CN103228331B - 液滴分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液滴分离器（10），其包括流动通道（5），微滴加载的气体能够穿过所述流动通道导送，并且所述微滴加载的气体能够沿着主流动方向（6）流过所述流动通道，其中分离元件（8）基本上环状地围绕所述流动通道（5）布置，所述分离元件（8）能够被从所述流动通道（5）上离开的环流从中流过，其中所述分离元件（8）具有底部元件（11）和顶盖元件（12）以及连接元件（11），所述连接元件（1）如此布置在所述底部元件（11）与所述顶盖元件（12）之间，从而使得所述底部元件（11）和所述顶盖元件（12）相对于彼此以通过所述连接元件（1、30、40）确定的间距来布置，其中所述连接元件（1）包括壁元件（3、13），所述微滴加载的气体的微滴能够作为膜沿着所述壁元件（3、13）朝向所述底部元件（11）导送，其中所述壁元件（3、13）具有分离表面，所述分离表面具有大于1mm的平均宽度，其特征在于，所述分离元件（8）包括环形元件（17），所述环形元件（17）基本上环状地围绕所述流动通道（5）布置并且具有内侧面，所述内侧面基本上具有所述流动通道（5）的直径并且设置了用于使所述微滴加载的气体进入到所述环形元件中的贯通孔。

Description

液滴分离器

技术领域

本发明涉及一种用于将微滴从微滴加载的气体中分离出来的液滴分离器。

背景技术

根据文献EP 1 930 059 A1的液滴分离器包括流动通道，微滴加载的气体能够穿过所述流动通道导送并且所述微滴加载的气体能够沿着主流动方向流过所述流动通道。分离元件基本上环状地围绕着所述流动通道来布置并且拥有内侧面以及用于使所述微滴加载的气体进入到所述分离元件中的开口，其中所述内侧面基本上具有所述流动通道的直径。所述分离元件至少在所述流动通道的长度的一部分上延伸。所述分离元件包括格栅状的结构。产生涡流的装置部件以导向面布置在所述流动通道中，借助于所述产生涡流的装置部件来将所述微粒加载的气体置于旋转运动中并且通过离心力将微滴朝向所述分离元件导送。通过所述导向面，所述微滴加载的气体的至少一部分能够从所述主流动方向朝向所述开口转向。

此外，从现有技术中由文献GB 1 557 307公开了一种三梯级的柱状的液滴分离器。在所述第一梯级中将由液体和气体构成的混合物通过转向元件置于切向流动之中，用于在所述第一梯级中在所述液滴分离器的壳体的壁上将较大的液滴分离出来。在所述柱状的液滴分离器的池槽中有用于从气体中分离出来的液体的蓄液槽。所述最下面的第一梯级通过水平的横壁与所述当中的第二梯级分开，一根管子插入到所述水平的横壁中，该管子对于所述微滴加载的气体来说形成通往所述第二梯级中的并且也通往所述第三梯级中的连接。在所述第二梯级中，所述管子包括一个开口，通过该开口所述微滴加载的气体进入到所述第二梯级的腔室中。在所述第二梯级中液体在管子内子内壁上并且在通过所述开口导送的流动中分离出来，所述流动在所述第二梯级的腔室中可以置于切向流动之中并且通过旁通管路导送到所述最上面的第三梯级中。所述最上面的梯级包括两个相互层叠地布置的液滴分离器。气体从所述管子进入到所述两个液滴分离器的下面的液滴分离器中。

所述液滴分离器包括平行的圆形的板。这些板支承在平行的同轴的层中。在这些板中通过环状的空间钻出了一些孔。在这些孔中插入多根棒，所述棒具有不同的横截面并且构造为障碍。所述棒可以构造为角形元件、条带或者圆柱体。气体沿着所述板向外流动并且经过所述角形元件。在所述角形元件上液体留下来并且在其表面上形成膜。这种液体通过所述孔流下来。

如果如在文献GB 1 557 307中一样仅仅设置了一块底板和一个盖子并且气体向上流出，那么气体就不会均匀地流过整个液滴分离器。为了实现均匀的流动，必须设置多块水平的间隔板。液体积聚在这些间隔板上并且通过所述间隔板中的孔流出来。不过，在此液体又会被在所述间隔板的下方流动的气流带走，因而必须在后面布置至少一个第二液滴分离器。相应地在文献GB 1 557 307所述的液滴分离器中在所述第三梯级中相互层叠地布置了两个具有相同的结构形式的液滴分离器。

