DE602004010414T2 - Trennvorrichtungen - Google Patents

Trennvorrichtungen Download PDF

Info

Publication number
DE602004010414T2
DE602004010414T2 DE602004010414T DE602004010414T DE602004010414T2 DE 602004010414 T2 DE602004010414 T2 DE 602004010414T2 DE 602004010414 T DE602004010414 T DE 602004010414T DE 602004010414 T DE602004010414 T DE 602004010414T DE 602004010414 T2 DE602004010414 T2 DE 602004010414T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stage
separation
air
separator
pressure drop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE602004010414T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004010414D1 (de
Inventor
Eric Fareham BULA
Steve Ringwood SIMPSON
Jeff Emsworth STAMP
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pall Corp
Original Assignee
Pall Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pall Corp filed Critical Pall Corp
Publication of DE602004010414D1 publication Critical patent/DE602004010414D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004010414T2 publication Critical patent/DE602004010414T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/05Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
    • F02C7/052Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with dust-separation devices
    • 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
    • B04C3/04Multiple arrangement thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D50/00Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
    • B01D50/20Combinations of devices covered by groups B01D45/00 and B01D46/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02Air cleaners
    • F02M35/022Air cleaners acting by gravity, by centrifugal, or by other inertial forces, e.g. with moistened walls
    • 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
    • B04C2003/006Construction of elements by which the vortex flow is generated or degenerated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/60Fluid transfer
    • F05D2260/607Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Abscheidevorrichtungen und insbesondere Abscheidevorrichtungen zur Verwendung mit Motoren.
  • Motoren, ob Gasturbinenmotoren, Benzinmotoren oder Dieselmotoren, erfordern Verbrennungsluft, die dem Motor normalerweise durch einen Einlass zugeführt wird. Es ist wichtig, dass die Einlassluft relativ frei von Teilchen ist, da Teilchen den Motor beschädigen können, wenn sie ihm zugeführt werden. Es ist daher üblich, im Einlass ein Sperrfilter anzuordnen, um Teilchen aus der Luft zu entfernen. Sperrfilter sind jedoch nur zufriedenstellend, wenn das Teilchenvolumen nicht zu groß ist. In einer Umgebung, wo das Teilchenvolumen signifikant ist, verstopfen Sperrfilter schnell und müssen daher in kurzen Abständen erneuert werden, was nicht zufriedenstellend ist.
  • Die Verwendung von Trägheitsabscheidern zur Entfernung von teilchenförmigem Material in einer solchen unwirtlichen Umgebung, wo die Luft hohe Teilchenvolumina enthält, ist bekannt. Ein Beispiel ist in GB 2 324 484 gezeigt. Jeder Abscheider umfasst einen rohrförmigen Körper, der einen Wirbelgenerator enthält und zu einem Auslasselement führt. Ein Spalt zwischen einem Austritt zu dem rohrförmigen Körper und dem Auslass erlaubt, dass zur Innenfläche des Körpers gewirbelte Teilchen aus dem Abscheider austreten.
  • Mehrere solche Abscheider sind mit fluchtenden Enden nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet. Ein Spülstrom wird durch das Gehäuse geleitet, um aus den Abscheidern austretende Teilchen zu entfernen. Wie man in GB 2 324 484 sieht, ist es bekannt, zwei solche Stufen im Strömungsweg der mit Teilchen beladenen Einlassluft hintereinander angeordnet bereitzustellen, um die Effizienz der Entfernung zu erhöhen.
