DE3933484C1 - Separator removing solids, liquids or condensates from gas stream - comprises housing with several windowed partitions through which a helical screw passes - Google Patents
Separator removing solids, liquids or condensates from gas stream - comprises housing with several windowed partitions through which a helical screw passesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abscheider für feste und flüssige oder kondensierbare, in einer Gasströmung enthaltende Anteile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Abscheider ist aus US-PS 46 78 588 bekannt.The invention relates to a separator for solid and liquid or condensable contained in a gas flow Shares according to the preamble of claim 1. Such a separator is known from US-PS 46 78 588.
Diese Druckschrift beschreibt einen Durchlauf-Separator, in dem strömende Medien unterschiedlicher Dichten auf einem wendelförmigen Weg durch ein mit einem Einlaß und einem Auslaß an den beiden Enden versehenes zylindrisches Gehäuses geführt werden, wobei sich das Strömungsgemisch längs des Weges aufgrund der unterschiedlichen Dichten seiner Bestandteile in achsnahe und periphere Schichten auftrennt. In der zweiten Hälfte des Strömungsweges ist in der Gehäusewand des Separators ein zweiter Auslaß vorhanden, durch den die periphere, durch die Fliehkräfte konzentrierte Fraktion der Strömung abgezogen wird. Die restliche Strömung wird durch den Auslaß am Ende des Gehäuses abgegeben und kann zu dem dem Einlaß zugeführten Strömungsgemisch rezirkuliert werden. Diese Vorrichtung ist nicht dafür vorgesehen und geeignet, aus dem Strömungsgemisch etwa abgetrennte feste und flüssige oder kondensierbare Anteile in sich selbst aufzufangen, vielmehr müßte hierfür an den zweiten Auslaß eine geeignete Auffangeinrichtung angeschlossen werden. This document describes a continuous separator in which flowing media of different densities on a helical Path through one with an inlet and an outlet at the two Ended cylindrical housing are performed, where the flow mixture along the way due to the different Density of its components in near-axis and peripheral Separates layers. In the second half of the flow path is there is a second outlet in the housing wall of the separator, through which the peripheral, concentrated by the centrifugal forces Fraction of the flow is withdrawn. The rest of the flow will dispensed through the outlet at the end of the housing and can to the flow mixture fed to the inlet are recirculated. These Device is not intended and suitable from the flow mixture such as separated solid and liquid or condensable To catch shares in itself, rather would have to do this a suitable collecting device is connected to the second outlet will.
Die DE-OS 28 35 741 beschreibt einen Rußabscheider für Abgase von Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse mit tangentialem Abgaseintritt sowie einer konzentrisch im Innern des Gehäuses angeordneten Schnecke, deren Wendelstege sich im wesentlichen bis zur Innenwand des Gehäuses erstrecken. Die Schnecke durchsetzt fast den gesamten Gehäuseinnenraum. Ihr Kern besteht aus einem Rohr, dessen eines Ende durch eine Gehäusestirnwand nach außen geführt ist. Am anderen Ende hat das Rohr einen Abstand zur benachbarten Gehäusestirnwand. Abgas, das tangential in den Gehäuseinnenraum einströmt, wird von den Wendelstegen der Schnecke wendelförmig um das Rohr herum zu dem letztgenannten Rohrende geleitet, wo es umgelenkt wird und in das Rohr eintritt, aus dem es am anderen, außenliegenden Ende des Rohres wieder austritt. Das Gehäuse ist nach außen wärmeisoliert und auf seiner Innenseite mit einem hitzebeständigen Oberflächenfiltermaterial, wie z. B. Aluminiumoxidfaser, Stahlwolle, poröse Sinterkeramik oder dgl. ausgelegt, und die Stirnseite des Gehäuses, wo die Gasumlenkung stattfindet, ist