发明内容

本发明的任务是，提供一种液滴分离器，借助于该液滴分离器能够获得尤其较小的微滴的得到改进的分离效果。

所述按照本发明的液滴分离器包括流动通道，微滴加载的气体能够穿过所述流动通道导送并且所述流动通道能够被所述微滴加载的气体沿着主流动方向从中流过，其中分离元件基本上环状地围绕着所述流动通道来布置，所述分离元件能够被从所述流动通道上离开的环流从中流过，其中所述分离元件具有底部元件和顶盖元件以及一个或者多个连接元件，所述连接元件如此布置在所述底部元件与所述顶盖元件之间，使得所述底部元件和所述顶盖元件相对于彼此以通过所述连接元件来确定的间距来布置。所述连接元件包括壁元件，微滴加载的气体的微滴能够作为膜沿着所述壁元件朝所述底部元件的方向导送，其中所述壁元件具有平均的大于1mm的宽度。为了有利于膜形成，所述平均宽度可以大于2mm。对于需要更大的用于形成膜的表面的液体来说，可以设置大于3mm的平均宽度。为了改进较小的微滴的分离效果，所述液滴分离器包括分离元件，所述分离元件包括环形元件。所述环形元件基本上环状地围绕着所述流动通道来布置并且拥有内侧面，所述内侧面基本上具有所述流动通道的直径。此外，设置了用于让所述微滴加载的气体进入到所述环形元件中的贯通孔。该环形元件具有格栅状的结构，所述格栅状的结构作为环形的元件包围着所述流动通道。所述格栅状的结构对于所述微滴加载的气体来说可以通过。最小的微滴积聚在所述格栅状的结构上并且聚结为较大的液滴。这些液滴已经在所述格栅状的结构中分离出来或者又可以与流动一起带走，而后在布置在下游的连接元件的分离表面上面分离出来。因此，用这种特别有利的实施方式成功地几乎完全地将微滴从具有较宽的液滴大小分布的气体中分离出来。所述环形元件可以包括第一层和第二层，其中所述第一层与所述第二层相邻布置。所述第一层和第二层中的一层可以具有波形的结构，另一层则相应地没有同类的波形的结构。

这样的连接元件可以由一个唯一的连续的型材构成。

所述主流动方向平行于所述流动通道的中轴线取向。如果所述壁元件平行于这条中轴线来布置，那么所述主流动方向就平行于所述壁元件并且沿从所述底部元件到所述顶盖元件的方向延伸。该主流动方向通常不会与局部地在所述壁元件的环境中存在的流动情况相符。尤其所述底部元件和所述顶盖元件可以构成盖板，因而所述底部元件和所述顶盖元件不会被所述微滴加载的气体从中流过。

所述壁元件的宽度在相对于所述主流动方向的法向平面中确定。因为所述壁元件的宽度会沿着其长度也就是底部元件与顶盖元件之间的尺寸有变化，所以在这种情况下定义平均宽度。该平均宽度定义为所述壁元件在其长度范围内所具有的所有宽度的算术的平均值。

接下来假设，所述微滴加载的气体基本上在径向上流向所述壁元件。也就是说，流动方向关于所述主流动方向偏置了85°到95°优选90°的角度并且关于所述流动通道在径向上向外指向。这种流动应该称为径向流动。也就是说，所述径向流动基本上星状地以所述流动通道的中轴线为出发点来进行。这种星状的径向流动的射流冲击到所述壁元件的分离表面上，因此所述壁元件的分离表面处于迎风侧上。

所述壁元件的宽度定义为割线，在相对于所述主流动方向的法向平面与所述壁元件相交时在所述壁元件的迎风侧上产生所述割线。

为了求得平均宽度，在底部元件与顶盖元件之间以相对于彼此相等的间距所述壁元件的每厘米长度设置了至少两个这样的法向平面。为每个法向平面确定所述割线的长度并且形成算术的平均值。该算术的平均值表明所述壁元件的平均宽度。

在每两个相邻的壁元件之间有一个用于微滴加载的气体的开口。壁元件是相邻的，如果其纵轴线布置在一个共同的圆中。壁元件的纵轴线穿过所述割线的中心。所有开口的总和相对于圆周产生间隙程度，该间隙程度可以从20%到80%。

所述壁元件的平均宽度有利地小于所述流动通道的内直径（S）。

所述底部元件和顶盖元件不一定紧挨着连接到所述连接元件的分离表面上。所述连接元件根据一种优选的实施例包括管壁元件，所述微滴加载的气体的液滴能够沿着所述管壁元件朝底板的方向导送。所述管壁元件拥有比所述流动通道的内直径（S）小的最大的直径（D）。

尤其所述连接元件具有纵轴线，该纵轴线基本上法向于所述底部元件并且法向于所述顶盖元件取向。但是，所述纵轴线也可以相对于所述底部元件和/或顶盖元件倾斜了一个角度，其中该角度相对于所述相对于底部元件的法线可达60°优选可达45°特别优选可达30°。

可以设置多个连接元件，其中每个连接元件都具有壁元件，所述壁元件包括所述分离表面。

尤其所述壁元件可以构造为管壁元件。所述管壁元件有利地如此布置在所述底部元件与所述顶盖元件之间，使得所述管壁元件的纵轴线处于闭合的围绕着所述流动通道延伸的曲线上。所述管壁元件构成至少一列，其中一列的管壁元件围绕着所述流动通道来布置，在这一列上每两个相邻的连接元件基本上等距地布置。这些管壁元件中的每个管壁元件都具有纵轴线。如果将一列的纵轴线与通过所述底部元件或者说所述顶盖元件的气体侧的表面作出的平面之间的交点连接起来，就产生一条围绕着所述流动通道延伸的曲线，也就是一条闭合的曲线。闭合的曲线由此是无起点或终点的环状延伸的闭合导线。

