DE102015006497A1

DE102015006497A1 - Zyklonabscheider sowie Filtervorrichtung mit Zyklonabscheider

Info

Publication number: DE102015006497A1
Application number: DE102015006497.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Wübbeling; Andrew Glynn; Jürgen Schmitt
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2035-05-23
Also published as: CN105268250B; DE102015006497B4; US9937457B2; CN105268250A; US20150343366A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Zyklonabscheider (100) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Fluid, aufweisend – mindestens drei Zyklonzellen (10, 20), die zum Abscheiden der Partikel aus dem Fluid jeweils ein Zellenrohr (12, 22) mit einer Leitvorrichtung (14, 24) aufweisen, wobei die Leitvorrichtung (14, 24) dazu ausgebildet ist, das Fluid in Rotation zu versetzen und wobei die Zellenrohre (12, 22) zum Auslassen der durch die Rotation abgeschiedenen Partikel jeweils mindestens eine Partikelaustrittsöffnung aufweisen, und – mindestens einen Partikelauslass (30, 32), der dazu ausgebildet ist die aus den Zellenrohren (12, 22) ausgetretenen Partikel aus dem Zyklonabscheider (100) herauszuführen. Um diesen Zyklonabscheider (100) derart weiterzubilden, dass Partikelansammlungen im Zyklonabscheider (100) zuverlässig vermieden werden, wird vorgeschlagen, dass mindestens eine (20) der Zyklonzellen (10, 20) als gegenläufig drehende Zyklonzelle (20) ausgebildet ist, wobei die Leitvorrichtung (24) dieser gegenläufig drehenden Zyklonzelle (20) dazu ausgebildet ist, das Fluid dieser gegenläufig drehenden Zyklonzelle (20) gegenläufig zur Rotationsrichtung des Fluids der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen (10) in Rotation zu versetzen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Filtervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Stand der Technik
Zyklonabscheider, welche auch Zyklon, Zyklonfilter oder Fliehkraftabscheider genannt werden, dienen der Abscheidung von in Fluiden enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln. Ein in eine Zyklonzelle einströmendes Fluid wird derart geleitet, dass Zentrifugalkräfte die vom Fluid abzuscheidenden Partikel nach außen beschleunigen und einer Partikelaustrittsöffnung der jeweiligen Zyklonzellen zuführen. Zum Erzeugen der Zentrifugalkräfte werden Leitvorrichtungen oder Leitapparate eingesetzt, welche Leitschaufeln aufweisen, die einen Wirbelstrom innerhalb eines Zellenrohrs der jeweiligen Zyklonzellen erzeugen. Jeder Zyklonabscheider weist mindestens einen Partikelauslass auf, damit die abgeschiedenen Partikel aus dem Zyklonabscheider austreten können. Zur Unterstützung des Austretens der Partikel aus dem Zyklonabscheider können die Partikel am Partikelauslass mit Unterdruck mittels einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden. Hierzu kann ein Gebläse, eine Pumpe oder ein Ejektor vorgesehen sein. Dadurch wird der Abscheidegrad noch weiter verbessert.
Aus der Druckschrift DE 10 2011 121 630 A1 ist ein Zyklonabscheider nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Um die an dem Zyklonabscheider anliegenden Unterdrücke besser steuern zu können, weist dieser bekannte Zyklonabscheider zwei nebeneinander angeordnete Partikelauslässe auf.
Dennoch kann es vorkommen, insbesondere bei Vielzellenzyklonen oder Multizyklonen, bei denen eine Vielzahl von Zyklonzellen nebeneinander und übereinander angeordnet ist, dass die abgeschiedenen Partikel nicht ausreichend abgeführt werden können und sich im Zyklonabscheider ansammeln. Derartige Partikelansammlungen können zum Verstopfen von Einzelzyklonen führen, und damit einen Abfall des Abscheidegrades des Zyklonabscheiders bewirken.
