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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftabscheider und eine Filteranordnung, wie zum Beispiel zum Filtern von Verbrennungsluft für eine Brennkraftmaschine.
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Stand der Technik
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Fliehkraftabscheider, die auch Zyklon oder Zyklonabscheider genannt werden, dienen der Abscheidung von in Fluiden, insbesondere Gasen, enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln. Ein in einen Fliehkraftabscheider einströmendes Fluid wird derart geleitet, dass Zentrifugalkräfte, die vom Fluid abzusondernden Partikel beschleunigen, wodurch diese von dem Fluid getrennt werden. Zum Erzeugen der Zentrifugalkräfte werden meist Leitschaufeln eingesetzt, die eine Drallströmung innerhalb eines Gehäuses des Fliehkraftabscheiders erzeugen. Fliehkraftabscheider können beispielsweise als Luftfilter für Verbrennungsluft für Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Insbesondere bei stark staubbeladenen Umgebungen, in denen insbesondere Land- oder Baumaschinen eingesetzt werden, haben sich Fliehkraftabscheider als geeignet erwiesen. Um den Abscheidegrad von Schmutzpartikeln aus Luft oder Fluid zu erhöhen, sind in der Vergangenheit auch mehrstufige Filteranordnungen vorgeschlagen worden. Nach einer Vorabscheidung mit Hilfe eines Fliehkraftabscheiders kann beispielsweise eine weitere Reinfilterung durch konventionelle Filtermedien erfolgen. Allerdings ist dies mit einem erhöhten Herstellungsaufwand und zusätzlichen Einschränkungen an die Einbausituation einer entsprechenden Filteranordnung verbunden. Insofern ist es wünschenswert, die Filterleistung von Fliehkraftabscheidern, insbesondere bei der Verwendung als Luftfilter für Brennkraftmaschinen, zu verbessern.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Fliehkraftabscheider zur Verfügung zu stellen.
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Demgemäß wird ein Fliehkraftabscheider zum Abscheiden von Partikeln aus einem Fluid vorgeschlagen. Der Fliehkraftabscheider umfasst einen Leitapparat, der ein Gehäuse mit einer Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung, einen in dem Gehäuse aufgenommenen Kern und Leitschaufeln aufweist, die zwischen dem Kern und dem Gehäuse angeordnet sind, wobei sich eine Querschnittsfläche des Leitapparats, durch die das Fluid den Leitapparat durchströmt, in einer Durchströmungsrichtung des Leitapparats ausgehend von der Einströmöffnung in Richtung der Ausströmöffnung verändert.
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Dadurch, dass sich die Querschnittsfläche des Leitapparats in der Durchströmungsrichtung ändert, kann die Geschwindigkeit, mit der das Fluid den Fliehkraftabscheider durchströmt beeinflusst, insbesondere erhöht, werden, um den Abscheidegrad zu verbessern. Die Querschnittsfläche ist insbesondere senkrecht zu einer Mittel- oder Symmetrieachse des Gehäuses des Leitapparats positioniert. Die Querschnittsfläche ist vorzugsweise definiert als ein Bereich zwischen dem Kern, insbesondere einem Außendurchmesser des Kerns, und einer Gehäusewand, insbesondere eines Innendurchmessers, des Gehäuses des Leitapparats.
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Der Fliehkraftabscheider kann auch als Axialfliehkraftabscheider oder Axialzyklonabscheider bezeichnet werden. Das heißt, die Einströmrichtung in den Fliehkraftabscheider ist frontal und nicht tangential seitlich. Derartige Abscheider werden auch als Inline-Zyklone bezeichnet.
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Der Fliehkraftabscheider ist insbesondere für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, für die Gebäudetechnik, für Ketten- und Raupenfahrzeuge oder dergleichen geeignet.
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Unter der „Durchströmungsrichtung” ist die Richtung zu verstehen, in der das Fluid, das insbesondere ein Gas wie Luft ist, in den Fliehkraftabscheider bzw. den Leitapparat einströmt. Die Durchströmungsrichtung ist entlang einer Mittelachse eines Gehäuses des Fliehkraftabscheiders orientiert.