根据前述实施例之一，尤其可以在液滴分离器中如此在底部元件与顶盖元件之间布置多个连接元件，使得其纵轴线布置在一个圆上。所述连接元件的纵轴线围绕着所述流动通道构成至少一个第一圆和一个第二圆，其中所述第一圆关于所述第二圆同心布置。由此获得一种特别有利地用于进行分离的装置，如果所述连接元件沿所述环流的流动方向先后布置在多个列中。这尤其能够实现更宽的液滴范围的得到改进的分离效果。所述第一圆的连接元件的纵轴线可以沿圆周方向至少部分地相对于所述第二圆的连接元件的纵轴线偏置地布置。由此可以使流动在所述管壁元件上偏向。至少所述微滴的一部分不会跟随这种偏向，因而所述微滴在所述管壁元件的分离表面上积聚并且由此从流动中分离出来。

每两个相邻的连接元件的纵轴线可以相对于彼此以比所述管壁元件的直径（D）大的间距（A）来布置。

根据一种优选的实施例，所述管壁元件的直径（D）处于2mm到20mm优选5mm到15mm的范围内。如果所述管壁元件不是柱形，那么所述直径就不应该作为具有相同的侧面的柱形的管壁元件的直径来确定。

优选所述连接元件的宽度和高度构成分离表面，该分离表面具有至少一个平坦的区段。

尤其所述分离表面为了导出液体而具有至少一条通道和/或一个开口，使得液体可以在与流动隔离的情况下离开所述液滴分离器。所述通道尤其可以构造为小管，该小管为了导出液体而布置在所述底部元件的外侧面上。

根据一种作为替代方案的实施例，所述分离表面具有至少一个弯曲的区段。所述弯曲的区段可以构造为管壁元件。所述管壁元件可以包括一个具有第一直径（D1）的第一管壁元件以及一个具有第二直径（D2）的第二管壁元件。所述第一管壁元件（3）的第一直径（D1）可以有别于所述第二管壁元件（13）的第二直径（D2）。

第一管壁元件的直径（D）可以有别于第二管壁元件的直径。由此可以改变所述流动的偏向的程度，这一点在使用微滴加载的具有较宽的液滴大小分布的气体时尤为有利。

根据另一种实施例，所述管壁元件可以包括透气的结构。所述透气的结构比如可以包括穿孔、绒毛状的结构、多细孔的本体、织物或者针织物。但是，总是如此构成所述透气的结构，使得所分离的液体可以没有干扰地流出。尤其所述透气的结构用于形成并且维持液体膜。

所述管壁元件的分离表面有利地具有如此的状态，从而促进用液体对所述分离表面进行的润湿。

所述连接元件可以包括脚部元件和/或头部元件，借助于所述脚部元件和/或头部元件所述连接元件能够固定在所述底部元件和/或所述顶盖元件上。

根据一种特别有利的实施例，所述分离表面不让流体通过。尤其在所述分离表面上构成液体膜，所述液体膜沿着所述分离表面朝所述底部元件的方向流动。

在所述底部元件上，可以设置用于在所述分离表面上分离的液体的收集元件。

所述连接元件有利地具有分离表面，所述分离表面不让流体通过。也就是说，所述分离表面尤其不应该让所分离的液体通过，从而在所述分离表面上构成封闭的液体膜。根据一种特别优选的实施例，所述分离表面没有缺口或者穿孔。

所述液滴分离器也可以包括多个相互层叠地布置的分离元件。

根据另一种实施例，所述分离元件可以构造为一体的构件。这能够以浇注法尤其注塑法来实现所述分离元件的制造。

根据前述实施例其中之一，液滴分离器尤其可以用于将冷凝液从天然气中分离出来。这种冷凝液可以包括来自天然气的冷凝的分馏物（Fraktion），也就是说尤其是包括较长链的碳氢化合物。

附图说明

下面借助于附图对本发明进行解释。附图示出：

图1是按照第一实施例的按照本发明的液滴分离器；

图2a是按照现有技术的格栅状的结构的元件的俯视图；

图2b是按照现有技术的格栅状的结构的元件的侧视图；

图2c是按照图1的连接元件的俯视图；

图2d是按照图1的连接元件的侧视图；

图3是具有按照图2c和图2d的壁元件的液滴分离器的结构；

图4是按照第二实施例的液滴分离器的构造；

图5a是按照在图1、3或4中示出的实施例的连接元件的细节；

图5b是连接元件的变型方案；

图6是一种前面提到的实施例中的液滴分离器的分离的品质与按照图1的按照本发明的液滴分离器之间的比较情况；

图7a是按照第三实施例的液滴分离器的结构；

图7b是按照图7a的液滴分离器的俯视图；

图8是包括连接元件的不同变型方案的液滴分离器；

图9a是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第一种变型方案的俯视图；

图9b是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第一种变型方案的侧视图；

图9c是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第二种变型方案的俯视图；

图9d是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第二种变型方案的侧视图；

图9e是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第三种变型方案的俯视图；

图9f用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第三种变型方案的侧侧图；

图9g是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第四种变型方案的俯视图；

图9h是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第四种变型方案的侧视图；

图9i是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第五种变型方案的俯视图；

图9j是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第五种变型方案的侧视图；并且

图10是用于分离微滴加载的气体的装置，该装置包括多个按照本发明的液滴分离器。

具体实施方式

图1示出了包括流动通道5的液滴分离器10，微滴加载的气体沿着主流动方向6穿过所述流动通道5导送。流动通道5中的主流动方向可以平行于所述流动通道5的纵轴线4。所述流动通道5的纵轴线4沿处于图1的左下角的坐标系的z轴的方向延伸。

