck stromauf des Impaktors zu vermeiden. Bei geöffneter axialer Austrittsöffnung kann ein erheblicher Anteil der Gasströmung zusätzlich durch diese axiale Austrittsöffnung aus der Hülse austreten. Bei geschlossener axialer Austrittsöffnung tritt die Gasströmung dagegen ausschließlich durch die radialen Austrittsöffnungen aus der Hülse aus. Beispielsweise kann das Steuerventil die axiale Austrittsöffnung unterhalb einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen einem innen an der Hülse anliegenden Innendruck und bei einem außen an der Hülse anliegenden Außendruck verschließen und oberhalb dieses vorbestimmten Differenzdrucks öffnen. According to an advantageous embodiment, the impactor may comprise a control valve which controls an axial outlet opening of the sleeve opposite the axial inlet opening, with respect to the axial direction of the sleeve. The control valve can open the axial outlet opening of the sleeve as needed, for example. To avoid an undesirable positive pressure upstream of the impactor. When the axial outlet opening is open, a considerable proportion of the gas flow can additionally escape from the sleeve through this axial outlet opening. By contrast, when the axial outlet opening is closed, the gas flow exits the sleeve exclusively through the radial outlet openings. For example, the control valve close the axial outlet opening below a predetermined pressure difference between an inner pressure applied to the inside of the sleeve and an outer pressure applied to the outside of the sleeve and open above this predetermined differential pressure.

Alternativ ist es ebenso denkbar, anstelle eines derartigen gesteuerten Impaktors einen ungesteuerten Impaktor zu verwenden, also einen Impaktor, der kein derartiges Steuerventil besitzt. Die Hülse kann dann topfförmig ausgestaltet sein und gegenüber der Eintrittsöffnung einen Hülsenboden besitzen, der verschlossen sein kann oder optional zumindest eine axiale Austrittsöffnung aufweisen kann. Alternatively, it is also conceivable to use an uncontrolled impactor instead of such a controlled impactor, ie an impactor which has no such control valve. The sleeve can then be designed cup-shaped and opposite the inlet opening have a sleeve bottom, which may be closed or optionally may have at least one axial outlet opening.

Vorteilhaft ist die Hülse so im Gehäuse angeordnet, dass sich die Axialrichtung der Hülse parallel zur Rotationsachse erstreckt. Hierdurch wird der kompakte Aufbau der Abscheideeinrichtung unterstützt.Advantageously, the sleeve is arranged in the housing such that the axial direction of the sleeve extends parallel to the axis of rotation. As a result, the compact design of the separator is supported.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der Kanalauslass eine parallel zur Rotationsachse offene Kanalauslassöffnung aufweisen, die an den Kanalboden anschließt. Das bedeutet, dass die Gasströmung parallel zur Rotationsachse aus der Kanalauslassöffnung ausströmt. Die Hülse kann in diesem Fall so im Gehäuse angeordnet sein, dass die axiale Eintrittsöffnung parallel zur Rotationsachse an die Kanalauslassöffnung anschließt. Insbesondere kann somit die Gasströmung unmittelbar von der Kanalauslassöffnung in die Eintrittsöffnung der Hülse eintreten. Auch dies unterstützt eine kompakte Bauform. In another embodiment, the channel outlet may have an open parallel to the axis of rotation Kanalauslassöffnung, which adjoins the channel bottom. This means that the gas flow flows out of the channel outlet opening parallel to the axis of rotation. In this case, the sleeve can be arranged in the housing such that the axial inlet opening adjoins the channel outlet opening parallel to the axis of rotation. In particular, therefore, the gas flow can enter directly from the channel outlet opening into the inlet opening of the sleeve. This also supports a compact design.

Alternativ lässt sich die Hülse auch so im Gehäuse anordnen, dass sich die Axialrichtung der Hülse senkrecht zur Rotationsachse erstreckt. Diese Bauform kann hinsichtlich der Strömungswiderstände vorteilhaft sein. Alternatively, the sleeve can also be arranged in the housing so that the axial direction of the sleeve extends perpendicular to the axis of rotation. This design may be advantageous in terms of flow resistance.

Ferner ist denkbar, dass der Kanalauslass eine senkrecht zur Rotationsachse offene Kanalauslassöffnung aufweist, die an den Kanalboden anschließt. In diesem Fall strömt die Gasströmung senkrecht zur Rotationsachse durch die Kanalauslassöffnung. Insbesondere unterbleibt dabei eine Umlenkung der Gasströmung in eine Strömungsrichtung parallel zur Rotationsachse, wodurch sich diese Bauform durch einen reduzierten Gegendruck auszeichnet. Bei dieser Bauform kann die Hülse so im Gehäuse angeordnet sein, dass die axiale Eintrittsöffnung senkrecht zur Rotationsachse an die Kanalauslassöffnung anschließt. Somit ist der Übergang zwischen dem Kanal bzw. dem Kanalauslass und dem Impaktor hinsichtlich minimaler Strömungswiderstände optimiert. It is also conceivable that the channel outlet has a channel outlet opening which is open perpendicular to the axis of rotation and which adjoins the channel bottom. In this case, the gas flow flows perpendicular to the axis of rotation through the Kanalauslassöffnung. In particular, this avoids a deflection of the gas flow in a flow direction parallel to the axis of rotation, whereby this Design characterized by a reduced back pressure. In this design, the sleeve can be arranged in the housing so that the axial inlet opening connects perpendicular to the axis of rotation of the channel outlet. Thus, the transition between the channel or the channel outlet and the impactor is optimized in terms of minimal flow resistance.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Hülse so im Gehäuse angeordnet ist, dass ein dem Kanalboden zugewandter Umfangsabschnitt der Hülse bündig an den Kanalboden anschließt. Diese Bauweise hat zur Folge, dass Flüssigkeit, die innerhalb des Kanals anfällt und entlang des abschüssigen Kanalbodens abfließt im Kanalauslass an der Kanalauslassöffnung unmittelbar in die Hülse des Impaktors eintreten kann. In this case, an embodiment in which the sleeve is arranged in the housing is particularly advantageous, in that a circumferential section of the sleeve facing the channel bottom adjoins the channel bottom in a flush manner. This design has the consequence that liquid that accumulates within the channel and drains along the sloping channel bottom in the channel outlet at the Kanalauslassöffnung can enter directly into the sleeve of the impactor.

