DE29823965U1

DE29823965U1 - Coanda-Injektor und Druckgasleitung zum Anschluß eines solchen

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Publication number: DE29823965U1
Application number: DE29823965U
Authority: DE
Original assignee: Intensiv Filter GmbH and Co KG
Current assignee: Intensiv Filter GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2008-10-29

Description

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PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL.-ING. HEINZ J. RING

DIPL-ING. ULRICHCHRISTOPHERSEN

Unser Zeichen- 99 1349 DIPL.-ING. MICHAEL RAUSCH

DIPL.-ING. WOLFGANG BRINGMANN

Intensiv-Filter GmbH & Co. KG _&ogr;&Tgr;&lgr;&Tgr;™&egr;&ngr;&tgr; atto_RNEys

Voßkuhlstraße 63
42555 Velbert

Datum¹²· November 1999

Coanda-Iniektor und Druckqasleitunq zum Anschluß eines solchen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Coanda-Injektor, insbesondere zum Abreinigen von Filterelementen von Staubgasfiltern, umfassend eine Eintrittsöffnung für ein anzusaugendes Medium, eine Vorkammer mit wenigstens einer Eintrittsöffnung für ein über eine Druckgasleitung zuführbares Druckmedium und mit einem vorzugsweise ringförmigen Düsenspalt, und eine Austrittsöffnung für das anzusaugende Medium und das Druckmedium. Die Erfindung betrifft ferner eine Druckgasleitung zum Anschluß eines solchen Coanda-Injektors.

Der nach dem rumänischen Ingenieur und Flugpionier Henri Coanda benannte Coanda-Effekt beschreibt die Eigenschaft von freien Fluidströmen geringen Querschnitts, sich an benachbarte Körperoberflächen anzulegen und auch starken Richtungsänderungen der Oberflächenkontur ablösungsfrei zu folgen. Coanda-Injektoren erzeugen durch Zuführung einer kleinen Menge eines Druckmediums, das heißt eines Mediums erhöhten Drucks, eine hochvolumige Medienströmung niedrigeren Drucks, in der Regel von etwa Umgebungsdruck, nach dem Coanda-Effekt. Als Medien finden dabei Luft, Stickstoff und andere in der Industrie üblicherweise eingesetzte Gase Verwendung.

Die Anwendungsbereiche von Coanda-Injektoren sind äußerst vielfältig. So werden diese in der Industrie beispielsweise zum Kühlen von Maschinenelementen - wie Motoren und Getrieben - und elektrischen Schaltelementen, zum Absaugen von in der Industrie anfallenden Gasen und Stäuben, zum Transport von Warmluft, Dampf oder Flüssigkeit, zum Trocknen, zum Auflockern von Produktanhäufungen, zum Freiblasen von Staubablagerungen und insbesondere zum Abreinigen von Filterelementen von Staubgasfiltern - wie

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Filterschläuchen, Filterpatronen, Filterkerzen und dergleichen - durch Rückspülung eingesetzt, wie beispielsweise aus der EP 0 034 645 B1 der Anmelderin bekannt.

