Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus einem Gasstrom, mit einem gas durchströmten Kanal, in dem eine Anzahl von Wandteilen angeordnet sind, auf die der Gasstrom aufprallt.
Solche Vorrichtungen sind insbesondere für Geräte zur
Behandlung eines Gases mit einer Flüssigkeit und hierbei speziell für Luftwaschgeräte, bei denen Luft mit Wasser be handelt wird, geeignet. Bei solchen Geräten wird der Gas strom durch ein Gehäuse geleitet und in direkten Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht, die zu diesem Zwecke beim Durch gang des Gasstromes durch das Gehäuse in den Gasstrom ein gesprüht wird.
Bei Geräten zur Behandlung von Gasströmen mit einer
Flüssigkeit, insbesondere Luftreinigungsgeräten, wie Luft waschgeräten für industrielle Zwecke, waren die Arbeits geschwindigkeiten wegen der zugeordneten Abscheider bisher in unerwünschtem Masse beschränkt. Diese Abscheider sind Vorrichtungen, welche aus dem aus dem Gerät austretenden
Gasstrom von diesem wegen seiner Strömungsgeschwindigkeit mitgerissene Flüssigkeitspartikeln abscheiden sollen. Die Vorrichtungen bestehen normalerweise aus einer Anzahl ortsfest angeordneter dünner Wandteile mit im wesentlichen sägezahnartiger Querschnittsgestalt, durch die eine Anzahl zickzackförmiger Kanäle begrenzt werden.
Auf die die zickzackförmigen Kanäle begrenzenden Wandteile prallen die von dem Gasstrom mitgeführten Flüssigkeitspartikeln auf; sie sollen als Flussi gkeitasannefflächen wirken, so dass der aus der Vorrichtung austretende Gasstrom im wesentlichen frei von mitgerissenen Flüssigkeitspartikeln ist.
Die Praxis hat gezeigt, dass die bisher bekannten Vorrich tungen zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln bis zu bestimmten Gasgeschwindigkeiten durchaus wirkungsvoll sind, und zwar bis zu einem Punkt, an dem die in dem Gasstrom mitgeführten Tröpfchen wegen der nicht mehr vollkommen ausreichenden Prallwirkung in zunehmendem Masse in dem
Gasstrom verbleiben. Diesem Nachlassen der Wirkung bei höheren Geschwindigkeiten wurden mehrere Ursachen zugeschrieben. Beispielsweise kann auf den Prallflächen Flüssigkeit verspritzt oder versprüht werden, so dass in den Gasstrom nach dessen Auftreffen auf eine ein Hindernis bildende Fläche wieder Flüssigkeit von neuem eingeführt wird.
Bei anderen Konstruktionen kann die hohe Geschwindigkeit des Gasstromes die Ausbildung von Unterdruckbereichen zur Folge haben, die in dem Sinne wirken, dass Flüssigkeit von den Prallflächen in den Raum der zickzackförmigen Kanäle hineingezogen wird. Auch kann die Geschwindigkeitskomponente des Luftstromes Flüssigkeit unmittelbar über die Wandungen und durch die ganze Abscheidevorrichtung hindurch transportieren, ohne dass sie in der erwarteten Weise durch die Prallwirkung zurückgehalten werden kann.
Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flussi gkeitspartikeln aus einem Gasstrom zu schaffen, die wesentlich höhere Aibeitsgeschwindigkeiten als die bekannten Vorrichtungen dieser Art zulässt und die dennoch eine bessere Abscheidung der Flüssigkeit gewährleistet, so dass das austretende Gas in besonders hohem Masse frei von mitgeführten Flüssigkeitsteilchen ist.
Zu diesem Zwecke ist die Vorrichtung gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch eine Mehrzahl praktisch senkrechter Wandteile, die eine Mehrzahl praktisch parallel zueinander angeordneter, zickzackförmiger Rinnen bilden, so dass die auf die Wandteile auftreffenden Flüssigkeitspartikeln aus dem Gasstrom an den Wandteilen nach unten abfiiessen, durch einen Bodenteil, der die untere Wand jeder zickzackförmigen Rinne bildet, wobei der Bodenteil entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Gases nach unten geneigt ist, und durch ein zustromseitig der zickzackförmigen Rinnen und dem Bodenteil benachbart angeordnetes Ablenkorgan, das zur Verringerung der Beeinflussung der ablaufenden Flüssig keit durch den Gasstrom dient.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Gerät mit einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in einer Teildarstellung,
Fig. 2 den Abscheider des Gerätes nach Fig. 1 in einem vergrösserten horizontalen Querschnitt,
Fig. 3 den Abscheider nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie 3-3 der Fig. 2, in einer Seitenansicht,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem Abscheider nach Fig. 2 unter Veranschaulichung einer ersten rinnenartigen Vertiefung, in einer Schnittdarstellung, in einem anderen Massstab und
Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Abscheider nach Fig. 2 unter Veranschaulichung eines zweiten Satzes rinnenartiger Vertiefungen, in einer Schnittdarstellung, in einem anderen Massstab.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestattetes Gerät zur Behandlung eines Gasstromes mit einer Flüssigkeit dargestellt. Im einzelnen handelt es sich bei der bevorzugten Ausführungsform dieses Gerätes um ein Luftwaschgerät, bei dem der Gasstrom aus Luft besteht und die Flüssigkeit Wasser ist. Ein solches Luftwaschgerät weist üblicherweise ein Gehäuse 2 mit einem Einlass 3 und einem Auslass 4 auf, wobei der Einlass 3 und der Auslass 4 durch einen von dem Gehäuse gebildeten Kanal miteinander verbunden sind. Der Einlass 3 ist, wie dies bei der Verwendung von Luftwaschgeräten in Textilverarbeitungsstätten üblich ist, an eine Mischkammer 5 angeschlossen, in der normalerweise Regeleinrichtungen angeordnet sind, die es gestatten, die Menge der Aussenluft und der Rückluft zu regeln, die in das Luftwaschgerät eingeführt wird.