所述分离元件8基本上环状地围绕着所述流动通道5来布置。所述分离元件8具有这里构造为底板11的底部元件和这里构造为盖板12的顶盖元件以及多个布置在所述底板11与所述盖板12之间的连接元件1。所述底板11和盖板12相对于彼此以通过所述连接元件1确定的间距来布置。

所述底板11和/或盖板12具有开口，所述开口相应于所述流动通道5的直径。在图1中只能看到所述盖板12中的开口36。如果在所述底板或者盖板其中之一上未设置开口，那么在轴向上通过所述流动通道5供给的微滴加载的气体就在径向上朝向所述分离元件8转向。穿过所述分离元件的径向流由此在径向上从所述流动通道5朝向外侧面流动，所述外侧面在所述底板11和所述盖板12的外边缘之间撑开。

可以设置如在文献EP 1 930 059 A1中所描述的一样的产生涡流的装置部件，借助于该装置部件来将所述微滴加载的气体朝向分离元件8导送。这在图10中的实施例上示出。借助于所述产生涡流的装置部件，来强迫微滴加载的气体的流动改变方向，从而向所述流动施加速度的径向分量。通过该径向分量，所述微滴加载的气体朝向所述分离元件8转向并且而后沿基本上径向的方向从所述分离元件8中流出来。所述产生涡流的装置部件可以有利地用于进行预分离，也就是说所述微滴的一部分在其进入到所述流动通道5中之前已经分离出来。

此外，图1示出了布置在所述流动通道5与所述连接元件1之间的环形元件17。所述环形元件17在这里按照文献EP 1 930 059 A1来设计并且接下来还要进行详细描述。

所述连接元件1拥有纵轴线24，该纵轴线24基本上法向于所述底板11及所述盖板12取向。所述连接元件1借助于不可见的脚部元件保持在所述底板11中并且借助于头部元件15保持在所述盖板12中。作为止动连接部比如可以设置咬合连接部或者螺纹连接部。

分离元件8的外直径大多数小于400mm。管壁元件的直径（D）优选为2mm到20mm、尤其为5mm到15mm。所述安置在同一块底板上的管壁元件的直径可以有变化。优选如此布置所述连接元件2，从而使得其纵轴线24处于一个圆上，该圆的中心处于所述纵轴线4上。在一个圆中相邻的连接元件的纵轴线24彼此间具有间距A。沿着这样的圆的间距（A）的总和大于所述连接元件的直径的总和，从而保持所述管壁元件3之间的间隙，所述微滴加载的气体可以通过所述间隙来流动。

同样如此选择相同的列的径向间距，从而使得两个相邻的圆的径向间距（R）大于两个处于这些相邻的圆上的连接元件的半径的总和。如在图3中示出的一样，相邻的列的连接元件1的径向间距（R）可以不同。如果所述连接元件的直径是变化的，则应该使用平均的直径。

此外，如在图1中示出的一样，所述分离元件8也包括环形元件17。该环形元件17尤其可以具有在文献EP 1 930 059 A1中已经描述的形状中的每种形状。所述环形元件17基本上环状地围绕着所述流动通道5来布置并且具有基本上拥有所述流动通道5的直径的内侧面以及用于使所述微滴加载的气体进入到所述环形元件中的贯通孔，所述贯通孔未在示图中示出。

所述环形元件17至少在所述流动通道5的长度的一部分上延伸。该环形元件包括格栅状的结构9。所述贯通孔可以是所述格栅状的结构的格栅元件之间的间隙。

该格栅状的结构9比如可以通过金属丝网来构成。作为替代方案可以使用针织物（Gestrick）或者织物。所述格栅状的结构也可以构造为绒毛状（filzartig），也就是说由相对于彼此无规则地布置的结构元件、比如金属丝或者丝线来构成。所述格栅状的结构可以布置在一层或者多层中。这些层中的每一层都构成一个将所述流动通道包围的环状的元件。

这样的环形的元件优选至少拥有和管壁元件的分离表面相同的高度。

作为所述格栅状的结构9的替代方案或者补充方案，可以使用例如是狄克松环（Dixonring）或者螺旋环的松散填充体（Schüttfüllkörper）。

通过所述环形的元件构成的层可以具有波纹。通过所述波纹，相邻的层相对于彼此以一定的间距来布置。尤其相邻的层可以是波形的和非波纹形的。所谓波纹应该是指一种结构，该结构可以具有波浪形的、锯齿形的或者设有拱起部或者凹陷部的表面。可以如此布置所述波纹，从而使得波峰的顶点平行于所述纵轴线4取向。也可以这样规定，即所述波峰的顶点与所述纵轴线夹成一个角度，该角度可达70°、优选可达60°、特别优选可达45°。

所述流动通道5不仅可以在所述底部元件中而且在所述顶盖元件中都具有开口36。这些开口其中之一也可以在运行的状态中封闭，从而使得流动转向，并且更确切地说从轴向的方向转向，也就是说沿所述纵轴线4的方向朝向所述管壁元件3、也就是沿径向的方向转向。

多个分离元件8可以相互层叠地布置，比如多个分离元件可以如同样在文献EP 1 930 059 A1中所描述的并且在图10中所示出的那样形成一个堆叠。如果所述液滴分离器包括多个相互层叠地布置的分离元件8，那么除了在下游最远的分离元件之外不仅在所述底部元件11中存在开口37（参见图3、图7a）而且在所述顶盖元件12中存在开口36。

