DE2328220A1 - Vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines wirbels - Google Patents

Description

Donaldson Company, Inc., Minneapolis, 14oo West, 94th Street (V.St.A.)

"Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Wirbels"

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Erzeugung eines Wirbels in einer MedienStrömung und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, um einen Wirbel in einer Primärströmung eines Feststoffteilchen tragenden Gases zu er- zeugen, um diese Feststoffteilchen von dem Gas durch Zentrifugalwirkung abzuscheiden. - - '

Es ist allgemein bekannt, daß Feststoffteilchen aus einem Gasstrom dadurch ausgeschieden werden können, daß die Feststoffteilchen einer in einer Wirbelströmung vorhandenen Zentrifugalkraft unterworfen werden. Bei den bisher bekannten Einrichtungen

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wird die erforderliche Wirbelströmung üblicherweise durch Einlaßflügel, angetriebene Rotoren oder Gaseinlaßkanäle erzeugt, die als Tangente zum 'äußeren Umfang der Trennkammer angeordnet sind. Bei solchen Vorrichtungen wirkt der nach außen gerichteten Zentrifugalkraft ein am Feststoffteilchen entstehender Strömungswiderstand entgegen, d.er radial nach innen gerichtet ist. Dieser Strömungswiderstand setzt sich dem Wirkungsgrad der Abscheidung entgegen, da er verhindert, daß einige Feststoffteilchen den ι äußeren Umfang der Trennkammer erreichen, wo normalerweise die Abführung erfolgt. Es erscheint daher möglich, daß der Wirkungsgrad der Abscheidung dann verbessert werden kann, wenn der zu erzeugende Wirbelstrom eine radial nach außen gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweist, die wenigstens in einem Teil des Primärflusses vorgesehen wird. Weiterhin ist es eine Überlegung der Erfindung, daß ein solcher Wirbelstromweg durch Mittel, die einen Ring aufweisen, der tangential gerichtete Strahlen besitzt, die im wesentlichen senkrecht zum Primärstrom ausgerichtet sind,erzeugt werden kann. Weiterhin wurde gefunden, daß ausgezeichnete Trennwirkungsgrade durch die Benutzung von Strahlen mit hoher Geschwindigkeit und kleiner Menge erreicht werden können. Um die Fähigkeit der Strahlen, eine Wirbelströmung zu schaffen , zu verbessern, sind entsprechend gekrümmte Oberflächen im Bereich jedes Strahles vorgesehen, um derart einen "Coandaeffekt" zu erreichen (d.h. ein Anhaften der Strahlen an der"Umfangsflache der die· Wirbelströmung erzeugenden Elemente).

Eine Durchsicht des Standes der Technik zeigt, daß verschiedene Versuche gemacht worden sind, eine Wirbelströmung unter Zuhilfenahme eines Ringes mit tangential ausgerichteten Düsen zu schaffen.

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So wird in dem US-Patent 1 464 113 ein Gasreinigungsgerät mit tangential ausgerichteten Schmutzgaseinlässen beschrieben, um eine erste Wirbelbewegung des einströmenden Gases.zu schaffen, die durch vier Ringe mit tangential gerichteten Düsen gefolgt werden, um dadurch die Rotationsgeschwindigkeit des Schmutzgases zu beschleunigen. Es ist bei Lesen der vorgenannten US-PS offensichtlich, daß der tangentiale Einlaß notwendig ist, um den Wirbei überhaupt zu erzeugen. Die bei dieser bekannten Vorrichtung ' eingesetzten Düsen sind die üblicherweise in Verbindung mit NiederdruckluftZuführungen verwendeten und der kleine Ventilator ist nicht in der Lage, Strahlen zu erzeugen, die Schallgeschwindigkeit aufweisen. Würden die tangentialen Einlasse nicht vorgesehen, derart, daß die Düsenringe allein den Wirbel erzeugen müßten, müßten wenigstens 3o - 5o % des Auslaßstromes durch die Düsen erzeugt werden, um überhaupt einen vernünftigen Wirbel zu schaffen. Bei Kraftfahrzeugluftreinigern beispielsweise ist es nicht möglich, eine solche große Volumenmenge an Reinluft durch die Düsen zu schaffen. Unabhängig von der Tatsache der Benutzung von Düsenringen ist die Einrichtung gemäß der genannten US-PS eine Niederdruckvorrichtung, die mit einem großen Wirbelformerstrom arbeitet. . ·

