EP3238829A1 - Gleichstromzyklon - Google Patents

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Publication number
EP3238829A1
EP3238829A1 EP16166804.1A EP16166804A EP3238829A1 EP 3238829 A1 EP3238829 A1 EP 3238829A1 EP 16166804 A EP16166804 A EP 16166804A EP 3238829 A1 EP3238829 A1 EP 3238829A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cyclone
separation chamber
disperse phase
separation
fluid
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.)
Withdrawn
Application number
EP16166804.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mustafa Özkan Dagliöz
Gokhan Konuk
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.)
Bosch Termoteknik Isitma ve Klima Sanayi Ticaret AS
Original Assignee
Bosch Termoteknik Isitma ve Klima Sanayi Ticaret AS
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 Bosch Termoteknik Isitma ve Klima Sanayi Ticaret AS filed Critical Bosch Termoteknik Isitma ve Klima Sanayi Ticaret AS
Priority to EP16166804.1A priority Critical patent/EP3238829A1/de
Publication of EP3238829A1 publication Critical patent/EP3238829A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus 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
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus 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
    • B04C2003/003—Shapes or dimensions of vortex chambers

Definitions

  • a DC cyclone has already been proposed for the at least substantial separation of at least one disperse phase from at least one continuous fluid flow, with at least one raw fluid inlet and at least one clean fluid outlet.
  • the invention is based on a DC cyclone for the at least substantial separation of at least one disperse phase from at least one continuous fluid flow, with at least one raw fluid inlet and at least one clean fluid outlet.
  • the DC cyclone have a separation space which widens along a net fluid flow direction.
  • a DC cyclone is to be understood as meaning, in particular, a centrifugal separator, which is flowed through by a disperse phase as well as by a fluid in only one direction.
  • a "disperse phase” is to be understood as meaning a substance and / or substance mixture which is distributed in the fluid stream in the finest form.
  • the disperse phase may in particular be solid and / or liquid.
  • “extensive separation” should be understood in particular to mean that the DC cyclone is provided in particular for the at least one disperse phase of at least 75%, preferably at least 85% and particularly preferably at least 95% of the at least one continuous fluid stream deposit.
  • the DC cyclone is provided to at least largely separate at least one particular solid disperse phase from a continuous liquid flow, in particular a water flow.
  • the DC cyclone is intended in particular for use in a water heater, in particular a boiler.
  • the DC cyclone is provided for placement in a supply line of a water heater.
  • the DC cyclone is provided to separate particles, in particular dirt and / or metal particles, from a fluid flow, in particular a water flow, which is supplied to a water heater.
  • a "crude fluid inlet” is to be understood as meaning, in particular, a supply line which is intended to introduce a crude fluid into the DC cyclone.
  • a "crude fluid” should be understood as meaning, in particular, a fluid to be purified from a disperse phase.
  • a "clean fluid outlet” is to be understood as meaning, in particular, a discharge which is intended to discharge a clean fluid from the DC cyclone.
  • a “pure fluid” is to be understood as meaning, in particular, a fluid which is at least substantially purified of a disperse phase.
  • the raw fluid inlet and the clean fluid outlet are arranged at least substantially perpendicular to one another.
  • substantially perpendicular is intended here to define, in particular, an orientation of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, in particular in one plane, including an angle of 90 ° and the angle a maximum deviation of, in particular, less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °.
  • a "separation space” is to be understood as meaning, in particular, an at least substantially closed space, within which an at least substantial separation of the disperse phase from the crude fluid takes place.
  • the raw fluid flows into the separation chamber via the raw fluid inlet.
  • the inflowing raw fluid is placed within the separation space in a swirling flow.
  • the disperse phase is forced in particular by a centrifugal force acting on it radially outwardly against a wall of the separation space.
  • the separation chamber has, in particular, an inflow region which is provided for putting the inflowing raw fluid into a swirling flow.
  • the inflow region is in particular at least substantially cylindrical.
  • the raw fluid inlet is in particular arranged such that a raw fluid flows at least substantially tangentially into the at least substantially cylindrical inflow region of the separation space. Due to the cylindrical shape and the tangential inflow, the crude fluid is displaced into a swirling flow necessary for the separation of the disperse phase.
  • a guide unit in particular with a plurality of stationary guide elements, in particular a plurality of guide vanes, can be arranged in the inflow area, which are provided to enable the raw fluid to be in a swirling flow.
  • the clean fluid outlet is designed in particular as a dip tube, which projects in particular at least partially into the separation chamber.
  • a "net fluid flow direction” is to be understood as meaning in particular a direction of a fluid flow within the separation space resulting from all partial flows within the separation space.
  • the net fluid flow direction is at least substantially horizontal.
  • the net fluid flow direction is at least substantially parallel to a main direction of extension of the separation chamber.
  • “Substantially parallel” is to be understood here as meaning, in particular, an alignment of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, wherein the direction relative to the reference direction is a deviation, in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °.
  • the net fluid flow direction is at least substantially parallel to the clean fluid outlet.
