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Gasreiniger.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abscheidung von Staub aus Gasen oder Luft und wird vorteilhaft zur Reinigung des Antriebsgases von Gasmotoren für Fahrzeuge benutzt. Die Vorzüge der Erfindung bestehen in einer erheblichen Verkleinerung des Raumes der für die Gasreinigung erforderlichen Einrichtungen bei gleicher oder sogar verbesserter Reinigungsleistung, was für Motorfahrzeuge von besonderer. Bedeutung ist. Gleichzeitig wird auch eine Gewichtsverminderung erzielt.
Die neue Einrichtung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass sie längere Zeit, bei Fahrzeugen z. B. länger als eine Woche, ununterbrochen bei unverminderter Leistung betrieben werden kann, ohne dass der angesammelte Staub entfernt zu werden braucht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass trotz der nur sehr selten notwendigen Entfernung des ausgeschiedenen Staubes der Durchgangswiderstand der Gase während der gesamten Betriebszeit unver-
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Gaswiderstand die Motorleistung stark vermindert werden würde. Die bisher für solche Gasfahrzeuge verwendeten trockenen Gasreiniger mit Sieben, Filtertüchern od. dgl. ergaben mit zunehmender Betriebsdauer eine Verstopfung (Erhöhung des Gaswiderstandes), deren schlechte Rückwirkung auf die Motorleistung nur durch häufiges Reinigen oder Wechseln der Tücher vermindert werden konnte.
Die nachfolgend näher beschriebene Erfindung benutzt das bekannte Prinzip der Abscheidung des Staubes durch Schwerkraft. Um hiebei eine schnelle Gasreinigung auf kurzem Gasweg zu erzielen, muss die Geschwindigkeit des Gases durch Erweiterung der Rohrquerschnitte bedeutend vermindert werden. Ferner ist es erforderlich, das Gas im wesentlichen wagreeht strömen zu lassen, so dass die Staubteilchen durch Schwerkraft senkrecht zum Gasweg ausfallen können.
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parallele Gleitbleche in kleinen Abständen in den Reinigungsweg des Gases einzubauen. Dabei musste man, um eine gleichmässige Verteilung des Gasstromes über den vollen Querschnitt des von den Gleitblechen durchsetzten Raumes zu erzielen, eine allmähliche Erweiterung des Raumes von der Eintrittsstelle des Gases in den Reiniger bis zum Beginn des von den Gleitbleehen durchsetzten Teils vornehmen.
Dadurch wurde aber viel Platz beansprucht, wie er insbesondere auf Fahrzeugen nicht zur Verfügung steht. In gleicher Weise musste das Gas beim Verlassen der Reinigungsvorrichtung, d. li. des mit den schrägen Gleitbleche durchsetzten Raumes, zwecks erneuter Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit wieder zusammengeschnürt werden, aber auch diese Querschnittsverminderung durfte nur allmählich, d. h. auf einem verhältnismässig grossen Raum, vorgenommen werden.
Gemäss vorliegender Erfindung gelingt es nun, die Erweiterung und Wiederverengung des Durchschnitts querschnitts für das in den Reiniger eintretende und aus ihm austretende Gas auf ganz kurzer Strecke vorzunehmen und trotzdem eine gleichmässige Verteilung des Gases über den ganzen Querschnitt des Reinigers zu erreichen. Zu diesem Zweck sind in den Gasstrom vor und hinter dem Staubabscheideraum sogenannte Gleichrichter eingebaut, d. h. Körper von gleichmässiger, einen geringen Widerstand bietender Durchlässigkeit, die sich über den ganzen Strömungsquerschnitt des Abscheideraumes erstrecken und mit einer grossen Zahl von Durchtrittskanälen für die Gase versehen sind.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die besondere Art der Ausbildung der zwischen diesen sogenannten Gleichrichtern angeordneten Gleitbleche, an denen die Staubabscheidung stattfindet.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Einrichtung im senkrechten Schnitt in der Achsrichtung nach
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Fig. 3 einen wagrechten Schnitt nach der Linie Z-Z der Fig. 1. Fig. 4 zeigt den Schnitt durch das eine Ende der Einrichtung gemäss Fig. 1 mit dem einen Gleichrichter in grösserem Massstabe und Fig. 5 eine Stirnansicht dieses Gleichrichters. Fig. ss zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Einrichtung nach der Linie X-Z'der Fig. 7 und Fig. 7 einen Querschnitt durch diese Ausführungsform nach der Linie Y-Y'der Fig. 6.