Die Druckschrift DE 10 2012 007 308 A1 schlägt vor, um Staubansammlungen im Zyklonabscheider zu vermeiden, anstelle einer Mehrzahl von Zyklonzellen nur zwei Zyklonzellen vorzusehen. Die Leitvorrichtungen der in der DE 10 2012 007 308 A1 offenbarten beiden Zyklonzellen drehen gegensinnig. Der Partikelauslass ist dazu ausgebildet die aus den Zyklonzellen austretenden, die abgeschiedenen Partikel aufweisenden Abluftströme in einem gemeinsamen Abluftstrom zu vereinigen und aus dem Zyklonabscheider auszuführen.
Des Weiteren ist aus der Druckschrift CN 101905196 A ein Dualzyklon mit zwei gegensinnig drehenden Zyklonzellen bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zyklonabscheider der eingangs genannten Art sowie eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass Partikelansammlungen im Zyklonabscheider zuverlässig vermieden werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch einen Zyklonabscheider mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Filtervorrichtung mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Fluid, insbesondere aus einem Gasstrom, aufweisend

– mindestens drei Zyklonzellen, die zum Abscheiden der Partikel aus dem Fluid jeweils ein Zellenrohr mit einer Leitvorrichtung aufweisen, wobei die Leitvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Fluid in Rotation zu versetzen und wobei die Zellenrohre zum Auslassen der durch die Rotation abgeschiedenen Partikel jeweils mindestens eine Partikelaustrittsöffnung aufweisen, und
– mindestens einen Partikelauslass, der dazu ausgebildet ist, die aus den Zellenrohren ausgetretenen Partikel aus dem Zyklonabscheider herauszuführen.

Nach einem bevorzugten Aspekt basiert die Erfindung darauf, dass die Leitvorrichtung mindestens einer der Zyklonzellen andersrum dreht, um eine Partikelansammlung im Zyklonabscheider zu vermeiden.
Die Anzahl der gegenläufig drehenden Zyklonzellen kann geringer sein als die Anzahl der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen, insbesondere kann das Verhältnis von gegenläufig drehenden Zyklonzellen zu nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen etwa eins zu zehn bis etwa vier zu zehn oder bis eins zu eins betragen.
Aufgrund der Schwerkraft sammeln sich Partikel vorwiegende im unteren Bereich des Zyklonabscheiders an. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist daher die mindestens eine gegenläufig drehende Zyklonzelle in einem unteren Bereich des Zyklonabscheiders angeordnet.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Ort und die Menge der Ansammlung von Partikeln im Zyklonabscheider durch die Auswurfrichtung der Partikel aus individuellen Zyklonzellen beeinflusst werden. Zur gezielten Steuerung der Auswurfrichtung der Partikel können optional die Partikelaustrittsöffnungen entsprechend orientiert sein, beispielsweise zum Partikelauslass hin gerichtet sein.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der gegenläufig drehenden Zyklonzellen und/oder die Lage der gegenläufig drehenden Zyklonzellen im Zyklonabscheider und die Orientierung der Partikelaustrittsöffnungen der jeweiligen Zyklonzellen derart gewählt, dass Partikelansammlungen im Zyklonabscheider zuverlässig vermieden werden.
Um eine Partikelansammlung effektiv zu vermeiden, ist die mindestens eine gegenläufig drehende Zyklonzelle vorzugsweise in einem Bereich des Zyklonabscheiders angeordnet, der in der Auswurfrichtung der aus den Partikelaustrittsöffnungen der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen austretenden Partikel liegt.
Die Auswurfrichtung der aus den Partikelaustrittsöffnungen austretenden Partikeln wird durch die Rotationsrichtung der Leitvorrichtung und die Anordnung der Partikelaustrittsöffnung beeinflusst. Vorteilhafterweise wird daher die Anordnung der mindestens einen gegenläufig drehenden Zyklonzelle im Zyklonabscheider in Abhängigkeit von der Orientierung der Partikelaustrittsöffnungen der nicht gegenläufigen Zyklonzellen und der Rotationsrichtung der Leitvorrichtung der nicht gegenläufigen Zyklonzellen gewählt.