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Das Gehäuse des Leitapparats kann als Leitapparatgehäuse bezeichnet werden. Das Gehäuse des Fliehkraftabscheiders umfasst vorzugsweise zwei Abschnitte, nämlich das Leitapparatgehäuse und einen weiteren oder zweiten Gehäuseabschnitt. Das Leitapparatgehäuse und der zweite Gehäuseabschnitt können miteinander verklebt, verschraubt, verschnappt oder sonst fest miteinander verbunden sein. Insbesondere sind das Leitapparatgehäuse und der zweite Gehäuseabschnitt voneinander trennbar. Alternativ können das Leitapparatgehäuse und der zweite Gehäuseabschnitt einstückig ausgebildet sein. Das Leitapparatgehäuse ist bevorzugt rohrförmig und umfasst einen kreisrunden Querschnitt. Leitapparatgehäuse und/oder zweiter Gehäuseabschnitt sind bevorzugt mit einem gleichbleibenden Innenquerschnitt ausgeführt, insbesondere einem konstanten Innendurchmesser. Dies bedeutet, dass die bevorzugte Innenform dieser Gehäuse zylinderrohrförmig ist. Insbesondere ist der Kern, der auch als Nabe bezeichnet werden kann, mittig in dem Leitapparatgehäuse positioniert. Die Leitschaufeln oder Leitelemente verbinden den Kern mit dem Leitapparatgehäuse.
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Bei Ausführungsformen ist die Querschnittsfläche durch eine ringförmige Geometrie definiert, die durch eine Außenfläche des Kerns und eine Innenfläche des Gehäuses begrenzt ist. Die Außenfläche des Kerns und/oder die Innenfläche des Gehäuses können zylindrisch sein. Insbesondere können die Außenfläche des Kerns und/oder die Innenfläche des Gehäuses konisch sein.
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Bei Ausführungsformen sind das Gehäuse, der Kern und die Leitschaufeln materialeinstückig ausgebildet. Insbesondere ist der Leitapparat ein materialeinstückiges Kunststoffspritzgussbauteil. Hierdurch kann der Leitapparat kostengünstig in hohen Stückzahlen hergestellt werden.
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Bei Ausführungsformen verkleinert sich die Querschnittsfläche in der Durchströmungsrichtung. Hierdurch kann die Geschwindigkeit, mit der das Fluid den Fliehkraftabscheider und insbesondere den Leitapparat durchströmt, erhöht werden. Hierdurch vergrößert sich der Abscheidegrad.
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Bei Ausführungsformen umfasst der Kern einen Hohlraum, der eine in Richtung der Ausströmöffnung gerichtete Öffnung aufweist. Der Hohlraum ist vorzugsweise in Form eines sich von einer Stirnseite des Kerns in Richtung einer Spitze des Kerns erstreckende Sacklochs ausgebildet. Hierdurch kann eine Materialeinsparung und eine Gewichtsreduktion erreicht werden, ferner wird so die Herstellbarkeit im Spritzgussverfahren auch bei größeren Kerndurchmessern gewährleistet. Das Sackloch kann eine Entformschräge aufweisen. Die Spitze ist vorzugsweise halbkugelförmig oder gewölbt ausgebildet. Die Spitze ist vorzugsweise fluiddicht. Hierdurch ergibt sich ein besseres Einströmverhalten, eine verbesserte Aerodynamik und ein verringerter Strömungswiderstand. Die Spitze kann sich über Anströmkanten der Leitschaufeln hinaus erstrecken.
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Insbesondere kann sich die Spitze über eine Außenkante der Einströmöffnung des Leitapparats heraus erstrecken. Das heißt, die Spitze kann sich entgegen der Durchströmungsrichtung bzw. einer Einströmrichtung erstrecken.
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Bei Ausführungsformen ist eine jeweilige Abströmkante der Leitschaufeln bündig mit einer Stirnfläche des Kerns ausgebildet. Die Leitschaufeln sind vorzugsweise bündig mit einer Außenkante der Ausströmöffnung des Leitapparats positioniert.
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Bei Ausführungsformen weitet sich der Kern in der Durchströmungsrichtung auf. Hierdurch wird der Querschnitt des Leitapparats in der Durchströmungsrichtung verringert. Das Gehäuse des Leitapparats kann einen kreisrunden Querschnitt mit einer konstanten Querschnittsfläche aufweisen.
