DE2807386A1 - Vorrichtung zum abtrennen von schmutzteilchen aus einem gasstrom - Google Patents

Vorrichtung zum abtrennen von schmutzteilchen aus einem gasstrom

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DE2807386A1
DE2807386A1 DE19782807386 DE2807386A DE2807386A1 DE 2807386 A1 DE2807386 A1 DE 2807386A1 DE 19782807386 DE19782807386 DE 19782807386 DE 2807386 A DE2807386 A DE 2807386A DE 2807386 A1 DE2807386 A1 DE 2807386A1
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Wayne Lawrence Conner
William George Martin
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    • F02M35/02Air cleaners
    • F02M35/022Air cleaners acting by gravity, by centrifugal, or by other inertial forces, e.g. with moistened walls
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • B01D45/12Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
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Description

  • Die'Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen
  • von teilchenförmigen Verschmutzungen aus einem mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit axial strömenden Gasstrom. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise in Brennkraftmaschinen, Dieselkraftmaschinen, Strahltriebwerken, Turbinen od. dgl. erforderlich, wo die Zuführung von sauberer Luft oder einem anderen sauberen Gas erforderlich ist.
  • Es wurden bereits Zentrifugalkräfte dazu verwendet, um in Festkörperform befindliche Verschmutzungsteilchen aus einem axial strömenden Gasstrom zu beseitigen. Die bekannten Vorrichtungen machen es erforderlich, daß die Zentrifugalkraft verhältnismäßig groß ist, um die gewünschten Zwecke zu erreichen. Der sich daraus ergebende Abriebeffekt der Schmutzteilchen reduziert die Lebensdauer einer solchen Vorrichtung beträchtlich. Deswegen wurde das Verfahren zur Einführung von Zentrifugalkräften in den verschiedensten Zentrifugalkrafterzeugern häufig weitgehendst variiert. So leert beispielsweise die US-PS 3 517 821 einen Zentrifugalseparator mit einem ablenkenden Element, welches eine zentral angeordnete, sich in Achsrichtung erstreckende Nabe mit einer Vielzahl von im allgemeinen wendelförmigen Schaufeln aufweist, die sich radial nach außen erstrecken und von denen jede einen Sturz in der Hochdruckoberfläche aufweist. Ziel dieser verbesserten Ablenkelemente ist die Verbesserung der Wirksamkeit des Zentrifugalseparators. Auch nach der US-PS 3 895 930 veranlasst ein mit Schaufeln versehener Deflektor innerhalb des Zentrifugalseparators den einströmenden Luft-oder Gasstrom zur Einnahme einer wendelförmigen Spinn- oder Zyklonbewegung. Die von der Luft oder dem Gas mitgenommenen Schmutzteilchen, die verhältnismäßig schwer sind, werden zum Rand des Rohres infolge-derZentrifugalkraft des Wirbelstromes geschleudert, so daß die Luft von den Verschmutzungsteilchen in der Mitte des Rohres gereinigt wird.
  • Beide Arten von Zentrifugalseparatoren erreichen als Ergebnis des#Aufbaues des Generators eine vollständige Abtrennung der Verschmutzungsteilchen vom Gasstrom, jedoch ist, wie oben bereits dargestellt, die Lebensdauer einer solchen Vorrichtung wegen des Abriebes der Verschmutzungsteilchen auf der Innenoberfläche des Rohrgehäuses der Generatoren vergleichsweise kurz, was auch hinsichtlich der Außenoberflächen der ablenkenden Elemente gilt.
  • Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung mit einem im wesentlichen hohlen Gehäuse zur Aufnahme eines mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit axial strömenden Stromes verschmutzer Gase am Einlaßende vor. Ein geometrisch optimiertes Generatorglied ist koaxial innerhalb desGehäuses angeordnet und dient der Abtrennung der Schmutzteilchen vom Luft- oder Gasstrom, um diese Teilchen gegen die Gehäusewandung zu richten und dort zu halten, während das vergleichsweise saubere Gas durch ein auf der anderen Seite befindliches Auslaßende desGehäuses austritt, während die Schmutzteilchen durch einen Kanal entlassen werden, der mit der Gehäusewand in der Nähe dieses am anderen Ende befindlichen Auslasses in Verbindung steht.
