專利名稱：油分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油分離器，可用來(lái)從氣態(tài)流體中，如竄氣(blowby gas)中分離出油霧，具體來(lái)說(shuō)它涉及一種適合于用在氣體熱泵型空氣調(diào)節(jié)器中的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的油分離器。
背景技術(shù)：
利用熱泵來(lái)完成冷卻和加熱運(yùn)行的空氣調(diào)節(jié)器具有致冷劑循環(huán)系統(tǒng)，包括室內(nèi)熱交換器，壓縮機(jī)，室外熱交換器和膨脹閥等。當(dāng)致冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)并在室內(nèi)熱交換器和室外熱交換器中與空氣進(jìn)行熱交換時(shí)，空調(diào)室內(nèi)的空氣就被加熱或者冷卻。此外，為了加熱空調(diào)室，不僅是室外熱交換器，而且用于直接加熱致冷劑的致冷劑加熱器有時(shí)也設(shè)置在致冷劑循環(huán)系統(tǒng)中。
近年來(lái)，有一種被推薦使用的空調(diào)器，它用燃?xì)鈾C(jī)代替一般的發(fā)動(dòng)機(jī)作為致冷循環(huán)系統(tǒng)中壓縮機(jī)的動(dòng)力源。使用燃?xì)鈾C(jī)的空調(diào)器稱為氣熱泵型(GasHeat Pump Type)空調(diào)器(以下簡(jiǎn)寫(xiě)為GHP)。這種GHP可以使用相對(duì)較便宜的汽油作為燃料，與一般使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為壓縮機(jī)動(dòng)力源的空調(diào)器(以下簡(jiǎn)寫(xiě)為EHP)相比較，其運(yùn)行成本可以降低。
此外，在GHP中，燃?xì)鈾C(jī)在熱運(yùn)行過(guò)程中排放出高溫氣體的廢熱被用于致冷劑的熱源，這種廢熱可以用作空調(diào)器的熱源之一，從而可改善空調(diào)器的加熱能力以及能量的有效利用率。另外，在燃?xì)鈾C(jī)的排氣廢熱被用于GHP中后，GHP就不再需要如前所述的致冷劑加熱裝置等專門(mén)設(shè)備了。
此外，GHP可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)在熱運(yùn)行中排出的廢熱為室外熱交換器除霜解凍。在EHP為室外熱交換器除霜時(shí)，通常是終止加熱運(yùn)行而臨時(shí)改為冷卻運(yùn)行。即，當(dāng)EHP除霜時(shí)，冷空氣被引入室內(nèi)，室內(nèi)的人自然會(huì)感到不舒服。與此形成對(duì)照的是，GHP可以利用廢熱，能夠連續(xù)地執(zhí)行加熱運(yùn)行，而不存在EHP的上述問(wèn)題。
雖然GHP有上述許多優(yōu)點(diǎn)，但它也存在下列問(wèn)題。
如上所述，GHP是利用燃?xì)鈾C(jī)作為壓縮機(jī)的動(dòng)力源。在燃?xì)鈾C(jī)中，含在竄氣中的油可能會(huì)引起問(wèn)題。這里所說(shuō)的竄氣，是指發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的氣體經(jīng)過(guò)活塞(包括活塞環(huán))與氣缸筒之間的間隙泄漏到曲軸箱里的氣體。通常是將這種竄氣從曲軸箱引回到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中，然后再送入燃燒室。
由于竄氣中含有呈油霧狀的潤(rùn)滑油(以下簡(jiǎn)稱油霧)，因此通常在引導(dǎo)竄氣的管路(以下簡(jiǎn)稱竄氣管)中的某個(gè)合適位置上安裝油分離器(如像竄氣過(guò)濾器)，用來(lái)聚集和去除油霧。
圖11，12A和12B是一種被用作竄氣過(guò)濾器的傳統(tǒng)的油分離器。在圖中，附圖標(biāo)記140表示油分離器，141表示殼體，142表示蓋板，143表示濾芯，144表示氣態(tài)流體的入口，145表示氣態(tài)流體的出口，146表示被濾芯143聚集的油霧液流出口。另外，殼體141和蓋板142構(gòu)成油分離器140的護(hù)罩。
在油分離器140中，發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣從與曲軸箱相連的入口144流入，經(jīng)過(guò)濾芯143，然后經(jīng)過(guò)出口145被抽吸到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣支管中。當(dāng)竄氣穿過(guò)濾芯143時(shí)，含在竄氣中的油霧被濾芯分離和清除，油霧顆粒滴落到殼體141的底部，再通過(guò)出口146返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的油盤(pán)。在油分離器140中，為了改進(jìn)分離油霧的效率，竄氣所通過(guò)的濾芯143的高度應(yīng)盡可能增加。在油分離器140運(yùn)行了一段時(shí)間后就需要更換濾芯143。因此，為了更換濾芯143，蓋板142可以從殼體141上卸下。另外，為了更換濾芯143時(shí)的方便起見(jiàn)，蓋板142安裝在殼體141的側(cè)面，因?yàn)闅んw的側(cè)面可以有最大的開(kāi)口面積。
