DE3345069A1

DE3345069A1 - Centrifugal separator

Info

Publication number: DE3345069A1
Application number: DE19833345069
Authority: DE
Inventors: Franz Ing. Proksch; H. Prof. Dr. Wien Sockel; Johann Dipl.-Ing. Wantke
Original assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Current assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1984-07-12
Also published as: CH665135A5; ATA452682A; AT375843B; SE450210B; SE8306857D0; SE8306857L

Abstract

The invention relates to a centrifugal separator for removing dust, snow and water drops from the cooling air of an electric machine. The separator comprises a cylindrical casing, an air stream guide and a trap, having an annular cross-section attached to the cylindrical casing, for the impurities. In addition, an axial counter-current fan is arranged in the cylindrical casing and, on the air outlet side of this, the axial air stream guide is arranged. This has, on the one hand, at the air outlet side of the counter-current fan, radially three-dimensionally bent guiding vanes and, on the other hand, at the end guiding vanes bent in the opposite direction. The latter guiding vanes are attached in the interior to the cylindrical trap which has an annular opening. The curvature of the guiding vanes and the distance of the top guiding vanes to the opening of the trap is decisive for the efficiency. The advantage of the invention is a considerable improvement in the separation efficiency.

Description

Die Erfindung betrifft einen FliehkraftabscheiderThe invention relates to a centrifugal separator

zur Ausscheidung von Staub Schnee und Wassertropfen aus der Kühlluft für eine elektrische Maschine, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, einem Luft stromführungskörper und einem im Querschnitt kreisringförmigen am zylindrischen Gehäuse befestigtem Auffangbehälter für Staub, Schneeund Wassertropfen.to remove dust, snow and water droplets from the cooling air for an electrical machine, consisting of a cylindrical housing, a Air flow-guiding body and a circular cross-section on the cylindrical Container attached to the housing for dust, snow and water droplets.

Es sind schon seit Längerem Fliehkraftabscheider, die auch Zyklone genannt werden, bekannt. Der Hauptanwendungszweck der bekannten Fliehkraftabscheider ist die Entstaubung und Reinhaltung der Luft bei Feuerungen für feste Brennstoffe Weiters werden die heutigen Fliehkraftascheider auch zur Reinigung der Kühlluft für elektrische Maschinen verwendet.Centrifugal separators and cyclones have been around for a long time are known. The main purpose of the known centrifugal separators is the dedusting and keeping the air clean in furnaces for solid fuels Furthermore, today's centrifugal excavators are also used to clean the cooling air used for electrical machines.

Nachteilig bei allen bekannten Fliekhkraftabscheidern ist jedoch, daß sie einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen und die Druckminderung hoch ist Die Aufgabe der Erfindung besteht zahler darin, einen neuen Fliehkraftabscheider zu schaffen, der einen verbesserten Abscheidewirkungsgrad aufweist und bei dem der Druckverlust sehr gering ist Die Aufgabe der Erfindung tard somit dadurch gelöst, daß in dem zylindrischen Gehäuse ein axiales Gegenstroingebläse, bestehend aus zwei gageneinander rotierenden Lüftern, und an der Luftaustrittseite des Gegenstromgebläses der axiale Luftstromführungskörper vorgesehen ist, welcher einerseits bei der Luftaustrittseite des Gegenstromgebläses radial dreidimensional gekrümmte Leitschaufeln ausweist, die im zylindrischen Gehäuse befestigt sind und den Luftstrom spiralförmig um den Luftstronfubrungskörper ablenken und andererseits an seinem Ende radial dreidimensional entgegengesetzt gekrümmte Leitschaufeln aufweist, die innen an dem zylindrischen Auffangbehälter befestigt sind der oit dem zylindrischen Gehäuse verbunden ist und - eine kreisringförmige Öffnung in Richtung des Gegenstromgebläses aufweist und daß die Krümmung der Leitschaufeln und der Abstand zwischen den nahe dem Gegenstromgebläse angeordneten dreidimensional gekriimmten Leitschaufeln und der kreisringfö=ingen Öffnung im zylindrischen Auffangbehälter maßgebend für den Wirkungsgrad der Abscheidung ist. Es ist daher erstmals möglich, unabhängig von der Lufstrommenge und den auszuscheidenden Partikeln immer den selben Abscheidewirkungsgrad zu erzielen. Weiters kann auch nie die Gefahr des Unterbrechens des Kühlluftstrones, wie dies z.B. bei Filtern durch dessen Verlegung der Fall ist, auftreten. Außerdem werden die Verunreinigungen in der Kühlluft wie Staub, Schnee und Wassertropfen für eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider laufend abgeschieden, wodurch kein Wartungsaufwand, wie er sich bei den Filtern durch Reinigung oder Wechsel ergibt, besteht.The disadvantage of all known centrifugal separators, however, is that they have poor efficiency and the pressure reduction is high The object of the invention is to provide a new centrifugal separator to create, which has an improved separation efficiency and in which the Pressure loss is very low The object of the invention is thus achieved by that in the cylindrical housing an axial counter-flow fan, consisting of two Gagen each other rotating fans, and on the air outlet side of the counterflow fan the axial air flow guide body is provided is which one on the one hand radially three-dimensionally curved on the air outlet side of the countercurrent fan Identifies guide vanes, which are fastened in the cylindrical housing and the air flow Spiral deflect around the Luftstronfubrungskörper and on the other hand at his Has end radially three-dimensionally oppositely curved guide vanes which The inside of the cylindrical collecting container is attached to the oit the cylindrical Housing is connected and - an annular opening in the direction of the countercurrent fan and that the curvature of the guide vanes and the distance between the near the countercurrent fan arranged three-dimensionally curved guide vanes and the circular opening in the cylindrical collecting container is decisive for the Separation efficiency is. It is therefore possible for the first time independently of the amount of air flow and the particles to be separated always have the same separation efficiency to achieve. Furthermore, there is never the risk of interrupting the cooling air flow, as is the case, for example, with filters when they are laid. aside from that are the impurities in the cooling air such as dust, snow and water droplets running for an electrical machine with the centrifugal separator according to the invention separated, eliminating the need for maintenance, as is the case with filters by cleaning or change results.