In der US-PS 3 483 973 wird ein Niederdrückklassierer ,beschrie- , ben, der mit einer hohen Strömung arbeitet, da loo% der Strömung durch die Düsen laufen. Bei dieser Einrichtung wird kein primärer Axialfluß des Gases, welches die abzuscheidenden Teilchen trägt, erzeugt, vielmehr erfolgt der Gasfluß insgesamt durch die Düsen und der abzuscheidende Feststoff wird von oben in den

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durch die Düsen erzeugten Luftstrom gegeben. Diese bekannte Vorrichtung zeigt eine Vielzahl von. tangentialen Einlassen in Form von tangential ausgerichteten Niedriggeschwindigkeitsdüsen auf. Aus diesem Grunde unterscheidet sich die bekannte Vorrichtung nicht von den "anderen wirbelerzeugenden Einrichtungen.

Keine der überprüften vorveröffentlichten Literaturstellen ist

in der Lage, eine ausreichend starke, radial nach außen gerichtete Geschwindigke-itskomponente zu schaffen, um damit den Strömungswiderstand der Teilchen zu überwinden.

Demgegenüber wird gemäß der Erfindung der Wirbel durch einen Ring von tangential gerichteten, bei oder nahe mit Schallgeschwindigkeit strömenden Strahlen erzeugt, die in einer im wesentlichen senkrecht zum Primärgasstrom gerichteten Ausrichtung angeordnet sind. Die Geschwindigkeit der Strahlen liegt bei etwa 3o5 Meter/Sekunde und kann leicht durch die Zuführung

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von Druckluft mit o,7 kg/cm bis I,o5 kg/cm zu einer entsprechenden Düse oder öffnung von einem Kompressor aus erzeugt werden. Durch die entsprechende Wahl der Düsenkonstruktion kann auch eine Oberschallgeschwindigkeit der Strahlen erzielt werden.

Um den durch die Strahlen erzeugten Wirbel zu verbessern, ist eine gekrümmte Rampenfläche vorgesehen, und zwar im Bereich der Auslaßöffnung jedes Strahles, um dadurch ein Anhaften des Strahles an dieser Oberfläche zu erreichen. Dies wird als "Coandaeffekt" in der Strömungslehre bezeichnet. Dieser Coandaeffekt dichtet den Strahlenring, um damit die Wirbelbildung der Strahlen zu

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verbessern. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion gegenüber den bekannten Konstruktionen, wie beispielsweise gemäß der US-PS 1 464· 113 oder 3 U83 973, ist darin zu sehen, daß die wirbelerzeugende Vorrichtung einen entsprechenden Wirbel allein erzeugt, ohne die Notwendigkeit tangentialer Einlasse o.dgl. Ein anderer wesentlicher Vorteil ist, daß gemäß der^-vorliegenden Erfindung lediglich 8 - Io % der Gesamtauslaß-