Ist die Partikelaustrittsöffnung beispielsweise in Schwerkraftrichtung nach unten gerichtet und rotiert die Leitvorrichtung nach links, so ist die Auswurfrichtung der Partikel nach unten links gerichtet. Vorteilhafterweise dreht bei dieser Ausführungsform die Leitvorrichtung mindestens einer der im linken unteren Bereich des Zyklonabscheiders angeordneten Zyklonzellen gegensinnig, also im Beispiel rechtsherum.
Des Weiteren ist es möglich, dass etwa die Hälfte der Zyklonzellen als gegenläufig drehende Zyklonzellen ausgebildet sind. Beispielsweise können die Zyklonzellen jeweils alternierend als gegenläufig drehende Zyklonzellen und als nicht gegenläufig drehende Zyklonzellen ausgebildet sein. Alternativ können die Drehrichtungen der Zyklonzellen den geometrischen Hälften des Zyklonabscheiders zugeordnet werden.
Die Zyklonzellen können beispielsweise jeweils in Inline-Zyklon-Bauweise ausgeführt sein, bei welcher der zu reinigende Rohluftstrom axial durch ein zylindrisches Hauptrohr geführt wird. Beim Eintritt des Rohluftstroms in das Hauptrohr wird dieser mittels einer eintrittsseitigen Leitvorrichtung in Rotation versetzt. Hierdurch wird dem Rohluftstrom ein schraubenförmiger Verlauf aufgezwungen. Die in dem Rohluftstrom enthaltenen Partikel werden durch die Fliehkraft nach radial außen in Richtung der Wand des Hauptrohrs transportiert und reichern sich dort an. Eine Trennung der stärker mit Partikel beladenen Strömung von der weniger mit Partikel beladenen Strömung – mit anderen Worten die Aufspaltung des Rohluftstroms in einen Reinluftstrom und einen Abluftstrom – kann zum Beispiel mittels eines Tauchrohrs erfolgen, welches einen kleineren Durchmesser als das Hauptrohr aufweist und in dieses auf der Austrittsseite axial konzentrisch hineinragt. Der Reinluftstrom, also die weniger mit Partikeln beladene Luft, tritt innen durch das Tauchrohr hindurch und aus einer Austrittsöffnung der Abscheidevorrichtung aus. Der Abluftstrom, also die stärker mit Partikeln beladene Luft, wird durch eine in der Wand des Hauptrohrs angeordnete Partikelaustrittsöffnung aus einer jeweiligen Zyklonzelle ausgetragen.
Anstelle der erwähnten Inline-Zyklon-Bauweise können die Zyklonzellen auch jeweils als Spiral-Zyklonzellen ausgeführt sein. Bei solchen Spiral-Zyklonzellen wird die Strömung durch einen Kanal mit einem spiralförmigen Verlauf geführt, wobei die Kanalwandung den Leitapparat bildet.
Der Fachmann wird die vorliegende Erfindung besonders zu schätzen wissen, wenn der Zyklonabscheider als Vielzellenzyklon oder Multizyklon, insbesondere als in Gebrauchsstellung liegend angeordneter Vielzellenzyklon, ausgebildet ist. Das Problem der Partikelansammlung tritt beim Stand der Technik insbesondere bei in Gebrauchsstellung liegend angeordneten Multizyklonen auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Partikelauslass ein Austragsrohr, welches mit den Partikelaustrittsöffnungen in gasleitender Verbindung steht. Das Austragsrohr kann in Form eines Austragsstutzens ausgebildet sein. Das Austragsrohr kann mit einer unterstützenden Absaugung wie einem Gebläse, einer Pumpe oder einem Ejektor verbunden sein, wie vorstehend beschrieben.
Der Partikelauslass ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die aus den Zellenrohren ausgetretenen Partikel in einer senkrecht zur Längsachse der Zellenrohre angeordneten Austragsrichtung aus dem Zyklonabscheider herauszuführen. Der Partikelauslass ist also vorteilhafterweise quer zur Strömungsrichtung des Fluids, insbesondere in Schwerkraftrichtung, ausgerichtet.
Die Zyklonzellen sind vorteilhafterweise in Strömungsrichtung des Fluids ausgerichtet und parallel zueinander angeordnet.
