DE102004023813A1

DE102004023813A1 - Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeitsbestandteilen aus einem Gasstrom mit einem Zyklon, einem Tank und einer Zyklontankwirbelbremse

Info

Publication number: DE102004023813A1
Application number: DE102004023813A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Wagner; Armin Praska; Dieter Dr. Grafl; Kai-Uwe Lemke
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: US20050279700A1; DE102004023813B4; US7410527B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitsbestandteilen, insbesondere von Ölbestandteilen aus einem Gasstrom mithilfe eines Zyklons und eines Tanks. Die Flüssigkeitsabscheidevorrichtung weist einen Zyklon 1 mit einer Trennkammer 2 samt Gaszuführung 3 und Gasableitung 4 und einen Tank 5, der mit dem Zyklon 1 über eine Verbindungsöffnung 6 verbunden ist, auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Tanks 5 zumindest teilweise mit einem porösen, offenporigen Feststoff 7 zur Strömungsbrechung, Strömungsdämpfung, Schwingungsdämpfung und/oder Flüssigkeitsableitung ausgefüllt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abscheidevorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeitsbestandteilen, insbesondere von Ölbestandteilen, aus einem Gasstrom mit Hilfe eines Zyklons zur Entfernung der Flüssigkeitsbestandteile aus dem Gasstrom und eines Tanks zur Sammlung der aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein entsprechendes Verfahren.

Vorrichtungen und Verfahren zur Abscheidung von Flüssigkeitsbestandteilen aus einem Gasstrom mit Hilfe von einem Zyklon und einem Sammeltank sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Bekannt sind auch entsprechende Vorrichtungen bzw. Verfahren zur Abscheidung fester, insbesondere staubförmiger Partikel. Bei den bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren nach dem Stand der Technik entstehen durch die Verbindungsöffnung zwischen Zyklon und Tank, insbesondere bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten, Wirbel und/oder schwingende Luftsäulen, durch welche das Ablaufen der Flüssigkeit bzw. das Abströmen der festen Partikel in den Tank verhindert wird. Bei den Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Abscheidung fester Partikel werden daher zum Teil Kegel oder Prallbleche unter der Tankeintrittsöffnung angebracht. Dies verbessert zwar die Situation, dennoch werden Partikel beispielsweise durch Sekundärwirbel von der Öffnung bis hin zum Übergang vom kegelförmigen Teil zum zylinderförmigen Teil des Zyklons emporgewirbelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ausgehend vom Stand der Technik, eine Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit einem Zyklon und einem mit diesem verbundenen Tank zur Verfügung zu stellen, welche Turbulenzen, Tröpfchenabrisse, energievernichtende Strömungen, Sekundärwirbel und/oder schwingende Luftsäulen im Zyklon, im Tank und/oder im Übergangsbereich vom Zyklon zum Tank vermeidet, und somit für einen verbesserten Abscheidegrad der Flüssigkeit und für eine Herabsetzung des Druckverlustes im Zyklon sorgt.

Diese Aufgabe wird durch die Flüssigkeitsabscheidevorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie das Flüssigkeitsabscheideverfahren gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, dass in den dem Zyklon nachgeschalteten Tank und/oder in den Zyklon im Überleitungsbereich zum Tank zur Sammlung der aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile (insbesondere der Ölbestandteile) ein poröser und offenporiger Feststoff bzw. ein schwingungsdämpfendes, strömungsdämpfendes, ölableitendes Material eingebracht wird. Der poröse offenporige Feststoff kann hierbei den Tank vollständig ausfüllen, der Tankraum muss jedoch nicht zwangsweise komplett gefüllt sein, sondern kann auch nur teilweise mit dem Feststoff ausgefüllt sein. Der Feststoff bricht und/oder dämpft die Gasströmung und vermeidet die Ausbildung von Turbulenzen, Tröpfchenabrissen und/oder schwingenden Luftsäulen im Zyklon, im Tank und/oder im Übergangsbereich derselben.