  • Die Generatorgliedoberfläche ist geometrisch optimiert bezüglich der Geschwindigkeit und des Moments der Verschmutzungsteilchen, so daß die Teilchen sich selbst gegen die Gehäusewandung in der ersten Trennungsstufe richten. Dies erfolgt in einer ersten Phase dadurch, daß man auf die Axialgeschwindigkeit der Verschmutzungsteilchen eine radial Geschwindigkeitskomponente aufbringt, entweder als Ergebnis des Auftreffens der Teilchen auf das Generatorglied im ersten Stufenteil des Separators oder durch Auftreffen der Teilchen auf andere Teilchen, die bereits in Richtung der Außenwandung des Separatorgehäuses geriahtet sind. Durch das Moment der schwereren Teilchen werden die Verschmutzungsteilchen zur äußeren Schicht des Gas- oder Luftstromes gezwungen, wenn der Gas- oder Luftstrom sich der zweiten Phase des Separators nähert. Die zweite Phase des Separators besteht aus einer Vielzahl von Schaufeln, die über den Umfang auf dem Generatorglied angeordnet sind, welches die Teilchen dazu zwingt, beim Auftreffen auf diese Schaufeln einen Momentaustausch vorzunehmen. Der Zusammenprall mit den Schaufeln verstärkt in erheblichem Umfang die radiale Geschwindigkeitskomponente und induziert eine leicht tangentiale Komponente zur Geschwindigkeit des Teilchenstromes, so daß dadurch die schwereren Teilchen weiter nach außen in Richtung des Separatorgehäuses gezwungen werden und die schwereren Verschmutzungsteilchen zum äußersten Teil der Innenoberfläche des Separatorgehäuses gerichtet werden. Wenn der Gasstrom die zweite Phase des Generatorgliedes verlässt, dann ist die radiale Geschwindigkeit des Verschmutzungsteilchenvektors wesentlich größer als der axiale Geschwindigkeitsvektor als Ergebnis der Wirkungen der im Gasstrom montierten Schaufeln. Die Gasteilchen erfahren somit eine Vergrößerung des radialen Geschwindigkeitsvektors, jedoch ist wegen des beträchtlichen Massenunterschiedes zwischen den Teilchen und den Verschmutzungsteilchen die Wirkung dieses eingeführten Momentes verhältnismäßig unbedeutend und es erfolgt eine Trennung zwischen den Verschmutzungsteilchen und den Gasteilchen. Die dritte Stufe der Trennung umfasst wiederum ein geometrisch optimiertes Muster der Generatorgliedoberfläche zur Steigerung der Geschwindigkeit des Gasstromes, um erneut die leichteren Verschmutzungsteilchen vom Gasstrom ähnlich zu trennen, wie das in der Phase 1 erfolgt ist. Die leichteren Teilchen beschleunigen als Ergebnis einer Abnahme der Quer schnittsfläche, durch die Gas strömt und nehmen eine radiale Geschwindigkeitskomponente durch Auftreffen auf die geometrisch optimierte Oberfläche des Generators an. Diese Zunahme der radialen Geschwindigkeit führt zu einer zusätzlichen Trennung der leichteren Verschmutzungsteilchen vom Gasstrom, der über die dritte Stufe des Generators strömt. Wie in der ersten Trennstufe werden diese leichteren Teilchen in Richtung auf das innere Gehäuse des Separators gerichtet und das Massenmoment der Teilchen trägt die Verschmutzungsteilchen zur äußeren Wandung des Separators. Die Endtrennphase erhält man durch rasche Kontraktion des Gasstromes ohne Erteilung einer Strömungstrennung mit den Verschmutzungsteilchen. Dies ergibt sich wiederum als Ergebnis eines geometrisch optimierten Generatorgliedes, welches für den sauberen Gas- oder Luftstrom eine rasche Kontraktion und den Austritt durch einem am anderen Ende des Gehäuses befindlichen Auslaß ermöglicht, ohne daß es zu einer Strömungstrennung kommt. Die Verschmutzungsteilchen werden durch einen Kanal abgegeben, der mit der Gehäusewandung in der Nähe dieses abgewendeten Aus daß endes in Verbindung steht.
  • Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung einer Vorrichtung zur Trennung von festen Verschmutzungsteilchen von einem mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit in Achsrichtung strömenden Gasstromes.
  • Weiter erstrebt die Erfindung die Trennung von Verschmutzungsteilchen von einem Gasstrom durch Bewirkung eines Momentes der Verschmutzungsteilchen ohne Einführung einer Strömungstrennung statt durch Zentrifugalkraft, wie es bisher der Fall war.
  • Weiter richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer Vorrichtung zur Trennung von Verschmutzungsteilchen von einem Gasstrom durch Einführung sowohl eines tangentialen als auch radien Geschwindigkeitsvektors zu der axialen Einlaßgeschwindigkeit der Verschmutzungsteilchen durch Verwendung eines geometrisch optimierten Separatorgenerators.
  • Weiter richtet sich die Erfindung auf eine Trennung der Verschmutzungsteilchen mit hohem Wirkungsgrad und niedrigem Druckabfall im axial strömenden Gas.
  • Durch die Erfindung soll ferner die genannte Trennung durch Optimierung der geometrischen Beziehung zwischen Bestandteilen der Vorrichtung erreicht werden.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhard der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in Figi 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine bezüglich Fig. 1 von rechst gesehene Ansicht des Generatorgliedes; und in Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2 zur Wiedergabe der Winkelbeziehung zwischen Schaufel und Achse des Generatorgliedes.
  • Nach Fig. 1 enthält die Trennvorrichtung nach der Erfindung ein hohles Gehäuse, das allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist. Das Gehäuse 2 weist einen konischen Einlaufteil 4 mit einem Einlaß ende oder -Hals 6 zur Aufnahme eines mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit strömenden Axialgasstrom I auf. Das Gehäuse 2 enthält ferner einen ringförmigen Mittelteil 8 und einen ringförmigen Kappen- oder Auslaßteil 12. Der Mittelteil 8 ist in geeigneter Weise an einem Ende 10 mit dem Einlaßteil 4 und am anderen Ende 14 mit dem ringförmigen Kappen-oder Auslaßteil 12 verbunden.
  • Der AuslaBteil12 weist einen ringförmigen axialen Kanal 16 auf, durch den verhältnismäßig sauberes Gas G aus der Vorrichtung herausströmt. Er enthält ferner einen ringförmigen senkrecht dazu angeordneten Kanal 18, der mit der Wandung 12a des Auslaßteiles 12 in Verbindung steht, durch welchen die Verschmutzungsteilchen C aus der Vorrichtung in später noch näher zu beschreibender Weise austreten. Der Kanal 18 enthält eine Drosseldüse 20 zur Steuerung der Strömung.
  • Ein Generatorglied 22 ist axial innerhalb des Einlaß teiles 4 und eines Teiles des Mittelteiles 8 in der Nähe des Einlaßteiles 4 angeordnet. Das Generatorglied 22 enthält einen Hauptteil 24, der von einem Durchmesser am vorderen Ende 26 zum anderen größeren Durchmesser am hinteren Ende 28 optimiert ist und der Steuerung der Geschwindigkeit und des Momentes der über den Generatorseparator strömenden Verschmutzungsteilchen dient.
  • In ähnlicher Weise ist das hintere Ende 30 des Generatorgliedes 22 geometrisch optimiert, um die Geschwindigkeit des Gases zu steuern, das über den Separator vor dem Austritt aus dem Gehäuse durch den Kanal 16 strömt.
  • An einer vorbestimmten Stelle zwischen den Durchmessern 26 und 28 ist ein Ringrand 32 am Generatorhauptteil 24 befestigt. Diese Anordnung ist derart getroffen, daß der Rand 32 in geeigneter Weise in einer Rille 36 in den benachbarten Enden des Ein daß gehäuseteiles 4 und des Gehäusemittelteiles 8 sitzt. Zu diesem Zweck können das Generatorglied 22 und der Rand 32 ein einstückiges Guß- oder Maschinenbauteil sein oder es kann sich um getrennte Bauteile handeln, die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. Obwohl in der Zeichnung der Einlaßgehäuseteil 4, der Gehäusemittelteil 8 und der Auslaßgehäuseteil 12 als getrennte Bauteile dargestellt sind, kann das Gehäuse 2 auch aus einem einzigen Guß-' oder Bearbeitungsteil bestehen oder die verschiedenen Komponenten werden entsprechend dem Herstellungszweck ausgesucht, wobei dies jedoch für die vorliegende Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist.
