CH685952A5

CH685952A5 - Gas-Rohrleitung mit Flussigkeitsfangraum.

Info

Publication number: CH685952A5
Application number: CH303892A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Schlegel
Original assignee: Schlegel Ag H
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1995-11-15
Also published as: DE4329725A1

Description

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CH 685 952 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1.

Rohrleitungen mit Flüssigkeitsfangräumen sind bereits aus der CH-PS 575 570 und der CH-PS 557 504 bekannt. Diese Rohrleitungen werden zum Abscheiden von kondensierbaren Gasen sowie von Flüssigkeits- und Staubteilchen aus Rohrströmungen, insbesondere aus Rauchgasströmungen verwendet.

Die in der CH-PS 575 570 beschriebene Vorrichtung sieht radial um ein Rohr mit Querschnittsverengung einen Schälschlitz und eine daran anschliessende Abscheidekammer vor. In die Abscheidekammer gelangt lediglich eine an die Rohrwandung angrenzende dünne Gasschicht, sodass das Kondensat nur aus einem kleinen Anteil des durch das Rohr strömenden Gases entfernt werden kann. Um Staub und Kondensat aus dem zentralen Bereich der Gasströmung durch den Schälschlitz in die Abscheidekammer einzuleiten, müssten Drailvorrichtungen, wie Leitbleche, Leitschaufeln oder tangentiale Gaseinleitungen vorgesehen werden, durch welche die Tropfen und Stäube zusammen mit eventuellem Kondensat als Flüssigkeitsfilm an die Rohrwand beschleunigen würden. Derartige Drallvorrichtungen sind aufwendig und können nicht garantieren, dass Kondensat aus der gesamten Gasströmung in die Abscheidekammer gelangt.

Der in der CH-PS 557 504 beschriebene Kondensator führt das Gas aus einem Gaseintrittsstutzen in eine Gasverteilkammer und anschliessend durch eine Vielzahl von Kondensationsrohren in eine Gassammeikammer, die in ein Abluftrohr mündet. Die Kondensationsrohre sind in einem aufwendigen Aufbau zusammengestellt und bedingen einen Kühlkreislauf.

Kondensatprobleme treten speziell bei Niedertemperatur-Heizsystemen mit senkrechtem Rauchrohrabgang auf. Bedingt durch die niedrige Abgastemperatur ergibt sich an den Rauchrohrwänden eine starke Kondensation. Das an den Rauchrohrwänden in den Heizkessel zurücklaufende agressive Kondenswasser führt zu Betriebsstörungen und in vielen Fällen zu schwerwiegenden Korrosionsschäden im Bereich des Rauchrohraustritts. Die Vorrichtungen gemäss den oben erwähnten Patentschriften verlangsamen die Abgasströmung. Die Strömungsverlangsamung ergibt sich im Falle der CH-PS 575 570 durch die Querschnittsverengung und im Falle der CH-PS 557 504 durch die Strö-mungsumlenkung, die Durchführung durch das Rohrsystem und die Kühlung des Rauchgases. Weil die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der niedrigen Abgastemperatur ohnehin schon klein ist, darf sie durch einen Flüssigkeitsfangraum auf keinen Fall stark behindert werden, da sonst mit Brenner-Betriebsstörungen und einer erhöhten Kondensation unterhalb des Flüssigkeitsfangraumes zu rechnen ist.

Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung zu beschreiben, die mit einem einfachen Aufbau im wesentlichen zur Ausscheidung des gesamten kondensierbaren Anteils der Gasströmung im Flüssigkeitsfangraum führt. Dabei soll die Gasströmung nur unwesentlich behindert werden.

In einem ersten erfinderischen Schritt wird erkannt, dass zum möglichst vollständigen Kondensieren des kondensierbaren Anteils an den Kammerwänden eines einfachen Flüssigkeitsfangraumes zwei Bedingungen erfüllt sein müssen. Zum einen muss die Rohrströmung so durchwirbelt werden, dass im wesentlichen alles durch den Flüssigkeitsfangraum strömende Gas in Kontakt mit den Kammerwänden kommt. Zum anderen muss das Gas im Flüssigkeitsfangraum entspannt werden, sodass aufgrund des tieferen Druckes die Kondensation unterstützt wird. In einem zweiten erfinderischen Schritt wird erkannt, dass beide Bedingungen erfüllt werden, wenn eine düsenförmige Verengung am Rohrleitungsende im Flüssigkeitsfangraum angeordnet ist. An dieser Verengung entstehen Ablösungswirbel und somit eine stark turbulente Strömung, bei der im wesentlichen die gesamte Gasmenge zumindest kurzzeitig mit den Kammerwänden in Kontakt kommt. Durch die Verengung wird die Entspannung beim Eintritt in den gegenüber der Rohrleitung erweiterten Flüssigkeitsfangraum verstärkt, sodass auch die entspannungsbedingte Kondensation verstärkt wird.