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luft zur Bildung der Strahlen herangezogen wird. Dieser geringe Luftanteil kann leicht durch an sich bekannte Kompressoren erzeugt werden. Versuche haben gezeigt, daß mit lediglich nur 8 % Düsenströmung ein die vorliegende Erfindung umfassender Luftreiniger Deicht loo % alier Feststoffteilchen oberhalb Io Mikron und 5o % aller Feststoffteilchen in der Größenordnung von 5 Mikron ausscheidet. Die radial nach außen gerichtete Geschwindigkeit skomponente, die durch den Ring von Hochgeschwindigkeitsstrahlen erzeugt wird, neigt dazu, die Schmutzteilchen nach außen gegen die Wandungen der Trennkammer zu ziehen, wobei sie in diesem Bereich·leicht von dem übrigen axial strömenden Reinigungsgas getrennt werden können. Im weitesten Sinne umfaßt die vorliegende Erfindung also einen Wirbelbilder für einen axialen Gasstrom. Die Erfindung kann bei Luftreinigern einschl. mit Rückflüßluftstrom arbeitenden Luftreinigern, Teilchenklassierern, Umlenkern in pneumatisch arbeitenden Pulverförderrohren und als Skruffer, um feine Partikelchen von Luft abzuscheiden, eingesetzt werden. Im letzteren Falle wird eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, in Verbindung mit den Luftdüsen versprüht, um Schmutzpartikelchen aus der Luft, die durch den Wirbel führt, auszuwaschen und über Zentrifugalkraft

abzuscheiden. .

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Durch diese Aufzählungen sind natürlich weitere Anwendungsgebiete nicht ausgeschlossen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in:

Fig. 1 teilweise geschnitten, teilweise weggebrochen dargestellt, eine Seitenansicht auf einen Luftreiniger, in '

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1, in

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 in Fig. 1 durch eine den Wirbel erzeugende Vorrichtung, in

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung der den Wirbel erzeugenden Vorrichtung, in

Fig. 5 ein Diagramm der Wirkung einer Steigerung des Strahldruckes im Verhältnis zur Reinigungswirkung, in _f

Fig. 6 ein Diagramm bezüglich des Vergleiches der erfindungsgemäßen Einrichtung mit der zum Stand der Technik gehörenden Einrichtung, in

Fig. 7 schematisch die Aufteilung zwischen dem Einlaßstrom, dem Strom für die Luftstrahlen, dem Reinigungsstrom und dem Auslaßstrom in einem Luftreiniger gemäß Fig. 1, in

Fig. 8 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Klassiereinrichtung gemäß der Erfindung, in

Fig.■9 in größerem Maßstab einen.Schnitt gemäß der Linie 9-9 in Fig. 8 und in

Fig. Io einen Vertikalschnitt durch einen Rückluft-Luftreiniger gemäß der Erfindung.

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Der in Fig. 1 dargestellte Luftreiniger weist ein zylindrisches Gehäuse Io mit einer Schmutzeinlaßöffriung 11 und einem axial ausgerichteten Reinluftauslaßrohr 12 auf. Das Rohr 12 ist als zylindrisches Rohr ausgebildet und erstreckt sich durch die Endwand 13 des Luftreinigers. Die Einlaßseite des Rohres 12 erstreckt sich in das Innere einer Trennkammer IU, die durch das Gehäuse Io definiert wird. Wird der Luftreiniger in Verbindung mit einer Verbrennungsmaschine benutzt, wird das ' äußere Ende des Rohres 12 (das nicht dargestellt ist) mit der Ansaugleitung des Vergasers verbunden, um damit Reinluft für die Verbrennung zur Verfügung zu stellen. Das Rohr 12 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der des Gehäuses Io, um dadurch eine ringförmige Reinigungskammer 14a zwischen dem Rohr und der zylindrischen Gehäusewand zu schaffen. Eine Schmutzaustragsöffnung 16 wird in der zylindrischen Seitenwand des Gehäuses Io im Bereich der Endwand 13 vorgesehen und ist mit einem sich tangential erstreckenden Schmutzaustragsrohr 17 verbunden, ,das an seinem Ende ein an sich bekanntes, automatisch arbeitendes Schmutzaustragsventil 18 trägt. Das Ventil 18 besteht üblicher weise aus einem nachgiebigen Werkstoff, beispielsweise Gummi, und ist an seinem Bodenende mit einem Schlitz, bzw. einer Austragsöffnung. versehen. Veränderungen im Drucksystem bewirken, daß dieses Ventil sich periodisch öffnet, um damit Schmutz, der sich im Rohr 17 gesammelt hat, aus dem Reiniger auszutragen.

