DE102015106663A1 - Fliehkraftabscheider - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftabscheider, insbesondere für einen Haushaltsstaubsauger, mit einem Einlasskanal (4) zum Zuleiten eines mit Partikeln beladenen Luftstroms, mit einer eine Längsachse (6) aufweisenden Trennstrecke (8) zum Erzeugen eines Luftwirbels, mit einem Partikelabscheider (12) zum Abscheiden von Partikeln aus dem Luftwirbel, mit einer mit dem Partikelabscheider (12) verbundenen Abscheidekammer (14) zur Aufnahme der abgeschiedenen Partikel und mit einem Auslasskanal (16) zum Ableiten des Luftstroms, bei dem das technischer Problem, die Effektivität des Fliehkraftabscheiders zu verbessern, dadurch gelöst wird, dass mindestens eine radial nach außen vorstehende Vertiefung (20) in der Wandung (10) der Trennstrecke (8) vorgesehen ist und dass sich die Vertiefung (20) zumindest teilweise über die Länge der Trennstrecke erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftabscheider, insbesondere für einen Haushaltsstaubsauger, mit einem Einlasskanal zum Zuleiten eines mit Partikeln beladenen Luftstroms, mit einer eine Längsachse aufweisenden Trennstrecke zum Erzeugen eines Luftwirbels, mit einem Partikelabscheider zum Abscheiden von Partikeln aus dem Luftwirbel, mit einer mit dem Partikelabscheider verbundenen Abscheidekammer zur Aufnahme der abgeschiedenen Partikel und mit einem Auslasskanal zum Ableiten des Luftstroms.
  • Derartige Fliehkraftabscheider, manchmal auch Zyklon, Zyklonabscheider, Zyklonfilter oder Wirbler genannt, werden zur Reinigung staubhaltiger Luft, wie sie beispielsweise allgemein im Haushalt oder beim Bohren und Schleifen entsteht, bei Haushaltsstaubsaugern eingesetzt. Des Weiteren dienen Fliehkraftabscheider in großtechnischen Anlagen zur Absonderung von in Gasen enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln (zum Beispiel zur Abgasreinigung).
  • Im Fliehkraftabscheider werden die Gase als Träger durch deren eigene Strömungsgeschwindigkeit und entsprechende konstruktive Gestaltung der Trennstrecke in eine Drehbewegung versetzt. Die auf die Partikel wirkenden Zentrifugalkräfte beschleunigen diese radial nach außen. Sie werden dadurch vom Gasstrom getrennt und können abgeschieden werden.
  • Ein Fliehkraftabscheider weist demnach im Wesentlichen den Einlasskanal, die Trennstrecke, die oft als Kegel ausgebildet ist, den Partikelabscheider mit Abscheidekammer und den Auslasskanal auf, der oft auch als Tauchrohr bezeichnet wird, das mittig von oben herab in die Trennstrecke angeordnet ist.
  • Im Einlaufkanal, der oft zylindrisch ausgebildet ist, wird das Gas-/Partikelgemisch durch tangentiales Einblasen auf eine kreisförmige Bahn innerhalb der Trennstrecke gebracht. Insbesondere durch die Verjüngung der anschließenden kegelförmigen Trennstrecke nimmt die Drehgeschwindigkeit des Luftwirbels zu, so dass die Partikel durch die Fliehkraft an die Kegelwände der Trennstrecke geschleudert und soweit abgebremst werden, dass sie sich aus der Strömung lösen und nach unten rieseln. Die Trennstrecke kann dagegen auch rein zylindrisch ausgebildet sein, wobei der gleiche Abscheidevorgang auftritt. Insbesondere bei vergleichsweise schweren Partikeln ist die Ausbildung als Kegel nicht nötig. Das gereinigte Gas bzw. die Flüssigkeit verlässt den Kegel durch den mittig angeordneten Auslasskanal bzw. durch das mittige Tauchrohr, vorzugsweise nach oben. Der mittig angeordnete Auslasskanal verstärkt im Übrigen die Ausbildung des Luftwirbels, weil der Auslasskanal und die Trennstrecke im oberen Bereich einen ringförmigen Spalt zwischen sich ausbilden.