Bei den bisher bekannten Coanda-Injektoren ist die Eintrittsöffnung der Vorkammer der Einfachheit halber seitlich angeordnet, so daß die Eintrittsöffnung der Vorkammer und die Eintrittsöffnung für das anzusaugende Medium im wesentlichen senkrecht zueinander stehen. Der Anschluß an die Druckgasleitung ist somit unsymmetrisch. Dadurch erfährt das Druckmedium beim Durchlaufen des Strömungswegs, von der Druckgasleitung in die Eintrittsöffnung der Vorkammer durch die Vorkammer hindurch und schließlich zum Düsenspalt hinaus, mehrere Umlenkungen. Umlenkungen eines Druckmediums verursachen insbesondere bei großen Strömungsgeschwindigkeiten erhebliche Druckverluste, die den Wirkungsgrad von Injektoren erheblich reduzieren und einen größeren Energieverbrauch mit sich bringen. Die unsymmetrische seitliche Anordnung der Eintrittsöffnung der Vorkammer bedingt mehrere Umlenkungen im Strömungsweg des Druckmediums, der bei den bekannten Coanda-Injektoren erhebliche Druckverluste mit sich bringt und so den Wirkungsgrad der Coanda-Injektoren reduziert. Darüber hinaus bedingen auch die bisher bekannten Ausgestaltungen der Eintrittsöffnung der Vorkammer Druckverluste, die den Wirkungsgrad vermindern, ebenso wie die bisher gebräuchlichen Anschlußmittel, wie beispielsweise Rohrverschraubungen, Bögen, T-Stücke und dergleichen. Zusätzlich ist durch die unsymmetrische seitliche Anordnung der Eintrittsöffnung der Vorkammer hinsichtlich der Bauform ein größerer Raumbedarf gegeben.

Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Coanda-Injektor der eingangs genannten Art unter Meidung der beschriebenen Nachteile derart zu verbessern, daß ein einfacher, Druckverluste reduzierender und raumsparender Anschluß an eine Druckgasleitung ermöglicht ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eintrittsöffnung und die wenigstens eine Eintrittsöffnung der Vorkammer im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, so daß der Coanda-Injektor über die Eintrittsöffnung der Vorkammer unmittelbar an die Druckgasleitung anschließbar ist.

Dadurch, daß die Eintrittsöffnung der Vorkammer im wesentlichen, das heißt insbesondere mit nur geringen Unterschieden in der Höhe, in einer Ebene mit der Eintrittsöffnung für das anzusaugende Medium liegt, sind die Druckverluste verursachenden Umlenkungen im Strömungsweg erheblich reduziert, so daß der erfindungsgemäße Coanda-Injektor einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Darüber hinaus ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein einfacherer und raumsparender Anschluß des Coanda-Injektors an die Druckgasleitung gegeben, insbesondere da der Abstand zwischen der Druckgasleitung und dem Coanda-Injektor sehr gering gehalten werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorkammer ringförmig ausgebildet und umgibt die Eintrittsöffnung für das anzusaugende Medium. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorkammer zwei einander gegenüberliegende Eintrittsöffnungen auf. Durch diese Ausgestaltung ist der Coanda-Injektor zentrisch in Richtung einer seiner Mittelachsen an die Druckgasleitung anschließbar, was weitere Raumeinsparungen hinsichtlich der Bauform mit sich bringt. Darüber hinaus verbessern die symmetrisch angeordneten Eintrittsöffnungen der Vorkammer den Strömungsweg und damit den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Coanda-Injektors.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Eintrittsöffnung der Vorkammer im Abströmbereich mit strömungstechnischen Abrundungen versehen. Der Abströmbereich ist dabei in erster Linie in dem auf dem Strömungsweg zum Düsenspalt hin gelegenen Bereich gegeben. Durch die nach strömungstechnischen Gesichtspunkten ausgestalteten Abrundungen werden weitere Druckverluste verhindert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Düsenspalt einstellbar. Dadurch wird gewährleistet, daß ein definierter, für den Coanda-Effekt erforderlicher Düsenspalt gezielt vorgebbar ist. Vorteilhafterweise weist die Vorkammer dazu einen verstellbaren Deckel auf, der vorzugsweise zum Verstellen mindestens zwei Abstandsvertiefungen aufweist, mittels deren die Höhe des Deckel bezüglich der Vorkammer und damit der Düsenspalt einstellbar ist. Vorteilhafterweise ist die Eintrittsöffnung der Vorkammer im Deckel angeordnet. Dadurch wird ein einfaches Verstellen des Deckels ohne aufwendige Demontage- und Montagearbeiten ermöglicht, insbesondere da die Eintrittsöffnung der

