DE903411C

DE903411C - Device for removing contaminants from gases

Info

Publication number: DE903411C
Application number: DES3687D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Ernst Luebcke; Dr Phil Max Pfeifer; Dipl-Ing Walter Schulze
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1943-09-18
Filing date: 1943-09-18
Publication date: 1954-02-04

Description

Einrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Gasen Es wurde bereits vorgeschlagen, aus der elektrischen Maschinen zur Kühlung zugeführten Luft Sand dadurch zu entfernen, daß mit Hilfe eines Radiallüfters die Luft in einen sich konisch erweiternden Raum geblasen wird, der an seinem Ende eine jähe Einengung aufweist. Vor dieser Einengung sind Ausblasstutzen vorgesehen. Hinter der Einengung wurde die Luft in einen D.iffusor abgeleitet. Mit diesem Sandabscheider gelingt es jedoch nicht, eine einwandfreie Reinigung der Luft durchzuführen.Device for removing impurities from gases It has been already proposed air supplied from the electrical machines for cooling To remove sand, that with the help of a radial fan the air in one conically widening space is blown, which at its end a sudden narrowing having. Exhaust nozzles are provided in front of this constriction. Behind the constriction the air was diverted into a diffuser. With this sand separator succeeds however, it is not necessary to properly purify the air.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Luft von dem R.adiallüfter durch einen sich konisch verjüngenden Raum befördert wird. Auf diese Weise wird nämlich eine Vergrößerung der Winkelbeschleunigung und damit der ,auf die Verunreinigungen wirlcciiden Fliehkräfte erreicht. Die Erfindung kann auch auf andere Gase Anwendung finden, die leichter als die in ihnen befindlichen Verunreinigungen sind. Die Verunreinigungen können staubförmig und fest oder auch zerstäubte Flüssigkeiten sein. Es besteht auch die Möglichkeit, gasförmige Verunreinigungen, die schwerer als das sie mitführende Hauptgas sind, dadurch zu entfernen.This disadvantage is avoided according to the invention in that the Air from the radial fan is conveyed through a conically tapered space will. In this way, namely, an increase in the angular acceleration and so that the, on the impurities, reaches centrifugal forces. The invention can also apply to other gases that are lighter than those contained in them Are impurities. The impurities can be dusty and solid or also be atomized liquids. There is also the possibility of gaseous impurities, that are heavier than the main gas they carry with them.

In den Fig. i bis 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die zur Kühlung einer elektrischen Maschine bestimmte, mit Sand verunreinigte Luft wird durch einen Zylinder i rriit Hilfe des Radiallüfters z angesaugt und von diesem dann in den Raum 3 gedrückt, der sich gemäß der Erfindung konisch verjüngt. Der Raum 3 weist an seinem vom Lüfter abliegenden Ende einen eine jähe Einschnürüng bildenden ringförmigen Wulst 4. auf. Wie gestrichelt eingezeichnet, kann dieser Wulst auch senkrecht zur Mantelfläche des Raumes 3 stehen. Unmittelbar vor diesem Wulst befinden sich eine oder mehrere Öffnungen 5. An diesen Öffnungen sind gegen die in Fig. z durch einen Pfeil angedeutete Drehbewegung der Luft gerichtete Bleche 6 zum Abfangen der Verunreinigungen angeordnet.In Figs. I to 3 of the drawings, an embodiment of the Invention shown. The one intended for cooling an electrical machine, with Sand contaminated air is driven by a cylinder i rriit the help of the centrifugal fan z sucked and then pressed by this into the space 3, which is according to the invention conically tapered. The room 3 points at its remote from the fan At the end of a sudden constriction forming an annular bead 4.. Like dashed shown, this bead can also be perpendicular to the outer surface of the space 3. One or more openings 5 are located immediately in front of this bead Openings are against the rotational movement of the indicated by an arrow in FIG Air-directed plates 6 arranged to intercept the impurities.