  • Das Vorhandensein von Trägheitsabscheidern im Strömungsweg der Luft führt zu einem signifikanten Druckabfall in dem Strom. Aus diesem Grund war es bisher nicht möglich, die erforderliche Effizienz bei der Teilchenentfernung nur mit der Verwendung von Trägheitsabscheidern zu erreichen. Im Allgemeinen war es nötig, die Zahl der verwendeten Trägheitsabscheiderstufen zu begrenzen und die erforderlichen Entfernungsraten durch die Verwendung eines stromab angeordneten Sperrfilters zu erzielen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von teilchenförmigem Material von einem einen Strömungsweg durchströmenden Luftstrom mit drei oder mehr in Strömungsrichtung der Luft in diesem Strömungsweg nacheinander angeordneten Abscheidestufen vorgesehen, wobei jede Stufe ein Gehäuse hat, das mehrere nebeneinander angeordnete Trägheitsabscheider enthält, durch welche die Luft strömt, wobei jeder Trägheitsabscheider einen Wirbelgenerator beinhaltet, der von einer schraubenförmigen Leitfläche gebildet wird, wobei der von jeder Abscheidestufe nach der ersten Abscheidestufe erzeugte zusätzliche Gesamtdruckabfall geringer ist als der von der stromauf vorhergehenden Abscheidestufe erzeugte zusätzliche Gesamtdruckabfall und der Gesamtdruckabfall über die erste, zweite und dritte Abscheidestufe weniger als 1,5 Mal der Gesamtdruckabfall über die erste und zweite Abscheidestufe ist, wobei jedes Gehäuse mit einer Spülluftzufuhr und mit einem Spülluftauslass zur Entfernung von teilchenförmigem Material aus dem Gehäuse versehen ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Lufteinlasseinrichtung für einen Motor vorgesehen, die eine Abscheidevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Motor vorgesehen, der eine Lufteinlasseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst.
  • Es folgt eine ausführlichere Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung als Beispiel, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, worin:
  • 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Abscheidevorrichtung mit drei Abscheidestufen ist,
  • 2 eine Längsschnittansicht eines Teils einer Stufe der Abscheidevorrichtung der 1 ist
    und
  • 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Lufteinlasseinrichtung der in den 1 und 2 gezeigten Art ist, die als Lufteinlasseinrichtung für einen Verbrennungsmotor einschließlich eines Turboladers fungiert.
  • Zuerst unter Bezugnahme auf die 1 und 2: Die Abscheidevorrichtung umfasst ein Gehäuse 10, das drei Abscheidestufen 11, 12, 13 und ein Sperrfilter 14 aufweist.
  • Das Gehäuse 10, das aus Metall sein kann, umfasst einen Kanal, der durch vier im Allgemeinen rechteckige Wände 15a, 15b, 15c und 15d gebildet wird, wobei sich an einem Ende eine Einlasswand 16 befindet und am anderen Ende ein sich verjüngender Auslasskanal 17, der in einen zylindrischen oder äquivalenten Auslass 18 mündet. Ein Spülraum 19 steht mit dem Inneren des Gehäuses durch eine der Wände 15d in Verbindung und schließt einen Spülauslass 20 ein. Eine andere Wand weist einen Spüllufteinlass (nicht gezeigt) auf.
  • Die Einlasswand ist mit Einlassöffnungen 21 versehen, und Luft tritt, wie das durch die Pfeile angezeigt ist, durch die Lufteinlassöffnungen 21 in das Gehäuse 10 ein, durchströmt das Innere des Gehäuses und verlässt es durch den Auslasskanal 17 und den Auslass 18.
  • Die Abscheidestufen 11, 12, 13 haben gemeinsame Merkmale. Diese gemeinsamen Merkmale werden nun unter Bezugnahme auf die erste Abscheidestufe 11, wie sie in der 2 zu sehen ist, beschrieben, aber es versteht sich, dass sich entsprechende Merkmale in der zweiten Stufe 12 und in der dritten Stufe 13 finden.
  • Die erste Abscheidestufe 11 umfasst ein Gehäuse 22, das von einer Vorderwand 23 und einer dazu parallelen Rückwand 24 gebildet wird. Die Vorderwand und die Rückwand 23, 24 sind durch Seitenwände 25 verbunden. Mehrere Trägheitsabscheider 26 erstrecken sich zwischen der Vorderwand 23 und der Rückwand 24. Jeder Trägheitsabscheider 26 ist im Allgemeinen von einem bekannten Typ, wie beispielsweise in GB 1 207 028 gezeigt. Ein solcher Trägheitsabscheider umfasst einen rohrförmigen Körper 27 mit einem mittleren Durchgang 28, einem Einlass 29 und einem Auslass 30. In dem mittleren Durchgang 28 ist ein Wirbelgenerator 31 angeordnet. Der Wirbelgenerator 31 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, wie Kunststoff oder Metall, und kann in dem Durchgang 28 in Position gebildet oder damit verbunden werden. Der Wirbelgenerator 31 hat schraubenförmige Leitflächen 32, die eine zylindrische Nabe 33 umgeben. Der Körper 27, der Wirbelgenerator 31 und die Nabe 33 können als Einzelstück ausgebildet sein.
