DE102005042720B4

DE102005042720B4 - Axialzyklon

Info

Publication number: DE102005042720B4
Application number: DE102005042720.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Sauter Hartmut
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: DE102005042720A1

Abstract

Axialzyklon zur Partikelabscheidung aus drallbeaufschlagt durchströmenden Gasen, mit einem rohrförmigen Abscheidegehäuse (8) und einem ortsfest im Abscheidegehäuse (8) angeordneten Drallerzeuger, der von einem zentralen Kern nach außen abragende drallerzeugende Leitschaufeln (1) aufweist, wobei die drallerzeugenden Leitschaufeln (1) stromab hinter ersten Bereichen (2) der Leitschaufeln (1) in radiale Strömungskomponenten erzeugende Strömungsleitflächen als radiale zweite Bereiche (3) der Leitschaufeln (1) übergehen dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheidegehäuse (8) im Abscheidebetrieb um seine Achse rotiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Axialzyklon gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Axialzyklon ist Gegenstand der US 2005/0045043 A1 .
Im Übrigen ist der Einsatz von Axialzyklonen zur Partikelabscheidung aus durchströmenden Gasen bekannt. Insofern kann auf folgende Druckschriften verwiesen werden: WO 03/053590 A1 , AT 399 028 B , US 2005/0044825 A1 und US 6,376,732 B1 .
In Axialzyklonen sind Drallerzeuger vorgesehen, mit denen den durch einen solchen Zyklon strömenden Gasen eine Umfangsgeschwindigkeitskomponente aufgezwungen wird. Die Axialzyklone können beispielsweise bei Luftfiltern als Vorabscheider eingesetzt werden.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine verbesserte Abscheidung zu gewährleisten. Deshalb soll die Erfindung die Aufgabe lösen, die Effizienz des Abscheidegrades bei einem Axialzyklon zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, im Axialzyklon zusätzlich zu einer Drallkomponente eine radiale Geschwindigkeitskomponente bei den durchströmenden Gasen zu erreichen, so dass aus dem Gasstrom abzuscheidende Partikel durch direkte Umlenkung an die Zykloninnenwand ihre in axialer Strömungsrichtung wirksame kinetische Energie im Wesentlichen verlieren und damit abgeschieden werden können, wobei durch das rotierende Abscheidegehäuse den abgeschiedenen Partikeln eine zusätzliche Radialkraft aufgezwungen und gleichzeitig gewährleistet wird, dass zwischen den abgeschiedenen Partikeln und der Innenumfangsfläche des Abscheidegehäuses in Umfangsrichtung keine nennenswerten Differenzgeschwindigkeiten, die die Abscheidewirkung verringern würden, auftreten können.
Ein vorteilhaftes, nachstehend noch näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt.
In diesen zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drall-Radialströmungserzeugers,
2 der Drall-Radialströmungserzeuger nach 1 in gleicher Ansicht in einer in einem äußeren Ring integrierten Ausführungsform,
3 einen Schnitt durch ein rohrförmiges, als Axialzyklon ausgebildetes Abscheidegehäuse mit einem Drallerzeuger nach 2.
Ein Drallerzeuger entsprechend 1 besitzt Leitschaufeln 1 mit stromauf liegend jeweils einem ersten Bereich 2 für eine axiale Strömungs-Komponente und einen stromab folgenden zweiten Bereich 3 für eine radiale Strömungs-Komponente. Angeordnet sind die Leitschaufeln 1 in dem Kopfbereich 4 eines mit seinem Fußbereich 5 stromab der Leitschaufeln 1 angeordneten Strömungskegels 6. Die Kegeloberfläche ist vorzugsweise konkav gewölbt, das heißt die Schnittlinien in einer durch die Kegelachse verlaufenden Schnittebene verlaufen konkav gekrümmt. Die Kegelspitze kann halbkugelförmig enden.
Die Leitschaufeln 1 können wie in 2 dargestellt stromauf radial außen durch einen Ring 7 umfasst sein. Dieser Beschleunigungs-Ring 7 kann an seiner Innenumfangsfläche als ein in Anströmrichtung der Leitschaufeln 1 dienender Anströmtrichter ausgebildet sein. Der Drallerzeuger ist sowohl in der Ausführung nach 1 als auch in derjenigen nach 2 in einen Strömungskanal eines Abscheidegehäuses eingesetzt. Bei der Ausführung nach 2 kontaktiert der Ring 7 die Strömungskanalwand des Abscheidegehäuses.
Durch den Ring 7 wird, insbesondere in der Ausführung nach 2, die den Drallerzeuger passierende Strömung in Richtung der Leitschaufeln 1 beschleunigt, so dass der gesamten Strömung durch den Drallerzeuger eine besonders gute beziehungsweise große radiale Komponente aufgeprägt wird.
Bei der Darstellung in 3 ist der Drallerzeuger als Einrichtung mit Leitschaufeln 1, einem stromauf vorgeschalteten Beschleunigungs-Ring 7 als Anströmtrichter und einem stromab nachgeschaltenen Strömungskegel 6 in ein rohrförmiges Abscheidegehäuse 8 eingesetzt. Durch Strömungspfeile sind dort die in den einzelnen Elementen des Drallerzeugers erzielbaren Strömungsverhältnisse markiert. Dabei deuten an, die Strömungspfeile 7' die Axialbeschleunigung in dem Beschleunigungs-Ring 7, der Strömungspfeil 3' die Drallerzeugung durch die Leitschaufeln und die Strömungspfeile 6' die Radialablenkung in einen Ringspalt 9 zwischen Fußbereich 5 des Strömungskegels 6 und der Innenwand des rohrförmigen Abscheidegehäuses 9.

Claims

Axialzyklon zur Partikelabscheidung aus drallbeaufschlagt durchströmenden Gasen, mit einem rohrförmigen Abscheidegehäuse (8) und einem ortsfest im Abscheidegehäuse (8) angeordneten Drallerzeuger, der von einem zentralen Kern nach außen abragende drallerzeugende Leitschaufeln (1) aufweist, wobei die drallerzeugenden Leitschaufeln (1) stromab hinter ersten Bereichen (2) der Leitschaufeln (1) in radiale Strömungskomponenten erzeugende Strömungsleitflächen als radiale zweite Bereiche (3) der Leitschaufeln (1) übergehen dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheidegehäuse (8) im Abscheidebetrieb um seine Achse rotiert.
Axialzyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (1) zusammen mit den zweiten Bereichen (3) einteilig und/oder einstückig ausgeführt sind.
Axialzyklon nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drallerzeuger ein strömungsbeschleunigender Anström-Trichter als Beschleunigungs-Ring (7) stromauf vorgeschaltet ist.
Axialzyklon nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drallerzeuger stromab ein Strömungskegel (6) zur Umlenkung der Strömung nach radial außen in einen Ringspalt (9) zwischen dem Fußbereich (5) des Strömungskegels (6) und dem rohrförmigen Abscheidegehäuse (8) nachgeschaltet ist.