Die vom Lüfter kommende Luft streicht am kegelförmigen Mantel des Raumes 3 entlang. Mit Rücksicht auf die konische Verjüngung und unter Annahme, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Luft etwa gleichbleibt, erhöht sich die Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung der Luft und damit die Fliehkraft. Die von der Luft mitgeführten Sandteilchen werden daher gegen die Wand des Raurnes 3 gedrückt und hierauf durch die Öffnungen 5 nach außen geblasen. Die Bleche 6 verhindern dabei, daß der Sand vom Luftstrom weiter mitgerissen werden kann. Die Einengung q. verursacht eine weitere Umlenkung des Luftstromes und damit eine zusätzliche Sa,ndabscheidung. Die gereinigte Luft gelangt im vorliegenden Fall in einen Diffusor 7 und hierauf zur Kühlung in die elektrische Maschine.The air coming from the fan brushes the conical casing of the Room 3 along. Taking into account the conical taper and assuming that the circumferential speed of the air remains roughly the same, the angular speed increases the rotation of the air and thus the centrifugal force. The ones carried by the air Sand particles are therefore pressed against the wall of the room 3 and then through the openings 5 blown outwards. The plates 6 prevent the sand can continue to be carried away by the air flow. The narrowing q. causing another Redirection of the air flow and thus an additional sand separation. The cleaned In the present case, air passes into a diffuser 7 and then into it for cooling the electric machine.

Am Umfang des Lüfters können, wie gestrichelt angedeutet, noch Leitschaufeln 8 angeordnet sein, die einen spitzen Winkel mit der Lüfterachse einschließen und der Luft daher eine definierte Axialkomponente geben. Die Lage der Leitschaufeln zur Lüfterachse läßt die Fig.3 erkennen, die eine abgerollte Innenansicht bei herausgenommenem Lüfter zeigt. Bei dem dargestellten Beispiel stehen die Leitschaufeln radial.At the circumference of the fan, as indicated by dashed lines, guide vanes can also be used 8 be arranged, which include an acute angle with the fan axis and therefore give the air a defined axial component. The location of the guide vanes to the fan axis can be seen in Fig.3, which shows an unrolled interior view with removed Fan shows. In the example shown, the guide vanes are radial.

Wie die Fig. q. bis 6 :erkennen lassen, ist es jedoch auch möglich, die Leitschaufeln 9 in der Richtung der in Fig. 6 durch einen Pfeil gekennzeichneten Drehbewegung des Lüfters 2 zum Radius geneigt anzuordnen. Es wird dann verhindert, daß bei der Umlenkung der Luft in axialer Richtung Stöße erfolgen. Wie die gestrichelten Linien in den Fig.2 und 3 sowie in den Fig. 5 und 6 erkennen lassen, können die Leitschaufeln 8 bzw. 9 an der Austrittsstelle der Luft zum Radius geneigt bzw. zusätzlich gekrümmt sein, um ein allmähliches Aufgleiten der Luft auf diese :Schaufeln zu sichern.As the Fig. Q. up to 6: can be recognized, however, it is also possible the guide vanes 9 in the direction indicated by an arrow in FIG. 6 Rotary movement of the fan 2 to be arranged inclined to the radius. It is then prevented that shocks occur when the air is deflected in the axial direction. Like the dashed ones Lines in FIGS. 2 and 3 and in FIGS. 5 and 6 can be seen Guide vanes 8 or 9 at the outlet point of the air inclined to the radius or in addition be curved in order to ensure a gradual sliding of the air onto these: blades.

Wie die Fig.7 erkennen läßt, kann der Sandabscheider auch ohne das Rohr i ausgeführt werden. In diesem Fall wird die Kühlluft dem Lüfter unmittelbar von außen durch den Ansaugstutzen io zugeführt. Die Luft gelangt dann über den Fliehkraftlüfter i i in den sich konisch verjüngenden Raum 12 und hierauf nach Vorbeistreichen an der Einengung 13 unmittelbar in das Innere 14 der elektrischen Maschine. Im übrigen ist der Sandabscheider in gleicher Weise ausgeführt wie beim ersten Beispiel.As shown in Fig. 7, the sand separator can also work without this Pipe i run. In this case, the cooling air is sent directly to the fan supplied from the outside through the intake port io. The air then passes through the centrifugal fan i i into the conically tapering space 12 and then after sweeping past it the constriction 13 directly into the interior 14 of the electrical machine. Furthermore the sand separator is designed in the same way as in the first example.

Gemäß Fig. 8 kann der sich konisch verjüngende Raum auch als Schraubengehäuse 15 ausgeführt werden. Dabei wird die Vergrößerung der Winkelbeschleunigung durch eine stetige Verringerung der Gangquerschnitte in der Strömungsrichtung erreicht. Es ist weiterhin möglich, den sich konisch verjüngenden Raum nach Fig. 9 als Schneckengehäuse 16 auszubilden. Die Erhöhung der Winkelbeschleunigung kann dabei allein durch die Durchmesserverkleinerung der einzelnen Gänge Oder zusätzlich noch wie hier durch eine Verringerung der Gangquerschnitte erzielt werden.According to FIG. 8, the conically tapering space can also be used as a screw housing 15 are executed. The angular acceleration is increased by a steady reduction in the passage cross-sections in the direction of flow is achieved. It is also possible to use the conically tapering space according to FIG. 9 as a worm housing 16 train. The increase in angular acceleration can be achieved solely by the Reduction of the diameter of the individual courses Or additionally, as shown here a reduction in the passage cross-sections can be achieved.

