DE2000827A1 - Dry air purifier - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen trocken arbeitenden Luftreiniger mit einem allgemein zylindrischen Gehäuse, in dem eine allgemein zylindrische Filterelementanordnung montiert ist, die mit dem Gehäuse einen Ringraum begrenzt, wobei das Gehäuse und die Filterelementanordnung so ausgebildet sind, daß der Luft in dem Ringraum eine wendelförmige Drallbewegung erteilt und dadurch der Staub in dem Gehäuse auswärts zu einer Abgabeeinrichtung zentrifugiert wird.The invention relates to a dry working air cleaner having a generally cylindrical housing in which a generally cylindrical filter element arrangement is mounted, which with the housing delimits an annular space, the housing and the filter element arrangement being designed so that the air in the annular space gives a helical swirl movement and thereby centrifuging the dust in the housing outward to a dispenser.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der USA-Patentschrift 3 319 404 beschrieben. Sie hat den Nachteil eines insgesamt niedrigen Wirkungsgrades der Reinigung, insbesondere der Vorreinigung, so daß zur Wertung bzw. Instandhaltung verhältnismäßig häufig aufwendige Arbeiten erforderlich sind, die kostspielige Betriebsunterbrechungen verursachen können.A device of this type is described in U.S. Patent 3,319,404. It has the disadvantage of an overall low cleaning efficiency, in particular the pre-cleaning, so that relatively often expensive work is required for valuation or maintenance, which can cause costly business interruptions.
Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen derartigen Luftreiniger mit einer verbesserten Vorrichtung zum Austragen von Staub und anderen Fremdstoffteilchen zu versehen.A primary object of the invention is to provide such an air cleaner with an improved device for removing dust and other foreign matter particles.
Ein Luftreiniger der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Staubaustragvorrichtung mit einer Staubaustragöffnung, die mit dem Ringraum zwischen dem Gehäuse und der Filterelementanordnung in Verbindung steht, durch eine Luftfördereinrichtung, die an der Staubaustragöffnung eine Saugwirkung erzeugt und durch einen motorischen Antrieb für die Luftfördereinrichtung.An air cleaner of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention by a dust discharge device with a dust discharge opening which is connected to the annular space between the housing and the filter element arrangement, an air conveying device which generates a suction effect at the dust discharge opening and a motor drive for the air conveying device.
Die Erfindung schafft somit einen trocken arbeitenden Luftreiniger mit einem allgemein zylindrischen Gehäuse, das am einen Ende eine Lufteintrittsöffnung und am anderen Ende eine Austrittsöffnung für Reinluft hat. Das Gehäuse ist so ausgebildet, daß es der darin befindlichen Luft eine wendelförmige Drallbewegung erteilt, so daß Staubteilchen auswärts zentrifugiert werden. In dem Gehäuse ist eine allgemein zylindrische, ringförmige Filterelementanordnung zentral angeordnet. Der Luftreiniger besitzt ferner eine Staubaustragvorrichtung, die eine Staubaustragöffnung, eine an der Staubaustragöffnung eine Saugwirkung erzeugende Luftfördereinrichtung und einen motorischen Antrieb für die Luftfördereinrichtung aufweist.The invention thus provides a dry air cleaner with a generally cylindrical housing which has an air inlet opening at one end and an outlet opening for clean air at the other end. The housing is designed in such a way that it gives the air contained therein a helical swirl movement, so that dust particles are centrifuged outwards. There is one general in the housing cylindrical, annular filter element arrangement arranged centrally. The air cleaner also has a dust discharge device which has a dust discharge opening, an air conveying device generating a suction effect at the dust discharge opening, and a motor drive for the air conveying device.
