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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen gleichförmigen Profilstrang in Fliehkraftabscheidern oder Lüftungsgittern zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln aus der den Fliehkraftabscheider oder das Lüftungsgitter durchströmenden Luft, die die Form einer dreidimensionalen, flächigen Bau- und Montageeinheit aufweisen. Derartige Bau- und Montageeinheiten werden für Anlagen wie Lüftungen, Heizungen, Klimageräte und/oder Geräte zur Luftversorgung von Objekten, wie Maschinen, Motoren und dergleichen, auch für Anlagen, Maschinen und dergleichen in Fahrzeugen, insbesondere in Schienenfahrzeugen, verwendet. In diesen Fliehkraftabscheidern oder Lüftungsgittern sind vertikal angeordnete und parallel versetzte, ein Abscheidegitter bildende Profilstränge vorgesehen, die von der Luft angeströmt und in freien Querschnitten durchströmt werden und für die Abscheidung der Partikel Abscheidebereiche aufweisen, die im Sinne der Erfindung mindestens einen Auffangbereich umfassen, der den Effekt einer zyklonartigen Abscheidung bewirkt.
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Stand der Technik
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- – die angeströmte gleichförmige und im Querschnitt der in Strömungsrichtung verlaufenden Symmetrieachse unsymmetrische Profilstränge umfassen,
- – in denen der jeweils einförmige Profilstrang im Profilquerschnitt zyklonartig wirkende Auffangbereiche aufweist und
- – die im Zusammenwirken der ein-, durch- und ausströmenden Luft mit den zyklonartig wirkenden Profilausbildungen einen Fliehkraft-Zyklonabscheider darstellen.
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Diesen Lösungen lagen schon die Überlegungen zugrunde, die Effekte einer starken Beschleunigung und die Stauumlenkung vor einem strömungstoten Raum zur Erzeugung starker Fliehkräfte auf im Luftstrom befindliche Partikel wie bei üblich bekannten Zyklonabscheidern zu nutzen, um die den Fliehkraftabscheider oder das Lüftungsgitter durchströmende Luft mittels gekrümmter Wandungen zu einer extremen Richtungsänderung zu zwingen und neue Strömungsabläufe für die konstruktive Realisierung eines virtuellen Zykloneffektes mittels solcher Profilstränge herauszufinden, die einen hohen Abscheidegrad bewirken.
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So wurde gemäß der
DE 102004045608 B4 der Fliehkraftabscheider mit vertikal und parallel versetzt angeordneten, das Abscheidegitter bildenden Profilsträngen entwickelt, welche Profilstränge gleichförmig ausgebildet sind, deren Profilgeometrie im Querschnitt unsymmetrisch gestaltet ist und im durchströmten Fliehkraftabscheider mindestens einen zyklonartig ausgebildeten Bereich von ersten, zweiten, dritten, vierten zyklonartig wirkenden Auffangbereichen umfassen.
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Dieser jeweils angeströmte gleichförmige und im Querschnitt der in Strömungsrichtung verlaufenden Symmetrieachse unsymmetrische Profilstrang weist ein konvex gekrümmtes Zuströmprofil mit einer oberen ca. 45° nach innen abgelenkten Oberfläche, die in einer ersten Ablösekante endet, auf. Zwischen dem konvex ausgebildeten Zuströmprofil erstreckt sich im unteren Teil eine leicht flügelartig gewölbte Profilfläche, welche einerseits nach unten mit einer entgegengesetzt verlaufenden Profilzunge endet und andererseits nach oben in ein kastenähnliches Profil mit einer ersten und einer zweiten Profiloberfläche und dazwischen befindlicher Abschlusswand ausläuft. Im Profilquerschnitt befindet sich der vierte zyklonartige Auffangbereich, der in Strömungsrichtung offen oder konkav ausgebildet ist, wobei der erste zyklonartige Auffangbereich entgegen der Strömungsrichtung offen oder konkav ausgebildet verläuft.
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Die parallel zueinander angeordneten Profilstränge bilden dabei zunächst sich verringernde Einströmungsgebiete mit Einströmungsquerschnitten und anschließenden, um ca. 45° umgelenkten Kanalgebieten, die um die Profilzungen und ersten Ablösekanten geführt sind, und wiederum umgelenkt zu Diffusoren mit sich erweiternden Querschnitten, begrenzt durch die ersten und zweiten Profiloberflächen auslaufen.