但是，如果蓋板142處在殼體141的側(cè)面，滴落到殼體141底部的油就有可能從殼體141與蓋板142之間的縫隙泄漏。特別是當(dāng)含在竄氣中的油霧被油分離器140分離和去除時(shí)，設(shè)置出口146的殼體141底部處的壓力將會(huì)大于殼體141外部的大氣壓力，即設(shè)置出口146的殼體141底部處的壓力是處在正壓力區(qū)域。因此，如果殼體141和蓋板142之間有任何縫隙，油就會(huì)由于有壓力差而泄漏。
油的泄漏問(wèn)題可以通過(guò)改進(jìn)殼體141和蓋板142之間的密封來(lái)解決。但是，為了獲得一個(gè)好的密封，接觸部分的結(jié)構(gòu)必將變得復(fù)雜，從而會(huì)使油分離器的制造成本增加。另外由于殼體141和蓋板142是由合成樹(shù)脂制成的，如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜了，它們的可成型性就會(huì)降低。
此外，在傳統(tǒng)的油分離器140中，由于濾芯143是無(wú)紡織物制成的，這種材料的形狀保持性能很差，存在的問(wèn)題是濾芯143與殼體141的內(nèi)壁之間很容易產(chǎn)生間隙S，如圖12A所示。如果間隙S產(chǎn)生了，含有油霧的竄氣就會(huì)通過(guò)間隙S直接流向出口145，而不穿過(guò)濾芯143。間隙S降低了油分離器分離油霧的效率。因此，確保竄氣全部穿過(guò)濾芯143是必要的。另外在傳統(tǒng)的油分離器140中，由于油霧的分離只是由濾芯143來(lái)完成，存在的問(wèn)題是，這種方法很難達(dá)到足夠高的分離效率。在這種情況下，分離效率雖然可以通過(guò)增加濾芯143的厚度來(lái)改善，但是，增加濾芯143的厚度會(huì)導(dǎo)致明顯的壓力損失。因此，只靠增加濾芯143的厚度不可能使分離效率得到充分的改善。由于上述原因，提供一種理想的油分離器，它能將含在竄氣中的油霧充分地分離出來(lái)而不增加壓力損失是有必要的。
因此，本發(fā)明的目的就是要改善從氣態(tài)流體(如像發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣)中清除油霧的油分離器的性能。特別是，本發(fā)明的目的是要提供一種油分離器，它的制造成本低并能避免被清除的油泄漏，這種油分離器還能改善從氣態(tài)流體中分離油霧的效率但并不增加壓力損失。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于從含有油霧的氣態(tài)流體中分離出油的分離器，包括頂部具有開(kāi)口的中空殼體；覆蓋在殼體頂部開(kāi)口上的蓋板；安裝在殼體內(nèi)部的濾芯，其中在殼體下方側(cè)面形成供氣態(tài)流體流入的進(jìn)口，蓋板上形成供氣態(tài)流體流出的出口，以及在殼體底部形成供被分離出來(lái)的油流出的出流口。
在該油分離器中，由于形成在殼體頂部的開(kāi)口被蓋板覆蓋，在殼體的底部，蓋板與殼體互相并不接觸，這里正是被分離的油沉積的部位，因此，被分離器分離和被清除的油能可靠地從出流口流出而不存在從殼體與蓋板接觸部分泄漏的問(wèn)題。此外，這種分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本也較低。
在該油分離器中，優(yōu)選設(shè)置導(dǎo)向器，它可以引導(dǎo)氣態(tài)流體從入口到出口，并穿過(guò)濾芯的中心部分。
在該油分離器中，由于氣態(tài)流體被導(dǎo)向器引導(dǎo)至濾芯的中心，因此氣態(tài)流體不穿過(guò)濾芯的部分將顯著地減少。即使在濾芯與殼體的內(nèi)壁之間存在間隙，它也可以改善分離油霧的效率。
在該油分離器中，導(dǎo)向器最好是圓柱形的，形成在蓋板的底面，從而向殼體的內(nèi)側(cè)凸出；或者導(dǎo)向器呈環(huán)形，形成在殼體內(nèi)壁入口的上方，也向殼體的內(nèi)側(cè)凸出。
此外，在該油分離器中，優(yōu)選殼體包括放置濾芯的較大上部，和設(shè)置氣態(tài)流體的入口和被分離油的出流口的較小下部。在較大上部和較小下部之間的連接部上，氣態(tài)流體從入口被引向?yàn)V芯的中心，然后流向出口。
在該油分離器中，較大上部和較小下部之間的連接部分的作用就像是一個(gè)導(dǎo)向器，引導(dǎo)氣態(tài)流體進(jìn)入濾芯的中心，如果在濾芯和殼體以及蓋板之間存在間隙，它也能夠改善分離油霧的效率。
在該油分離器中，優(yōu)選在氣態(tài)流體入口和被分離油的出流口形成在正壓力區(qū)域中，氣態(tài)流體的出口形成在負(fù)壓力區(qū)域中。