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Vorkammer gleichzeitig mit dem Deckel verstellbar ist. Vorteilhafterweise ist der Deckel mit der Vorkammer gasdicht verbunden. Dabei ist eine hinreichende Dichtigkeit auch ohne zusätzliche Dichtungsmittel gegeben. Dennoch können zusätzliche Dichtungsmittel verwendet werden, wenn dies erforderlich ist, um mögliche Druckverluste weiter zu reduzieren. Zur Verbindung des Deckels mit der Vorkammer ist diese vorteilhafterweise in einem oberen Rand umgebördelt. Selbstverständlich sind aber auch andere geläufige Verbindungen anwendbar, wie Schraub-, Niet-, Schweiß-, Klebe-, Klammerverbindungen und dergleichen, insbesondere sogenannte Bajonettverschlüsse. Zum Anschluß am die Druckgasleitung ist der Coanda-Injektor vorteilhafterweise an die Druckgasleitung angeschweißt. Aber auch hier können andere Anschlußverbindungen zum Einsatz kommen.

Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Coanda-Injektor mit wenigstens einem Verbindungsstück an die Druckgasleitung anschließbar. Dadurch ist eine weitere Vereinfachung des Anschlusses gegeben, die darüber hinaus eine optimale gasdichte Verbindung nach Art einer Werkstoff gegen Werkstoff Dichtung ohne die Verwendung zusätzlicher Dichtungsmaterialien ermöglicht.

Desweiteren wird mit der vorliegenden Erfindung eine Druckgasleitung zum Anschluß eines erfindungsgemäßen Coanda-Injektors vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß diese im Anschlußbereich der Eintrittsöffnung der Vorkammer mit strömungstechnischen Abrundungen versehen ist. Dadurch werden weitere Druckverluste aufgrund von strömungstechnisch ungünstigen Umlenkungen und Anschlußmitteln weiter reduziert.

Gemäß einer weitern vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckgasleitung im Bereich der Eintrittsöffnung der Vorkammer mit Abflachungen versehen, wodurch die Anschlußebene zum Deckel dann parallel verläuft und die Nachteile durch die unterschiedlichen Höhen in Längs- und Querrichtung infolge des runden Querschnitts der Anschlußleitung vermieden werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen bevorzugte

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Ausführungsformen erfindungsgemäßer Coanda-Injektoren dargestellt sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines an eine Druckgasleitung angeschlossenen Coanda-Injektors;

Fig. 2 eine weitere schematische Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines an eine Druckgasleitung angeschlossenen Coanda-Injektors, ähnlich Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines an eine Druckgasleitung angeschlossenen Coanda-Injektors, ähnlich Fig. 1;

Fig. 5 in einer schematischen Draufsicht einen Teil der Vorkammer eines erfindungsgemäßen Coanda-Injektors gemäß Fig. 4;

Fig. 6 im Detail einen Auschnitt gemäß Fig. 5 in einer Seitenansicht;

Fig. 7a eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckgasleitung;

Fig. 7b eine Ansicht des Querschnitts der Druckgasleitung gemäß Fig. 7a und

Fig. 8 eine Seitenansicht von mehreren an eine Druckgasleitung angeschlossenen Coanda-Injektoren gemäß der Erfindung.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Coanda-Injektors 1 der an eine Druckgasleitung 2 angeschlossenen ist. Der Coanda-Injektor 1 umfaßt eine, eine Eintrittsöffnung 3 für ein anzusaugendes Medium 4 ringförmig umgebende Vorkammer 5 mit zwei einander symmetrisch gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen 6 für ein über die Druckgasleitung 2 zuführbares Druckmedium 7

und mit einem vorzugsweise ringförmigen Düsenspalt 8 mit einer für den Coanda-Effekt typischen Profilierung, und eine Austrittsöffnung 9 für das anzusaugende Medium 4 und das Druckmedium 7. Die Eintrittsöffnung 3 und die zwei Eintrittsöffnungen 6 der Vorkammer 5 sind im wesentlichen in einer Ebene angeordnet, so daß der Coanda-Injektor 1 über die zwei Eintrittsöffnungen 6 der Vorkammer 5 unmittelbar an die Druckgasleitung 2 angeschlossen sind.