vorzugsweise beheizbar. Damit soll ein selbsttätiges Abbrennen des ausgeschiedenen Rußes in dem Abscheider begünstigt werden, andererseits jedoch ein vermehrter Gegendruck und somit eine vermehrte Rußbildung in der Brennkraftmaschine selbst weitestgehend vermieden werden.DE-OS 28 35 741 describes a soot separator for exhaust gases from Internal combustion engines consisting of a closed cylindrical Housing with tangential exhaust gas inlet and one concentric Snail arranged in the interior of the housing, the spiral webs of which extend substantially to the inner wall of the housing. The screw penetrates almost the entire interior of the housing. Its core consists of a tube, one end of which is through a housing end wall is led to the outside. On the other end the pipe is at a distance from the adjacent housing end wall. Exhaust gas, that flows tangentially into the interior of the housing is used by the Spiral bars of the screw helically around the pipe to the the latter pipe end where it is redirected and into the Tube enters from which it is at the other, outer end of the tube emerges again. The housing is heat insulated and outside on the inside with a heat-resistant surface filter material, such as B. alumina fiber, steel wool, porous sintered ceramics or the like, and the front of the housing, where the gas deflection takes place is preferably heatable. In order to should an automatic burning of the soot in the Separators are favored, but on the other hand an increased Back pressure and thus increased soot formation in the internal combustion engine themselves are largely avoided.
Es sind Abscheider für in einer Gasströmung enthaltene Feststoffe bekannt, die nach dem Wirbelstromprinzip arbeiten und die Gasströmung in eine achsnahe, von Feststoffpartikeln weitgehend befreite und eine äußere, mit Feststoffpartikeln angereicherte Strömung auftrennen. Abscheider dieser Art enthalten in einem Gehäuse einen Leitkörper in Form einer Schnecke oder eines Kerns, der vergleichbar den Verhältnissen bei einer Turbine mit Leitschaufeln besetzt ist, der axial von der Gasströmung angeströmt wird. Stromabseitig von dem Leitkörper weist das Gehäuse einen zentralen Auslaß für den gereinigten Gasströmungsanteil und radial weiter außen einen zweiten Auslaß für den mit Partikeln angereicherten Gasströmungsanteil auf. Abscheider dieser Art sind aus den DE-OS 24 18 398, 24 38 214, 25 26 056, 26 56 151 und 29 18 765 bekannt, wobei sich der aus der letztgenannten Druckschrift dadurch auszeichnet, daß der Auslaß für den gereinigten Gasströmungsanteil Einlaß eines zweiten Abscheiders ist, der zusammen mit dem ersten Abscheider eine Kaskade bildet. Maßnahmen, mit denen die aus der Gasströmung abgetrennten Partikel aufgefangen werden sollen, sind in den genannten Druckschriften nicht offenbart.They are separators for solids contained in a gas flow known that work on the eddy current principle and the gas flow in a near-axis, largely freed of solid particles and an outer flow enriched with solid particles cut open. This type of separator contains one in a housing Guide body in the form of a snail or a core that is comparable the conditions of a turbine with guide vanes which is flowed axially by the gas flow. Downstream the housing has a central outlet for the guide body the cleaned gas flow portion and radially further out second outlet for the gas flow fraction enriched with particles on. Separators of this type are known from DE-OS 24 18 398, 24 38 214, 25 26 056, 26 56 151 and 29 18 765 are known which is distinguished from the latter publication in that the outlet for the cleaned gas flow portion inlet one second separator, which is together with the first separator forms a cascade. Measures by which the gas flow separated particles to be collected are in the above Publications not disclosed.