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Dadurch werden im Zusammenwirken der ein-, durch- und ausströmenden Luft mit diesen Profilausbildungen im Fliehkraftabscheider erste Strömungsgebiete ausgebildet, in denen der beschleunigte Hauptstrom um ca. 45° abgelenkt wird, sodann der Hauptstrom entlang der Profilzungen in zweiten Strömungsgebieten wiederum um ca. 90° umgelenkt wird und in dritten Strömungsgebieten der nunmehr weitgehend gereinigte Hauptstrom in den durch die ersten und zweiten Profiloberflächen gebildeten Diffusoren expandiert.
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Die Bereiche der zweiten Strömungsgebiete zusammen mit den funktionell dazu gehörigen bzw. verbundenen mindestens vierten und ersten zyklonartigen Auffangbereichen (S7, S2) stellen Zyklone zur Abscheidung der Partikel dar und ein derartiger Fliehkraftabscheider umfasst insgesamt die funktionalen Merkmale eines Fliehkraft-Zyklonabscheiders.
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In weiterer Verfolgung einer vereinfachten konstruktiven Realisierung des virtuellen Zykloneffektes wurde entsprechend der
DE 202007015147 U1 das Lüftungsgitter entwickelt, bei dem ein technologisch günstiger Profilstrang zur Anwendung gelangt, der in seinem Querschnitt gesehen flächige, zueinander abgewinkelte Schenkel mit verbesserten Ausbildungen zum Auffangen und Abscheiden der Partikel aufweist, und so einen hohen Abscheidungsgrad von flüssigen und festen Partikeln erreicht.
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Diese Profilstrange bilden im Lüftungsgitter zwischen Lufteintritt und Luftaustritt ebenfalls mindestens einen Abscheidebereich mit einer integrierten fliehkraft-virtuellen Zyklonabscheidung. Konstruktiv ist ein erster fliehkraft-virtueller Zyklonabscheider in einem Scheitel zwischen den abgewinkelten Schenkeln des Profilstrangs vorgesehen.
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Ein zweiter fliehkraft-virtueller Zyklonabscheider kann am Ende eines abgewinkelten Schenkels des Profilstrangs vorgesehen werden. Die Ausbildung wird dadurch vervollkommnet, dass dem ersten fliehkraft-virtuellen Zyklonabscheider ein dessen zyklonartige Strömung antreibender und die Abscheidung unterstützender erster Nebenzyklon zugeordnet ist.
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Des Weiteren kann auch dem zweiten fliehkraft-virtuellen Zyklonabscheider ein dessen zyklonartige Strömung antreibender und die Abscheidung unterstützender zweiter Nebenzyklon zugeordnet werden. Neben besagten fliehkraft-virtuellen Zyklonabscheidern wird den Schenkeln ein Flügel zugeordnet, der einen die Wandungen des Profilstrangs umströmenden Flüssigkeitsfilm abführt.
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Derartige vorrangig für den Einsatz in Diesel-Lokomotiven entwickelte Fliehkraftabscheider und Lüftungsgitter realisierten bereits solche Zielstellungen, wie
- – reduzierte Einbautiefe,
- – geringeres Gewicht,
- – minimaler Druckverlust,
- – optimale Abscheideraten von Sand und Wasser,
- – niedrige Herstellkosten.
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Im Zuge der Entwicklung hat sich herausgestellt, dass die technischen Parameter von Fliehkraftabscheidern oder Lüftungsgitter einförmiger Profilstränge weiter verbessert werden müssen, und zwar im Hinblick einer optimalen konstruktiven Umsetzung des sich für die Abscheidung nützlich erwiesenen Zykloneffektes durch strömungsgünstig verbesserte Querschnitte. Somit sind insbesondere Anforderungen, wie
- – Eignung im Dacheinbau von Elektro-Lokomotiven nach standardgerechten und formgestalterischen Bedingungen oder Vorgaben,
- – Weitere Senkung der Herstellkosten,
- – weitere Erhöhung der Abscheideraten von Sand und Wasser und
- – Anwendungen für stationäre Anlagen
zu erfüllen.
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So mußte bei Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen bisher hingenommen werden, dass die Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter für die Luftentsorgung (Ausblasgitter) gegenüber denen für die Luftversorgung (Ansauggitter) in einem Objekt infolge der Strömungsverhältnisse größer zu dimensionieren, d. h. um ca. 30% größer zu bauen waren. Demnach erforderte eine diesbezügliche Ausstattung unterschiedliche Baugrößen mit den entsprechenden technologischen und formgestalterischen Nachteilen.