Vorteilhafterweise ist der Partikelauslass im Spritzgussverfahren mittels Wechseleinsätzen herstellbar. Dies verringert die Herstellungskosten des Zyklonabscheiders.
Ein weiteres vorteilhaftes Abgrenzungskriterium der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist, dass bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Zyklonabscheider mindestens zwei Partikelauslässe aufweist. Dies dient ebenfalls der Verbesserung des Partikelaustrags aus dem Zyklonabscheider.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswurfrichtung der nicht gegenläufigen Zyklonzellen und der gegenläufigen Zyklonzellen oder zumindest einer jeweiligen Mehrzahl dieser Zellen in Richtung des Partikelauslasses oder der Partikelauslässe und/oder in Richtung der Mitte des Zyklonabscheiders gerichtet. Dies bedeutet, dass die Horizontalkomponente der Auswurfrichtung bevorzugt in Richtung der horizontalen Mitte des Zyklonabscheiders und/oder der jeweiligen horizontalen Position des der jeweiligen Zyklonzelle nächstliegenden Partikelauslasses gerichtet ist.
Die Partikelauslässe sind vorteilhafterweise gleichmäßig auf die Breite des Zyklonabscheiders verteilt angeordnet. So wird der Abstand der jeweiligen aus den Zyklonzellen ausgeworfenen Partikel zum nächstgelegenen Partikelauslass möglichst gering gehalten. Alternativ sind die Partikelauslässe mittig auf einer Breitseite oder Schmalseite des Gehäuses des Zyklonabscheiders angeordnet.
Dabei können die Partikelauslässe parallel zueinander angeordnet sein.
Vorzugsweise sind die Partikelauslässe des Zyklonabscheiders derart gleichmäßig über die Gesamtbreite des Gehäuses des Zyklonabscheiders verteilt angeordnet, dass an den jeweiligen Zyklonzellen ein ähnlicher Unterdruck oder derselbe Unterdruck erzeugbar ist.
Der weitere Partikelauslass kann zum Blindschalten des weiteren Partikelauslasses ein Blindschaltelement aufweisen. So kann der Zyklonabscheider sowohl für eine Anwendung mit Absaugung, bei der die Partikel am Partikelauslass mit Unterdruck mittels einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden, als auch für eine Anwendung ohne Absaugung eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung verbessert den Partikelaustrag aus dem Zyklonabscheider und erübrigt somit das Vorsehen eines separaten Partikel- oder Staubsammelraums, der üblicherweise um eine Mehrzahl von Zyklonzellen herum angeordnet ist. Das Gehäuse kann also die Zyklonzellen unmittelbar, also ohne einen zwischengeordneten Staubsammelraum, umgeben. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist somit, dass der Zyklonabscheider im Vergleich zum Stand der Technik kleiner und kompakter gebaut werden kann. Der Zyklonabscheider der vorliegenden Erfindung ist somit im Vergleich zum Stand der Technik besser einbaubar und hat geringere Herstellungskosten.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung eines Zyklonabscheiders gemäß der vorstehend dargelegten Art als Vorabscheider für ein Luftfiltersystem einer Brennkraftmaschine, beispielsweise für eine Baumaschine, etwa für einen Kompaktlader oder für einen Baggerlader oder für einen Gabelstapler, oder für eine Landmaschine, etwa für einen Traktor, oder für einen mobilen oder stationären Kompressor oder für ein Fahrzeug oder eine Maschine im Garten- und Landschaftsbau oder für eine stationäre Maschine zur Energieerzeugung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Anderem anhand des durch die 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
1 in Längsschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Zyklonabscheider gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Detailansicht der in 1 mit dem Bezugszeichen B markierten Zyklonzelle;
3 eine Detailansicht der in 1 mit dem Bezugszeichen C markierten Zyklonzelle;
4 in Schnittansicht entlang der in 1 mit A-A markierten Linie den Zyklonabscheider aus 1; und
5 in Querschnittdarstellung entlang der in 1 mit D-D markierten Linie den Zyklonabscheider aus 1.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in den 1 bis 5 mit identischen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
1 zeigt einen Zyklonabscheider 100 zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Fluid, nämlich einen als Multizyklon ausgebildeten Vorabscheider für einen Luftfilter einer Kraftmaschine. Dieser Multizyklon 100 hat eine Vielzahl an Zyklonzellen 10, 20, die zum Abscheiden der Partikel aus dem Fluid jeweils ein Zellenrohr 12, 22 mit einer Leitvorrichtung 14, 24 aufweisen. Die Leitvorrichtung 14, 24 ist dazu ausgebildet, das Fluid in Rotation zu versetzen und die Zellenrohre 12, 22 weisen zum Auslassen der durch die Rotation abgeschiedenen Partikel jeweils mindestens eine Partikelaustrittsöffnung auf.