Die Poren des porösen offenporigen Feststoffs bzw. des porösen offenporigen Materials sind dabei in Bezug auf ihre Größe und/oder Form so auszugestalten, dass sich das Material nicht zusetzt. Das heißt, die Poren müssen hinreichend fein sein, damit das Material seine vorstehend beschriebenen Aufgaben erfüllen kann, also deutlich kleiner als der Durchmesser der Verbindungsöffnung zwischen Tank und Zyklon, sie dürfen jedoch nicht zu fein sein, um eine Zusetzung des Materials durch die Flüssigkeitsbestandteile zu verhindern.

Das Material kann hierbei bevorzugt so gewählt bzw. ausgestaltet werden, dass eine Kapillarwirkung des Materials eintritt, welche die Abfuhr bzw. das Ableiten der Flüssigkeit in Richtung Tankausgang (also z.B. bei unterhalb des Zyklons angeordnetem mit Tankausgang im Boden in Richtung nach unten) unterstützt.

Die Poren müssen dann groß genug sein, um die Kapillarkräfte wirken zu lassen. Der Abfuhr- bzw. Ab1ei tungseffekt entsteht dann überwiegend durch die Kapillarkräfte.

Der poröse Feststoff kann in den Innenraum des Tanks oder des Zyklons (im Bereich des Übergangs zum Tank) einfach eingelegt werden, er kann jedoch auch (beispielsweise an einer Tankinnenwand, Zykloninnenwand oder auch an einer Innenwand der Verbindungsöffnung zwischen Tank und Zyklon) angeschweißt, angeklebt und/oder aufgeklipst werden. Hierbei muss ein Anliegen des Materials an die Verbindungsöffnung vom Zyklon zum Tank gewährleistet sein, ohne dass die Verbindungsöffnung verstopft werden kann bzw. verstopft wird.

Bei den verwendeten porösen Feststoffen kann es sich beispielsweise um Vliese (insbesondere aus Kunststoff), Gestricke und/oder Gewebe (insbesondere aus Metall) und/oder um Füllkörper aus Glas, Glasfasern, Fasern, Metallen, Kunststoffen oder Keramiken handeln. Die aufgezählten Materialien können hierbei einzeln oder auch in beliebigen Kombinationen eingesetzt bzw. eingebracht werden. Wie bereits beschrieben, muss der Tankraum hierbei nicht zwangsweise komplett gefüllt sein, kann es aber.

Eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsabscheidevorrichtung weist mindestens einen Zyklon mit Trennkammer zur Abscheidung von Flüssigkeitsbestandteilen, insbesondere von Ölbestandteilen, aus einem Gasstrom auf, wobei in die Trennkammer eine Gaszuführung zur Zufuhr des flüssigkeitsbehafteten Gasstroms mündet und wobei aus der Trennkammer eine Gasableitung wegführt, mit der die Ableitung des flüssigkeitsbefreiten Gasstroms sichergestellt wird. Sie weist darüberhinaus mindestens einen Tank zur Sammlung der aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile auf, wobei der Tank mit dem Zyklon über eine Verbindungsöffnung verbunden ist, mit Hilfe derer die aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile von der Trennkammer in den Tank überführbar sind. Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsabscheidevorrichtung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum mindestens eines Tanks und/oder der Verbindungsöffnung und/oder der mindestens eine Zyklon im Überleitungsbereich zum Tank zumindest teilweise mit einem porösen offenporigen Feststoff zur Strömungsbrechung, Strömungsdämpfung, Schwingungsdämpfung und/oder Flüssigkeitsableitung ausgefüllt ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist mindestens ein Tank einen Flüssigkeitsspeicherbereich und einen Überleitungsbereich zur Leitung der in der Trennkammer aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile in den Flüssigkeitsspeicherbereich auf, wobei der poröse offenporige Feststoff den Flüssigkeitsspeicherbereich und/oder den Überleitungsbereich zumindest teilweise ausfüllt.