图2a和图2b示出了也如从现有技术中已知的那样沿着格栅状的结构9的元件进行分离的情况。图2a是格栅状的结构的截取区段的俯视图。图2b则是该格栅状的结构9的截取区段的侧视图。图1的环形元件17由这样的格栅状的结构9构成，所述结构9比如构造为金属丝网。其能够使微滴18积聚。较小的微滴会聚结，也就是说，至少两个较小的微滴形成一个较大的液滴，该较大的液滴被分离出来。如可以在图2b中看出的那样，这样的液滴19在重力的影响下朝所述底板的方向运动。

只要气体速度保持低于临界的速度值，那么分离过程就会毫无问题地进行。在该临界的速度值之上，液滴19又被气流抓住并且又与气流一起被带走。也就是说，分离的效果剧烈下降，这借助于图6来示出。

因此，所述液滴分离器10的按照本发明的实施方式包括接下来要说明的连接元件。图2c示出了剖开的、正如在图1中在所述环形元件17的外部发现的连接元件1的俯视图。所述连接元件在这里构造为管壁元件3。所述微滴加载的气体的微滴流向所述连接元件1，所述微滴冲击到所述管壁元件3的表面上。所述微滴18分布在所述管壁元件3的表面上，尤其如果所述表面由一种对于液体来说具有良好的可润湿性的材料制成。沿着所述管壁元件3，所述微滴加载的气体的微滴能够作为液体膜朝向所述分离元件的底板导送（参见图1）。

所述管壁元件3具有分离表面，该分离表面相当于整个外侧面。根据这种实施例，由此所述分离表面在所述管壁元件3的整个圆周上延伸。所述管壁元件3的柱体的形状有利于所述微滴在整个侧面上的分离。如所描绘的设有双重线的箭头应该勾画出来的那样，围绕着所述管壁元件3来引导流动。

因为所述管壁元件在该实施例中没有边缘，所以较少显示出流动的分离以及由此引起的涡流形成这些现象，尽管流动围绕着所述管壁元件得到引导。也就是说，所述微滴与气流一起转向，以便围绕着所述管壁元件环流。但是，由于所述微滴的比重量可以预料所述微滴没有一起转向或者充其量部分地转向。从中产生这样的结果，即所述微滴被甩向所述管壁元件的壁并且在那里形成液体膜。该液体膜至少在所述管壁元件的侧面的一部分上延伸。该液体膜由此至少部分地将所述管壁元件的分离表面覆盖。

图3示出了分离元件8的剖面，该分离元件包括多个连接元件1，所述连接元件则布置在构造为底板11的底部元件与构造为盖板12的顶盖元件之间。所述连接元件包括管壁元件3，所述管壁元件相当于在图2c或者图2d中示出的类型。所述底板11包括开口37，所述微滴加载的气体通过所述开口37进入到所述液滴分离器10中。所述盖板12也可以具有开口，尤其如果像在图10中示出的一样相互层叠地布置了多个分离元件8。

连接元件由管壁元件3和脚部元件14以及头部元件15所构成。所述脚部元件14与所述底板11相连接并且所述头部元件15与所述盖板12相连接。所述连接如在该实施例中示出的一样可以构造为插塞连接。所述连接元件中的每个连接元件都具有纵轴线24、25、26。

所述用于制造按照图3的分离元件的方法由此包括制造所述连接元件的步骤以及将所述连接元件与所述底板固定在一起的步骤，其中尤其将所述连接元件插入到所述底板的相应的开口中。随后将所述盖板与所述连接元件的头部元件连接起来。所述盖板包括用于接纳所述头部元件的开口。将所述头部元件插入到所述盖板的开口中。必要时可以通过粘合连接或者焊接连接来将所述头部元件与相应的底板或者盖板连接起来。

所述连接元件可以具有不同的直径（D）。此外，所述纵轴线24、25的径向间距（R）可以有别于相应相邻的列的连接元件的纵轴线25、26的径向间距。

根据另一种实施例，所述连接元件1可以包括多个透气的结构2，其中在图4中示出了几种变型方案。这些透气的结构比如可以通过金属丝网来构成。作为替代方案，可以使用针织物或者织物。所述透气的结构2也可以由比如像在绒毛状的结构中存在的一样的相对于彼此无规则地布置的元件构成。此外，所述透气的结构可以包括多细孔的套筒。不同的透气的结构可以彼此相组合。

所述透气的结构2也可以包括多个具有不同的透气度也就是不同份额的开口的层。此外，在各个由透气的结构构成的层之间可以设置间距，从而可以进行微滴的聚结。所述微滴作为涓涓细流朝收集元件16的方向运动，该收集元件可以布置在所述底板上或者作为一种捕集盆安置在所述底板的下方。

图5a示出了按照图1所示的第一实施例的连接元件的细节。所述连接元件1按照图5所示的实施例包括管壁元件3，所述管壁元件3如此构成，使得所述微滴加载的气体的微滴能够朝在图1中示出的底板11的方向导送。所述管壁元件3包括分离表面。此外，所述连接元件1具有分别布置在所述管壁元件3的第一端部和第二端部上的脚部元件14和头部元件15。

