CH460716A - Einrichtung zur Erzeugung eines Sprühnebels und ihre Verwendung - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zur Erzeugung eines Sprühnebels und ihre Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Sprühnebels hoher Geschwindigkeit sowie eine Verwendung dieser Einrichtung zum Reinigen eines Gases.



   Eine solche Einrichtung eignet sich besonders zur Reinigung von staub- und rauchhaltigen Luftströmen, und sie kann im wesentlichen als Weiterentwicklung und Verbesserung des im USA-Patent 2 789 866 beschriebenen Luftreinigungsapparates betrachtet werden. Dieser Reinigungsapparat hat eine weite und erfolgreiche Verbreitung gefunden, und zwar nicht nur als Luftreinigungsapparat im engeren Sinn des Wortes, sondern auch als Einrichtung zur Absorption von Gasen mittels Flüssigkeit, Partikel-Sammelapparat oder ähnliche verfahrenstechnische Aggregate.



   Unzulänglichkeiten und Einschränkungen tauchten jedoch auch bei Einrichtungen dieser Art auf, von denen folgende aufgeführt seien:
1. Die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit in die Elemente der Einrichtung erfolgt ungleichförmig, d. h. einem Teil dieser Elemente wird mehr Flüssigkeit zugeführt, als zur Erzeugung eines Nebels mit Tröpfchen hoher Geschwindigkeit Verwendung finden kann, d. h. diese Elemente sind überlastet, während andere dieser Elemente dagegen gar nicht oder nur teilweise zum Einsatz kommen.



   2. Ein ungenügend dichter oder zu wenig weit reichender erzeugter Sprühnebel, so dass die durch ihn durchgeblasene Luft (oder andere Gase) mit der Flüssigkeit nur ungenügend in Berührung kommt.



   3. Die gleichförmige Verteilung einer genügend grossen Menge Flüssigkeit im Rotor der Einrichtung ist unmöglich.



   4. Die Bildung von Lücken im Sprühnebel, d. h.



  Zonen, in denen nur wenig oder überhaupt keine Tröpfchen hoher Geschwindigkeit vorhanden sind, so dass wiederum ein Teil des zu reinigenden Gases durch den Nebel strömt, ohne mit den Tröpfchen in genügende Berührung zu kommen.



   5. Ein Teil der zu reinigenden Luft strömt direkt durch die mittlere Zone oder Fläche des Nebelerzeugers und wird daher den Tröpfchen mit grosser Geschwindigkeit nicht ausgesetzt. Ein solcher Luftstrom beeinträchtigt auch die Bildung des erwünschten wirksamen und einheitlichen Sprühnebels.



   6. Versagen und Zerstörung der Lager am unteren Ende des Nebelerzeugers, hervorgerufen durch die Flüssigkeit und die verschmutzte Luft, denen sie ständig ausgesetzt sind.



   7. Das Fehlen von Pumpen und der dazugehörigen Anlage, welche sich den verschiedenen Betriebsbedingungen und anderen Forderungen anpassen kann, ohne dass dabei die Gleichförmigkeit der Fördermenge beeinträchtigt wird.



   Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung einer Einrichtung, mit der die aufgeführten Unzulänglichkeiten wenigstens teilweise vermieden werden können und mit der ein weit dichterer und tieferer Sprühnebel erzeugt werden kann.



   Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine Leitung mit einer nicht abgedeckten Bohrung an ihrem Auslassende, Mittel, um eine Flüssigkeit unter Druck durch die Leitung und deren Auslass zu befördern, einen rotierenden konischen Ablenkkörper, dessen Spitze in den Auslass hineinragt, um die aus letzterem austretende Flüssigkeit zu verteilen, Mittel zum Drehen des Ablenkkörpers um eine zur Leitung koaxial verlaufende Achse sowie zum Drehen eines Sprühnebelerzeugers, der eine Anzahl im Abstand um die genannte Achse drehbar angeordneter Prallkörper aufweist, die über ihre ganze Länge auf die verteilte Flüssigkeit aufschlagen, diese in Tröpfchen aufteilen beschleunigen und in Form eines Sprühnebels wegschleudern, wobei der Öffnungswinkel des konischen Ablenkkörpers so gewählt ist, dass annähernd die gesamte verteilte Flüssigkeit in eine Zone gelangt,

   welche durch die Drehung des Ablenkkörpers um seine Achse und die ganze Länge der Prallkörper abgegrenzt ist.  