  • the separation space "widens" along a net fluid flow direction is to be understood in this context to mean that a diameter of the separation space increases at least over a partial section, in particular starting from the at least substantially cylindrical inflow region in the direction of the clean fluid outlet.
  • the separation space can expand gradually and / or preferably steadily along the net fluid flow.
  • Such a configuration may provide a DC cyclone having improved disperse phase separation characteristics from a continuous fluid stream.
  • an advantageous collection of a deposited disperse phase in a defined region of the separation space can be achieved.
  • an advantageously large capacity can be achieved in terms of receiving a deposited phase, whereby cleaning and / or maintenance intervals can be advantageously extended.
  • the separation space is at least partially at least substantially cone-shaped.
  • the separation space is at least substantially conical in at least one subsection adjoining a flow region of the deposition space along the direction of the net fluid flow.
  • cone-shaped is meant, in particular, a shape which is at least substantially circular in different cross-sectional planes and which widens perpendicular to the cross-sectional planes along the net fluid flow direction.
  • the separation space be at least partially asymmetrical with respect to the net fluid flow direction.
  • the diameter of the separation space along the net fluid flow direction is asymmetrically increased with respect to the net fluid flow direction, such that the separation space is at least partially "asymmetrical" with respect to the net fluid flow direction.
  • the separation space extends more vertically downwards from the net fluid flow direction than vertically upward. In this way, an advantageous deposition of a disperse phase in the separation chamber can be achieved.
  • the separation chamber has at least one settling region, which is provided for receiving the separated disperse phase.
  • the settling area is preferably arranged below the clean fluid outlet.
  • a "settling area" is to be understood as meaning, in particular, a region of the separation space in which a disperse phase deposited by a fluid collects in a collected manner.
  • the separation chamber in the region of the settling region has a significantly larger diameter than in the region of the inflow region.
  • the settling area is at least formed substantially trough-shaped.
  • the DC cyclone has at least one drain line which is different from the clean fluid outlet and which is provided for cleaning the separation chamber.
  • the drain line is provided for cleaning the Absetzrios.
  • the drain line opens directly into the settling area.
  • the drain line extends at least in sections at least substantially parallel to the clean fluid outlet.
  • the drain line is closed during normal operation of the DC cyclone, for example by means of a valve.
  • the discharge line is in particular intended to discharge the separated disperse phase during a cleaning operation of the DC cyclone from the separation space, in particular from the settling area.
  • the drain line is provided for flushing out the separation space, in particular the settling area. In this way, an advantageously simple and / or reliable cleaning of the separation space, in particular the settling area, can be made possible.
  • the DC cyclone has at least one access element which is provided to allow manual access into the separation chamber.
  • the access element is intended to allow manual access to the Absetz Scheme.
  • the access element can be designed as an access flap.
  • the access element is closed during normal operation of the DC cyclone.
  • the access element is intended to be opened for cleaning and / or maintenance of the separation space, in particular for cleaning the settling area. In this way, an advantageously simple cleaning and / or maintenance can be made possible.
  • the DC cyclone has at least one magnetic element which is arranged in the separation chamber.
  • the magnetic element is arranged in the Absetz Anlagen.
  • the magnetic element is intended to attract and hold ferromagnetic particles of the disperse phase.
  • the magnetic element is at least in a section of the separation chamber, especially within the Absetz Maschinenss, arranged flat on a wall of the separation chamber.
  • the magnetic element is arranged on the access element.
  • the magnetic element is formed integrally with the access element.
  • one-piece should in particular be cohesively connected, as for example by a welding process and / or gluing process, etc., and particularly advantageous molded, as understood by the production of a cast and / or by the production in a single or Mehrkomponentenspritzvon.
  • metallic particles can advantageously be retained safely and / or reliably in the separation space.
  • a water heater with at least one integrated direct current cyclone is proposed.
  • a "water heater” is to be understood in this context, in particular a device which is provided in particular for installation and / or installation within a building, and which provided in particular for storage and / or heating of drinking and / or heating water is.
  • the water heater is designed as a boiler.
  • the DC cyclone is integrated in particular in a housing of the water heater.
  • the DC cyclone is integrated in a water supply line of the water heater.
  • the DC cyclone is arranged in particular in a return line of the heating system.
  • a disperse phase in particular dirt and / or metal particles, can advantageously be deposited reliably from a water flow supplied to the water heater.
  • contamination of the water heater can be advantageously reduced and a service life can be advantageously increased.
  • a hydraulic group with at least one integrated direct current cyclone according to the invention is proposed.
  • a "hydraulic group” is to be understood in this context, in particular a device which is provided in particular for connecting and / or connecting hydraulic components, for example in a water heater and / or a domestic hot water system and / or heating system.
  • Such a hydraulic group includes, for example, in particular pipe sections with connection devices for connection to and with other hydraulic components such as at least one DC cyclone, at least one pump, at least one valve, at least one sensor such as a temperature or pressure gauge, at least a measured value display such as a temperature or pressure display.