Nach einer Ausgestaltung.der Erfindung ist der Auffangbehälter schneckenförmig ausgebildet und besitzt eine düsenförmige Auslaßöffnung, wobei die Schnecke in Richtung der Auslaßöffnung fallendausgebildet ist.Die düsenförmige Auslaßöffnung ist deshalb notwendig und auch so bemessen, daß der Luftstromverlust für eine geforderte optimale Abscheidung sehr gering bleibt. Dieser liegt bei etwa 4 % des Gesamtluftstromes. Weiters hat die schneckenförmig fallende Ausbildung des Auffangbehälters den Vorteil, daß die nach Abschaltung deß Gogenstromgebläses verbleibende abgeschiedene Flüssigkeitsmenge bei der Auslaßöffnung ausfließt.According to one embodiment of the invention, the collecting container is helical formed and has a nozzle-shaped outlet opening, the screw in the direction The nozzle-shaped outlet opening is therefore necessary and also dimensioned so that the air flow loss required for an optimal Deposition remains very low. This is around 4% of the total air flow. Furthermore, the spiral-shaped design of the collecting container has the advantage of that that which remains after the Gogenstrom blower has been switched off Amount of liquid flows out at the outlet opening.

Von Vorteil ist, daß der Luftstromführungskörper birnenförmig ausgebildet ist, wobei der größte Durchmesser des Luftstromführungskörpers im Bereich der Leitschaufeln, welche den Luftstrom spiralförmig um den Luftstromführungskörper ablenken, liegt. Dadurch wird eine für die Abscheidung optimale Druckverteilung im Fliehkraftabscheider erreicht.It is advantageous that the air flow guiding body is pear-shaped where the largest diameter of the air flow guiding body is in the area of the guide vanes, which deflect the air flow spirally around the air flow guiding body. This creates an optimal pressure distribution in the centrifugal separator for separation achieved.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen noch näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to drawings.

In fig. 1 ist ein Längsschnitt des erfindungsgemäßen Fliehkrauftabscheiders dargestellt und Fig. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie A - B in Fig. 1.In fig. 1 is a longitudinal section of the centrifugal separator according to the invention and Fig. 2 shows a section along the line A - B in Fig. 1.

Aus der Fig. 1 ist das im Ouerschnitt kreisförmige zylindrische Gehäuse 1 dargeste) in dem axial das Gegenstromgebläse 2, bestehend aus den beiden gegeneinander rotierenden Lüftern 32 4 mit den zugehörigen Motoren 5, 6 angeordnet ist. Das zylindrische Gehäuse 1 ist zweiteilig, wobei die beiden Teile zwischen den beiden Lüftern 3, 4 lösbar miteinander verbunden sind.From Fig. 1, the cylindrical housing, which is circular in cross section 1 Dargeste) in which axially the countercurrent fan 2, consisting of the two against each other rotating fans 32 4 with the associated motors 5, 6 is arranged. The cylindrical Housing 1 is in two parts, the two parts between the two fans 3, 4 are releasably connected to one another.

