WO1998031452A1 - Anordnung zum abscheiden von flüssigkeitspartikeln aus einem gasstrom - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, mit einem Filtereinsatz (8, 9, 11), der in einen aufgrund einer äusseren Druckdifferenz hervorgerufenen Gasstrom (3) geschaltet ist und an dessen Oberfläche an der Rohgasseite Flüssigkeitspartikel tropfenbildend hängenbleiben und einem Sammelbehälter (6) zuführbar sind. Die Anordnung ist ein kompaktes mehrstufiges Abscheidemodul (1) mit einer Zyklone (5), einem Filtereinsatz (8, 9, 11) und einem Druckregelventil (12).

Description

Anordnuncr zum Abscheiden von Flüssicrkeitspartikeln aus einem Gasstrom
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, insbesondere als Ölnebelabscheider, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .
Es ist beispielsweise aus der GB 988 692 bekannt, dass solche Filtereinsätze in den Strömungsweg eines Gasstroms geschaltet werden und dabei die Flüssigkeitspartikel an den festen Strukturen der Filtereinsätze, beispielsweise an den Elementarfäden eines Vlieses, hängen bleiben und Flüssigkeitstropfen bilden die nach unten in einen Sammelbehälter tropfen und von dort entsorgt oder wieder in einen Flüssigkeitskreislauf zurück gelangen können. Für viele Anwendungsfälle, beispielsweise eine Anordnung im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug, ist wichtig, dass ein hoher Abscheidegrad bei geringem Druckverlust im Strömungsweg erreicht wird ohne eine Vielzahl zusätzlicher Aggregate räumlich aufwendig zusammenschalten zu müssen.
Für sich gesehen ist es beispielsweise aus der DE-40 22 129 C2 bekannt, dass in einen Ansaugweg ein Druckregel- ventil geschaltet wird. Beispielsweise wird dieses Druckregelventil in eine Entlüftungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugrohr bzw. dem Luftfilter in einem Kraftfahrzeug mittels zweier Flansche eingebaut .
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gas- strom, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs auf einfache Weise so fortzubilden, daß ein kompaktes Modul aufbaubar ist, in dem zuverlässig ein hoher Abscheidegrad bei optimalen Druckverhältnissen gewährleistet ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, insbesondere als Ölnebelabscheider, löst die gestellte Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere dadurch, daß durch eine kompakte Anordnung sowohl eines Zyklons zur ersten Grobabscheidung von Flüssig- keitspartikeln und einem nachgeschaltetem Filtereinsatz für weitere, feinere Abscheidungsstufen in Verbindung mit einem Druckregelventil, das direkt auf dem Filtereinsatz in einem gemeinsamen Gehäuse sitzt, in konstruktiv einfacher Weise eine optimale Strömungsgeschwindigkeit das Gasstroms sichergestellt ist.
Für die möglichst vollständige Abscheidung der Flüssigkeitspartikel ist es wichtig, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gases insbesondere mit dem Durchlassverhalten der Filtereinsätze korrespondiert, damit die sich bildenden Flüssigkeitstropfen nicht von einem mit zu hoher Geschwindigkeit strömenden Gases wieder mitgerissen werden. Auch die Größe der sich bildenden Tropfen in Abhängigkeit von der Faserstruktur des Filtereinsatzes spielt hierbei eine Rolle.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung gemäß einer Ausführungsform eines Unteranspruchs mit einem mehrstufigen Filtereinsatz. Hierbei können mit unterschiedlichen Schichten des Filtereinsatzes, beispielsweise mit relativ enger Faserstruktur und relativ grober Faserstruktur, eine Grobabscheidung und eine Feinabscheidung vorgenommen werden. Die hierzu notwendige Feinabstimmung der Strömungsgeschwindigkeit ist durch das unmittelbar in Strömungsrichtung folgende Druckregelventil auf einfache Weise möglich. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dahingehend optimiert, dass die Tropfen mit einer durch die Faserstruktur bestimmten Größe nicht durch den Gasstrom wieder mitgerissen werden, wodurch der Abscheideeffekt geschmälert werden würde.
Andere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom wird anhand der Zeichnung erläutert . Die Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein Modul mit mehrstufiger Abscheidung der Flüssigkeitspartikel.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist ein Abscheidemodul 1 gezeigt, bei dem durch einen Rohgaseintritt 2 das mit Pfeilen 3 gekennzeichnete Gas in das Abscheidemodul 1 eintritt. In einem ersten Zylinder 4 befindet sich eine Zyklone, die durch einen innenliegenden Zylinder 5 gebildet ist und die das einströmende Rohgas durch eine Leitvorrichtung oder dgl . in Rotation versetzt. Durch die Rotation werden Flüssigkeitspartikel radial beschleunigt und fließen dann von den Seitenwänden des Zylinders 4 in einen Sammelbehälter 6 ab.
Der hier schematisch dargestellte Sammelbehälter 6 im unteren Bereich des Moduls 1 ist mit einem Flüssigkeitsaustritt 7 verbunden. Der Flüssigkeitsaustritt 7 ist als ein hier nicht näher dargestellter syphonartiger Abfluss ausgeführt, damit auf diesem Wege keine störende Gasansau- gung im Abscheidemodul 1 erfolgt .
Das in der oben beschriebenen ersten Stufe gereinigte Gas trifft in einem zweiten Zylinder 10 auf Schichten 8 und 9 eines Filtereinsatzes, die jeweils an einem gasdurchlässigen Stützkörper 11 gehalten sind. In diesen aus unterschiedlichen Faserstrukturen hergestellten Abscheidestufen bilden sich ebenfalls Flüssigkeitstropfen, die aus dem Gasstrom (Pfeile 3) abgeschieden werden und sich auch im Sammelbehälter 6 niederschlagen.
Das nunmehr weitgehend von Flüssigkeitspartikeln befreite Reingas wird im Zylinder 10 in das oben liegende Druckregelventil 12 geführt . Das hier nicht näher erläuterte Druckregelventil 12 ist im eingangs erwähnten Stand der Technik DE-40 22 129 C2 beschrieben und hat die Aufgabe auch bei großen Schwankungen des von außen beaufschlagten Drucks im Inneren des Abscheidemoduls 1 einen relativ konstanten Druck und damit eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit zu gewährleisten. Das Reingas (Pfeile 3) tritt hierbei in den oberen Bereich 13 des Druckregelventils 12 ein und verläßt das Abscheidemodul 1 über den Reingasaustritt 14.