  • the DC cyclone is in particular integrated or integrated into a hydraulic group.
  • the DC cyclone is integrated or integrable in a pipe section of a hydraulic group.
  • a disperse phase in particular dirt and / or metal particles, can advantageously be deposited reliably from a water stream flowing through the hydraulic group.
  • contamination of integrated and / or connected further hydraulic components can advantageously be reduced and a service life advantageously increased.
  • the DC cyclone according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the DC cyclone according to the invention may have a number deviating from a number of individual elements, components and units specified herein for fulfilling a mode of operation described herein.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a water heater 28.
  • the water heater 28 is provided in particular for installation and / or installation within a building.
  • the water heater 28 provided for storage and / or heating of drinking and / or heating water.
  • the water heater 28 is designed as a boiler.
  • the water heater 28 has a cold water inlet 30 and a hot water outlet 32.
  • the water heater 28 has an integrated DC cyclone 10.
  • the DC cyclone 10 is disposed within a housing 34 of the water heater 28.
  • the DC cyclone 10 is arranged in the cold water inlet 30 of the water heater 28.
  • FIG. 2 shows the DC cyclone 10 in a perspective view.
  • the DC cyclone 10 is provided for the at least substantial separation of at least one disperse phase from at least one continuous fluid flow.
  • the DC cyclone 10 is provided to deposit at least one in particular solid disperse phase at least largely from a continuous liquid flow, in particular a water flow.
  • the DC cyclone 10 is provided for placement in a supply line of a water heater 28.
  • the DC cyclone 10 is provided to separate particles, in particular dirt and / or metal particles, from a fluid flow, in particular a water flow, which is supplied to a water heater 28.
  • the DC cyclone 10 has a raw fluid inlet 12 and a clean fluid outlet 14.
  • the raw fluid inlet 12 is connected to the cold water inlet 30 of the water heater 28 in a mounted state of the DC cyclone 10.
  • the raw fluid inlet 12 and the clean fluid outlet 14 are at least substantially perpendicular to each other.
  • the DC cyclone 10 has a separation space 16 which expands along a net fluid flow direction 18.
  • the Nettofluidströmungsraum 18 extends in an assembled state of the DC cyclone 10 at least substantially horizontally.
  • the separation chamber 16 also has an inflow region 36, which is provided to enable the inflowing raw fluid into a swirl flow 38.
  • the inflow region 36 is at least substantially cylindrical.
  • the separation chamber 16 is also partially conical.
  • the separation chamber 16 is at least substantially conical in particular in a subsection adjoining the inflow region 36 along the net fluid flow direction 18.
  • the separation chamber 16 is partially asymmetrical with respect to the net fluid flow direction 18. In particular, the separation space 16 expands more vertically, starting from the net fluid flow direction 18 down as vertical upward.
  • the raw fluid inlet 12 is in particular arranged such that the raw fluid flows at least substantially tangentially into the inflow region 36 of the separation chamber 16. Due to the cylindrical shape of the inflow region 36 and the tangential inflow, the crude fluid is displaced by the swirl flow 38 necessary for separating the disperse phase. The disperse phase is forced radially outward against a wall of the separation space 16 by a centrifugal force acting on it. The fluid purified from the disperse phase is discharged out of the separation chamber 16 along the net fluid flow direction 18 via the clean fluid outlet 14.
  • the clean fluid outlet 14 is designed as a dip tube which projects at least partially into the separation chamber 16.
  • the separation chamber 16 has a settling region 20, which is provided for receiving the deposited disperse phase.
  • the settling area 20 is arranged below the clean fluid outlet 14.
  • the separation chamber 16 has a significantly larger diameter in the region of the settling region 20 than in the region of the inflow region 36.
  • the settling region 20 is formed substantially trough-shaped below
  • the DC cyclone 10 has a drain line 22 different from the clean fluid outlet 14, which is provided for cleaning the separation chamber 16.
  • the drain line 22 opens directly into the settling region 20.
  • the drain line 22 is provided for cleaning the settling region 20.
  • the drain line 22 opens directly into the settling region 20.
  • the drain line 22 extends at least in sections at least substantially parallel to the clean fluid outlet 14.
  • the drain line 22 is closed during normal operation of the DC cyclone 10, for example by means of a valve.
  • the discharge line 22 is provided, in particular, to discharge the separated disperse phase during a cleaning operation of the DC cyclone 10 from the separation space 16, in particular from the settling area 20.
  • the outflow line 22 is provided for flushing out the separation space 16, in particular the settling area 20.
  • the DC cyclone 10 has at least one access element 24, which is provided to allow manual access into the separation chamber 16.
  • the access element 24 is provided to allow manual access to the Absetz Scheme 20.
  • the access element 24 can be designed as an access flap.
  • the access element 24 intended to be opened for cleaning and / or maintenance of the separation chamber 16, in particular for cleaning the Absetzrioss 20.
  • the DC cyclone 10 has at least one magnetic element 26, which is arranged in the separation chamber 16.