Zweckmäßig kann im Gehäuse stromab des Impaktors ein Sammelraum für abgeschiedene Verunreinigungen ausgebildet sein. Diesem Sammelraum kann eine gesteuerte Austrittsöffnung zugeordnet sein. Beispielsweise kann die Austrittsöffnung mit Hilfe eines Ventils gesteuert sein. Bei einer Anwendung der Abscheideeinrichtung in einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung kann die Austrittsöffnung des Sammelraums über eine Rückführleitung mit einer Ölwanne der Brennkraftmaschine fluidisch verbunden sein. Appropriately, a collecting space for separated impurities may be formed in the housing downstream of the impactor. This collecting space may be associated with a controlled outlet opening. For example, the outlet opening can be controlled by means of a valve. In an application of the separation device in a crankcase ventilation device, the outlet opening of the collecting space can be fluidly connected via a return line with an oil pan of the internal combustion engine.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Abscheideeinrichtung einen antriebsmäßig mit dem Laufrad verbundenen Antrieb zum Antreiben des Laufrads ausgestattet sein. Hierbei kann es sich bspw. um einen Elektromotor handeln. Ebenso ist hier ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb denkbar. In another embodiment, the separation device may be provided with a driving drive connected to the impeller for driving the impeller. This may be, for example, an electric motor. Likewise, a pneumatic or hydraulic drive is conceivable here.

Eine erfindungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist mit einer Saugleitung zum Ansaugen von Blow-by-Gas aus einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine sowie mit einer Abscheideeinrichtung der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet. Die Saugleitung ist auslassseitig fluidisch mit dem Kanaleinlass verbunden. Im Betrieb der Abscheideeinrichtung rotiert das Laufrad und erzeugt am Kanalauslass einen Überdruck und am Kanaleinlass einen Unterdruck, der im Vergleich zum Überdruck klein ausfällt und der abhängig von der Drehzahl über die Saugleitung mehr oder weniger zum Ansaugen des Blow-by-Gases aus dem Kurbelgehäuse genutzt werden kann, um im Kurbelgehäuse einen vorbestimmten Druck einzustellen. An inventive crankcase ventilation device for an internal combustion engine is equipped with a suction line for sucking blow-by gas from a crankcase of the internal combustion engine and with a separator of the type described above. The suction line is fluidly connected to the outlet of the channel inlet. During operation of the separation device, the impeller rotates and generates an overpressure at the duct outlet and a negative pressure that is small compared to the overpressure and which, depending on the speed via the suction line, more or less used to suck the blow-by gas from the crankcase can be to set a predetermined pressure in the crankcase.

Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, die vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommt, ist mit einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet. Die Saugleitung ist dabei eingangsseitig fluidisch mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden. Dabei kann die Saugleitung eingangsseitig unmittelbar mit dem Kurbelgehäuse verbunden sein. Bevorzugt ist die Saugleitung eingangsseitig jedoch bspw. an eine Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine angeschlossen. Innerhalb der Brennkraftmaschine wird auf geeignete Weise eine fluidische Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse und der Zylinderkopfhaube bereitgestellt, so dass die Saugleitung quasi durch die Zylinderkopfhaube mittelbar das Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse ansaugt. An internal combustion engine according to the invention, which is preferably used in a motor vehicle, is equipped with a crankcase ventilation device of the type described above. The suction line is on the input side fluidly connected to the crankcase of the internal combustion engine. In this case, the suction line can be connected on the input side directly to the crankcase. Preferably, however, the suction line is connected on the input side, for example, to a cylinder head cover of the internal combustion engine. Within the internal combustion engine, a fluidic connection between the crankcase and the cylinder head cover is provided in a suitable manner, so that the suction line indirectly through the cylinder head cover indirectly draws the blow-by gas from the crankcase.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung, die eine Abscheideeinrichtung aufweist, 1 a greatly simplified schematic diagram of an internal combustion engine with a crankcase ventilation device having a separator,

2 eine stark vereinfachte Schnittansicht der Abscheideeinrichtung, 2 a greatly simplified sectional view of the separator,

3 eine Schnittansicht der Abscheideeinrichtung im Bereich eines Kanals, 3 a sectional view of the separator in the region of a channel,

4 eine Schnittansicht der Abscheideeinrichtung im Bereich eines Impaktors, 4 a sectional view of the separator in the region of an impactor,

5 eine Schnittansicht wie in 4, jedoch bei einer anderen Ausführungsform. 5 a sectional view as in 4 but in another embodiment.

Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1 einen Motorblock 2 mit mehreren Zylindern 3, in denen jeweils ein Kolben 4 hubverstellbar angeordnet ist. Die Kolben 4 sind jeweils über eine Pleuelstange 5 mit einer Kurbelwelle 6 der Brennkraftmaschine 1 verbunden, die in einem Kurbelgehäuse 7 des Motorblocks 2 bzw. der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist ferner mit einer Frischluftanlage 8 ausgestattet, über die den Zylindern 3 Frischluft zugeführt wird. Eine Abgasanlage 9 dient zum Abführen von Verbrennungsabgasen aus den Zylindern 3. Im Beispiel der 1 handelt es sich bei der Brennkraftmaschine 1 um eine aufgeladene Brennkraftmaschine 1, die mit einer Ladeeinrichtung, bspw. in Form eines Abgasturboladers 10 ausgestattet ist. Der Turbolader 10 besitzt eine in der Abgasanlage 9 angeordnete Turbine 11 sowie einen in der Frischluftanlage 8 angeordneten Verdichter 12, die innerhalb des Turboladers 10 antriebsverbunden sind. Corresponding 1 includes an internal combustion engine 1 an engine block 2 with several cylinders 3 , in each of which a piston 4 is arranged adjustable in stroke. The pistons 4 are each about a connecting rod 5 with a crankshaft 6 the internal combustion engine 1 connected in a crankcase 7 of the engine block 2 or the internal combustion engine 1 is arranged. The internal combustion engine 1 is also with a fresh air system 8th equipped, over the cylinders 3 Fresh air is supplied. An exhaust system 9 serves to remove combustion exhaust gases from the cylinders 3 , In the example of 1 it is the internal combustion engine 1 around a supercharged internal combustion engine 1 , with a charging device, for example. In the form of an exhaust gas turbocharger 10 Is provided. The turbocharger 10 owns one in the exhaust system 9 arranged turbine 11 and one in the fresh air system 8th arranged compressor 12 inside the turbocharger 10 are drive connected.

Die Brennkraftmaschine 1 ist außerdem mit einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 13 ausgestattet, die eine Abscheideeinrichtung 14 aufweist. Die Abscheideeinrichtung 14 besitzt einen Gehäuseeinlass 15 für ungereinigtes Blow-by-Gas, einen Gehäuseauslass 16 für gereinigtes Blow-by-Gas und einen Rücklaufanschluss 17 für aus dem Blow-by-Gas abgeschiedene Verunreinigungen. Die Abscheideeinrichtung 14 dient allgemein zum Abscheiden fester und flüssiger Verunreinigungen aus einer Gasströmung. Die Abscheideeinrichtung 14 kommt in der Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 13 zum Abscheiden fester und flüssiger Verunreinigungen aus der Blow-by-Gasströmung zum Einsatz. Die flüssigen Verunreinigungen sind dabei im Blow-by-Gas mitgeführtes Öl, üblicherweise in Form eines sehr feinen Ölnebels. Die festen Verunreinigungen können durch Rußpartikel gebildet sein, die im Abgas, also auch im Blow-By-Gas und auch im Öl enthalten sein können. Eine Saugleitung 18 verbindet das Kurbelgehäuse 7 mit dem Gehäuseeinlass 15. Eine Druckleitung 19 verbindet den Gehäuseauslass 16 mit der Frischluftanlage 8, vorzugsweise stromauf des Verdichters 12. Eine Rückführleitung 20 verbindet den Rücklaufanschluss 17 mit einer Ölwanne 21 des Motorblocks 2, die das Kurbelgehäuse 7 nach unten abschließt.The internal combustion engine 1 is also equipped with a crankcase breather 13 equipped with a separator 14 having. The separator 14 has a housing inlet 15 for uncleaned blow-by gas, a housing outlet 16 for cleaned blow-by gas and a return connection 17 for impurities separated from the blow-by gas. The separator 14 generally serves to separate solid and liquid contaminants from a gas flow. The separator 14 comes in the crankcase ventilation device 13 for the separation of solid and liquid impurities from the blow-by gas flow used. The liquid impurities are entrained oil in the blow-by gas, usually in the form of a very fine oil mist. The solid impurities may be formed by soot particles which may be contained in the exhaust gas, that is also in the blow-by gas and also in the oil. A suction line 18 connects the crankcase 7 with the housing inlet 15 , A pressure line 19 connects the housing outlet 16 with the fresh air system 8th , preferably upstream of the compressor 12 , A return line 20 connects the return port 17 with an oil pan 21 of the engine block 2 that the crankcase 7 closes down.

Gemäß 2 weist die Abscheideeinrichtung 14 ein Gehäuse 22 auf, das einen ringförmigen Kanal 23 zum Führen der Gasströmung enthält, die in 2 durch Pfeile angedeutet und mit 24 bezeichnet ist. Der Kanal 23 verbindet innerhalb des Gehäuses 22 einen in 3 erkennbaren Kanaleinlass 25 fluidisch mit einem im Gehäuse 22 ausgebildeten Kanalauslass 26. Der Kanaleinlass 25 ist fluidisch mit dem Gehäuseeinlass 15 verbunden, so dass die zu reinigende Gasströmung 24 dem Kanaleinlass 25 zugeführt wird. Der Kanalauslass 26 ist fluidisch mit dem Gehäuseauslass 16 verbunden, aus dem die gereinigte Gasströmung 24 austritt. According to 2 has the separator 14 a housing 22 on, which is an annular channel 23 for guiding the gas flow contained in 2 indicated by arrows and with 24 is designated. The channel 23 connects inside the case 22 one in 3 recognizable channel inlet 25 fluidly with one in the housing 22 trained channel outlet 26 , The channel inlet 25 is fluidic with the housing inlet 15 connected so that the gas flow to be cleaned 24 the channel inlet 25 is supplied. The duct outlet 26 is fluidic with the housing outlet 16 connected, from which the purified gas flow 24 exit.