如果氣態(tài)流體是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的竄氣，正壓力區(qū)域就連接到內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱，負(fù)壓力區(qū)域就連接到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。因此，在該油分離器中，由于殼體與蓋板的接觸部分處在負(fù)壓區(qū)域，即該連接部分的壓力低于殼體外部的壓力，也就是低于大氣壓，所以油不大可能從分離器內(nèi)部泄漏出去。
此外，如果油分離器是用來(lái)從內(nèi)燃機(jī)的竄氣中去除油霧，由于氣態(tài)流體的出口是連接到進(jìn)氣系統(tǒng)，它就可能很容易形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)域。
為了達(dá)到前述目的，本發(fā)明提供了另外一種用于從含有油霧的氣態(tài)流體中分離出油的分離器，包括能使被引入到殼體內(nèi)的氣態(tài)流體產(chǎn)生環(huán)流的環(huán)流形成部分和氣態(tài)流體環(huán)流將要穿過(guò)的濾芯部分。
在該油分離器中，油霧通過(guò)環(huán)流形成部分產(chǎn)生的離心力及穿過(guò)濾芯兩項(xiàng)措施所分離。換句話說(shuō)，油霧從氣態(tài)流體中分離出來(lái)是由于環(huán)流形成部分與濾芯的共同作用。因此，它可能改善分離效率而不增加壓力損失。
在該油分離器中，優(yōu)選在殼體的下部側(cè)面提供氣態(tài)流體的入口，在殼體的頂面提供氣態(tài)流體的出口，在殼體的底面提供被分離油的出流口，在殼體的下部設(shè)置環(huán)流形成部分。
在該油分離器中，氣態(tài)流體將穿過(guò)環(huán)流形成部分，由于離心力的作用，氣態(tài)流體中的油霧含量將減少，結(jié)果是含在氣態(tài)流體中的油霧只有一小部分穿過(guò)濾芯。另外，由離心力去除的油經(jīng)殼體上的出流口流出時(shí)并沒(méi)有穿過(guò)濾芯，因此，濾芯的使用壽命就可能延長(zhǎng)。最后，被濾芯分離出來(lái)的油由于自身的重量滴落到殼體的底部并通過(guò)殼體上的出流口流出。
另外，優(yōu)選對(duì)氣態(tài)流體入口的位置和方向進(jìn)行調(diào)整，使得氣態(tài)流體沿著殼體的內(nèi)壁被引入到殼體中，因?yàn)樵谶@種情況下氣態(tài)流體很容易形成環(huán)流。
另外，優(yōu)選在氣態(tài)流體的環(huán)流形成部位設(shè)置環(huán)流形成導(dǎo)向器。這使得環(huán)流容易形成。另外還優(yōu)選的是，將氣態(tài)流體的出口設(shè)置在殼體頂面的中心處，這也可能有助于氣態(tài)流體環(huán)流的形成。
優(yōu)選的是，氣態(tài)流體是內(nèi)燃機(jī)的竄氣，氣態(tài)流體的入口與內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱連接，氣態(tài)流體的出口與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)連接。由于氣態(tài)流體是從內(nèi)燃機(jī)正壓力區(qū)域的曲軸箱經(jīng)過(guò)油分離器進(jìn)入到負(fù)壓力區(qū)域的進(jìn)氣系統(tǒng)，因此氣態(tài)流體在油分離器中能夠形成平滑流暢的氣流。


圖1是本發(fā)明油分離器第一實(shí)施例的剖視圖。
圖2是圖1所示油分離器的頂視圖。
圖3是圖2中沿A-A線的剖視圖。
圖4是本發(fā)明油分離器第二實(shí)施例的剖視圖。
圖5是本發(fā)明油分離器第三實(shí)施例的剖視圖。
圖6是本發(fā)明油分離器第四實(shí)施例的剖視圖。
圖7A是本發(fā)明油分離器第五實(shí)施例的頂視圖。
圖7B是本發(fā)明油分離器第五實(shí)施例的前側(cè)視圖。
圖8是圖7B中沿A-A線的局部剖視圖。
圖9為包含了本發(fā)明油分離器的氣熱泵型空調(diào)器(GHP)的透視圖。
圖10表示在圖9所示的GHP中竄氣的流動(dòng)情況。
圖11是一個(gè)傳統(tǒng)的油分離器的剖視圖。
圖12A是圖11中沿B-B線的剖視圖。
圖12B是圖12A中沿C-C線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，將對(duì)本發(fā)明油分離器的各優(yōu)選實(shí)施例作如下說(shuō)明。
首先對(duì)含有本發(fā)明油分離器的GHP裝置作說(shuō)明。
如圖9所示，GHP主要包括室內(nèi)機(jī)組1和室外機(jī)組10。
