專利名稱：油分離器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種油分離器，可用來從氣態流體中，如竄氣(blowby gas)中分離出油霧，具體來說它涉及一種適合于用在氣體熱泵型空氣調節器中的燃氣發動機上的油分離器。
背景技術：
利用熱泵來完成冷卻和加熱運行的空氣調節器具有致冷劑循環系統，包括室內熱交換器，壓縮機，室外熱交換器和膨脹閥等。當致冷劑在系統中循環并在室內熱交換器和室外熱交換器中與空氣進行熱交換時，空調室內的空氣就被加熱或者冷卻。此外，為了加熱空調室，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也設置在致冷劑循環系統中。
近年來，有一種被推薦使用的空調器，它用燃氣機代替一般的發動機作為致冷循環系統中壓縮機的動力源。使用燃氣機的空調器稱為氣熱泵型(GasHeat Pump Type)空調器(以下簡寫為GHP)。這種GHP可以使用相對較便宜的汽油作為燃料，與一般使用發動機作為壓縮機動力源的空調器(以下簡寫為EHP)相比較，其運行成本可以降低。
此外，在GHP中，燃氣機在熱運行過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器的熱源之一，從而可改善空調器的加熱能力以及能量的有效利用率。另外，在燃氣機的排氣廢熱被用于GHP中后，GHP就不再需要如前所述的致冷劑加熱裝置等專門設備了。
此外，GHP可以利用發動機在熱運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，通常是終止加熱運行而臨時改為冷卻運行。即，當EHP除霜時，冷空氣被引入室內，室內的人自然會感到不舒服。與此形成對照的是，GHP可以利用廢熱，能夠連續地執行加熱運行，而不存在EHP的上述問題。
雖然GHP有上述許多優點，但它也存在下列問題。
如上所述，GHP是利用燃氣機作為壓縮機的動力源。在燃氣機中，含在竄氣中的油可能會引起問題。這里所說的竄氣，是指發動機燃燒室中的氣體經過活塞(包括活塞環)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動機的進氣系統中，然后再送入燃燒室。
由于竄氣中含有呈油霧狀的潤滑油(以下簡稱油霧)，因此通常在引導竄氣的管路(以下簡稱竄氣管)中的某個合適位置上安裝油分離器(如像竄氣過濾器)，用來聚集和去除油霧。
圖11，12A和12B是一種被用作竄氣過濾器的傳統的油分離器。在圖中，附圖標記140表示油分離器，141表示殼體，142表示蓋板，143表示濾芯，144表示氣態流體的入口，145表示氣態流體的出口，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構成油分離器140的護罩。
在油分離器140中，發動機的竄氣從與曲軸箱相連的入口144流入，經過濾芯143，然后經過出口145被抽吸到發動機的進氣支管中。當竄氣穿過濾芯143時，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，再通過出口146返回到發動機的油盤。在油分離器140中，為了改進分離油霧的效率，竄氣所通過的濾芯143的高度應盡可能增加。在油分離器140運行了一段時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時的方便起見，蓋板142安裝在殼體141的側面，因為殼體的側面可以有最大的開口面積。
但是，如果蓋板142處在殼體141的側面，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。特別是當含在竄氣中的油霧被油分離器140分離和去除時，設置出口146的殼體141底部處的壓力將會大于殼體141外部的大氣壓力，即設置出口146的殼體141底部處的壓力是處在正壓力區域。因此，如果殼體141和蓋板142之間有任何縫隙，油就會由于有壓力差而泄漏。
油的泄漏問題可以通過改進殼體141和蓋板142之間的密封來解決。但是，為了獲得一個好的密封，接觸部分的結構必將變得復雜，從而會使油分離器的制造成本增加。另外由于殼體141和蓋板142是由合成樹脂制成的，如果結構復雜了，它們的可成型性就會降低。
此外，在傳統的油分離器140中，由于濾芯143是無紡織物制成的，這種材料的形狀保持性能很差，存在的問題是濾芯143與殼體141的內壁之間很容易產生間隙S，如圖12A所示。如果間隙S產生了，含有油霧的竄氣就會通過間隙S直接流向出口145，而不穿過濾芯143。間隙S降低了油分離器分離油霧的效率。因此，確保竄氣全部穿過濾芯143是必要的。另外在傳統的油分離器140中，由于油霧的分離只是由濾芯143來完成，存在的問題是，這種方法很難達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增加濾芯143的厚度來改善，但是，增加濾芯143的厚度會導致明顯的壓力損失。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而不增加壓力損失是有必要的。