Der Feststoff ist hierbei vorzugsweise so gewählt, dass das relative Porenvolumen bzw. das Verhältnis des Volumens der Poren zum gesamten Volumen (Feststoffvolumen samt Porenvolumen) des porösen offenporigen Feststoffes größer als 30 %, bevorzugt größer als 45 %, bevorzugt größer als 60 % beträgt.

Die mittlere Porengröße des porösen offenporigen Feststoffs ist vorteilhafterweise deutlich kleiner als der Durchmesser der Verbindungsöffnung zwischen Tank und Zyklon und/oder ist vorteilhafterweise so gewählt, dass die Flüssigkeitsableitung durch Kapillarkräfte unterstützbar bzw. zumindest teilweise durch Kapillarkräfte bewirkbar ist und/oder beträgt vorteilhafterweise weniger als 10 %, insbesondere bevorzugt weniger als 5 %, insbesondere bevorzugt weniger als 2 %, insbesondere bevorzugt weniger als 1 %, insbesondere bevorzugt weniger als 0,5 %, insbesondere bevorzugt weniger als 0,1 % des Durchmessers der Verbindungsöffnung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist der poröse Feststoff Vliese, insbesondere Kunststoff enthaltende oder daraus bestehende Vliese, auf. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltungsform enthält der Feststoff Gestricke und/oder Gewebe, insbesondere aus Metall, oder besteht daraus. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante werden als Feststofffüllkörper insbesondere Metall und/oder Kunststoff und/oder Keramik und/oder Fasern und/oder Glasfasern und/oder Glas und/oder Schäume enthaltende oder daraus bestehende Füllkörper eingesetzt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Tank und/oder der Zyklon nur im Bereich der und/oder um die Verbindungsöffnung mit dem porösen offenporigen Feststoff ausgefüllt und/oder ist der poröse offenporige Feststoff unmittelbar an die Verbindungsöffnung angrenzend angeordnet.

In einer weiteren Variante ist der Zyklon rotationssymmetrisch um eine Achse aufgebaut und der poröse Feststoff füllt in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse des Zyklons den Tank über dessen gesamten Querschnitt aus.

Vorteilhafterweise ist der offenporige poröse Feststoff an mindestens einer Innenwand des Tanks und/oder an der Verbindungsöffnung und/oder an der Überleitung bzw. im Überleitungsbereich vom Zyklon zum Tank zumindest teilweise fixiert, angeschweißt und/oder aufgeklipst. Der Feststoff kann alternativ dazu oder auch zusätzlich mit mindestens einer Innenwand des Tanks und/oder mit der Verbindungsöffnung und/oder mit der Überleitung bzw. dem Überleitungsbereich vom Zyklon zum Tank zumindest teilweise verbunden und/oder verklebt sein.

In einer weiteren Variante weist der Tank eine Ableitungsvorrichtung zur Ableitung von der im Tank angesammelten Flüssigkeit auf. Bevorzugt weist die Ableitungsvorrichtung ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil, einen Siphon und/oder ein Ableitungsrohr auf.

Die vorstehend beschriebene Flüssigkeitsabscheidevorrichtung zeichnet sich durch die Vorteile einer signifikanten Verbesserung des Abscheidegrades der Flüssigkeit und einer signifikanten Herabsetzung des Druckverlustes im Zyklon auf.

Eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsabscheidevorrichtung kann wie in einem der nachfolgend dargestellten Beispiele ausgeführt sein oder verwendet werden, wobei diese Beispiele lediglich die Erfindung erläutern, nicht jedoch beschränken. In den dargestellten Beispielen werden für dieselben oder sich entsprechende Bauteile der Flüssigkeitsabscheidevorrichtung identische Bezugszeichen verwendet.
Es zeigt 1 eine erste Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit angeschweißtem Vlies aus Kunststoff.
Es zeigt 2 eine zweite Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit einem angeklipsten Metallgestrick.
Es zeigt 3 eine weitere Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit eingelegten Glasfasern.
Es zeigt 4 eine weitere Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit eingebrachten Füllkörpern aus Keramik.
Es zeigt 5 eine weitere Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit eingeklebten Füllkörpern aus Kunststoff.
Es zeigt 6 einen Tank, wie er im Bereich der Erfindung verwendet werden kann.
1A zeigt eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsabscheidevorrichtung, deren Tank teilweise mit einem im Bereich der Verbindungsöffnung zwischen Zyklon und Tank festgeschweißten Kunststoffvlies ausgefüllt ist. Der obere Teil der Flüssigkeitsabscheidevorrichtung besteht aus einem Zyklon 1, welcher eine Trennkammer 2 aufweist. Die Trennkammer 2 weist einen oberen, zylinderförmigen Abschnitt 2a und darunter angeordnet einen kegelstumpfförmigen (nach unten verjüngten) Abschnitt 2b auf. Wie in 1B zu sehen ist, welcher einen Schnitt durch die Flüssigkeitsabscheidevorrichtung in der Ebene A-A darstellt, mündet in den zylinderförmigen Teil 2a der Trennkammer 2 eine Gaszuführung 3 ein. Diese Gaszuführung 3 mündet im wesentlichen tangential in den zylinderförmigen Teil 2a der Trennkammer 2 ein. Aus dem zylinderförmigen Teil 2a der Trennkammer 2 führt nach oben eine Gasableitung 4, welche im vorliegenden Fall in Form eines zylinderförmigen Rohres (Tauchrohr) ausgeführt ist, jedoch auch in anderer Form gestaltet sein kann. Am unteren Ende der Trennkammer 2 bzw. direkt unterhalb des ke gelstumpfförmig ausgeführten Teils der Trennkammer 2 ist eine Verbindungsöffnung 6 angeordnet. Diese Verbindungsöffnung 6 ist als Kegelstumpf mit zylinderförmigem Innenraum ausgeführt. Die Verbindungsöffnung 6 verbindet die Trennkammer 2 mit dem direkt unterhalb der Trennkammer 2 angeordneten Tank 5. Der Tank 5 ist ebenfalls zylinderförmig ausgeführt. Die Trennkammer 2 bzw. deren zylinderförmig ausgeführter Teil 2a und deren kegelstumpfförmig ausgeführter Teil 2b, die Gasableitung 4 bzw. das entsprechende Tauchrohr 4, die kegelstumpfförmige Verbindungsöffnung 6 sowie der zylinderförmige Tank sind so angeordnet, dass ihre Zylinderachsen übereinstimmen. Die Innenvolumina der genannten Bestandteile sind in der Figur durch fehlende Schraffur gekennzeichnet. Die die Innenvolumina umgebenden bzw. sie ausbildenden Bestandteile bzw. Wandbestandteile der Flüssigkeitsabscheidevorrichtung sind in der Figur durch Schraffur gekennzeichnet. Am unteren Ende des Tanks 5 führt aus dem Tank 5 eine Ableitvorrichtung 8, welche ein schwanenhalsförmig ausgestaltetes Ableitungsrohr 10 sowie ein Ventil 9 aufweist. Das