  • the magnetic element 26 is arranged in the settling region 20.
  • the magnetic element 26 is intended to attract and retain ferromagnetic particles of the disperse phase.
  • the magnetic element 26 is at least in a portion of the separation chamber 16, in particular within the Absetz Schemes 20, arranged flat on a wall of the separation chamber 16.
  • the magnetic element 26 is preferably arranged on the access element 24.

Landscapes

  • Cyclones (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Gleichstromzyklon zur zumindest weitgehenden Abscheidung zumindest einer dispersen Phase aus zumindest einem kontinuierlichen Fluidstrom, mit zumindest einem Rohfluideinlass (12) und zumindest einem Reinfluidauslass (14). Es wird vorgeschlagen, dass der Gleichstromzyklon einen Abscheideraum (16) aufweist, welcher sich entlang einer Nettofluidströmungsrichtung (18) aufweitet.

Description

    Stand der Technik
  • Es ist bereits ein Gleichstromzyklon zur zumindest weitgehenden Abscheidung zumindest einer dispersen Phase aus zumindest einem kontinuierlichen Fluidstrom, mit zumindest einem Rohfluideinlass und zumindest einem Reinfluidauslass vorgeschlagen worden.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einem Gleichstromzyklon zur zumindest weitgehenden Abscheidung zumindest einer dispersen Phase aus zumindest einem kontinuierlichen Fluidstrom, mit zumindest einem Rohfluideinlass und zumindest einem Reinfluidauslass.
  • Es wird vorgeschlagen, dass der Gleichstromzyklon einen Abscheideraum aufweist, welcher sich entlang einer Nettofluidströmungsrichtung aufweitet.
  • Unter einem Gleichstromzyklon soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Fliehkraftabscheider verstanden werden, welcher sowohl von einer dispersen Phase als auch von einem Fluid lediglich in einer Richtung durchströmt wird. Unter einer "dispersen Phase" soll in diesem Zusammenhang ein Stoff und/oder Stoffgemisch verstanden werden, welcher in dem Fluidstrom in feinster Form verteilt ist. Die disperse Phase kann insbesondere fest und/oder flüssig sein. Unter einer "weitgehenden Abscheidung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Gleichstromzyklon insbesondere dazu vorgesehen ist, die zumindest eine disperse Phase zumindest zu 75 %, vorzugsweise zumindest zu 85 % und besonders bevorzugt zumindest zu 95 % aus dem zumindest einem kontinuierlichen Fluidstrom abzuscheiden. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon dazu vorgesehen, zumindest eine insbesondere feste disperse Phase zumindest weitgehend aus einem kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom, insbesondere einem Wasserstrom, abzuscheiden. Der Gleichstromzyklon ist insbesondere zu einer Verwendung in einem Warmwasserbereiter, insbesondere einem Boiler, vorgesehen. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon zu einer Anordnung in einer Zuleitung eines Warmwasserbereiters vorgesehen. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon dazu vorgesehen, Partikel, insbesondere Schmutz- und/oder Metallpartikel, aus einem Fluidstrom, insbesondere einem Wasserstrom, welcher einem Warmwasserbereiter zugeführt wird, abzuscheiden.
  • Unter einem "Rohfluideinlass" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Zuleitung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, ein Rohfluid den Gleichstromzyklon einzuleiten. Unter einem "Rohfluid" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein von einer dispersen Phase zu reinigendes Fluid verstanden werden. Unter einem "Reinfluidauslass" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ableitung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, ein Reinfluid aus dem Gleichstromzyklon auszuleiten. Unter einem "Reinfluid" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein von einer dispersen Phase zumindest weitgehend gereinigtes Fluid verstanden werden. Insbesondere sind der Rohfluideinlass und der Reinfluidauslass zumindest im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Der Ausdruck "im Wesentlichen senkrecht" soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Unter einem "Abscheideraum" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zumindest im Wesentlichen geschlossener Raum verstanden werden, innerhalb dessen eine zumindest weitgehende Separation der dispersen Phase von dem Rohfluid erfolgt. Insbesondere strömt das Rohfluid über den Rohfluideinlass in den Abscheideraum ein. Insbesondere wird das einströmende Rohfluid innerhalb des Abscheideraums in eine Drallströmung versetzt. Die disperse Phase wird insbesondere durch eine auf sie wirkende Fliehkraft radial nach außen an eine Wandung des Abscheideraums gezwungen.