In der Trennkammer 14 ist zwischen der Einlaßöffnung 11 und dem Auslaßrohr 12 ein Wirbelbilder 2o eingebaut. Dieser Wirbelbilder 2o umfaßt ein geschlossenes, zylindrisches Gehäuse 21

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und eine ringförmige Nabe 22. Der äußere Durchmesser der Nabe 2 2 ist im wesentlichen gleich dem äußeren Durchmesser des Gehäuses 21. Das Gehäuse 21 umfaßt eine vordere Kappe 21a, die mittels Schrauben o.dgl. an der Frontfläche, der Nabe 2 2 angeschlossen ist, ein rohrförmiges Zentralteil 21b, das mit seinem einen Ende an die Nabe 22 anschließt und eine kuppeiförmige Endkappe 21c aufweist, das an dem freien Ende des Zentralteiles 21b angeschlossen ist. Dieser zylindrische Wirbelbilder 2o ist fest und koaxial-innerhalb des zylindrischen Gehäuses Io unter Verwendung eines Paares von Leitungsteilen 24 und 25 angeordnet, die jeder mit ihren Enden en. das Gehäuse 21 und die Seitenwand des Gehäuses Io anschließen. Das Leitungsteil 25 erstreckt sich durch die Seitenwand des Gehäuses Io und steht mit dem Inneren des Gehäuses 21 in Verbindung. Das freie Ende des Leitungsteiles 25 ist in der Lage, an einen Kompressor 27 angeschlossen zu werden, der dann Luft oder andere Gase unter Druck in das Innere des geschlossenen, zylindrischen Gehäuses 21 führt.

Die Konstruktion der Nabe 2 2 ist in größeren Einzelheiten in den Fig. 3 und M- dargestellt. Die Nabe 22 ist ein ringförmiges Metallelement mit einer äußeren, im wesentlichen kreisförmigen Umfangsflache 28 und einer inneren, im wesentlichen kreisförmigen Fläche 29, die zur Umfangsflache 28 koaxial angeordnet ist. Die inneren und äußeren Umfangsflachen 28 und 29 werden durch parallel verlaufende, im Abstand voneinander angeordnete Flächen 3o und 3oa miteinander verbunden. Die stromabwärtige Fläche 3o ist glatt ausgebildet, während die stromaufwärtige Fläche 3oa in Fig. hdargestellt ist. Auf diese Weise weist die Nabe 22 eine zentrale öffnung auf, die mit dem Inneren des Gehäuses 21 in Verbindung steht. g _{Q g} g.g ^ _/QQ^ _ _g _

Die innere Umfangsfläche 29 und die Fläche 3oa schaffen eine ringförmige Kante 31. In dieser Kante 31 sind eine Vielzahl von in gleichem Abstand angeordneten Taschen bzw. Schlitzen 32 .vorgesehen, welche sich radial nach außen über einen bestimmten Teil der Nabe von der inneren Umfangsfläche 29 aus erstrecken. Die Schlitze 32 sind (Fig. 3) etwa L-förmig ausgebildet, wobei der kürzere Schenkel des "L" von der Umfangsfläche 29 entfernt ist und sich im wesentlichen in Richtung der gewünschten-Strahl- ' bildung erstreckt. Die äußere Umfangsfläche 28 umfaßt eine ähnliche Vielzahl von im wesentlichen sich radial erstreckenden Wandungen 33, die sich nach innen über eine Entfernung erstrecken, um die entsprechenden, sich nach außen erstreckenden Schlitze zu übergreifen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wandungen 33 in einem kleinen Abstand von dem geschlossenen Ende der vorauf gehend beschriebenen L-föriiiigen Schlitze 32 angeordnet, und zwar in Richtung der gewünschten Strahlbildung. Eine Bohrung 3M- wird anschließend durch jede Wand 33 in das äußerste Ende des zugeordneten L-förmigen Schlitzes eingebohrt oder sontwie hergestellt. Diese Bohrungen 34 erstrecken sich im wesentlichen tangential gegenüber der äußeren Umfangsfläche 28 und vorzugsweise sind alle Bohrungen 34 in der gleichen Ebene ausgerichtet, so daß, .wenn Luft in das Innere der Nabe 22 eingeführt wird, ein Ring von im wesentlichen tangential gerichteten Luftstrahlen geschaffen wird, der im allgemeinen senkrecht zum Fluß der Luft durch den Luftreiniger ausgerichtet ist. In einer stromabwärts gerichteten Richtung erstreckt sich von der innersten Kante jeder Wandung 33 eine rampenförmige Fläche 35, die in radialer Richtung sich vergrößernd gekrümmt ist, um das' Anhaften des zugeordneten Strahles an der Oberfläche der Nabe zu ver-