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Bedingt durch die primäre Funktion einer mittels der Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter realisierten Abscheidung wird Druck verloren. Es muß aber die z. B. zur Kühlung zugeführte Luftmenge wieder ausgeblasen werden. Besagter Druckverlust und die abzuführende Luftmenge erforderten im Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter als Ausblasgitter mehr freie Querschnitte für die Durchströmung und damit entweder eine größere Anzahl von Profilsträngen oder eine größere Dimensionierung der Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter. Zugleich besteht die formgestalterische Forderung, auch die äußere Ansicht der Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter mit der Funktion eines Ausblasgitters deren Erscheinungsbild der äußeren Ansicht der Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter mit der Funktion eines Ansauggitters anzugleichen. Zwangsläufig werden Ausblasgitter wie Ansauggitter ausgeführt, jedoch durch die infolge der entgegengesetzt angeströmten Profilstränge auftretenden ungünstigeren Strömungsverhältnisse in größerer Dimensionierung, d. h. in diesem Fall einer gößeren Breite und Anzahl von Profilsträngen des jeweiligen Ausblasgitters.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gleichförmigen Profilstrang in Fliehkraftabscheidern oder Lüftungsgitter zu schaffen, der unter Ausbildung strömungstechnisch veränderter Profilbereiche in seiner multiplen Anordnung im jeweiligen Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter verbesserte Werte und geringere Druckverluste sowie Eigengeräusche, hohe mechanische Stabilität und eine geringe Einbautiefe erreicht, und zwar mittels vereinfachender konstruktiver Umsetzung der Zyklonwirkung für die Abscheidung der Partikel, und zwar zur Angleichung der Strömungswerte und Baugrößen sowohl in der Funktion als Ansauggitter als auch in der Funktion als Ausblasgitter.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 6 gelöst.
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Entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geht die Erfindung von einem gleichförmigen Profilstrang für Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln aus der den Fliehkraftabscheider oder das Lüftungsgitter durchströmenden Luft nicht nur zur Luftversorgung, sondern auch zur Luftentsorgung von Objekten aus, in welchen Fliehkraftabscheidern oder Lüftungsgittern die Proflstränge vertikal angeordnet und parallel versetzt ein Abscheidegitter bilden, wobei
- • der Profilstrang im Querschnitt einer in Strömungsrichtung verlaufenden Symmetrieachse eine unsymmetrische Profilgeometrie aufweist,
- • jeder Profilstrang im Abscheidegitter mindestens einen Bereich mit einem Zyklonabscheider bildet,
- • der jeweils angeströmte Profilstrang ein konvex gekrümmtes Anströmprofil aufweist,
- • im Abscheidegitter zwischen den parallel zueinander angeordneten Profilsträngen in Strömungsrichtung verlaufende Einströmgebiete, Durchströmgebiete und Ausströmgebiete gebildet sind und
- • der Fliehkraftabscheider oder das Lüftungsgitter insgesamt die funktionalen Merkmale eines Fliehkraft-Zyklonabscheiders umfasst.
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Dieses als Stand der Technik schon offenbarte Prinzip wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 dadurch weiterentwickelt, dass
- a) das Anströmprofil einerseits über eine gewölbte erste Fläche in einer ersten Abrisskante einen ersten Steg überragend endet und andererseits über eine gewölbte zweite Fläche zum ersten Steg einen Abschluß im Bereich eines ersten Scheitels bildet,
- b) vom Bereich des ersten Scheitels sich ein in Bezug zu der Symmetrieachse und zum ersten Steg spitzwinklig verlaufende, strömungsleitender zweiter Steg anschließt, von dem sich in einem zweiten Scheitel abgewinkelt ein gegen die Strömungsrichtung konkav gewölbter erster Fügel erstreckt, der in einem (im Querschnitt gesehen) hakenförmig gebildeteten, die konvexe Wölbung fortsetzenden ersten Kragen mit einer zweiten Abrisskante endet, wobei die erste Abrisskante, der erste Steg, der zweite Steg und der gewölbte Flügel mit dem hakenförmig gebildeten ersten Kragen mit zweiter Abrisskante einen anströmbaren ersten Zyklonabscheider bilden,
- c) der zweite Steg sich bis zu einem dritten Scheitel fortsetzt, von dem sich einerseits ein erster Stegstummel versetzt in Richtung zum gewölbten ersten Flügel erstreckt, andererseits der zweite Steg in einem dritten Scheitel stumpfwinklig abgeknickt und in einem vierten Scheitel wiederum stumpfwinklig abgeknickt in eine den Profilstrang über seine Tiefe abschließende Wand übergeht, an die sich in einem fünften Scheitel ein spitzwinklig abgeknickter, konvex gewölbter zweiter Flügel mit einem hakenförmig gebildeten, die konvexe Wölbung fortsetzenden zweiten Kragen mit einer dritten Abrisskante anschließt, wobei der abgeknickt fortgesetzte zweite Steg, die Wand, der abgeknickte zweite Flügel mit dem hakenförmig gebildeten, zweiten Kragen mit dritter Abrisskante einen anströmbaren zweiten Zyklonabscheider bilden und
- d) die Wand mit einem sich in Richtung der Symmetrieachse oder in Strömungsrichtung erstreckenden, die durchströmende Luft stabilisierenden zweiten Stegstummel ausgebildet ist.