Die Abscheideeinrichtung 14 weist außerdem ein Laufrad 27 auf, das konzentrisch zum Kanal 23 im Gehäuse 22 um eine Rotationsachse 28 drehbar angeordnet ist. Das Laufrad 27 dient zum Antreiben der Gasströmung 24 und weist hierzu mehrere Laufschaufeln 29 auf, die im Kanal 24 angeordnet sind, so dass sie bei rotierendem Laufrad 27 im ringförmigen Kanal 23 in der Umfangsrichtung umlaufen. Im Beispiel der 2 ist außerdem ein Antrieb 30 vorgesehen, der antriebsmäßig mit dem Laufrad 27 verbunden ist und zum drehenden Antreiben des Laufrads 27 dient. Im Beispiel ist der Antrieb 30 als Elektromotor ausgestaltet, dessen Antriebswelle 31 unmittelbar mit dem Laufrad 27 drehfest verbunden ist. The separator 14 also has an impeller 27 up, concentric with the canal 23 in the case 22 around a rotation axis 28 is rotatably arranged. The impeller 27 serves to drive the gas flow 24 and has several blades for this purpose 29 on that in the canal 24 are arranged so that they rotate with the impeller 27 in the annular channel 23 rotate in the circumferential direction. In the example of 2 is also a drive 30 provided, drivingly with the impeller 27 is connected and for rotationally driving the impeller 27 serves. In the example is the drive 30 designed as an electric motor whose drive shaft 31 directly with the impeller 27 rotatably connected.

Schließlich ist die Abscheideeinrichtung 14 mit einem Impaktor 32 ausgestattet, der am oder im Kanalauslass 26 angeordnet und zum Abscheiden von in der Gasströmung 24 mitgeführten flüssigen und/oder festen Verunreinigungen dient. Finally, the separation device 14 with an impactor 32 equipped, on or in the channel outlet 26 arranged and for separating in the gas flow 24 entrained liquid and / or solid impurities is used.

In 2 ist eine bevorzugte Einbaulage der Abscheideeinrichtung 14 gezeigt, bei der die Rotationsachse 28 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, das heißt die Rotationsachse 28 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Gravitationsrichtung G, die in 2 durch einen Pfeil angedeutet ist. In der vereinfachten Ansicht der 3 ist das Laufrad 27 nur als Umriss mit unterbrochener Linie angedeutet. Gemäß 3 besitzt das Laufrad 27 bei vertikal ausgerichteter Rotationsachse 28 eine Laufradunterseite 33 und eine davon abgewandte Laufradoberseite 34. Der Kanal 23 weist nun einen der Laufradunterseite 33 zugewandten Kanalboden 35 und eine der Laufradoberseite 34 zugewandte Kanaldecke 36 auf. In 2 is a preferred installation position of the separator 14 shown at the axis of rotation 28 is oriented substantially vertically, that is, the axis of rotation 28 extends substantially parallel to the direction of gravity G, which in 2 indicated by an arrow. In the simplified view of 3 is the wheel 27 only indicated as an outline with a broken line. According to 3 owns the impeller 27 with vertically aligned rotation axis 28 a wheel base 33 and an upper side facing away from the impeller 34 , The channel 23 now has one of the impeller underside 33 facing canal floor 35 and one of the impeller top 34 facing canal ceiling 36 on.

Zwischen dem Kanalboden 35 und den Laufschaufeln 29 ist ein Axialabstand 37 ausgebildet, der entlang des Kanals 23 in der Drehrichtung des Laufrads 27 vom Kanaleinlass 25 zum Kanalauslass 26 zunimmt. Die Zunahme des Axialabstands 37 ist hierbei vorzugsweise stufenlos und insbesondere stetig ausgebildet. Dementsprechend ist in 3 der rechts wiedergegebene Axialabstand 37, der proximal zum Kanalauslass 26 angeordnet ist, größer als der links dargestellte Axialabstand 37, der proximal zum Kanaleinlass 25 angeordnet ist. Die Axialrichtung erstreckt sich dabei parallel zur Rotationsachse 28. Die Drehrichtung des Laufrads 27 ist in 3 links der Rotationsachse 28 auf den Betrachter zugerichtet und rechts der Rotationsachse 28 vom Betrachter weggereichtet.Between the channel floor 35 and the blades 29 is an axial distance 37 formed along the canal 23 in the direction of rotation of the impeller 27 from the canal inlet 25 to the channel outlet 26 increases. The increase of the axial distance 37 In this case, it is preferably continuous and in particular continuous. Accordingly, in 3 the axial distance shown on the right 37 , which is proximal to the canal outlet 26 is arranged, greater than the axial distance shown on the left 37 , which is proximal to the canal inlet 25 is arranged. The axial direction extends parallel to the axis of rotation 28 , The direction of rotation of the impeller 27 is in 3 to the left of the axis of rotation 28 aimed at the observer and to the right of the axis of rotation 28 away from the viewer.