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bessern. Wie dies schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, hat der resultierende Luftstrahl 36 die Tendenz, der Rampenflache 35 zu folgen, um somit den durch den Ring von Strahlen gebildeten Wirbel zu verfestigen.

Während der Arbeit des Luftreinigers gemäß den Fig. 1-4 zieht die Maschine Luft durch die Einlaßöffnung 11 an, wobei diese Luft über und um den axial angeordneten Wirbelbilder 2o fließt. Da keine Einlaßleitflachen oder tangential angeordnete Einlaßöffnungen vorgesehen sind, fließt die Luft in axialer Richtung durch das Gehäuse Io. Der Kompressor 2 7 wird so betrieben, daß er einen Luftdruck von etwa o,7 - I,o5 kg/cm schafft, wobei dieser Druck dem Inneren des Gehäuses 21 zugeführt wird, um derart Druckluft zu den Schlitzen 32 und den Bohrungen 34 zu führen. Die aus den Bohrungen 34 austretende Luft schafft einen Ring von tangential gerichteten Hochgeschwindigkeitsstrahlen, wodurch ein Wirbel in der axial strömenden Primärluft geschaffen wird. Die Strahlen sind im allgemeinen senkrecht zum Primärstrom gerichtet, der einen niedrigeren Drück aufweist, so daß die voraufstehend beschriebene, radial nach außen gerichtete Geschwindigkeitskomponente erzielt wird.

In Fig. 3 ist diese radial nach außen gerichtete Geschwindigkeitskomponente schematisch mit "Vr" bezeichnet, während der Gesehwindigkeitsvektor des Hauptstrahles mit "Vj" und die tangential gerichtete Geschwindigkeitskomponente mit "Vt" bezeichnet ist. Der Ring aus Hochgeschwindigkßitsstrahlen schafft sofort einen Wirbel in dem Axialfluß, der bewirkt, daß die

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Schmutzpartikelchen nach außen.gegen die zylindrische Seitenwand gezogen werden, von wo sie dann endgültig durch die Austragsöffnung 16 ausgetragen werden. Die derart erzielte Reinluft tritt durch das Reinluftauslaßrohr 12 aus.

In Fig. 7 sind schematisch die verschiedenen Strömungen im System miteinander verglichen* Bei einem Schmutzlufteinlaß von loo% und einem Reinluftauslaßstrom (Qo) von loo% reicht ein t Strahleinlaßstrom (Qj) von 8% aus, um einen hohen Reinigungseffekt zu erzielen. In diesem Fall ist der Reinigungsstrom mit 8% gleich dem Strahlstrom (Qj).