因此，本發明的目的就是要改善從氣態流體(如像發動機的竄氣)中清除油霧的油分離器的性能。特別是，本發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流體中分離油霧的效率但并不增加壓力損失。

發明內容
為了達到上述目的，本發明提供了一種用于從含有油霧的氣態流體中分離出油的分離器，包括頂部具有開口的中空殼體；覆蓋在殼體頂部開口上的蓋板；安裝在殼體內部的濾芯，其中在殼體下方側面形成供氣態流體流入的進口，蓋板上形成供氣態流體流出的出口，以及在殼體底部形成供被分離出來的油流出的出流口。
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題。此外，這種分離器結構簡單，制造成本也較低。
在該油分離器中，優選設置導向器，它可以引導氣態流體從入口到出口，并穿過濾芯的中心部分。
在該油分離器中，由于氣態流體被導向器引導至濾芯的中心，因此氣態流體不穿過濾芯的部分將顯著地減少。即使在濾芯與殼體的內壁之間存在間隙，它也可以改善分離油霧的效率。
在該油分離器中，導向器最好是圓柱形的，形成在蓋板的底面，從而向殼體的內側凸出；或者導向器呈環形，形成在殼體內壁入口的上方，也向殼體的內側凸出。
此外，在該油分離器中，優選殼體包括放置濾芯的較大上部，和設置氣態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，氣態流體從入口被引向濾芯的中心，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導向器，引導氣態流體進入濾芯的中心，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，優選在氣態流體入口和被分離油的出流口形成在正壓力區域中，氣態流體的出口形成在負壓力區域中。
如果氣態流體是一臺內燃機的竄氣，正壓力區域就連接到內燃機的曲軸箱，負壓力區域就連接到內燃機的進氣系統。因此，在該油分離器中，由于殼體與蓋板的接觸部分處在負壓區域，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部泄漏出去。
此外，如果油分離器是用來從內燃機的竄氣中去除油霧，由于氣態流體的出口是連接到進氣系統，它就可能很容易形成一個負壓區域。
為了達到前述目的，本發明提供了另外一種用于從含有油霧的氣態流體中分離出油的分離器，包括能使被引入到殼體內的氣態流體產生環流的環流形成部分和氣態流體環流將要穿過的濾芯部分。
在該油分離器中，油霧通過環流形成部分產生的離心力及穿過濾芯兩項措施所分離。換句話說，油霧從氣態流體中分離出來是由于環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，優選在殼體的下部側面提供氣態流體的入口，在殼體的頂面提供氣態流體的出口，在殼體的底面提供被分離油的出流口，在殼體的下部設置環流形成部分。
在該油分離器中，氣態流體將穿過環流形成部分，由于離心力的作用，氣態流體中的油霧含量將減少，結果是含在氣態流體中的油霧只有一小部分穿過濾芯。另外，由離心力去除的油經殼體上的出流口流出時并沒有穿過濾芯，因此，濾芯的使用壽命就可能延長。最后，被濾芯分離出來的油由于自身的重量滴落到殼體的底部并通過殼體上的出流口流出。
另外，優選對氣態流體入口的位置和方向進行調整，使得氣態流體沿著殼體的內壁被引入到殼體中，因為在這種情況下氣態流體很容易形成環流。
另外，優選在氣態流體的環流形成部位設置環流形成導向器。這使得環流容易形成。另外還優選的是，將氣態流體的出口設置在殼體頂面的中心處，這也可能有助于氣態流體環流的形成。
優選的是，氣態流體是內燃機的竄氣，氣態流體的入口與內燃機的曲軸箱連接，氣態流體的出口與內燃機的進氣系統連接。由于氣態流體是從內燃機正壓力區域的曲軸箱經過油分離器進入到負壓力區域的進氣系統，因此氣態流體在油分離器中能夠形成平滑流暢的氣流。


圖1是本發明油分離器第一實施例的剖視圖。
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是本發明油分離器第二實施例的剖視圖。
圖5是本發明油分離器第三實施例的剖視圖。
圖6是本發明油分離器第四實施例的剖視圖。
圖7A是本發明油分離器第五實施例的頂視圖。
圖7B是本發明油分離器第五實施例的前側視圖。
圖8是圖7B中沿A-A線的局部剖視圖。