Claims

Schutzansprüche
1) Anordnung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, mit einem Filtereinsatz (8,9,11), der in einen aufgrund einer äußeren Druckdifferenz hervorgerufenen Gasstrom (3) geschaltet ist und an dessen Oberfläche an der Rohgasseite Flüssigkeitspartikel tropfenbildend hängenbleiben und einem Sammelbehälter (6) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Anordnung ein kompaktes mehrstufiges Abscheidemodul (1) ist, das einen obenliegenden Rohgaseintritt (2) , den untenliegenden Sammelbehälter (6) für die abgeschiedene Flüssigkeit und einen Reingasaustritt (14) aufweist und in seinem Inneren folgenden Bauelemente hat,
- für eine erste Abscheidestufe ist eine Zyklone (5) zur Abscheidung von Flüssigkeitspartikeln durch Rotationsbeschleunigung vorhanden,
- für eine zweite Abscheidestufe ist der Filtereinsatz (8,9,11) direkt benachbart der Zyklone (5) im Gasstrom angeordnet und
- oberhalb des Filtereinsatzes ist ein Druckregelventil (12) zwischen dem Reingasaustritt (14) des Filtereinsatzes (8,9,11) und dem Reingasaustritt (14) des Abscheidemoduls (1) angeordnet. 2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Abscheidemodul (1) in Inneren zwei, im unteren Bereich miteinander verbundene Hohlzylinder aufweist, von denen
- einer die Zyklone (5) beinhaltet, in der das Rohgas beim Einströmen in Rotation versetzbar ist und Flüssigkeitspartikel aufgrund der Rotation an einer Wand niedergeschlagen werden und nach unten zum Sammelbehälter (6) fließen sowie
- der zweite Zylinder (10) den ebenfalls über dem Sammelbehälter (6) liegenden hohlzylindrischen Filtereinsatz (8,9,11) mit dem darüber angeordneten Druckregelventil (12) beinhaltet.
3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Filtereinsatz aus mindestens zwei radial ineinan- derliegenden, an gasdurchlässigen, hohlzylindrigen Stützen (11) gehaltenen, Fasergewebeschichten (8,9) besteht.
4) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Abscheidemodul (1) zum Abscheiden eines Ölnebels im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors einsetzbar ist.
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