Beim hier gezeigten Beispiel ist außerdem ein Axialabstand 38 zwischen der Kanaldecke 36 und den Laufschaufeln 29 erkennbar, der entlang des Kanals 23 in der Drehrichtung des Laufrads 27 vom Kanaleinlass 25 zum Kanalauslass 26 abnimmt. Dementsprechend ist in 3 der links eingezeichnete Axialabstand 28, der proximal zum Kanaleinlass 25 gemessen wird, größer als der in 3 rechts eingezeichnete Axialabstand 38, der proximal zum Kanalauslass 26 gemessen ist. In the example shown here is also an axial distance 38 between the duct ceiling 36 and the blades 29 recognizable, along the canal 23 in the direction of rotation of the impeller 27 from the canal inlet 25 to the channel outlet 26 decreases. Accordingly, in 3 the axial distance shown on the left 28 , which is proximal to the canal inlet 25 is measured larger than the in 3 right axial distance 38 , which is proximal to the canal outlet 26 is measured.

Das Gehäuse 22 weist radial innerhalb des Kanals 23 und insbesondere auch radial innerhalb der Laufschaufeln 29 eine der Laufradunterseite 33 zugewandte untere Begrenzungswand 39 sowie eine der Laufradoberseite 34 zugewandte obere Begrenzungswand 40 auf. Ferner besitzt das Laufrad 27 senkrecht zur Rotationsachse 28 eine Mittelebene 41 oder Symmetrieebene 41. Die untere Begrenzungswand 39 besitzt zu dieser Mittelebene 41 einen Axialabstand 42, der in der Drehrichtung des Laufrads 27 vom Kanaleinlass 25 zum Kanalauslass 26 konstant bleibt. Auch besitzt die obere Begrenzungswand 40 zur Mittelebene 41 einen Axialabstand 43, der im Drehsinn des Laufrads 27 vom Kanaleinlass 25 zum Kanalauslass 26 konstant bleibt. Zweckmäßig sind die Axialabstände 42, 43 der Mittelebene 41 zur unteren Begrenzungswand 39 und zur oberen Begrenzungswand 40 gleich groß. The housing 22 points radially inside the channel 23 and in particular also radially inside the blades 29 one of the wheel base 33 facing lower boundary wall 39 and one of the impeller top 34 facing upper boundary wall 40 on. Furthermore, the impeller has 27 perpendicular to the axis of rotation 28 a median plane 41 or symmetry plane 41 , The lower boundary wall 39 owns to this median plane 41 an axial distance 42 in the direction of rotation of the wheel 27 from the canal inlet 25 to the channel outlet 26 remains constant. Also owns the upper boundary wall 40 to the middle plane 41 an axial distance 43 , in the direction of rotation of the impeller 27 from the canal inlet 25 to the channel outlet 26 remains constant. The axial distances are expedient 42 . 43 the middle plane 41 to the lower boundary wall 39 and to the upper boundary wall 40 same size.

Innerhalb des Kanals 23 ist der Kanalboden 35 zweckmäßig nur in einem sich in der Umfangsrichtung des Kanals 23 erstreckenden Förderabschnitt 44 nach unten zur unteren Begrenzungswand 39 versetzt, so dass er eine Vertiefung innerhalb der unteren Begrenzungswand 39 bildet, um einen unteren axialen Seitenbereich im Kanalquerschnitt zu bilden. Entsprechendes gilt für die Kanaldecke 36, die im Förderbereich 44 nach oben gegenüber der oberen Begrenzungswand 40 versetzt ist, also durch eine Vertiefung in der oberen Begrenzungswand 40 ausgebildet ist, um einen oberen axialen Seitenbereich m Kanalquerschnitt zu bilden. Der Förderabschnitt 44 führt vom Kanaleinlass 23 in der Drehrichtung des Laufrads 27 bis zum Kanalauslass 26. In der Drehrichtung des Laufrads 27 führt ein Totabschnitt 45 des Kanals 23 vom Kanalauslass 26 zum Kanaleinlass 25. In diesem Totabschnitt 45 besitzt der Kanalboden 25 zweckmäßig keinen Versatz zur unteren Begrenzungswand 39. Auch ist die Kanaldecke 36 in diesem Totbereich 45 bündig zur oberen Begrenzungswand 40 geformt. Demnach fehlen im Totabschnitt 45 der obere und der untere axiale Seitenbereich im Kanalquerschnitt. Ferner kann auch ein Radialabstand 46 zwischen den Laufschaufeln 29 und einer Seitenwand 47 des Kanals 23 in diesem Totabschnitt 45 deutlich kleiner sein als im Förderabschnitt 44. Insbesondere ist dieser Radialabstand 46 im Förderabschnitt 44 vom Kanaleinlass 25 bis zum Kanalauslass 26 im Wesentlichen konstant. Der Radialabstand 46 erzeugt innerhalb des Förderabschnitts 44 einen radialen Seitenbereich im Kanalquerschnitt. Während der Kanalquerschnitt im Totbereich 45 nur einen Kernbereich aufweist, in dem sich die Laufschaufeln 29 mit radialem und axialem Spiel bewegen können, besitzt der Kanalquerschnitt im Förderabschnitt 44 zusätzlich zu diesem Kernbereich den unteren axialen Seitenbereich, den oberen axialen Seitenbereich und den radialen Seitenbereich.Within the channel 23 is the channel floor 35 expedient only in one in the circumferential direction of the channel 23 extending conveyor section 44 down to the lower boundary wall 39 offset, leaving a depression within the lower boundary wall 39 forms to form a lower axial side region in the channel cross-section. The same applies to the duct ceiling 36 who are in the promotion area 44 upwards against the upper boundary wall 40 is offset, so through a depression in the upper boundary wall 40 is formed to form an upper axial side region m channel cross-section. The conveyor section 44 leads from the canal inlet 23 in the direction of rotation of the impeller 27 to the duct outlet 26 , In the direction of rotation of the impeller 27 leads a dead section 45 of the canal 23 from the duct outlet 26 to the canal inlet 25 , In this dead section 45 owns the channel bottom 25 expediently no offset to the lower boundary wall 39 , Also, the duct ceiling 36 in this dead zone 45 flush with the upper boundary wall 40 shaped. Accordingly missing in Totabschnitt 45 the upper and lower axial side area in the channel cross section. Furthermore, a radial distance can also be used 46 between the blades 29 and a side wall 47 of the canal 23 in this dead section 45 be significantly smaller than in the conveyor section 44 , In particular, this radial distance 46 in the conveyor section 44 from the canal inlet 25 to the duct outlet 26 essentially constant. The radial distance 46 generated within the conveyor section 44 a radial side region in the channel cross section. While the channel cross section in the dead zone 45 only has a core area in which the blades 29 can move with radial and axial play, has the channel cross-section in the conveyor section 44 in addition to this core region, the lower axial side region, the upper axial side region and the radial side region.