Ventil 9 ist hierbei in Bezug auf den Tank gesehen, am Anfang des Ableitungsrohres 10 bzw. innerhalb des Ableitungsrohres 10 unmittelbar nach der Öffnung zum Tank 5 hin angeordnet. Entscheidend ist nun, dass bei der gezeigten Flüssigkeitsabscheidevorrichtung im Bereich der kegelstumpfförmigen Wandung der Verbindungsöffnung 6 ein poröser offenporiger Feststoff in Form eines Kunststoffvlieses 7 angeschweißt ist. Das Kunststoffvlies 7 ist hierbei außen an dem Kegelstumpf, welcher die zylinderförmige Verbindungsöffnung 6 als Innenvolumen ausbildet, angeschweißt. Das Anschweißen erfolgt so, dass die Verbindungsöffnung 6 nach unten hin vollständig vom Vlies 7 abgedeckt wird. Das Vlies 7 liegt so an der Verbindungsöffnung 6 zwischen Zyklon 1 und Tank 5 an, dass die Öffnung nicht verstopft wird.
Alternativ zum Anschweißen kann das Vlies 7 auch angeklebt oder aufgeklipst sein. Im gezeigten Fall füllt das Vlies 7 den Tankinnenraum somit nur teilweise im oberen Bereich und in diesem Bereich nicht über dessen gesamten Querschnitt (parallel zur Ebene A-A) aus.
Die mit Flüssigkeitsbestandteilen behaftete Gasströmung wird dem Zyklon 1 mit Hilfe der Gaszuführung 3 zugeführt. Die Gaszufuhr erfolgt hierbei so, dass das flüssigkeitsbehaftete Gas im wesentlichen tangential in den zylinderförmigen oberen Abschnitt des Zyklons 1 einströmt. Das Gas strömt nun im wesentlichen spiralförmig entlang der Innenwandungen des Zyklons von dem zylinderförmigen oberen Abschnitt der Trennkammer 2 in den kegelstumpfförmigen unteren Abschnitt der Trennkammer 2. Durch die hierbei auftretenden Kräfte werden die Flüssigkeitsbestandteile, im dargestellten Fall Ölbestandteile, aus dem Gasstrom entfernt und laufen nach unten durch die Verbindungsöffnung 6 in den Innenraum des Tanks 5. Das von den Flüssigkeitsbestandteilen bzw. Ölbestandteilen zumindest teilweise befreite Reingas verlässt den Zyklon 1 bzw. die Trennkammer 2 durch die nach oben abführende Gasableitung 4. Das in den Tankinnenraum unmittelbar unterhalb der Verbindungsöffnung 6 eingebrachte, poröse offenporige Kunststoffvlies 7 bricht bzw. dämpft die im Bereich des Tankinnenraums 5, des Zyklons 1 und der Öffnung 6 auftretende Gasströmung derart, dass die ohne das Vlies 7 auftretenden Wirbel vermieden werden, welche Ölbestandteile aus dem Tankinnenraum erneut nach oben in den kegelstumpfförmigen Teil der Trennkammer 2 mitreißen und somit die Flüssigkeitsabscheidung deutlich verschlechtern. Energievernichtende Strömungen, Wirbel oder schwingende Luftsäulen, die sonst durch die Öffnung zwischen Zyklon 1 und Tank 5 und bedingt durch die sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten entstehen und durch die das Ablaufen des Öls in den Tank verhindert bzw. verschlechtert wird, werden durch das eingebrachte Vlies somit vermieden. Es wird somit verhindert, dass Ölpartikel durch Wirbel bzw. Sekundärwirbel bis zum Übergang von dem kegelstumpfförmigen zum zylinderförmigen Teil der Trennkammer 2 emporgewirbelt werden. Die Porengröße des Vlieses 7 ist deutlich kleiner als die Verbindungsöffnung 6 gewählt, so dass insbesondere Kapillarkräfte für die Ölableitung durch das Vlies 7 nach unten in Richtung Ableitung 8 sorgen. Das Einbringen des Vlieses 7 wie beschrieben sorgt für eine deutliche Verbesserung des Abscheidegrades und für eine deutliche Verbesserung des Druckverlustes im Zyklon.