  • Ein rohrförmiges Auslasselement 34 hat einen Einlass 35 und einen Auslass 36 und erweitert sich vom Einlass 35 zum Auslass 36 hin. Das Auslasselement 34 ist koaxial mit dem Durchgang 28 und hat einen Einlass 35, der sich in das Auslassende 30 des Durchgangs 28 erstreckt. Der Außendurchmesser der Einlasses 35 des Auslasselements 34 ist geringer als der Innendurchmesser des Auslasses 30 des Durchgangs. Es befindet sich also ein ringför miger Raum 37 zwischen dem Auslass 30 des Durchgangs 28 und der Außenfläche des Einlasses 35 des Auslasselements 34.
  • Jeder Trägheitsabscheider 26 ist zwischen der Vorderwand 23 und der Rückwand 24 angebracht, wobei der Durchgangseinlass 29 mit dem entsprechenden Einlass in der Vorderwand und der Auslass 36 des Auslasselements 34 mit dem Auslass in der Rückwand 24 fluchtet. Der Raum 37 steht mit dem Inneren des Gehäuses 22 in Verbindung.
  • Das Innere jedes Gehäuses 23 der Abscheidestufen 11, 12, 13 ist mit einer Spülluftzufuhr (nicht gezeigt) verbunden. Die Zuführungseinrichtung schließt einen Verteiler (nicht gezeigt) ein, der Luft erhält und die Spülluft zum Gehäuse 22 der drei Abscheidestufen 11, 12, 13 verteilt. Die Luft durchströmt das Gehäuse 22 und verlässt das Gehäuse 22, um in den Spülraum 19 und dann zum Spülauslass 20 zu strömen.
  • Das Sperrfilter 14 ist in dem Gehäuse 10 stromab von der dritten Abscheidestufe 13 angeordnet. Das Sperrfilter 14 ist von bekannter Art und kann ein ebenes Panelfilter oder ein Element vom kreisförmigen Patronentyp oder vom doppeltplissierten Typ sein.
  • In der 3, worin Teile, die in den 1 und 2 und in der 3 gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht im Detail beschrieben sind, ist eine Abscheidevorrichtung der oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 beschriebenen allgemeinen Art als Lufteinlasseinrichtung für einen Verbrennungsmotor 38 einschließlich eines Turboladers 39 angeordnet. In dieser Ausführungsform erstreckt sich der Auslasskanal 17 in einem spitzen Winkel zum Strömungsweg der Luft durch die Abscheidestufen 11, 12, 13 und das Sperrfilter 14. Der Auslass 18 zum Auslasskanal 17 ist mit einem Einlass 40 zum Turbolader 39 verbunden. Es gibt einen durchgehenden Strömungsweg zwischen diesem Auslass 18 und dem Turboladereinlass 40, beispielsweise ohne ein Filter in diesem Weg. Ein Auslass 41 zum Turbolader 39 ist mit einem Lufteinlass 42 des Motors 38 verbunden. Die 3 zeigt auch drei Spüllufteinlässe 43, die jeweils mit einer entsprechenden Abscheidestufe 11, 12, 13 in Verbindung stehen. Die Spülluftzufuhreinrichtung ist in dieser Figur nicht gezeigt.
  • Die oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebene Anordnung der Abscheidevorrichtung ist für die Entfernung von teilchenförmigem Material aus der dem Motor 38 zugeführten Luft. Sie entfernt mehr als 99,5% und vorzugsweise mehr als 99,7% des teilchenförmigen Materials mit einer Größe von mehr als 5 Mikron und vorzugsweise einer Größe von mehr als 2 Mikron. Sie kann das in einer Umgebung erzielen, wo die Luftanforderung des Motors über 85 m3/min und das Gewicht des entfernten teilchenförmigen Materials über 8 kg/h sein kann.
  • Die oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebene Abscheidevorrichtung erreicht dies durch die Verwendung der ersten, zweiten und dritten Abscheidestufe 11, 12, 13 allein. Obwohl das Sperrfilter 14 vorhanden ist, ist es nur wirksam, wenn es ein Versagen einer oder mehrerer der Abscheidestufen 11, 12, 13 durch Versagen des Spülsystems gibt.
