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Die Erfindung betrifft ein Abgasstaubtrenner zum Ansaugen von Staub belasteter Luft wobei Staub und Luft durch verdichten, flieh kraft getrennt und speichern wird.
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Herkömmliche Filter zur Luftreinigung, die Schwebestoffe oder Stäube aus der Luft heraus filtern, die Fliehkraftabscheider, Zyklon-Abscheider sind bekannt. Eine Trennung fester Teilchen aus Gasen mit Hilfe einer Drehströmung
CH397393A ist ebenfalls bekannt. Eine Trennung von Staub durch mehrfach hintereinander geschaltete Fliehkraftabscheider und Zyklon-Abscheider zeigt
DE 10 2012 223 983 A1 . Ein Transport von Teilchen, die in Rotation versetzt werden ist unter
CH409780A bekannt. Auch
EP2201879A2 zeigt hintereinander geschaltete Zyklon oder Wirbelrohr-abscheider mit Fliehkraftabscheider.
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Die hohe Feinstaubbelastung durch die Industrie und der Fahrzeuge insbesondere die Emission der Dieselfahrzeuge ist heute ein konkretes Problem. Hierdurch entstehen Gesundheitsschäden wie Schleimhautreizungen, Entzündungen in der Luftröhre und der Lunge.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Abscheider vorzusehen, der die Luft vom Staub und Schwebeteilchen vorteilhaft trennt, effektiv arbeitet und kompakt genug ist um in ein Fahrzeug eingebaut werden kann. Weiter ist die Reinigung umweltgerecht zu gestalten.
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CH397393A zeigt ein Vierwirbeln und lenken der Luft so das eine mit zusätzlichen eine Drehströmung erzeugt wird. Es wird zusätzlich ein Einlaufrohr für die Zuführung vor gefilterten Luft und schräg sitzenden Hilfsgasrohre benötigt. Die Rotationskörper sind eigentlich nur Leitbleche um unerwünschte Luftverwirbelnungen, die auftreten zu vermindern. Die Absaugrohre können Staubteilchen abziehen, aber die Absaugrohr ziehen auch sehr viel Luft mit, so das eine Luftreinigung im eigentlichen Sinne nicht effektiv stattfindet. Das ist sehr aufwendig in der Konstruktion. Luftwirbel sind auch nicht direkt kontrollierbar da auch hier undefinierte Wirbel entstehen können, die den Abscheider ineffektiv und störanfällig machen. Durch die kompakte Bauweise beim vorliegendem Abscheider ist das vorschalten von Vorfiltern und das Versetzen der Luft in eine Drehströmung durch Hilfsgas nicht erforderlich, da die verunreinigte Luft direkt angesaugt (Bereich I) wird, vorteilhaft beschleunigt und verdichtet (Bereich V) wird. Weiter werden die Teilchen mit sehr hoher Geschwindigkeit in die Rotationskammer (
17) eingebracht und dort durch die Rotation der Kammer gehalten. Die saubere Luft wird anschließend ohne Verbwirbelung direkt mit dem Turbinenrad (
16) abgesaugt und durch das Gasaustrittsrohr (
5) nach außen befördert. Die Reinigung der Kammer (
17) von Abscheider ist ebenfalls ohne zusätzliche Filter, wie Filzfilter oder Staubbehälter möglich. Das macht den Abscheider umweltfreundlich.
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DE 10 2012 223 983 A1 ist eine Staubabscheideeinheit für die Bodenpflege bei der eine Luftpassage vom Lufteinlass zum Luftauslass für die Saugleistung notwendig ist. Auch sind mehrere Fliehkraftabscheider (Reinigungsstufen) hintereinander geschaltet um die Luft zu Reinigen. Das ist bei dem vorliegendem Abscheider nicht erforderlich da die Luft effektiv ohne Verlust mit einem Turbinenrad angesaugt wird. Ein mehrfach hintereinander schalten ist ebenfalls nicht notwendig, da die Luft vorteilhaft in einem Verdichter verdichtet und beschleunigt wird. Das bedeutet, dass auch der Staub und die Schwebestoffe vorteilhaft komprimiert werden.
