DE2364526C2

DE2364526C2 - Wasserabscheider

Info

Publication number: DE2364526C2
Application number: DE2364526A
Authority: DE
Inventors: Philip Joseph di Stafford Springs Conn. Minno jun.
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1984-11-22
Also published as: FR2215262A1; IT1003431B; GB1442716A; US3834126A; DE2364526A1; FR2215262B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserabscheider und betrifft insbesondere eine Verbesserung des in der US-Patentschrift 33 39 349 beschriebenen Wasserabscheiders.

Es ist bekannt, daß die die Turbine des Luftkreislaufes einer Luftklimaanlage für Flugzeuge verlassende Kaltluft feine Feuchtigkeitspartikel mitführt, die üblicherweise mittels eines Wasserabscheiders entfernt werden. Der in dieser besonderen Ausführungsform verwendete Wasserabscheider umfaßt einen Koaleszierfilter, welcher dazu dient die feinen Feuchtigkeitspartikel zu größeren Wassertropfen zu verschmelzen, die dann mittels Zentrifugalkraftwirkung ausgeschieden werden. In der Vorrichtung nach der US-Patentschrift 33 39 349 werden die Wassertropfen mittels einer Wirbelluflströmung ausgeschieden. Dies ist eine Möglichkeil zum Sammeln der Wassertropfen, jedoch können ebenfalls andere Verfahren Verwendung finden.

Während des Betriebs konnte man feststellen, daß sich Eis auf dem Koaleszierfilter 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 des geschmolzenen Eises wieder friert und in Form eines Eiskristalles in den Wassersammler eintritt. Da der Wassersammler nicht so dienlich zum Sammeln von Eis wie zum Sammeln von Wasser ist, werden die in der Luftströmung mitgeführten Eispartikeln in die Kabine entladen. Infolgedessen spiegelt dies sich in der Wirksamkeit des Wasserabscheiders wieder und da das Wasser in Form von Eispartikeln durch den Wasserabscheider gefördert wird ist auch die Wirksamkeil des Wasserabscheider vermindert.

Man hat gefunden, daß diese Probleme durch Anordnung eines offenen Siebes stromabwärts des Koalcszierfilters in Abstand von demselben und stromaufwärts des Wirbelsammlers gelöst werden können. Vorzugsweise hat ein solches Sieb Maschen von 1,4 auf 1,4 mm bei einer offenen Fläche von 51%. Die Enteiseranlage, welche den Druckabfall mißt, (der Druckabfall über ^r> dein Koaleszierfilter, dem Sieb und dem Wirbclsammler) spricht auf eine Ki.sansammlung auf dem y.usäl/.lichcn Sieb an. Durch Zuführung von Warmluft /ur Aufrcchieriialtung des cingestclilen Druckuntcrschicdcs ziP wird das Eis, welches sich auf dem Sieb angesammelt

ίο hat geschmolzen und gelangt in Form von flüssigem Wasser in die Wirbelkammer. Dieses Wasser kann nicht wieder frieren wie im Falle des Koaleszierfilters da der Druckabfall der Luftströmung durch das Sieb wesentlich geringer ist als der Druckabfall über dem Koaleszierfilter. 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, teilweise im Schnitt und teilweise in schematischer Darstellung, eines Wasscrabscheiders nach der Erfindung.

Der Wasserabscheider 10 arbeitet ähnlich wie der Abscheider nach der US-Patentschrift 33 39 349 jedoch er ist vertikal im Gegensatz zu der horizontalen Lage in der genannten US-Patentschrift angeordnet, weitere Einzelheiten können aus dieser Patentschrift entnommen werden. Der Wasserabscheider umfaßt ein zylindrisches äußeres Gehäuse 12, welches vorzugsweise aus dünnem Metallblech besteht, das am Boden 14 geschlossen ist und eine öffnung 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 einer 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 Ausführungsforni 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 Koalcszicrfiltcr besteht vorzugsweise aus geeignetem synthetischem Faserstoff, /.. B. aus einer Matte aus Polytetrafluorethylen, welche auf einem Sieb 36 angeordnet ist, das ebenfalls ringförmig ausgebildet und zwischen der Nabe 22 und dem Flansch 34 des Tragteiles 28 ange-