  • Obwohl es im Prinzip möglich ist, mit Trägheitsabscheidern sehr hohe Entfernungsraten für das teilchenförmige Material zu erreichen, haben sie den Nachteil, dass es zu einem erhöhten Druckabfall über jede Abscheidestufe kommt, wenn die Effizienz der Teilchenentfernung zunimmt. Das bedeutet, dass es bisher nicht möglich war, Teilchenentfernungsraten von 99,7% und mehr nur durch die Verwendung von Abscheidestufen bereitzustellen. Früher war es nötig, nicht mehr als zwei Abscheidestufen zu verwenden – unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Druckabfall kumulativ ist – und auch stromab ein Sperrfilter zu verwenden, um die erforderliche Entfernungseffizienz zu erreichen.
  • In der oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Abscheidevorrichtung wird die erforderliche Effizienz bei der Entfernung von Teilchen nur durch die Verwendung von Abscheidestufen erreicht, wobei im vorliegenden Fall drei Stufen bereitgestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass sichergestellt wird, dass jede Stufe nach der ersten zum Gesamtdruckabfall einen Druckabfall hinzufügt, der geringer als bei der vorhergehenden Stufe ist. Somit ist der kumulative Druckabfall über die erste und zweite Stufe weniger als zweimal der Druckabfall über die erste Stufe allein, und der kumulative Druckabfall über die erste, zweite und dritte Stufe ist weniger als 1,5 Mal der kumulative Druckabfall über die erste und zweite Stufe. Beispielsweise kann die erste Stufe einen Druckabfall von 12 mb (1,2 kPa) haben, die zweite Stufe kann 10 mb (1 kPa) hinzufügen, und die dritte Stufe kann 8 mb (0,8 kPa) hinzufügen. Dies wird auf folgende Art und Weise erreicht.
  • Erstens ist die Steigung der Leitflächen 32 der Wirbelgeneratoren 31 in der ersten Abscheidestufe 11 größer als die Steigung der Leitflächen 32 der Wirbelgeneratoren 31 der zweiten Abscheidestufe 12, die ihrerseits größer als die Steigung der Leitflächen 32 in den Wirbelgeneratoren 31 der dritten Abscheidestufe 13 ist. Beispielsweise kann die Steigung in der ersten Abscheidestufe 11 gleich 48 mm, in der zweiten Stufe 38 mm und in der dritten Stufe 33 mm sein. Der kumulative Druckabfall über jede Abscheidestufe nimmt in Richtung stromab zu. Der Effekt davon ist, dass der Druckabfall am niedrigsten über die erste Abscheidestufe 11 ist, wo die Hauptmenge des teilchenförmigen Materials entfernt wird. Beispielsweise kann die erste Abscheidestufe 97,5% teilchenförmiges Material entfernen. In der zweiten Stufe 12, wo der Druckabfall über die erste und zweite Stufe 11, 12 höher ist, kann diese Effizienz auf 98,5% bis 99% steigen. In der dritten Abscheidestufe 13, wo der Druckabfall über die erste, zweite und dritte Stufe 11, 12, 13 am höchsten ist, wird eine End-Entfernungseffizienz von mehr als 99,5% und vorzugsweise mehr als 99,7% erzielt.
  • Außerdem nimmt das Volumen an Spülluft, die durch jedes Gehäuse 22 geleitet wird, zwischen den Abscheidestufen 11, 12, 13 in Richtung stromab ab. Beispielsweise kann der Spülstrom in der ersten Abscheidestufe 15% des Hauptstroms, 10% des Hauptstroms in der zweiten Abscheidestufe 12 und 5% des Hauptstroms in der dritten Abscheidestufe 13 sein. Auf diese Weise werden beim Einlass 130% des vom Motor benötigten Einlassstroms angesaugt. Der Effekt einer Zunahme des Spülstroms ist die Zunahme der Effizienz der Spülentfernung und auch die Zunahme des kumulativen Druckabfalls.
  • Ferner variiert die Zahl der Trägheitsabscheider 26 zwischen den drei Stufen. In der ersten Abscheidestufe 11 sind die meisten Trägheitsabscheider 26, in der zweiten Abscheidestufe 12 weniger und in der dritten Abscheidestufe 13 am wenigsten. Beispielsweise kann jede Stufe in Bezug auf die nachfolgende Stufe in Richtung stromab zwischen 5% und 30% mehr Trägheitsabscheider haben. In einer Ausführungsform können 120 Trägheitsabscheider 26 in der ersten Abscheidestufe 11, 110 Trägheitsabscheider 26 in der zweiten Abscheidestufe 12 und 100 Trägheitsabscheider 26 in der dritten Abscheidestufe 13 sein.