   Die Verwendung der Einrichtung zum Reinigen eines Gases ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühnebelerzeuger in einem Gehäuse, das der Aufnahme eines zu reinigenden Gasstromes dient, drehbar gelagert ist, um in einer Waschzone einen Sprühnebel aus Tröpfchen hoher Geschwindigkeit zu erzeugen und dass Mittel vorgesehen sind, um ein zu reinigendes Gas durch das Gehäuse und die Waschzone zu befördern.



   Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Gasreinigungsapparat mit Sprühnebelerzeuger und mit Rillen versehenem konischem Ablenkkörper;
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Schnitt durch ein Detail, und zwar durch die Linie a-a' von Fig. 1, wobei jedoch der konische Ablenkkörper mit kleinen Schaufeln versehen ist, und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Verteilers (mit Stabkäfig).



   Fig. 1 zeigt einen Gasreinigungsapparat, in dem staubige Luft oder Rauchgase mittels Flüssigkeit gereinigt werden. Er besitzt ein aufrechtstehendes zylindrisches Gehäuse 1 mit einem Einlassstutzen 3 für die verunreinigte Luft sowie einer Auslassleitung 5, durch welche die gereinigte Luft, d. h. Luft, aus der unerwünschte Fremdkörper entfernt wurden, wieder ausgestossen wird.



   Eine Antriebswelle 7 ist koaxial im Innern des Gehäuses 1 senkrecht abgestützt, wie beispielsweise mittels der Lager 9, 11 und 13. Das Lager 9 ist zuoberst auf dem Gehäuse 1 befestigt, während die Lager 11 und 13 von Endplatten 15 und 17 abgestützt sind.



  Diese Platten bilden einen Teil einer zentralen Nabe eines Feuchtigkeitsausscheidungsgerätes, das aus radial verlaufenden, abgeschrägten Schaufeln oder Leitblechen 19 besteht. Dieses Gerät ist am Gehäuse 1 befestigt, und so stark und starr konstruiert, dass die Lagerstützen 15 und 17 unbeweglich festgehalten werden.



   Die auf diese Weise festgehaltene Welle 7 wird von einem nicht dargestellten Motor über die Keilriemen 23 und die Mehrfachriemenscheibe 21 angetrieben. Im Innern des obersten Teils des Gehäuses 1 ist ein Zentrifugalgebläse 25 vorgesehen, und zwar ebenfalls auf der Welle 7 befestigt und zu der Auslassleitung 5 ausgerichtet.



   Die Waschzone befindet sich direkt unterhalb des Feuchtigkeitsausscheidungsgerätes 19, und wird normalerweise mit 29 bezeichnet. Genauer gesagt wird derjenige Teil des Gehäuses 1 als Waschzone 29 bezeichnet, in welchen durch einen Sprühnebelerzeuger 30 Flüssigkeitströpfchen mit hoher Geschwindigkeit geschleudert werden. Der untere Teil dieser Zone wird vom Einlassleitblech 31 abgegrenzt, welches dazu dient, die durch den Stutzen 3 eingedrungene verschmutzte Luft um den Sprühnebelerzeuger 30 herum zu verteilen.



   Wenn das Gebläse 25 rotiert, wird verschmutztes Gas, wie z. B. Luft, durch den Stutzen 3 und die zentrale Öffnung des Einlassleitbleches 31 nach oben durch die Waschzone 29 gesogen, wo das Gas gereinigt wird, um dann durch das Feuchtigkeitsabscheidungsgerät 19, die Öffnung des Auslassleitbleches 27 und das Gebläse 25 nach oben und durch die Leitung 5 nach aussen befördert zu werden.



   Der Sprühnebelerzeuger 30 wird von der Welle 7 abgestützt im Innern der Waschzone 29 gehalten. Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist der Sprühnebelerzeuger eine Anzahl Prallschaufeln 33 auf, die von ringförmigen Trägern 35, 36 und 37 bezüglich der Längsachse der Welle 7 radial verlaufend festgehalten sind.