Des Weiteren hat der Zyklonabscheider 100 bevorzugt zwei Partikelauslässe 30, 32, (alternativ 300 und 320 oder 301 und 321), die dazu ausgebildet sind, die aus den Zellenrohren 12, 22 ausgetretenen Partikel aus dem Zyklonabscheider 100 herauszuführen, wobei die aus den Partikelaustrittsöffnungen austretenden Partikel bevorzugt erst in einem Staubsammelraum 34 (siehe 3) gesammelt werden und aus diesem mittels Partikelauslässen ausgetragen werden, beispielsweise mittels Schwerkraft und/oder mittels einer Absaugung. Die Partikelauslässe 30, 32 sind beispielsweise parallel zueinander und gleichmäßig über die Breite 44 des Zyklonabscheiders 100 verteilt angeordnet. 1 zeigt also eine Zyklonkammer 100 mit doppeltem Staubaustrag. Alternativ können zwei direkt nebeneinander angeordnete Partikelauslässe bevorzugt mittig an einer Seite des Zyklonabscheiders 100 vorgesehen sein, wie die alternativen Anordnungen von Partikelauslässen 300 und 320 an einer Langseite des Gehäuses 40 oder Partikelauslässen 301 und 321 an einer Kurzseite des Gehäuses 40 zeigen. Diese Anordnungen sind insbesondere bei nicht vorhandener Absaugung vorteilhaft, da der mittige Staubaustrag im mobilen Betrieb unter Vibration hilft, Staubanhäufungen im Staubsammelraum 34 zu vermeiden. Die Anordnung der Partikelauslässen 301 und 321 an der Kurzseite des Gehäuses 40 ist bei entsprechender Montage in Hochkant-Anordnung erforderlich. Die genannten Anordnungen erweisen sich als vorteilhaft, da die Gefahr des Verblockens der den Partikelauslässen 30, 300, 301 und 32, 320, 321 nächstliegenden Zyklonzellen reduziert wird und somit ein geringerer Abstand zwischen Zyklonzellen und der Wand des Gehäuses 40 gewählt werden kann.
Die in 1 mit der Linie A-A markierten Zyklonzellen 20 sind bevorzugt als gegenläufig drehende Zyklonzellen 20 ausgebildet, wobei die Leitvorrichtung 24 dieser gegenläufig drehenden Zyklonzellen 20 dazu ausgebildet ist, das Fluid gegenläufig zur Rotationsrichtung des Fluids der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen 10 in Rotation zu versetzen. Beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind also vier Zyklonzellen als gegenläufige Zyklonzellen ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung sieht bevorzugt vor, die Drehrichtung bestimmter Zyklonzellen zu ändern, um Partikelansammlungen im Multizyklon zu vermeiden. Im Detail wurde im gezeigten Ausführungsbeispiel die Drehrichtung von vier, im unteren linken Eckbereich des Multizyklons 100 angeordneten Zyklonzellen 20 auf links geändert.