Eine andere Art von Abscheidern für feste und flüssige oder kondensierbare Anteile aus einer Gasströmung führt die Gasströmung durch ein geschlossenes Gehäuse, in welchem mehrere zueinander parallele Umlenk- oder Prallwände hintereinander angeordnet sind und die Gasströmung zu einem zick-zack-förmigen Weg durch das Gehäuse zwingen. Zu einer Seite der Prallwände ist die Gehäusewand durchbrochen, und es schließt sich dort an das Gehäuse eine längslaufende Auffangkammer an, in der im Raum zwischen den Prallwänden abgeschiedene Partikel, insbesondere Rußteilchen aus Brennkraftmaschinenabgasen, aufgefangen werden. Konstruktionen dieser Art sind aus der DE-AS 21 07 705 und den DE-OS 23 36 615 und 36 09 221 bekannt.Another type of separator for solid and liquid or condensable Portions from a gas flow lead the gas flow through a closed housing in which several to each other parallel deflection or baffle walls are arranged one behind the other and the gas flow into a zigzag path through that Force housing. The housing wall is to one side of the baffle walls perforated, and it joins the housing with a longitudinal one Collection chamber in the in the space between the baffles separated particles, in particular soot particles from internal combustion engine exhaust gases, to be caught. Constructions of this kind are from DE-AS 21 07 705 and DE-OS 23 36 615 and 36 09 221 known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die in ihm selbst niedergeschlagenen und darin zurückgehaltenen festen, flüssigen oder kondensierbaren, in einer Gasströmung enthaltenen Fremdanteile den Abscheidevorgang während einer begrenzten Umsatzzeit nicht beeinträchtigen.The invention has for its object a separator trained in such a way that the in itself precipitated and retained solid, liquid or condensable foreign components contained in a gas flow the deposition process during a limited sales period do not interfere.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is characterized by the characterizing features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are Subject of the subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Abscheider wird die zu reinigende Gasströmung in einem Weg geführt, in welchem sich spiralförmige Abschnitte langsamer Strömungsgeschwindigkeit und kurze Abschnitte größerer Strömungsgeschwindigkeit, die die spiralförmigen Abschnitte höherer Gasgeschwindigkeit begünstigen das Ausschleudern der Fremdstoffanteile aus der Gasströmung, insbesondere wenn es sich dabei um Feststoffanteile, wie Ruß, handelt, und diese haben in dem sich anschließenden Abschnitt geringerer Geschwindigkeit Zeit, sich abzusetzen, und zwar an der Gehäuseinnenwand und auch an solchen Abschnitten der Wendelstege der Schnecke, die von der Gasströmung nicht so stark umspült sind.In the separator according to the invention, the gas flow to be cleaned guided in a path in which spiral sections slow flow rate and short sections greater flow velocity that the spiral sections higher gas speeds favor the ejection of the Foreign matter components from the gas flow, especially if it is are solids, such as soot, and these have in the subsequent slower speed section time, to settle, on the inside wall of the housing and also on such Sections of the spiral flights of the snail by the gas flow are not washed around as much.
Die Beschleunigung der Gasströmung wird durch die im Vergleich zum Querschnitt der wendelförmigen Strömungsabschnitte engen Durchgangslöcher in den Trennwänden bewirkt.The acceleration of the gas flow is compared to the Cross-section of the helical flow sections narrow through holes effected in the partitions.
Die Schnecke und die Trennwände lassen sich vorzugsweise als integrale Einheit im Gieß- oder Spritzverfahren herstellen, und sie können aus Metallguß oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Das Gehäuse ist in seiner einfachsten Ausführungsform zylindrisch, es kann aber auch wenigstens leicht konisch sein, was das Herausnehmen der Schnecke aus dem Gehäuse erleichtert, wenn wenigstens eine Stirnwand des Gehäuses, bei konischem Gehäuse die des größeren Durchmessers, mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist.The screw and the partition walls can preferably be integrated Manufacture by casting or injection molding, and them can be made of cast metal or a plastic material be. In its simplest embodiment, the housing is cylindrical, but it can also be at least slightly conical, what that Removing the screw from the housing makes it easier, if at least an end wall of the housing, the conical housing larger diameter, is provided with a removable lid.