Strömungsabwärts von dem Einlass 3 des Luftwaschgerätes sind geeignete Luftfördermittel angeordnet, beispielsweise in Gestalt eines Gebläserades 6, das von einem Gebläsemotor 7 angetrieben ist. Das Gebläserad 6 trägt eine Anzahl radial vorstehender Flügel 8. Selbstverständlich können bei der Verwirklichung der Erfindung auch andere Gebläse oder Ventilatorkonstruktionen verwendet werden. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist das Gebläse 6 mit Hilfe von Streben 9 in dem Luftdurchgangskanal des Luftwaschgerätes gehaltert.
Strömungsabwärts von dem Gebläse 6 kann ein geeignetes Filter 13 vorgesehen sein. Auf der strömungsabwärts gelegenen Seite des Filters schliesst sich eine Sprühkammer an, in der ein in Achsrichtung sich erstreckendes Sammelrohr 21 angeordnet ist, das über eine Zufuhrleitung 22 an eine Flüssigkeitsquelle angeschlossen ist. Bei einem Luftwaschgerät kann diese Flüssigkeit Wasser mit einer vorbestimmten Temperatur sein. Von der Sammelleitung 21 ragen radiale Arme 23 nach aussen, an deren Enden geeignete Sprühdüsen 25 vorgesehen sind, deren Aufgabe darin besteht, Flüssigkeitspartikeln in den Gasstrom einzusprühen, um damit das durchströmende Gas bzw. die durchströmende Luft zu behandeln.
Die nicht in den Gasstrom eingeführte Flüssigkeit wird in einem Sumpf 30 gesammelt und aus diesem über diesem Ablauf 26 abgelassen.
Auf der strömungsabwärts gelegenen Seite der Sprühkammer ist an dem Luftwaschgerät.ein Abscheider 28 angeordnet, der die Aufgabe hat, Flüssigkeits- oder Wasserpartikeln, die in dem aus dem Gerät austretenden Gasstrom enthalten sind, wirkunsvoll abzuscheiden.
In den Fig. 2 bis 4 ist der Abscheider, welcher den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, in seinen Einzelheiten veranschaulicht. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Abscheider 28 in dem Auslasskanal 29 des Luftwaschgerätes angeordnet. Fig. 2 veranschaulicht einen vergrösserten, ebe nen Querschnitt des den Abscheider enthaltenden Gebildes.
Der Abscheider verfügt über eine Anzahl paralleler, säge zahnartig angeordneter dünner Wandteile 31, 32, 33 usw. Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel begren zen diese sägezahnartigen Wandteile eine Anzahl zickzack förmig verlaufender Kanäle, wie sie beispielsweise bei 34,
35, 36 ersichtlich sind. Die Wandteile 31, 32, 33 können an ihrem einen Ende von einer dünnen Abstandsschiene 37a ge haltert sein, während sie im Mittelbereich durch Abstands klammern oder -stifte 38a gehalten sind und an ihrem ande ren Ende eine dünne Abstandsschiene 39a zu ihrer Halte rung dienen kann. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, weist die dünne Abstandsschiene 37a Schlitze 40 auf, in die die vorderen, nach hinten abgebogenen Teile 46 der sägezahn artigen Wandteile 31 usf. eingefügt und gehaltert sind.
Die einzelnen sägezahnartigen Wandteile 31, 32 usf. bestehen jeweils aus einem ersten Wandteil 41a benachbart dem parallelen Wandteil 41b (an den sich sodann der Wandteil 41c anschliesst usw.), einem strömungsabwärts gelegenen zweiten Wandteil 42a, 42b usw., wobei es bei Verwendung einer grösseren Anzahl sägezahnartiger Wandteile naturgemäss notwendig wird, noch weitere Buchstaben des Alphabetes zur Bezeichnung anschliessender entsprechender Teile zu verwenden.
Strömungsabwärts von den zweiten Wandteilen sind dritte Wandteile 43a, 43b usw. und vierte Wandteile 44a, 44b usw.
angeordnet. Die fünften Wandteile sind mit 45a, 45b usw. bezeichnet, wobei der Wandteil 45a parallel zu dem benachbarten Wandteil 45b verläuft usf. Am auslassseitigen Ende der zickzackförmigen Gebilde sind umgebogene Teile 47 ausgebildet, die in Schlitze 48 der dünnen Abstandsschiene 39a ragen, wodurch die sägezahnartigen Wandteile im festen Abstand gehalten und unterstützt werden. In Anbetracht des Umstandes, dass die jeweils anschliessenden Gebildet lediglich einfache Wiederholungen des ersten sägezahnartigen Wandteiles sind, genügt es, zur Erläuterung der parallelen zickzackförmigen Kanäle nur einen davon zu beschreiben. Die ersten Wandteile 41a, 41b begrenzen den ersten Schenkel 50 des zickzackförmigen Kanals 34.
Der zweite Schenkel 51 dieses Kanals wird von den zweiten Wandteilen 42a, 42b umschlossen, während der dritte Schenkel 52 von den dritten Wandteilen 43a, 43b umgrenzt wird. Die vierten Wandteile 44a, 44b umschliessen den vierten Schenkel 53 dieses Kanals, während ein fünfter Schenkel 54 von den fünften Wandteilen 45a, 45b begrenzt ist.
Der Gas-Flüssigkeitsstrom trifft beim Eintreten in den Abscheider auf eine erste Prallfläche 60 des ersten Wandteiles 41a. Diese Prallfläche 60 weist eine erste ebene Fläche 61 auf, welche von einer zweiten ebenen Fläche 62 durch eine vertikal verlaufende Rinne 63 getrennt ist. Wie aus den Fig. 2 und 4 zu ersehen, verfügt die Rinne 63 über einen in vertikaler Richtung sich erstreckenden abgesetzten Teil 64, der bezüglich der ersten ebenen Fläche 61 abgewinkelt ist.