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Bei Ausführungsformen ist der Kern wenigstens abschnittsweise konusförmig, wobei ein Konuswinkel des Kerns vorzugsweise 3° beträgt. Unter dem „Konuswinkel” ist der Winkel zwischen der Mittelachse des Gehäuses und der Außenfläche des Kerns zu verstehen. Der Konuswinkel beträgt bevorzugt 0,5° bis 5°, weiter bevorzugt 1° bis 4°, weiter bevorzugt 2° bis 3°, weiter bevorzugt genau 3°.
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Bei Ausführungsformen verengt sich das Gehäuse in der Durchströmungsrichtung. Das Gehäuse verengt sich optional oder zusätzlich zu der konusförmigen Geometrie des Kerns. Vorzugsweise ist das Gehäuse zumindest abschnittsweise konusförmig ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Leitapparat mindestens eine Leitschaufel auf, die sich über mehr als eine vollständige schraubenförmige Windung erstreckt. Dies kann beispielsweise die Zentrifugalbeschleunigung in Zusammenwirkung mit dem sich verändernden Querschnitt verbessern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Leitschaufeln eine mehrfache, insbesondere mindestens 2-, 3-, 4- oder 5-fache Überdeckung auf. Dies trägt zur Ausbildung einer gleichmäßigen Strömung bei, ferner kann hierdurch ebenfalls die Kreisbeschleunigung in Zusammenwirkung mit dem sich verändernden Querschnitt verbessert werden.
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Es wird ferner eine Filteranordnung vorgeschlagen. Die Filteranordnung umfasst zumindest einen derartigen Fliehkraftabscheider und eine Halteeinrichtung zum Halten des zumindest einen Fliehkraftabscheiders. Die Halteeinrichtung kann als Halteplatte ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung fluiddicht. Insbesondere weist die Filteranordnung eine Vielzahl Fliehkraftabscheider auf. Die Fliehkraftabscheider können parallel geschaltet sein.
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Weitere mögliche Implementierungen des Fliehkraftabscheiders und/oder der Filtereinrichtung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen des Fliehkraftabscheiders und/oder der Filtereinrichtung. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Fliehkraftabscheiders und/oder der Filtereinrichtung hinzufügen oder abändern.
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Weitere Ausgestaltungen des Fliehkraftabscheiders und/oder der Filtereinrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Fliehkraftabscheiders und/oder der Filtereinrichtung. Im Weiteren werden der Fliehkraftabscheider und/oder die Filtereinrichtung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt dabei:
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1: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Fliehkraftabscheiders;
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2: eine schematische Schnittansicht des Fliehkraftabscheiders gemäß der Schnittlinie A-A der 1;
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3: eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Fliehkraftabscheiders;
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4: eine schematische Schnittansicht des Fliehkraftabscheiders gemäß der Schnittlinie A-A der 3;
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5: eine weitere schematische Schnittansicht des Fliehkraftabscheiders gemäß der Schnittlinie B-B der 4;
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6: eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung;
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7: eine schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß der Schnittlinie A-A der 6; und
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8: eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß der Schnittlinie B-B der 6.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Zyklonabscheiders oder Fliehkraftabscheiders 1. Der Fliehkraftabscheider 1 ist ein Axialzyklonabscheider oder Axialfliehkraftabscheider. Bei einem Axialzyklonabscheider oder Axialzyklon ist die Einströmrichtung in den Axialzyklonabscheider frontal und nicht tangential seitlich. Die 2 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des Fliehkraftabscheiders 1 gemäß der Schnittlinie A-A der 1. Im Folgenden wird auf die 1 und 2 gleichzeitig Bezug genommen.
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Der Fliehkraftabscheider 1 ist insbesondere für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, für die Gebäudetechnik, für Ketten- und Raupenfahrzeuge oder dergleichen geeignet.