Gemäß den 4 und 5 kann der Impaktor 32 eine zylindrische Hülse 48 aufweisen, die eine Längsmittelachse 49 besitzt, die eine Axialrichtung der Hülse 48 definiert. Die Axialrichtung der Hülse 48 erstreckt sich parallel zur Längsmittelachse 49 der Hülse 48. Bezüglich der Axialrichtung der Hülse 48 weist die Hülse 48 eine axiale Eintrittsöffnung 50 und mehrere radiale Austrittsöffnungen 51 auf. Die radialen Austrittsöffnungen 51 können dabei als Düsen konfiguriert sein, um eine ausgerichtete Strömung mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch die jeweilige Austrittsöffnung 51 zu generieren. Der Impaktor 32 weist außerdem eine Prallwand 52 auf, die hier nur im Beispiel der 4 gezeigt ist. Es ist klar, dass eine entsprechende Prallwand 52 auch im Beispiel der 5 vorhanden sein kann. Die Prallwand 52 ist außerhalb der Hülse 48 den Austrittsöffnungen 51 gegenüberliegend angeordnet. Im Beispiel ist die Prallwand 52 ebenfalls hülsenförmig bzw. zylindrisch ausgestaltet und radial beabstandet zur Hülse 48 positioniert. Beispielsweise ist die Prallwand 52 durch ein Vliesmaterial gebildet. Es ist klar, dass bei einer anderen Ausführungsform die Hülse 48 durch eine, insbesondere ebene, Lochwand ersetzt werden kann. Die Prallwand 52 ist dann passend dazu geformt, insbesondere eben.According to the 4 and 5 can the impactor 32 a cylindrical sleeve 48 have a longitudinal central axis 49 which has an axial direction of the sleeve 48 Are defined. The axial direction of the sleeve 48 extends parallel to the longitudinal central axis 49 the sleeve 48 , With respect to the axial direction of the sleeve 48 has the sleeve 48 an axial inlet opening 50 and a plurality of radial outlet openings 51 on. The radial outlet openings 51 can be configured as nozzles to an aligned flow with high flow velocity through the respective outlet opening 51 to generate. The impactor 32 also has a baffle wall 52 on, here only in the example of 4 is shown. It is clear that a corresponding baffle 52 also in the example of 5 can be present. The baffle 52 is outside the sleeve 48 the outlet openings 51 arranged opposite. In the example the baffle is 52 also sleeve-shaped or cylindrical configured and radially spaced from the sleeve 48 positioned. For example, the baffle wall 52 formed by a nonwoven material. It is clear that in another embodiment, the sleeve 48 can be replaced by a, in particular flat, hole wall. The baffle 52 is then shaped to match, especially even.

Desweiteren kann der Impaktor 32 mit einem Steuerventil 53 ausgestattet sein, das hier ebenfalls nur im Beispiel der 4 dargestellt ist, jedoch in entsprechender Weise auch im Beispiel der 5 realisiert sein kann. Das Steuerventil 53 steuert eine axiale Austrittsöffnung 54, die der Eintrittsöffnung 50 axial gegenüberliegt. Beispielsweise kann das Steuerventil 53 hierfür ein plattenförmiges Ventilglied 55 aufweisen, das mit einer Schließdruckfeder 56 in eine Schließstellung zum Verschließen der axialen Austrittsöffnung 54 vorgespannt ist. Sobald ein innen an der Hülse 48 anliegender Innendruck relativ zu einem außen an der Hülse 48 anliegenden Außendruck einen vorbestimmten Wert übersteigt, öffnet das Steuerventil 53 die axiale Austrittsöffnung 54, in dem das Ventilglied 55 von der axialen Stirnseite der Hülse 48 gegen der Druck der Schließdruckfeder 56 abhebt. Furthermore, the impactor 32 with a control valve 53 be equipped, this also only in the example of the 4 is shown, but in a corresponding manner in the example of 5 can be realized. The control valve 53 controls an axial outlet opening 54 , the entrance opening 50 axially opposite. For example, the control valve 53 for this purpose, a plate-shaped valve member 55 have, with a closing pressure spring 56 in a closed position for closing the axial outlet opening 54 is biased. Once inside on the sleeve 48 adjacent internal pressure relative to an outside of the sleeve 48 applied external pressure exceeds a predetermined value, opens the control valve 53 the axial outlet opening 54 in which the valve member 55 from the axial end side of the sleeve 48 against the pressure of the closing pressure spring 56 takes off.

