DE1507842C - Fliehkraftstaubabscheider fur die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftstaubabscheider für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, in dem in gleichmäßiger Verteilung eine Mehrzahl von einzelnen Fliehkraftabscheidern nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet' ist .und die Staubaustragskegel der Fliehkraftabscheider in einer gemeinsamen Staubsammelkammer münden, die an ihrer tiefsten Stelle über eine sich über die Breite der Staubsammelkammer erstreckende schlitzförmige öffnung mit einer Staubabsaugkämmer und einem Staubabsaugstutzen verbunden ist, mit dem der Fliehkraftstaubabscheider an ein Absauggebläse anschließbar ist. ,

Bei einem bekannten Fliehkraftstaubabscheider der genannten Art ist als Absauggebläse ein Ejektor vorgesehen, dessen Ansaugquerschnitt an einem Ende der schlitzförmigen öffnung angeordnet ist.

Bei Verwendung derartiger Staubabscheider in Fahrzeugen wird eine möglichst kompakte Bauweise gefordert. Um diese kompakte Bauweise zu erreichen, ist es notwendig, eine große Vielzahl von Fliehkraftabscheidern in einem möglichst kleinen Raum unterzubringen. Bei einer sehr dichten Anordnung einer Vielzahl von Staubabscheidern kommt es zwangläufig zu einer gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen Fliehkraftabscheider und zu recht unterschiedlichen Wirkungsgraden zwischen

ίο den einzelnen Abscheidern.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zu schaffen, mit denen bei einer sehr dichten Anordnung der einzelnen Fliehkraftabscheider ein möglichst gleichmäßiger Wirkungsgrad aller einzelnen Fliehkraftabscheider erzielt wird, wobei gleichzeitig gefordert ist, einen möglichst konstanten Wirkungsgrad über den gesamten Bereich der spezifischen Belastung einer Brennkraftmaschine eingehalten wird. Es wird weiter ein möglichst hoher Entstaubungsgrad und die sofortige Abführung des abgeschiedenen Staubes gefordert.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Staubabsaugkammer als Kanal mit konstanter Luftgeschwindigkeit ausgebildet ist und daß die schlitzförmige öffnung durch gleichmäßig über die Breite verteilte Schlitze gebildet ist, deren Querschnitt so festgelegt ist, daß die Luftgeschwindigkeit in den Schlitzen auf etwa 16 bis 20 m/sec ansteigt.

Bei einem Fliehkraftstaubabscheider, bei dem die einzelnen Fliehkraftabscheider im wesentlichen mit waagerechter Achse angeordnet sind, ist die Staubabsaugkammer vorzugsweise an den den Auslassen · der Fliehkraftabscheider gegenüberliegenden Wand der Staubsammelkammer nach oben geführt, wobei er in etwa halber Höhe in den sich im wesentlichen in Achsrichtung der Fliehkraftabscheider erstreckenden Staubabsaugstutzen ausläuft.

Bei einem Fliehkraftstaubabscheider, bei welchem das Gehäuse im Querschnitt senkrecht zu den Achsen der Fliehkraftabscheider im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist, sollen die Absaugschlitze zweckmäßig längs einer geraden Kante des Gehäuses angeordnet sein.

Fliehkraftstaubabscheider gemäß der Erfindung erreichen einen sehr hohen Entstaubungsgrad, der sich über den gesamten Bereich der spezifischen Belastung nur wenig ändert und der dem Entstaubungsgrad entspricht, der mit einem Fliehkraftstaubabscheider nach einem älteren Vorschlag erreichbar ist, bei dem eine Mehrzahl von Fliehkraftstaubabscheider über Blenden angepaßt an eine gemeinsame Absaugleitung angeschlossen ist. ...

Ein weiterer Vorteil des .erfindungsgemäßen Fliehkraftstäubabscheiders besteht darin, daß er auch bei Anfall fasriger Stoffe sehr störunanfällig ist und daß die abgeschiedenen Stoffe sofort nach ihrer Abscheidung vollständig aus dem Staubabscheider ausgetragen werden. Dies ist besonders wichtig, wenn derartige Staubabscheider in Fahrzeugen eingebaut werden, die für den Einsatz in atomstaubverseuchten Gebieten bestimmt sind. Es kann hier nicht zur Anhäufung von radioaktivem Staub und damit zur Bildung verstärkter Strahlenquellen innerhalb des Fahrzeuges kommen.