Der erfindungsgemäße Abscheider kann so preiswert hergestellt werden, daß er, wenn er sich mit abgeschiedenen Partikeln vollgesetzt hat, als ganze Einheit weggeworfen werden kann.The separator according to the invention can be manufactured inexpensively, that when it becomes full of separated particles can be thrown away as a whole unit.
Für den erfindungsgemäßen Abscheider eröffnet sich ein weiter Anwendungsbereich, insbesondere die Rußfilterung aus den Abgasen von Brennkraftmaschinen sowie aus den Abgasen von Feuerungsanlagen, wie beispielsweise Hausfeuerungsanlagen.A wide range of applications opens up for the separator according to the invention, in particular the soot filtering from the exhaust gases of Internal combustion engines and from the exhaust gases from combustion plants, such as house firing systems.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated schematically in the drawing Embodiment explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt ein Gehäuse 1, das der besseren Erkennbarkeit seines Inhalts wegen im vorliegenden Beispiel durchsichtig dargestellt ist. Das Gehäuse 1 umfaßt in der dargestellten Ausführungsform einen etwa zylindrischen Mantel 2, der von Stirnwänden 3 und 4 abgeschlossen ist. Der Gehäusemantel 1 ist am einen Ende von einer Einlaßöffnung 5 durchdrungen, an den sich außen ein Anschlußstutzen 6 anschließt, und am anderen Ende von einer Auslaßöffnung 7 durchdrungen, an die sich ein Auslaßstutzen 8 anschließt.The drawing shows a housing 1 , which is shown transparently in the present example because of the better visibility of its content. In the embodiment shown, the housing 1 comprises an approximately cylindrical jacket 2 , which is closed off by end walls 3 and 4 . The housing jacket 1 is penetrated at one end by an inlet opening 5 , to which a connecting piece 6 is connected on the outside, and at the other end by an outlet opening 7 , to which an outlet piece 8 is connected.
Im Gehäuse befindet sich ein Einsatzkörper 9, der aus einer, im dargestellten Beispiel zweigängigen, Schnecke 10 mit Kern und mehreren parallel zueinander in gegenseitigem axialen Abstand angeordneten Trennwänden 11 besteht. Die Schnecke 10 ist derart dimensioniert, daß sie der Länge nach den gesamten Innenraum des Gehäuses 1 ausfüllt und ihre Wendelstege 12 bis an die Innenwand des Gehäusemantels 2 heranreichen. Der Durchmesser der Trennwände 11 ist gleichfalls derart dimensioniert, daß deren Ränder an die Innenwand des Gehäusemantels 2 heranreichen. Auf diese Weise wird der Innenraum des Gehäuses 1 durch die Trennwände 11 in mehrere axial hintereinander angeordnete Kammern unterteilt, in denen sich jeweils ein Abschnitt der Schnecke 10 erstreckt. Wie dargestellt, bilden die Schnecke 10 und die Trennwände 11 eine einstückige Einheit.In the housing there is an insert body 9 , which consists of a worm 10 with a core, which in the example shown is a two-start screw, and a plurality of partition walls 11 arranged parallel to one another and at a mutual axial distance. The screw 10 is dimensioned such that it fills the entire length of the interior of the housing 1 and its spiral webs 12 extend as far as the inner wall of the housing shell 2 . The diameter of the partition walls 11 is also dimensioned such that the edges thereof reach the inner wall of the housing shell 2 . In this way, the interior of the housing 1 is divided by the partitions 11 into a plurality of axially successive chambers, in each of which a section of the screw 10 extends. As shown, the screw 10 and the partition walls 11 form an integral unit.