Die Fig. 8-12 zeigen Schnitte durch Stücke der in der Vorrichtung benutzten geneigten Gleitbleche verschiedener Ausführungsformen in grösserem Massstabe.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-3 tritt das zu reinigende Gas an der Öffnung a in der Pfeilrichtung in das im wesentlichen tonnenförmige Gehäuse s des Reinigers ein. Der hinter der Öffnung a im Gehäuse s gelegene Raum b erweitert sich in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise sehr stark und plötzlich, so dass das bei a eingetretene Gas sofort eine starke Erhöhung des Durchschnitts querschnittes findet und seine Strömungsgeschwindigkeit entsprechend schnell abnimmt. Diese Gesehwindigkeitsabnahme ist erforderlich, um die Ausscheidung der Staubteilchen aus dem strömenden Gas im Innern des Reinigers herbeizuführen.
An der Stelle, wo der erweiterte, zylindrische Teil z des Gehäuses s beginnt, ist ein sogenannter Gleichrichter m in das Gehäuse eingebaut, durch den trotz des plötzlichen Übergangs von dem engen Durchtrittsquerschnitt bei a zu dem stark erweiterten Durchtrittsquerschnitt des Reinigers für eine gleichmässige Verteilung des Gases über den ganzen Querschnitt dieses erweiterten Durchtrittsraumes gesorgt wird.
Dieser Gleichrichter m besteht, wie aus Fig. 4 und 5 hervorgeht, aus zwei senkrechten Drahtgittem o, o, die im Abstand von etwa 5-10 cm angeordnet sind und sich über den ganzen Querschnitt des Teiles z des Reinigers erstrecken. Zwischen diesen Drahtgittern ist eine Füllung p angeordnet, die aus Glasperlen, Aluminiumperlen, Kies od. dgl. mit einer Korngrösse von etwa 3-10 mm Durchmesser besteht. Die Maschen der Drahtgitter o werden zweckmässig so weit gewählt, dass sie dem Gasstrom keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzen, anderseits aber die aus den kleinen Kugeln od. dgl. gebildete Füllung p am Herausfallen hindern.
Durch die Anordnung des Gleichrichters m wird bewirkt, dass das in den Raum eingetretene Gas sich vor dem Gleichrichter m staut, da dieser infolge seiner vielen engen Durchtrittsstellen dem Durchgang des Gases einen gewissen Widerstand entgegensetzt. Durch diesen Rückstau des Gases wird es trotz der kurzen Länge des Übergangsraumes b gleichmässig über den gesamten Querschnitt des Gleichrichters verteilt. Es tritt dann in gleichmässig verteilten wagrechten Strömen auf der andern Seite aus dem Gleichrichter m in den eigentlichen Staubabscheideraum c, in dem sich die oben schon erwähnten geneigten
Gleitbleche t befinden.
Diese sind in Abständen von etwa 10-20 mm übereinander angeordnet, u. zw. derart, dass sie vom Aussenmantel z des Raumes nach der Mitte hin eine Neigung von etwa 30-45 besitzen, wie dies Fig. 2 erkennen lässt. Die Gleitbleche t sind aussen an die Seitenwand z der Staubabscheidekammer c, innen an einen Kanal h angeschlossen, der sich in der Mitte durch den Raum c erstreckt.
Die Zwischenräume t zwischen den einzelnen Gleitbleche t stehen nur durch schmale Schlitze g mit dem Kanal h in Verbindung, durch die hindurch der sich auf den Gleitbleche t abscheidende Staub in den Schacht tu hinabrieseln kann.