Der vollkommen trockene arbeitende Luftreiniger nach der Erfindung hat somit eine verbesserte Einrichtung zum Austragen von in der Luft suspendierten Staubteilchen, die durch eine Eintrittsöffnung in den Luftreiniger gesaugt worden sind. Er besitzt eine sehr hohe Staubkapazität. Die einströmende Luft wird zentrifugiert und mehreren Filtriervorgängen unterworfen, wobei in jedem Filtriervorgang verschieden große Staubteilchen entfernt werden. Der erfindungsgemäße Luftreiniger hat eine große Lebensdauer und arbeitet mit hohem Wirkungsgrad, indem er die Staubteilchen schon während einer Vorreinigung aus einer Staubaustragöffnung ausbringt und bewirkt, daß die Luft in einer wendelförmigen Bewegung bis zu der Reinluftaustrittsöffnung durch das Gehäuse strömt. Dabei erfordert er nur minimale Instandhaltung.The completely dry operating air cleaner of the invention thus has an improved means for removing airborne dust particles which have been drawn into the air cleaner through an inlet opening. It has a very high dust capacity. The incoming air is centrifuged and subjected to several filtering processes, whereby dust particles of different sizes are removed in each filtering process. The air cleaner according to the invention has a long service life and works with high efficiency in that it discharges the dust particles from a dust discharge opening during a pre-cleaning process and causes the air to flow through the housing in a helical motion up to the clean air outlet opening. It only requires minimal maintenance.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung hervor. Darin zeigt:Further features and advantages of the invention can be found in FIG The following description of an embodiment based on the drawing emerges. It shows:
Fig. 1 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einen erfindungsgemäßen Luftreiniger mit einer Staubaustragvorrichtung,1 shows a side view, partly in section, of an air cleaner according to the invention with a dust discharge device,
Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch die Staubaustragvorrichtung undFig. 2 shows a section through the dust discharge device and on a larger scale
Fig. 3 eine Stirnansicht zu Fig. 1.FIG. 3 shows an end view of FIG. 1.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eines trocken arbeitenden Luftreinigers 10 gemäß der Erfindung besitzt ein allgemein zylindrisches Gehäuse 12, in dem eine allgemein zylindrische Filterelementanordnung 14 montiert ist. Das zylindrische Gehäuse 12 hat vorzugsweise an einem Ende eine tangential angeordnete Lufteintrittsöffnung 16 und am anderen Ende eine zentral oder axial angeordnete Reinluft-Austrittsöffnung 18. Längs des Bodens des Gehäuses 12 ist eine Staubaustragvorrichtung 20 angeordnet, die zum Austragen von Staub und anderen Fremdkörperteilchen dient.The illustrated embodiment of a dry air cleaner 10 in accordance with the invention has a generally cylindrical housing 12 in which a generally cylindrical filter element assembly 14 is mounted. The cylindrical housing 12 preferably has a tangentially arranged air inlet opening 16 at one end and a centrally or axially arranged clean air outlet opening 18 at the other end. A dust discharge device 20 is arranged along the bottom of the housing 12, which is used to discharge dust and other foreign matter particles.
Das Gehäuse 12 und die Filterelementenanordnung 14 sind so im Abstand voneinander angeordnet, daß im Innern des Gehäuses ein Ringraum 22 vorhanden ist. Da die EintrittsöffnungThe housing 12 and the filter element arrangement 14 are arranged at a distance from one another such that an annular space 22 is present in the interior of the housing. As the inlet opening
16 tangential angeordnet ist, strömt die Luft in das Gehäuse 12 entlang seinem Umfange ein, so daß in dem Ringraum 22 eine wendelförmige Drallbewegung erzeugt wird. Durch diese Bewegung werden der Staub und andere Teilchen zu der Wand des Gehäuses 12 hin zentrifugiert, von wo sie in die Staubaustragvorrichtung 20 austreten.16 is arranged tangentially, the air flows into the housing 12 along its circumference, so that a helical swirl movement is generated in the annular space 22. This movement centrifuges the dust and other particles towards the wall of the housing 12, from where they exit into the dust discharge device 20.
Gemäß Fig. 1 kann die Filterelementanordnung 14 aus einem innen angeordneten Kern 24 bestehen, der von einem geeigneten Filtermaterial 26 umgeben ist. Das Filtermaterial kann von einer perforierbaren, äußeren Abschirmung 28 aus Blech umgeben sein. Auf das Ende der Filterelementanordnung 14 ist vorzugsweise eine Endkappe 30 aufgesetzt. Man kann eine Dichtung 32 vorsehen, die an einer ebenen Fläche einer ringförmigen Endscheibe 34 des Gehäuses angreift.According to FIG. 1, the filter element arrangement 14 can consist of an internally arranged core 24 which is surrounded by a suitable filter material 26. The filter material can be surrounded by a perforable, outer shield 28 made of sheet metal. An end cap 30 is preferably placed on the end of the filter element arrangement 14. A seal 32 can be provided which engages a flat surface of an annular end plate 34 of the housing.