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Mit Hilfe des Fliehkraftabscheiders 1 wird ein mit Partikeln 2 beladenes Fluid von den Partikeln 2 gereinigt. Das Fluid ist ein Gas wie beispielsweise Luft. Die Partikel 2 können Feststoffe wie beispielsweise Staub, Sand oder Flüssigkeitströpfchen sein. In der 1 ist ein in den Fliehkraftabscheider 1 einströmendes, mit den Partikeln 2 beladenes Rohfluid RO pfeilförmig angedeutet. Nach dem Durchlauf des Fliehkraftabscheiders 1, strömt gereinigte Luft oder Reinfluid RL aus dem Fliehkraftabscheider 1 heraus. Die Partikel 2 werden von dem Rohfluid RO abgeschieden und seitlich aus dem Fliehkraftabscheider 1 herausgeführt. Der Fliehkraftabscheider 1 weist ein rohrförmiges Gehäuse 3 mit einer Einströmöffnung 4 und einer Ausströmöffnung 5 auf. Eine Durchströmungsrichtung 6 des Fliehkraftabscheiders 1 ist von der Einströmöffnung 4 in Richtung der Ausströmöffnung 5 orientiert. Das Gehäuse 3 weist eine Längs-, Symmetrie- oder Mittelachse 7 auf.
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Der Fliehkraftabscheider 1 weist weiterhin einen in der 1 nur schematisch angedeuteten Leitapparat 8 auf. Der Leitapparat 8 ist dazu eingerichtet, das mit den Partikeln 2 beladene Rohfluid RO derart zu beschleunigen, dass die Partikel 2 von dem Rohfluid RO getrennt werden und die Partikel 2 gesondert von dem Reinfluid RL aus dem Gehäuse 3 abführbar sind.
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Der Leitapparat 8 weist ein in den 1 und 2 nicht gezeigtes Gehäuse, einen in dem Gehäuse angeordneten Kern 18 und Leitschaufeln oder Leitelemente 26 auf, die zwischen dem Kern 18 und dem Gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse des Leitapparats 8 kann materialeinstückig mit dem Gehäuse 3 des Fliehkraftabscheiders 1 ausgebildet sein.
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Der Fliehkraftabscheider 1 umfasst ein Tauchrohr 9, das von der Ausströmöffnung 5 in Richtung der Einströmöffnung 4 in das Gehäuse 3 hineinragt. Das Tauchrohr 9 kann eine konische Geometrie aufweisen. Das Tauchrohr 9 weist einen minimalen Tauchrohrdurchmesser d1 auf. Der Tauchrohrdurchmesser d1 ist endseitig in Richtung zur Einströmöffnung 4 an dem Tauchrohr 9 positioniert. Das Gehäuse des Leitapparats 8 weist einen Gehäusedurchmesser d2 auf, der größer ist als der Tauchrohrdurchmesser d1. Der Kern 18 weist einen Kerndurchmesser d3 auf. Der Kerndurchmesser d3 ist vorzugsweise kleiner als der Tauchrohrdurchmesser d1.
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An einem dem Leitapparat 8 abgewandten Endabschnitt 10 des Gehäuses 3 ist ein Partikelaustragsfenster oder eine Partikelaustragsöffnung 11 vorgesehen. Die Partikelaustragsöffnung 11 weist eine Tiefe h1 auf und umschließt einen Winkelabschnitt α um die Mittelachse 7. Durch die Partikelaustragsöffnung 11 können die Partikel 2 abgeleitet werden. Die Partikel 2 fallen aufgrund der Schwerkraft aus dem Fliehkraftabscheider 1 heraus oder können auch aktiv abgesaugt werden.
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Das Tauchrohr 9 ragt von der Ausströmöffnung 5 mit einer Tauchrohrtiefe h2 in das Gehäuse 3 hinein. Eine Vorderkante des Tauchrohrs 9 ist um einen Abstand h3 von dem Leitapparat 8 entfernt. Der Leitapparat 8 weist eine Höhe h4 auf. Als Höhe h4 des Leitapparats 8 wird in Bezug auf die Mittelachse 7 ein Abschnitt verstanden, in dem die Leitschaufeln um den Kern verlaufen. Man kann auch von einer Länge des Leitapparats 8 sprechen. Der Leitapparat 8 ist um einen Abstand h5 von der Ausströmöffnung 5 beabstandet angeordnet.
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Die 3 zeigt eine schematische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines Fliehkraftabscheiders 1. Die 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Fliehkraftabscheiders 1 gemäß der Schnittlinie A-A der 3. Die 5 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des Fliehkraftabscheiders 1 gemäß der Schnittlinie B-B der 4. Im Folgenden wird auf die 3 bis 5 gleichzeitig Bezug genommen.