2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Flüssigkeitsabscheidevorrichtung, in deren Tank ein Metallgestrick eingebracht ist. Die dargestellte Vorrichtung weist grundsätzlich dieselben Bestandteile wie die in 1 beschriebene Flüssigkeitsabscheidevorrichtung auf, wobei hier wie in den folgenden Figuren die Ableitungsvorrichtung 8 (bestehend aus Ableitungsrohr 10 und Ventil 9) nicht gezeigt ist. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Fall ist hier unmittelbar unterhalb der Verbindungsöffnung 6 ein Metallgestrick angeordnet. Das Metallgestrick ist hierbei an den Seitenwänden des Tanks 5 festgeklipst. Im Gegensatz zum in 1 dargestellten Fall füllt der poröse offenporige Feststoff (hier das Metallgestrick) den Innenraum des Tanks 5 in Richtung senkrecht zur Zylinderachse des Tanks über den gesamten Durchmesser aus. Wie in 1 ist auch hier jedoch nicht der gesamte Innenraum des Tanks 5 ausgefüllt, im dargestellten Fall sind lediglich die oberen zwei Drittel des Tankinnenraums 5 durch das Metallgestrick ausgefüllt. Wie im Fall des anhand von 1 beschriebenen Kunststoffvlieses muss auch in diesem Fall das offenporige Material 7 (also hier das Metallgestrick) so fein sein, dass eine ausreichende Strömungsbrechung, Strömungsdämpfung und/oder Schwingungsdämpfung auftritt, darf jedoch nicht zu fein sein, da es sich sonst mit Ölbestandteilen zusetzt. Die mittlere Porengröße des Metallgestricks beträgt im vorliegenden Fall etwa 1 % des mittleren Durchmessers der Öffnung 6.
Durch die so gewählte Porengröße tritt auch wie im ersten Beispiel beschrieben eine Kapillarwirkung innerhalb des Metallgestricks 7 auf, welche wesentlich dazu beiträgt, das abgeschiedene Öl innerhalb des Tanks 5 nach unten zu befördern (also hin zur Ableitungsvorrichtung 8).
Die Funktionsweise der Flüssigkeitsabscheidevorrichtung und des porösen Metallgestricks 7 entsprechen somit dem in 1 dargestellten Fall.
3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Flüssigkeitsabscheidevorrichtung, welche mit Glasfasern als porösem offenporigem Feststoff arbeitet. Der Aufbau und die Funktionsweise der dargestellten Flüssigkeitsabscheidevorrichtung entsprechen hierbei grundsätzlich den in 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen. Im Unterschied dazu ist jedoch in den Tankinnenraum ein Glasfaserbündel 7 als poröser offenporiger Feststoff eingelegt. In diesem Fall ist der Tankinnenraum vollständig mit dem Glasfaserbündel 7 ausgefüllt, so dass hier ein einfaches Einlegen des Glasfaserbündels 7 ausreicht und dieses nicht angeschweißt, angeklebt oder aufgeklipst werden muss.
4 zeigt eine weitere Flüssigkeitsabscheidevor richtung, die mit Hilfe von eingebrachten Kunststofffüllkörpern arbeitet. Der grundlegende Aufbau und die grundlegende Funktionsweise der dargestellten Vorrichtung entsprechen hierbei den in den bisherigen 1 bis 3 beschriebenen Fällen. Im Unterschied zu den bisher beschriebenen Fällen sind jedoch in den Tankinnenraum 5 Füllkörper 7 aus Kunststoff eingebracht. Die Füllkörper 7 füllen hierbei den Tankinnenraum 5 vollständig aus, so dass ein einfaches Einbringen bzw. Anordnen der Füllkörper 7 im Tankinnenraum ausreicht