Der abgesetzte Teil 64 verläuft bis zu einer ersten über gangsfiäche 65, die bei dieser Ausführungsform im wesentlichen parallel zu der ersten ebenen Fläche 61 verläuft. Die erste Übergangsfläche 65 geht in eine gekrümmte Innenfläche 66 über, die sich in Vertikalrichtung erstreckt und über ganze 1800 verläuft. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform können auch andere Arten von Biegungen an dieser Stelle verwendet werden, wie es im weiteren Verlauf der Beschreibung der Erfindung noch erläutert werden wird.
Die gekrümmte oder gebogene Fläche 66 geht sodann in eine zweite Übergangsfläche 67 über, die ebenfalls parallel zu der ersten ebenen Fläche 61 verläuft und mit einer scharfen Biegung am Beginn der zweiten ebenen Fläche 62 endet, welche im wesentlichen in der gleichen Ebene liegt wie die erste ebene Fläche 61. Die zweite ebene Fläche 62 erstreckt sich sodann über eine vorbestimmte Länge, was noch erläutert werden wird.
Der erste Schenkel 50 reicht bis zum Ende der Fläche 62; anschliessend gelangt der Luftstrom in den zweiten Schenkel 51 des zickzackförmigen Kanals. Wegen der Abbiegung wird hierbei eine zweite Prallfläche 70 ausgebildet, auf die die in dem Luft- oder Gasstrom enthaltene Flüssigkeit auftrifft. In der Nähe des Randes der Prallfläche können zwei Rinnen 68, 69 vorgesehen sein, die zum Sammeln eines Filmes und/oder kleiner Partikel noch in dem Gasstrom verbliebener Flüssigkeit dienen.
Fig. 5 veranschaulicht eine vergrösserte Ansicht der Rinnen 68, 69. Wie zu ersehen, endet die Fläche 70 an einer Stelle 90, an der die Rinne 68 beginnt. Hierbei ist ein gerader Teil 91 ausgebildet, der einen spitzen Winkel 92 mit der Fläche 70 einschliesst. Dieser Winkel ist vorzugsweise kleiner als etwa 900. Anschliessend ist die Rinne 68 von einem gebogenen Teil 93 umgrenzt, welcher an einer Stelle 94 endet, die, wie zu ersehen, in der Ebene der Fläche 70 liegt. An der Stelle 94 beginnt auch die Rinne 69 mit einem geraden Flächenteil 95 ähnlich dem Flächenteil 91. Auch in diesem Falle ist der Winkel 99 zwischen dem geraden Teil 95 und der Ebene der Fläche 70 spitz; er soll 900 oder weniger betragen.
Die Rinne 69 wird im weiteren von einer gebogenen Fläche 96 gebildet, die sich bis zu einer Stelle 97 in der Ebene der Fläche 70 erstreckt.
Der zickzackförmige Kanal geht sodann gekrümmt in den dritten Schenkel 52 über, in dem eine dritte Prallfläche 71 vorgesehen ist. Am strömungsabwärtsseitigen Ende dieser dritten Prallfläche 71 kann ein versetzter Teil 72 vorgesehen sein, der zur Ausbildung einer Rinne und eines glatten Überganges zu dem vierten unf fünften Schenkel des zickzackförmigen Kanals dient. Für diese beiden zuletzt genannten Schenkel ist der Wandversatz erforderlich, weil die Wandteile 44a, 44b und 45a, 45b mit einem porösen elastischen Mateterial etwa Urethanschaum, verkleidet sind.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Urethanschaumverkleidung 73 etwa 3,17 mm (t/8) stark, wobei in dem Schaummarial in Abständen geeignete Rinnen 74 ausgebildet sind, die vertikal angeordnet sind und deren Aufgabe zusammen mit jener des Urethanschaumes noch beschrieben werden wird.
In Fig. 3 sind die dünnen Abstandsschienen 37a, 37b veranschaulicht, welche die vorneliegenden Enden der sägezahn artigen Wandteile haltern. In dem Bereich zwischen den Stirnseiten des Abscheiders sind die Abstandsklammern 38a, 38b gezeigt, welche den jeweils zugeordneten sägezahnartigen Teil oben und unten halten. Am anderen Ende der sägezahnartigen Wandteile sind im Bereiche des Auslasses die Abstandsschienen 39a, 39b deutlich sichtbar.
Ferner ist ein Ablenkorgan 80, welches in dieser Ausführungsform an der Abstandsschiene 37a angeschraubt oder sonstwie befestigt, vorgesehen und derart angeordnet ist, dass ein Teil des in den Abscheider eintretenden Luftstromes behindert wird. Der Zweck dieser Massnahme wird im einzelnen noch erläutert werden. Zunächst sei darauf hingewiesen, dass das Ablenkorgan 80 eine gekrümmte Gestalt aufweist und in der Nähe des Unterteiles des Luftwaschgerätes endet, wobei jedoch zwischen der Unterseite des Luftwaschgerätes und dem Unterteil des Ablenkorgans 80 ein diskreter Zwischenraum 81 ausgebildet ist, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, oberhalb des Sumpfes 30 liegt, was zur Folge hat, dass die Unterseite der dünnen Wandteile 31, 32, 33 usw.
nicht in die Flüssigkeit des Sumpfes 30 eintaucht.
Im hinteren Teil des Abscheiders ist längs der schrägverlaufenden Bodenfläche 84 des Kanals ein geeigneter Urethanschaumblock 83 eingesetzt. Dieser Block besteht somit ebenfalls aus einem porösen und elastischen Material; er soll sowohl an den benachbarten sägezahnartigen Wandteilen als auch an der Bodenwand 84 des Kanals dichtend anliegen.
Das eingangs beschriebene Luftwaschgerät arbeitet wie folgt:
Das Gas, d. h. im Falle eines Lufwaschgerätes die Luft, wird in die Mischkammer 5 eingesaugt, worauf es von dem Gebläse 6 auf den Filter 13 zu gefördert wird. Wird das Luftwaschgerät in einer Textilverarbeitungsstätte verwendet, so werden Flusenteilchen und andere feste Partikeln in geeigneter Weise abgeschieden, so dass die aus dem Filter 13 austretende Luft verhältnismässig rein ist. Der Luftstrom trifft sodann auf die Sprühdüsen 23, welche die Sprühflüssig- keit in den Gasstrom einführen, d. h. im Falle eines Luftwaschgerätes Wasser von vorbestimmter Temperatur in den Luftstrom einsprühen.