In den Trennwänden sind jeweils zwei Durchgangslöcher 13 ausgebildet, von denen in der Zeichnung jedoch nur jeweils eines erkennbar ist, da das jeweils andere durch die Schnecke verdeckt ist. Im dargestellten Beispiel sind die Durchgangslöcher 13 aller Trennwände auf zwei zueinander parallelen Achsen angeordnet, und der Abstand zweier Trennwände voneinander beträgt jeweils einen Wendelstegabstand, so daß die bogenförmigen Strömungswegabschnitte jeweils einen Bogen von etwa 180° beschreiben. Andere Abstände sind ebenfalls möglich, es ergeben sich dann entsprechend größere oder kleinere Bogenwinkel, doch sollte dieser 180° nach Möglichkeit nicht unterschreiten, weil sonst die Abscheidewirkung leidet.Two through holes 13 are formed in each of the partition walls, of which only one can be seen in the drawing, however, since the other is hidden by the screw. In the example shown, the through holes 13 of all the partition walls are arranged on two mutually parallel axes, and the distance between two partition walls is in each case one spiral web distance, so that the arcuate flow path sections each describe an arc of approximately 180 °. Other distances are also possible, which then results in correspondingly larger or smaller arc angles, but this should not be less than 180 ° if possible, since otherwise the separation effect suffers.
Der Einsatzkörper 9 ist in dem Gehäuse 1 in einer solchen Drehwinkelstellung angeordnet, daß sich ein Schneckensteg gerade unter der Einlaßöffnung 5 befindet, damit beide Gänge der zweigängigen Schnecke 10 die Gasströmung, die durch die Einlaßöffnung 5 zugeführt wird, aufnehmen können. Gleiches gilt für den Bereich der Auslaßöffnung 7. Alternativ kann die Schnecke im Bereich der Auslaßöffnung einen verminderten Wendelstegdurchmesser aufweisen, damit nicht die Wendelsteigung und die Gehäuselänge aufeinander abgestimmt werden müssen. Gemäß einer weiteren Alternative kann auch im Bereich der Einlaßöffnung 5 die Schnecke einen verminderten Wendelstegdurchmesser aufweisen, so daß auf eine bestimmte Drehwinkelstellung der Schnecke beim Einbau nicht geachtet zu werden braucht. Es ist aber auch möglich, die Wendel insgesamt etwas kürzer als den Innenraum des Gehäuses zu machen. Die vorgenannten Überlegungen sind nur bei einer zweigängigen Schnecke von Belang.The insert body 9 is arranged in the housing 1 in such an angle of rotation position that a worm land is just below the inlet opening 5 so that both gears of the two-speed worm 10 can accommodate the gas flow that is supplied through the inlet opening 5 . The same applies to the area of the outlet opening 7 . Alternatively, the screw in the area of the outlet opening can have a reduced spiral web diameter so that the spiral pitch and the housing length do not have to be coordinated with one another. According to a further alternative, the screw can also have a reduced spiral web diameter in the area of the inlet opening 5 , so that it is not necessary to pay attention to a specific angle of rotation position of the screw during installation. However, it is also possible to make the coil somewhat shorter overall than the interior of the housing. The above considerations are only relevant for a two-speed screw.
Es kann vorgesehen sein, daß wenigstens an einer Stirnseite das Gehäuse 1 einen abnehmbaren Deckel aufweist, damit der Einsatzkörper 9 aus dem Gehäuse entfernt werden kann. Diese Variante braucht jedoch in der Zeichnung nicht besonders dargestellt zu werden. It can be provided that the housing 1 has a removable cover at least on one end face, so that the insert body 9 can be removed from the housing. However, this variant need not be shown in the drawing.