Im Beispiel der 4 ist die Hülse 48 so im Gehäuse 22 angeordnet, dass sich die Axialrichtung der Hülse 48 parallel zur Rotationsachse 28 erstreckt. Ferner ist hier vorgesehen, dass der Kanalauslass 26 eine Kanalauslassöffnung 57 aufweist, die parallel zur Rotationsachse 28 offen ist, so dass im Betrieb der Abscheideeinrichtung 14 die Gasströmung 24 parallel zur Rotationsachse 28 durch diese Kanalauslassöffnung 57 strömt. Die Kanalauslassöffnung 57 schließt unmittelbar an den Kanalboden 35 an. Die Hülse 48 ist hier so an den Kanalauslass 26 angebaut, dass ihre axiale Eintrittsöffnung 50 parallel zur Rotationsachse 28 an die Kanalauslassöffnung 57 anschließt. Im Beispiel der 5 ist dagegen die Hülse 48 so im Gehäuse 22 angeordnet, dass sich die Axialrichtung der Hülse 48 senkrecht zur Rotationsachse 28 erstreckt. Ferner ist in diesem Fall die Kanalauslassöffnung 57 senkrecht zur Rotationsachse 28 offen, so dass im Betrieb der Abscheideeinrichtung 14 die Gasströmung 24 senkrecht zur Rotationsachse 28 durch die Kanalauslassöffnung 27 strömt. Auch in diesem Fall schließt die Kanalauslassöffnung 57 an den Kanalboden 35 an. Die Hülse 48 ist hier so positioniert, dass die axiale Eintrittsöffnung 50 senkrecht zur Rotationsachse 28 an die Kanalauslassöffnung 57 anschließt. Ferner ist die Hülse 48 hier so positioniert, dass ein dem Kanalboden 35 zugewandter Umfangsabschnitt 58 der Hülse 48 im Wesentlichen bündig an den Kanalboden 35 anschließt. In the example of 4 is the sleeve 48 so in the case 22 arranged that the axial direction of the sleeve 48 parallel to the axis of rotation 28 extends. Furthermore, it is provided here that the channel outlet 26 a Kanalauslassöffnung 57 which is parallel to the axis of rotation 28 is open, so that during operation of the separator 14 the gas flow 24 parallel to the axis of rotation 28 through this channel outlet 57 flows. The duct outlet opening 57 closes directly to the channel floor 35 at. The sleeve 48 is here at the Kanalauslass 26 grown that their axial inlet 50 parallel to the axis of rotation 28 to the Kanalauslassöffnung 57 followed. In the example of 5 on the other hand is the sleeve 48 so in the case 22 arranged that the axial direction of the sleeve 48 perpendicular to the axis of rotation 28 extends. Further, in this case, the port outlet port 57 perpendicular to the axis of rotation 28 open, so that during operation of the separator 14 the gas flow 24 perpendicular to the axis of rotation 28 through the channel outlet opening 27 flows. Also in this case closes the Kanalauslassöffnung 57 to the channel floor 35 at. The sleeve 48 is here positioned so that the axial inlet opening 50 perpendicular to the axis of rotation 28 to the Kanalauslassöffnung 57 followed. Further, the sleeve 48 Positioned here so that the channel bottom 35 facing peripheral portion 58 the sleeve 48 essentially flush with the channel floor 35 followed.

Gemäß 2 ist im Gehäuse 22 stromab des Impaktors 32 zweckmäßig ein Sammelraum 59 für abgeschiedene flüssige und/oder feste Verunreinigungen ausgebildet, in dem die abgeschiedenen Verunreinigungen gesammelt werden können. Dem Sammelraum 59 ist eine Austrittsöffnung 60 zugeordnet, die hier mit Hilfe eines Ventils 61 gesteuert ist. Die Austrittsöffnung 60 ist hier in dem Auslassanschluss 17 integriert, über den die Rückführleitung 20 das im Beispiel der Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 13 abgeschiedenes Öl der Ölwanne 21 zurückführt. According to 2 is in the case 22 downstream of the impactor 32 appropriate a collection room 59 for separated liquid and / or solid impurities, in which the deposited impurities can be collected. The collection room 59 is an exit opening 60 assigned here by means of a valve 61 is controlled. The outlet opening 60 is here in the outlet port 17 integrated, via which the return line 20 in the example of the crankcase ventilation device 13 separated oil from the oil pan 21 returns.