Demgemäss findet, falls erwünscht, nicht nur ein Wärmeaustausch zwischen der Luft und der Flüssigkeit statt, sondern es kann auch der Feuchtigkeitsgehalt des Luftstromes beeinflusst werden. Wegen der hohen Geschwindigkeit des Gasstromes, die in diesem Falle bei 103,6 m/min (3400 ft/min) liegen kann, ist es möglich, dass Partikel der in den Gasstrom eingesprühten Flüssigkeit von dem Gasstrom mitgerissen werden.
Wegen der Einzelheiten des Abscheiders wird nun auf die Fig. 2 bis 5 der Zeichnung Bezug genommen.
Der Luftstrom trifft zunächst auf die erste Prallfläche 60 des Abscheiders, die, wie zu ersehen, etwa unter einem Winkel von 450 zu der Gasströmungsrichtung verläuft. Da der Abscheider über eine Anzahl paralleler Kanäle ähnlich dem zickzackförmigen Kanal 34 und parallel zu diesem verfügt, genügt es der Einfachheit halber, lediglich die Wirkungsweise eines solchen Kanals zu beschreiben. Der Gasstrom besteht im Falle eines Luftwaschgerätes aus einem Luftstrom 85 (vgl. Fig. 4) und einem von diesem mitgeführten Flüssigkeitspartikelstrom 86. Beim Auftreffen auf die erste ebene Fläche 61 können die Flüssigkeitspartikeln einen Wasserfilm bilden, der etwa 3,17 mm (flgli) dick ist.
Der Luftstrom wird von der ersten ebenen Fläche so abgelenkt, dass sowohl der Luftstrom als auch die Flüssigkeitsströme an der ersten ebenen Fläche entlangstreichen, wobei das Wasser der Flüssigkeitsströme einen Film bildet. Diese Ströme treffen sodann auf die Öffnung der Rinne 63, wobei der Flüssigkeitsfilm an dem abgesetzten Teil 64 entlangfliesst, wie dies in Fig. 4 durch einen Pfeil 88 angedeutetlist. Gleichzeitig folgt der Luftstrom 85 einem Pfeil 85a, der anzeigt, dass der Luftstrom weniger genau dem Umriss der Rinne 63 folgt, sondern eher in der Nähe und fast parallel zu der zweiten Übergangsfläche 67 strömt. Es folgen sodann Ablenkflächen in Gestalt der gebogenen oder gekrümmten Wand 66, die eine Strömungsumkehr um volle 1800 bewirken können.
Es ist jedoch zu betonen, dass diese Biegung oder Krümmung nicht notwendigerweise im Querschnitt kreisförmig sein muss. Der Luftstrom wurde an dieser Stelle nunmehr so abgelenkt, dass seine Strömungsrichtung praktisch umgekehrt wurde; er folgt nun der ersten Übergangsfläche 65, die im wesentlichen parallel zu der zweiten Übergangsfiäche 67 verläuft. In dem Bereich in der Nähe der abgesetzten Fläche 64 treffen die Richtungskomponenten des vorher beschriebenen Flüssigkeitsfilmes und des Luftstromes im wesentlichen aufeinander. Die Folge davon ist, dass sich diese beiden Richtungskomponenten wegen der entsprechend gewählten Geometrie der Rinne 63 in dem Bereiche der Nähe der abgesetzten Fläche 64 im wesentlichen gegenseitig aufheben.
Da an dieser Stelle durch die entsprechende Konstruktion die Richtungskomponenten des Luft- und des Flüssigkeitsstromes somit gegenseitig aufgehoben sind, wirkt lediglich noch die Schwerkraft auf den flüssigkeitsstrom ein, unter deren Wirkung die Flüssigkeit nach unten fliesst, bis sie aus der Rinne an deren unteren Teil (wie bei 88a veranschaulicht) abgelassen wird.
Im weitesten Sinne gibt die Erfindung die Lehre, dass in einem solchen Abscheider so hohe Geschwindigkeiten erzeugt werden, als notwendig sind, um die verschiedenen Kräfte aufzuheben und/oder zu isolieren, die das Sammeln und Ablassen der Flüssigkeit ungünstig beeinflussen könnten. Im vorliegenden Falle ist eine Rinne vorgesehen, die einen abgesetzten Bereich bzw. einen Sammelbereich zusätzlich zu Mediumstrom-Umkehrmitteln oder -Ablenkmitteln aufweist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, Mediumstrom-Umkehrmittel zu verwenden, die entweder auf einen oder auf beide der Mediumströme einwirken, d. h. es kann die Richtung sowohl des Flüssigkeits- wie auch des Gasstromes derart geändert werden, dass die Richtungskomponenten dieser Ströme beim Aufeinandertreffen sich gegenseitig in einer im wesentlichen horizontalen Ebene im wesentlichen aufheben.
Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist der Luftstrom der Mediumstrom, dessen Richtung geändert wurde, um die gewünschte Aufhebung zu erzielen. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch möglich, entweder nur einen der Ströme (Flüssigkeit oder Gas) oder beide Ströme so abzulenken, dass eine Situation entsteht, in der die Mediumströme einander entgegenwirken und damit im wesentlichen ihre horizontal gerichtete Strömungscharakteristik auslöschen. Es hat sich gezeigt, dass mit einer solcher Art ausgelegten Rinne 95 % der in dem Gasstrom mitgeführten Flüssigkeit abgeschieden werden können. Vorteilhaft ist ferner, wenn die zweiten ebenen Flächen jweils eine ausreichend grosse strömungsabwärts- gerichtete Länge aufweisen, bevor ein Richtungswechsel des Kanals 34 auftritt.
