DE2364526A1

DE2364526A1 - Wasserabscheider

Info

Publication number: DE2364526A1
Application number: DE2364526A
Authority: DE
Inventors: Jun Philip Joseph Di Minno
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2364526C2; GB1442716A; FR2215262A1; FR2215262B1; IT1003431B; US3834126A

Description

PATENTANWALT BERND BECKER 6550 BINGtN 17

United Aircraft Corporation ^Hauplstr·^{10 Tel}·

400 Main Street 2364526

East Hartford, Connecticut 06108
Vereinigte Staaten von Amerika

Wasserabscheider,

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserabscheider und betrifft insbesondere eine Verbesserung des in der U.S., Patentschrift Nr. 3.339.349 beschriebenen Wasserabscheider.

Es ist bekannt, dass die die Turbine des Luftkreislaufes einer Luftklimaanlage für Flugzeuge verlassende Kaltluft feine Feuchtigkeitspartikel mit führt, die üblicherweise mittels eines wasserabscheiders entfernt werden. Der in dieser besonderen Aus fühl" ungsform verwendete wasserabscheider umfasst einen Koaleszierf ilter , welcher dazu dient die feinen Feuchtigkeitspartikel zu grösseren Wasser tropfen zu verschmelzen, die dann mittels Zentrifugalkraftwirkung ausgeschieden werden, in der Vorrichtung nach der U.S. Patentschrift 3.339.349 werden die Wassertropfen mittels einer Wirbelluftströmung ausgeschieden. Dies ist eine Möglichkeit zum Sammeln der Wassertropfen, jedoch können ebenfalls andere Verfahren Verwendung finden.

wahrend dem Betrieb konnte man feststellen, dass sich Eis auf dem Koaleszierf ilter ansammelt, welches entfernt werden muss. Dies wird mittels einer Enteisungsanlage durchgeführt, die den Druckabfall über dem Koaleszierfilter misst und bei einem vorbestimmten Druckunterschied dem Koaleszierfilter Warmluft zum Schmelzen der gefrorenen Wasserpartikel zuführt. Das geschmolzene Eis tritt dann durch den Koaleszierfilter hindurch. Dabei ist aber zu beachten, dass infolge des Druckabfalles über dem Koaleszierfilter ein Teil

409831/0303

des geschmolzenen Eises wieder friert und in Form eines Eiskristalles in den wassersammler eintritt. Da der Wassersammler nicht so dienlich zum Sammeln von Eis als zum Sammeln von wasser ist werden die in der Luftströmung mi tge führ ten Eispartikel in die Kabine entladen, infolgedessen spiegelt dies sich in der Wirksamkeit des wasser abscheider s wieder und da das Wasser in Form von Eispaitikel durch dan wasserabscheider gefördert wird ist auch die Wirksamkeit des Wasserabscheiders vermindert.

Man hat gefunden, dass diese Probleme durch Anordnung eines offenen Siebes stromabwärts des Koaleszierfilters in Abstand von demselben und stromaufwärts des Wirbelsammlers gelöst werden können. Vorzugsweise hat ein solcher Sieb Maschen von 1,4 auf 1,4 mm bei einer

offenen Flache von 51%. Die Enteiser anlage, welche den Druckabfall misst, (der Druckabfall über dem Koaleszierfilter, dem Sieb und dem Wirbelssmmler) spricht auf eine Eisansammlung auf dem zusätzlichen Sieb an. Durch Zuführung von Warmluft zur Aufrechterhaltung des eingestellten Druckunterschiedes ΔΡ wird das Eis, welches sich auf dem Sieb angesammelt hat geschmolzen und gelangt in Form von flüssigem Wasser in die Wirbelkammer. Dieses Wasser kann nicht wieder frieren wie im Falle des Koaleszierf ilters da der Druckabfall der Luftströmung durch das Sieb wesentlich geringer ist als der Druckabfall über dem Koaleszierf ilter _c Da der Wirbelsammler zum Sammeln von wasser dienlicher als zum Sammeln von Eis ist wird das Wasser wirksam abgeschieden und man erhält einen besser arbeitenden wasserabscheider* \

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nun ausführlicher beschrieben.

Die einzige Figur ist eine Ansicht, teilwaise im Schnitt und teilweise in schema t is eher Darstellung, eines Wasserabscheiders nach der Erfindung.

Der Wasserabscheider IO arbeitet äTinlieh als der Abscheider nach der U.S. Patentschrift 3,339_O349 jedoch er ist vertikal im Gegensatz zu der horizontalen Lage in der genannten U.S. Patentschrift angeordnet, weitere Einzelheiten können aus dieser Patentschrift entnommen werden. Der wasserabscheider umfasst ein zylindrisches