圖9為包含了本發明油分離器的氣熱泵型空調器(GHP)的透視圖。
圖10表示在圖9所示的GHP中竄氣的流動情況。
圖11是一個傳統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。
具體實施例方式
參照附圖，將對本發明油分離器的各優選實施例作如下說明。
首先對含有本發明油分離器的GHP裝置作說明。
如圖9所示，GHP主要包括室內機組1和室外機組10。
室內機組1包括室內熱交換器。在冷卻運行期間，室內熱交換器中的低溫低壓液態致冷劑被蒸發，從室內空氣中吸收熱量，從而將室內空氣冷卻。該低溫低壓的液態致冷劑是從室外機組10通過致冷劑管路2被輸送到室內熱交換器的。下面將要對此作進一步說明。
在加熱運行期間，室內熱交換器將高溫高壓的氣態致冷劑凝結和液化，并將熱量釋放到室內空氣中，使室內空氣變暖。該高溫高壓的氣態致冷劑是從室外機組10通過致冷劑管路2被輸送到室內熱交換器的。下面將要對此作進一步說明。
此外，室內空氣被圖中未表示出來的室內風扇吸入，穿過室內熱交換器，并與致冷劑交換熱量，然后將被加熱的空氣送入空調室中。
室外機組10有一個致冷回路，它包括壓縮機，室外熱交換器，膨脹閥門，四通閥以及燃氣機。該燃氣機可用來驅動壓縮機、電動機和其它輔助設備。
室外機組10的內部被一塊隔板分成頂部和底部兩部分，在圖9中未表示出來。室外機組10的底部是機械艙11，它主要包括燃氣機14、壓縮機15和控制器16。室外機組10的頂部是一個熱交換室12，它主要包括室外熱交換器20和室外風扇21。此外，在隔板上開有通風孔，它將機械艙11和熱交換室12連通起來。
圖10表示在燃氣機14中竄氣的流動情況。燃氣機14包括油盤14a、曲軸14b、活塞14c、活塞環14d、氣缸14e、曲軸箱14f、燃燒室14g、氣缸蓋罩14h和進氣支管14i。竄氣從燃燒室14g穿過活塞環14d與氣缸14e之間的間隙進入曲軸箱14f，它里面含有燃油、呈霧狀的潤滑油、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過通道BG1被引入到氣缸蓋罩14h。氣缸蓋罩14h經出流通道BG2被連接到竄氣過濾器40。該結構將竄氣從氣缸蓋罩14h引入到竄氣過濾器40。此外，如帶雙點劃線的箭頭所示，被竄氣過濾器40分離出來的油依靠它自己的重量經回油管BG3流回到油盤14a中。該油與油盤14a中的潤滑油混合后再循環使用。如帶點劃線的箭頭所示，被竄氣過濾器40分離掉油霧的竄氣經過竄氣回路BG4被引入到發動機的進氣系統中，圖中的進氣系統就是進氣支管14i。被引入到進氣支管14i中的竄氣與用帶實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濾器40可以有下列各種結構。
第一實施例如圖1所示，本實施例竄氣過濾器40包括帶有頂部開口的、中空的殼體41，用于覆蓋殼體41上開孔的蓋板42以及用無紡織物制成的、置于殼體41中的濾芯43。在圖4中，附圖標記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表示被分離出來的油的出流口。
殼體41的形狀是一個中空的矩形，用合成樹脂制造。在殼體41的頂部有一個開口，環繞開口設置法蘭面41a。另外，如圖2所示，蓋板42也是用合成樹脂制造，其形狀和尺寸與法蘭面41a大致相同。殼體41的開口用蓋板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是一個密封件，用在法蘭面41a上。
殼體41包括供含油霧竄氣進入的入口44，供從竄氣中分離出來的油流出的出流口46。竄氣入口44位于殼體41的下部側面，通過一條管路與燃氣機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一條管路流回到油盤14a中。竄氣進口44和油出流口46處于形成在濾芯43下方的正壓力區域P1內。該正壓力區域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通過一條管路與燃氣機14的進氣系統如進氣支管14i相連通，進氣支管處在低于大氣壓力的負壓力區域P2內。
在竄氣過濾器(即油分離器)40內，竄氣穿過濾芯43，從竄氣中分離出來的油依靠其自身的重量滴落到殼體41的底部，然后經過出口46流回到油盤14a中。在竄氣過濾器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。因此被分離出來的油從殼體41與蓋板42之間的接觸部分泄漏的問題就可以解決。
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上方的負壓力區域P2內，因此油不大可能從油分離器泄漏出去。