  • Der Abstand zwischen der ersten Abscheidestufe 11, der zweiten Abscheidestufe 12, der dritten Abscheidestufe 13 und dem Sperrfilter 14 ist so eingestellt, dass die Entfernungseffizienz und die Regelung des Druckabfalls zwischen den Abscheidestufen 11, 12, 13 optimiert ist. Beispielsweise kann die Trennung zwischen der ersten Abscheidestufe 11 und der zweiten Abscheidestufe 12 weniger als die Trennung zwischen der zweiten Abscheidestufe 12 und der dritten Abscheidestufe 13 betragen. Das Sperrfilter 14 kann von der dritten Abscheidestufe 13 um ein Mehrfaches des Abstandes zwischen der zweiten Abscheidestufe 12 und der dritten Abscheidestufe 13 getrennt sein. Der Abstand zwischen den Abscheidestufen 11, 12, 13 kann zwischen 6 mm und 100 mm variieren. Der Abstand zwischen der dritten Abscheidestufe 13 und dem Sperrfilter 14 hängt von der Umhüllung des Installationsraums, der Konfi guration des Sperrfilters und der inneren Luftstromdynamik ab. Ähnliche Überlegungen leiten die Beabstandung zwischen dem Sperrfilter 14 und dem Eintritt zu den Auslasskanälen 17.
  • Im Betrieb wird dem Gehäuse 10 Einlassluft zugeführt. Ein Teil der Einlassluft wird abgezweigt und zum Spülluftverteiler (nicht gezeigt) geschickt. Die verbleibende Luft tritt durch die Einlasswand 16 in das Gehäuse ein und durchströmt den Trägheitsabscheider 26 im ersten Abscheider 11. Die Luft ist mit teilchenförmigem Material wie Staub und anderen Fremdkörpern einschließlich Splitt, Sand und Steinen beladen. Jeder Wirbelgenerator 31 jedes Trägheitsabscheiders 26 der ersten Stufe 11 erzeugt einen Wirbel, der das teilchenförmige Material zur Peripherie des zugeordneten Durchgangs 28 zwingt, sodass die Luft im Zentrum relativ sauber ist. Der Anteil des Luftstroms an der Peripherie, der das teilchenförmige Material trägt, tritt durch den ringförmigen Raum 37 in das zugeordnete Gehäuse 22 aus. Der mittlere reine Luftstrom durchströmt das Auslasselement 34 in den Raum zwischen der ersten Abscheidestufe 11 und der zweiten Abscheidestufe 12. Das teilchenförmige Material, das durch den ringförmigen Raum 37 in das Gehäuse 22 übertritt, wird durch die Spülluft zum Spülraum 19 geleitet und geht zum Spülauslass 20.
  • Ein ähnlicher Vorgang findet in der zweiten Abscheidestufe 12 und in der dritten Abscheidestufe 13 statt.
  • Wie oben erwähnt, ist das Sperrfilter 14 nur für den Notfall vorhanden, und wenn alle drei Abscheidestufen 11, 12, 13 arbeiten, wird es nur minimal teilchenförmiges Material aus der aus der dritten Abscheidestufe 13 austretenden Luft entfernen. Die relativ reine Luft, aus der, wie oben beschrieben, 99,5% oder vorzugsweise 99,7% des teilchenförmigen Materials mit einer Größe von mehr als 5 Mikron und vorzugsweise mehr als 2 Mikron entfernt wurden, strömt dann durch den Auslasskanal 17. In der in der 3 gezeigten Ausführungsform geht diese Luft dann direkt zum Turbolader 39 und dann zum Motor 38.
  • Auf diese Art wird eine Entfernung von teilchenförmigem Material ohne das Erfordernis eines Sperrfilters erreicht. Die Abscheideeinheit hat somit eine lange Lebensdauer, da keine Teile vorhanden sind, die unter normalen Umständen regelmäßig entfernt werden müssen. Das Sperrfilter 14 erfordert die Entfernung und den Ersatz nur, wenn das Spülsystem nicht richtig funktioniert.