  • In Fig. 2 sind Konstruktionseinzelheiten des ringförmigen Randes 32 wiedergegeben. Der Rand 32 weist eine Vielzahl von Schaufeln 34 auf, die im gleichen Winkelabstand um den Generatorkörper 24 angeordnet sind. Wie man aus Fig. 3 erkennt, sind die Schaufeln 34 unter einem Winkel D bezüglich der Achse des Randes 32 und des Generatorkörpers 24 angeordnet. Der Winkel D ist geometrisch so optimiert, daß man die gewünschten Tangentialgeschwindigkeits änderungen in dem Verschmutzungsteilchenstrom erhält, um diese Trennung der Verschmutzungsteilchen vom strömenden Gasstrom zu maximieren, wie es sich aus der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt.
  • Es ist selbstverständlich, daß die beschriebenen Bauteile des Erfindungsgegenstandes aus irgendeinem geeigneten metallischen oder nicht metallischen Werkstoff hergestellt werden können und daß kieses Material von dem Medium abhängt, für das die Vorrichtung verwendet werden soll, d.h. ob es sich um ein korrosives oder nicht korrosives Gas handelt bzw. ob Temperaturen und Drücke in dem System eine ausschlaggebende Rolle spielen.
  • Zum Zwecke der Erläuterung soll die Abtrennung von Verschmutzungsteilchen aus einem Gasstrom näher erläutert werden, wie sie während vierer besonderen Phasen auftritt, wenn das Gas in das Separatorgehäuse eintritt, es durchströmt und schließlich verläßt. In der ersten Phase erfahren die Verschmutzungsteilchen einen radialen Geschwindigkeitsvektor zur axialen Einlaßgeschwindigkeit. Damit beginnt die Abtrennung der Verschmutzungsteilchen von den Gasteilchen. Die zweite Phase sorgt dafür, daß die Verschmutzungsteilchen eine geringe tangentiale Geschwindigkeitskomponente erhalten und sorgt ferner für eine starke Vergrößerung der radialen Geschwindigkeitskomponente, die während der ersten Phase aufgenommen worden ist. Die dritte Phase sorgt wie die ersten Phase dafür, daß die leichteren Verschmutzungsteilchen einen radialen Geschwindigkeitsvektor bezüglich des axialen Geschwindigkeitsvektors annehmen und vom Gas getrennt werden, ohne daß eine Strömungstrennung der schwereren Verschmutzungsteilchen erfolgt. Die vierte oder Endphase ermöglicht es dem sauberen Gas sich vollständig von den Verschmutzungsteilchen zu trennen und durch den Auslaßkanal 16 auszutreten.
  • Im Betrieb tritt ein verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit aufweisender Strom verschmutzten Gases I in das Gehäuse 2 durch den Einlaßteil 4 ein, wie es durch den Pfeil I in Fig. 1 angedeutet ist. In dieser ersten Stufe der Trennung wird der Gasstrom rasch verzögert, wodurch die schwereren Verschmutzungsteilchen auf den Generatorkörper 24 auftreffen und als Ergebnis des Momentes dieser schwereren Teilchen das auftreffende Teilchen zurück in Richtung der anderen Wandung 4a des Einlaßteiles richtet. Darüber hinaus können die leichteren Teilchen entweder auf den Generatorkörper 24 auftreffen oder auf andere zurückgerichtete schwerere Teilchen um als Ergebnis ihres Momentes in Richtung des äußeren Gehäuseteiles 4a zurückgerichtet zu werden. Das Auftreffen dieser Teilchen auf die geometrisch optimierte Oberfläche des Generatorkörpers 24 führt dazu, daß die Teilchen eine Radialgeschwindigkeitskomponente annehmen, die senkrecht zu ihrer ursprünglichen axialen Einlaßgeschwindigkeit beim Eintritt in die Separatorvorrichtung steht.