  • Der Abscheideraum weist insbesondere einen Einströmbereich auf, welcher dazu vorgesehen ist, das einströmende Rohfluid in eine Drallströmung zu versetzen. Der Einströmbereich ist insbesondere zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Der Rohfluideinlass ist insbesondere derart angeordnet, dass ein Rohfluid zumindest im Wesentlichen tangential in den zumindest im Wesentlich zylindrischen Einströmbereich des Abscheideraums einströmt. Durch die zylindrische Form und das tangentiale Einströmen wird das Rohfluid in eine zur Abscheidung der dispersen Phase notwendige Drallströmung versetzt. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Einströmbereich eine Leiteinheit insbesondere mit einer Mehrzahl von feststehenden Leitelementen, insbesondere einer Mehrzahl von Leitschaufeln, angeordnet sein, welche dazu vorgesehen sind, das Rohfluid in eine Drallströmung zu versetzen. Der Reinfluidauslass ist insbesondere als ein Tauchrohr ausgebildet, welches insbesondere zumindest teilweise in den Abscheideraum hineinragt.
  • Unter einer "Nettofluidströmungsrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine aus allen Teilströmungen innerhalb des Abscheideraums resultierende Richtung einer Fluidströmung innerhalb des Abscheideraums verstanden werden. Insbesondere verläuft die Nettofluidströmungsrichtung zumindest im Wesentlichen horizontal. Die Nettofluidströmungsrichtung verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Abscheideraums. Unter "im Wesentlichen parallel" soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Die Nettofluidströmungsrichtung verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zu dem Reinfluidauslass. Darunter, dass sich der Abscheideraum entlang einer Nettofluidströmungsrichtung "aufweitet", soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein Durchmesser des Abscheideraums insbesondere ausgehend von dem zumindest im Wesentlichen zylinderförmigen Einströmbereich in Richtung des Reinfluidauslasses zumindest über einen Teilabschnitt hinweg zunimmt. Insbesondere kann sich der Abscheideraum entlang der Nettofluidströmung stufenweise und/oder vorzugsweise stetig aufweiten.
  • Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein Gleichstromzyklon mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Abscheidung einer dispersen Phase aus einem kontinuierlichen Fluidstrom bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch den sich entlang der Nettofluidströmungsrichtung aufweitenden Abscheideraum eine vorteilhafte Sammlung einer abgeschiedenen dispersen Phase in einem definierten Bereich des Abscheideraums erreicht werden. Ferner kann eine vorteilhaft große Kapazität hinsichtlich einer Aufnahme einer abgeschiedenen Phase erreicht werden, wodurch Reinigungs- und/oder Wartungsintervalle vorteilhaft verlängert werden können.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der Abscheideraum zumindest teilweise zumindest im Wesentlichen konusförmig ausgebildet ist. Insbesondere ist der Abscheideraum in zumindest einem entlang der Nettofluidströmungsrichtung an einen Einstrombereich des Abscheideraums anschließenden Teilabschnitt zumindest im Wesentlichen konusförmig ausgebildet. Unter "konusförmig" soll insbesondere eine Form verstanden werden, die in unterschiedlichen Querschnittsebenen zumindest im Wesentlichen kreisförmig ist und die sich entlang der Nettofluidströmungsrichtung senkrecht zu den Querschnittsebenen erweitert. Hierdurch kann eine vorteilhafte Geometrie des Abscheideraums erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Abscheidung und/oder Ablagerung einer dispersen Phase in dem Abscheideraum erreicht werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Abscheideraum bezüglich der Nettofluidströmungsrichtung zumindest teilweise asymmetrisch ausgebildet ist. Darunter dass der Abscheideraum bezüglich der Nettofluidströmungsrichtung zumindest teilweise "asymmetrisch" ausgebildet ist, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass sich ein Durchmesser des Abscheideraums entlang der Nettofluidströmungsrichtung mit Bezug auf die Nettofluidströmungsrichtung asymmetrisch vergrößert. Insbesondere erweitert sich der Abscheideraum ausgehenden von der Nettofluidströmungsrichtung stärker vertikal nach unten als vertikal nach oben. Hierdurch kann eine vorteilhafte Ablagerung einer dispersen Phase in dem Abscheideraum erreicht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der Abscheideraum zumindest einen Absetzbereich aufweist, welcher zu einer Aufnahme der abgeschiedenen dispersen Phase vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Absetzbereich unterhalb des Reinfluidauslasses angeordnet. Unter einem "Absetzbereich" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich des Abscheideraums verstanden werden, in welchem sich eine von einem Fluid abgeschiedene disperse Phase gesammelt ablagert. Insbesondere weist der Abscheideraum im Bereich des Absetzbereichs einen deutlich größeren Durchmesser als im Bereich des Einströmbereichs auf. Insbesondere ist der Absetzbereich zumindest im Wesentlichen wannenförmig ausgebildet. Hierdurch kann eine abgeschiedene disperse Phase vorteilhaft innerhalb des Abscheideraums gesammelt werden. Ferner kann eine Kapazität zur Aufnahme einer abgeschiedenen dispersen Phase vorteilhaft erhöht werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Gleichstromzyklon zumindest eine von dem Reinfluidauslass verschiedene Abflussleitung aufweist, welche zu einer Reinigung des Abscheideraums vorgesehen ist. Insbesondere ist die Abflussleitung zur Reinigung des Absetzbereichs vorgesehen. Vorzugsweise mündet die Abflussleitung unmittelbar in den Absetzbereich. Die Abflussleitung verläuft zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu dem Reinfluidauslass. Insbesondere ist die Abflussleitung während eines Normalbetriebs des Gleichstromzyklons, beispielsweise mittels eines Ventils, verschlossen. Die Abflussleitung ist insbesondere dazu vorgesehen, die abgeschiedene disperse Phase während eines Reinigungsbetriebs des Gleichstromzyklons aus dem Abscheideraum, insbesondere aus dem Absetzbereich, auszuleiten. Insbesondere ist die Abflussleitung zu einem Ausspülen des Abscheideraums, insbesondere des Absetzbereichs, vorgesehen. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und/oder zuverlässige Reinigung des Abscheideraums, insbesondere des Absetzbereichs, ermöglicht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der Gleichstromzyklon zumindest ein Zugangselement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, einen manuellen Zugriff in den Abscheideraum zu ermöglichen. Insbesondere ist das Zugangselement dazu vorgesehen, einen manuellen Zugriff in den Absetzbereich zu ermöglichen. Insbesondere kann das Zugangselement als eine Zugangsklappe ausgebildet sein. Insbesondere ist das Zugangselement während eines Normalbetriebs des Gleichstromzyklons geschlossen. Insbesondere ist das Zugangselement dazu vorgesehen, zu einer Reinigung- und/oder Wartung des Abscheideraums, insbesondere zu einer Reinigung des Absetzbereichs, geöffnet zu werden. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache Reinigung- und/oder Wartung ermöglicht werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass der Gleichstromzyklon zumindest ein Magnetelement aufweist, welches in dem Abscheideraum angeordnet ist. Insbesondere ist das Magnetelement in dem Absetzbereich angeordnet. Insbesondere ist das Magnetelement dazu vorgesehen, ferromagnetische Partikel der dispersen Phase anzuziehen und festzuhalten. Vorzugsweise ist das Magnetelement zumindest in einem Teilabschnitt des Abscheideraums, insbesondere innerhalb des Absetzbereichs, flächig an einer Wandung des Abscheideraums angeordnet. Vorzugsweise ist das Magnetelement an dem Zugangselement angeordnet. Insbesondere ist das Magnetelement einstückig mit dem Zugangselement ausgebildet. Unter "einstückig" soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. Hierdurch können metallische Partikel vorteilhaft sicher und/oder zuverlässig in dem Abscheideraum zurückgehalten werden.
  • Ferner wird ein Warmwasserbereiter mit zumindest einem erfindungsgemäßen integrierten Gleichstromzyklon vorgeschlagen. Unter einem "Warmwasserbereiter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche insbesondere zu einem Aufstellen und/oder zu einer Installation innerhalb eines Gebäudes vorgesehen ist, und welche insbesondere zu einer Speicherung und/oder Erwärmung von Trink- und/oder Heizungswasser vorgesehen ist. Insbesondere ist der Warmwasserbereiter als ein Boiler ausgebildet. Der Gleichstromzyklon ist insbesondere in ein Gehäuse des Warmwasserbereiters integriert. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon in einer Wasserzuleitung des Warmwasserbereiters integriert. Bei einer Anwendung in einem Heizungssystem ist der Gleichstromzyklon insbesondere in einer Rücklaufleitung des Heizungssystems angeordnet. Hierdurch kann eine disperse Phase, insbesondere Schmutz und/oder Metallpartikel, vorteilhaft zuverlässig aus einem dem Warmwasserbereiter zugeführten Wasserstrom abgeschieden werden. Hierdurch können eine Verschmutzung des Warmwasserbereiters vorteilhaft vermindert und eine Standzeit vorteilhaft erhöht werden.
  • Ferner wird eine Hydraulikgruppe mit zumindest einem erfindungsgemäßen integrierten Gleichstromzyklon vorgeschlagen. Unter einer "Hydraulikgruppe" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche insbesondere zu einem Verbinden und/oder Anschließen von hydraulischen Komponenten beispielsweise in einem Warmwasserbereiter und/oder einem Trinkwarmwassersystem und/oder Heizungssystem vorgesehen ist. Eine solche Hydraulikgruppe umfasst zum Beispiel insbesondere Rohrleitungsabschnitte mit Anschlussvorrichtungen zur Verbindung von und mit weiteren hydraulischen Komponenten wie zum Beispiel mindestens ein Gleichstromzyklon, mindestens eine Pumpe, mindestens ein Ventil, mindestens ein Messwertfühler wie zum Beispiel ein Temperatur- oder Druckmessgerät, mindestens einer Messwertanzeige wie zum Beispiel eine Temperatur- oder Druckanzeige. Der Gleichstromzyklon ist insbesondere in eine Hydraulikgruppe integriert oder integrierbar. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon in einem Rohrleitungsabschnitt einer Hydraulikgruppe integriert oder integrierbar. Hierdurch kann eine disperse Phase, insbesondere Schmutz und/oder Metallpartikel, vorteilhaft zuverlässig aus einem die Hydraulikgruppe durchfließenden Wasserstrom abgeschieden werden. Hierdurch können eine Verschmutzung integrierter und/oder verbundener weiterer hydraulischer Komponenten vorteilhaft vermindert und eine Standzeit vorteilhaft erhöht werden.