第二實施例以下，將參照圖4對本發明的竄氣過濾器的第二實施例作一說明。
除了含有與第一實施例竄氣過濾器40相同的組件以外，本實施例竄氣過濾器40A還包括引導氣態流體的導向元件，該導向元件把竄氣引導到濾芯43的中心。在本實施例中，作為導向元件的板環元件50與殼體41的內壁形成一體。板環元件50呈環形，在其中部有一個供竄氣流過的通道。板環元件50的位置稍高于供竄氣流入的進口44的位置。另外，板環元件50也可以用來作為濾芯43的支承元件，如圖4所示。
在竄氣過濾器40A中由于有了板環元件50，竄氣就不可能沿著殼體41的內壁流動。結果是，從入口44進入到竄氣過濾器40A的含油霧竄氣一旦引入便立即上升進入到濾芯43的中心。這樣一來，全部或幾乎全部的竄氣都能夠穿過濾芯43并從出口45排出。因此，本實施例竄氣過濾器14A能夠可靠地將竄氣中的油霧分離和清除掉。
換句話說，如果殼體41的內壁與濾芯43之間存在間隙S，由于含油霧竄氣經過板環元件50被引入到濾芯43的中心，因此，竄氣就有可能避免穿過間隙S。于是，含油霧并從竄氣過濾器40A流出的竄氣與流入竄氣過濾器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濾器40A的分離效率。
此外，如果形成在板環元件50中心的孔的尺寸太大，就會有大量的竄氣穿過間隙S。相反，如果孔的尺寸太小，雖然分離效率能夠改善，但是壓力損失將會增加。為此，形成在板環元件50中心的開孔尺寸最好是能夠根據具體條件調節其大小。
第三實施例以下，將參照圖5對本發明的竄氣過濾器的第三實施例作一說明。
本實施例的竄氣過濾器40B是圖4所示第二實施例竄氣過濾器40A的改進型。具體地說，在本實施例中，用來作為將竄氣引入到濾芯43中心的導向元件的連接部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，在本實施例中，殼體41包含了較大的上部41A和較小的下部41B，它們在連接部51處相連接。這就是說，連接部51是一個板形件，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的內部凸出。這個板件的作用與第二實施例中的板環元件50相同。此外，連接部51也被用來支承濾芯43，與第二實施例中的板環元件50的作用相類似。
在竄氣過濾器40B中，由于殼體41含有連接部51，當含油霧竄氣經入口44流入并上升時就被引入到過濾器43的中心。也就是說，由于殼體41的內壁與濾芯43之間的間隙S被連接部51所封閉，結果是，全部或者幾乎全部的竄氣都能穿過濾芯43并從出口45排出。因此，本實施例的竄氣過濾器40B能夠將油霧從竄氣中可靠地分離和去除。
換句話說，如果在殼體41的內壁與濾芯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間隙S，從而使得含油霧并從竄氣過濾器40B流出的竄氣與在流入竄氣過濾器40B的竄氣的比率將顯著地減小。其結果是，有可能使竄氣過濾器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中心的開孔尺寸(即41B較小的下部的尺寸)太大，就會有大量的竄氣穿過間隙S。相反，如果開孔的尺寸太小，雖然分離效率能夠改善，但是壓力損失將會增加。因此，形成在連接部51中心的孔的尺寸最好是能夠根據具體條件調節其大小。
第四實施例以下，將參照圖6對本發明的竄氣過濾器的第四實施例作一說明。
本實施例的竄氣過濾器40C是圖4所示第二實施例竄氣過濾器40A的改進型。具體地說，在本實施例中，用來作為將竄氣引入到濾芯43中心的導向元件是一個圓筒形元件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，它與濾芯43相接觸。一個優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。
在竄氣過濾器40C中，由于有了圓筒形元件52，含油霧竄氣穿過殼體41與濾芯43之間的間隙S后不可能抵達與出口45連通的負壓力區域52。從入口44進入的含油霧竄氣在它上升時被引入到與負壓力區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濾芯43然后從出口45排出。所以，本實施例的竄氣過濾器43能夠從竄氣中可靠地將油霧分離和去除掉。
換句話說，如果在殼體41的內壁與濾芯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間隙S。從而使得含油霧并從竄氣過濾器40C流出的竄氣與流入竄氣過濾器40C的竄氣的比率將顯著地減小。其結果是，有可能使竄氣過濾器40C的油分離效率得到明顯的改善。