  • Wenn das eintretende Gas aus der ersten Phase in die zweite Phase strömt, passiert es die Schaufeln 34, wodurch eine Momentenänderung auftritt. Die Verschmutzungsteilchen treffen auf die Schaufeln auf und infolgedessen wird die Radialgeschwindigkeitskomponente stark infolge der geometrischen Gestalt der Schaufeln und ihrer Relation zur Gasströmung durch den Separator vergrößert. Darüber hinaus wird eine leichte tangentiale Geschwindigkeitskomponente in dem Teilchenstrom induziert, wodurch die schwereren Teilchen weiter nach außen in Richtung der Wandung 8a des Mittelteiles gezwungen werden, während die Verschmutzungsteilchen sich selbst gegen die Innenwandung 8a des Mittelteiles anordnen. Die tangentiale Geschwindigkeitskomponente sorgt dafür, daß die Verschmutzungsteilchen eine leichte kreisförmige Bewegung annehmen, wenn sie längs der Innenwandung 8a des Mittelteiles 8 strömen, ohne daß es dabei zu einer Strömungstrennung kommt.
  • Beim Austritt aus der zweiten Phase wird das Gas wiederum leicht verzögert wegen des zunehmenden Querschnittes, den es nach dem Austritt aus den Schaufeln passieren muß. An dieser Stelle ergibt sich eine weitere Trennung als Ergebnis des Auftreffens auf die Oberfläche zwischen den Schaufeln und dem hinteren Durchmesser 28 des Generators. Wie in der ersten Phase wird die Oberfläche dieses Bereiches geometrisch optimiert, so daß die leichteren Verschmutzungsteilchen beschleunigt werden, um auf die Oberfläche aufzutreffen und eine radiale Geschwindigkeitskomponente zu ihrer axialen Geschwindigkeit aufzunehmen, so daß die leichteren Teilchen in Richtung der Innenwandung 8a des Mittelteiles 8 wandern, was zu einer weiteren Trennung der Verschmutzungsteilchen von der Gasströmung führt.
  • Die Endphase in dem Axialgasströmungsseparator ist durch den Bereich des Generatorkörpers 24 bestimmt, der hinter dem Durchmesser 28 und dem Ende des Generatorkörpers liegt.
  • Wiederum ist dieser Teil des Generatorkörpers geometrisch optimiert, damit sich der Gasstrom rasch zusammenzieht und verzögert, ohne daß es zu einer Strömungstrennung kommt. Die auf höhere Geschwindigkeit bleibenden Verschmutzungsteilchen, die inRichtung der Wandung 8a gerichtet sind, behalten ihre Richtung bei, während der verhältnismäßig saubere Gasstrom, der durch die geometrische Wirkung des Generatorkörperteiles 30 kontrahiert worden ist, in Richtung des Kanales 16 gerichtet wird und durch diesen, wie aus Fig. 1 ersichtlich austritt. Die Verschmutzungsteilchen C, die sich nunmehr in der Nähe der Wandung 8a befinden, treten durch einen Kanal 18 aus, der durch eine Drosseldüse 20 gedrosselt ist, wie es durch den Pfeil C in der Zeichnung angedeutet ist.
  • Aus der vorhergehenden Beschreibung des Erfindungsprinzips ergibt sich, daß die Trennung von Verschmutzungsteilchen vom eintretenden Gasstrom mit hohem Wirkungsgrad und geringem Druckanfall durch Optimierung der geometrischen Beziehung von Separatorbauteilen gemäß der Erfindung erreicht wird. Von besonderer Bedeutung bei der Einleitung der Trennung der Verschmutzungsteilchen vom Gasstrom sind die Winkel A und B des Generatorkörpers 24 des Generatorgliedes 22. In ähnlicher Weise ist der Winkel E des Generatorkörperteiles 30 wichtig für die Schaffung einer raschen Kontraktion des Gasstromes und für die Richtung des Saubergases durch den Kanal 16. In ähnlicher Weise ist der Schaufelwinkel D (Fig. 3) optimiert, um die richtige Tangentialgeschwindigkeitskomponente für die Verschmutzungsteilchen zu schaffen und damit die Wirkung der bekannten Vorrichtungen auszuschalten, bei denen Zentrifugalkräfte erzeugt werden, was beträchtlicbe Abriebwirkungen am Generator hervorruft. Außerdem sind die Beziehungen zwischen den Gehäuse- und Generatorabmessungen optimiert, um den Gasstrom zu verzögern und zu beschleunigen und damit eine Momentkontrolle der Verschmutzungsteilchen sicherzustellen.