Während das aus dem Gleichrichter m austretende Gas mit geringer Geschwindigkeit durch die einzelnen zwischen den Gleitbleche t gebildeten Räume im wesentlichen in wagrechter Richtung dem entgegengesetzten Ende des Reinigers zuströmt, haben die im Gas enthaltenen Staubteilchen Zeit, unter der Wirkung der Schwerkraft niederzusinken. Sie geraten hiebei nach kurzem Fallweg auf die Ober- flächen der geneigten Gleitbleche t und rutschen auf ihnen durch die Schlitze g in den Kanal h. Der
Kanal h ist an seinen Stirnflächen i, i (Fig. 3) abgeschlossen, so dass in ihm keine nennenswerte Gas-
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Trichter k und kann aus ihm von Zeit zu Zeit durch den Verschluss 1 entfernt werden.
Verwendet man für die Herstellung der Bleche Leichtmetall, wie Aluminium, oder eine entsprechende Metallegierung, so erzielt man ausser dem Vorteil geringen Gewichts noch den weiteren Vorteil, dass infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit dieser Metalle das durchstreichende Gas stark gekühlt wird. Der Mantel s des Reinigers kann von aussen gekühlt werden. So erhält man gleichzeitig mit der Reinigung eine Trockenkühlung des Gases, die infolge der Volumenverminderung eine Herabsetzung der Gasgeschwindigkeit zur Folge hat.
Nachdem das Gas die Zwischenräume zwischen den Gleitbleche t langsam durchströmt hat und der Staub hiebei durch Schwerkraft ausgefallen ist, trifft es auf einen zweiten Gleichrichter n, dessen Ausführung derjenigen des Gleichrichters m entspricht. Durch den Widerstand dieses zweiten Gleichrichters n wird wiederum ein Rückstau des Gases erreicht und dieses gezwungen, in gleichmässig fein verteilten Strömen durch den Gleichrichter n hindurchzutreten. Beim Austritt aus dem Gleichrichter n wird das gereinigte Gas in dem ganz kurzen Übergangsstück gesammelt, in welchem der Durchgangsquerschnitt für das Gas wieder erheblich herabgesetzt und demgemäss die Gasgeschwindigkeit entsprechend
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erhöht wird.
Dann wird das Gas durch die Öffnung e abgeführt, an die das Gasabzugsrohr ange. schlossen wird.
Würde man den zweiten Gleichrichter n fortlassen, so wäre die Wirkung des ersten Gleichrichters ut nur eine unvollständige, da das ans diesem austretende, noch ungereinigte Gas von allen Seiten in möglichst gerader Richtung der verengten Austrittsöffnung e zuströmen würde. Es würde infolgedessen keine wagrechte und parallele Wanderung der Gasfäden durch den Reinigungsraum e erfolgen, sondern eine sehr schnelle Kontraktion, und es würden infolgedessen die Voraussetzungen für eine gründliche Reinigung des Gases vom Staub nicht erfüllt sein.
Wie aus vorstehendem hervorgeht, erfolgt die eigentliche Staubabscheidung in dem Raum c mit Hilfe der geneigten Gleitbleche t, während zwischen den Drahtgittern o und der Füllung p der Gleichrichter eine nennenswerte Abscheidung von Staub nicnt stattfinden soll, durch welche die Gleichrichter verstopft und der Widerstand gegen den Gasdurchtritt in unerwünschter Weise gesteigert werden würde. Durch die Verwendung von möglichst kugeligen Körpern mit glatter Oberfläche, wie Glasperlen, für die Füllung wird die Staubabscheidung hier verhindert. An Stelle der Drahtgitier nebst Füllungen könnte man auch
Scheiben geeigneter Dicke verwenden, die von einer sehr grossen Zahl gerader, dicht zusammenliegender, runder Kanäle von etwa 2-3 mm Durchmesser durchsetzt sind.
Die erzielte Druckdifferenz des Gases würde dann in erster Linie von der Zahl, der Länge und der Wandreibung in diesen kleinen Kanälen abhängen.