  • Der erfindungsgemäße Gleichstromzyklon soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Gleichstromzyklon zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
    • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Warmwasserbereiters mit einem integrierten Gleichstromzyklon und
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung des Gleichstromzyklons.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Warmwasserbereiters 28. Der Warmwasserbereiter 28 ist insbesondere zu einem Aufstellen und/oder zu einer Installation innerhalb eines Gebäudes vorgesehen. Insbesondere ist der Warmwasserbereiter 28 zu einer Speicherung und/oder Erwärmung von Trink- und/oder Heizungswasser vorgesehen. Insbesondere ist der Warmwasserbereiter 28 als ein Boiler ausgebildet. Der Warmwasserbereiter 28 weist einen Kaltwasserzufluss 30 und einen Warmwasserabfluss 32 auf. Ferner weist der Warmwasserbereiter 28 einen integrierten Gleichstromzyklon 10 auf. Der Gleichstromzyklon 10 ist innerhalb eines Gehäuses 34 des Warmwasserbereiters 28 angeordnet. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon 10 in dem Kaltwasserzufluss 30 des Warmwasserbereiters 28 angeordnet.
  • Figur 2 zeigt den Gleichstromzyklon 10 in einer perspektivischen Darstellung. Der Gleichstromzyklon 10 ist zur zumindest weitgehenden Abscheidung zumindest einer dispersen Phase aus zumindest einem kontinuierlichen Fluidstrom vorgesehen. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon 10 dazu vorgesehen, zumindest eine insbesondere feste disperse Phase zumindest weitgehend aus einem kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom, insbesondere einem Wasserstrom, abzuscheiden. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon 10 zu einer Anordnung in einer Zuleitung eines Warmwasserbereiters 28 vorgesehen. Insbesondere ist der Gleichstromzyklon 10 dazu vorgesehen, Partikel, insbesondere Schmutz- und/oder Metallpartikel, aus einem Fluidstrom, insbesondere einem Wasserstrom, welcher einem Warmwasserbereiter 28 zugeführt wird, abzuscheiden. Der Gleichstromzyklon 10 weist einen Rohfluideinlass 12 und einen Reinfluidauslass 14 auf. Der Rohfluideinlass 12 ist in einem montierten Zustand des Gleichstromzyklons 10 mit dem Kaltwasserzufluss 30 des Warmwasserbereiters 28 verbunden. Der Rohfluideinlass 12 und der Reinfluidauslass 14 sind zumindest im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet.
  • Der Gleichstromzyklon 10 weist einen Abscheideraum 16 auf, welcher sich entlang einer Nettofluidströmungsrichtung 18 aufweitet. Die Nettofluidströmungsrichtung 18 verläuft in einem montierten Zustand des Gleichstromzyklons 10 zumindest im Wesentlichen horizontal. Der Abscheideraum 16 weist ferner einen Einströmbereich 36 auf, welcher dazu vorgesehen ist, das einströmende Rohfluid in eine Drallströmung 38 zu versetzen. Der Einströmbereich 36 ist zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Der Abscheideraum 16 ist ferner teilweise konusförmig ausgebildet. Der Abscheideraum 16 ist insbesondere in einem entlang der Nettofluidströmungsrichtung 18 an den Einstrombereich 36 anschließenden Teilabschnitt zumindest im Wesentlichen konusförmig ausgebildet. Der Abscheideraum 16 ist bezüglich der Nettofluidströmungsrichtung 18 teilweise asymmetrisch ausgebildet. Insbesondere erweitert sich der Abscheideraum 16 ausgehend von der Nettofluidströmungsrichtung 18 stärker vertikal nach unten als vertikal nach oben. Der Rohfluideinlass 12 ist insbesondere derart angeordnet, dass das Rohfluid zumindest im Wesentlichen tangential in den Einströmbereich 36 des Abscheideraums 16 einströmt. Durch die zylindrische Form des Einströmbereichs 36 und das tangentiale Einströmen wird das Rohfluid die zur Abscheidung der dispersen Phase notwendige Drallströmung 38 versetzt. Die disperse Phase wird durch eine auf sie wirkende Fliehkraft radial nach außen an eine Wandung des Abscheideraums 16 gezwungen. Das von der dispersen Phase gereinigte Fluid wird entlang der Nettofluidströmungsrichtung 18 über den Reinfluidauslass 14 aus dem Abscheideraum 16 ausgeleitet. Der Reinfluidauslass 14 ist als ein Tauchrohr ausgebildet, welches zumindest teilweise in den Abscheideraum 16 hineinragt. Ferner weist der Abscheideraum 16 einen Absetzbereich 20 auf, welcher zu einer Aufnahme der abgeschiedenen dispersen Phase vorgesehen ist. Der Absetzbereich 20 ist unterhalb des Reinfluidauslasses 14 angeordnet. Der Abscheideraum 16 weist im Bereich des Absetzbereichs 20 einen deutlich größeren Durchmesser als im Bereich des Einströmbereichs 36 auf. Der Absetzbereich 20 ist unterhalb des Reinfluidauslasses 14 im Wesentlichen wannenförmig ausgebildet.
