CH665135A5 - Centrifugal separator. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft einen FliehkraDabscheider zur Ausscheidung von Staub, Schnee und Wassertropfen aus der Kühlluft für eine elektrische Maschine, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, einem Luftstromführungskörper und einem am zylindrischen Gehäuse befestigten Auffangbehälter für Staub, Schnee und Wassertropfen. The invention relates to a centrifugal separator for separating dust, snow and water drops from the cooling air for an electrical machine, comprising a cylindrical housing, an air flow guide body and a collecting container for dust, snow and water drops attached to the cylindrical housing.
Es sind schon seit längerem Fliehkraftabscheider, die auch Zyklone genannt werden, bekannt. Der Hauptanwendungszweck der bekannten Fliehkraftabscheider ist die Entstaubung und Reinhaltung der Luft bei Feuerungen für feste Brennstoffe. Centrifugal separators, which are also called cyclones, have been known for a long time. The main application of the known centrifugal separators is the dedusting and keeping the air clean in fires for solid fuels.
Weiters werden die heutigen Fliehkraftabscheider auch zur Reinigung der Kühlluft für elektrische Maschinen verwendet. Furthermore, today's centrifugal separators are also used to clean the cooling air for electrical machines.
Nachteilig bei allen bekannten Fliehkraftabscheidern ist jedoch, dass sie einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen und die Druckminderung hoch ist. However, a disadvantage of all known centrifugal separators is that they have poor efficiency and the pressure reduction is high.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen neuen Fliehkraftabscheider zu schaffen, der einen verbesserten Abscheidewirkungsgrad aufweist und bei dem der Druckverlust sehr gering ist. The object of the invention is therefore to create a new centrifugal separator which has an improved separation efficiency and in which the pressure loss is very low.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit dadurch gelöst, dass in dem zylindrischen Gehäuse ein axiales Gegenstrom-gebläse, bestehend aus zwei gegeneinander rotierenden Lüftern, und an der Luftaustrittseite des Gegenstromgebläses der axiale Luftstromführungskörper vorgesehen ist, welcher einerseits bei der Luftaustrittseite des Gegenstromgebläses radial dreidimensional gekrümmte Leitschaufeln aufweist, die im zylindrischen Gehäuse befestigt sind und den Luftstrom spiralförmig um den Luftstromführungskörper ablenken und andererseits an seinem Ende radial dreidimensional entgegengesetzt gekrümmte Leitschaufeln aufweist, die an der Innenwand einer mittigen kreisförmigen Öffnung in schneckenförmig ausgebildeten Auffangbehälter befestigt sind, der mit dem zylindrischen Gehäuse verbunden ist und eine kreisringförmige Öffnung in Richtung des Gegenstromgebläses aufweist. Es ist daher erstmals möglich, unabhängig von der Luftstrommenge und den auszuscheidenden Partikeln immer den selben Abscheidewirkungsgrad zu erzielen. Für den Wirkungsgrad der Abscheidung ist weiters auch die Krümmung der Leitschaufeln und der Abstand zwischen den nahe dem Gegenstromgebläse aneordneten dreidimensional gekrümmten Leitschaufeln und der kreisringförmigen Öffnung im Auffangbehälter massgebend. Ausserdem besteht nie die Gefahr des Unterbrechens des Kühlluftstromes, wie dies z. B. bei Filtern durch dessen Verlegung der Fall ist. Die Verunreinigungen in der Kühlluft, wie Staub, Schnee und Wassertropfen, für eine elektrische Maschine werden mit dem erfindungsgemässen Fliehkraftabscheider laufend abgeschieden, wodurch auch kein Wartungsaufwand, wie er sich bei den Filtern durch Reinigung oder Wechsel ergibt, auftritt. The object of the invention is thus achieved in that an axial counterflow fan, consisting of two fans rotating in opposite directions, is provided in the cylindrical housing and on the air outlet side of the counterflow fan the axial airflow guide body is provided, which on the one hand has radially three-dimensionally curved guide vanes on the air outlet side of the counterflow fan which are fastened in the cylindrical housing and deflect the air flow spirally around the air flow guide body and on the other hand have at their end radially three-dimensionally opposite curved guide vanes which are fastened to the inner wall of a central circular opening in helically shaped collecting containers which are connected to the cylindrical housing and has an annular opening in the direction of the counterflow fan. It is therefore possible for the first time to achieve the same separation efficiency regardless of the amount of air flow and the particles to be separated. The curvature of the guide vanes and the distance between the three-dimensionally curved guide vanes arranged near the counterflow fan and the annular opening in the collecting container are also decisive for the efficiency of the separation. In addition, there is never a risk of interrupting the cooling air flow, as z. B. in the case of filters by laying them. The contaminants in the cooling air, such as dust, snow and water drops, for an electrical machine are continuously separated using the centrifugal separator according to the invention, which also means that there is no maintenance effort, such as results from cleaning or changing the filters.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Auffangbehälter eine düsenförmige Auslassöffnung und der Boden des Auffangbehälters ist in Richtung der Auslassöffnung fallend ausgebildet. Die düsenförmige Auslassöffnung ist deshalb notwendig und auch so bemessen, dass der Luftstromverlust für eine geforderte optimale Abscheidung sehr gering bleibt. Dieser liegt bei etwa 4% des Gesamtluftstro-mes. Weiters hat die fallende Ausbildung des Auffangbehälters den Vorteil, dass die nach Abschaltung des Gegenstromgebläses verbleibende abgeschiedene Flüssigkeitsmenge bei der Auslassöffnung ausfliesst.- According to one embodiment of the invention, the collecting container has a nozzle-shaped outlet opening and the bottom of the collecting container is designed to fall in the direction of the outlet opening. The nozzle-shaped outlet opening is therefore necessary and dimensioned so that the air flow loss remains very low for the required optimal separation. This is around 4% of the total air flow. Furthermore, the falling design of the collecting container has the advantage that the amount of separated liquid remaining after the counterflow fan is switched off flows out at the outlet opening.