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Der Fliehkraftabscheider 1 weist das rohrförmige Gehäuse 3 mit der Einströmöffnung 4 und der Ausströmöffnung 5 auf. Das Gehäuse 3 kann zweiteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse 3 jedoch materialeinstückig ausgebildet. Das Gehäuse 3 des Fliehkraftabscheiders 1 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt bzw. ein Leitapparatgehäuse oder Gehäuse 12 des Leitapparats 8. Ferner umfasst das Gehäuse 3 einen zweiten Gehäuseabschnitt 13. Die Gehäuseabschnitte 12, 13 können miteinander verclipst, verschweißt, verklebt oder sonst fest miteinander verbunden sein. Das Leitapparatgehäuse 12 weist die Einströmöffnung 4 und eine Ausströmöffnung 14 auf. In den zweiten Gehäuseabschnitt 13 ragt das Tauchrohr 9 ein, welches eine Ausströmöffnung 5 aufweist. Der Leitapparat 8 umfasst das Leitapparatgehäuse 12 oder umgekehrt. Der innere Gehäusedurchmesser d2 des Leitapparatgehäuses 12 und des zweiten Gehäuseabschnitts 13 beträgt beispielsweise zwischen 10 bis 100 Millimeter. An dem Leitapparat 8 abgewandten Endabschnitt 10 des zweiten Gehäuseabschnitts 13 ist das Tauchrohr 9 vorgesehen. Das Tauchrohr 9 kann konisch ausgebildet oder, wie in der 4 gezeigt, ein Rotationskörper mit einer gekrümmten, sich in Richtung des Leitapparats 8 verjüngenden Geometrie sein. Das Tauchrohr 9 ragt in einen Innenraum 16 des Gehäuses 3, insbesondere des zweiten Gehäuseabschnitts 13, hinein. Das Tauchrohr 9 ist beispielsweise einstückig, mittels Verklebung, Verklemmung, Verschnappung o. ä. mit einer Tauchrohrplatte 17 verbunden, die das Tauchrohr 9 in seiner Position im Innenraum 16 des Gehäuses 3 fixiert. Das Tauchrohr 9 ragt von der Ausströmöffnung 5 bzw. von der Tauchrohrplatte 17 mit der Tauchrohrtiefe h2 in Richtung des Leitapparats B. Das Tauchrohr 9 und das Gehäuse 3 sind zweiteilig ausgebildet. Alternativ können das Tauchrohr 9 und das Gehäuse 3 auch einstückig ausgebildet sein.
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Weiterhin ist an dem Endabschnitt 10 des Gehäuses 3, insbesondere an dem Endabschnitt 10 des zweiten Gehäuseabschnitts 13, die Partikelaustragsöffnung 11 vorgesehen. Durch die Partikelaustragsöffnung 11 werden die von der Rohluft RO abgeschiedenen Partikel 2 radial bezüglich der Mittelachse 7 des Gehäuses 3 ausgeschieden. Die Partikelaustragsöffnung 11 weist die Tiefe h1 und den Winkelabschnitt α auf.
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Der Leitapparat 8 weist eine Nabe oder einen Kern 18 auf. Der Kern 18 ist rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 7 ausgebildet. Der Kern 18 umfasst einen Hohlraum 19, der eine in Richtung der Ausströmöffnung 5 bzw. 14 gerichtete Öffnung 20 aufweist. Der Hohlraum 19 ist insbesondere eine sich in Richtung der Einströmöffnung 4 erstreckende Sacklochbohrung. Die Öffnung 20 ist an einer Stirnfläche 21 eines ersten Endabschnitts des Kerns 18 vorgesehen.
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Der Kern 18 weist eine von der Ausströmöffnung 14 weg weisende Spitze 22 auf. Die Spitze 22 ist vorzugsweise fluiddicht. Die Spitze 22 ist insbesondere kuppel- oder kugelförmig ausgebildet und kann mit dem Kern 18 materialeinstückig ausgebildet sein. Der Hohlraum 19 erstreckt sich vorzugsweise in die Spitze 22 hinein. Die Spitze 22 kann bündig mit einer Außenkante 23 der Einströmöffnung 4 ausgebildet sein. Alternativ kann die Spitze 22, wie in der 4 gezeigt, über die Außenkante 23 herausragen.