Das Schrauben- oder Schneckengehäuse kann auch dadurch hergestellt werden, daß in einem Kegel bzw. Zylinder eine z. B. aus Blech gebogene Wendel angeordnet wird. In Fig. io ist die in einem Zylinder 17 untergebrachte Schraubenwendel 18 mit sich in der Strömungsrichtung verringernder Ganghöhe ausgeführt. Auf der Innenseite der Wendel kann zur Begrenzung der Luftwege noch .ein weiterer Zylinder 19 vorhanden .sein. Die Fig. i i zeigt eine entsprechende Ausführungsform mit einem Kegelmante12o. Hierbei kann die Ganghöhe der Schnecken-,vende12 i in der Richtung der Strömung des Gases gleichbleiben oder abnehmen. Auf der Innenseite der einzelnen ZVindungen oder Wendel kann ein Kegel22oder ein Zylinder vorgesehen sein. Sie kann jedoch auch frei liegen, da die Luft im wesentlichen das Bestreben hat, am Außenmantel entlang zu gleiten.The screw or worm housing can also be produced in that a z. B. is arranged from sheet metal bent helix. In FIG. 10, the helical coil 18 accommodated in a cylinder 17 is designed with a pitch that decreases in the direction of flow. Another cylinder 1 9 can be present on the inside of the helix to limit the airways. Fig. Ii shows a corresponding embodiment with a conical edge12o. Here, the pitch of the screw, vende12 i in the direction of the flow of the gas can remain the same or decrease. A cone 22 or a cylinder can be provided on the inside of the individual Z connections or helixes. However, it can also be exposed, since the air essentially tends to slide along the outer jacket.

Stets können an Stelle der einen Einschnürung deren mehrere vorgesehen sein, die in Abständen voneinander im Strömungsweg des Gases angeordnet sind.Instead of one constriction, several can always be provided which are arranged at a distance from one another in the flow path of the gas.

Derartige Sandabscheider werden mit Vorteil vor allem in staubigen Betrieben oder im Bahnbetrieb verwendet. Gemäß der Erfindung gelingt es, bei einer verhältnismäßig kurzen Baulänge und einem sehr guten Wirkungsgrad bei geringem Druckverlust die Verunreinigungen ,aus Gasen zu entfernen. Bei elektrischen Maschinen kann die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung auch unmittelbar in ein Lagerschild eingebaut werden.Such sand separators are particularly advantageous in dusty areas Operated or used in railway operations. According to the invention it is possible in a relatively short overall length and very good efficiency with low pressure loss to remove the impurities from gases. In the case of electrical machines, the The device proposed according to the invention is also built directly into a bearing plate will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for removing impurities from gases lighter than those with a radial fan, especially from Sand from the cooling air of electrical machines, characterized in that the gas is conveyed through a conically tapering space.

2. Device according to claim i, characterized in that the conically tapering space on the pressure side of the fan.

3. Device according to claim i or 2; characterized, that the conically tapering space is carried out on its smaller cross-section At the end and possibly at one or more places before it is suddenly constricted and one or more openings are provided immediately in front of the constrictions. q ..

Device according to Claim 3, characterized in that the constriction forming bead approximately perpendicular on the jacket Surface of the conical rejuvenating space.

5. Device according to claim 3 or q., Characterized in that that at the openings directed against the rotary movement of the gas plates for interception the impurities are attached.

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that fixed guide vanes are arranged on the circumference of the fan that include an acute angle with the fan axis and the gas a grant axial flow component.

7. Device according to claim 6, characterized in that that the guide vanes are radial. B.

Device according to claim 6 or 7, characterized characterized in that the guide vanes are in the direction of rotation of the fan on the fan or inclined completely to the radius. G.

Device according to the claims i to 8, characterized in that the conically tapering space is a cone is trained. i o.

Device according to Claims i to 8, characterized in that that the conically tapering space is designed as a screw housing whose Corridor cross-sections decrease, especially steadily. i i.

Setup according to the Claims i to 8, characterized in that the conically tapering space is designed in the form of a worm housing.

12. Device according to claim i i, characterized in that the thread cross-sections of the worm housing, especially steadily, decrease.