Wie bereits früher erwähnt, verfügt der Kanal 34 über den ersten Schenkel 50 und den zweiten Schenkel 51. Bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes ist es möglich, unmittelbar hinter der zweiten einen Fläche 62 durch Änderung der Richtung des Gasstromes einen Unterdruck zu erzeugen. Falls die zweite ebene Fläche 62 nicht genügend lang ist, liegt der so erzeugte Unterdruckbereich so nahe bei der Rinne 63, dass er den zwar dynamischen, aber doch ausgeglichenen Zustand stören kann, der die vorstehend beschriebene Flüssigkeitsabscheidung gewährleistet.
Der Luftstrom tritt beim Eintreten in den zweiten Schenkel 51 auf die zweite Prallfläche 70, auf der sich die Flüssigkeitspartikel sammeln und sich sogar ein dünner Film ausbilden kann. Es hat sich gezeigt, dass dieser dünne Film von der ersten und zweiten Rinne 68 und 69 im wesentlichen ganz entfernt werden kann. Diese Rinnen weiten die bereits beschriebene Geometrie auf, wobei sie wirkungsvoll deshalb abscheiden, weil die koplanare Zuordnung der Fläche 70 und der Stellen 90, 94 und 97 sicherstellt, dass keine Unterdruck bereiche auftreten, die einen Rückfluss aus diesen Rinnen in den Gasstrom hervorrufen können.
Der Gasstrom kann sodann in den dritten Schenkel 52 eintreten und auf die dritte Prallfläche 71 auftreffen. Am
Ende des Schenkels 52 kann die Prallfläche 71 einen ver setzten Teil 72 aufweisen, der nicht nur nach Art der Rinnen
68, 69 wirkt, sondern auch eine so grosse Abstufung bildet, dass sich ein glatter Übergang längs der Kanalwandungen der
Schenkel 53, 54 des zickzackförmigen Kanals 34 ergibt. Die
Wände der Schenkel 53, 54 sind bei dieser Ausführungsform mit Urethanschaum 76 verkleidet, in dem, wie bereits früher vermerkt, in Abständen vertikale Rinnen 74 ausgebildet sind.
Der Urethanschaum weist eine offenzellige poröse Struktur auf und ist zusätzlich elastisch. Der Luftstrom hat an dieser
Stelle in dem Abscheiderzwischen 95 und 99 % des mitgeführ ten Flüssigkeitsgehaltes (in Gestalt von Tröpfchen) verloren.
Die noch verbliebenen Tröpfchen werden beim Auftreffen auf den Urethanschaum wegen der elastischen Natur der von ihm gebildeten Prallfläche nicht verspritzt. Die offenzellige und poröse Struktur der Oberfläche hat darüber hinaus die Wirkung, dass die Flüssigkeitströpfchen beim Auftreffen eindringen und damit im wesentlichen aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Da in diesem Teil des zickzackförmigen Kanals der Luftstrom auf zwei Praliflächen auftrifft, wird praktisch die gesamte, in Gestalt von Tröpfchen in dem Luftstrom noch mitgeführte Flüssigkeit aus dem durch den Abscheider streichenden Luftstrom abgeschieden. Falls es in einzelnen speziellen Anwendungsfällen erforderlich sein sollte, können im Rahmen der Erfindung noch zusätzliche verkleidete Elemente vorgesehen werden.
Aus Fig. 3 ist zu ersehen, dass die aus dem Luftstrom abgeschiedenen Flüssigkeitströpfchen auf den Abscheiderflächen gesammelt werden und die Flüssigkeit sodann unter der Wirkung der Schwerkraft längs der schrägen Wand 84 nach unten fliesst. Durch das Ablenkglied 80 wurde der Luftstrom im unteren Teil des Abscheiders begrenzt; die Folge davon ist, dass der untere Bereich der sägezahnförmigen Wandteile ebenso wie die schräge untere Wand 84 nicht der hohen Geschwindigkeit des Luftstromes ausgesetzt sind, der längs der oberen Bereiche der einzelnen parallelen zickzackförmigen Kanäle strömt. Dadurch ist bedingt, dass die an den Abscheiderflächen nach unten abfliessende Flüssigkeit bei der Annäherung an die Unterseite der einzelnen sägezahnartigen Wandteile immer weniger von dem Luftstrom beeinflusst wird; der Abfluss längs der Wand 84 wird dadurch erleichtert.
Dies gestattet es auch, dass Flüssigkeit im Gegenstrom zu dem Luftstrom auf der Wand 84 nach unten fliesst, wobei sie unter dem Ablenkglied 80 durch den Zwischenraum 81 in den Sumpf des Luftwaschgerätes gelangt, von wo aus sie längs der Bodenwand 30 über die Ablaufleitung 26 abgelassen wird (Fig. 1).
Zur Unterstützung des Ablaufs längs der Wand 84 wie auch zur Steuerung des Luftstromes in dem Auslassbereich der Abscheiderkanäle ist ein Urethanblock 83 in dichtender Zuordnung zu der Bodenwand 84 und zu den dem Block benachbarten Teilen der an ihn angrenzenden Wandteile vorgesehen, der bei dieser Ausführungsform eine unter einem Winkel zu dem Luftstrom verlaufende Stirnfläche 86 aufweist.
Wegen der dichtenden Zuordnung des porösen und elastischen Urethanblocks in der erwähnten Weise wird sichergestellt, dass ausser in den oberen Bereichen der zickzackförmigen Kanäle kein Luftstrom auftreten kann. Die im Bereiche der Schenkel 53, 54 mitgeführte Flüssigkeit kann jedoch durch die Schaumverkleidung dieser Schenkel nach unten gelangen und schliesslich durch den porösen Block 83 längs der Wand 84 ablaufen, um schliesslich zu der im Bereiche der vorderen Schenkel der Abscheiderkanäle gesammelten Flüssigkeit zu gelangen.
The invention relates to a device for separating liquid particles from a gas flow, with a gas flow-through channel in which a number of wall parts are arranged on which the gas flow impinges.