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Der Kern 18 ist vorzugsweise konisch geformt und weist eine Außenfläche 24 auf. Wie die 4 zeigt, ist die Außenfläche 24 in einem Konuswinkel β zu der Mittelachse 7 geneigt. Unter dem Konuswinkel β ist ein Winkel zwischen der Mittelachse 7 und der Außenfläche 24 zu verstehen. Der Winkel β beträgt bevorzugt 0,5° bis 5°, weiter bevorzugt 1° bis 4°, weiter bevorzugt 2° bis 3°, weiter bevorzugt genau 3°. Das heißt, der Kern 18 erweitert seinen Querschnitt in Richtung der Durchströmungsrichtung 6. An dem der Spitze 22 abgewandten Endabschnitt weist der Kern 18 einen Durchmesser d4 auf. Der Durchmesser d4 ist größer als der Durchmesser d3 der Spitze 22. Neben der Querschnittsänderung der durchströmten Fläche ist eine Entnahme des Leitapparats 8 als Spritzgussbauteil aus dem entsprechenden Werkzeug erleichtert, wenn der Konuswinkel β größer als 0,5° ist.
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Eine in der 3 gezeigte Querschnittsfläche A des Leitapparats 8 des Fliehkraftabscheiders 1 weist eine ringförmige Geometrie auf, die durch die Außenfläche 24 des Kerns 18 und eine Innenfläche 25 des Gehäuses 12 des Leitapparats 8 begrenzt ist. Die Querschnittsfläche A verändert sich in der Durchströmungsrichtung 6 da der Kern 18 konisch ist. Insbesondere reduziert oder verkleinert sich die sich die Querschnittsfläche A in der Durchströmungsrichtung 6 ausgehend von der Einströmöffnung 4 in Richtung der Ausströmöffnung 14 des Leitapparats 8.
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In einer alternativen und nicht gezeigten Ausführungsform des Fliehkraftabscheiders 1 kann der Kern 18 einen unveränderlichen Querschnitt aufweisen. Bei dieser Ausführungsform des Fliehkraftabscheiders 1 verjüngt sich ein Querschnitt des Gehäuses 12 des Leitapparats 8 ausgehend von der Einströmöffnung 4 in Richtung der Ausströmöffnung 14. Zusätzlich kann der Kern 18, wie in der 4 gezeigt, eine konische Form aufweisen.
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Der Leitapparat 8 weist neben dem Kern 18 Leitelemente oder Leitschaufeln 26 auf. Die Anzahl der Leitschaufeln 26 ist beliebig. Wie die 3 bis 5 zeigen, kann der Leitapparat 8 sechs Leitschaufeln 26 aufweisen. Jede Leitschaufel 26 weist eine Anströmkante 27 (4) und eine Abströmkante 28 (5) auf. Die Anströmkante 27 ist in Richtung der Einströmöffnung 4 orientiert. Die Abströmkante 28 ist in Richtung der Ausströmöffnung 14 bzw. 5 orientiert. Die Abströmkante 28 jeder Leitschaufel 26 ist vorzugsweise bündig mit der Stirnfläche 21 des Kerns 18 ausgebildet. Die Anströmkanten 27 sind vorzugsweise hinter die Außenkante 23 der Einströmöffnung 4 zurückgesetzt. Die Leitschaufeln 26 weisen vorzugsweise eine mehrfache, beispielsweise mindestens 2-, 3-, 4- oder 5-fache Überdeckung auf. Das heißt, zwischen den Leitschaufeln 26 ist in der Durchströmungsrichtung 6 kein Spalt vorgesehen. Insbesondere sind immer drei Leitschaufeln 26 übereinander angeordnet. Jede Leitschaufel 26 verläuft dabei zwischen einer an dem Kern 18 vorgesehenen inneren Spirallinie oder Schraubenlinie und einer an der Innenfläche 25 des Gehäuses 12 des Leitapparats 8 vorgesehenen äußeren Schraubenlinie. Jede der Leitschaufeln 26 läuft schraubenartig um den Kern 18 um.
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Vorzugsweise sind das Leitapparatgehäuse 12, der Kern 18 und die Leitschaufeln 26 materialeinstückig ausgebildet. Insbesondere ist der Leitapparat 8 ein einteiliges Kunststoffspritzgussbauteil.