Aus der vorliegenden Erfindung ergeben sich im Vergleich zum Stand der Technik folgende Vorteile:

– der Zyklonabscheider hat eine geringere Neigung zum Leistungsabfall
– die Betriebssicherheit der Zyklonzellen 10, 20 ist erhöht
– die Einbaubarkeit des Zyklonabscheiders 100 ist verbessert und
– die Herstellungskosten sind verringert

Bezugszeichenliste

10: nicht gegenläufig drehende Zyklonzelle oder nicht gegenläufig drehender Einzelzyklon
12: Zellenrohr der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzelle 10
14: Leitvorrichtung der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzelle 10, insbesondere nicht gegenläufig drehende Leitvorrichtung
16: Auswurfrichtung der aus der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzelle 10 austretenden Partikel
20: gegenläufig drehende Zyklonzelle oder gegenläufig drehender Einzelzyklon
22: Zellenrohr der gegenläufig drehenden Zyklonzelle 20
24: Leitvorrichtung der gegenläufig drehenden Zyklonzelle 20, insbesondere gegenläufig drehende Leitvorrichtung
30: Partikelauslass, insbesondere Absaugöffnung oder Austragseinrichtung, insbesondere an einem Staubsammelraum 34 angeordnet
32: weiterer Partikelauslass, insbesondere weitere Absaugöffnung oder weitere Austragseinrichtung, insbesondere an einem Staubsammelraum 34 angeordnet
34: Staubsammelraum für aus den Zyklonzellen austretende Partikel
40: Gehäuse
44: Breite des Gehäuses
100: beispielsweise als Vorabscheider für einen Luftfilter einer Kraftmaschine ausgebildeter Zyklonabscheider oder Zentrifugalscheider oder Fliehkraftabscheider oder Trägheitsabscheidevorrichtung, insbesondere Vielzellenzyklon oder Multizyklon
300: erste alternative Anordnung eines Partikelauslasses, insbesondere Absaugöffnung oder Austragseinrichtung, insbesondere an einem Staubsammelraum 34 angeordnet
320: erste alternative Anordnung eines weiteren Partikelauslasses, insbesondere weitere Absaugöffnung oder weitere Austragseinrichtung, insbesondere an einem Staubsammelraum 34 angeordnet
301: zweite alternative Anordnung eines Partikelauslasses, insbesondere Absaugöffnung oder Austragseinrichtung, insbesondere an einem Staubsammelraum 34 angeordnet
321: zweite alternative Anordnung eines weiteren Partikelauslasses, insbesondere weitere Absaugöffnung oder weitere Austragseinrichtung, insbesondere an einem Staubsammelraum 34 angeordnet
B: in 2 im Detail gezeigte bevorzugt gegenläufig drehende Zyklonzelle 20 des Zyklonabscheiders 100 aus 1
C: in 3 im Detail gezeigte bevorzugt nicht gegenläufig drehende Zyklonzelle 10 des Zyklonabscheiders 100 aus 1
X: Längsachse des Zellenrohrs 12

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011121630 A1 [0003]
DE 102012007308 A1 [0005, 0005]
CN 101905196 A [0006]

Claims

Zyklonabscheider (100) zum Abscheiden von flüssigen und/oder festen Partikeln aus einem Fluid, insbesondere aus einem Gasstrom, aufweisend – mindestens drei Zyklonzellen (10, 20), die zum Abscheiden der Partikel aus dem Fluid jeweils ein Zellenrohr (12, 22) mit einer Leitvorrichtung (14, 24) aufweisen, wobei die Leitvorrichtung (14, 24) dazu ausgebildet ist, das Fluid in Rotation zu versetzen und wobei die Zellenrohre (12, 22) zum Auslassen der durch die Rotation abgeschiedenen Partikel jeweils mindestens eine Partikelaustrittsöffnung aufweisen, und – mindestens einen Partikelauslass (30, 32), der dazu ausgebildet ist, die aus den Zellenrohren (12, 22) ausgetretenen Partikel aus dem Zyklonabscheider (100) herauszuführen.
Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine (20) und bevorzugt eine Vielzahl der Zyklonzellen (10, 20) als gegenläufig drehende Zyklonzelle (20) ausgebildet ist, wobei die Leitvorrichtung (24) dieser gegenläufig drehenden Zyklonzelle (20) dazu ausgebildet ist, das Fluid dieser gegenläufig drehenden Zyklonzelle (20) gegenläufig zur Rotationsrichtung des Fluids der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen (10) in Rotation zu versetzen.
