[发明专利]微粒捕集器和包括微粒捕集器的过滤器装置

说明书

技术领域

本发明涉及从流体中去除微粒的领域。更具体地，本发明涉及一种微粒捕集器和包括微粒捕集器的过滤器装置。

背景技术

在本领域中，已知许多类型的流体被微粒污染，且必须在使用该流体之前将其净化。例如，在燃烧发动机中使用的空气是从周围环境中吸入的，从而，在新鲜空气被输送到燃烧发动机中之前，必须滤除该空气中携带的微粒，例如灰尘或小水滴。

US-A-5,034,036公开了一种水分离装置，该水分离装置安装到内燃机的进气系统中的空气滤清器的壳体。该壳体具有空气入口和空气出口，该空气出口具有内部喇叭口部分，该喇叭口部分向空气滤清器的进气口供给并限定了迂回的空气流动路径，其包括带有180度转弯的部分。该迂回的空气流动路径导致流过该流动路径的空气产生多种方向改变。结果，在方向改变的过程中，空气中的水微粒由于离心力而被甩出。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种经济而紧凑的、具有高效率且减少了燃料消耗的微粒捕集器。

另一个目的是提供一种包括微粒捕集器的过滤器装置。

上述目的通过独立权利要求的特征来实现。其他权利要求、附图和说明书公开了本发明的有利实施例。

提出了一种用于从流体中去除微粒的微粒捕集器，该微粒捕集器包括导管，该导管包括：

壁；

具有至少一个弯曲部的弯曲区域，该弯曲区域具有基于所述流体沿着所述导管流动的纵向流动方向而言的上游侧和下游侧；

入口，该入口位于所述弯曲区域的上游侧；

至少一个第一出口，该至少一个第一出口位于所述弯曲区域的下游侧；

至少一个第二出口，该至少一个第二出口位于所述弯曲区域的下游侧或下游；

其中，所述至少一个第一出口布置在第一区域内并与所述壁相隔一定距离，在所述至少一个第一出口处，在所述导管的运行期间，流体中的微粒浓度在运行期间低于所述壁附近的微粒浓度；

其中，所述至少一个第二出口布置在所述壁附近，在所述至少一个第二出口处，在所述导管的运行期间，微粒浓度高于布置有所述至少一个第一出口的位置处的微粒浓度；

其中，所述至少一个第一出口布置在所述导管的如下区域内：在该区域处，在所述导管的运行期间，具有高微粒浓度的流体与具有低微粒浓度的流体之间的分离是通过由所述弯曲区域造成的、流体在所述导管中围绕纵向流动方向的涡旋运动来控制的；并且

其中，所述至少一个第一出口布置于：在所述导管的运行期间、在所述流体中产生的涡旋的大致中心区域内。

有利地，能够实现微粒与流体的有效分离。所述第一区域内的微粒含量可高达90％或者比弯曲部上游的流体中的微粒含量更高。有利地，该过滤器元件能够在其发生堵塞并需要更换之前使用更长的时间。有利地，可不必提供用于将微粒从流体中滤出的过滤器材料。因此，可以省下该过滤器元件的成本以及更换或清洁发生堵塞的过滤器元件的成本，并节约了所述导管中的用于这种过滤器元件的空间。导管的入口可延伸到所述第一区域内以将净化后的流体引开，另外或替代地，第二区域可通过壁或导管而与所述第一区域分开，以引导微粒离开。在所述导管的至少一个弯曲部内可布置有微粒捕集器。本发明能够利用流体流过弯曲部时在该弯曲部内形成的涡旋，此涡旋将微粒与流体分开。这些微粒积聚在所述导管的壁附近的狭窄区域内，且能够容易地从该壁附近的区域中去除。通过增加一个辅助抽吸器，能够促进微粒的去除。

“导管的运行”是指所述导管的正常运行条件，例如空气道，它被设计用于规定的运行条件，例如流体的质量流量和流体速度。具有高微粒浓度的流体与具有低微粒浓度的流体之间的分离通过由所述弯曲区域造成的、所述流体的涡旋运动来控制的区域例如能够通过与所述导管的具体设计参数和运行条件相关的流体力学计算来得出。对于流体导管的设计领域的普通技术人员来说，这种计算是众所周知的。