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CH409780A ist ein Verfahren zum Transport von feinen Teilchen in einem flüssigen oder gasförmigen Trägermedium. Hierbei werden die Teilchen auf eine logarithmische Spiralbahn gelenkt. Das wird durch eine mit Motor angetriebene Drehdüse mit rotierenden Schaufeln erreicht. Auch wird hier ein zusätzlich mit einem Motor angetriebenes Rohr und ein zusätzlich schräg angeordnetes Druckluftrohr benötigt um eine Spiralbahn der Teilchen zu erreichen. Bei dem vorliegenden Abscheider sind keine zusätzliche Antriebe notwendig da hier alle Komponenten, Turbinenräder und Staubkammer auf einer gelagerten Aufnahmewelle (
10) mit einem Antrieb befestigt sind. Auch einelogarithmische Spiralbahn ist aus dem Grund des vorteilhaften direkt Ansauggens nicht erforderlich. Das macht den vorliegenden Abscheider so kompakt das er auch in ein Fahrzeug eingebaut werden kann.
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Das Patent
EP2201879A2 zeigt hintereinander geschaltete Zyklon oder Wirbelrohr-Abscheider mit anschließendem Fliehkraftabscheider welche erst groben und dann feineren Staub von der Luft trennen. Das ist beim vorliegendem Abscheider nicht erforderlich, da die Luft vorteilhaft effektiv ohne Verbwirbellungen direkt angesaugt, verdichtet, gereinigt, gespeichert und die saubere Luft ausgestoßen wird. Der vorliegende Abscheider ist so sehr effektiv und kompakt.
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Die mit Staub und Schwebeteilchen belastete Luft (Durchfluss von A nach B) wird im Abgaseingangsrohr (1) Ansaugteil (I) mit dem Turbinenrad (13) angesaugt, im Verdichterteil (V) mit dem Turbinenrad (14) vorteilhaft verdichtet, mit dem Turbinenrad (15) vorteilhaft höher verdichtet und in die Staubkammer (K) geleitet in der Staub und Schwebeteilchen von der Luft mit einem Fliehkraftabscheider getrennt und gespeichert werden. Die saubere Luft wird über das Turbinenrad (16), das auf der Staubkammer befestigt ist und sich mit der Aufnahmewelle (10) dreht nach außen geleitet. Um eine Saugwirkung zu erreichen wird die Aufnahmewelle (10) über einen Antriebsriemen (9) und einer Riemenscheibe (8), die auf der Motorwelle sitzt mit dem Motor (3) angetrieben. Die Aufnahmewelle (10) ist im Abgaseingangsrohr (1) und im Gasaustrittsrohr (5) gelagert. Lager-Abgaseingangsrohr (11) im Abgaseingangsrohr (1) sitzt in einem Lagersitz (12) der mit dem Abgaseingangsrohr (1) verbunden und befestigt ist. Lager-Gasaustrittsrohr (18) im Gasaustrittsrohr (5) sitzt im Lagersitz-Gasaustrittsrohr (19). Ist die Staubkammer (17) voll was mit dem Teilchensensor (20) überwacht wird erfolgt die Reinigung. Zum Reinigen der Staubkammer (17) wird das Reinigungsrohr (6) mit Bohrungen (P) am Umfang (Rohrende) in der Aufnahmewelle (10) herausgezogen (Richtung R) so das die Bohrungen (P) in der Aufnahmewelle (10) und die Bohrungen im Reinigungsrohr (6) übereinstimmen und den Weg für Pressluft (C) freigeben. Geschlossen ist das Reinigungsrohr (6) indem es in die Aufnahmewelle (10) hinein geschoben (Richtung G) wird. Durch die Rotation der Aufnahmewelle (10) wird der Staub und Schwebeteilchen über das Turbinenrad (16) in das Gasaustrittsrohr (5) gesaugt kann aufgefangen und entsorgt oder weiterverarbeitet werden. Es sind keine zusätzlichen Filzfilter oder Reinigungsfilter, die zusätzlich entsorgt werden müssen notwendig. Die Reinigung wird mit dem Teilchensensor (20) überwacht. Ist die Reinigung abgeschlossen wird das Reinigungsrohr (6) wieder in die Aufnahmewelle (10) geschoben (Richtung G) und der Reinigungsweg der Pressluft (C) geschlossen.