   Die ringförmigen Träger 35 und 36, die mit den oberen, resp. inneren Kanten der Prallschaufeln 33 verbunden sind, sind an einer Nabe 39 befestigt. Die Nabe 39 selbst ist mittels einer Feststellmutter 40 auf der Welle 7 verkeilt. Der ringförmige Träger 37 ist an den unteren Kanten der Prallschaufeln 33 befestigt, und hält letztere in einem bestimmten Abstand voneinander. Dieser Träger 37 schliesst auch den Nebelerzeuger gegen unten ab, wobei in der Mitte eine sonst abgeschlossene Eintritts- oder Zufuhröffnung 41 freigelassen wird (s. Fig. 2.).



   Die aus der Zufuhrleitung 43 kommende, zu versprühende Flüssigkeit wird zuerst ins Innere des Sprühnebelerzeugers 30 geleitet. Die Zufuhrleitung 43 umfasst ein Rohr 44 mit relativ grossem Durchmesser, das an eine Hochdruckpumpe 47 mit grosser Förderleistung angeschlossen ist. Solche Pumpen sind auf dem Markt erhältlich und bedürfen an dieser Stelle keinerlei weiterer Erläuterungen.



   Die Pumpe 47 ist in ein unterhalb des geneigten Bodens 51 des Gehäuses liegendes Reservoir 49 eingetaucht. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, führt das Rohr 44 grossen Durchmessers durch die Wand des Gehäuses 1. Ihr oberes Ende ist zur Längsachse der Welle 7 ausgerichtet. Ein rohrförmiges Kupplungsglied 45 ist auf das Austrittsende des Rohres 44 aufgesteckt.



  Dieses Glied 45 dient dazu, eine im wesentlichen luftdichte Verbindung zwischen dem sich bis in die Zufuhröffnung 41 des Sprühnebelerzeugers erstreckenden Rohrteil 43 und der Platte 37 zu schaffen.



   Es können bei Bedarf auch Flanschen 48 oder andere lösbare Verbindungselemente vorgesehen werden, damit der Rohrteil 43 leicht entfernt oder ausgewechselt werden kann.



   Die eventuell aus der Luft entnommenen Fremdkörper oder Schmutz enthaltende Waschflüssigkeit wird aufgefangen, und rinnt der Wand des Gehäuses 1 entlang nach unten, durch das Einlassleitblech 31 und den eintretenden Luftstrom bis auf den schräg angestellten Boden 1. Von dort gelangt sie in die Auffangrinne 53, welche schliesslich in das Reservoir 49 zurückführt. In der Rinne 53, oder zwischen dieser und dem Reservoir 49, kann die Flüssigkeit geklärt, gesiebt oder gefiltert werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise am Ende der Rinne 53 ein Filterapparat bekannter Bauart angeordnet werden. Die gefilterte Waschflüssigkeit fliesst dann wieder ins Reservoir 49 zurück und steht wieder zur Verfügung.



   Damit ein Sprühnebel möglichst grosser Tiefe erzeugt werden kann, wird die durch die Leitung 43 in den Sprühnebelerzeuger 30 eingeführte Waschflüssigkeit mittels des konischen Ablenkkörpers 55 vorerst über die gesamte Höhe der Prallkörper 33 verteilt. Der aus dem Ende 45 der Einlassleitung austretende Flüssigkeitsstrom wird in Richtung der Erzeugenden des konischen Ablenkkörpers 55 abgelenkt und dringt in die Zone des den Sprühnebel erzeugenden Rotors 30 ein. Dort trifft sie auf die sehr schnell rotierenden Prallkörper auf, wird zerteilt und zerstäubt und von jeder Prallschaufel nach aussen beschleunigt. Die Flüssigkeit wird in Form von Tröpfchen hoher Geschwin  digkeit über die ganze Länge der äusseren Kanten jedes Prallkörpers 33 gleichmässig verteilt nach aussen geschleudert.



   Der konische Ablenkkörper 55 ist mittels Schrauben 58 (s. Fig. 2) am unteren Ende der Antriebswelle 7 befestigt,   und - auf    diese Weise im Zentrum der Prallschaufeln 33 und koaxial zum rohrförmigen Glied 45 festgehalten. Dank der besonderen Form des konischen Ablenkkörpers 55 und seiner Lage im Innern des Sprühnebelerzeugers 30 sowie der eventuell auf seiner Oberfläche angeordneten Schaufeln oder Rillen, wird die gesamte Menge der durch die Leitung 43 zugeführten Flüssigkeit über die ganze Höhe der Prallkörper 33 verteilt.