所述管壁元件3优选具有比所述流动通道5的内直径（S）小的最大的直径（D），为此参见图3或者图4。

图5b示出了连接元件3的一种变型方案。该连接元件3围绕着其纵轴线24旋转对称，不过其直径并不恒定。该连接元件如在前面的实施例中一样具有用于与底板或者说盖板连接起来的脚部元件14和头部元件15。所述直径连续地从所述脚部元件14一直增大到纵向尺寸的中间区域，接着又连续地减小。这种变型方案是具有可变的直径的壁元件的一种实施例。当然可以根据流动应该如何分布到所述分离表面上来考虑所述直径的任意的变化。

图6示出了按照现有技术的液滴分离器的分离的质量与按照图1的按照本发明的液滴分离器之间的比较情况，其中在x轴上绘出了λ值，也就是用于所述分离器的容量的尺度。y轴则以%示出了分离的效率。

具有附图标记21的曲线示出了微滴加载的气体这里是二甘醇的分离程度。已经使用按照图1的液滴分离器。这种液滴分离器包括一个按照文献EP 1 930 059 A1构成的聚结部件以及一个包括按照图1、3或5的连接元件1的排水部件。测量在分离元件8上实施，该分离元件具有流动通道的85mm的直径。所述流动通道5被环形元件17所包围，所述环形元件则构成所述聚结部件。也如在图1中示出的一样，在所述环形元件上连接着多个由连接元件1构成的列。所述环形元件的外直径对于试验来说为142mm。所述聚结部件的格栅状的结构9由钢制成并且由金属织物构成，所述金属织物具有多个拥有波形的以圆柱体形状卷起的轮廓的层以及多个具有圆柱体的轮廓的层。

所述排水部件的结构可以根据流动的温度和化学成分以及可能的与聚合物之间的相互作用而可选由塑料或者金属制成。所述排水部件的内直径对于测试来说为142mm并且所述外直径为260mm。已经使用6列的连接元件，其中在接下来的列表中示出了所述由所述连接元件的纵轴线撑开的圆（K）的直径、每个圆中的连接元件的直径（D）以及每个圆中的连接元件的数目：

K	153	168	181.4	202	225	243
							D	6.5	6.5	6.5	9	9	9
数目	48	48	48	48	48	48
							间隙程度	0.65	0.59	0.55	0.68	0.61	0.57

在图6的x轴上，相应地绘出了所谓的关于液滴分离器的侧面的λ值。所述λ值也称为索德尔斯布朗系数（Souders-Brown-Faktor）。利用所述索德尔斯布朗系数来求得液态-气态分离容器中的最大的气体速度，其中：

V=λ((ρ_L-ρ_V)/ρ_V)^1/2

V=以m/s为单位的最大允许的气体速度

ρ_L=液体的密度

ρ_V=气体的密度

λ=0.107m/s，如果所述容器包括针织物分离器（mesh pad），所述针织物分离器以逆流来运行。

具有附图标记22的曲线示出了在使用按照现有技术的、比如像使用在文献EP 1 930 059 A1中所描述的液滴分离器时利用由二甘醇（Diethylenglykol）构成的液滴加载的环境空气的分离程度。按照文献EP 1 930 059 A1的分离元件的容量与按照图1的分离元件之间的比较表明容量高出的部分可达40%。

在试验中已经表明，所述分离的品质在很大程度上取决于材料系统。尤其所述连接元件的表面的可润湿性（benetzbarkeit）是重要的。对于较好的可润湿性来说，液体的积聚和聚结（Koaleszenz）更好，也就是说可以以更高的容量、也就是说以提高的气体速度来运行所述液滴分离器。

图7a示出了一种变型方案，根据该变型方案所述分离元件8构造为一体的结构。所述底部元件11、所述顶盖元件12以及所述如在图3中一样包括管壁元件3、13的连接元件1由一个唯一的单件构成。所述微滴加载的气体如在前面的实施例中一样通过流动通道5流到所述分离元件的内室中。

图7b中的连接元件1如此布置在底板11与盖板12之间，使得所述连接元件1的纵轴线24处于一条封闭的围绕着所述流动通道5延伸的曲线7上。在当前的实施例中，这条曲线7是一个圆。按照图1或者也按照图7b，设置了多个同心圆7、27、47，所述同心圆的共同的中心处于所述流动通道5的纵轴线4上。

连接元件1的纵轴线24、25、26的中心处于这些圆中的每个圆上。所述连接元件具有柱形的形状。在图1中，在一个列中相邻的连接元件彼此不接触，因而在两个相邻的连接元件之间留出一条缝隙。也就是说，相同的列中的每两个相邻的连接元件1的纵轴线相对于彼此以一定的间距（A）来布置，该间距（A）大于两个邻接的管壁元件3的半径的总和。

用于制造按照图7a或者图7b的分离元件的方法优选是浇注方法，比如注塑方法。在注塑技术方面也可能有利的是，单独地制造底部元件11或者顶盖元件12，因为按照所述连接元件的数目和布置所述间隙31、32可能难以制造，其中在运行状态中所述微滴加载的气体从所述间隙31、32中穿过。

图8示出了一种包括不同类型的连接元件的液滴分离器。这些连接元件中的每个连接元件下面都要借助于在图8中提到的图9a到9j来进行详细描述。所述变型方案彼此可以任意地组合。