  • Obwohl nur eine einzige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt und im einzelnen beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung darauf nicht beschränkt ist. Es lassen sich im Hinblick auf die Auslegung und Anordnung der einzelnen Bauteile verschiedene Änderungen vornehmen, ohne daß der Rahmen der Erfindung-verlassen wird.
  • L e e r s e i t e

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Abtrennen von Schmutzteilchen aus einem Gasstrom Zusatz zu Patent ....... (Patentanmeldung P 26 56 151.3) Patentansprüche: Öl Axialströmungsseparatorvorrichtung zur Abtrennung von schmutzungsteilen von einer mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstrom, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination oder Unterkombination folgender Merkmale: Ein rohrförmiges Gehäuse mit einem Einlaßteil an einem Ende, einem Auslaßteil am anderen Ende und einem dazwischen befindlichen Mittelteil; einem koaxial innerhalb des rohrförmigen Gehäuses montierten mit ihm zusammenwirkenden Generatorglied, bestehend aus: Einrichtungen zur Bildung einer ersten Strömungsbahn zur Erzeugung eines radialen Geschwindigkeitsvektors zu der verhältnismäßig hohen Einlaßaxialgeschwindigkeit der Verschmutzungsteilchen derart, daß der Gasstrom verzögert wird und die Verschmutzungsteilchen auf eine die erste Strömungsbahn begrenzende Vorrichtung derart gerichtet werden, daß das Moment der schwereren Verschmutzungsteilchen diese schwereren Verschmutzungs teilchen vom Generatorglied in Richtung des rohrförmigen Gehäuses richtet; Einrichtung zur Begrenzung einer zweiten Strömungsbahn stromabwärts von den Einrichtungen zur Begrenzung einer ersten Strömungsbahn, wobei die die zweite Strömungsbahn begrenzenden Einrichtungen den auf die Verschmutzungsteilchen Axialgeschwindig keit durch die die erste Strömungsbahn begrenzenden Mittel aufgebrachten radialen Geschwindigkeitsvektor verstärken, während die die zweite Strömungsbahn begrenzenden Einrichtungen die Gasströmung weiter beschleunigen und einen tangentialen Geschwindigkeitsvektor auf die Verschmutzungsteilchen Axial- und -Radialgeschwindigkeit aufbringen; Einrichtungen zur Begrenzung einer dritten Strömungsbahn in der Nachbarschaft der zweite Strömungsbahn begrenzenden Einrichtungen, wobei die die dritte Strömungsbahn begrezenden Einrichtungen einen radialen Geschwindigkeitsvektor auf die Verschmutzungsteilchen derart aufbringen, daß die Gasströmung beschleunigt wird und die Verschmutzungsteilchen auf die die dritte Strömungsbahn begrezenden Einrichtungen gerichtet werden, so daß das Moment der leichteren Verschmutzungsteilchen diese leichteren Verschmutzungsteilchen vom Generatorkörper weg und in Richtung des rohrförmigen Gehäuses richtet; Einrichtungen zur Begrenzung einer vierten Strömungsbahn stromabwärts von den die dritte Strömungsbahn begrenzenden Einrichtungen, wobei die die vierte Strömungsbahn begrenzenden Einrichtungen den Gasstrom rasch verzögern, ohne daß eine Strömungstrennung zwischen den Vershcmutzungsteilchen und dem verhältnismäßig sauberen Gasstrom auftritt; wobei der rohrförmige Gehäuseauslaßteil weiter umfasst: einen axial angeordneten Auslaß, der sich vom Auslaßteil weg erstreckt und das vergleichsweise saubere Gas entlässt; und einen sich vom Auslaßteil erstreckenden senkrecht dazu angeordneten Kanal, der mit dem Mittelteil des rohrförmigen Gehäuses zur Abgabe der Verschmutzungsteilchen in Verbindung steht.