室內(nèi)機(jī)組1包括室內(nèi)熱交換器。在冷卻運(yùn)行期間，室內(nèi)熱交換器中的低溫低壓液態(tài)致冷劑被蒸發(fā)，從室內(nèi)空氣中吸收熱量，從而將室內(nèi)空氣冷卻。該低溫低壓的液態(tài)致冷劑是從室外機(jī)組10通過(guò)致冷劑管路2被輸送到室內(nèi)熱交換器的。下面將要對(duì)此作進(jìn)一步說(shuō)明。
在加熱運(yùn)行期間，室內(nèi)熱交換器將高溫高壓的氣態(tài)致冷劑凝結(jié)和液化，并將熱量釋放到室內(nèi)空氣中，使室內(nèi)空氣變暖。該高溫高壓的氣態(tài)致冷劑是從室外機(jī)組10通過(guò)致冷劑管路2被輸送到室內(nèi)熱交換器的。下面將要對(duì)此作進(jìn)一步說(shuō)明。
此外，室內(nèi)空氣被圖中未表示出來(lái)的室內(nèi)風(fēng)扇吸入，穿過(guò)室內(nèi)熱交換器，并與致冷劑交換熱量，然后將被加熱的空氣送入空調(diào)室中。
室外機(jī)組10有一個(gè)致冷回路，它包括壓縮機(jī)，室外熱交換器，膨脹閥門(mén)，四通閥以及燃?xì)鈾C(jī)。該燃?xì)鈾C(jī)可用來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)和其它輔助設(shè)備。
室外機(jī)組10的內(nèi)部被一塊隔板分成頂部和底部?jī)刹糠?，在圖9中未表示出來(lái)。室外機(jī)組10的底部是機(jī)械艙11，它主要包括燃?xì)鈾C(jī)14、壓縮機(jī)15和控制器16。室外機(jī)組10的頂部是一個(gè)熱交換室12，它主要包括室外熱交換器20和室外風(fēng)扇21。此外，在隔板上開(kāi)有通風(fēng)孔，它將機(jī)械艙11和熱交換室12連通起來(lái)。
圖10表示在燃?xì)鈾C(jī)14中竄氣的流動(dòng)情況。燃?xì)鈾C(jī)14包括油盤(pán)14a、曲軸14b、活塞14c、活塞環(huán)14d、氣缸14e、曲軸箱14f、燃燒室14g、氣缸蓋罩14h和進(jìn)氣支管14i。竄氣從燃燒室14g穿過(guò)活塞環(huán)14d與氣缸14e之間的間隙進(jìn)入曲軸箱14f，它里面含有燃油、呈霧狀的潤(rùn)滑油、排氣等。
如圖10中帶虛線的箭頭所示，竄入到曲軸箱14f中的含有油霧的竄氣經(jīng)過(guò)通道BG1被引入到氣缸蓋罩14h。氣缸蓋罩14h經(jīng)出流通道BG2被連接到竄氣過(guò)濾器40。該結(jié)構(gòu)將竄氣從氣缸蓋罩14h引入到竄氣過(guò)濾器40。此外，如帶雙點(diǎn)劃線的箭頭所示，被竄氣過(guò)濾器40分離出來(lái)的油依靠它自己的重量經(jīng)回油管BG3流回到油盤(pán)14a中。該油與油盤(pán)14a中的潤(rùn)滑油混合后再循環(huán)使用。如帶點(diǎn)劃線的箭頭所示，被竄氣過(guò)濾器40分離掉油霧的竄氣經(jīng)過(guò)竄氣回路BG4被引入到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中，圖中的進(jìn)氣系統(tǒng)就是進(jìn)氣支管14i。被引入到進(jìn)氣支管14i中的竄氣與用帶實(shí)線箭頭表示的新鮮空氣相混合，再返回到燃燒室14g中，與燃油混合后燃燒。
用于油分離器中的竄氣過(guò)濾器40可以有下列各種結(jié)構(gòu)。
第一實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例竄氣過(guò)濾器40包括帶有頂部開(kāi)口的、中空的殼體41，用于覆蓋殼體41上開(kāi)孔的蓋板42以及用無(wú)紡織物制成的、置于殼體41中的濾芯43。在圖4中，附圖標(biāo)記44表示含油霧竄氣的入口，45表示油霧已被分離的竄氣的出口，46表示被分離出來(lái)的油的出流口。
殼體41的形狀是一個(gè)中空的矩形，用合成樹(shù)脂制造。在殼體41的頂部有一個(gè)開(kāi)口，環(huán)繞開(kāi)口設(shè)置法蘭面41a。另外，如圖2所示，蓋板42也是用合成樹(shù)脂制造，其形狀和尺寸與法蘭面41a大致相同。殼體41的開(kāi)口用蓋板42覆蓋，并用緊固件47將它們緊固在一起。由于緊固件47有時(shí)要從蓋板42上卸下，因此緊固件通常是采用螺栓和螺母。此外，如圖3所示，O-型圈48是一個(gè)密封件，用在法蘭面41a上。
殼體41包括供含油霧竄氣進(jìn)入的入口44，供從竄氣中分離出來(lái)的油流出的出流口46。竄氣入口44位于殼體41的下部側(cè)面，通過(guò)一條管路與燃?xì)鈾C(jī)14的曲軸箱14f相連接。出流口46位于殼體41的底部，油靠其自身重量滴落并聚積在底部并通過(guò)一條管路流回到油盤(pán)14a中。竄氣進(jìn)口44和油出流口46處于形成在濾芯43下方的正壓力區(qū)域P1內(nèi)。該正壓力區(qū)域P1與曲軸箱14f相連通，壓力P1大于殼體41外部的壓力，即大于大氣壓力。