Mit einem Strahlstromanteil (Qj) von 8 - lo% des Reinluftstromes (Qo) wurden Versuche durchgeführt. Es wurde festgestellt, daß

für einen optimalen Wirkungsgrad ein Strahldruckverhältnis P1/P2 (Fi.g. 3) von etwa "zwei" im Bereich der Bohrungen 3M^ aufrechterhalten werden sollte, wobei das zu reinigende Gas Luft ist, wodurch eine Schallgeschwindigkeit der austretenden Strahlen erzielt wird. Wie in Fig. 5 dargestellt, bewirkt eine Steigerung des Strahldruckverhältnisses Pl/P2 über diesen Wert bei einem konstanten Wert der Strahldruckverhältnisse Qj zu Qo keine bedeutende Steigerung der Ausscheidung. Eine Staubabscheidung von 8o% bei einem Verhältnis Qj zu Qp bei 8% und von 85% bei einem Verhältnis Qj zu Qo bei lo% wurden erzielt. Für Teilchen, die Io Mikron und größer waren, wurde eine Auscheidung in der Größenordnung von loo% festgestellt.

In Fig. 6 ist die Wirksamkeit der vorstehend erläuterten Einrichtung mit bekannten Einrichtungen verglichen. Unter der Vor-

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aussetzung eines konstanten Strahldruckverhältnisses P1/P2 zeigt Fig. 6, daß die maximale Wirksamkeit mit diesen Strahlen bei einem relativ niedrigen Strahlflußverhältnis Qj zu Qo erhalten wird. Die gestrichelte Linie in Fig. 6 ist die Wirksamkeit eines bekannten Luftreinigers, d.h. eines Luftreinigers mit niedrigem Druck und großen Durchsatz, wie er in dem US-Patent 1 464 113 oder in dem US-Patent 3 199 2.68 beschrieben wird, verglichen. Es ist festzustellen, daß bei diesen bekannten Einrichtungen nur eine drastische Vergrößerung der Sekundäroder Strahlluft zu einer erheblich höheren Leistung des Reinigers führt. In den-meisten Anwendungsfällen ist es nicht möglich, einen solchen Sekundärstrom- zu schaffen.

Der Luftreiniger gemäß Fig. 1 könnte in einer Anzahl von Einrichtungen geändert werden, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Wenn dies gewünscht ist, ist es möglich, die Einlaßöffnung 11 tangential zum zylindrischen Gehäuse auszubilden, um derart einen Vorwirbel zu erzeugen. Obgleich dies normalerweise nicht notwendig ist, kann dies aber doch einmal bei schwierigen Einsatzfällen (Platzmangel o.dgl.) vorgesehen werden. In gleicher Weise können auch Einlaßflügel eingesetzt werden, um diesen Vorwirbel der Luft zu erzeugen. Der Auslaß der Schmutzteilchen ist nicht auf den Schmutzauslaß gemäß Fig. 1 beschränkt. Hier können alle beliebigen Mittel, die zum Stand der Technik gehören, eingesetzt werden.

Weiterhin kann auch die Nabe 22 durch andere Einrichtungen getragen werden.So ist es beispielsweise denkbar, ein aero-

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dynamisch ausgebildetes, radial angeordnetes Tragelement anstelle der Leitungsteile vorzusehen.

Einige Vorteile dieses Luftreinigers gegenüber den zum Stand der Technik gehörenden Luftreinigern.ist die höhere Wirksamkeit, insbesondere für Teilchen in einer Größenordnung von 5 Mikron und größer, die Selbstreinigung (es ist kein Reinigungsgebläse erforderlich), automatisches Umschalten durch Abschließen des Strahlstromes Qj, wenn eine Luftreinigung nicht erforderlich ist (hierdurch werden zusätzliche Umluftleitungen vermieden) und ein Vereisen der Vorrichtung wird in einfachster Weise vermieden.