409831/Ö303

äusseres Gehäuse 12, welches vorzugsweise aus dünnem Meta !blech besteht, das am Boden 14 geschlossen ist und eine Oeffnung am oberen ■Ende 16 aufweist. Eine zylindrische Wand 18 mit kleinerem Durchmesser erstreckt sich von dem sich verjüngenden Bereich 20 des äusseren Gehäuses 12 nach unten und ist an eirer Nabe 22 befestigt, welche mehrere Wirbelschaufeln 24 (nur zwei Schaufeln sind dargestellt) trägt. Das innere Ende der Wirbelschaufeln 26 ist vorzugsweise mit einem mittleren Tragteil 28 verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird die die Turbine verlassende Luftströmung tangential in das innere des Wasserabscheiders durch die Einlassleitung 30 zugeführt und gelangt von dort in den ringförmigen Koaleszierfilter 32. Der Koaleszierfilter besteht vorzugsweise aus geeignetem synthetischem Faserstoff z.B. aus einer Teflonmatte, welche auf einem Sieb 36 angeordnet ist, das ebenfalls ringförmig ausgebildet und zwischen der Nabe 22 und dem Flansch 34 des Tragteiles 28 angeordnet ist. Dementsprechend strömt die durch die Einlassleitung 30 zugeführte Luft durch den Koaleszierfilter und wird anschliessend um 90 umgeleitet infolge der auf dem Tragteil 28 ausgebildeten Führungsfläche, wonach die Luft ober die Schaufeln 24 .strömt, welche ihr eine Wirbelbewegung erteilen, so dass sie nach oben strömt, wie durch die Pfeile 38 angedeutet ist. infolge der Zentrifugalwirkung der Wirbelströmung werden die schwereren wassertropfen in Richtung zur Seitenwand des zylindrischen Bauteiles 40 geschleudert und durch die kombinierte Wirkung der nach oben gerichteten Strömung und der örtlichen Strömung, welche durch eine Mehrzahl von Rohren 44 erreicht wird werden die wassertropfen längs der zylindrischen Wand 40 nach oben geführt und fallen infolge der Schwerkraft in die ringförmige Wassersamme!kammer 46. Das angesammelte wasser wird mittels einer Leitung 48 abgeleitet. Durch die Form der sich verjüngenden Bereiches 20 des Gehäuses 12 werden a lfe wasser tropfen, die über die zylindrische wand 40 hinaus mit=geführt werden gegen die Wand 20 geschleudert und fallen dadurch nach unten in die Sammelkammer 46 zurück. Die Rohre 44 ragen teilweise in die Kammer 46 und in die Wirbelkammer 45 bis in den Kern der Wirbelströmung. Auf diese Weise stellt sich eine Strömung durch die Rohre 44 ein wodurch ein örtlicher Strömungsweg im Gegenuhrzeigersinn um den oberen Bereich der zylindrischen Wand 40 entsteht.

409831/0303

Wie schematisch dargestellt ist, wird der Druckabfall ober dem Koaleszierf ilter und der Wirbelkammer mittels Druckmessleitungen 66 und 68 ermittelt, welche zu einem geeigneten Druckabfallmessgerat 50 führen, das zum Oeffnen eines Ventiles 52 eingestellt ist, falls der Druckabfall einen vorbestimmten Wert erreicht zwecks Zuführung von warmluft zu der Einlassleitung 30 damit das Eis, welches sich auf dem Koaleszierfilter angesammelt und den Druckabfall hervorgerufen hat geschmolzen wird. Durch das Schmelzen der auf dem Koaleszierfilter entstandenen Eispartikel wird das Schmelzwasser in Form von wassertropfen mit dem Luftstrom entfernt, jedoch infolge des Druckabfalles über dem Koaleszierfilter haben diese Wassertropfen das Bestreben wieder zu frieren und Eiskristalle zu bilden, welche durch die Wirbelkammer 45 geführt werden. Dies wird dadurch vermieden, dass entsprechend der Erfindung ein ringförmiges Sieb 50 stromabwärts nahe am Koaleszierf ilter 32 und stromaufwärts von der Wirbelkammer 45 angeordnet ist. Das ringförmige Sieb, welches aus geeignetem Aluminiumwerkstoff hergestellt und im Handel erhältlich ist hat vorzugsweise Maschen von 1,4 auf 1,4 mm bei 51% offener Fläche und wird mittels mehreren in Abstand voneinander angeordneten Speichen 58 festgehalten, welche sich von der Nabe 22 nach unten erstrecken. Falls das auf dem Koaleszierf ilter entstandene Eis durch die Zuführung von Warmluft geschmolzen wird und nach dem Durchdringen durch den Koaleszierf ilter wieder friert sammeltes sich auf dem Sieb 56 an. Falls der Druckabfall den vorbestimmten Wert erreicht werden durch Zuführung einer grösseren Warmluftmenge zu der Luftströmung durch den Koaleszierfilter und den Sieb die gefrorenen Eispartikel wieder geschmolzen, so dass sie als Wassertropfen den Sieb durchqueren. Da der Druckabfall über dem Sieb verhältnismcfssig klein ist und zu einem erneuten Frieren des Wassers nicht ausreicht werden keine Eiskristalle in die Wirbelkammer des Wasserabscheiders mitgeführte Durch die Verwendung des Siebes 36 wird die Wirksamkeit des Wasserabscheiders verbessert und das Mitführen von Eis durch den Wasserabscheider wird verhindert.

409831/d3Q3_;

Claims

PATENTANS PRUECHE.

Wasserabscheider mit einem KoaIesrierfilter , der stromaufwärts des Wasseransammlers inbezug zur Luftströmung angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Zuführung von warmluft zu dem Koaleszierfilter falls sich Eis auf demselben ansammelt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sieb (56) nahe an dem Koaleszierf ilter (32) jedoch stromabwärts in Abstand von demselben und stromaufwärts von dem Wasseransammler (46) angeordnet ist.
2. wasserabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Koaleszierf ilter (32) zylindrisch geformt ist und das Sieb (56) ebenfalls eine solche zylindrische Form aufweist und konzentrisch zu dem Koaleszierfilter angeordnet ist.
3. Wasserabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sie-b (56) eine Maschenabmessung von 1,4 auf 1,4 mm bei 51% offener Flcfche aufweist.
4. Wasserabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (50,52) zur Zuführung einer Warmluftströmung den Druckabfall über dem Koaleszierfilter und dem Sieb misst.

409831/0303

Leerseite