在蓋板42上，有一個(gè)供已被分離了油霧的竄氣從殼體41排出的出口45。出口45通過(guò)一條管路與燃?xì)鈾C(jī)14的進(jìn)氣系統(tǒng)如進(jìn)氣支管14i相連通，進(jìn)氣支管處在低于大氣壓力的負(fù)壓力區(qū)域P2內(nèi)。
在竄氣過(guò)濾器(即油分離器)40內(nèi)，竄氣穿過(guò)濾芯43，從竄氣中分離出來(lái)的油依靠其自身的重量滴落到殼體41的底部，然后經(jīng)過(guò)出口46流回到油盤(pán)14a中。在竄氣過(guò)濾器40中，殼體41與蓋板42在殼體41的底部(被分離的油沉積在那里)互相并不接觸。因此被分離出來(lái)的油從殼體41與蓋板42之間的接觸部分泄漏的問(wèn)題就可以解決。
此外，在油分離器40中，由于殼體41與蓋板42之間的接觸部分是處在濾芯43上方的負(fù)壓力區(qū)域P2內(nèi)，因此油不大可能從油分離器泄漏出去。
第二實(shí)施例以下，將參照?qǐng)D4對(duì)本發(fā)明的竄氣過(guò)濾器的第二實(shí)施例作一說(shuō)明。
除了含有與第一實(shí)施例竄氣過(guò)濾器40相同的組件以外，本實(shí)施例竄氣過(guò)濾器40A還包括引導(dǎo)氣態(tài)流體的導(dǎo)向元件，該導(dǎo)向元件把竄氣引導(dǎo)到濾芯43的中心。在本實(shí)施例中，作為導(dǎo)向元件的板環(huán)元件50與殼體41的內(nèi)壁形成一體。板環(huán)元件50呈環(huán)形，在其中部有一個(gè)供竄氣流過(guò)的通道。板環(huán)元件50的位置稍高于供竄氣流入的進(jìn)口44的位置。另外，板環(huán)元件50也可以用來(lái)作為濾芯43的支承元件，如圖4所示。
在竄氣過(guò)濾器40A中由于有了板環(huán)元件50，竄氣就不可能沿著殼體41的內(nèi)壁流動(dòng)。結(jié)果是，從入口44進(jìn)入到竄氣過(guò)濾器40A的含油霧竄氣一旦引入便立即上升進(jìn)入到濾芯43的中心。這樣一來(lái)，全部或幾乎全部的竄氣都能夠穿過(guò)濾芯43并從出口45排出。因此，本實(shí)施例竄氣過(guò)濾器14A能夠可靠地將竄氣中的油霧分離和清除掉。
換句話說(shuō)，如果殼體41的內(nèi)壁與濾芯43之間存在間隙S，由于含油霧竄氣經(jīng)過(guò)板環(huán)元件50被引入到濾芯43的中心，因此，竄氣就有可能避免穿過(guò)間隙S。于是，含油霧并從竄氣過(guò)濾器40A流出的竄氣與流入竄氣過(guò)濾器40A的竄氣的比率將顯著地減小。因此有可能顯著地改善竄氣過(guò)濾器40A的分離效率。
此外，如果形成在板環(huán)元件50中心的孔的尺寸太大，就會(huì)有大量的竄氣穿過(guò)間隙S。相反，如果孔的尺寸太小，雖然分離效率能夠改善，但是壓力損失將會(huì)增加。為此，形成在板環(huán)元件50中心的開(kāi)孔尺寸最好是能夠根據(jù)具體條件調(diào)節(jié)其大小。
第三實(shí)施例以下，將參照?qǐng)D5對(duì)本發(fā)明的竄氣過(guò)濾器的第三實(shí)施例作一說(shuō)明。
本實(shí)施例的竄氣過(guò)濾器40B是圖4所示第二實(shí)施例竄氣過(guò)濾器40A的改進(jìn)型。具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中，用來(lái)作為將竄氣引入到濾芯43中心的導(dǎo)向元件的連接部51是殼體41較大的上部41A與較小的下部41B的接合部。換句話說(shuō)，在本實(shí)施例中，殼體41包含了較大的上部41A和較小的下部41B，它們?cè)谶B接部51處相連接。這就是說(shuō)，連接部51是一個(gè)板形件，它在較大的上部41A與較小的下部41B之間近似于水平地朝向殼體41的內(nèi)部凸出。這個(gè)板件的作用與第二實(shí)施例中的板環(huán)元件50相同。此外，連接部51也被用來(lái)支承濾芯43，與第二實(shí)施例中的板環(huán)元件50的作用相類似。
在竄氣過(guò)濾器40B中，由于殼體41含有連接部51，當(dāng)含油霧竄氣經(jīng)入口44流入并上升時(shí)就被引入到過(guò)濾器43的中心。也就是說(shuō)，由于殼體41的內(nèi)壁與濾芯43之間的間隙S被連接部51所封閉，結(jié)果是，全部或者幾乎全部的竄氣都能穿過(guò)濾芯43并從出口45排出。因此，本實(shí)施例的竄氣過(guò)濾器40B能夠?qū)⒂挽F從竄氣中可靠地分離和去除。
換句話說(shuō)，如果在殼體41的內(nèi)壁與濾芯43之間存在間隙S，由于含油霧竄氣被連接部51引入到濾芯43的中心，因此，竄氣就有可能避免穿過(guò)間隙S，從而使得含油霧并從竄氣過(guò)濾器40B流出的竄氣與在流入竄氣過(guò)濾器40B的竄氣的比率將顯著地減小。其結(jié)果是，有可能使竄氣過(guò)濾器40B的油分離效率得到明顯的改善。