Für jeden gegebenen Luftreiniger der in Fig. 1 dargestellten Art besteht ein optimaler Wert für die axiale Länge "L!' zwischen dem Wirbelbilder 2o und dem Einlaß des Auslaßrohres 12. Dieser optimale Wert ist abhängig von der besonderen Nabenkonstruktion, die eingesetzt wird und wird vorzugsweise empirisch für jeden gegebenen Luftreiniger ermittelt. Dieser optimale Wert entspricht einer maximalen Reinigungsleistung.·

Der in Fig. 8 dargestellte Klassierer weist eine Konstruktion ähnlich dem Luftreiniger gemäß Fig. 1 auf. Dieser Klassierer weist ein zylindrisches Gehäuse 4o mit einem mit Flügeln 41 ausgerüsteten Einlaß auf, der in der zylindrischen Seitenwand im Bereich eines Endes derselben vorgesehen ist, um so einen Vorwirbel der eintretenden Luft in das Gehäuse zu erzeugen. Der Wirbelbilder 42 entspricht dem Wirbelbilder gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß er an einem Ende an eine Endplatte 43 des Gehäuses festgelegt ist. Wiederum sind der Wirbelbilder 42 und die zylindrische Kammer koaxial zueinander ausgerichtet. Die

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Luft, welche die zu klassierenden Teilchen trägt, tritt durch die Leitflügel 41 ein, durch die in dieser Luft ein Vorwirbel erzeugt wird. Dann fließt die die Teilchen tragende Luft durch ,

den durch den Strahlenring im Wirbelbilder 42 erzeugten Wirbel, : wie dies schon vorher beschrieben wurde. Ein Gebläse 45 schafft einen Unterdruck durch den axial angeordneten Feinfraktionsauslaß 46. Die Feinfraktion wird dann durch entsprechende Filter 47 gesammelt und einem Behälter 48 zugeleitet. Die Grobfraktion wird durch einen tangential angeordneten Auslaß 49 über einen durch ein Gebläse 5o erzeugten Unterdruck abgesogen. Diese Grobfraktion wird dann durch entsprechende Filter 51 getrennt und im Behälter 52 gesammelt.'Die Trenngröße kann durch Wechsel der verschiedenen Luft s-tr ömungen und Drücke in einer an sich zum Stand der Technik gehörenden Art und Weise bestimmt werden.

In Fig. Io ist ein mit umgekehrter Strömung arbeitender Luftreiniger dargestellt, in welchen die Schmutzluft durch das offene obere Ende des zylindrischen Gehäuses 5 5 eintritt und nach unten durch eine ringförmige Kammer, die zwischen dem Ge-^ häuse und einem axial angeordneten Wirbelbilder 56 gebildet wird, fließt. Der Wirbelbilder 5 6 ist an eine Hochdruckleitung 57 in der vorher anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise angeschlossen. In diesem Fall ist der Reingasauslaß ein axial angeordnetes Rohr 58, das sich koaxial durch das Zentrum des Wirbibilders 56 erstreckt. Das untere Ende des Auslaßrohres 5 8 erstreckt sich in die Trennkammer unter die Nabe und das obere Ende der Leitung 58 erstreckt sich nach oben über das obere Ende des Gehäuses hinaus. Am Bodenende des zylindrischen Gehäuses 55 ist ein konisch ausgebildeter Töil 55a vorgesehen, an dessen offenem Bodenende eine Sammelkammer 59 vorgesehen ist. „ , « _Λ « r- - 15 -

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In diesem Fall fließt die Luft nach unten durch den vom Wirbelbilder erzeugten Stahlring, und dann ungekehrt nach oben durch das axial angeordnete Auslaßrohr 58. Während des Durch- . gangs durch den Wirbel werden die schwereren Teilchen nach außen durch die Zentrifugalkraft gezogen, und zwar gegen die Wand des Gehäuses, während die Schwerkraft.eine Kraft ausübt, die die Teilchen dazu zwingt, nach unten in die Sammelkammer 59 zu fallen. Auch bei dieser Anordnung kann die Trenngröße durch die verschiedenen Strömungen und Kräfte innerhalb des Systems bestimmt werden.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. Patentansprüche: ■--■■■■