Auf Grund des hohen Entstaubungsgrades können Fliehkraftstaubabscheider gemäß der Erfindung auch in Belüftungsanordnungen für geschlossene

Räume, insbesondere geschlossene Räume von Fahrzeugen, verwendet werden, die für den Einsatz in atomverseuchten Gebieten bestimmt sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Fliehkraftstaubabscheider gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Ansicht auf die Absaugseite des Fliehkraftstaubabscheiders, wobei die linke Hälfte längs der Linie A-B in F i g. 1 geschnitten ist;

F i g. 3 zeigt einen Fliehkraftabscheider, wie er in einem Fliehkraftstaubabscheider gemäß der Erfindung Verwendung findet, zur Hälfte im Längsschnitt;

Fig.4 zeigt das gesonderte Auslaßrohr des Fliehkraftabscheiders nach F i g. 3 mit dem Leitapparat;

F i g. 5 zeigt ein Diagramm der verschiedenen Parameter eines Fliehkraftstaubabscheiders gemäß der Erfindung.

Der in der Zeichnung dargestellte Fliehkraftstaubabscheider ist als Luftfilter für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen oder für die Belüftung geschlossener Räume, insbesondere geschlossener Fahrzeugräume, bestimmt.

Der Fliehkraftstaubabscheider weist eine Luftein-Iaßkammer2 mit einem Ansaugstutzen 4, eine Luftabsaugkammer 6 mit einem Absaugstutzen 8 und eine Staubsammelkammer 10 mit einme Staubabsaugstutzen 12 auf. Die Lufteinlaßkammer 2 ist durch eine Trennwand 14 von der Luftabsaugkammer6 und durch eine Trennwand 16 von der Staubsammelkammer 10 getrennt.

Durch die Lufteinlaßkammer 2 ist eine Vielzahl von Fliehkraftabscheidern 18 hindurchgeführt, die mit ihrem Auslaßrohr 20 dichtend durch Öffnungen in der Trennwand 14 und mit ihrem Staubaustragskegel 22 dichtend durch die Trennwand 16 hindurchgeführt sind. Wie aus Fig.2 ersichtlich, hat das Gehäuse etwa rechteckigen Querschnitt, und die Fliehkraftabscheider 18 sind gleichmäßig über den Querschnitt verteilt. Die Öffnungen der Staubaustragskegel münden jeweils frei in die Staubsammelkammer 10. An der tiefsten Stelle der Staubsammelkammer 10 sind über die Breite des Abscheiders verteilt Schlitze 24 angebracht, die die Verbindung zu einem Staubabsaugkammer 26 herstellen, der strömungsgünstig so ausgebildet ist, daß über seine ganze Breite im wesentlichen konstante Luftgeschwindigkeiten auftreten. An die Staubabsaugkammer 26 ist der Staubabsaugstutzen 12 angeschlossen, mit dem ein Absauggebläse in Verbindung steht.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines Fliehkraftabscheiders zur Verwendung in einem Fliehkraftstaubabscheider gemäß der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt, und zwar etwa in natürlicher Größe. Der Fliehkraftabscheider 18 weist einen sehr schlanken Staubaustragskegel 22 auf, der in der Nähe seines unteren Endes einen Flansch 28 trägt, der beispielsweise mit Gewindebohrungen zur Befestigung auf der Trennwand 16 versehen sein kann. Das axial angeordnete Auslaßrohr 30 hat an seinem oberen Ende einen Absatz 32, mit dem es in die Bohrung der Trennwand 14 einsetzbar ist. Durch die Anlage der Schulter dieses Absatzes 32 wird dabei die Dichtwirkung unterstützt. Das Auslaßrohr 30 trägt auf seinem äußeren Umfang einen Leitapparat in Form einer mehrgängigen Schraube 34, durch die die axial einströmende Luft in Rotation versetzt wird.

Die Staubabscheidung erfolgt einmal durch die Drallenergie und zum anderen durch das Gegenpotential der Staubabsaugung. Bei hoher spezifischer Belastung bewirkt die naturgemäß hohe Drallenergie den weitaus größten Teil der Staubabscheidung. Die Staubabscheidung durch das Gegenpotential der Staubabsaugung ist dagegen nur gering, da der statische Druckanteil des Gegenpotentials gegenüber dem dynamischen Druckanteil hoch ist.