und diese nicht angeschweißt, angeklebt oder aufgeklipst werden müssen. Die einzelnen Füllkörper ordnen sich aufgrund ihrer Geometrie bzw. ihrer Ausgestaltungsform (hier im wesentlichen quaderförmig) so an, dass eine poröse und offenporige Feststoffanordnung entsteht, mit Hilfe derer die Gasströmung gebrochen und/oder gedämpft werden kann, mit Hilfe derer Schwingungen der Gasströmungen gedämpft werden können und mit Hilfe derer das Öl innerhalb des Tankinnenraums 5 nach unten durch die Feststoffanordnung 7 hindurch in Richtung des Ausgangs 8 abgeleitet werden kann.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, welche mit eingebrachten Füllkörpern 7 aus Keramik arbeitet. Der grundlegende Aufbau und die grundlegende Funktionsweise der dargestellten Flüssigkeitsabscheidevorrichtung entsprechen hierbei den in den 1 bis 4 dargestellten Fällen. Die eingebrachten Keramik-Füllkörper 7 füllen hierbei den Innenraum des Tanks 5 nicht vollständig, sondern lediglich zu zwei Dritteln (im oberen Bereich) aus. Um ein dergestaltiges Ausfüllen bzw. ein Ausfüllen des Innenraums des Tanks 5 unmittelbar unterhalb der Verbindungsöffnung 6 zu erreichen, sind die einzelnen Füllkörper hierbei untereinander und mit den Innenwandungen des Tanks 5 verklebt. Wie bereits zu 4 beschrieben, bilden die einzelnen Keramik-Füllkörper aufgrund ihrer Geometrie bzw. Oberflächengestaltung eine Anordnung, die nicht nur zur Strömungsbrechung, Strömungsdämpfung und/oder Schwingungsdämpfung geeignet ist, sondern mit deren Hilfe bzw. durch die hindurch auch das Öl innerhalb des Tankinnenraums 5 nach unten hin zur Ableitungsvorrichtung 8 abgeleitet werden kann. Dies wird im vorliegenden Fall durch eine unregelmäßige Volumen- bzw. Oberflächengestaltung der einzelnen Keramik-Füllkörper erreicht.
6 verdeutlicht anhand eines weiteren Beispiels, dass unterschiedliche Tanks bzw. Tankausgestaltungsformen für die Erfindung verwendet werden können. 6 zeigt einen Tank 5 mit unregelmäßiger Form, der einen flachen Abschnitt 5b und der einen tiefen Abschnitt 5a aufweist. Der flache Abschnitt 5b ist ein Überleitungsbereich des Tanks 5, mit dem die vom Zyklon 1 bzw. der Trennkammer 2 zugeführten Flüssigkeitsbestandteile dem eigentlichen Flüssigkeitsspeicherbereich (tiefer Abschnitt 5a des Tanks 5) zugeleitet werden. Der poröse offenporige Feststoff 7 (festgeklebtes Kunststoffvlies) ist hier im flachen Abschnitt 5b bzw. im Überleitungsbereich 5b angeordnet. Direkt auf dem Tank 5 ist der Zyklon 1 angeordnet. Der Zyklon 1 ist hierbei so oberhalb des Tanks 5 angeordnet, dass sich etwa drei Viertel des Innenvolumens des Zyklons 1 oberhalb des flachen Abschnittes 5b des Tanks 5 befinden. Bei der Darstellung handelt es sich um eine vereinfachte Skizze, bei der der Zyklon bzw. dessen Trennkammer 2 nur als Zylinder gezeichnet ist und bei der die Verbindungsöffnung 6 nicht gezeigt ist. Bei der vorliegenden Anordnung fällt die Zylinderachse 2c des Zyklons 1 nicht mit dem Schwerpunkt des Tanks 5 zusammen, da der Zyklon 1 seitlich versetzt auf dem Tank aufsitzt. Unterhalb des Tanks 5 bzw. direkt unterhalb des tiefen Teils 5a des Tanks 5 ist die Ableitungsvorrichtung 8 mit einem Ventil 9 skizziert. 6b zeigt einen Schnitt in der Ebene A-A durch den tiefen Teil 5a des Tanks 5.