如上所述，在竄氣過濾器中，也就是在本發明的油分離器中，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構很簡單，因此它們很容易形成而且成本低廉。
特別是，如果將本發明的油分離器用于像竄氣那樣的氣態流體，由于入口44處在正壓力區域P1，出口45處在負壓力區域P2，殼體41和蓋板42之間的接觸部分也是處在負壓力區域P2，結果是，油的泄漏能夠可靠的避免。
此外，如果采用了像板環元件50、接合部位51、或圓筒形元件52這樣的導向元件，就可能解決含油霧竄氣穿過殼體41和蓋板42之間的間隙S、而不穿過濾芯43直接從出口45排出的問題。這就是說，全部或幾乎全部的竄氣都能穿過濾芯43然后從出口45排出。因此，在本發明的油分離器中，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，如果在殼體41的內壁與濾芯43之間存在間隙S，竄氣穿過間隙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。
在上述說明中，本發明的油分離器用于GHP中的燃氣機14的竄氣，即本發明的油分離器被用作竄氣過濾器。但是，本發明的油分離器并不只限于用在上述實施例中。本發明的油分離器的竄氣出口還可以設置在這樣的位置，即壓力并不小于大氣壓力的位置。另外，本發明的油分離器并不只限于用在上述實施例中，按照本發明的油分離器的結構可以在本發明的范圍內作多種改變。
此外，第一實施例中防止漏油的結構以及在第二、三、四實施例中改善油分離效率的結構也可以單獨使用。但是，如果將這些結構合并在一起使用就能夠進一步改善油分離器的性能。
第五實施例以下，將參照圖7A和7B對本發明的竄氣過濾器的第五實施例作一說明。
如圖7B所示，竄氣過濾器40D包括帶有頂部開口的、中空的殼體41，用于覆蓋殼體41上開孔的蓋板42以及用無紡織物制成的、置于殼體41中的濾芯43。此外，竄氣過濾器40的外殼由殼體41和蓋板42構成。在圖7A和7B中附圖標記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的形狀是一個中空的矩形，用合成樹脂制造。在殼體41的頂部有一個開口，環繞開口有法蘭面41a。另外，如圖7A和7B所示，蓋板42也是用合成樹脂制造，其形狀和尺寸與法蘭面41a大致相同。殼體41的開孔用蓋板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是一個密封件，用在法蘭面41a上。
殼體41包括供含油霧竄氣進入外殼的入口44以及供從竄氣中分離出來的油流出的出流口46，入口和出流口位于濾芯43下的環流形成部分41L。另外，在殼體41中，定位濾芯43的濾芯部分41M位于環流形成部分41L的上方。
竄氣入口44位于殼體41的下側面，通過一條管路與燃氣機14的曲軸箱14f連接。具體地說，如圖7A所示，入口44位于殼體41的短側面，因此它與環流形成部分41L的長側面接觸，入口44的中心線并不與環流形成部分41L的短側面的中心線相交。由于這種位置安排，使得竄氣能沿著環流形成部分41L的長側經入口44流進殼體中。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出，并通過一條管路送回到油盤14a中。
在環流形成部分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，環流形成部分41L提供了一個正壓力區域。
在蓋板42處，竄氣出口45為竄氣提供了一個排放出口，從殼體出來的竄氣中的油已被分離和去除。由于竄氣出口45是與燃氣機14的進氣系統相連接的，例如通過管路與進氣支管14i相連接，因此在這里形成了一個負壓力區域P2，它的壓力小于大氣壓。
在竄氣過濾器40D中，由于環流形成部分41L使竄氣流形成環繞，借助于環繞流動產生的離心力使油霧從竄氣中分離出來。結果是，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，油霧粒子向外運動并粘附在殼體41的內壁上。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，當它們上升時，在濾芯43的中心附近環繞。結果是，這些氣體穿過濾芯43，經竄氣出口45(這里為負壓區)排出并被送入進氣支管14i。那些沒有被環流形成部分41L分離出來的油霧就被濾芯43吸收，從而也被分離和去除。
如上所述，在本實施例的竄氣過濾器40D中，環流形成部分41L與過濾器部分41M是連在一起的。因此，由于環流形成部分41L和濾芯43的作用，油霧便從竄氣中被分離出來。此外，本實施例竄氣過濾器40D的壓力損失明顯地小于傳統的竄氣過濾器。在傳統的竄氣過濾器中，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濾器40D的效率相當，但阻力卻增加了。