图9a是用于按照图8的液滴分离器的连接元件的第一种变型方案的俯视图。所述连接元件30构造为壁元件，所述壁元件具有基本上矩形的横截面。所述壁元件的高度至少相当于底板与盖板之间的间距。所述壁元件具有按照图9a基本上恒定的宽度。所述壁元件的厚度也基本上是恒定的。当然所述宽度也可以相对于所述壁元件有变化。

根据一种可以特别容易地制造的变型方案，所述壁元件是板材的一部分，在此已经从所述板材中冲裁出间隙。所述间隙构成用于所述微滴加载的气体的贯通孔。所述微滴加载的气体沿着所述连接元件30的宽度冲击到所述连接元件的内侧面上。微滴在沿着所述宽度在所述壁元件的高度的范围内延伸的分离表面33上分离出来并且在该分离表面上形成液体膜。所述液体膜沿着所述分离表面朝所述底板11的方向（参见图8）流下来。

所述连接元件30可以如在图7b中一样同样布置在同心圆上。各个连接元件的宽度可以不同，每两个相邻的连接元件之间的间距可以有区别。

图9c和图9d示出了所述连接元件的第二种变型方案。所述连接元件中的每个连接元件都显示出字母W的形状的锯齿轮廓。迎风侧由W的下面的部分构成。也就是说，构成了两条流动边缘34、35。在这两条流动边缘34、35之间构造了一条敞开的通道38。在所述分离表面33上分离的液体可以积聚在所述敞开的通道中并且朝所述底部元件的方向导送。

图9d也示出了所述连接元件30的一种作为替代方案的实施方式，也就是连接元件40。它与所述连接元件30的区别如下，它具有窗口状的开口41。通过该开口41，不仅气体可以从中穿过而且液体可以导送到所述连接元件40的背风侧上。

图9e和图9f示出了所述连接元件的可能的第三种设计方案。图9e或9f的连接元件30、40与图9d及图9e的连接元件的区别仅仅在于，所述W的外面的边缩短并且缩短的W的上侧面构成所述连接元件的迎风侧。所述分离表面33由此受到一对敞开的通道38、39的限定。液体可以积聚在这些敞开的通道中并且继续无阻碍地从流动中流下来。

在图9f中，所述连接元件40又包括窗口状的开口41，尤其用于将液体从所述连接元件的迎风侧导送到其背风侧上。

图9g和图9h与按照与按照图9e及9f的连接元件的区别仅仅在于，横截面为v字形。所述分离表面33在这种情况不包括敞开的通道。

图9i和图9j示出了一种变型方案，根据该变型方案所述连接元件30、40的横截面构造为u字形。在图9j中还额外地示出，所述连接元件40具有窗口状的开口41。

按照前述实施例中的每种实施例的连接元件可以由金属、陶瓷或者也可以由塑料制成或者包括这些材料的复合结构。

图10示出了一种用于将微滴从液滴加载的气体中分离出来的装置，该装置包括流动通道5，微滴加载的气体穿过所述流动通道5沿着主流动方向6导送。产生涡流的装置部件51设置在所述流动通道5中，借助于所述装置部件51将所述微滴加载的气体朝所述分离元件8之一的方向导送。借助于所述产生涡流的装置部件51，强使流动改变方向，由此气体及液体微粒的速度获得径向分量。通过该径向分量，使流动朝内侧面52的方向转向，所述内侧面52将所述流动通道5包围。而后流动通过设置在所述内侧面中的开口53沿基本上径向的方向进入到相应的分离元件8中。所述液体微滴的一部分在此可以已经通过所述作用于所述微滴的力的额外的径向分量冲击到所述内侧面上并且在那里分离出来。

所述分离元件8中的每个分离元件基本上可以环状地围绕着所述流动通道5来布置并且至少在所述流动通道5的长度的一部分的范围内延伸。在图10中比如相互层叠地布置了四个分离元件8。一个分离元件8包括多个格栅状的结构9并且在该结构9的外部包括一个或者多个按照前述实施例之一的连接元件1。

为了将格栅状的结构9布置在所述分离元件8中，一系列实施方式已经经受考验。按照图10的分离元件交替地包括柱形的结构56和波浪形的结构57。所述柱形的结构56平行于所述主流动方向6来布置。在两个相邻的柱形的结构56之间分别布置一个波浪形的结构57。

有利地如此布置所述波浪形的结构57，从而可以形成一个坡度，使得在所述格栅状的结构上聚结的液体可以流下来。

有待上下堆放的分离元件的数目通过气体中的微滴的在进入到所述装置中的入口上的加载以及大小分布来确定。对于很宽的具有彼此极为有别的液滴大小的分布以及较高的液体加载程度来说，较大的用于每个单个的分离元件8的结构高度或者一个由多个相互层叠地布置的分离元件8构成的堆叠将是必要的。在这种情况下，较大的液滴基本上通过所述布置在产生涡流的装置部件51附近的分离元件8来排出，而较小的较轻的微滴则与所述流动一起经过较大的距离，因而其仅仅在离得更远的分离元件8中排出。

具有不同类型的格栅状的结构9并且具有连接元件的不同的布置结构的分离元件8可以任意组合。所述格栅状的结构比如在所述贯通孔的大小方面彼此有别，从而与筛子结构或者过滤器结构相类似具有不同的透气性的结构能够在液滴分离器中相组合。为此比如可以使用具有不同的细度的织物。所述连接元件可以以任意的组合在使所述间隙程度与相应的分离任务相匹配的情况下与所述格栅状的结构相组合。作为替代方案，无格栅状的结构的分离元件也可以与包括格栅状的结构的分离元件交替使用。