Zyklonabscheider (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gegenläufig drehenden Zyklonzellen (20) und/oder die Lage der gegenläufig drehenden Zyklonzellen (20) im Zyklonabscheider (100) und die Orientierung der Partikelaustrittsöffnungen der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen (10) derart aufeinander abgestimmt sind, dass Partikelansammlungen im Zyklonabscheider zuverlässig vermieden werden.
Zyklonabscheider (100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine gegenläufig drehende Zyklonzelle (20) in einem unteren Bereich des Zyklonabscheiders angeordnet ist und/oder – die mindestens eine gegenläufig drehende Zyklonzelle (20) in einem Bereich des Zyklonabscheiders (100) angeordnet ist, der in der Auswurfrichtung (16) der aus den Partikelaustrittsöffnungen der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen (10) austretenden Partikel liegt und/oder – die Partikelaustrittsöffnungen der Zellenrohre (12, 22) zum Partikelauslass (30, 32) hin gerichtet sind.
Zyklonabscheider nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass etwa die Hälfte der Zyklonzellen (10, 20) als gegenläufig drehende Zyklonzellen (20) ausgebildet sind, insbesondere dass die Zyklonzellen (10, 20) jeweils alternierend als gegenläufig drehende Zyklonzellen (20) und als nicht gegenläufig drehende Zyklonzellen (10) ausgebildet sind.
Zyklonabscheider nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gegenläufig drehenden Zyklonzellen (20) kleiner bis gleich der Anzahl der nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen (10) ist, insbesondere dass das Verhältnis von gegenläufig drehenden Zyklonzellen (20) zu nicht gegenläufig drehenden Zyklonzellen (10) etwa eins zu zehn bis etwa eins zu eins beträgt.
Zyklonabscheider nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein die Zyklonzellen (10, 20) umgebendes Gehäuse (40) und einen ersten Partikelauslass (30) sowie mindestens einen weiteren Partikelauslass (32).
Zyklonabscheider nach mindestens Anspruch 7, wobei die Partikelauslässe (30, 32) gleichmäßig über eine Seite des Gehäuses (40), insbesondere über die Breitseite (44) des Gehäuses (40), verteilt angeordnet sind.
Zyklonabscheider nach Anspruch 7, wobei die Partikelauslässe (300, 320, 301, 321) mittig an der Breitseite (44) oder der Schmalseite des Gehäuses (40) angeordnet sind.
Zyklonabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswurfrichtung (16) der nicht gegenläufigen Zyklonzellen (10) und der gegenläufigen Zyklonzellen (20) in Richtung des Partikelauslasses (30, 32) oder der Partikelauslässe und/oder in Richtung der Mitte des Zyklonabscheiders (100) weist.
Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Partikelauslass (32) ein zum Blindschalten des weiteren Partikelauslasses (32) ausgebildetes Blindschaltelement aufweist.
Zyklonabscheider nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zyklonzellen (10, 20) in Strömungsrichtung des Fluids ausgerichtet und parallel zueinander angeordnet sind und der Partikelauslass (30, 32), quer zur Strömungsrichtung des Fluids, insbesondere in Schwerkraftrichtung, ausgerichtet ist.
Filtervorrichtung (100), insbesondere Luftfilter für eine Kraftmaschine oder einen Druckluftkompressor, aufweisend ein Filtergehäuse mit einem rohseitigen Einlass und einem reinseitigen Auslass für zu filtrierende Medien, gekennzeichnet durch einen im Bereich des Einlasses des Filtergehäuses angeordneten, als Vorfilter ausgebildeten Zyklonabscheider (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verwendung eines Zyklonabscheiders (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 als Vorabscheider für ein Luftfiltersystem einer Kraftmaschine oder einen Druckluftkompressor, beispielsweise für eine Baumaschine, etwa für einen Kompaktlader oder für einen Baggerlader oder für einen Gabelstapler, oder für eine Landmaschine, etwa für einen Traktor, oder für einen mobilen oder stationären Kompressor oder für ein Fahrzeug oder eine Maschine im Garten- und Landschaftsbau oder für eine stationäre Maschine zur Energieerzeugung.