Das Gehäuse 12 kann an seinem Eintrittsende mit einer zylindrischen Abschirmung 35 versehen sein, die ein geeignetes Stück weit in das Gehäuse hineinragt, aber etwas größer ist als das Filterelement 14, so daß es im Abstand 36 von ihm angeordnet ist. Die Abschirmung 35 verhindert, daß die einströmende, schmutzige Luft direkt auf das Filterelement 14 auftrifft. Die Zuluft wird vielmehr im Abstand 36 von dem Filterelement 14 geführt, so daß dieses in seiner ganzenThe housing 12 can be provided at its inlet end with a cylindrical shield 35 which projects a suitable distance into the housing, but is somewhat larger than the filter element 14, so that it is arranged at a distance 36 from it. The shield 35 prevents the inflowing, dirty air from impinging directly on the filter element 14. Rather, the supply air is guided at a distance 36 from the filter element 14 so that this is in its entirety
Länge ausgenutzt werden kann. Vorzugsweise ist die Eintrittsöffnung 16 wie im Ausführungsbeispiel tangential, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Beispielsweise kann die Eintrittsöffnung 16 einen axialen Ringraum am linken Ende des Gehäuses 12 bilden oder radial auf der Seite des Gehäuses angeordnet sein, wobei innen Leitschaufeln oder Leitflächen vorgesehen sind, die der schmutzigen Luft eine tangentiale Drallbewegung erteilen.Length can be used. The inlet opening 16 is preferably tangential as in the exemplary embodiment, but this is not absolutely necessary. For example, the inlet opening 16 can form an axial annular space at the left end of the housing 12 or be arranged radially on the side of the housing, with guide vanes or guide surfaces being provided inside which impart a tangential swirling movement to the dirty air.
Mit Hilfe einer Schraube oder eines Stehbolzens 38 wird auf die Filterelemente 14 ein Axialdruck ausgeübt und die Dichtung 32 dichtend gegen die ringförmige Endscheibe 34 gedrückt. Man erhält dadurch an der Austrittsöffnung 18 einen dichten Abschluß.With the aid of a screw or a stud bolt 38, an axial pressure is exerted on the filter elements 14 and the seal 32 is pressed against the annular end disk 34 in a sealing manner. This gives a tight seal at the outlet opening 18.
Die Reinluft-Austrittsöffnung 18 wird von einem Rohrstutzen gebildet, der von der Endscheibe 34 vorsteht und mit einem Motor oder einem anderen Luftverbraucher verbunden sein kann. In dem Ausführungsbeispiel befindet sich die Reinluftaustrittsöffnung 18 an dem der Eintrittsöffnung 16 entgegengesetzten Ende. Es versteht sich jedoch, daß die Anordnung dieser Öffnungen auch umgekehrt sein oder beide sich an demselben Ende befinden können. In Fig. 1 ist eine Halteeinrichtung 40 gezeigt, die beispielsweise die Form einesThe clean air outlet opening 18 is formed by a pipe socket which protrudes from the end plate 34 and can be connected to a motor or another air consumer. In the exemplary embodiment, the clean air outlet opening 18 is located at the end opposite the inlet opening 16. It will be understood, however, that the arrangement of these openings can be reversed or both can be located at the same end. In Fig. 1, a holding device 40 is shown, for example, the shape of a
Drahtbügels hat und das Filterelement 14 einwandfrei zentriert. Dieses Filterelement ist zur Reinigung oder zum Auswechseln herausnehmbar. Die Halteeinrichtung 40 ist in dem Ausführungsbeispiel im Inneren des Filterelements angeordnet. Sie könnte aber auch außen in Form einer ringförmigen Abschirmung oder einer Ringschulter oder mehrerer Haltevorsprünge ausgebildet sein. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, an dem geschlossenen Ende eine Halteeinrichtung vorzusehen, die das einwandfreie Zentrieren des Filterelements unterstützt.Has wire bracket and the filter element 14 is properly centered. This filter element can be removed for cleaning or replacement. In the exemplary embodiment, the holding device 40 is arranged in the interior of the filter element. However, it could also be designed on the outside in the form of an annular shield or an annular shoulder or a plurality of retaining projections. It has proven to be expedient to provide a holding device at the closed end, which supports the correct centering of the filter element.