  2. 2. Vorrichtung zur Abtrennung von Verschmutzungsteilchen von einem mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit axial strömenden Gasstrom, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination oder Unterkombination folgender Merkmale: Ein hohles Gehäuse mit einem entsprechend gestalteten Einlaßteil zur Aufnahme des axial strömenden Gases, einem ringförmigen Mittelteil, der an einem Ende mit dem Einlaßteil verbunden ist und einen ringförmigen Auslaßteil, der am anderen Ende des Mittelteiles angeschlossen ist; ein axial innerhalb des hohlen Gehäuses angeordnetes Generatorglied, dessen vorderer Teil innerhalb des Einlaßteiles sitzt und dessen rückwärtiger Teil innerhalb des Mittelteiles angeordnet ist, wobei der vordere Teil des Generatorgliedes so bemessen ist, daß er mit der Bemessung des Einlaßquerschnittes zusammenarbeitet, wobei der entsprechend bemessene vordere Einlaßteil zunehmend eine vorbestimmte Neigung zur raschen Verzögerung der Gasströmung aufweist, während die schwereren Verschmutzungsteilchen in Richtung der Wandung des Gehäuses beim Auftreffen auf dem vorderen Teil des Generatorteiles gerichtet werden und damit einen radialen Geschwindigkeitsvektor empfangen; eine Vielzahl von in Umfangsrichtung um das Generatorglied vor dessen hinterem Teil angeordneten Schaufeln, die unter einem vorbestimmten Winkel relativ zur Achse des Generatorgliedes angeordnet sind und einen geringfügigen tangentialen Geschwindigkeitsvektor auf die Strömung der Verschmutzungsteilchen übertragen; wobei der hintere Teil des Generatorgliedes in ansteigendem Sinne unter vorbestimmten relativ steilerem Anstieg als die Konfiguration des vorderen Teiles ausgebildet ist, so daß die leichteren Verschmutzungsteilchen auf diesen Teil auftreffen und einen radialen Geschwindigkeitsvektor annehmen, welcher die leichteren Teilchen auf die Wandung des Gehäuses richtet, wobei der hintere Teil des Generatorgliedes ferner in einem Konus mit einem vorbestimmten Scheitelwinkel endet zur raschen Kontraktion des Gasstromes ohne Strömungstrennung zwischen verhältnismäßig sauberem Gas und Verschmutzungsteilchen; wobei der hintere Teil des Generatorgliedes in ansteigendem Sinne unter einer vorbestimmten verhältnismäßig steileren Neigung als die Ausgestaltung des vorderen Teiles ausgebildet ist, so daß die leichteren Verschmutzungsteilchen auf diesen ausgebildeten Teil auftreffen und einen radialen Geschwindigkeitsvektor annehmen, der die leichteren Teilchen auf die Wandung des Gehäuses richtet, wobei der hintere Teil des Generatorgliedes ferner in einem Konus mit vorbestimmten Scheitelwinkel zur raschen Kontraktion des Gasstromes ohne Stromtrennung zwischen verhältnismäßig sauberen Gas und Verschmutzungsteilchen endet; und wobei der Auslaßteil einen axialen Kanal aufweist, der sich nach außen vom Auslaßteil erstreckt und durch den das verhältnismäßig saubere Gas austritt, und ferner ein sich nach außen vom Auslaßteil senkrecht dazu erstreckender Kanal vorgesehen ist, der mit der Wandung des Gehäuses in Verbindung steht und durch den die Verschmutzungsteilchen ausgetragen werden.