  • Die Trennstrecke kann zum einen sich kegelförmig nach unten verjüngend ausgebildet sein, so dass der nach unten spitz zulaufende Kegel als Partikelabscheider das Abscheiden der Partikel ohne wesentliche Durchströmung mit Luft ermöglicht. Zum anderen kann die Trennstrecke zylindrisch ausgebildet sein bzw. am unteren Ende einen größeren Durchmesser aufweisen und eine Trennwand als Partikelabscheider am unteren Ende aufweisen, die die Trennstrecke von der Abscheidekammer trennt. Die Trennwand weist dabei umfangseitig einen Spalt auf, der die an der Wandung der Trennstrecke abgeschiedenen Partikel nach unten durchtreten lässt. Auch hierbei erfolgt nur ein geringer Luftstrom durch den umlaufenden Spalt.
  • Ein Nachteil des zuvor beschriebenen Fliehkraftabscheiders besteht darin, dass nur am unteren Ende der Trennstrecke die eigentliche Partikelabscheidung stattfindet. Somit ist eine starke Luftströmung zur Ausbildung des ausreichend starken Luftwirbels bis zum unteren Ende der Trennstrecke erforderlich. Denn das Abscheiden der Partikel erfordert eine ausreichende Fliehkraft zum Anpressen der Partikel an die Wandung der Trennstrecke. Somit benötigt die Betriebsweise viel Energie und führt zu einer erhöhten Lautstärke.
  • Daher liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die Effektivität des Fliehkraftabscheiders zu verbessern.
  • Das zuvor aufgeführte technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Partikelabscheider mindestens eine radial nach außen vorstehende Vertiefung in der Wandung der Trennstrecke aufweist und dass sich die Vertiefung zumindest teilweise, insbesondere zumindest 50%, über die Länge der Trennstrecke und vorzugsweise über die gesamte Länge der Trennstrecke erstreckt.
  • Durch die Vertiefung entsteht eine Kante in der Wandung der Trennstrecke, die zu einem Abriss der direkt an der Wandung entlang verlaufenden Strömung führt. Dadurch entstehen Verwirbelungen, die sich innerhalb der Vertiefung ausbilden. Der in der Trennstrecke verlaufende Luftwirbel wird dadurch nur wenig beeinträchtigt und setzt sich innerhalb der Trennstrecke fort. Diese Partikel fallen dann in der Vertiefung mangels Zentrifugalkräfte und wegen geringer Luftgeschwindigkeiten nach unten, so dass im Luftstrom geführte Partikel abgeschieden werden.
  • Zum Erzielen eines guten Abscheideergebnisses und somit einer guten Abscheideeffizienz ist eine Abstimmung der Dimensionierung der Vertiefung relativ zu den Abmessungen der Trennstrecke notwendig. Dabei sind sowohl die zu erwartenden Partikelgrößenverteilungen als auch die zu erzielenden Strömungsgeschwindigkeiten zu berücksichtigen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vertiefung eine umfangseitige Breite von 5 bis 20%, vorzugsweise 5 bis 15% und insbesondere 5 bis 10% des Umfangs der Trennstrecke aufweist. Somit kann die Breite ausreichend groß dimensioniert werden, um eine gute Abscheiderate zu erreichen, wobei gleichzeitig die Breite nicht zu groß gewählt wird, um eine nur geringfügig gestörte Fortsetzung des Luftwirbels zu gewährleisten.
  • Neben der Dimensionierung der Vertiefung ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Vertiefung an die zu erwartenden Partikelgrößen und Strömungsverhältnisse angepasst wird. So haben sich runde, dreieckige oder viereckige Querschnitte für unterschiedliche Anwendungen als geeignet herausgestellt. So werden beispielsweise in runden Vertiefungen weniger starke Wirbel ausgebildet, die somit ein Abscheiden von größeren Partikeln bewirken, während eckige Vertiefungen stärkere Wirbel ausbilden und eine größere Abscheiderate erreichen. Die Formgebung der Vertiefung, insbesondere die Kantenausbildung, nimmt Einfluss auf die entstehenden Luftwirbel und somit auf die wirksamen Zentrifugalkräfte und damit auf die Abscheideleistung.
  • Grundsätzlich ließe sich durch mindestens zwei, bevorzugt durch eine Mehrzahl unterschiedlich dimensionierter Vertiefungen in einem gemeinsamen Fliehkraftabscheider sogar eine Fraktionierung der abgeschiedenen Partikel erreichen, die mit entsprechenden Zuführung in getrennte Abscheidekammern eingeleitet werden können.
  • In weiter bevorzugter Weise bildet der Übergang zwischen der Trennstrecke und der Vertiefung zumindest abschnittsweise eine scharfe Kante aus. Unter einer scharfen Kante wird eine Kante verstanden, deren Oberflächenradius kleiner als 5%, vorzugsweise kleiner als 1% des Radius der Wandung der Trennstrecke beträgt.
  • Die Stärke der Verwirbelung kann auch dadurch beeinflusst bzw. vergrößert werden, wenn der Übergang zwischen der Trennstrecke und der Vertiefung zumindest abschnittsweise eine Hinterschneidung aufweist. Durch die Hinterschneidung treten an der Kante vermehrt Wirbel auf, die die Rate der Abscheidung der Partikel aus dem Luftstrom erhöhen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des beschriebenen Fliehkraftabscheiders weist die Vertiefung eine in Längsrichtung variierende Querschnittsgröße auf. Vorzugsweise kann dabei der Querschnitt in Strömungsrichtung des Wirbels verjüngend oder erweiternd ausgebildet sein. Insbesondere dann, wenn auch die Trennstrecke einen variierenden Durchmesser aufweist, kann das Verhältnis der umfangseitigen Breite der Vertiefung zum Umfang der Trennstrecke im Wesentlichen gleich groß gehalten werden. Andererseits kann das Verhältnis der umfangseitigen Breite der Vertiefung zum Umfang der Trennstrecke gezielt variiert werden und ggf. unterschiedlich ausgeprägte Strömungsverhältnisse innerhalb der Trennstrecke entlang der Achse ausgeglichen werden.
  • Dabei ist die die Wandung der Trennstrecke vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch, vorzugsweise zylindrisch, konisch oder doppelkonisch ausgebildet. Unter im Wesentlichen rotationssymmetrisch wird dabei verstanden, dass die Wandung auch von einer exakten Rotationssymmetrie abweichen kann, solange sichergestellt ist, dass die Ausbildung des Wirbels innerhalb der Trennstrecke sichergestellt ist. Somit sind auch leicht elliptische oder andere runde Formen möglich. Wenn eine konische bzw. kegelige Form gewählt wird, ist es bekanntermaßen bevorzugt, dass sich die Wandung in Richtung der Erstreckung des Wirbels verjüngt. Bei einer doppelt konischen Form ist es bevorzugt, wenn die Wandung der Trennstrecke sich zunächst in Richtung der Erstreckung des Wirbels erweitert und anschließend wieder verjüngt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
  • 1 einen aus dem Stand der Technik bekannten Fliehkraftabscheider in einer perspektivischen Ansicht,
  • 2 den Fliehkraftabscheider nach 1 im Längsschnitt,
  • 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders in einer perspektivischen Ansicht,
  • 4 den Fliehkraftabscheider nach 3 im teilweisen perspektivischen Längsschnitt,
  • 5 den Fliehkraftabscheider nach 3 im Querschnitt senkrecht zur Achse der Trennstrecke,
  • 6 die Trennstrecke des Fliehkraftabscheiders nach 3 in einer perspektivischen Ansicht,
  • 7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders im Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Trennstrecke,
  • 8 die Trennstrecke eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders in einer perspektivischen Ansicht,
  • 9 die Trennstrecke eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders in einer perspektivischen Ansicht,
  • 10 die Trennstrecke eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders im Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Trennstrecke,
  • 11 die Trennstrecke eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders im Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Trennstrecke,
  • 12 die Trennstrecke eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders im Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Trennstrecke,
  • 13 die Trennstrecke eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders in einer perspektivischen Ansicht,
  • 14 die Trennstrecke eines neunten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders in einer perspektivischen Ansicht,
  • 15 die Trennstrecke eines zehnten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders in einer perspektivischen Ansicht,
  • 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders einer teilweise geschnitten perspektivischen Ansicht,
  • 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders einer teilweise geschnitten perspektivischen Ansicht,
  • 18 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders einer teilweise geschnitten perspektivischen Ansicht,
  • 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders einer teilweise geschnitten perspektivischen Ansicht und
  • 20 das Ausführungsbeispiel nach 19 in einer anderen Ansicht.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
  • In den 1 und 2 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Fliehkraftabscheider 2 dargestellt. Der Fliehkraftabscheider 2 ist für einen Haushaltsstaubsauger geeignet, jedoch kann der nachfolgend beschriebene Aufbau auch bei anderen Anwendungen als bei einem Haushaltsstaubsauger Anwendung finden.
  • Ein Einlasskanal 4 ist vorgesehen, um einen mit Partikeln beladenen Luftstrom zuzuleiten. Der Einlasskanal 4 ist dabei als Rohrstutzen ausgebildet und weist in bevorzugter Weise eine zylindrische Form auf. Ebenso kann der Einlasskanal 4 auch eine andere Querschnittsformen aufweisen.
  • Über den Einlasskanal 4 wird der Luftstrom in eine eine Längsachse 6 aufweisende Trennstrecke 8 eingeleitet, wobei der Einlasskanal 4 den Luftstrom im Wesentlichen tangential relativ zur Längsachse 6 der Trennstrecke 8 zuleitet und somit einen Luftwirbel erzeugt, der sich im Wesentlichen um die Längsachse 6 herum ausbildet. In dem in den 1 und 2 dargestellten Beispiel weist die Wandung 10 der Trennstrecke 8 eine obere zylindrische Wandung 10a und eine sich konisch nach unten verjüngende Wandung 10b auf.
  • Am unteren Ende der konischen Wandung 10b ist ein Partikelabscheider 12 zum Abscheiden von Partikeln aus dem Luftwirbel vorgesehen. Der Partikelabscheider 10 besteht im Wesentlichen aus einer kreisförmigen Scheibe, die in der unteren Öffnung der Wandung 10b angeordnet ist, umfangseitig einen Abstand zur Wandung 10b aufweist und somit einen Ringspalt 13 bildet.
  • Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Beispiel ist unterhalb des Partikelabscheiders 12 eine Abscheidekammer 14 zur Aufnahme der abgeschiedenen Partikel angeordnet, wobei der Partikelabscheider 12 mit der Abscheidekammer 14 verbunden ist. Die Abscheidekammer 14 kann auch als Staubkammer bezeichnet werden, in der sich bei der Anwendung in einem Haushaltsstaubsauger der aufgesaugte Staub abgelagert und von dort aus entsorgt werden kann.
  • Des Weiteren ist ein Auslasskanal 16 zum Ableiten des Luftstroms im oberen Bereich der zylindrischen Wandung 10a der Trennstrecke 8 vorgesehen. Dabei ist der Auslasskanal 16 mittig angeordnet und somit im Wesentlichen parallel zur Längsachse 6 der Trennstrecke 8 ausgerichtet. Daher wird der Auslasskanal 16 auch als Tauchrohr bezeichnet.
  • Der beschriebene Fliehkraftabscheider 2 funktioniert folgender Maßen. Der mit Partikeln beladene Luftstrom, der über den Einlasskanal 4 tangential in die Trennstrecke 8 eingeleitet wird, bildet einen Luftwirbel aus, der sich ausgehend von der oberen zylindrischen Wandung 10a nach unten in den konischen Abschnitt der Wandung 10b bewegt. Innerhalb des Luftwirbels werden die Partikel durch die auf sie wegen der Massenträgheit wirkenden Fliehkräfte nach außen getrieben und entlang der Wandungen 10a und 10b bewegt. Am unteren Ende der Trennstrecke 8 fallen dann die Partikel durch den Ringspalt zwischen dem scheibenförmigen Partikelabscheider 12 und der Wandung 10b in die Abscheidekammer 14.
  • In den 3 bis 6 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders 2 dargestellt.
  • Wie sich aus 3 ergibt, ist der Einlasskanal 4 wieder als Rohrstutzen ausgebildet, während die Trennstrecke 8 eine insgesamt zylindrische Wandung 10 aufweist, die sich auch bis hin zu dem Bereich der Abscheidekammer 14 erstreckt. Der Partikelabscheider 12 ist zwischen der Trennstrecke 8 und der Abscheidekammer 14 angeordnet, wird von einer Halterung 18 getragen und bildet den Ringspalt 13, durch den die abgeschiedenen Partikel in die Abscheidekammer 14 gelangen. Der Ringspalt 13 ist in den 4 und 5 zu erkennen.
  • Auch wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele immer einen solchen scheibenförmigen Partikelabscheider 12 mit Ringspalt 13 aufweisen, so können erfindungsgemäße Fliehkraftabscheider auch eine lediglich konisch zulaufende Form ohne eine mittig in der unteren Öffnung des Konus angeordnete Scheibe mit Ringspalt als Partikelabscheider aufweisen.
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass eine radial nach außen vorstehende Vertiefung 20 in der Wandung 10 der Trennstrecke 8 vorgesehen ist und dass sich die Vertiefung 20 über die Länge der Trennstrecke 8 erstreckt. Dadurch wird ermöglicht, dass Partikel, die durch den Luftwirbel an die Wandung 10 der Trennstrecke 8 durch die Fliehkräfte angedrückt werden, an der sich zwischen der Vertiefung 20 und der Wandung 10 ausbildenden Kante durch die Fliehkräfte in die Vertiefung 20 hinein transportiert werden. Der Luftwirbel setzt sich dagegen weiter fort und nach einer weiteren Umdrehung wird der Luftstrom erneut an der Vertiefung 20 vorbeigeführt. Somit können die Partikel im Luftstrom durch den Luftwirbel nicht nur entlang der Wandung 10 und schließlich durch den Ringspalt 13 abgeschieden werden, sondern durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vertiefung gelangen die Partikel aus dem Luftwirbel heraus und können durch das Volumen der Vertiefung 20 in die Abscheidekammer 14 gelangen. Wie sich insbesondere aus 4 ergibt, ist dazu die Vertiefung 20 strömungstechnisch mit der Abscheidekammer 14 verbunden.
  • Eine Alternative zu dieser Ausgestaltung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, besteht darin, dass die Vertiefung 20 eine separate Abscheidekammer bildet, so dass in insgesamt zwei Abscheidekammern die Partikel abgeschieden werden.
  • 7 zeigt nun ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders 2 im Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Trennstrecke 8, bei dem neben der Vertiefung 20 eine zweite Vertiefung 22 vorgesehen ist. Somit wird während eines Umlaufs des Luftwirbels innerhalb der Trennstrecke 8 an zwei Stellen der Wandung 10 ein zusätzliches Abscheiden von Partikeln aus dem Luftstrom in der zuvor beschriebenen Weise ermöglicht.
  • 7 zeigt weiterhin, dass die Vertiefung 20 eine umfangseitige Breite aufweist, die einem Winkelsegment bezogen auf die Längsachse 6 von ca. 35° entspricht. Mit anderen Worten beträgt die umfangseitige Breite ca. 10% des Umfangs der Trennstrecke 8. Dieser Wert hat sich als vorteilhaft erwiesen, um eine möglichst gute Abscheiderate aus dem Luftwirbel innerhalb der Trennstrecke 8 zu erreichen.
  • Grundsätzlich können die beiden radial nach außen vorstehende Vertiefungen 20 und 22 mit unterschiedlichen Geometrien, insbesondere unterschiedlichen Abmessungen oder Durchmessern, ausgebildet sind und mit unterschiedlichen Abscheidekammern (nicht dargestellt) zur Fraktionierung der abgeschiedenen Partikel verbunden sein. Somit kann die Funktionalität des Fliehkraftabscheiders nochmals verbessert werden.
  • 8 zeigt die Trennstrecke 8 eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders 2 in einer perspektivischen Ansicht, bei dem die Wandung 10 der Trennstrecke 8 sich konisch nach unten verjüngend ausgebildet ist. Die in der Wandung 10 ausgebildete Vertiefung 20 folgt dem konischen Verlauf, wobei der Querschnitt der Vertiefung 20 gleich bleibt. Die konisch zulaufende Form unterstützt die Ausbildung des Luftwirbels innerhalb der Trennstrecke 8.
  • 9 zeigt die Trennstrecke 8 eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders 2 in einer perspektivischen Ansicht, bei dem die Wandung der Trennstrecke 8 doppelt konisch ausgebildet ist. Die obere Wandung 10a erweitert sich nach unten, während sich die angrenzende Wandung 10b nach unten wiederum verjüngt. Die Vertiefung 20 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel in der Wandung 10 ausgebildet und folgt dem doppelt konischen Verlauf mit den Abschnitten 20a und 20b, wobei der Querschnitt der Vertiefung 20 gleich bleibt.
  • Wie sich weiterhin aus den 10 bis 12 ergibt, kann die Vertiefung 20 unterschiedliche Geometrien aufweisen. 10 zeigt eine Vertiefung 20 mit einer dreieckigen Querschnittsform, bei 11 ist die Vertiefung 20 im Querschnitt rund und nach 12 weist die Vertiefung 20 eine viereckige bzw. rechteckige Querschnittsform auf. Die Querschnittsform der Vertiefung 20 kann also variiert und somit an die jeweils gestellte Aufgabe angepasst werden, einen spezifischen partikelbeladenen Luftstrom zu reinigen.
  • Wie sich weiterhin aus den 10 bis 12 ergibt, bildet der Übergang zwischen der Trennstrecke 8 und der Vertiefung 20 eine scharfe Kante, wodurch sich ein möglichst schneller Wechsel der Wandung 10 für die äußere Schicht des Luftstroms hin zu der Vertiefung 20 ergibt. Durch diesen schnellen Wechsel wird die Abscheiderate von Partikeln aus dem Luftwirbel erhöht.
  • Aus der 12 ergibt sich weiterhin, dass der Übergang zwischen der Trennstrecke 8 und der Vertiefung 20 eine Hinterschneidung aufweist. In dieser Weise wird der Luftstrom vom Luftwirbel in die Vertiefung 20 hinein noch stärker verwirbelt, so dass wiederum die Abscheiderate von Partikeln aus dem Luftstrom verbessert wird.
  • Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Vertiefung 20 jeweils über die gesamte Länge der Trennstrecke 8. Bei dem in 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 20 nur im unteren Bereich, vorzugsweise in der unteren Hälfte der Wandung 10 der Trennstrecke 8 ausgebildet. Somit erfolgt ein Abscheiden von Partikeln aus dem Luftstrom nur in der unteren Hälfte der Trennstrecke 8. Durch diese Maßnahme kann sich der Luftwirbel zunächst in der oberen Hälfte der Wandung 10 ausbilden und stabilisieren, bevor in der unteren Hälfte der Wandung 10 ein zusätzliches Abscheiden von Partikeln aus dem Luftstrom durch die Vertiefung 20 erfolgt.
  • In den 14 und 15 sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Vertiefung 20 eine in Längsrichtung der Trennstrecke 8 variierende Querschnittsgröße aufweist. In 14 ist die Vertiefung 20 so ausgebildet, dass sie sich in Strömungsrichtung verjüngt, während sich die Vertiefung gemäß 15 in Strömungsrichtung erweitert.
  • Die 16 bis 20 zeigen weitere erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Fliehkraftabscheider 2, wobei jeweils gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen, wie sie zuvor beschrieben worden sind.
  • 16 zeigt einen Fliehkraftabscheider 2 mit einem vertikal von unten kommenden Einlasskanal 4 und einen nach oben abgehenden Auslasskanal 16, wobei die Trennstrecke 8 vom Luftstrom durchlaufen wird und an der Vertiefung 20 die Partikel abgeschieden werden.
  • 17 zeigt einen Fliehkraftabscheider 2 mit einem horizontal und tangential zulaufenden Einlasskanal 4 und einen vertikal nach unten abgehenden Auslasskanal 16.
  • 18 stellt einen Fliehkraftabscheider 2 mit einem vertikal von oben zulaufenden Einlasskanal 4 und einen vertikal nach unten abgehenden Auslasskanal 16 dar.
  • Schließlich zeigen die 19 und 20 einen erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider 2 mit einer Trennstrecke 8 mit einer horizontal verlaufenden Achse, wobei der Einlasskanal seitlich und tangential zur Trennstrecke 8 zuläuft und der Auslasskanal 16 seitlich entlang der horizontalen Achse abgeht.
  • Sämtlichen Ausführungsbeispielen gemäß der 16 bis 20 ist gemeinsam, dass die Vertiefung 20 in der Wandung 10 einen Partikelabscheider bildet, der aus dem Luftstrom Partikel abscheidet und der Abscheidekammer 14 zuführt.

Claims (12)

  1. Fliehkraftabscheider, insbesondere für einen Haushaltsstaubsauger, – mit einem Einlasskanal (4) zum Zuleiten eines mit Partikeln beladenen Luftstroms, – mit einer eine Längsachse (6) aufweisenden Trennstrecke (8) zum Erzeugen eines Luftwirbels, – mit einem Partikelabscheider zum Abscheiden von Partikeln aus dem Luftwirbel, – mit einer mit dem Partikelabscheider verbundenen Abscheidekammer (14) zur Aufnahme der abgeschiedenen Partikel und – mit einem Auslasskanal (16) zum Ableiten des Luftstroms, dadurch gekennzeichnet, – dass der Partikelabscheider mindestens eine radial nach außen vorstehende Vertiefung (20) in der Wandung (10) der Trennstrecke (8) aufweist und – dass sich die Vertiefung (20) zumindest teilweise über die Länge der Trennstrecke (8) erstreckt.
  2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vertiefung (20) über die gesamte Länge der Trennstrecke (8) erstreckt.
  3. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20) strömungstechnisch mit der Abscheidekammer (14) verbunden ist.
  4. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (14) eine separate Abscheidekammer bildet.
  5. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20) eine umfangseitige Breite von 5 bis 20%, vorzugsweise 5 bis 15% und insbesondere 5 bis 10% des Umfangs der Wandung (10) der Trennstrecke (8) aufweist.
  6. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20) einen runden oder eckigen, vorzugsweise dreieckigen Querschnitt aufweist.
  7. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen der Trennstrecke (8) und der Vertiefung (20) zumindest abschnittsweise eine scharfe Kante bildet.
  8. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen der Trennstrecke (8) und der Vertiefung (20) zumindest abschnittsweise eine Hinterschneidung aufweist.
  9. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20) eine in Längsrichtung variierende Querschnittsgröße aufweist.
  10. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wandung (10) der Trennstrecke (8) im Wesentlichen rotationssymmetrisch, vorzugsweise zylindrisch, konisch oder doppelkonisch ausgebildet ist.
  11. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei radial nach außen vorstehende Vertiefungen (20, 22) mit unterschiedlichen Geometrien, insbesondere unterschiedlichen Abmessungen oder Durchmessern, vorgesehen sind und mit unterschiedlichen Abscheidekammern (14) zur Fraktionierung der abgeschiedenen Partikel verbunden sind.
  12. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer scheibenförmiger Partikelabscheider (12) zum Abscheiden von Partikeln aus dem Luftwirbel vorgesehen ist, der mit der Abscheidekammer (14) zur Aufnahme der abgeschiedenen Partikel über einen Ringspalt (13) verbunden ist.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20306405U1 (de) * 2003-04-24 2003-08-28 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Entnehmbarer Staubsammelbehälter

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