Bei abnehmender spezifischer Luftbelastung sinkt die Drallenergie und damit auch ihr Druckanteil im Innern des Fliehkraftabscheiders 18. Der dynamisehe Druckanteil des Gegenpotentials der Staubabsaugung nimmt dabei immer mehr zu und übernimmt einen immer größeren Anteil der Staubabscheidung. Durch den Staubaustragskegel 22 wird der dynamische Druck weiter erhöht, so daß ein einwandfreier Austritt des abgeschiedenen Staubes gewährleistet ist. Bei Auslegung des Staubabsauggebiases muß auf die vorstehend beschriebenen Druckverhältnisse Rücksicht genommen werden.

Das starke Gegenpotential der Staubabsaugung verhindert eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Fliehkraftabscheider 18 durch die verschiedenen Druckverhältnisse im Leitapparat. Hierdurch wird ein gleichmäßig hoher Abscheidegrad der parallel geschalteten Fliehkraftabscheider 18 erreicht.

Durch die großen Staubeintritts- und -austrittsquerschnitte sind die Fliehkraftabscheider 18 unempfindlich gegen Verstopfung durch gröbere Stäube und faseriges Material.

Durch den axialen Austritt des abgeschiedenen Staubes und durch den großen Austnttsquerschnitt ist es möglich, bei hohem Durchsatz infolge des hohen statischen Druckanteils der Staubabsaugung bei hoher Drallenergie bzw. bei niedrigerem Durchsatz infolge des hohen dynamischen Druckanteils der Staubabsaugung und der niedrigen Drallenergie einen sich über einen großen Durchsatzbereich nur wenig ändernden Entstaubungsgrad zu erreichen (s.Kurve 1 in Fig.5). Bei der Ausbildung der Staubsammelkammer 10 ist zu beachten, daß der Querschnitt der Staubsammelkammer 10 sich in Richtung der Schlitze stetig vergrößert. Die Absaugegeschwindigkeit in den Schlitzen 24 beträgt vorzugsweise zwischen 16 und 20 m/sec. Bei größeren Absaugegeschwindigkeiten verringert sich der statisehe Druckanteil in der Staubsammelkammer und damit im Innern der Fliehkraftabscheider infolge des hohen dynamischen Druckverlustes in den Schlitzen und bewirkt eine Verschlechterung des Entstaubungsgrades. Bei zu niedriger Absaugegeschwindigkeit wird der Staub vom Boden der Staubsammelkammer 10 nicht schnell genug abgeführt, so daß ein Verstopfen der sich in Bodennähe befindlichen Abscheider eintreten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftstaubabscheider für die Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, in dem in gleichmäßiger Verteilung eine Mehrzahl von einzelnen Fliehkraftabscheidern nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet ist und die Staubaustragskegel der Fliehkraftabscheider in einer gemeinsamen Staubsammelkammer münden, die an ihrer tiefsten Stelle über eine sich über die Breite der Staubsammelkammer erstreckende schlitzförmige öffnung mit einer Staubabsaug-.kammer und einem Staubabsaugstutzen verbunden ist, mit dem der Fliehkraftstaubabscheider an ein Absauggebläse anschließbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Staubabsaugkammer (26) als Kanal mit konstanter Luftgeschwindigkeit ausgebildet ist und daß die schlitzförmige öffnung durch gleichmäßige über die Breite verteilte Schlitze (24) gebildet ist, deren Querschnitt so festgelegt ist, daß die Luftgeschwindigkeit in den Schlitzen (24) auf etwa 16 bis 20 m/sec ansteigt.

2. Fliehkraftstaubabscheider nach Anspruch 1, bei dem die einzelnen Fliehkraftabscheider im wesentlichen mit waagerechter Achse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubabsaugkammer (26) an den den Auslassen (22) der Fliehkraftabscheider (18) gegenüberliegenden Wand der Staubsammelkammer (10) nach oben geführt ist und etwa in halber Höhe in den sich im wesentlichen in Achsrichtung der Fliehkraftabscheider (18) erstreckenden Staubabsaugstutzen (12) ausläuft.

3. Fliehkraftstaubabscheider nach Anspruch 1, bei welchem das Gehäuse im Querschnitt »senkrecht zu den Achsen der Fliehkraftabscheider im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugschlitze (24) längs einer geraden Kante des Gehäuses angeordnet sind.