  3. 3. Vorrichtung zur Trennung fester Verunreinigungen von einem mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit strömenden Axialgasstrom, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination oder Unterkombination folgender Merkmale: Ein hohles Gehäuse zur Aufnahme des Gasstromes an einem Ende und zur Abgabe verhältnismäßig reinen Gases und abgetrennter Verschmutzungen am anderen Ende; ein axial innerhalb des Gehäuses angeordnetes Generatorglied mit einem ersten und einem zweiten Teil; wobei der erste Generatorgliedteil bezüglich des Gehäuses zur raschen Verzögerung des eintretenden Gasstromes ausgebildet ist und-das Auftreffen des Gasstromes auf den ersten Teil einen radialen Geschwindigkeitsvektor an den Verschmutzungsteilchen derart hervorruft, daß die Verschmutzungsteilchen in Richtung der Wandung des Gehäuses gerichtet werden; eine Vielzahl von Schaufeln über den Umfang vor dem zweiten Teil des Generatorgliedes und winkelig relativ zur Achse des Generators angeordnet ist, um einen tangentialen Geschwindigkeitsvektor auf die Verschmutzungsteilchen im Gasstrom zu übertragen; der zweite Generatorgliedteil bezüglich des Gehäuses so ausge bildet ist, daß weiter eine Radialgeschwindigkeit auf die Verschmutzungsteilchen übertragen wird, so daß die leichteren Verschmutzungsteilchen in Richtung der Wandung des zweiten Generatorteiles gerichtet werden, der weiter Einrichtungen zur Begrenzung einer Strömungsbahn zur raschen Kontraktion des Gasstromes aufweist; und daß andere Ende des Gehäuses einen sich in Achsrichtung erstreckt kenden Austrittskanal aufweist, durch den das verhältnismäßig saubere Gas austritt, während ein senkrechtdazu stehender Austrittskanal mit der Wandung des Gehäuses in Verbindung steht und die Verschmutzungsteilchen entlässt
  4. 4. Vorrichtung zur Trennung von festen Verschmutzungsteilchen von einem mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit strömenden Axialstrom, g e k e n n z e i c h n e t durch ein hohles Gehäuse; ein Generatorglied, das axial innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und über seinen Umfang eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die einen tangentialen Geschwindigkeitsvektor auf die durch die Schaufeln strömenden Teilchen aufbringt, ein Generatorglied, das bezüglich des Gehäuses so angeordnet ist, daß es den Gasstrom rasch verzögert und einen radialen Geschwindigkeitsvektor auf die Verschmutzungsteilchen beim Auftre#n auf das Generatorglied derart aufbringt, daß die schwereren Verschmutzungsteilchen in Richtung der Wandung des Gehäuses gerichtet werden, bevor der Gasstrom durch die Schaufeln läuft, und zum weiteren Aufbringen eines radialen Geschwindigkeitsvektors auf die leichteren Verschmutzungsteilchen, um die leichteren Verschmutzungsteilchen auf die Innenwandung des Gehäuses zu zwingen und den Gasstrom rasch zu kontrahieren, nachdem der Gasstrom die Schaufeln durchströmt hat; und wobei das Gehäuse einen ersten Kanal zum Austrag verhältnismäßg sauberen Gases aus dem Gehäuse und einen zweiten Kanal zum Austrag abgelenkter Verschmutzungsteilchen aus dem Gehäuse aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Gehäuse einem konfigurierten Einlaßteil und einen ringförmigen Auslaßteil aufweist; daß das Generatorglied einen ersten konfigurierten Teil vor den Schaufeln aufweist, der mit dem konfigurierten Einlaßteil in Verbindung steht, wobei die Konfiguration in zunehmendem Sinn bei vorbestimmter Neigung ausgebildet ist, um den Gasstrom rasch zu verzögern und die Verschmutzungsteilchen beim AuftrefFen auf das Generatorglied in Richtung der Wandung des Gehäuses zu zwingen, bevor der Gasstrom die Schaufeln passiert; wobei das Generatorglied ferner einen zweiten konfigurierten Teil hinter den Schaufeln aufweist, der mit vorbestimmter verhältnismäßig steilerer Neigung als die Neigung des ersten Teiles ausgebildet ist, um die leichteren Verschmutzungsteilchen in Richtung der Innenwand des Gehäuses zu richten, nachdem der Gasstrom die Schaufeln durchströmt hat; und wobei der zweite konfigurierte Teil in einem Konus mit einem vorbestimmten Scheitelwinkel zum raschen Kontrahieren des Gasstromes ausläuft.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Schaufebiunter einem Winkel relativ zur Achse des Generatorgliedes angeordnet sind, um einen tangentialen Geschwindigkeitsvektor auf das durch die Schaufeln strömende Gas aufzubringen, der von der vorbestimmten Neigung des konfigurierten Teiles,abhängig ist.
DE19782807386 1975-12-12 1978-02-21 Vorrichtung zum abtrennen von schmutzteilchen aus einem gasstrom Ceased DE2807386A1 (de)

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