Such devices are particularly useful for devices
Treatment of a gas with a liquid and especially suitable for air washers in which air is treated with water. In such devices, the gas stream is passed through a housing and brought into direct contact with the liquid, which is sprayed into the gas stream for this purpose when the gas flow passes through the housing.
In devices for the treatment of gas flows with a
Liquid, in particular air cleaning devices, such as air washing devices for industrial purposes, the working speeds were limited to an undesirable extent because of the associated separator. These separators are devices that emerge from the device
The gas stream is intended to separate liquid particles entrained therefrom because of its flow velocity. The devices normally consist of a number of fixedly arranged thin wall parts with a substantially sawtooth-like cross-sectional shape, by means of which a number of zigzag-shaped channels are delimited.
The liquid particles carried along by the gas stream impinge on the wall parts delimiting the zigzag channels; they are intended to act as liquid sump surfaces so that the gas flow emerging from the device is essentially free of entrained liquid particles.
Practice has shown that the previously known devices for separating liquid particles are quite effective up to certain gas velocities, up to a point at which the droplets entrained in the gas flow are increasingly in the because of the no longer completely sufficient impact effect
Gas flow remain. Several causes have been attributed to this decrease in effect at higher speeds. For example, liquid can be sprayed or sprayed onto the baffle surfaces, so that liquid is reintroduced into the gas stream after it has hit a surface that forms an obstacle.
In other constructions, the high speed of the gas flow can result in the formation of negative pressure areas, which act in the sense that liquid is drawn from the baffles into the space of the zigzag channels. The speed component of the air flow can also transport liquid directly over the walls and through the entire separation device without being able to be retained in the expected manner by the impact effect.
The aim of the invention is therefore to create a device for separating fluid particles from a gas stream which allows much higher operating speeds than the known devices of this type and which nevertheless ensures better separation of the liquid so that the escaping gas is particularly high is free of entrained liquid particles.
For this purpose, the device according to the invention is characterized by a plurality of practically vertical wall parts, which form a plurality of zigzag-shaped channels arranged practically parallel to one another, so that the liquid particles hitting the wall parts flow downwards from the gas flow on the wall parts, through a bottom part , which forms the lower wall of each zigzag-shaped channel, the bottom part being inclined downward in the opposite direction to the flow direction of the gas, and by a deflecting element arranged upstream of the zigzag-shaped channels and the bottom part adjacent, which serves to reduce the influence of the flowing liquid by the gas flow .
In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown. Show it:
1 shows a device with a device according to the invention, in axial section, in a side view and in a partial representation,
FIG. 2 shows the separator of the device according to FIG. 1 in an enlarged horizontal cross-section,
3 shows the separator according to FIG. 2, cut along the line 3-3 in FIG. 2, in a side view,
4 shows a detail from the separator according to FIG. 2, illustrating a first channel-like depression, in a sectional view, on a different scale, and FIG
FIG. 5 shows a section from the separator according to FIG. 2, illustrating a second set of channel-like depressions, in a sectional view, on a different scale.
In the drawing, FIG. 1 shows a device equipped with a device according to the invention for treating a gas stream with a liquid. In particular, the preferred embodiment of this device is an air washing device in which the gas flow consists of air and the liquid is water. Such an air washing device usually has a housing 2 with an inlet 3 and an outlet 4, the inlet 3 and the outlet 4 being connected to one another by a channel formed by the housing. The inlet 3 is, as is customary when using air washing devices in textile processing plants, connected to a mixing chamber 5 in which control devices are normally arranged which allow the amount of outside air and return air to be regulated that is introduced into the air washing device .
Suitable air conveying means are arranged downstream of the inlet 3 of the air washing device, for example in the form of a fan wheel 6 which is driven by a fan motor 7. The fan wheel 6 carries a number of radially projecting blades 8. Of course, other fan or fan constructions can also be used in the implementation of the invention. In this special embodiment, the fan 6 is held with the aid of struts 9 in the air passage channel of the air washing device.
A suitable filter 13 may be provided downstream of the fan 6. On the downstream side of the filter, there is a spray chamber in which a collecting tube 21 is arranged which extends in the axial direction and which is connected to a liquid source via a supply line 22. In an air washer, this liquid can be water at a predetermined temperature. Radial arms 23 project outward from collecting line 21, at the ends of which suitable spray nozzles 25 are provided, the task of which is to spray liquid particles into the gas flow in order to treat the gas or air flowing through them.
The liquid not introduced into the gas stream is collected in a sump 30 and is drained from this via this outlet 26.
A separator 28 is arranged on the air washing device on the downstream side of the spray chamber, which has the task of effectively separating liquid or water particles contained in the gas flow emerging from the device.
2 to 4 the separator which forms the subject of the present invention is illustrated in detail. As can be seen from FIG. 2, the separator 28 is arranged in the outlet channel 29 of the air washing device. Fig. 2 illustrates an enlarged, ebe NEN cross section of the structure containing the separator.
The separator has a number of parallel, sawtooth-like arranged thin wall parts 31, 32, 33 etc. In the present preferred embodiment, these sawtooth-like wall parts limit a number of zigzag-shaped channels, as shown for example at 34,
35, 36 can be seen. The wall parts 31, 32, 33 can be held at one end by a thin spacer rail 37a, while they are held in the central area by spacing or pins 38a and at their other end a thin spacer rail 39a can serve to hold them . As can be seen from the drawing, the thin spacer rail 37a has slots 40 into which the front, rearwardly bent parts 46 of the sawtooth-like wall parts 31, etc. are inserted and held.
The individual sawtooth-like wall parts 31, 32 etc. each consist of a first wall part 41a adjacent to the parallel wall part 41b (to which the wall part 41c then adjoins, etc.), a second wall part 42a, 42b, etc., located downstream If there is a larger number of sawtooth-like wall parts, it is naturally necessary to use further letters of the alphabet to designate the corresponding parts that follow.