  • Zudem weist der Gleichstromzyklon 10 eine von dem Reinfluidauslass 14 verschiedene Abflussleitung 22, welche zu einer Reinigung des Abscheideraums 16 vorgesehen ist. Die Abflussleitung 22 mündet unmittelbar in den Absetzbereich 20. Insbesondere ist die Abflussleitung 22 zur Reinigung des Absetzbereichs 20 vorgesehen. Vorzugsweise mündet die Abflussleitung 22 unmittelbar in den Absetzbereich 20. Die Abflussleitung 22 verläuft zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu dem Reinfluidauslass 14. Insbesondere ist die Abflussleitung 22 während eines Normalbetriebs des Gleichstromzyklons 10, beispielsweise mittels eines Ventils, verschlossen. Die Abflussleitung 22 ist insbesondere dazu vorgesehen, die abgeschiedene disperse Phase während eines Reinigungsbetriebs des Gleichstromzyklons 10 aus dem Abscheideraum 16, insbesondere aus dem Absetzbereich 20, auszuleiten. Insbesondere ist die Abflussleitung 22 zu einem Ausspülen des Abscheideraums 16, insbesondere des Absetzbereichs 20, vorgesehen.
  • Ferner weist der Gleichstromzyklon 10 zumindest ein Zugangselement 24 auf, welches dazu vorgesehen ist, einen manuellen Zugriff in den Abscheideraum 16 zu ermöglichen. Insbesondere ist das Zugangselement 24 dazu vorgesehen, einen manuellen Zugriff in den Absetzbereich 20 zu ermöglichen. Insbesondere kann das Zugangselement 24 als eine Zugangsklappe ausgebildet sein. Insbesondere ist das Zugangselement 24 dazu vorgesehen, zu einer Reinigung- und/oder Wartung des Abscheideraums 16, insbesondere zu einer Reinigung des Absetzbereichs 20, geöffnet zu werden. Zudem weist der Gleichstromzyklon 10 zumindest ein Magnetelement 26, welches in dem Abscheideraum 16 angeordnet ist. Insbesondere ist das Magnetelement 26 in dem Absetzbereich 20 angeordnet. Insbesondere ist das Magnetelement 26 dazu vorgesehen, ferromagnetische Partikel der dispersen Phase anzuziehen und festzuhalten. Vorzugsweise ist das Magnetelement 26 zumindest in einem Teilabschnitt des Abscheideraums 16, insbesondere innerhalb des Absetzbereichs 20, flächig an einer Wandung des Abscheideraums 16 angeordnet. Das Magnetelement 26 ist vorzugsweise an dem Zugangselement 24 angeordnet.

Claims (12)

  1. Gleichstromzyklon zur zumindest weitgehenden Abscheidung zumindest einer dispersen Phase aus zumindest einem kontinuierlichen Fluidstrom, mit zumindest einem Rohfluideinlass (12) und zumindest einem Reinfluidauslass (14), gekennzeichnet durch einen Abscheideraum (16), welcher sich entlang einer Nettofluidströmungsrichtung (18) aufweitet.
  2. Gleichstromzyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheideraum (16) zumindest teilweise zumindest im Wesentlichen konusförmig ausgebildet ist.
  3. Gleichstromzyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheideraum (16) bezüglich der Nettofluidströmungsrichtung (18) zumindest teilweise asymmetrisch ausgebildet ist.
  4. Gleichstromzyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheideraum (16) zumindest einen Absetzbereich (20) aufweist, welcher zu einer Aufnahme der abgeschiedenen dispersen Phase vorgesehen ist.
  5. Gleichstromzyklon nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absetzbereich (20) unterhalb des Reinfluidauslasses (14) angeordnet ist.
  6. Gleichstromzyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine von dem Reinfluidauslass (14) verschiedene Abflussleitung (22), welche zu einer Reinigung des Abscheideraums (16) vorgesehen ist.
  7. Gleichstromzyklon zumindest nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflussleitung (22) unmittelbar in den Absetzbereich (20) mündet.
  8. Gleichstromzyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Zugangselement (24), welches dazu vorgesehen ist, einen manuellen Zugriff in den Abscheideraum (16) zu ermöglichen.
  9. Gleichstromzyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Magnetelement (26), welches in dem Abscheideraum (16) angeordnet ist.
  10. Gleichstromzyklon nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (26) an dem Zugangselement (24) angeordnet ist.
  11. Warmwasserbereiter mit zumindest einem integrierten Gleichstromzyklon (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Hydraulikgruppe mit zumindest einem integrierten Gleichstromzyklon (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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