Die Vorkammer 5 weist einen Deckel 10 auf, in dem die Eintrittsöffnungen 6 eingearbeitet sind. Dabei weisen die Eintrittsöffnungen 6 eine kragenförmig, leicht kegelig ausgearbeitete Erhöhung 11 auf, welche gasdicht in entsprechende Öffnungen in der Druckgasleitung 2 eingreifen, ohne das zusätzliche Dichtungsmaterialien notwendig sind. Die Eintrittsöffnungen 6 der Vorkammer 5 sind im strömungstechnischen Abströmbereich mit Abrundungen 15 versehen, die Druckverluste aufgrund von Umlenkungen des Strömungsverlaufs des Druckmediums 7 vermindern. Der Deckel 10 weist eine für den Coanda-Effekt typische Deckelabschrägung 12 auf. Die Vorkammer 5 und der Deckel 10 sind durch eine Umbördelung 13 des oberen Randes der Vorkammer 5 hinreichend gasdicht miteinander verbunden. Zur sicheren Befestigung des Coanda-Injektors 1 an der Druckgasleitung 2 ist dieser im mit 14 gekennzeichneten Bereich an der Druckgasleitung 2 angeschweißt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Coanda-Injektors 1. Bei dieser Ausführungsform ist die Druckgasleitung 2 im Anschlußbereich der Eintrittsöffnungen 6 der Vorkammer 5 mit strömungstechnischen Abrundungen 17 versehen, die zur Reduzierung von Druckverlusten aufgrund von Umlenkungen des Druckmediums 7 im Strömungsweg dienen, und in ausgehalster Form ausgebildet sind.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Coanda-Injektors 1. Bei dieser Ausführungsform sind die Eintrittsöffnungen 6 der Vorkammer 5 jeweils mit einem Verbindungsstück 18 an die Druckgasleitung 2 angeschlossen, die eine optimale gasdichte Verbindung in der Art Werkstoff gegen Werkstoff schaffen, ohne das zusätzliche Dichtmaterialen erforderlich sind. Der Deckel 10 ist zum Einstellen des Düsenspalts 8 verstellbar ausgebildet. Dazu weist der Deckel 10 drei Abstandsvertiefungen 16 auf, die in Fig. 5 und Fig. 6 in weiteren Ansichten näher dargestellt sind.

Fig. 5 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Teil der Vorkammer 5 des Coanda-Injektors 1 gemäß Fig. 4. Dabei sind, wie im Detail anhand Fig. 6, einem Ausschnitt gemäß Fig. 5 in einer Seitenansicht, zu erkennen, die drei Abstandsvertiefungen 16 als Nocken ausgebildet, auf denen der Deckel 10 in der Vorkammer 5 in verschiedenen Höhen ruhend angeordnet werden kann.