Die Erfindung erzielt also mit einem einfachen baulichen Merkmal die gewünschte Kondensatab-scheidung.

Das an den Kammerwänden kondensierte Kondensat fliesst den Wänden entlang oder tropft von den Wänden in einen Kondensatsammelbereich, der unterhalb der Kammerwände, vorzugsweise um die in den Flüssigkeitsfangraum führende Rohrleitung, angeordnet ist. Zum Entleeren des Sammelbereiches ist eine Flüssigkeits-Abzugöffnung vorgesehen.

Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsfangraum konisch ausgebildet und wie die in ihn führende Rohrleitung entlang einer vertikalen Achse ausgerichtet. Die Abzugöffnung für das Gas ist dabei am oberen Ende des Flüssigkeitsfangraumes direkt über der Rohrleitung angebracht und hat im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Rohrleitung. Da die Rohrleitung am Einmündungsende verengt ist, gelangen Kondensattropfen, die von der Wandung der Gas-Austrittsöffnung tropfen, auf die Aussensei-te dieser Verengung und können nicht in der Rohrleitung weiter nach unten fliessen. Die Verengung hat somit den weiteren Vorteil, dass sie auch Kondensat, das sich erst nach dem Austritt aus dem Flüssigkeitsfangraum an der Wandung des weiterführenden Rohres absetzt, der Abzugsöffnung für die Flüssigkeit zuführt.

Die Behinderung des Gasstromes ist minimal, da die Verengung der Rohrmündung im Flüssigkeitsfangraum weder einer wesentlichen Verengung des Strömungsquerschnittes noch einem grösseren strö-mungsbehindernden Einbau entspricht.

Die Zeichnung erläutert die Erfindung anhand einer schematisch dargestellten Ausführungsform.

Figur: Schnitt durch eine erfindungsgemässe Rohrleitung mit Flüssigkeitsfangraum

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Ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel gemäss Figur umfasst im wesentlichen ein Anschlussrohrstück 1 und einen daran anschliessenden Flüssigkeitsfangraum 2 mit einer Gasabzugöffnung 3 und einer Flüssigkeits-Abzugöffnung 4. Das Anschlussrohrstück 1 hat eine erste Öffnung 5, die im Flüssigkeitsfangraum 2 liegt und dort als Gaseintrittsöffnung 5 dient, und eine zweite Öffnung 6, die zum Anschluss an ein Gasrohr dient. Die erste Öffnung 5 wird durch eine düsenförmige Verengung 7 gebildet. Vorzugsweise umfasst diese Verengung 7 ein gegen die erste Öffnung 5 konisch eingezogenes Blech, sie kann aber gegebenenfalls auch als Lavalldüse ausgeformt sein.

Der Flüssigkeitsfangraum 2 wird von seitlichen Kammerwänden 8 umschlossen. Die Kammerwände 8 sind vorzugsweise konisch ausgebildet, und zwar so, dass die grössere Grundfläche des Flüssigkeitsfangraumes im Bereich der Gaseintrittsöffnung 5 liegt. An dieser grösseren Grundfläche werden die Kammerwände 8 durch eine Kondensatsammeifläche 9 mit dem Anschlussrohrstück 1 verbunden. Die Verbindung ist vorzugsweise als Presssitz ausgebildet und wird gegebenenfalls mindestens zum Teil durch Anschweissen verstärkt.

Das Anschlussrohrstück 1 und der Flüssigkeitsfangraum sind vorzugsweise entlang einer im wesentlichen vertikalen Achse angeordnet, sodass die sich an den Kammerwänden 8 bildenden Kondensattropfen aufgrund der Schwerkraft auf die Kon-densatsammelfläche 9 gelangen. Indem die Gaseintrittsöffnung 5 etwas oberhalb der Kondensatsammeifläche 9 angeordnet ist und die Flüssigkeits-Abzugöffnung 4 im wesentlichen an der tiefsten Stelle der Kondensatsammeifläche 9 anschliesst, ist gewährleistet, dass kein Kondensat in das Anschlussrohrstück 1 gelangt.