   Der in Fig. 1 gezeigte Ablenkkörper 55 weist eine Spitze, nach aussen divergierende konische Form auf.



  Seine Oberfläche ist mit Rillen versehen, wobei die Waschflüssigkeit in Strahlen nach aussen gegen die Prallkörper 33 gelenkt wird. Durch die Rillen 57 wird die zugeführte Flüssigkeit über die gesamte Höhe der Prallkörper 33 verteilt. Die Radialbeschleunigung der Flüssigkeit über die ganze Höhe der Prallschaufeln 33 ergibt einen im wesentlichen gleichförmigen Sprühne  bel    beliebiger Tiefe, der annähernd quer durch die Waschzone 29 geschleudert wird.



   Damit dieser Sprühnebel nicht gestört wird, und damit ein Ansaugen von verschmutzter Luft durch den Sprühnebelerzeuger verhindert wird (wobei diese Luft die Waschzone 29 umgehen würde), ist die in Fig. 7 gezeigte Zufuhröffnung 41 durch einen auf dem rohrförmigen Glied 45 befestigten Flansch 59 gegenüber der   Stützplatte    37 vollkommen abgedichtet.



   Der Flansch 59 ist so dimensioniert, dass er die Drehung des Sprühnebelerzeugers 30 in keiner Weise stört, und trotzdem gleichzeitig so dicht wie möglich an der die Zufuhröffnung 41 umgebenden Platte 37 steht.



  Somit kann die sich im unteren Teil des Gehäuses 1 befindende verschmutzte Luft die Waschzone nicht dadurch umgehen, dass sie ungereinigt durch den Sprühnebelerzeuger auf die Oberseite des Nebels gelangt. Auch wird eine unangenehme Störung des auf die Prallkörper 33 auftreffenden Flüssigkeitsbildes verhindert.



   Im Sprühnebelerzeuger nach Fig. 2 wurde der Flansch 59 weggelassen, während die rohrförmige Verlängerung 45a mit einer schulterähnlichen Aussparung 60 versehen ist, in welcher die untere ringförmige Stütze 37 geführt ist. Auch ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Oberfläche des konischen Verteilers 55a statt der Rillen mit einer Anzahl kleiner Schaufeln 61 versehen, welche ebenfalls dazu dienen, die Flüssigkeit auf dem ganzen Umfang zu verteilen.



   In Fig. 1 wurden die Prallkörper als Schaufeln 33 dargestellt. Diese könnten jedoch auch durch einfache Stäbe ersetzt werden, wie z. B. Fig. 3 zeigt. Darin wird ein Stabkäfig-Rotor gezeigt, der eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten vertikalen Stäben 33b umfasst. Ihre Enden werden in ringförmigen Trägern 35b, resp. 37b festgehalten. Der ringförmige Träger 35b ist an einer auf die Welle 7 aufgekeilten Nabe 39b befestigt. Der rohrförmige Teil 45 der Zufuhrleitung 43 führt durch die Öffnung 41b im ringförmigen Träger 37b ins Innere des Stabkäfig-Verteilers. Ein konischer Ablenkkörper 55b ist auf der Welle 7 befestigt, und zwar zur Längsachse des rohrförmigen Teils 45 der Leitung 43 ausgerichtet.

   Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche des rotierenden konischen Ablenkkörpers 55b glatt, und die Waschflüssigkeit wird ebenfalls über die gesamte Höhe der Prallstäbe 33b verteilt. Dadurch, dass der konische Verteiler 55b teilweise in die Zufuhröffnung 41b hineinragt, wird die effektive (wirksame) Querschnittsfläche der Öffnung verringert.