  • Es gibt eine Anzahl von Änderungen, die an der oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Abscheidevorrichtung vorgenommen werden können. Beispielsweise können, obwohl drei Abscheidestufen 11, 12, 13 gezeigt sind, zwei Abscheidestufen oder vier oder mehr Abscheidestufen vorhanden sein. In jedem Fall ist die Anordnung so, dass jede Stufe nach der ersten einen Druckabfall zum Gesamtdruckabfall hinzufügt, der geringer als der der vorhergehenden Stufe ist.
  • Während die oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebene Abscheidevorrichtung eine solche Änderung beim Druckabfall durch Änderung der schraubenförmigen Steigung der Leitflächen 32, durch Anpassen des Spülstroms, durch Anpassen der Zahl der Trägheitsabscheider in jeder Stufe und durch Einstellen des Abstandes erreicht, wird man erkennen, dass diese Merkmale getrennt angewendet werden können oder dass zwei oder mehr davon zusammen angewendet werden können.

Claims (19)

  1. Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von teilchenförmigem Material von einem einen Strömungsweg durchströmenden Luftstrom mit drei oder mehr in Strömungsrichtung der Luft in diesem Strömungsweg nacheinander angeordneten Abscheidestufen (11, 12, 13), wobei jede Stufe (11, 12, 13) ein Gehäuse (22) hat, das mehrere nebeneinander angeordnete Trägheitsabscheider (26) enthält, durch welche die Luft strömt, wobei jeder Trägheitsabscheider einen Wirbelgenerator (31) beinhaltet, der von einer schraubenförmigen Leitfläche (32) gebildet wird, wobei der von jeder Abscheidestufe nach der ersten Abscheidestufe (12, 13) erzeugte zusätzliche Gesamtdruckabfall geringer ist als der von der stromauf vorhergehenden Abscheidestufe (11) erzeugte zusätzliche Gesamtdruckabfall und der Gesamtdruckabfall über die erste, zweite und dritte Abscheidestufe (11, 12, 13) weniger als 1,5 Mal der Gesamtdruckabfall über die erste und zweite Abscheidestufe (11, 12) ist, wobei jedes Gehäuse (22) mit einer Spülluftzufuhr und mit einem Spülluftauslass (20) zur Entfernung von teilchenförmigem Material aus dem Gehäuse (22) versehen ist.
  2. Abscheider nach Anspruch 1, eine vierte Abscheidestufe stromabwärts der dritten Abscheidestufe (13) in Strömungsrichtung der Luft in dem Strömungsweg umfassend, wobei der Gesamtdruckabfall über die erste, zweite, dritte und vierte Abscheidestufe (11, 12, 13) weniger als 1,33 Mal der Gesamtdruckabfall über die erste, zweite und dritte Abscheidestufe (11, 12, 13) ist.
  3. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steigung jeder Leitfläche (32) einer stromauf angeordneten Stufe größer als die Steigung jeder Leitfläche (32) einer stromab angeordneten Stufe ist.
  4. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steigung der Leitfläche zwischen 45 mm und 33 mm beträgt.
  5. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Volumen der jedem Gehäuse zugeführten Spülluft in Richtung stromab abnimmt.
  6. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Strom der Spülluft zwischen den Stufen (11, 12, 13) um gleiche Mengen abnimmt.
  7. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede Stufe (11, 12, 13) eine andere Anzahl von Trägheitsabscheidern (26) aufweist, wobei die Anzahl der Trägheitsabscheider (26) in jeder Stufe in Richtung stromab abnimmt.
  8. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede Stufe im Verhältnis zur folgenden Stufe in Richtung stromab zwischen 5% und 30% weniger Trägheitsabscheider hat.
  9. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein durchgehender Strömungsweg zwischen aufeinanderfolgenden Stufen (11, 12, 13) vorgesehen ist.
  10. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Abstand zwischen den Stufen gleich ist.
  11. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Anstand zwischen der Abscheidestufen nicht gleich ist.
  12. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Anstand zwischen den Abscheidestufen (11, 12, 13) in Richtung stromab zunimmt.
  13. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Abstand zwischen benachbarten Abscheidestufen (11, 12, 13) zwischen 6 mm und 100 mm beträgt.
  14. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Sperrfilter (14) stromab der letzten Stufe in Strömungsrichtung der Luft in dem Strömungsweg vorgesehen ist.
  15. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Sperrfilter (14) von einem Tiefenfiltermedium gebildet wird.
  16. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Vorrichtung mindestens 99,5% des teilchenförmigen Materials aus der Luft entfernt, vorzugsweise mindestens 99,7% des teilchenförmigen Materials.