Der Lüftermotor 6 ist im inneren des birnenförmigen Luftstromführungskörpers 7 befestigt. An der Stelle des größten Durchmessers des Luftstromführungskörpers@ 7 sind asm Umfang dreidimensional gekrümmte Leitschaufeln 8 angeordnet, welche den geradlinigen vom Gegenstromgebläse 2 kommenden verunreinigten Luftstrom spiralförmig um den Luftstromführungskörper 7 ablenken. Durch die Zentrifugalkraft werden nun die Verunreinigungen wie Staub, Schnee und Wassertropfen an die Innenwand 9 des zylindrischen Gehäuses 1 gedrückt. Die Verunreinigungen bewegen sich aufgrund der Schwerkraft entlang der Innenwand 9 nach unten und gelangen durch die kreisringförmige Öffnung lO in .den Äuffangbehälter 11. Dieser weist eine düsenförmige AuslaBöffnung 12 auf, wodurch die die Verunreinigungen ins Freie befördert werden. Der Äuffangbehälter 11 ist schneckenförmig ausgebildet und weist in der Mitte eine kreisförmige Öffnung auf, wobei der Luftstomführungskörper 7 über dreidimensional gekrümmte Leitschaufeln 13, die den gereinigten und um den Luftstromführungskörper 7 rotierenden Luftstrom gerade richten, mit dem Auffangbehälter 11 verbunden ist. Die gekrümmten Leitschaufeln 13 dienen auch dazu, um die Rotationsenergie im Luftstrom wieder in Druckenergie umzuwandeln.The fan motor 6 is in the interior of the pear-shaped air flow guiding body 7 attached. At the point of the largest diameter of the air flow guide body @ 7 three-dimensionally curved guide vanes 8 are arranged as the circumference, which the straight polluted air flow coming from the countercurrent fan 2 in a spiral shape deflect around the airflow guiding body 7. Through the Centrifugal force the impurities such as dust, snow and water droplets are now on the inner wall 9 of the cylindrical housing 1 is pressed. The impurities move because of the force of gravity along the inner wall 9 down and pass through the annular Opening 10 in the collecting container 11. This has a nozzle-shaped outlet opening 12, whereby the impurities are transported to the outside. The collecting container 11 is helical and has a circular opening in the middle on, the air flow guide body 7 via three-dimensionally curved guide vanes 13, the cleaned air flow rotating around the air flow guiding body 7 straighten, is connected to the collecting container 11. The curved guide vanes 13 also serve to convert the rotational energy in the air stream back into pressure energy to convert.

Weiters ist in den Fig. der Weg des Luftstromes mit Pfeilen eingezeichnet. Die vollen Pfeile zeigen den Weg des gereinigten Luftstromes und die unterbrochenen Pfeile den Weg des verunreinigten Luftstromes.Furthermore, the path of the air flow is shown with arrows in the figures. The full arrows show the path of the cleaned air flow and the interrupted ones Arrows indicate the path of the polluted air stream.

Die ordnungsgemäße Funktion des erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders ist nur bei senkrechter Montage möglich.The proper functioning of the centrifugal separator according to the invention is only possible with vertical installation.

Bei-dem möglichen Anwendungsfall der Kühlluftreinigung von Fahrmotoren bei Lokomotiven wird der Fliehkraftab scheider senkrecht in der Lokomotive eingebaut, wobei die Kühlluft über Einströmgitter im Dachraum angesaugt wird.In the possible application of the cooling air cleaning of traction motors In the case of locomotives, the centrifugal separator is installed vertically in the locomotive, whereby the cooling air is sucked in via an inflow grille in the roof space.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

1. Centrifugal separator for separating dust, snow and water droplets from the cooling air for an electrical machine, consisting of a cylindrical Housing, an air flow guide body and a circular cross-section collecting container for dust, snow and water droplets attached to the cylindrical housing, characterized in that an axial countercurrent fan in the cylindrical housing (1) (2), consisting of two fans (3, 4) rotating against each other and on the air outlet side of the countercurrent fan (2) the axial airflow guiding body (7) is provided, which on the one hand radially three-dimensional on the air outlet side of the countercurrent fan has curved guide vanes (8) which are fixed in the cylindrical housing (1) and deflect the air flow in a spiral around the air flow guide body (7) and on the other hand, radially three-dimensionally oppositely curved at its end Has guide vanes (13), the inside of the cylindrical a collecting container (11) are attached, which is connected to the cylindrical housing (1) and a circular ring shaped opening (10) in the direction of the countercurrent fan (2) and that the curvature of the guide vanes (8, 13) and the distance between the near the countercurrent fan (2) arranged three-dimensionally curved guide vanes (8) and the circular ring-shaped Opening (10) in the cylindrical collecting container (11) decisive for the efficiency the deposition is.

2. centrifugal separator according to claim 1, characterized in that ate the collecting container (11) is helical and has a nozzle-shaped outlet opening (12), the screw being designed to fall in the direction of the outlet opening (12) is.

3. centrifugal separator according to claim 1 or 2, characterized in that that the air flow guide body (7) is pear-shaped, the largest being Diameter of the air flow guide body (7) in the area of the guide vanes (8), which deflect the air flow in a spiral around the air flow guiding body (7).