另外，如果形成在連接部51中心的開(kāi)孔尺寸(即41B較小的下部的尺寸)太大，就會(huì)有大量的竄氣穿過(guò)間隙S。相反，如果開(kāi)孔的尺寸太小，雖然分離效率能夠改善，但是壓力損失將會(huì)增加。因此，形成在連接部51中心的孔的尺寸最好是能夠根據(jù)具體條件調(diào)節(jié)其大小。
第四實(shí)施例以下，將參照?qǐng)D6對(duì)本發(fā)明的竄氣過(guò)濾器的第四實(shí)施例作一說(shuō)明。
本實(shí)施例的竄氣過(guò)濾器40C是圖4所示第二實(shí)施例竄氣過(guò)濾器40A的改進(jìn)型。具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中，用來(lái)作為將竄氣引入到濾芯43中心的導(dǎo)向元件是一個(gè)圓筒形元件52，它固定在蓋板42的底表面上，朝向殼體41的內(nèi)部凸出。圓筒形元件52的斷面形狀與殼體41的斷面形狀相似，但要小一點(diǎn)，它與濾芯43相接觸。一個(gè)優(yōu)選的方案是將圓筒形元件52的底面與濾芯43的頂面緊靠在一起，如圖6所示。
在竄氣過(guò)濾器40C中，由于有了圓筒形元件52，含油霧竄氣穿過(guò)殼體41與濾芯43之間的間隙S后不可能抵達(dá)與出口45連通的負(fù)壓力區(qū)域52。從入口44進(jìn)入的含油霧竄氣在它上升時(shí)被引入到與負(fù)壓力區(qū)P2相接觸的濾芯43的中心。因此，全部或幾乎全部的竄氣都能穿過(guò)濾芯43然后從出口45排出。所以，本實(shí)施例的竄氣過(guò)濾器43能夠從竄氣中可靠地將油霧分離和去除掉。
換句話說(shuō)，如果在殼體41的內(nèi)壁與濾芯43之間存在間隙S，由于含油霧竄氣被圓筒形元件52引入到濾芯43的中心，因此，竄氣就有可能避免穿過(guò)間隙S。從而使得含油霧并從竄氣過(guò)濾器40C流出的竄氣與流入竄氣過(guò)濾器40C的竄氣的比率將顯著地減小。其結(jié)果是，有可能使竄氣過(guò)濾器40C的油分離效率得到明顯的改善。
如上所述，在竄氣過(guò)濾器中，也就是在本發(fā)明的油分離器中，由于為方便更換濾芯43而采用的蓋板42是在殼體41的上方，因此被濾芯43從竄氣中分離出來(lái)的油就有可能避免從殼體41與蓋板42之間的接觸部分泄漏出去。此外，由于殼體41與蓋板42之間的接觸部分的密封結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，因此它們很容易形成而且成本低廉。
特別是，如果將本發(fā)明的油分離器用于像竄氣那樣的氣態(tài)流體，由于入口44處在正壓力區(qū)域P1，出口45處在負(fù)壓力區(qū)域P2，殼體41和蓋板42之間的接觸部分也是處在負(fù)壓力區(qū)域P2，結(jié)果是，油的泄漏能夠可靠的避免。
此外，如果采用了像板環(huán)元件50、接合部位51、或圓筒形元件52這樣的導(dǎo)向元件，就可能解決含油霧竄氣穿過(guò)殼體41和蓋板42之間的間隙S、而不穿過(guò)濾芯43直接從出口45排出的問(wèn)題。這就是說(shuō)，全部或幾乎全部的竄氣都能穿過(guò)濾芯43然后從出口45排出。因此，在本發(fā)明的油分離器中，就可能將油霧從竄氣中可靠地分離和清除掉。于是，油分離器的分離油的效率就能改善。換句話說(shuō)，如果在殼體41的內(nèi)壁與濾芯43之間存在間隙S，竄氣穿過(guò)間隙S的量將顯著地減少。因此，分離油的效率變差的傾向能夠得以避免。
在上述說(shuō)明中，本發(fā)明的油分離器用于GHP中的燃?xì)鈾C(jī)14的竄氣，即本發(fā)明的油分離器被用作竄氣過(guò)濾器。但是，本發(fā)明的油分離器并不只限于用在上述實(shí)施例中。本發(fā)明的油分離器的竄氣出口還可以設(shè)置在這樣的位置，即壓力并不小于大氣壓力的位置。另外，本發(fā)明的油分離器并不只限于用在上述實(shí)施例中，按照本發(fā)明的油分離器的結(jié)構(gòu)可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)作多種改變。
此外，第一實(shí)施例中防止漏油的結(jié)構(gòu)以及在第二、三、四實(shí)施例中改善油分離效率的結(jié)構(gòu)也可以單獨(dú)使用。但是，如果將這些結(jié)構(gòu)合并在一起使用就能夠進(jìn)一步改善油分離器的性能。
第五實(shí)施例以下，將參照?qǐng)D7A和7B對(duì)本發(fā)明的竄氣過(guò)濾器的第五實(shí)施例作一說(shuō)明。
如圖7B所示，竄氣過(guò)濾器40D包括帶有頂部開(kāi)口的、中空的殼體41，用于覆蓋殼體41上開(kāi)孔的蓋板42以及用無(wú)紡織物制成的、置于殼體41中的濾芯43。此外，竄氣過(guò)濾器40的外殼由殼體41和蓋板42構(gòu)成。在圖7A和7B中附圖標(biāo)記44表示含油霧竄氣的入口，45表示油霧已被分離的竄氣的出口，46表示被分離的油的出流口。