   Wirbelbildende Vorrichtung, gekennzeichnet durch

   a) ein im allgemeinen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse (lo,4o,55.) mit einem Gaseinlaß (11,41) und einem Gasauslaß (12,46,58), die einen Niederdruck, aber hochvolumigen Gasstrom schaffen,

   b) eine wirbelbildende Vorrichtung (2o,42,56), die in dem Gasstrom angeordnet ist, wobei dieser Wirbelbilder (2o,42,56) einen Ring von im wesentlichen tangential gerichteten Düsen (Bohrungen 34) aufweist und

   c) Vorrichtungen zur Zuführung einer relativ niedrigvolumigen Strömung von Hochdruckgas durch die Bohrungen (34), um Gasstrahlen innerhalb der Trennkammer mit im wesentlichen Schallgeschwindigkeit zu schaffen, um auf diese Weise einen Wirbel in der Niederdruckgasströmung zu erzeugen.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinlaßöffnung (11) zur Zuführung eines Feststoffteilchen tragenden Gases dient und an einer Seite des Gehäuses (Io) angeordnet ist und bei welcher die Gasauslaßöffnung (12) einen Auslaß für das Reingas am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses (lo) schafft und der Wirbel die Teilchen einer Zentrifugalkraft aussetzt und· ein Reinigungsstromauslaß (16) in dem Gehäuse (lo) radial nach außen vom axial angeordneten Reingasauslaß angeordnet ist, um die durch Zentrifugalkraft abgeschiedenen Teilchen auszutragen.

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   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzexchnet, daß der Reinigungsauslaß (16) tangential in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist.

   M-. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch im Bereich der Einlaßöffnung angeordnete, einen Vorwirbel erzeugende Einrichtungen

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (55) mit seiner Längsachse im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und die Gaseinlaßöffnung am oberen Ende vorgesehen ist, die Gasauslaßöffnung (5 8) durch ein axial ausgerichtetes Rohr gebildet ist, das sich vom oberen Ende des Gehäuses durch den Wirbelbilder (56) hindurcherstreckt und eine Sammelkammer (59) am unteren Ende des Gehäuses (55) vorgesehen ist, in die auszuscheidende Teilchen durch Zentrifugalkraft und Schwerkraft ausgeschieden werden und die Reinluft durch die Gasauslaßöffnung (58) ausgetragen wird.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbilder (2o) eine ringförmige Nabe (22) aufweist, deren äußere Umfangsflache koaxial mit dem zylindrischen Gehäuse (lo) ausgerichtet ist und eine Vielzahl von sich tangential erstreckenden öffnungen (3U) aufweist, die Düsen in der äußeren Fläche (28) schaffen.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Fläche (28) eine Vielzahl von .Rampenflächen (35)

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   aufweist, die in Nähe der Bohrungen (34) cn^dc^cln*?/ <J/?</ u'nd einen "Coandaeffekt" für die aus den Bohrungen (34) austretenden Strahlen schaffen.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,

   , daß die äußere Umfangsflache (28) der Nabe(22) eine Vielzahl von im wesentlichen radial ausgerichteten Wandungen (33) aufweist, in. denen die Bohrungen (34) vorgesehen sind, wobei die Rampenflächen (35) stromabwärts sich radial vergrößernd geführt sind.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wdrbeibilder (2o,42,56) mit Luftzuleitungen ausgerüstet ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die LuftZuleitungen (24,25,57) gleichzeitig zur Halterung des Wirbelbilders dienen.

   11. Verfahren zur Erzeugung eines Wirbelstromes in einem Niederdruck- aber relativ hochvolumigem Primärstrom von Gas, das mit auszuscheidenden Verunreinigungen versehen ist·, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ niedrxgvolumiger Gasstrom als Ring von allgemein tangential gerichteten, im Abstand voneinander angeordneten Strahlen geschaffen wird, der im allgemeinen senkrecht zum Primärfluß ausgerichtet ist und dessen Strahlen eine Geschwindigkeit im Bereich der Schallgeschwindigkeit oder darüber aufweisen.

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   12. Verfahren nach dem vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl gegen eine "Coandaflache" gerichtet ist.

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