Das Gehäuse 12 ist an seinem Austrittsende mit einer geeigneten Öffnung 42 für Staub, Schmutz oder andere Fremdstoffteilchen versehen. Gemäß Fig. 1 und 3 ist die Austragvorrichtung 20 in nächster Nähe der Öffnung 42 angeordnet. Über der Staubaustragöffnung 42 ist an dem Gehäuse ein Zwischen- oder Formstück 44 o. dergl. befestigt, beispielsweise angeschweißt. Das Gehäuse 12 kann von einer geeigneten Schelle 46 umgeben sein, die mit einem Befestigungselement 50 lösbar befestigt ist und dazu dient, die Staubaustragvorrichtung 20 in der richtigen Stellung festzuhalten.The housing 12 is provided at its outlet end with a suitable opening 42 for dust, dirt or other foreign matter particles. According to FIGS. 1 and 3, the discharge device 20 is arranged in close proximity to the opening 42. An intermediate or shaped piece 44 or the like is fastened, for example welded, to the housing above the dust discharge opening 42. The housing 12 can be surrounded by a suitable clamp 46 which is releasably fastened with a fastening element 50 and serves to hold the dust discharge device 20 in the correct position.
Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Staubaustragvorrichtung 20. Sie besitzt eine Staubaustragöffnung 52, eine Luftfördereinrichtung, die an der Öffnung 52 einen Sog erzeugt, und einen motorischen Antrieb für die Luftfördereinrichtung.2 shows details of the dust discharge device 20. It has a dust discharge opening 52, an air conveying device which generates suction at the opening 52, and a motor drive for the air conveyor.
Die Öffnung 52 steht mit dem Ringraum 22 zwischen dem Gehäuse und der Filterelementanordnung in Verbindung und wird von der Ausnehmung 42 im Boden des Gehäuses 12, dem Zwischenstück 44 und dem oberen Teil eines Deckels 54 der Luftfördereinrichtung gebildet. Das Zwischenstück 44 und der Deckel 54 können durch einen Klemmring 56 dicht miteinander verbunden sein. Aus dem offenen unteren Ende 58 des Deckels 54 treten Staub und andere Fremdstoffteilchen in die Atmosphäre aus.The opening 52 communicates with the annular space 22 between the housing and the filter element arrangement and is formed by the recess 42 in the bottom of the housing 12, the intermediate piece 44 and the upper part of a cover 54 of the air conveying device. The intermediate piece 44 and the cover 54 can be tightly connected to one another by a clamping ring 56. Dust and other foreign matter particles escape from the open lower end 58 of the lid 54 into the atmosphere.
Die Luftfördereinrichtung, die zum Erzeugen einer Saugwirkung an der Öffnung 52 dient, ist vorzugsweise ein Gebläse oder ein Ventilator 60. Das Gebläse bzw. der Ventilator 60 kann in nächster Nähe der Öffnung 52 oder im Abstand von dem eigentlichen Luftreiniger 10 angebracht sein, sofern nur an der Öffnung 52 eine genügend starke Saugwirkung erzeugt wird. Ein mit einem oder zwei Laufrädern versehenes Turbogebläse, das von einem Elektromotor 62 angetrieben wird, wie er für Hilfseinrichtungen in Kraftfahrzeugen Verwendung findet, hat sich als gut brauchbar erwiesen.The air conveying device, which is used to generate a suction effect at the opening 52, is preferably a blower or a fan 60. The blower or the fan 60 can be mounted in close proximity to the opening 52 or at a distance from the actual air cleaner 10, if only a sufficiently strong suction effect is generated at the opening 52. A turbo fan provided with one or two impellers, which is driven by an electric motor 62, such as is used for auxiliary equipment in motor vehicles, has proven to be very useful.
Der Elektromotor 62 kann mit dem Gebläse bzw. dem Ventilator 60 durch eine Antriebswelle 64 verbunden sein. DerThe electric motor 62 can be connected to the blower or the fan 60 by a drive shaft 64. Of the
Antrieb wird durch eine geeignete Halteeinrichtung, die z.B. Platten 66 und 68, Schrauben 70, Muttern 72 und Schrauben 74 aufweist, in der richtigen Stellung gehalten.The actuator is held in position by suitable retaining means including, for example, plates 66 and 68, bolts 70, nuts 72 and bolts 74.