殼體41的形狀是一個(gè)中空的矩形，用合成樹(shù)脂制造。在殼體41的頂部有一個(gè)開(kāi)口，環(huán)繞開(kāi)口有法蘭面41a。另外，如圖7A和7B所示，蓋板42也是用合成樹(shù)脂制造，其形狀和尺寸與法蘭面41a大致相同。殼體41的開(kāi)孔用蓋板42覆蓋，并用緊固件47將它們緊固在一起。由于緊固件47有時(shí)要從蓋板42上卸下，因此緊固件通常是采用螺栓和螺母。此外，如圖3所示，O-型圈48是一個(gè)密封件，用在法蘭面41a上。
殼體41包括供含油霧竄氣進(jìn)入外殼的入口44以及供從竄氣中分離出來(lái)的油流出的出流口46，入口和出流口位于濾芯43下的環(huán)流形成部分41L。另外，在殼體41中，定位濾芯43的濾芯部分41M位于環(huán)流形成部分41L的上方。
竄氣入口44位于殼體41的下側(cè)面，通過(guò)一條管路與燃?xì)鈾C(jī)14的曲軸箱14f連接。具體地說(shuō)，如圖7A所示，入口44位于殼體41的短側(cè)面，因此它與環(huán)流形成部分41L的長(zhǎng)側(cè)面接觸，入口44的中心線并不與環(huán)流形成部分41L的短側(cè)面的中心線相交。由于這種位置安排，使得竄氣能沿著環(huán)流形成部分41L的長(zhǎng)側(cè)經(jīng)入口44流進(jìn)殼體中。此外，出流口46位于殼體41的底部，它可以將靠自身重量滴落并聚集在殼體底部的油導(dǎo)出，并通過(guò)一條管路送回到油盤(pán)14a中。
在環(huán)流形成部分41L中的竄氣入口44和油出流口46與曲軸箱14f相連，環(huán)流形成部分41L的壓力大于殼體外部的壓力，即大于大氣壓力。這就是說(shuō)，環(huán)流形成部分41L提供了一個(gè)正壓力區(qū)域。
在蓋板42處，竄氣出口45為竄氣提供了一個(gè)排放出口，從殼體出來(lái)的竄氣中的油已被分離和去除。由于竄氣出口45是與燃?xì)鈾C(jī)14的進(jìn)氣系統(tǒng)相連接的，例如通過(guò)管路與進(jìn)氣支管14i相連接，因此在這里形成了一個(gè)負(fù)壓力區(qū)域P2，它的壓力小于大氣壓。
在竄氣過(guò)濾器40D中，由于環(huán)流形成部分41L使竄氣流形成環(huán)繞，借助于環(huán)繞流動(dòng)產(chǎn)生的離心力使油霧從竄氣中分離出來(lái)。結(jié)果是，由于油霧粒子的重量大于包含在竄氣中的氣體的重量，在離心力的作用下，油霧粒子向外運(yùn)動(dòng)并粘附在殼體41的內(nèi)壁上。此后油霧粒子依靠它自身的重量滴落到殼體的底部。與此相反，含在竄氣中的其他氣體的重量小于油霧粒子的重量，它們與油霧分離，當(dāng)它們上升時(shí)，在濾芯43的中心附近環(huán)繞。結(jié)果是，這些氣體穿過(guò)濾芯43，經(jīng)竄氣出口45(這里為負(fù)壓區(qū))排出并被送入進(jìn)氣支管14i。那些沒(méi)有被環(huán)流形成部分41L分離出來(lái)的油霧就被濾芯43吸收，從而也被分離和去除。
如上所述，在本實(shí)施例的竄氣過(guò)濾器40D中，環(huán)流形成部分41L與過(guò)濾器部分41M是連在一起的。因此，由于環(huán)流形成部分41L和濾芯43的作用，油霧便從竄氣中被分離出來(lái)。此外，本實(shí)施例竄氣過(guò)濾器40D的壓力損失明顯地小于傳統(tǒng)的竄氣過(guò)濾器。在傳統(tǒng)的竄氣過(guò)濾器中，為了提高油霧分離效率而增加了濾芯的厚度，雖然其效率與竄氣過(guò)濾器40D的效率相當(dāng)，但阻力卻增加了。
此外，在本實(shí)施例中，僅僅是由于提供了進(jìn)口44才形成了竄氣環(huán)流，進(jìn)口44的中心線與環(huán)流形成部位41L短邊的中心線不相交。但是，如圖8所示，最好能提供一種分離元件50，它在環(huán)流形成部位41L附近有長(zhǎng)的斷面，以幫助竄氣環(huán)流的形成。如果提供了這種分離元件50，從入口44進(jìn)來(lái)的竄氣就很容易沿著分離元件50形成環(huán)流。除了圖8中表示的分離元件50以外，一個(gè)平直的或者彎曲的導(dǎo)向元件有可以設(shè)置在某個(gè)合適的位置上，如像設(shè)置在環(huán)流形成部位41L的拐角處。另外，建議將環(huán)流形成部位的拐角做成是帶圓弧形的，這樣就可能使竄氣的流動(dòng)更加平順。特別是，為了形成竄氣環(huán)流，優(yōu)選將環(huán)流形成部位41L的橫斷面做成橢圓形，最好是圓形。但是，考慮到安裝竄氣過(guò)濾器40D所需要的空間，環(huán)流形成部位41L的橫斷面可以優(yōu)選做成矩形或者矩形帶圓角。
優(yōu)選將竄氣的出口45設(shè)置在蓋板42的中心，如圖8中的假想線所示。這樣做也可以形成平順的竄氣流。由于竄氣流穿過(guò)了濾芯43的中心，并從竄氣出口44排出，所以油霧能夠被濾芯43可靠地分離和去除。
如上所述，竄氣過(guò)濾器40D是用來(lái)分離GHP中的燃?xì)鈾C(jī)14的竄氣中的油霧的。但是本發(fā)明的油分離器并不限于用在GHP中的燃?xì)鈾C(jī)上。例如，本發(fā)明可能包括這樣的油分離器，它的出口并未設(shè)置在負(fù)壓力區(qū)域。