Downstream of the second wall parts are third wall parts 43a, 43b etc. and fourth wall parts 44a, 44b etc.
arranged. The fifth wall parts are denoted by 45a, 45b etc., the wall part 45a running parallel to the adjacent wall part 45b, etc. At the outlet end of the zigzag-shaped structures, bent parts 47 are formed which protrude into slots 48 of the thin spacer rail 39a, creating the sawtooth-like Wall parts are held and supported at a fixed distance. In view of the fact that the subsequent images are only simple repetitions of the first sawtooth-like wall part, it is sufficient to describe only one of them to explain the parallel zigzag-shaped channels. The first wall parts 41a, 41b delimit the first leg 50 of the zigzag-shaped channel 34.
The second leg 51 of this channel is enclosed by the second wall parts 42a, 42b, while the third leg 52 is bounded by the third wall parts 43a, 43b. The fourth wall parts 44a, 44b enclose the fourth leg 53 of this channel, while a fifth leg 54 is delimited by the fifth wall parts 45a, 45b.
When entering the separator, the gas-liquid stream hits a first baffle surface 60 of the first wall part 41a. This impact surface 60 has a first flat surface 61, which is separated from a second flat surface 62 by a vertically running channel 63. As can be seen from FIGS. 2 and 4, the channel 63 has a stepped part 64 which extends in the vertical direction and which is angled with respect to the first flat surface 61.
The stepped part 64 extends up to a first transition surface 65, which in this embodiment extends essentially parallel to the first flat surface 61. The first transition surface 65 merges into a curved inner surface 66 which extends in the vertical direction and runs over a whole 1800. In this preferred embodiment, other types of bends can also be used at this point, as will be explained in the further course of the description of the invention.
The curved or curved surface 66 then merges into a second transition surface 67, which also runs parallel to the first flat surface 61 and ends with a sharp bend at the beginning of the second flat surface 62, which lies essentially in the same plane as the first flat surface 61. The second flat surface 62 then extends over a predetermined length, which will be explained later.
The first leg 50 extends to the end of the surface 62; the air flow then passes into the second leg 51 of the zigzag-shaped channel. Because of the bend, a second baffle 70 is formed here, on which the liquid contained in the air or gas flow strikes. In the vicinity of the edge of the baffle surface, two channels 68, 69 can be provided, which serve to collect a film and / or small particles of liquid still remaining in the gas flow.
FIG. 5 illustrates an enlarged view of the channels 68, 69. As can be seen, the surface 70 ends at a point 90 where the channel 68 begins. Here, a straight part 91 is formed, which includes an acute angle 92 with the surface 70. This angle is preferably less than approximately 900. The channel 68 is then delimited by a curved part 93 which ends at a point 94 which, as can be seen, lies in the plane of the surface 70. At the point 94, the channel 69 begins with a straight surface part 95 similar to the surface part 91. In this case too, the angle 99 between the straight part 95 and the plane of the surface 70 is acute; it should be 900 or less.
The channel 69 is further formed by a curved surface 96 which extends up to a point 97 in the plane of the surface 70.
The zigzag-shaped channel then merges in a curved manner into the third leg 52, in which a third impact surface 71 is provided. At the downstream end of this third baffle 71, an offset part 72 can be provided, which serves to form a channel and a smooth transition to the fourth and fifth leg of the zigzag-shaped channel. The wall offset is necessary for these two last-mentioned legs because the wall parts 44a, 44b and 45a, 45b are clad with a porous elastic material such as urethane foam.
In the exemplary embodiment described, the urethane foam lining 73 is approximately 3.17 mm (t / 8) thick, with suitable channels 74 being formed at intervals in the foam marial which are arranged vertically and whose function will be described together with that of the urethane foam.
In Fig. 3, the thin spacer rails 37a, 37b are illustrated, which hold the forward ends of the sawtooth-like wall parts. In the area between the end faces of the separator, the spacer clips 38a, 38b are shown, which hold the respectively assigned sawtooth-like part above and below. At the other end of the sawtooth-like wall parts, the spacer rails 39a, 39b are clearly visible in the area of the outlet.
Furthermore, a deflection element 80, which in this embodiment is screwed or otherwise fastened to the spacer rail 37a, is provided and is arranged in such a way that part of the air flow entering the separator is hindered. The purpose of this measure will be explained in detail later. First of all, it should be pointed out that the deflector 80 has a curved shape and ends in the vicinity of the lower part of the air washer, but a discrete gap 81 is formed between the underside of the air washer and the lower part of the deflector 80, which, as can be seen from the drawing , above the sump 30, with the result that the underside of the thin wall parts 31, 32, 33, etc.
is not immersed in the liquid of the sump 30.
In the rear of the separator, a suitable urethane foam block 83 is inserted along the sloping bottom surface 84 of the channel. This block thus also consists of a porous and elastic material; it should lie in a sealing manner against the adjacent sawtooth-like wall parts as well as against the bottom wall 84 of the channel.
The air washing device described at the beginning works as follows:
The gas, d. H. in the case of an air washing device, the air is sucked into the mixing chamber 5, whereupon it is conveyed to the filter 13 by the fan 6. If the air washing device is used in a textile processing facility, then lint particles and other solid particles are separated out in a suitable manner so that the air emerging from the filter 13 is relatively pure. The air flow then hits the spray nozzles 23, which introduce the spray liquid into the gas flow, i. H. in the case of an air washer, spray water at a predetermined temperature into the air stream.
Accordingly, if desired, not only does a heat exchange take place between the air and the liquid, but the moisture content of the air stream can also be influenced. Because of the high velocity of the gas flow, which in this case can be 103.6 m / min (3400 ft / min), it is possible for particles of the liquid sprayed into the gas flow to be entrained by the gas flow.
For the details of the separator, reference is now made to FIGS. 2 to 5 of the drawings.
The air flow first hits the first baffle surface 60 of the separator, which, as can be seen, runs approximately at an angle of 450 to the direction of gas flow. Since the separator has a number of parallel channels similar to and parallel to the zigzag-shaped channel 34, for the sake of simplicity it is sufficient to describe only the mode of operation of such a channel. In the case of an air washing device, the gas flow consists of an air flow 85 (see FIG. 4) and a flow of liquid particles 86 carried along by the latter. When they hit the first flat surface 61, the liquid particles can form a film of water that is about 3.17 mm (flgli) is thick.