Im Betrieb strömt das durch die Einlaßöffnung 5 zugeführte Gas in beide Gänge der Schnecke ein. Es läuft jeweils auf einem wendelförmigen Wegabschnitt bis zum ersten Durchgangsloch 13 in der ersten Trennwand 11, die zwischen der einströmseitigen Stirnwand und sich selbst eine erste Teilkammer im Gehäuse 1 abteilt. Im ersten Durchgangsloch 13 wird das Gas beschleunigt und entspannt sich dann in die zweite Teilkammer hinein, die von den ersten und zweiten Trennwänden 11 begrenzt wird. Es strömt weiter auf einem wendelförmigen Wegabschnitt bis zum zweiten Durchgangsloch 13, an welchem sich der vorgenannte Effekt wiederholt, usw. In den Teilkammern werden somit Abschnitte verringerter Strömungsgeschwindigkeit ausgebildet, in denen sich Feststoffpartikel oder Feuchtigkeitströpfchen an der Gehäuseinnenwand und an der Schneckenwendel 12 niederschlagen. Mit der Zeit setzt sich der Abscheider mit solchem Niederschlag zu. Entweder durch Gewichtszunahme oder durch optische Prüfung nach Abnahme des vorgenannten Deckels oder auch durch Druckverlustmessung läßt sich der Grad seiner Verstopfung ermitteln.In operation, the gas supplied through the inlet opening 5 flows into both gears of the screw. It runs in each case on a helical path section to the first through hole 13 in the first partition wall 11 , which divides a first partial chamber in the housing 1 between the upstream end wall and itself. The gas is accelerated in the first through hole 13 and then relaxes into the second partial chamber, which is delimited by the first and second partition walls 11 . It continues to flow on a helical path section to the second through hole 13 , at which the aforementioned effect is repeated, etc. Sections of reduced flow speed are thus formed in the subchambers, in which solid particles or moisture droplets are deposited on the housing inner wall and on the screw spiral 12 . Over time, the separator clogs up with such precipitation. The degree of its constipation can be determined either by weight gain or by visual inspection after removing the aforementioned cover or by pressure loss measurement.
Der Abscheider läßt sich aus leicht herstellbaren Teilen und einfach zusammenbauen. Er verzichtet auf teure Filtermittel und ist daher als Wegwerfteil konzipierbar. Wenn der Einsatzkörper 9 aus Leichtmetall oder einem wärmefesten Plastikmaterial gegossen bzw. gespritzt ist, hat er ein geringes Gewicht, was besonders für den Einsatz als Rußfilter in Kraftfahrzeugen von Bedeutung ist.The separator is easy to assemble and assemble. It dispenses with expensive filter media and can therefore be designed as a disposable part. If the insert body 9 is cast or injected from light metal or a heat-resistant plastic material, it has a low weight, which is particularly important for use as a soot filter in motor vehicles.
Claims (9)
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| DE3933484A DE3933484C1 (en) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | Separator removing solids, liquids or condensates from gas stream - comprises housing with several windowed partitions through which a helical screw passes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3933484C1 true DE3933484C1 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=6391002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3933484A Expired - Lifetime DE3933484C1 (en) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | Separator removing solids, liquids or condensates from gas stream - comprises housing with several windowed partitions through which a helical screw passes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3933484C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2894155A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-08 | Renault Sas | DEVICE FOR SEPARATING THE LIQUID AND GAS PHASES CONTAINED IN GASES CIRCULATING IN AN INTAKE DRIVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| CN111548833A (en) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 吴克郴 | Steam-water separation device for fully separating liquid from gas |
| WO2022020713A1 (en) * | 2020-07-24 | 2022-01-27 | L & M Radiator, Inc. | Air cooler with water separator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB716383A (en) * | 1951-10-16 | 1954-10-06 | Wm Cory & Son Ltd | Improvements in and relating to centrifugal grit arresters and like devices |
| DE2835741A1 (en) * | 1978-08-16 | 1980-02-28 | Daimler Benz Ag | IC engine exhaust soot trap - has tangential inlet in housing with inner filter coating, coaxial outlet tube and helical baffle between |
| DE3609221A1 (en) * | 1985-04-02 | 1986-10-09 | Steyr-Daimler-Puch Ag, Wien | Device for separating soot particles out of the exhaust gases of an air-compressing internal combustion engine with self ignition |
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-
1989
- 1989-10-06 DE DE3933484A patent/DE3933484C1/en not_active Expired - Lifetime
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| US11946409B2 (en) | 2020-07-24 | 2024-04-02 | L & M Radiator, Inc. | Air cooler with water separator |
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