此外，本發(fā)明并不只限于上述實(shí)施例。對(duì)本發(fā)明的油分離器的結(jié)構(gòu)，只要是在本發(fā)明的范圍以內(nèi)，還可以做多種改變。例如，蓋板42可以形成在外殼的側(cè)面，如圖11所示。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)從含有油霧的氣態(tài)流體中分離油的分離器，包括帶有頂部開(kāi)口的殼體；覆蓋所述殼體上形成的開(kāi)孔的蓋板；裝在所述殼體內(nèi)部的濾芯；其特征在于，供氣態(tài)流體流入所述殼體的進(jìn)口形成在所述殼體下側(cè)，供所述氣態(tài)流體流出的出口形成在所述蓋板上，以及供被分離的油流出的出流口形成在所述殼體底部。
2.按照權(quán)利要求1所述的油分離器，其特征在于，所述的油分離器還包括導(dǎo)向器，用來(lái)引導(dǎo)所述的氣態(tài)流體從所述的入口經(jīng)過(guò)所述的濾芯的中心流到所述的出口。
3.按照權(quán)利要求2所述的油分離器，其特征在于，所述的導(dǎo)向器是一個(gè)圓筒形元件，安裝在所述蓋板的底面上，朝向所述殼體的內(nèi)部凸出。
4.按照權(quán)利要求2所述的油分離器，其特征在于，所述的導(dǎo)向器是一個(gè)板環(huán)元件，安裝在所述殼體的內(nèi)壁上，其位置高于所述的出口，并朝向所述殼體的內(nèi)部凸出。
5.按照權(quán)利要求1所述的油分離器，其特征在于，所述的殼體包括安裝了所述濾芯的較大的上部以及設(shè)置所述的入口和所述的出流口的較小的下部，所述的氣態(tài)流體從所述入口到所述出口的流動(dòng)在所述的較大的上部與較小的下部之間的連接部上被引導(dǎo)到所述濾芯的中心。
6.按照權(quán)利要求1所述的油分離器，其特征在于，所述的入口和所述的出流口處在一個(gè)正壓力區(qū)域內(nèi)，而所述的出口處在一個(gè)負(fù)壓力區(qū)域內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求6所述的油分離器，其特征在于，所述的氣態(tài)流體是內(nèi)燃機(jī)的竄氣，所述的正壓力區(qū)域被連接到內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱，而所述的負(fù)壓力區(qū)域被連接到所述的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。
8.一種用來(lái)從含有油霧的氣態(tài)流體中分離油的分離器，包括環(huán)流形成部分，用來(lái)使被引入到殼體中的所述的氣態(tài)流體產(chǎn)生環(huán)流；濾芯部分，所述氣態(tài)流體的環(huán)流穿過(guò)濾芯部分。
9.按照權(quán)利要求8所述的油分離器，其特征在于，氣態(tài)流體的入口位于所述殼體的下側(cè)；氣態(tài)流體的出口位于所述殼體的頂面；供被分離出來(lái)的油流出的出流口位于所述殼體的底部；所述的環(huán)流形成部位形成在所述殼體的下部。
10.按照權(quán)利要求9所述的油分離器，其特征在于，所述入口的開(kāi)口位置和方向調(diào)整為能使得所述氣態(tài)流體沿著所述殼體的內(nèi)壁被引入到殼體中。
11.按照權(quán)利要求8所述的油分離器，其特征在于，所述的油分離器還包括導(dǎo)向器，用來(lái)幫助所述的氣態(tài)流體在環(huán)流形成部位產(chǎn)生所述的環(huán)流。
12.按照權(quán)利要求9所述的油分離器，其特征在于，所述的出口位于所述殼體頂面的中心。
13.按照權(quán)利要求9所述的油分離器，其特征在于，所述的氣態(tài)流體是內(nèi)燃機(jī)的竄氣，所述的入口被連接到所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱，而所述的出口被連接到所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種制造成本低并能免除漏油的油分離器。它能改善分離油霧的效率而不會(huì)增加壓力損失。為了達(dá)到這個(gè)目的,本發(fā)明提供的從含有油霧的氣態(tài)流體中分離出油的分離器包括:頂部有開(kāi)口的中空的殼體;覆蓋殼體開(kāi)孔的蓋板;裝在殼體內(nèi)部的濾芯,其中,供氣態(tài)流體流入殼體的進(jìn)口形成在殼體下側(cè),供氣態(tài)流體流出的出口形成在蓋板上,以及供被分離出來(lái)的油流出的出流口形成在殼體底部。
文檔編號(hào)F01M13/04GK1382899SQ0210710
公開(kāi)日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月13日
發(fā)明者田中治郎 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社