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Dadurch, dass sich der Querschnitt A des Leitapparats 8 in der Durchströmungsrichtung 6 von der Einströmöffnung 4 in Richtung der Ausströmöffnung 14 bzw. 5 verkleinert, wird das zu reinigende Rohfluid RO beim Durchströmen des Fliehkraftabscheiders 1 beschleunigt, wodurch sich ein höherer Abscheidegrad der Partikel 2 ergibt.
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Die 6 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung 29. Die 7 zeigt eine schematische Schnittansicht der Filteranordnung 29 gemäß der Schnittlinie A-A der 6. Die 8 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung 29 gemäß der Schnittlinie B-B der 6. Im Folgenden wird auf die 6 bis 8 gleichzeitig Bezug genommen.
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Die Filteranordnung 29 weist zumindest einen jedoch vorzugsweise mehrere Fliehkraftabscheider 1 auf. Die Anzahl der Fliehkraftabscheider 1 ist beliebig. Wie die 6 bis 8 zeigen, kann die Filteranordnung 29 zwei Fliehkraftabscheider 1 aufweisen. Die Kerne 18 der Fliehkraftabscheider 1 sind in einem Abstand h6 voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise sind die Mittelachsen 7 in dem Abstand h6 voneinander beabstandet und parallel zueinander positioniert.
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Die Filteranordnung 29 weist weiterhin eine Halteeinrichtung 30 zum Halten der Fliehkraftabscheider 1 auf. Die Halteeinrichtung 30 kann eine Halteplatte sein. Die Halteeinrichtung 30 umfasst zum Beispiel ferner ein Gehäuse 31, in dem die Fliehkraftabscheider 1 aufgenommen sind. An dem Gehäuse 31 können Befestigungsmittel 32 bis 35 vorgesehen sein. Die Befestigungsmittel 32 bis 35 sind beispielsweise Befestigungslaschen. Die Befestigungsmittel 32 bis 35 können jeweils eine Durchgangsbohrung aufweisen, mit Hilfe derer die Filteranordnung 29 beispielsweise an einem Fahrzeug festschraubbar ist.
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Wie die 6 und 7 zeigen, umfasst die Halteeinrichtung 30 einen sich seitlich aus dem Gehäuse 31 heraus erstreckenden Flansch 36 mit einem Partikelaustragsfenster oder einer Partikelaustragsöffnung 37, die in fluidischer Verbindung mit den Partikelaustragsöffnungen 11 (8) der Fliehkraftabscheider 1 ist.
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Wie die 8 zeigt, ist die Tauchrohrplatte 17 des Tauchrohrs 9 bündig mit einer Abschlussplatte 38 des Gehäuses 31 angeordnet. Zwischen der Abschlussplatte 38 und der Tauchrohrplatte 17 kann eine Dichteinrichtung, beispielsweise in Form eines O-Rings, vorgesehen sein. Das Tauchrohr 9 kann trompetenförmig ausgebildet sein. Das Tauchrohr 9 weist eine Wandstärke b auf. Die Wandstärke b beträgt beispielsweise einen Millimeter. Der Gehäuseabschnitt 13 ist beispielsweise konusförmig und weitet sich in Richtung der Ausströmöffnung 5 auf. Alternativ kann sich der Gehäuseabschnitt 13 in Richtung der Ausströmöffnung 5 verjüngen. Vorzugsweise weitet oder verengt sich der Gehäuseabschnitt 13 mit einem Winkel γ. Der Gehäuseabschnitt 13 kann zumindest abschnittsweise konusförmig sein. Der Winkel γ ist in der Schnittansicht des zweiten Gehäuseabschnitts 13 der Winkel zwischen den Seitenwänden des Gehäuseabschnitts 13.
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An dem Gehäuse 3, insbesondere an dem Gehäuse 12 des Leitapparats 8, ist ein umlaufender Flansch 39 vorgesehen. Dieser Flansch 39 liegt an einer Anschlussplatte 40 des Gehäuses 31 an. Zwischen der Anschlussplatte 40 und dem Flansch 39 kann ein O-Ring vorgesehen sein.
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Der Fliehkraftabscheider 1 weist gegenüber bekannten Fliehkraftabscheidern eine verbesserte Abscheideleistung auf. Dies wird durch die besondere Leitapparatausführung mit der veränderlichen Querschnittsfläche A erreicht.