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Erläuterung zu den Zeichnungen Blatt 1, Blatt 2 und Blatt 3.
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Blatt 1 1 zeigt die äußere isometrische Darstellung vom Abscheider. Die Abgase werden hier am Abgaseingangsrohr (1) angesaugt (Durchflussrichtung ist hier von A nach B). Der Antriebsmotor (3) ist am Abgaseingangsrohr (1) befestigt. Nach dem Abgaseingangsrohr (1) ist das Verdichterkegelrohr (4) angeordnet. Angesetzt ist ein Gasaustrittsrohr (5) mit dem Reinigungseingangsrohr (6) und der Dichtungslippe (7).
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2 zeigt den inneren Teil vom Abscheider in isometrischer Darstellung. Auf der Aufnahmewelle (10), die gelagert ist sind von rechts nach links Verdichterturbinenräder (13 bis 15) angeordnet, die Turbinenräder werden von rechts nach links kleiner und sind dem Verdichterkegelrohr (4) angepasst. Auf der Aufnahmewelle (10) ist eine Staubkammer (17), die auf der Aufnahmewelle (10) befestigt ist hinter dem Verdichterteil (V). Auf der Staubkammer (17) ist ein weiteres Turbinenrad (16) befestigt. Das Reinigungsrohr (6) am linken ende ist gebogen und taucht in die Aufnahmewelle (10) ein.
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Blatt 2 3 zeigt den Abscheider in der Seitenansicht direkt auf den Antriebsmotor (4).
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4 ist ein Schnitt S-S von der Seitenansicht 3 und zeigt den gesamten Abscheider im Schnitt. Die Bereiche vom Abscheider werden wie flogt eingeteilt. Abschnitt I ist der Gaseintritt, V ist der Verdichter Bereich, K ist der Staubtrenner und Speicherbereich die Staubkammer (17). Mit O ist der Gasaustrittsbereich gekennzeichnet.
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Blatt 3 5 ist ein vergrößerter Schnitt durch die Staubkammer (17) Bereich K mit dem Reinigungsrohr (6) in der geschlossenen Position.
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6 ist ein vergrößerter Schnitt durch die Staubkammer (17) Bereich K mit dem Reinigungsrohr (6) in der offenen reinigenden Position.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgaseingangsrohr
- 2
- Befestigungsflansch und Riementrieb Schutz
- 3
- Antriebsmotor
- 4
- Verdichterkegelrohr
- 5
- Gasaustrittsrohr
- 6
- Reinigungsrohr
- 7
- Dichtungslippe
- 8
- Riemenscheibe
- 9
- Antriebsriemen
- 10
- Aufnahmewelle
- 11
- Lager-Abgaseingangsrohr
- 12
- Lagersitz-Abgaseingangsrohr
- 13
- Verdichter Turbinenrad 1
- 14
- Verdichter Turbinenrad 2
- 15
- Verdichter Turbinenrad 3
- 16
- Turbinenrad Gasaustrittsrohr
- 17
- Staubkammer
- 18
- Lager-Gasaustrittsrohr
- 19
- Lagersitz-Gasaustrittsrohr
- 20
- Teilchensensor
- 100
- Abscheider
- A
- Luft-Ansaugseite
- B
- Luft-Ausstoßseite
- C
- Reinigungs-Pressluft
- S
- Zeichnungsschnitt
- I
- Luftansaugteil
- V
- Verdichterteil
- K
- Speicher-Trennerteil
- O
- Luftausstoß
- P
- Pressluftbohrungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CH 397393 A [0002, 0005]
- DE 102012223983 A1 [0002, 0006]
- CH 409780 A [0002, 0007]
- EP 2201879 A2 [0002, 0008]