^r)0 ordnet 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 über 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

bo 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

h¹) ringförmige Wassersammclkammcr 46. Das angesammelte Wasser wird mittels einer Leitung 48 abgeleitet. Durch die !Orm des sich verjüngenden Bereiches 20 des Gehäuses 12 werden alle Wasscrtropfcn, die über die

Ji zylindrische Wand 40 hinaus mitgeführt werden, gegen t| die Wand 20 geschleudert und falien dadurch nach unj-f ten in die Sammelkammer 46 zurück. Die *ohre 44 ra- '% gen teilweise in die Kammer 46 und in die Wirbelkanal; mer 45 bis in den Kern der Wirbelströmung. Auf diese i'-ii Weise stellt sich eine Strömung durch die Rohre 44 ein wodurch ein örtlicher Strömungsweg um den oberen Y\ Bereich der zylindrischen Wand 40 entsteht.
S Wie scherzatisch dargestellt ist, wird der Druckabfall

i?\ über dem Koaleszierfilter und der Wirbelkammer mit-Ii tels Druckmeßleitungen 66 und 68 ermittelt, welche zu Fi einem geeigneten Drtckabfallmeßgerät 50 führen, das ti. zum Öffnen eines Ventiles 52 eingestellt ist, falls der If Druckabfall einen vorbestimmten Wert erreicht zwecks jp Zuführung von Warmluft zu der Einlaßleitung 30 damit 4i das Eis, welches sich auf dem Koaleszierfilter angesam- iX melt und den Druckabfall hervorgerufen hat geschmolk zen wird. Durch das Schmelzen der auf dem Koaleszier-Iy filter entstandenen Eispartikel wird das Schmelzwasser it in Form von Wassertropfen mit dem Luftstrom entfernt. ί Jedoch infolge des Druckabfalles über dem Koaleszier-Sj: filter haben diese Wassertropfen das Bestreben wieder jh: zu frieren und Eiskristalle zu bilden, welche durch die £;'■ Wirbelkammer 45 geführt werden. Dies wird dadurch '*: vermieden, daß entsprechend der Erfindung ein ringför-■ miges Sieb 50 stromabwärts nahe am Koaleszierfilter 32

it und stromaufwärts von der Wirbelkammer 45 angeord- 'f. net ist. Das ringförmige Sieb, welches aus geeignetem !> Aluminiumwerkstoff hergestellt und im Handel erhältr lieh 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 festge- ' halten, welche sich von der Nabe 22 nach unten erstrek-

ken. Falls das auf dem Koaleszierfilter entstandene Eis durch die Zuführung von Warmluft geschmolzen wird und nach dem Druchdringen durch den Koaleszierfilter wieder friert sammelt es sich auf dem Sieb 56 an. Falls der Druckabfall den vorbestimmten Wert erreicht wer-' den durch Zuführung einer größeren Warmluftmenge

: zu der Luftströmung durch den Koaleszierfilter und das

Sieb die gefrorenen Eispartikel wieder geschmolzen, so daß sie als Wassertropfen das Sieb durchqueren. Da der Druckabfall über dem Sieb verhältnismäßig klein ist und zu einem erneuten Frieren des Wassers nicht ausreicht, werden keine Eiskristalle in die Wirbelkammer des Wasserabscheiders mitgeführt. Durch die Verwendung des Siebes 36 wird die Wirksamkeit des Wasserabscheiders verbessert und das Mitführen von Eis durch den Wasserabscheider wird verhindert.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wasserabscheider mit einem stromaufwärts eines Wassersammlers angeordneten Koales/.icrfilter und mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von Warmluft zu dem Koalcszierfiltcr, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Koaleszicrfihcr (32) und dem Wassersammler (46) ein Sieb (56) angeordnet ist.

2. Wasserabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koaleszierfilter (32) und das Sieb (56) jeweils zylindrisch ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind.

3. Wasserabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (56) eine Maschenabmessung von 1,4 mal 1,4 mm bei 51% offener Fläche aufweist.

4. Wasserabscheider nach einem der Ansprüche t bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (50,52) zur Zufuhr von Warmluft durch Messung des Druckabfalls an dem Koaleszierfilter (32) und dem Sieb (56) gesteuert wird.