Fliehkraftabscheider
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Fliehkraftabscheider, manchmal auch Zyklonabscheider genannt, dienen zur Absonderung von in Gasen enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln (zum Beispiel zur Abgasreinigung).
Das Gas wird in eine Drehbewegung versetzt. Die auf die Partikel wirkenden Zentrifugalkräfte beschleunigen diese radial nach außen. Sie werden dadurch vom Gasstrom getrennt, der nach innen abgesaugt wird.
[Bearbeiten] Aufbau
Ein Fliehkraftabscheider besteht im Wesentlichen aus vier Teilen: dem Einlaufzylinder (oben), dem Kegel (Mitte), dem Filterstaubbehälter (Bunker, unten) und dem Tauchrohr (mittig von oben herab im Einlaufzylinder angebracht).
Im Einlaufzylinder wird das Gas-/Partikelgemisch durch tangentiales Einblasen auf seine kreisförmige Bahn gebracht. Durch die Verjüngung des anschließenden Kegels nimmt die Drehgeschwindigkeit dermaßen zu, dass die Partikel durch die Fliehkraft an die Kegelwände geschleudert werden (bei entsprechend schweren Partikeln ist der Kegel nicht unbedingt nötig). Das Gas verlässt den Kegel durch das mittige Tauchrohr nach oben, während die abgeschiedenen Partikel nach unten in den Bunker gedrückt werden.
Um zu vermeiden, dass der Luftwirbel Partikel aus dem Bunker wieder herausreißt, ist der Übergang vom Kegel zum Bunker oftmals durch den sogenannten Apexkegel in der Mitte verschlossen, so dass lediglich ein ringförmiger Schlitz zwischen Kegelwand und Apexkegel bleibt, durch den die Partikel in den Bunker gelangen.
Der Bunker kann während des Betriebs geleert werden, vorausgesetzt, dass kein Gas statt durch das Tauchrohr durch den Bunker auströmen kann. Um zu verhindern, dass Falschluft in den Zyklon gelangt, wird eine Zellenradschleuse zum Austragen eingesetzt.
[Bearbeiten] Einsatzgebiete
In der Industrie ist der Fliehkraftabscheider seit langem für seine robuste und wartungsarme Bauweise bekannt, die Einsätze über einen weiten Druckbereich bis 100 Bar und hohe Temperaturen bis 1000 °C erlaubt. Er wird häufig eingesetzt, jedoch wegen der im Vergleich zu anderen Verfahren nur mäßigen Filterleistung bei feinsten Partikeln meist nur noch als Teil einer Filterkette. So finden Arbeitszyklonen beispielsweise zur Wasserabscheidung von Frischdampf in Dampferzeugern von Kernkraftwerken Verwendung.
In Mühlen werden Fliehkraftabscheider eingesetzt, um den Staub aus der Aspirationsluft zu entfernen. In Mühlen werden alle größeren Maschinen abgesaugt, da Mehlstaub die Gesundheit gefährden kann (Mehlasthma) und ein großes Explosionsrisiko darstellt.
Bei Kraftfahrzeugen die häufig in staubiger Umgebung arbeiten (wie z.B. Landmaschinen oder Nutzfahrzeuge, wird eine Variante des Fliehkraftabscheider als Vorfilter vor dem eigentlichen Luftfilter eingesetzt. Der sog. Zyklonfilter entfernt Staub und Wasser und entlastet so den eigentlichen Luftfilter. Dies trägt zu einer deutlichen Standzeiterhöhung des gesamten Filtersystemes bei.
James Dyson entdeckte das Prinzip, laut Staubsauger, 1985 für staubbeutellose Haushaltsstaubsauger, als er einen leistungsfähigeren Luftfilter für die Lackiererei seiner damaligen Fabrik benötigte. Allerdings besteht das Problem der Nichtabsonderung von Feinststäuben.