所述产生涡流的装置部件51布置在所述流动通道5的内部并且包括多个导向面61，由此气体的至少一部分能够从所述主流动方向6朝所述分离元件8的方向转向。所述产生涡流的装置部件1的导向面61在管件62的内部在所述内侧面52的上游围绕着沿主流动方向6取向的中心轴线60来布置。

根据在图10中示出的实施例，所述导向面61固定在沿着所述中心轴线60布置的杆63上。所述导向面61与法向于所述主流动方向6取向的平面围成一个倾角64，该倾角大于20°并且小于70°，优选处于45°与65°之间。导向面61的倾角也可以有变化。比如所述倾角64可以在所述管件62的靠近中心轴线的区域中更小，也就是说所述导向面2比在所述管件62的靠近壁的区域中更为平坦地布置。

作为所述产生涡流的装置部件的补充，在所述流动通道5中可以设置其它的转向元件70。尤其可以围绕着所述装置的中心轴线60布置盘状的转向元件70，所述转向元件70用于改进导流情况。

Claims (15)

1.一种液滴分离器（10），其包括流动通道（5），微滴加载的气体能够穿过所述流动通道导送，并且所述微滴加载的气体能够沿着主流动方向（6）流过所述流动通道，其中分离元件（8）环状地围绕所述流动通道（5）布置，所述分离元件（8）能够被从所述流动通道（5）上离开的环流从中流过，其中所述分离元件（8）具有底部元件（11）和顶盖元件（12）以及多个连接元件（1），所述多个连接元件（1）如此布置在所述底部元件（11）与所述顶盖元件（12）之间，从而使得所述底部元件（11）和所述顶盖元件（12）相对于彼此以通过所述多个连接元件（1、30、40）确定的间距来布置，其中所述多个连接元件（1）包括壁元件，所述微滴加载的气体的微滴能够作为膜沿着所述壁元件朝向所述底部元件（11）导送，其中所述壁元件具有分离表面，所述分离表面具有大于1mm的平均宽度，其特征在于，所述分离元件（8）包括具有格栅状的结构（9）的环形元件（17），所述环形元件（17）环状地围绕所述流动通道（5）布置并且具有内侧面，所述内侧面具有所述流动通道（5）的直径并且设置了用于使所述微滴加载的气体进入到所述环形元件中的贯通孔，其中，所述多个连接元件（1）布置在所述环形元件（17）下游。

2.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述壁元件具有处于20%到80%的范围内的间隙程度。

3.按照前述权利要求中任一项所述的液滴分离器，其中所述壁元件的平均宽度小于所述流动通道（5）的内直径（S）。

4.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述壁元件构造为管壁元件，所述管壁元件具有纵轴线（24），所述纵轴线（24）法向于所述底部元件（11）并且法向于所述顶盖元件（12）来取向。

5.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述多个连接元件（1）如此布置在底部元件（11）与顶盖元件（12）之间，从而使得所述多个连接元件的纵轴线（24、25、26）处于围绕着所述流动通道（5）延伸的封闭的曲线上，在所述封闭的曲线上每两个相邻的连接元件等距地布置。

6.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述多个连接元件（1）如此布置在底部元件（11）与顶盖元件（12）之间，从而使得所述多个连接元件的纵轴线（24、25、26）布置在一个圆上，从而所述多个连接元件（1）的纵轴线（24、25、26）围绕着所述流动通道（5）构成至少一个第一圆和至少一个第二圆，其中所述第一圆与所述第二圆同心地布置。

7.按照权利要求6所述的液滴分离器，其中所述第一圆的所述多个连接元件（1）的纵轴线（24）至少部分地沿圆周方向相对于所述第二圆的连接元件（1）的纵轴线（25）偏置地布置。

8.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述多个连接元件（1、30、40）的连接元件的宽度和高度构成分离表面（33），所述分离表面具有至少一个平坦的区段。

9.按照权利要求8所述的液滴分离器，其中所述分离表面（33）包括至少一个通道（38、39）和/或一个用于排出液体的开口（41）。

10.按照权利要求7所述的液滴分离器，其中所述分离表面具有至少一个弯曲的区段，其中所述弯曲的区段能够构造为管壁元件，其中所述管壁元件能够包括具有第一直径（D1）的第一管壁元件（3）和具有第二直径（D2）的第二管壁元件（13），其中所述第一管壁元件（3）的第一直径（D1）能够有别于所述第二管壁元件（13）的第二直径（D2）。

11.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述多个连接元件的连接元件包括脚部元件（14）和/或头部元件（15），借助于所述脚部元件和/或头部元件所述连接元件（1）能够固定在所述底部元件（11）和/或所述顶盖元件（12）上。

12.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中流体不能渗透所述分离表面。

13.按照权利要求1所述的液滴分离器，其包含多个相互层叠地布置的分离元件（8）。

14.按照权利要求1所述的液滴分离器，其中所述分离元件构造为一体的构件。

15.一种用于将冷凝液从天然气中分离出来的应用，其借助于前述权利要求中任一项所述的液滴分离器。