  17. Lufteinlasseinrichtung für einen Motor, die eine Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 umfasst.
  18. Motor, der eine Lufteinlasseinrichtung nach Anspruch 17 umfasst.
  19. Motor nach Anspruch 18 einschließlich eines Turboladers zwischen der Lufteinlasseinrichtung und dem Motor, wobei die Luft in einem durchgehenden Strömungsweg vom Turbolader zum Motor strömt.
DE602004010414T 2003-08-04 2004-07-23 Trennvorrichtungen Expired - Fee Related DE602004010414T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0318241 2003-08-04
GB0318241A GB2404603B (en) 2003-08-04 2003-08-04 Separator systems
PCT/GB2004/003204 WO2005016490A1 (en) 2003-08-04 2004-07-23 Separator systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004010414D1 DE602004010414D1 (de) 2008-01-10
DE602004010414T2 true DE602004010414T2 (de) 2008-10-16

Family

ID=27799773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004010414T Expired - Fee Related DE602004010414T2 (de) 2003-08-04 2004-07-23 Trennvorrichtungen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080006250A1 (de)
EP (1) EP1670564B1 (de)
CA (1) CA2545931A1 (de)
DE (1) DE602004010414T2 (de)
GB (1) GB2404603B (de)
WO (1) WO2005016490A1 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7874158B2 (en) 2005-11-29 2011-01-25 United Technologies Corporation Dirt separator for compressor diffuser in gas turbine engine
US7879123B2 (en) 2007-09-27 2011-02-01 Pall Corporation Inertial separator
BRPI0906482B1 (pt) * 2008-02-14 2019-09-17 Donaldson Company, Inc. Pré-limpador de cobertura contra chuva, veículo do tipo motorizado com pré-limpador de cobertura contra chuva e método para pré-limpar o ar
DE102011121780B4 (de) * 2011-12-21 2015-09-10 Mann + Hummel Gmbh Anordnung zur Reinigung und Druckbeaufschlagung eines Gasstroms für eine Brennkraftmaschine
DE102011122322A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Mann + Hummel Gmbh Fliehkraftabscheider und Filteranordnung
DE102011122632A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Mann + Hummel Gmbh Fliehkraftabscheider und Filteranordnung
DE102012106619A1 (de) * 2012-07-20 2014-01-23 Halla Visteon Climate Control Corporation 95 Luftführendes Übergangselement eines Kraftfahrzeugklimagerätes
US9151678B2 (en) * 2013-04-23 2015-10-06 Bruce R. Robinson Sensor shield
US9745924B2 (en) * 2015-05-29 2017-08-29 Mann+Hummel Gmbh Hood of a multi cyclone block of an air cleaner and air cleaner
JP6452138B2 (ja) * 2015-09-06 2019-01-16 ハーヴェイ インダストリーズ カンパニー リミテッドHarvey Industries Co., Ltd. 粉塵分離装置及び該装置を含むインテリジェントコントロールシステム
US10661210B2 (en) * 2015-09-15 2020-05-26 Miniature Precision Components, Inc. Oil separator including spiral members defining helical flow paths
US10774846B2 (en) * 2016-06-16 2020-09-15 Design West Technologies, Inc. Portable, low-power air filtration system
US11058981B2 (en) * 2016-07-12 2021-07-13 Sikorsky Aircraft Corporation Inline water separators
GB2559610B (en) * 2017-02-13 2022-07-06 Hieta Tech Limited Separation of liquid droplets from gas
IT201800003381A1 (it) * 2018-03-08 2019-09-08 Hsd Holding Smart Device S R L Un assieme di ventilazione
CN109162837A (zh) * 2018-10-17 2019-01-08 航宇智创科技(北京)有限公司 一种有排尘管的组合式旋风分离器
CN109162838A (zh) * 2018-10-17 2019-01-08 航宇智创科技(北京)有限公司 一种零抽尘的组合式旋风分离器
CN109404177A (zh) * 2018-10-17 2019-03-01 航宇智创科技(北京)有限公司 一种发动机进气系统用的预除尘装置
US11395984B2 (en) * 2019-05-24 2022-07-26 Flory Industries Dust control system and related methods
US10695775B1 (en) * 2019-11-26 2020-06-30 Brian W. Hedrick Dual stage cyclone separator, dual stage cyclone separator assembly, and method of using same
AU2021211227A1 (en) * 2020-01-21 2021-12-23 Darren Richard BIBBY Cyclonic air filtration equipment