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Vorteilhaft gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik entsprechend
DE 102004045608 B4 (Fliehkraftabscheider) und
DE 202007015147 U1 (Lüftungsgitter) wird dadurch eine Optimierung sowohl hinsichtlich der Abscheidebereiche als auch der verbesserten Strömungsverhältnisse und Abscheideergebnisse erreicht.
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Der nachstehenden Diagramm-Vergleiche zu den bisherigen Ergebnissen (jeweils untere Kurve) verdeutlicht dies für die erfindungsgemäß (jeweils obere Kurve, neu) verbesserte Abscheidung fester Partikel wie Sand sowohl für die Korngrößen zwischen 106 μm und 150 μm als auch für die Korngrößen zwischen 355 μm und 425 μm:
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Erreicht werden diese Werte mit der multiplen Anordnung des oben beschriebenen neuen Profils im Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter, wonach
- a) durchströmte Bereiche eines geringsten freien Querschnittes zwischen den gewölbten ersten Flächen und den gewölbten zweiten Flächen,
- b) Bereiche zur Anströmung der ersten Zyklonabscheider,
- c) Bereiche zur Anströmung der zweiten Zyklonabscheider und
- d) Bereiche zwischen den ersten Stegstummeln zu den gewölbten zweiten Flügeln für die Abscheidung von Flüssigkeitsfilmen
gebildet werden.
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Für die Anwendung erfindungsgemäß ausgestatteter Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter in Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen zeitigten die erreichten Parameter der Strömung den überraschenden Erfolg, die Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter für die Luftentsorgung (Ausblasgitter) nun baugleich mit denen für die Luftversorgung (Ansauggitter) dimensionieren zu können. Somit kann die Erfindung zugleich eine Senkung der technologischen Kosten sowie eine Gewichtsreduzierung und Anforderungen der Standardisierung und des Designs realisieren.
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Demnach ist der Fliehkraftabscheider oder das Lüftungsgitter nach Anspruch 3 so ausgebildet, dass
- a) mindestens ein Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter für die Luftversorgung (Ansauggitter) und mindestens ein Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter für die Luftentsorgung (Ausblasgitter) in einem Objekt in einer baugleichen Dimensionierung angeordnet sind,
- b) das jeweilige in der Dimensionierung baugleiche Abscheidegitter ein Ansauggitter oder ein Ausblasgitter bildet, wobei
- c) einerseits die bei dem Ansauggitter in der Richtung der einströmenden Luft beaufschlagten originären Bereiche mit den Profilsträngen bei dem baugleich dimensionierten Ausblasgitter in Richtung der abzusaugenden Luft entgegengesetzt beaufschlagt sind, d. h., dass damit die originär durchströmten Bereiche eines geringsten freien Querschnittes zwischen den gewölbten ersten Flächen und den gewölbten zweiten Flächen zunächst luftabführende Ausströmbereiche bilden, und
- d) andererseits bei Eindringen von Partikeln, insbesondere flüssiges Medium wie Waschwasser in das baugleich dimensionierte Ausblasgitter die originären Bereiche mit den Profilsträngen gleichwirkend beaufschlagt sind, d. h., dass eindringende Partikel, insbesondere flüssiges Medium wie Waschwasser der originären Abscheidewirkung unterliegen.
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An Hand des folgenden Diagramms aus Versuchsreihen ist dargestellt, dass die Werte der Durchströmung für die die Luftversorgung bei einem Ansauggitter (ansaugen) sich praktisch mit denen der Durchströmung für die die Luftentsorgung bei einem Ausblasgitter (ausblasen) nahezu gleichen. Das rechtfertigt die aus der Erfindung überraschend gefundene Maßnahme, die Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter für die Luftentsorgung (Ausblasgitter) baugleich mit denen für die Luftversorgung (Ansauggitter) zu dimensionieren:
Gemäß Anspruch 4 können die gleichförmigen Profilstränge technologisch und strömungstechnisch günstig derart ausgeführt werden, dass der erste Scheitel einen abgerundeten, stumpfwinkligen Übergang zum zweiten Steg bildet, der den Lufthauptstrom strömungstechnisch unterstützt.
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Vorteilhaft bildet der zweite Zyklonabscheider nach Anspruch 5 mittels des dritten Scheitels, des vierten Scheitels und des fünften Scheitels einen druckverlustmindernden Abscheidebereich bildet.
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Schließlich ist es gemäß Anspruch 6 vorgesehen, mittels der ersten Stegstummel eine Druckrückgewinnung in den Bereichen der Abscheidung des Flüssigkeitsfilms zu bilden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen
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1 die Darstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten gleichförmigen Profilstrangs im Querschnitt für Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter, darunter gleichwirkend in spiegelbildlicher Ausführung,
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2 den Profilstrang nach 1 in seiner im Querschnitt dargestellten multiplen Anordnung im Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter mit den durchströmten Bereichen,
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3 einen Fliehkraftabscheider oder ein Lüftungsgitter mit gleichförmigen Profilsträngen, und zwar
- a) in bisherigen Anwendungen als größer bauendes, links dargestelltes Ausblasgitter gegenüber einem klein bauenden, rechts dargestellten Ansauggitter,
- b) in erfindungsgemäßen Ausführungen mit gleichbauendem, links dargestelltem Ausblasgitter entsprechend dem klein bauenden, rechts dargestellten Ansauggitter.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel, welches für Anlagen wie Lüftungen, Heizungen, Klimageräte und/oder Geräte zur Luftversorgung von Objekten, wie Maschinen, Motoren und dergleichen, auch für Anlagen, Maschinen und dergleichen in Fahrzeugen anwendbar ist, insbesondere für Schienenfahrzeuge, beschrieben.
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Gemäß 1 ist ein gleichförmiger Profilstrang 1.1 für Fliehkraftabscheider 1 oder Lüftungsgitter 1 zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln aus der durchströmenden Luft zur Luftversorgung von Objekten im Querschnitt dargestellt. Die Profilstränge 1.1 bilden der Länge nach vertikal angeordnet und parallel versetzt ein Abscheidegitter 1.2. Der Profilstrang 1.1 weist im Querschnitt eine zu einer in Strömungsrichtung verlaufenden, symbolisch dargestellten Symmetrieachse A eine unsymmetrische Profilgeometrie auf. Jeder Profilstrang 1.1 bildet im Abscheidegitter 1.2 einen Bereich mit einem Zyklonabscheider Z1 und einem Zyklonabscheider Z2. Der jeweils angeströmte Profilstrang 1.1 weist ein konvex gekrümmtes Anströmprofil 1.3 auf. Unter Hinweis auf 2 sind im Abscheidegitter 1.2 zwischen den parallel zueinander angeordneten Profilsträngen 1.1 in Strömungsrichtung verlaufende Einströmgebiete, Durchströmgebiete und Ausströmgebiete gebildet. Der Fliehkraftabscheider 1 oder das Lüftungsgitter 1 umfasst insgesamt die funktionalen Merkmale eines Fliehkraft-Zyklonabscheiders.
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Gegenüber dem eingangs dargestellten Stand der Technik weist der Profilstrang 1.1 eine derartige Ausbildung von strömungstechnisch-funktionell verschmelzenden Merkmalen auf,
- a) das Anströmprofil 1.3 einerseits über eine konvex gewölbte erste Fläche 1.3.1 in einer ersten Abrisskante 1.3.2 einen ersten Steg 1.3.3 überragend endet und andererseits über eine konvex gewölbte zweite Fläche 1.3.4 zum ersten Steg 1.3.3 einen Abschluß im Bereich eines ersten Scheitels 1.3.5 bildet,
- b) vom Bereich des ersten Scheitels 1.3.5 sich ein in Bezug zu der Symmetrieachse A und zum ersten Steg 1.3.3 spitzwinlig verlaufende, strömungsleitender zweiter Steg 2 anschließt, von dem sich in einem zweiten Scheitel 2.1 abgewinkelt ein gegen die Strömungsrichtung konkav gewölbter erster Flügel 2.2 erstreckt, der in einem – im Querschnitt gesehen – hakenförmig gebildeten, die konvexe Wölbung fortsetzenden ersten Kragen 2.2.1 mit einer zweiten Abrisskante 2.2.2 endet, wobei die erste Abrisskante 1.3.2, der erste Steg 1.3.3, der zweite Steg 2 und der gewölbte Flügel 2.2 mit dem hakenförmig gebildeten ersten Kragen 2.2.1 mit zweiter Abrisskante 2.2.2 einen anströmbaren ersten Zyklonabscheider Z1 bilden,
- c) der zweite Steg 2 sich bis zu einem dritten Scheitel 2.2.3 fortsetzt, von dem sich einerseits ein erster Stegstummel 2.2.4 versetzt in Richtung zum gewölbten ersten Flügel 2.2 erstreckt, andererseits der zweite Steg 2 in einem dritten Scheitel 2.2.3 stumpfwinklig abgeknickt und in einem vierten Scheitel 2.2.) wiederum stumpfwinklig abgeknickt in eine den Profilstrang 1.1 über seine Tiefe T abschließende Wand 3 übergeht, an die sich in einem fünften Scheitel 3.1 ein spitzwinklig abgeknickter, konvex gewölbter zweiter Flügel 3.2 mit einem hakenförmig gebildeten, die konvexe Wölbung fortsetzenden zweiten Kragen 3.3 mit einer dritten Abrisskante 3.3 anschließt, wobei der abgeknickt fortgesetzte zweite Steg 2, die Wand 3, der abgeknickte zweite Flügel 3.2 mit dem hakenförmig gebildeten, zweiten Kragen 3.3 mit dritter Abrisskante 3.4 einen anströmbaren zweiten Zyklonabscheider Z2 bilden und
- d) die Wand 3 mit einem sich in Richtung der Symmetrieachse A oder in Strömungsrichtung erstreckenden, die durchströmende Luft stabilisierenden zweiten Stegstummel 3.5 ausgebildet ist.
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Besagter zweiter Stegstummel 3.5 unterstützt einen stabilisierenden Strömungsverlauf, indem eine Wirbelbildung, vorzugsweise in der Funktion als Ansauggitter, vermieden wird.
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Demnach kann der erfindungsgemäß ausgeführte gleichförmige Profilstrang seine wesentlichen Fliehkraftfunktionen der Abscheidung in zwei Bereichen von Zyklonabscheidern optimieren.
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Der erste Scheitel 1.3.5 bildet einen abgerundeten, stumpfwinkligen Übergang zum zweiten Steg 2, der strömungstechnisch und technologisch vorteilhaft ist. Analog sind auch die zweiten bis fünften Scheitel 2.1, 2.2.3, 2.2.5, 3.1 sowie überhaupt strömungsrelevante oder Winkel-Bereiche gerundet auszuführen, wodurch weitere strömungstechnische Vorteile erreicht werden können.
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Entsprechend 2 sind derartig ausgeführte Profilstränge 1.1 im Fliehkraftabscheider 1 oder Lüftungsgitter 1 so angeordnet, daß
- a) durchströmte Bereiche B1 eines geringsten freien Querschnittes zwischen den gewölbten ersten Flächen 1.3.1 und den gewölbten zweiten Flächen 1.3.4,
- e) Bereiche B2 zur Ansströmung der ersten Zyklonabscheider Z1,
- f) Bereiche B3 zur Anströmung der zweiten Zyklonabscheider Z2 und
- g) Bereiche B4 zwischen den ersten Stegstummeln 2.2.4 zu den gewölbten zweiten Flügeln 1.3.4 für die Abscheidung von Flüssigkeitsfilmen gebildet werden.
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In der 3 ist in einem Vergleich a) zu b) schematisch veranschaulicht, daß erfindungsgemäß mit gleichförmigen Profilsträngen 1.1 ausgeführte Fliehkraftabscheider 1 für die Luftversorgung als Ansauggitter und für die Luftentsorgung als Ausblasgitter gemäß 3b) in einem Objekt in einer baugleichen, technologisch und gestalterisch vorteilhaften Dimensionierung angeordnet werden können, so daß
- e) das jeweilige in der Dimensionierung baugleiche Abscheidegitter 1.2 ein Ansauggitter oder ein Ausblasgitter bildet, wobei
- f) einerseits die bei dem Ansauggitter in der Richtung der einströmenden Luft beaufschlagten originären Bereiche B1, B2, B3, B4 mit den Profilsträngen 1.1 bei dem baugleich dimensionierten Ausblasgitter in Richtung der abzusaugenden Luft entgegengesetzt B4, B3, B2, B1 beaufschlagt sind, d. h., dass damit die originär durchströmten Bereiche B1 eines geringsten freien Querschnittes zwischen den gewölbten ersten Flächen 1.3.1 und den gewölbten zweiten Flächen 1.3.4 zunächst luftabführende Ausströmbereiche bilden, und
- g) andererseits bei Eindringen von Partikeln, insbesondere flüssiges Medium wie Waschwasser in das baugleich dimensionierte Ausblasgitter die originären Bereiche B1, B2, B3, B4 mit den Profilsträngen 1.1 gleichwirkend beaufschlagt sind, d. h., dass eindringende Partikel, insbesondere flüssiges Medium wie Waschwasser der originären Abscheidewirkung unterliegen.
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Mit diesem funktionalen Doppeleffekt wie „Ausblasgitter gleich Ansauggitter” plus funktional integriertem Effekt „Ausblasgitter mit Abscheidewirkung” wird letztlich der erfindungswesentliche Schritt gegenüber dem Stand der Technik schlüssig erkennbar.
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Die Aufgabenstellung der Erfindung, einen gleichförmigen Profilstrang in Fliehkraftabscheidern oder Lüftungsgittern zu schaffen, der unter Ausbildung strömungstechnisch veränderter Profilbereiche in seiner multiplen Anordnung im jeweiligen Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter verbesserte Werte und geringere Druckverluste sowie Eigengeräusche, hohe mechanische Stabilität und eine geringe Einbautiefe T erreicht, wird diese mittels vereinfachter konstruktiver Schaffung von zwei Zyklonabscheidern Z1, Z2 bei Angleichung der Strömungswerte und Baugrößen sowohl in der Funktion als Ansauggitter als auch in der Funktion als Ausblasgitter vorteilhaft gelöst. Somit sind auch die Anforderungen wie
- – Eignung im Dacheinbau von Elektro-Lokomotiven nach standardgerechten und formgestalterischen Bedingungen oder Vorgaben,
- – weitere Senkung der Herstellkosten,
- – weitere Erhöhung der Abscheideraten von Sand und Wasser und
- – Anwendungen für stationäre Anlagen
erfült.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftabscheider oder Lüftungsgitter
- 1.1
- gleichförmiger Profilstrang
- 1.2
- Abscheidegitter
- 1.3
- Anströmprofil
- 1.3.1
- gewölbte erste Fläche
- 1.3.2
- erste Abrisskante
- 1.3.3
- erster Steg
- 1.3.4
- gewölbte zweite Fläche
- 1.3.5
- erster Scheitel
- 2
- zweiter Steg
- 2.1
- zweiter Scheitel
- 2.2
- erster gewölbter Flügel
- 2.2.1
- erster Kragen
- 2.2.2
- zweite Abrisskante
- 2.2.3
- dritter Scheitel
- 2.2.4
- erster Stegstummel
- 2.2.5
- vierter Scheitel
- 3
- Wand
- 3.1
- fünfter Scheitel
- 3.2
- zweiter gewölbter Flügel
- 3.3
- zweiter Kragen
- 3.4
- dritte Abrisskante
- 3.5
- zweiter Stegstummel
- A
- Symmetrieachse
- Z1
- erster Zyklonabscheider
- Z2
- zweiter Zyklonabscheider
- B1
- Bereich des geringen freien Querschnitts
- B2
- Bereich der Einströmung in Z1
- B3
- Bereich der Einströmung in Z2
- B4
- Bereich der Abscheidung eines Flüssigkeitsfilms
- T
- Tiefe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004045608 B4 [0002, 0004, 0021]
- DE 202007015147 U1 [0002, 0009, 0021]