Claims

Separating device for separating solid and liquid contaminants from a gas flow ( 24 ), - with a housing ( 22 ), which has an annular channel ( 23 ) for guiding the gas flow ( 24 ), one on or in the housing ( 22 ) formed channel inlet ( 25 ) fluidically with a on or in the housing ( 22 ) formed channel outlet ( 26 ), - with a concentric with the channel ( 23 ) in the housing ( 22 ) about a rotation axis ( 28 ) rotatably arranged impeller ( 27 ) for driving the gas flow ( 24 ) in the channel ( 23 ) several blades ( 29 ), with one at or in the channel outlet ( 26 ) arranged impactor ( 32 ) for separating in the gas flow ( 24 ) entrained liquid and / or solid impurities, - wherein the impeller ( 27 ) with vertically oriented rotation axis ( 28 ) an impeller base ( 33 ) and an impeller top ( 34 ), wherein the channel ( 23 ) one of the impeller underside ( 33 ) facing channel bottom ( 35 ) and one of the impeller top ( 34 ) attached channel ceiling ( 36 ), wherein an axial distance ( 37 ) between the channel bottom ( 35 ) and the blades ( 29 ) along the canal ( 23 ) from the channel inlet ( 25 ) to the duct outlet ( 26 ) increases.

Separating device according to claim 1, characterized in that an axial distance ( 38 ) between the duct ceiling ( 36 ) and the blades ( 29 ) along the canal ( 23 ) from the channel inlet ( 25 ) to the duct outlet ( 26 ) decreases.

Separation device according to claim 1 or 2, characterized in that - the housing ( 22 ) radially inside the channel ( 23 ) one of the impeller underside ( 33 ) facing lower boundary wall ( 39 ), - that an axial distance ( 42 ) between the lower boundary wall ( 39 ) and one perpendicular to the axis of rotation ( 28 ) median plane ( 41 ) of the impeller ( 27 ) along the canal ( 23 ) from the channel inlet ( 25 ) to the duct outlet ( 26 ) is constant.

Separating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that - the housing ( 22 ) radially inside the channel ( 23 ) one of the impeller top ( 34 ) facing upper boundary wall ( 40 ), - that an axial distance ( 43 ) between the upper boundary wall ( 40 ) and one perpendicular to the axis of rotation ( 28 ) median plane ( 41 ) of the impeller ( 27 ) along the canal ( 23 ) from the channel inlet ( 25 ) to the duct outlet ( 26 ) is constant.

Separating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the impactor ( 32 ) a perforated wall with a plurality of outlet openings ( 51 ) for the gas flow ( 24 ) and a baffle ( 52 ), which the outlet openings ( 51 ) with respect to the gas flow ( 24 ) is located downstream of the hole wall.

Separating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the impactor ( 32 ) a cylindrical sleeve ( 48 ) with respect to the axial direction of the sleeve ( 48 ) axial inlet opening ( 50 ) for the gas flow ( 24 ) and with several with respect to the axial direction of the sleeve ( 48 ) radial outlet openings ( 51 ) for the gas flow ( 24 ), - that the impactor ( 32 ) a baffle ( 52 ), which the radial outlet openings ( 51 ) outside the sleeve ( 48 ) is opposite.

Separation device according to claim 6, characterized in that the impactor ( 32 ) a control valve ( 53 ), one of the axial inlet opening ( 50 ) opposite, with respect to the axial direction of the sleeve ( 48 ) axial outlet opening ( 54 ) of the sleeve ( 48 ) controls.

Separating device according to claim 6 or 7, characterized in that the sleeve ( 48 ) so in the housing ( 22 ) is arranged so that the axial direction of the sleeve ( 48 ) parallel to the axis of rotation ( 28 ).

Separating device according to one of claims 6 to 8, characterized in that - the channel outlet ( 26 ) one parallel to the axis of rotation ( 28 ) open channel outlet opening ( 57 ), which at the channel bottom ( 35 ) - that the sleeve ( 48 ) so in the housing ( 22 ) is arranged such that the axial inlet opening ( 54 ) parallel to the axis of rotation ( 28 ) to the Kanalauslassöffnung ( 57 ).

Separating device according to claim 6 or 7, characterized in that the sleeve ( 48 ) so in the housing ( 22 ) is arranged so that the axial direction of the sleeve ( 48 ) perpendicular to the axis of rotation ( 28 ).

Separating device according to one of claims 6, 7 and 10, characterized in that - the channel outlet ( 26 ) one perpendicular to the axis of rotation ( 28 ) open channel outlet opening ( 57 ), which at the channel bottom ( 35 ) - that the sleeve ( 48 ) so in the housing ( 22 ) is arranged such that the axial inlet opening ( 50 ) perpendicular to the axis of rotation ( 28 ) to the Kanalauslassöffnung ( 57 ).

Separating device according to claim 11, characterized in that the sleeve ( 48 ) so in the housing ( 22 ) is arranged that a the channel bottom ( 35 ) facing peripheral portion ( 58 ) of the sleeve ( 48 ) flush with the channel bottom ( 35 ).

Separating device according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the housing ( 22 ) downstream of the impactor ( 32 ) a collection room ( 59 ) is formed, which has a controlled outlet opening ( 60 ) having.

Separating device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the separating device ( 14 ) one drivingly with the impeller ( 27 ) connected drive ( 30 ) for driving the impeller ( 27 ) having.

Crankcase ventilation device for an internal combustion engine, - with a suction line ( 18 ) for sucking blow-by gas from a crankcase ( 7 ) of the internal combustion engine ( 1 ), - with a separating device ( 14 ) according to one of the preceding claims, - wherein the suction line ( 18 ) fluidically with the channel inlet ( 25 ) connected is.

Internal combustion engine with a crankcase ventilation device ( 13 ) according to claim 15, wherein the suction line ( 18 ) fluidly with the crankcase ( 7 ) of the internal combustion engine ( 1 ) connected is.