US11819861B2 (en) * 2022-03-22 2023-11-21 Brian W. Hedrick Uniflow cyclone separator with stable vortex and tangential heavy phase extraction
CN219072495U (zh) * 2022-12-21 2023-05-26 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 除尘机构

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1735298A (en) * 1927-02-09 1929-11-12 American Blower Corp Apparatus for collecting dust particles
FR1063400A (fr) * 1952-09-17 1954-05-03 Svenska Flaektfabriken Ab Perfectionnements aux séparateurs de poussières
GB1207028A (en) * 1967-11-14 1970-09-30 Pall Corp Tubular vortex separator
US3915679A (en) * 1973-04-16 1975-10-28 Pall Corp Vortex air cleaner array
IL58769A (en) * 1978-12-04 1985-05-31 Pall Corp Inlet air cleaner and mist eliminator assembly for gas turbine engines
DE2918765A1 (de) * 1979-05-10 1980-11-13 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Fliehkraftstaubabscheidersystem mit mehreren stufen
US4537608A (en) * 1983-11-16 1985-08-27 Pall Corporation System for removing contaminant particles from a gas
ZA931264B (en) * 1992-02-27 1993-09-17 Atomic Energy South Africa Filtration.
US5472463A (en) * 1994-06-14 1995-12-05 Cummins Engine Company, Inc. Pressure side integrated air filter and filtering networks for engines
GB9701655D0 (en) * 1997-01-28 1997-03-19 Pall Corp Separator assemblies
DE19951312A1 (de) * 1999-10-25 2001-05-03 Reinz Dichtungs Gmbh Nebelabscheidevorrichtung und Abscheide-Element für eine Nebelabscheidevorrichtung
US6966940B2 (en) * 2002-04-04 2005-11-22 Donaldson Company, Inc. Air filter cartridge
US6932849B2 (en) * 2003-07-24 2005-08-23 Deere & Company Serviceable vortex-type filter assembly and method for servicing same

Also Published As

Publication number Publication date
US20080006250A1 (en) 2008-01-10
GB2404603A (en) 2005-02-09
GB0318241D0 (en) 2003-09-03
EP1670564B1 (de) 2007-11-28
CA2545931A1 (en) 2005-02-24
GB2404603B (en) 2007-03-21
DE602004010414D1 (de) 2008-01-10
EP1670564A1 (de) 2006-06-21
WO2005016490A1 (en) 2005-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004010414T2 (de) Trennvorrichtungen
DE102017006471B4 (de) Filter und Zyklonfiltersystem
DE102015006497B4 (de) Zyklonabscheider sowie Filtervorrichtung mit Zyklonabscheider
EP2860365B1 (de) Ölnebelabscheider
DE102010042883B4 (de) Ölnebelabscheider
EP1294466A2 (de) Partikelfalle und verfahren zum abscheiden von partikeln aus dem strom eines fluids
DE2918765A1 (de) Fliehkraftstaubabscheidersystem mit mehreren stufen
EP1500423A1 (de) Filterzusammenbau des Wirbeltyps
EP2538065B1 (de) Kraftstoffzuführeinrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine
DE10330296A1 (de) Abscheidevorrichtung
EP0695572A2 (de) Ölabscheider
DE102011005795B4 (de) Ölabscheider
DE102009025393A1 (de) 3-stufiger Kraftstofffilter
DE60207120T2 (de) Partikelfilterwabenstruktur mit Haupt- und Neben-Wabenstrukturen
EP0472008B1 (de) Durch Freibrennen regenerierbarer Partikelfilter für die Abgase von Brennkraftmaschinen
DE2850768C2 (de) Luftreiniger als Vorreiniger für Verbrennungsmaschinen
DE3838589C1 (de)
DE102004036083B4 (de) Ansaugvorrichtung
DE3901663A1 (de) Vorrichtung zum filtern, insbesondere zum ausfiltern von staub aus einem gasstrom
DE10323792A1 (de) Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstromes
DE4203128C2 (de) Filter für Motorabgase
EP1591653B1 (de) Luftfilterpatrone für ein Lufteinlasssystem einer Brennkraftmaschine
DE19855093A1 (de) Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
DE102005055074A1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE202005015793U1 (de) Gasgenerator

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee