DE2036433A1

DE2036433A1 - Fliehkraftabscheider

Info

Publication number: DE2036433A1
Application number: DE19702036433
Authority: DE
Inventors: Motomi Ohtomi Hiroshi Tokio P Kono
Original assignee: Ashizawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Ashizawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 1969-08-13
Filing date: 1970-07-22
Publication date: 1971-02-25
Also published as: US3684093A; GB1249966A

Description

Gase Ashxzawa - 1
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Ashizawa Iron V/orks 0o._f Ltd., Tokio, Japan

Fliehkraftabsche i d e r

Die Erfindung betrifft einen Fliehirr af tabs ehe ider zur Abscheidung von Teilchen au3 einem mit Teilchen beladanen Strömungsmedium.

Die bisher bekannten Fliehkraftabscheider weisen einen Abseheidungszylinder auf, in welchem das mit Teilchen beladene Strömungsmedium helixartig rotiert, -sowie einen unteren konischen Bereich, welcher einstückig mit dem Zylinder verbunden ist_o Ferner ist bei den bekannten Fliehkraftabscheidern ein Staubkasten am untersten Ende des konischen Bereichs vorgesehen, sodaß die abgetrennten Partikel aus dem konischen Bereich des Fliei] kr aft ab s ehe id er s in den Staubkasten fallen und somit entfernt werden. Bei derartigen herkömmlichen Fliehkraftabscheider η wird im Zentrum des AbscheideZylinders und des konischen Teils ein Unterdruck erzeugt, und zwar aufgrund der Wirbelströmung des Strömungsmediums. Aufgrund dieses Unterdrucks werden Teilchen oder Partikel, welche im unteren Bereich des konischen Teils abgelagert sind und ferner auch Staubteilchen, welche in dem Staubkasten abgelagert sind, hochgewirbelt und in der Strömung absorbiert, sodaß zusammen mit den ausströmenden Gasen auch Teilchen ausströmen. Ferner wird zusätzlich auch

■ im Inneren des Staubkastens, welcher mit dem zentralen Bereichder Wirbeletrömung in dem konischen Bereich des Abscheiders in Verbindung steht, unter Unterdrück gesetzt, aodaß die Par-

• tikel in dem Staubkasten unter der Einwirkung ctes von dem Aua-'XIlB in den Staubkasten eingeführten atmosphärischen Gases um-

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lierf liegen. Dies hat zum Ergebnis, daß die Staubteilchen oder Partikel in dem Staubkasten Yiieder in den Abscheidungszylinder zurückgetragen werden,, ferner besteht bei relativ großen Partikeln, ?ielche gemeinsam mit' der Wir be !strömung des Strömungsmediums in dem konischen Teil des Abscheiders zirkulieren die neigung sich aufgrund der starken Zentrifugalkräfte entlang dem konischen Bereich aufwärts zu bewegen. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen !Fliehkraftabscheider zu schaffen, bei welchem die beschriebenen Nachteile vermieden werden und welcher auÄ einem mit Partikeln beladenen Strömungsmedium die Teilchen vollständig und endgültig abtrennt»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fliehkraftabscheider zur Abtrennung von Partikeln aus einem mit Partikeln beladenen Strömungsmedium gelöst, ?/elcher einen zylindrischen und einen konischen Bereich in dem Abscheidergehäuse aufweist, in welchem sich ein primärer Eelixstrom ausbilden kann und '.'6l.ch.er ein Ausströmrohr aufweist;, in dem sich ein sekundärer Hell:-.:si"rom ausbilden kann und welcher durch eine Hilfsstrom- -i.urlclitung gekennzeichnet ist, um einen Hilfsgasstrom, vorzugsweise einen I-Iilfsgashelixstrom in dem zylindrischen Bereicii und/oder in dem Ausströmrohr zu erzeugen,

* Erfiiidungsgemäß kann der fliehkraftabscheider eine Saugeinrichtung zur Absaugung des Hilfsgasstroms aus dem Ausströmrohr und ggfo sum Einblasen desselben in den primären Helixstrom aufweisen.

Ein grundlegender Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die an den indungen des Abscheiders und insbesondere an den Wandungen des Auaströmrohres abgeschiedenen Partikel mittels eines Hilfsgasatroms zu entfernen?

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Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß zwischen dem zylindrischen Teil und dem konischen !Teil oder einem zylindrischen Zwischenteil des Gehäuses eine Trenn- oder Umlenkplatte mit Ausnehmungen zum Durchtritt der abgeschiedenen Partikel vorgesehen ist» Eine solche Platte verhindert wirksam das Aufwirbeln der in dem konischen Teil des Gehäuses und/oder in einer Staubkammer befindlichen Staubpartikeln-durch die Saugwirkung des primären Helix-WirbeIstroms und/oder des sekundären Helix-WirDeI-" stroms.

Der erfindungsgemäße Fliehkraftabscheider stellt somit ein äuUerst effektives und wirksames Gerät zur vollständigen Abscheidung von Staub- und/oder Plüssigj-eitspartikeln aus einem Strömungsmedium dar.

Im folgenden wird die Sr:;:'inäul:g anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigenj

iMgur 1 einen Schnitt durch eine erste Aus.-Uhr ungs form des erfindungsgemäßen fliehkraftabs dieiders;

Figur 2 einen Querschnitt entlar.g. der linie II-II in Figur 1· Figur 3 einen Querschnitt entlang uev Linie III-III in Figur 1;

Figur 4 einen Längsschnitt cnreh ^Ii'e sv;eite AusfUhrungsform des en'inrtungsgenäSen Fliöhkraftabscheiclers;

Figur ¹J eine Draufsicht des FlieL'kra--tac3C;ieiaers gemäß Figur 4 und

Figur 6 einen Querschnitt entlang der Linie YI-YI in Figur 4.

Im folgenden soll die Ausführungsform gemäß Figuren 1, 2 und 3 beschrieben werden. Der Fliehkraftabscheider 10 zur Abscheidung von Teilchen aus einem mit Teilchen beladenen Strömungsmedium oder Gaa umfaßt ein Gehäuse 11, welches einen zylindrischen Bereich 12 und einen konischen Bereich 13 aufweist«

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Ferner ist ein Einlaß 14 vorgesehen, welcher über eine öffnung 15 mit dem zylindrischen Bereich 12 in Verbindung steht und der Ausbildung einer Primärströmung A eines mit Teilchen beladenen Strömungsmediums tangential entlang der zylindrischen Wand 16 des Gehäuses 11 dient und welcher am oberen En-" de des zylindrischen Teils 12 angeordnet ist. Ferner ist ein Auslaß 17 vorgesehen, welcher über eine Öffnung 18 mit dem untersten Ende des konisch zusammenlaufenden Bodens 19 des konischen Teils 15 des Gehäuses 11 in Verbindung steht und zur Entnahme der von dem Strömungsmedium abgetrennten Teilchen dient. In dem Auslaß 17 ist ein Ventil 20 vorgesehen. Zwischen dem zylindrischen Teil 12 und dem konischen Teil 13 ist eine Abtrennplatte 21 angeordnet, welche über Halterungen 22 auf dem konisch zusammenlaufenden Bodenbereich 19 des konischen Teils 13 des Gehäuses 11 ruht und der Umlenkung der schraubenförmig um die Längsachse fließenden Primärströmung A des Strömungsmediums dient, wobei eine Sekundärströmung B des Strömungsmediums gebildet wird, welche in entgegengesetzter axialer Richtung oder in Aufwärtsrichtung verläuft. Zwischen der zylindrischen Innenwand 16 des Gehäuses 11 und der Abtrennplatte 21 ist ein Ringspalt 23 vorgesehen. Koaxial zu dem zylindrischen Gehäuse 11 ist ein zylindrischer Ausströmkanal 24 angeordnet, welcher sich durch die obere Abschlußwandung 25 des Gehäuses 11 erstreckt» Dieser fliehkraftabscheider 10 umfaßt ferner eine sekundäre Gaszufuhr 30 mit einer äußeren Kammer. 31 um den oberen Bereich des AusströmksJials 24 herum und oberhalb des Gehäuses 11. Diese äußere Kammer 31 schließt sich dicht an den Ausströmkanal 24 an» Ein Einströmrohr 32 dient der Zufuhr eines unter Druck stehenden Gases in die äußere Kammer 31. Dieses Druckgas entstammt einem nicht dargestellten und an sich bekannten Gebläse. Durch die Wandung 34 des r Ausströmkanals 24 und innerhalb der äußeren Kammer 31 erstrecken sich Düsen oder Injektionsrohre 33 tangential zur Wandung 34 und entgegengesetzt gerichtet zur SeicundärStrömung

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des Strömungsmediums im Ausströmkanal 24.

Wenn bei Betrieb des beschriebenen Fliehkraftabscheiders ein mit Teilchen beladenes Strömungsmedium durch den Einlaß 14 in das Gehäuse 11 mittels eines nicht dargestellten Gebläses eingeblasen wird und zwar in tangentialer Richtung entlang der zylindrischen Wand 16 des Gehäuses 11 und um eine Achse des Gehäuses 11 unter Ausbildung von radialen Zentrifugalkräften in dem mit Teilchen beladenen Strömungsmediums, so bildet sich eine mit A bezeichnete Wirbelströmung hoher Geschwindigkeit aus. Dabei werden die Teilchen zentrifugal von der Strömung des Strömungsmediums abgetrennt und fallen entlang der zylindrischen Innenwand 16 des Gehäuses 11 und weiter durch den Spalt 23 zwischen der Innenwandung 16 des Gehäuses 11 und der Abtrennplatte 21 in den konischen Bereich 13 des Gehäuses 11 hinein. An der Abtrennplatte oder Umlenkplatte 21 wird sodann die axiale Helixströmung A des mit Teilchen beladenen Strömungsmediums umgelenkt, sodaß .der größte Teil der Strömung A an der Platte 21 endet, wenn, auch ein geringer Teil der Strömung A des Strömungsmediums durch den Spalt 23 in den kohisohen Bereich 13 des Gehäuses 11 eindringt. Dies hat zur Folge, daß die in den konischen Bereich 13 gelangten Teilchen nicht durch die Strömung herumgewirbelt werden. Ferner wird auch an der Abtrennplatte 21 der Unterdruckbereioh im inneren- der axialen Helixströmung A de:s Strömungsmediums begrenzt, sodaß der konisch^ Bereich 13 des Gehäuses

11 nicht βγ diesem Bere ten bleibt.

ikmLert und unter Unterdruck gerät, und wobei in

Ldh annähernd der Atmosphärendruok aufrecht erhal-Aufgrund der Begrenzung der axialen Helixströmung A de» Ström)ingsmediums an der Abtremnplatte 21 bildet sich eine Sekundirströmung B des Strömungsmediums aus, welche in

-fcer Sichtung zur axialen Helixströmung A des g-fcrömungsme^iums und in dem zentralen Unterdrückers ion ver~ < · J läuft. Diese Sekundärströmung tritt durch den zylindrischen ■*■*' / Austrittekanal 24 aus, welcher einen" geringeren Durchmesser

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als der zylindrische Bereich 12 des Gehäuses 11 hat und welcher coaxial zum Gehäuse 11 angeordnet ist. Das Strömungs-' medium enthält während der axialen Helixströmung B noch Teilchen, welche während der Helixströmung A in dem zylindrischen Bereich 12 nicht abgetrennt wurden» Diese Teilchen, mit denen die Helixströmung B beladen ist, werden fast vollständig abgetrennt, wenn man tangential, peripheral und in Bezug auf die sekundäre Helixströmung in entgegengesetzter axialer Richtung

ein Gas

von der Kammer 31 durch die Düse 33/injeziert, sodaß die Teilchen entlang der Innenwandung 35 in die primäre axiale Helixströmung A fallen und sodann durch diese Strömung A abgetrennt werden.

Aus vorstehender Beschreibung wird deutlich, daß das Ventil 17 nicht notwendigerweise abgeschlossen sein muß, da das Innere des konischen Bereichs 13 des Gehäuses 11 aufgrund der Abtrennplatte zwischen dem zylindrischen Bereich 12 und dem konischen Bereich Ϊ3 des Gehäuses 11 auf etwa atmosphärischem Druck gehalten wird. Somit können die abgetrennten Teilchen kontinuierlich durch das Ventil 17 entnommen werden und die abgetrennten Teilchen in dem konischen Bereich werden nicht in den zylindrischen Bereioh 12 des Gehäuses 11 unter der Wirkung des Vakuums im Inneren der axialen Helixströmung A des Strömungsmediums zurückgesaugte Hierdurch wird eine gute Trennleistung w bei der Abtrennung der Teilchen von dem mit Teilchen; beladenen Strömungsmedium erzielt.

Es muß ferner betont werden, daß wegen der fast völligen Abweaenheit einer Helixströmung des Strömungsmediums in dem konischen Bereich 13 dank der Ab tr e.nnplatte zwischen dem zylindrischen Bereioh und dem konischen Bereich des Gehäuses die in den konischen Bereich des Gehäuses gefallenen Teilohen sich nicht helixförmig bewegen. Dies hat zum Ergebnis, daß die Teilohen den konischen Bereich des Gehäuses nicht verlassen»

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Anhand der Figuren 4, 5 und 6 soll nun eine weitere Ausführungs-' form der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform umfaßt ein fliehkraftabscheider 40 ein Gehäuse ■ 41, welches einen zylindrischen Bereich 42, einen zylindrischen Zwischenbereich 42' und einen konischen Bereich 4.3 umfaßt, welcher einstückig mit dem zylindrischen Zwischenbereich 42' ausgebildet istο Ferner ist ein Einlaß 44 vorgesehen, welcher über eine Öffnung 45 mit dem zylindrischen Bereich 42 in Verbindung steht und zur Ausbildung einer Primärströmung A eines mit Teilchen beladenen Strömungsmittels tangential entlang der zylindrischen Wand 46 des Gehäuses 41 dient und am Ende und seitlich im zylindrischen Bereich 42 vorgesehen ist. Ein Auslaß 47 steht über eine Öffnung 48 mit dem untersten Endbereich des konisch zusammenlaufenden Bodenteils 49 des konischen Bereichs 43 des Gehäuses 41 in Verbindung und dient zur Entnahmeder vom Teilchen beladenen Strömungsmedium abgetrennten Teilchen. In dem Auslaß 47 befindet 3ich ein Ventil 50. Zwischen dem zylindrischen Bereich 42 und dem Zwischenbereich 42' ist eine Abtrennplatte 51 vorgesehen. Diese ist mit der Innenwandung 46 des zylindrischen Bereiche« 42 des Gehäuses 41 des Gehäuses 41 verbunden und weist eine Viel ζ aiii von Ausnehmungen 53 entlang der Peripherie auf«, Diese Ausnehmungen grenzen an die zylindrische Innenwandung 46 des zylindrischen Bereichs des Gehäuses an. Die Abtrennplatte 51 dient zur Begrenzung der axialen Helixströmung A des Strömungsmediums und zur Erzeugung einer Sekundärströmung B des Strömungsmediums in einer entgegengesetzten axialen Richtung oder in einer Linksrichtung gemäß Figur 4. Coaxial zum zylindrischen Gehäuse 41 ist ein zylindrischer Ausströmkanal 54 vorgesehen, welcher sich durch die Endplatte 55 des Gehäuses 41 erstreckt. Ferner umfaßt der Fliehkraftabscheider 40 eine Einrichtung 60 um auf die Sekundärströmung B des Strömungsmediums eine Saugwirkung auszuüben, wobei eine Gasausströmung in die Primärströmung A hinein erfolgt. Diese Einrichtung 30 umfaßt ein 'Zuleitungsrohr 61, Welches einerseits mit dem Endbereich 62 des Ausströmkanals

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verbunden ist und somit auf die Sekundärströmung B des Strö- " mungsmediums eine Saugwirkung ausübt und andererseits mit dem Eingang eines Gebläses 63 verbunden ist. Ein Ausströmrohr 64" ist einerseits mit dem Auslaß des Geblases 63 verbunden und andererseits mit einer öffnung 65, welche tangential entlang .· der zylindrischen Wandung 46 des zylindrischen Seils 42 des Gehäuses 41 gerichtet ist und zwar auf derselben Seite wie •die Öffnung 45 des Einlasses 44 zur Bewirkung der Primärströmung A des Strömungsmittels„ Auf diese Weise wird das noch mit Teilchen beladene Strömungsmedium der axialen Helixströmung B.in die Helixströmung A zurückgeführt, wobei die Teilchen abgetrennt werden.

Beim Betrieb des derart aufgebauten ELiehkraftabscheiders wird das mit Teilchen beladene Strömungsmedium durch das Einlaßrohr 44 mittels eines nicht dargestellten Gebläses in das Gehäuse 41 eingeblasen und zwar in einer Richtung, welche tangential entlang der zylindrischen Wand 46 des Gehäuses 41 und entlang einer Achse im Gehäuse 41 verläuft, sodaß in dem mit Teilchen beladenen Strömungsmedium eine radiale Zentrifugalkraft erzeugt wird,, Hierdurch wird wiederum ein Wirbelstrom hoher Geschwindigkeit erzeugt, welcher in Figur 4 mit A bezeichnet ist. Dabei werden die Teilchen zentrifugal von dem Strom des Strömungsmediums, welcher entlang der inneren zylindrischen Wandung 46 des Gehäuses 41 geblasen wird, abgetrennt. Die abge-' trennten Teilchen treten durch die Öffnungen 53 zwischen der Innenwandung 46 des Gehäuses 41 undder Abtrennplatte 51 hindurch und in den Zwiüchenbereich 42' des Gehäuses und fallen sodann in den konischen Bereich 43 des Gehäuses 41. Die axiale Helixströmung A des mit Teilchen beladenen Strömungsmediums ■ wird an der Abtrennplatte 51 fast vollständig unterbunden und nur ein geringer Anteil der Strömung A des Strömungsmediums tritt durch die Löcher oder Ausnehmungen 53 und durch den Zwischenbereich 42¹ in den konischen Bereioh 43 des Gehäuses 41 ein. Der größte Teil der Strömung A wird jedoch an der Abtrennplatte 51 unterbrochen. Dies hat zum Ergebnis, daß die in den '

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konischen Bereich 43 eingefallenen Teilchen nicht durch die Strömung A aufgewirbelt werden. Ferner wird durch die Abtrennplatte 51 auch der Unterdruckbereich im Inneren der axialen Helixströmung A des Strömungsmediums begrenzt, sodaß der konische Bereich 43 des G-ehäuses 41 keinen Unterdruck annimmt, · sondern im wesentlichen den Atmosphärendruck beibehalte Auf-. grund der Begrenzung der axialen Helixströmung A des Strömungsmediums durch die Abtrennplatte 51 wird eine sekundäre Strömung B des Strömungsmediums erzeugt, welche in einer der axialen Helixströmung A des Strömungsmediums entgegengesetztei,. axialen Richtung in dem zentralen Unterdruckbereich verläuft, sodaß dieselbe durch den zylindrischen AusBtrömkanal 54 entweicht, welcher einen geringeren Durohmesser als der zylindri-* sehe Teil 42 des Gehäuses 41 hat und coasial in Bezug auf daa Gehäuse 41 und ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet ist. Dieses Strömungsmedium der axialen Helixströmung B enthält noch Teilchen, welche nicht aus der Helixströmung A in dem zylindrischen Teil 42 ausgeschieden wurden. Diese Teilchen in der Helixströmung B werden fast vollständig durch die Anwendung einer Saugkraft an die Sekundärströmung B des noch mit Teilchen beladenen Strömungsmediums abgetrennt. Diese Saugwirkung wird über das Einlaßrohr 61 ausgeübt, welches mit dem Endbereich 62 des Ausströmkanals 54 in Verbindung steht. Diese Teilchenabtrennung geschieht ferner dadurch, daß das mit Teilchen beladene Strömungsmedium durch die Ausströmleitung in die Primärströmung A geleitet wird. Beide Leitungen 54 und 64 sind mit einem Gebläse 63 verbunden, sodaß die Teilchen entlang der Innenwandung 46 des zylindrischen Teils des Gehäuses 41 und durch die öffnungen oder Ausnehmungen 53 und den Zwiaohenbereioih 42' hindurch in den konischen Bereich 43 geführt werden, wo sie abgetrennt werden.

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Die Merkmale der vorliegenden Erfindung können nicht nur bei t©a beiden dargestellten speziellen Typen von KLiehkraftab- «ofctei&#rn Verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann

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vielmehr auch bei einer G-ruppenanordnung von mehreren Abscheide-rn oder bei einem Vielzellenabscheider angewandt wer-_ den. Auch können in der G-ehäusewändung in dem zylindrischen Bereich und in dem konischen Bereich Schlitze zur Abführung der ausgeschiedenen Partikel vorgesehen sein, ähnlich wie bei einem van longeren-Zyklon. Auch können anstelle eines Einlasses für das Strömungsmedium mehrere, wie z.B„ zwei diametral gelegene Einlasse vorgesehen sein, wie z.B. beim !Ehe r mix- Abs ehe ider oder Tubix-Abscheider. Ferner kann die Helixströmung durch einen Schaufelkranz bewirkt werden. Auch sind für vorliegende Erfindung Geräte vom Typ des Schicht-Zellenentstaubers geeignet. Es kann auch eine rotierende Abscheidefläche vorgesehen " sein. Ferner kann der erfindungsgemäße Fliehkraftabscheider zur Abscheidung von benetzten Teilchen oder von Flüssigkeitsteilchen dienen.

Ansprüche -

Claims

P A ϊ Ii IT Ί1 A N S P E Ü C H E

1. .Fliehkraftabscheider zur Abtrennung von Partikeln aus einem mit Partikeln beladenen Strömungsmedium, mit einem zylindrischen und einem konischen Bereich in einem Gehäuse, in dem sich ein primärer Helixstrom ausbilden kann und mit einem Ausströmrohr in dem sich ein sekundärer Helixstrom ausbilden kann, gekennzeichnet durch eine Hilfs- , Stromeinrichtung (30, 60) um einen Hilfεgasstrom, vorzugsweise einen Hilfsgashelixstrom, in dem zylindrischer. Bereich (12, 42) und/oder in dem Äusströmrohr (24, 54) zu erzeugen.,

ο Pliehkraftabscheider nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Eilfsstromeinrichtung (50, bO) zur Erzeugung eines zum sekundären Helixstrom (B) · axial entgegengesetzt gerichteten Kilfsgasstroms in dem Ausstrconrohr (24, Ϊ34) ausgeuilöet ist»

;>. .Fliehkraft abs cheiäGi¹ nacL sine^ der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ. e i c Ii η e t , daß die Eilfs-Dtronieinrichtung (30) eine Außen>a:r_er (31) an auslai-iseitigen Ende des Ausströnrohrs (24) urafaSt und daß tangential ausgerichtete Düsenröhrchen (33) einerseits in die Au:3enkama.er (31) und andererseits in das Ausströnrohr (24) hineinragen.

4c fliehkraftabscheider nach Anspruch 1, gekenn ze ichnet durch eine Saugeinrichtung zur Absaugung des Hilfsgas Stroms aus dem Ausströmrohr (24, !?4) und gegebenenfalls zum Einblasen desselben in den primären Helixstrom (A).

5. Fliehkraftabscheider nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Zwischenbereich (42·) zwischen dem zylindrischen Bereich (42) und dem konischen Bereich (43) des Gehäuses (41). -

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6. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilisstrenneinrichtung (60) zur Erzeugung eines dem primären Helixstrom (A) gleichgerichteten Hilfsgasstroms ausgebildet ist.

7. Fliehkraftabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Trenn- und TJmlenkplatte (21, 51) zwischen dem zylindrischen Teil (12, 42) und dem konischen Teil (13) oder dem zylindrischen Zwischenteil (42·) des Gehäuses (11, 41) mit Ausnehmungen (23, 53) sum Durchtritt der abgeschiedenen Partikel.

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