Fig. 7a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Druckgasleitung 2, die im Anschlußbereich der Eintrittsöffnungen 6 der Vorkammer 5 mit einer Abflachung 19 versehen ist, die es ermöglicht den Coanda-Injektor 1 derart an die Druckgasleitung 2 anzuschließen, daß die Anschlußebene der Druckgasleitung 2 zum Deckel 10 parallel verläuft. Durch diese Ausgestaltung werden die Nachteile der unterschiedlichen Höhen in Längs- und Querrichtung infolge des runden Querschnitts der Druckgasleitung 2 vermieden. Fig. 7b zeigt eine Ansicht des Querschnitts der Druckgasleitung 2 gemäß Fig. 7a.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht von sechzehn an eine an einem Ende 20 offene Druckgasleitung 2 angeschlossenen Coanda-Injektoren 1 gemäß der Erfindung. Die Druckgasleitung 2 wird dabei von einem hier nicht dargestellten Druckbehälter mit dem Druckmedium 7 versehen. Bei den an eine Druckgasleitung 2 angeschlossenen Coanda-Injektoren 1 strömt das Druckmedium 7 in Richtung des jeweiligen Pfeils durch die Druckgasleitung 2 in Richtung des offenen Endes 20 und verteilt sich auf die einzelnen Coanda-Injektoren 1. Dabei strömt das Druckmedium durch die Eintrittsöffnungen 6 in die ringförmige Vorkammer 5 eines jeden Coanda-Injektors 1, verteilt sich dort und strömt dann durch den Düsenspalt 8 in Richtung der Austrittsöffnung 9. Durch die Profilierung des Düsenspaltes 8 wird gemäß dem Coanda-Effekt eine starke Randströmung 21 erzeugt durch die in dem Bereich hinter dem Düsenspalt 8 eine Unterdruckzone entsteht, die zur Folge hat, daß ein sekundäres Medium 4 angesaugt und in Strömungsrichtung zur Austrittsöffnung 9 strömt und den aus Ausblasstrom 22 aus Druckmedium 7 und angesaugtem Medium 4 bildet.

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Bezugszeichenliste

1 Coanda-lnjektor

2 Druckgasleitung

3 Eintrittsöffnung

4 Medium

5	Vorkammer
6	Eintrittsöffnung
7	Druckmedium
8	Düsenspalt
9	Austrittsöffnung
10	Deckel
11	Erhöhung
12	Deckelabschrägung
13	Umbördelung
14	Schweißnaht
15	Abrundung
16	Abstandsvertiefungen
17	Abrundung
18	Verbindungsstück
19	Abflachung
20	Ende
21	Randströmung
22	Ausblasstrom

Claims

1. Coanda-Injektor, insbesondere zum Abreinigen von Filterelementen von Staubgasfiltern, umfassend eine Eintrittsöffnung (3) für ein anzusaugendes Medium (4), eine Vorkammer (5) mit wenigstens einer Eintrittsöffnung (6) für ein über eine Druckgasleitung (2) zuführbares Druckmedium (7) und mit einem vorzugsweise ringförmigen Düsenspalt (8), und eine Austrittsöffnung (9) für das anzusaugende Medium (4) und das Druckmedium (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (3) und die wenigstens eine Eintrittsöffnung (6) der Vorkammer (5) im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, so daß der Coanda-Injektor (1) über die Eintrittsöffnung (6) der Vorkammer (5) unmittelbar an die Druckgasleitung (2) anschließbar ist.

2. Coanda-Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) ringförmig ausgebildet ist und die Eintrittsöffnung (3) für das anzusaugende Medium (4) umgibt.

3. Coanda-Injektor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) zwei einander gegenüberliegende Eintrittsöffnungen (6) aufweist.

4. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (6) der Vorkammer (5) im Abströmbereich mit strömungstechnischen Abrundungen (15) versehen ist.

5. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenspalt (8) einstellbar ist.

6. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (5) einen verstellbaren Deckel (10) aufweist, über welchen der Düsenspalt (8) einstellbar ist.

7. Coanda-Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (10) zum Verstellen mindestens zwei Abstandsvertiefungen (16) aufweist.

8. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (6) der Vorkammer (5) im Deckel (10) angeordnet ist.

9. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (10) mit der Vorkammer (5) gasdicht verbunden ist.

10. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser an die Druckgasleitung (2) angeschweißt ist.

11. Coanda-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit wenigstens einem Verbindungsstück (18) an die Druckgasleitung (2) anschließbar ist.

12. Druckgasleitung zum Anschluß eines Coanda-Injektors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese im Anschlußbereich der Eintrittsöffnung (6) der Vorkammer (5) mit strömungstechnischen Abrundungen (17) versehen ist.

13. Druckgasleitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese zumindest im Anschlußbereich der Eintrittsöffnung (6) der Vorkammer (5) mit Abflachungen (19) versehen ist.