Von Vorteil ist, dass der Luftstromführungskörper birnenförmig ausgebildet ist, wobei der grösste Durchmesser des Luftstromführungskörpers im Bereich der Leitschaufeln, welche den Luftstrom spiralförmig um den Luftstromführungskörper ablenken, liegt. Dadurch wird eine für die Abscheidung optimale Druckverteilung im Fliehkraftabscheider erreicht. It is advantageous that the air flow guide body is pear-shaped, the largest diameter of the air flow guide body being in the region of the guide vanes, which deflect the air flow spirally around the air flow guide body. This achieves an optimal pressure distribution in the centrifugal separator for the separation.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the drawings.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt des erfindungsgemässen Fliehkraftabscheiders dargestellt und Fig. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie A—B in Fig. 1. FIG. 1 shows a longitudinal section of the centrifugal separator according to the invention and FIG. 2 shows a section along the line AB in FIG. 1.
Die Fig. 1 zeigt das im Querschnitt kreisförmige zylindrische Gehäuse 1, in dem axial das Gegenstromgebläse 2, bestehend aus den beiden gegeneinander rotierenden Lüftern 3, 4 mit den zugehörigen Motoren 5, 6 angeordnet ist. Das zylindrische Gehäuse 1 ist zweiteilig, wobei die beiden Teile zwischen den beiden Lüftern 3,4 lösbar miteinander verbunden sind. Der Lüftermotor 6 ist im inneren des birnenförmigen Luftstromführungskörpers 7 befestigt. An der Stelle des grössten Durchmessers des Luftstromführungskörpers 7 sind am Umfang dreidimensional gekrümmte Leitschaufeln 8 angeordnet, welche den geradlinigen vom Gegenstromgebläse 2 kommenden verunreinigten Luftstrom spiralförmig um den Luftstromführungskörper 7 ablenken. Durch die Zentrifugalkraft werden nun die Verunreinigungen wie Staub, 1 shows the cylindrical housing 1, which is circular in cross section, in which the counterflow fan 2, consisting of the two counter-rotating fans 3, 4 with the associated motors 5, 6, is arranged axially. The cylindrical housing 1 is in two parts, the two parts between the two fans 3, 4 being releasably connected to one another. The fan motor 6 is fixed inside the pear-shaped air flow guide body 7. At the location of the largest diameter of the air flow guide body 7, three-dimensionally curved guide vanes 8 are arranged on the circumference, which deflect the rectilinear contaminated air flow coming from the counterflow fan 2 spirally around the air flow guide body 7. Due to the centrifugal force, the impurities such as dust,
Schnee und Wassertropfen an die Innenwand 9 des zylindrischen Gehäuses 1 gedrückt. Die Verunreinigungen bewegen sich aufgrund der Schwerkraft entlang der Innenwand 9 nach unten und gelangen durch die kreisringförmige Öffnung 10 in den Auffangbehälter 11. Dieser weist eine düsenförmige Auslassöffnung 12 auf, durch die die Verunreinigungen ins Freie befördert werden. Der Auffangbehälter 11 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, schneckenförmig ausgebildet und Snow and water droplets pressed against the inner wall 9 of the cylindrical housing 1. The impurities move downward along the inner wall 9 due to the force of gravity and pass through the annular opening 10 into the collecting container 11. This has a nozzle-shaped outlet opening 12 through which the impurities are conveyed outside. The collecting container 11, as can be seen from FIG. 2, is of helical design and
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weist in der Mitte eine kreisförmige Öffnung auf. Der Luftstromführungskörper 7 stützt sich über dreidimensional gekrümmte Leitschaufeln 13, die den gereinigten und um den Luftstromführungskörper 7 rotierenden Luftstrom gerade richten, an der Innenwand der kreisförmigen Öffnung im Auffangbehälter 11 ab. Die gekrümmten Leitschaufeln 13 dienen auch dazu, um die Rotationsenergie im Luftstrom wieder in Druckenergie umzuwandeln. has a circular opening in the middle. The air flow guide body 7 is supported on the inner wall of the circular opening in the collecting container 11 by means of three-dimensionally curved guide vanes 13, which straighten the cleaned and rotating air flow around the air flow guide body 7. The curved guide vanes 13 also serve to convert the rotational energy in the air flow back into pressure energy.
Weiters ist in den Zeichnungen der Weg des Luftstromes mit Pfeilen eingezeichnet. Die vollen Pfeile zeigen den Weg des gereinigten Luftstromes und die unterbrochenen Pfeile den Weg des verunreinigten Luftstromes. The path of the air flow is also shown in the drawings with arrows. The full arrows show the path of the cleaned air flow and the broken arrows show the path of the contaminated air flow.
Zu beachten ist, dass die einwandreie Funktion des erfindungsgemässen Fliehkraftabscheiders nur bei senkrechter Montage möglich ist. It should be noted that the correct functioning of the centrifugal separator according to the invention is only possible when installed vertically.
Bei dem möglichen Anwendungsfall der Kühlluftreinigung für Fahrmotoren von Lokomotiven wird der Fliehkraftabscheider senkrecht in der Lokomotive eingebaut. Die Kühlluft wird dabei über Einströmgitter im Dachraum angesaugt. In the possible application of cooling air cleaning for locomotive traction motors, the centrifugal separator is installed vertically in the locomotive. The cooling air is drawn in through the intake grille in the roof space.
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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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Legal Events
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