Wie sich weiter gezeigt hat, wird die staubabseheidende Wirkung der geneigten Gleitbleche t wesentlich verstärkt, wenn man diese Flächen nicht als ebene Blechplatten, wie sie z. B. in Fig. 8 im
Querschnitt wiedergegeben sind, ausführt, sondern wenn man auf ihnen quer zur Richtung des Gasstromes Widerstände anbringt, z. B. in Form kleiner gerader Bleehleisten u, wie in Fig. 9, oder geneigter und gewölbter Blechleisten v, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Diese kleinen Blechleisten wirken in erheblichem Masse als Staubfänger, da sich vor und hinter ihnen Wirbel und Windschatten bilden, in denen sich der Staub vermehrt abscheiden kann, ähnlich wie dies z. B. bei den bekannten Schneezäunrn der Fall ist.
Eine einfache Herstellung solcher Bleche lässt sich erzielen, wenn diese Erhöhungen oder Leisten der Gleitbleche durch eine wellenförmige Pressung der Bleche, etwa in Sägezahnform, ersetzt werden, wie dies bei w in Fig. 11 gezeigt ist. Werden je zwei übereinanderliegende Gleitbleche x und y dieser
Querschnittsform so gegeneinander verschoben, wie dies Fig. 12 veranschaulicht, d. h. werden jeweils die Zähne ! C übereinanderliegender Bleche um etwa eine halbe Zahnbreite versetzt, so ergibt sich nach angestellten Versuchen eine fünfzehnmal so starke Abscheidung von Staub als sie mit den glatten Blechen nach Fig. 8 erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung. zeichnet sich nach vorstehendem besonders dadurch aus, dass einmal sogenannte Gleichrichter benutzt werden, welche mit. Sicherheit für eine gleichmässige Verteilung der Gasgeschwindigkeit über den vollen Querschnitt des Gasabseheidungsraumes c sorgen, wobei zuerst der Vorteil entsteht, dass die Übergangsräume sehr'stark verkürzt werden können und der gesamte Raum der Einrichtung bei gleicher Leistung stark verkleinert wird. Weiterhin haben Einrichtungen gemäss der Erfindung den Vorzug, dass sich in den Übergangsräumen b infolge der kurzen Länge nur wenig Staub abscheidet, so dass ihre Reinigung selten notwendig wird.
Im Gegensatz hiezu kann bei den bisher verwendeten Reinigern schon in dem Übergana : sraum eine beträchtliche Menge von Staub sich abscheiden, welche besondere Reinigungsöffnungen und häufige Entleerung erforderlich macht.
Die Gleichrichter m und n sind nach Fig. 4 und 5 so ausgebildet, dass ihre Füllung 1) aus Glasperlen od. dgl. durch einfaches Öffnen einer am Boden angebrachten Klappe oder Verschraubung'1 in einen Eimer entleert werden kann. Die Perlen können dann mit Wasser von etwa anhaftendem Staub befreit werden und sind ohne irgendwelchen Materialverlust wieder durch die mittels Verschraubung r verschliessbare obere Öffnung in den Gleichrichter einzufüllen.
Während bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-3 der zu reinigende Gasstrom von der Ein- trittsöffnung a zur Austrittsöffnung e ohne Ablenkung den Staubabscheider durchströmt, ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 die Gaszuführungsöffnung a'und die Gasaustrittsöffnung e' in eine senkrechte Ebene zur Mittelachse des Staubabscheiders gelegt. Diese Anordnung ermöglicht noch eine weitere Beschränkung des Raumes für den Ausbau des Reinigers. Im übrigen entspricht die Ausbildung dieser Vorrichtung ganz der vorher beschriebenen.
Die Gleichrichter m'und n'sind hier
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ausgespart werden, in denen die Querschnittserweiterung bzw. -verengung für das ein-bzw. ausströmende Gas stattfindet.
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finden, und können auch für die Reinigung der Luft von Staub benutzt werden.
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