Nachstehend wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes beschrieben:The mode of operation of the subject matter of the invention is described below:
Die zu reinigende Luft wird durch die Eintrittsöffnung 16 in das Gehäuse 12 eingeführt und bewegt sich in einer Drallströmung zu der Reinluft-Austrittsöffnung 18 hin. Infolge dieser Drallströmung der Luft werden Staub-, Schmutz- und andere Fremdkörperteilchen zu dem Umfang des zylindrischen Gehäuses 12 hin zentrifugiert. Unter der Wirkung der Fliehkraft und der Schwerkraft bewegt sich der Staub durch die Öffnung 42 im Boden des Gehäuses 12 in die Staubaustragvorrichtung 20. Der übrige Staub wird entfernt, wenn die mit einer Drallbewegung strömende Luft durch die Filterelementanordnung 14 einwärtstritt. Danach strömt die reine Luft axial durch die Luftaustrittsöffnung 18 aus.The air to be cleaned is introduced into the housing 12 through the inlet opening 16 and moves in a swirl flow towards the clean air outlet opening 18. As a result of this swirling flow of air, dust, dirt and other foreign matter particles are centrifuged towards the circumference of the cylindrical housing 12. Under the effect of centrifugal force and gravity, the dust moves through the opening 42 in the bottom of the housing 12 into the dust discharge device 20. The remaining dust is removed when the air flowing with a swirling movement passes through the filter element arrangement 14. The pure air then flows out axially through the air outlet opening 18.
Die Staubaustragvorrichtung 20 bewirkt eine Luftströmung aus dem Innern des Gehäuses 12 in die Atmosphäre. Zum Erzeugen dieser Luftströmung muß das Gebläse bzw. der Ventilator 60 den Unterdruck überwinden, der im Gehäuse 12 durch die Wirkung des Luftverbrauchers erzeugt wird, an den der Luftreiniger angeschlossen ist. Dieser Luftverbraucher kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein. Der in den Luftreiniger 10 eingesaugte, in der Luft befindliche Staub wird von dem Luftstrom durch das Gebläse bzw. den Ventilator 60 getragen und dann an die Atmosphäre abgegeben.The dust discharge device 20 causes an air flow from the interior of the housing 12 into the atmosphere. To generate this air flow, the blower or fan 60 must overcome the negative pressure that is generated in the housing 12 by the action of the air consumer to which the air purifier is connected. This air consumer can be an internal combustion engine, for example. The airborne dust sucked into the air cleaner 10 is carried by the air flow through the blower or fan 60 and then released into the atmosphere.
Die Staubaustragvorrichtung 20 verbessert den Wirkungsgrad der Vorreinigung und erhöht die Staubkapazität des Luftreinigers 10. Infolge der erhöhten Staubkapazität des Luftreinigers haben dessen Teile eine längere Lebensdauer. Außerdem wird dank der Verwendung der erfindungsgemäßen Staubaustragvorrichtung 20 die Betriebszeit heraufgesetzt, nach der eine Reinigung oder Wartung der Teile des Luftreinigers erforderlich ist. Dadurch werden beträchtliche Kosten eingespart. Je häufiger nämlich der Luftreiniger gewartet werden muß, desto teurer sind seine Gesamtkosten.The dust discharge device 20 improves the efficiency of the pre-cleaning and increases the dust capacity of the air cleaner 10. As a result of the increased dust capacity of the air cleaner, its parts have a longer service life. In addition, thanks to the use of the dust discharge device 20 according to the invention, the operating time after which cleaning or maintenance of the parts of the air cleaner is required is increased. This saves considerable costs. The more frequently the air purifier has to be serviced, the more expensive its total cost.
Durch das erzwungene Austragen des Staubes über die Staubaustragöffnung 42 wird die von dem Filterelement 14 aufzunehmende Staubmenge herabgesetzt. Infolgedessen nimmt der Gesamtwirkungsgrad der Vorreinigung beträchtlich zu. Schon eine geringe Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorreinigung führt zu einer weiteren Verlängerung der Lebensdauer desBy forcing the dust to be discharged through the dust discharge opening 42, the amount of dust to be picked up by the filter element 14 is reduced. As a result, the overall pre-cleaning efficiency increases significantly. Even a slight increase in the efficiency of the pre-cleaning leads to a further extension of the service life of the
Filterelements und zu einer entsprechenden Herabsetzung des Arbeitsaufwandes zum Warten der Vorrichtung.Filter element and a corresponding reduction in the amount of work required to maintain the device.
In dem Ausführungsbeispiel befindet sich die Staubaustragöffnung 42 an der Seitenwand. Sie kann aber auch am Ende oder an einer Kante angeordnet sein.In the exemplary embodiment, the dust discharge opening 42 is located on the side wall. But it can also be arranged at the end or on an edge.
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