   Der in Fig. 3 gezeigte Teil könnte die entsprechende Anordnung von Fig. 1 ersetzen, wobei natürlich alle anderen Teile des Gasreinigungsapparates gleich bleiben.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zur Erzeugung eines Sprühnebels hoher Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine Leitung (43) mit einer nicht abgedeckten Bohrung an ihrem Auslassende (45), Mittel (47), um eine Flüssigkeit unter Druck durch die Leitung und deren Auslass zu befördern, einen rotierenden konischen Ablenkkörper (55), dessen Spitze in den Auslass (45) hineinragt, um die aus letzterem austretende Flüssigkeit zu verteilen, Mittel (23, 21, 7) zum Drehen des Ablenkkörpers um eine zur Leitung (43) koaxial verlaufende Achse sowie zum Drehen eines Sprühnebelerzeugers, der eine Anzahl im Abstand um die genannte Achse drehbar angeordneter Prallkörper (33) aufweist, die über ihre ganze Länge auf die verteilte Flüssigkeit aufschlagen, diese in Tröpfchen aufteilen, beschleunigen und in Form eines Sprühnebels wegschleudem,

   wobei der Öffnungswinkel des konischen Ablenkkörpers (55) so gewählt ist, dass annähernd die gesamte verteilte Flüssigkeit in eine Zone gelangt, welche durch die Drehung des Ablenkkörpers um seine Achse und die ganze Länge der Prallkörper abgegrenzt ist.

   II. Verwendung der Einrichtung nach Patentanspruch I zum Reinigen eines Gases, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühnebelerzeuger (30) in einem Gehäuse (1), das der Aufnahme eines zu reinigenden Gasstromes dient, drehbar gelagert ist, um in einer Waschzone (29) einen Sprühnebel aus Tröpfchen hoher Geschwindigkeit zu erzeugen, und dass Mittel (3, 31, 25) vorgesehen sind, um ein zu reinigendes Gas durch das Gehäuse (1) und die Waschzone zu befördern.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor ihrem Eintritt in den Sprühnebelerzeuger (30) diesem in Richtung seiner Achse zugeführt wird.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkkörper (55) im Innern des Sprühnebelerzeugers (30) drehbar montiert ist.

   3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkkörper (55) auf einer Welle (7) montiert ist.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Ablenkkörper (55) einen Scheitelwinkel im Bereich von 600120C aufweist.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Ablenkkörpers (55) in Richtung seiner Erzeugenden verlaufende Kanäle aufweist, um die Flüssigkeit vom Ablenkkörper gegen die rotierenden Prallkörper (33) zu lenken, die zum Zerteilen und Versprühen dieser Flüssigkeit dienen.

   6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal mit den Prallkörpern (33) einen vorbestimmten Winkel bildet, derart, dass jeder Prallkörper (33) auf die Flüssigkeit wenigstens eines der Strahlen aufschlägt.

   7. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle von in Richtung der Erzeugenden der konischen Oberfläche verlaufenden und von letzterer abstehenden Schaufeln (61) gebildet sind.

   8. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkkörper (55) eine Anzahl Aufschlagflächen (61) besitzt.

   9. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallkörper bezüglich der Drehachse des Ablenkkörpers (55) nach aussen ragende längliche Prallflächen aufweisen, die ausserdem in Achsnähe nach vorn in Drehrichtung gebogen sind.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallkörper senkrechte Stäbe (33b) sind.

   11. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallkörper Schaufeln sind.

   12. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (43, 47) zur Zufuhr des Flüssigkeitsstromes einen rohrförmigen Auslass (45) aufweisen, der koaxial und gegenüber der Spitze des Ablenkkörpers (55) liegt, und dass an der dem Auslass (45) benachbarten Seite des Sprühnebelerzeugers (30) eine Öffnung (41) vorhanden ist, welche mit der Bohrung am nicht abgedeckten Auslassende (45a) der Leitung (43) derart zusammenpasst, dass keine Luft durch die Öffnung (41) eindringen kann.

   13. Einrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Öffnung (41) aufweisender Teil (37) des Sprühnebelerzeugers an einer Stelle (60) drehbar auf dem Auslassende (45a) der Leitung (43) angeordnet ist.

   14. Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Zufuhröffnung (41) aufweisender Teil (37b) des Sprühnebelerzeugers und das Auslassende (45) der Leitung (43) drehfest miteinander verbunden sind und dass dieses Auslassende (45) drehbar in den Mitteln (43) zur Zufuhr der Flüssigkeit gelagert ist.