此外，在本實施例中，僅僅是由于提供了進口44才形成了竄氣環流，進口44的中心線與環流形成部位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，它在環流形成部位41L附近有長的斷面，以幫助竄氣環流的形成。如果提供了這種分離元件50，從入口44進來的竄氣就很容易沿著分離元件50形成環流。除了圖8中表示的分離元件50以外，一個平直的或者彎曲的導向元件有可以設置在某個合適的位置上，如像設置在環流形成部位41L的拐角處。另外，建議將環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更加平順。特別是，為了形成竄氣環流，優選將環流形成部位41L的橫斷面做成橢圓形，最好是圓形。但是，考慮到安裝竄氣過濾器40D所需要的空間，環流形成部位41L的橫斷面可以優選做成矩形或者矩形帶圓角。
優選將竄氣的出口45設置在蓋板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，竄氣過濾器40D是用來分離GHP中的燃氣機14的竄氣中的油霧的。但是本發明的油分離器并不限于用在GHP中的燃氣機上。例如，本發明可能包括這樣的油分離器，它的出口并未設置在負壓力區域。
此外，本發明并不只限于上述實施例。對本發明的油分離器的結構，只要是在本發明的范圍以內，還可以做多種改變。例如，蓋板42可以形成在外殼的側面，如圖11所示。
權利要求
1.一種用來從含有油霧的氣態流體中分離油的分離器，包括帶有頂部開口的殼體；覆蓋所述殼體上形成的開孔的蓋板；裝在所述殼體內部的濾芯；其特征在于，供氣態流體流入所述殼體的進口形成在所述殼體下側，供所述氣態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向器，用來引導所述的氣態流體從所述的入口經過所述的濾芯的中心流到所述的出口。
3.按照權利要求2所述的油分離器，其特征在于，所述的導向器是一個圓筒形元件，安裝在所述蓋板的底面上，朝向所述殼體的內部凸出。
4.按照權利要求2所述的油分離器，其特征在于，所述的導向器是一個板環元件，安裝在所述殼體的內壁上，其位置高于所述的出口，并朝向所述殼體的內部凸出。
5.按照權利要求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置所述的入口和所述的出流口的較小的下部，所述的氣態流體從所述入口到所述出口的流動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到所述濾芯的中心。
6.按照權利要求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正壓力區域內，而所述的出口處在一個負壓力區域內。
7.按照權利要求6所述的油分離器，其特征在于，所述的氣態流體是內燃機的竄氣，所述的正壓力區域被連接到內燃機的曲軸箱，而所述的負壓力區域被連接到所述的內燃機的進氣系統。
8.一種用來從含有油霧的氣態流體中分離油的分離器，包括環流形成部分，用來使被引入到殼體中的所述的氣態流體產生環流；濾芯部分，所述氣態流體的環流穿過濾芯部分。
9.按照權利要求8所述的油分離器，其特征在于，氣態流體的入口位于所述殼體的下側；氣態流體的出口位于所述殼體的頂面；供被分離出來的油流出的出流口位于所述殼體的底部；所述的環流形成部位形成在所述殼體的下部。
10.按照權利要求9所述的油分離器，其特征在于，所述入口的開口位置和方向調整為能使得所述氣態流體沿著所述殼體的內壁被引入到殼體中。
11.按照權利要求8所述的油分離器，其特征在于，所述的油分離器還包括導向器，用來幫助所述的氣態流體在環流形成部位產生所述的環流。
12.按照權利要求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.按照權利要求9所述的油分離器，其特征在于，所述的氣態流體是內燃機的竄氣，所述的入口被連接到所述內燃機的曲軸箱，而所述的出口被連接到所述內燃機的進氣系統。
全文摘要
本發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增加壓力損失。為了達到這個目的,本發明提供的從含有油霧的氣態流體中分離出油的分離器包括:頂部有開口的中空的殼體;覆蓋殼體開孔的蓋板;裝在殼體內部的濾芯,其中,供氣態流體流入殼體的進口形成在殼體下側,供氣態流體流出的出口形成在蓋板上,以及供被分離出來的油流出的出流口形成在殼體底部。
文檔編號F01M13/04GK1382899SQ0210710
公開日2002年12月4日 申請日期2002年3月8日 優先權日2001年3月13日
發明者田中治郎 申請人:三菱重工業株式會社