Vorzugsweise sind das Rohrleitungsstück 1 und der Flüssigkeitsfangraum 2 um die gemeinsame Achse rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Kammerwand 8 weist vorzugsweise eine konstante Konizität auf.

Die Gasabzugöffnung 3 ist dabei am oberen Ende des Flüssigkeitsfangraumes 2 direkt über der Gaseintrittsöffnung 5 angeordnet und hat im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Rohrleitungsstück 1. Da die Gaseintrittsöffnung 5 aufgrund der Verengung 7 am oberen Ende einen kleineren Durchmesser hat als die Gasabzugöffnung 3, gelangen Kondensattropfen, die von der Wandung der Gasabzugöffnung 3 tropfen, auf die Aussenseite dieser Verengung 7 und können nicht im Rohrleitungsstück 1 weiter nach unten fliessen. Die Verengung 7 hat somit den weiteren Vorteil, dass sie auch Kondensat, das sich erst nach dem Austritt aus dem Flüssigkeitsfangraum 2 an der Wandung des weiterführenden Rohres absetzt, der Flüssigkeits-Abzugöffnung 4 zuführt.

Um einen leichten Einbau der erfindungsgemäs-sen Rohrleitung mit Flüssigkeitsfangraum in neue oder auch bestehende Rohrsysteme zu gewährleisten, ist an die Gasabzugöffnung 3 anschliessend ein Anschluss 10 vorgesehen, der vorzugsweise als eine ein Anschlussrohrende aufnehmende Aussparung ausgebildet ist. Der Innendurchmesser des

Anschlussrohrendes entspricht dem Durchmesser der Gasabzugöffnung 3. Die zweite Öffnung 6 des Rohrleitungsstückes 1 wird, vorzugsweise mittels einer Rohrverbindungsbride, an ein Zuführrohr angeschlossen. Aufgrund des einfachen Aufbaus ist der für den Einbau nötige Platz äusserst klein und die Einbauarbeit nicht aufwendig.

Nebst der anhand der Figur beschriebenen Ausführungsform mit vertikaler Durchströmung umfasst die Erfindung auch alle Ausführungsformen mit anderen Durchströmungsrichtungen. So kann das Rohrleitungsstück 1 auch horizontal oder gegebenenfalls unter einem beliebigen Winkel zur Vertikalen in den Flüssigkeitsfangraum 2 eintreten. Um zu verhindern, dass Kondensat von der Gasabzugsöff-nungs-Berandung oder von den Kammerwänden 8 in das Rohrleitungsstück 1 gelangen kann, muss bei obenliegender Gasabzugöffnung 3 darauf geachtet werden, dass die Zentren der Gaseintritts- 5 und der Gasabzugöffnung 3 vertikal übereinander liegen. Wird auch die Gasabzugöffnung 3 seitlich im Flüssigkeitsfangraum 2 vorgesehen, so liegt die Gaseintrittsöffnung vorzugsweise in einer vertikalen Ebene, um das Eintreten von Kondensattropfen zu verhindern.

Der Flüssigkeitsfangraum 2 kann der Durchströmung entsprechend sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Wesentlich ist die Querschnittserweiterung im Bereich der Gaseintrittsöffnung 5 und die Anordnung des Flüssigkeitsabzuges 4 im wesentlichen an der tiefstgelegenen Stelle des Flüssigkeitsfangraumes 2.

Dank des einfachen Aufbaus der erfindungsge-mässen Rohrleitung ist eine kostengünstige Herstellung aus Blechen mit wenigen Verbindungen, die vorzugsweise geschweisst werden, möglich.

Claims

Patentansprüche

1. Gas-Rohrleitung mit Flüssigkeitsfangraum mit einem gegenüber der Rohrleitung erweiterten, von Kammerwänden begrenzten und mit je einer Abzugöffnung für Flüssigkeit und Gas versehenen Flüssigkeitsfangraum, in den die Rohrleitung einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (1) bei ihrer Einmündung (7) in den Flüssigkeitsfangraum (2) zur Erzielung einer deutlichen Entspannung bzw. einer Wirbelströmung düsenför-mig verengt ist.

2. Gas-Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Düsenform die Einmündung (7) aus einem konisch eingezogenen Blech besteht.

3. Gas-Rohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (8) an der Rohrleitung (1) mit Presssitz angebracht sind.

4. Gas-Rohrleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (8) an der Rohrleitung (1) mindestens zum Teil angeschweisst sind.

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