The air flow is deflected from the first flat surface in such a way that both the air flow and the liquid flows brush along the first flat surface, the water of the liquid flows forming a film. These currents then hit the opening of the channel 63, the liquid film flowing along the offset part 64, as is indicated in FIG. 4 by an arrow 88. At the same time, the air flow 85 follows an arrow 85 a, which indicates that the air flow follows the contour of the channel 63 less precisely, but rather flows in the vicinity and almost parallel to the second transition surface 67. There then follow deflection surfaces in the form of the curved or curved wall 66, which can cause a flow reversal by a full 1800.
It should be emphasized, however, that this bend or curve need not necessarily be circular in cross section. The air flow has now been deflected at this point in such a way that its direction of flow was practically reversed; it now follows the first transition surface 65, which runs essentially parallel to the second transition surface 67. In the area in the vicinity of the stepped surface 64, the directional components of the previously described liquid film and the air flow essentially meet one another. The consequence of this is that these two directional components essentially cancel one another out in the region in the vicinity of the stepped surface 64 because of the correspondingly selected geometry of the channel 63.
Since the directional components of the air and liquid flow are mutually canceled at this point due to the corresponding construction, only the force of gravity acts on the liquid flow, under whose effect the liquid flows downwards until it comes out of the channel at its lower part ( as illustrated at 88a) is drained.
In the broadest sense, the invention teaches that such high speeds are generated in such a separator as are necessary in order to cancel and / or isolate the various forces which could adversely affect the collection and discharge of the liquid. In the present case a channel is provided which has a separate area or a collecting area in addition to medium flow reversal means or deflection means. It is within the scope of the invention to use medium flow reversal means which act on either or both of the medium flows, i.e. H. the direction of both the liquid and the gas flow can be changed in such a way that the directional components of these flows, when they meet, essentially cancel each other out in a substantially horizontal plane.
In the present preferred embodiment, the air flow is the medium flow whose direction has been changed in order to achieve the desired cancellation. In the context of the invention, however, it is possible to deflect either only one of the flows (liquid or gas) or both flows in such a way that a situation arises in which the medium flows counteract one another and thus essentially cancel out their horizontally directed flow characteristics. It has been shown that with a channel designed in this way, 95% of the liquid carried along in the gas flow can be separated off. It is also advantageous if the second flat surfaces each have a sufficiently large length, directed downstream, before a change in direction of the channel 34 occurs.
As already mentioned earlier, the channel 34 has the first leg 50 and the second leg 51. At a high flow velocity of the gas stream, it is possible to generate a negative pressure immediately behind the second one surface 62 by changing the direction of the gas stream. If the second flat surface 62 is not sufficiently long, the negative pressure region thus generated is so close to the channel 63 that it can disturb the dynamic but balanced state that ensures the liquid separation described above.
When it enters the second leg 51, the air flow hits the second baffle surface 70, on which the liquid particles can collect and even form a thin film. It has been found that this thin film can be removed from the first and second grooves 68 and 69 substantially entirely. These channels expand the geometry already described, and they effectively separate because the coplanar assignment of the surface 70 and the points 90, 94 and 97 ensures that no negative pressure areas occur that could cause a backflow from these channels into the gas flow.
The gas flow can then enter the third leg 52 and impinge on the third impact surface 71. At the
At the end of the leg 52, the baffle 71 can have a ver offset part 72, which is not only in the manner of the channels
68, 69 acts, but also forms such a large gradation that a smooth transition along the channel walls of the
Legs 53, 54 of the zigzag channel 34 results. The
In this embodiment, the walls of the legs 53, 54 are covered with urethane foam 76, in which, as already noted earlier, vertical channels 74 are formed at intervals.
The urethane foam has an open-cell, porous structure and is also elastic. The airflow has at this
Between 95 and 99% of the entrained liquid content (in the form of droplets) is lost in the separator.
The remaining droplets are not splashed when they hit the urethane foam because of the elastic nature of the baffle it forms. The open-cell and porous structure of the surface also has the effect that the liquid droplets penetrate upon impact and are thus essentially separated from the air flow. Since the air flow hits two baffle surfaces in this part of the zigzag-shaped channel, practically all of the liquid still entrained in the air flow in the form of droplets is separated from the air flow passing through the separator. If it should be necessary in individual special applications, additional clad elements can be provided within the scope of the invention.
It can be seen from FIG. 3 that the liquid droplets separated from the air stream are collected on the separator surfaces and the liquid then flows downwards along the inclined wall 84 under the action of gravity. The deflector 80 restricted the air flow in the lower part of the separator; the consequence of this is that the lower region of the sawtooth-shaped wall parts as well as the inclined lower wall 84 are not exposed to the high velocity of the air stream which flows along the upper regions of the individual parallel zigzag-shaped channels. This means that the liquid flowing downwards on the separator surfaces is influenced less and less by the air flow as it approaches the underside of the individual sawtooth-like wall parts; drainage along wall 84 is thereby facilitated.
This also allows liquid to flow countercurrently to the air flow down the wall 84, passing under the deflecting member 80 through the space 81 into the sump of the air washing device, from where it is drained along the bottom wall 30 via the drain line 26 becomes (Fig. 1).
To support the flow along the wall 84 as well as to control the air flow in the outlet area of the separator ducts, a urethane block 83 is provided in a sealing relationship with the bottom wall 84 and with the parts of the wall parts adjoining it adjacent to the block has end face 86 extending at an angle to the air flow.
Because of the sealing association of the porous and elastic urethane block in the manner mentioned, it is ensured that no air flow can occur except in the upper regions of the zigzag channels. The liquid carried along in the area of the legs 53, 54 can, however, get down through the foam lining of these legs and finally drain through the porous block 83 along the wall 84 in order to finally reach the liquid collected in the area of the front legs of the separator channels.