Claims

Flüssigkeitsabscheidevorrichtung mit mindestens einem Zyklon (1) mit jeweils einer Trennkammer (2) zur Abscheidung von Flüssigkeitsbestandteilen, insbesondere von Ölbestandteilen, aus einem Gasstrom, wobei in die Trennkammer (2) eine Gaszuführung (3) zur Zufuhr des flüssigkeitsbehafteten Gasstroms mündet und wobei aus der Trennkammer (2) eine Gasableitung (4) wegführt zur Ableitung des flüssigkeitsbefreiten Gasstroms und mit mindestens einem Tank (5) zur Sammlung der aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile, wobei der Tank (5) mit dem Zyklon (1) über eine Verbindungsöffnung (6) verbunden ist, mit Hilfe derer die aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile von der Trennkammer (2) in den Tank (5) überführbar sind dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des mindestens einen Tanks (5) und/oder der Verbindungsöffnung (6) und/oder der Überleitungsbereich des mindestens einen Zyklons (1) zum Tank (5) zumindest teilweise mit einem porösen offenporigen Feststoff (7) zur Strömungsbrechung, Strömungsdämpfung, Schwingungsdämpfung und/oder Flüssigkeitsableitung ausgefüllt ist.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (5) einen Flüssigkeitsspeicherbereich (5a) und einen Überleitungsbereich (5b) zur Leitung der in der Trennkammer aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile in den Flüssigkeitsspeicherbereich (5a) aufweist, wobei der poröse offenporige Feststoff (7) den Flüssigkeitsspeicherbereich (5a) und/oder den Überleitungsbereich (5b) zumindest teilweise ausfüllt.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Porenvolumen des porösen offenporigen Feststoffs (7) bzw. das Verhältnis des Volumens der Poren des porösen offenporigen Feststoffs (7) zu dem vom Feststoff (7) samt seinen Poren ausgefüllten Gesamtvolumen größer als 30 %, bevorzugt größer als 45 %, bevorzugt größer als 60 % beträgt.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Porengröße des porösen offenporigen Feststoffs (7) deutlich kleiner als der mittlere Durchmesser der Verbindungsöffnung (6) ist und/oder dass die mittlere Porengröße des porösen offenporigen Feststoffs (7) so gewählt ist, dass die Flüssigkeitsableitung durch Kapillarkräfte unterstützbar bzw. zumindest teilweise durch Kapillarkräfte bewirkbar ist und/oder dass die mittlere Porengröße des porösen offenporigen Feststoffs (7) weniger als 20 %, bevorzugt weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, bevorzugt weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,5 %, bevorzugt weniger als 0,1 % des mittleren Durchmessers der Verbindungsöffnung (6) beträgt.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff (7) Vliese, insbesondere Kunststoff enthaltende oder daraus bestehende Vliese, enthält oder daraus besteht.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff (7) Gestricke und/oder Gewebe, insbesondere Metall enthaltende oder daraus bestehende Gestricke und/oder Gewebe, enthält oder daraus besteht.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoff (7) Füllkörper, insbesondere Metall und/oder Kunststoff und/oder Keramik und/oder Glas und/oder Fasern und/oder Glasfasern und/oder Schäume enthaltende oder daraus bestehende Füllkörper, enthält oder daraus besteht.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (5) und/oder der Zyklon (1) nur im Bereich der und/oder um die Verbindungsöffnung (6) mit dem porösen offenporigen Feststoff (7) ausgefüllt ist und/oder dass der poröse offenporige Feststoff (7) unmittelbar an die Verbindungsöffnung (6) angrenzend angeordnet ist.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (1) rotationssymmetrisch um eine Achse aufgebaut ist und dass der poröse offenporige Feststoff (7) in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse des Zyklons den Tank (5) über dessen gesamten Querschnitt ausfüllt.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse offenporige Feststoff (7) an mindestens einer Innenwand des Tanks (5) und/oder an der Verbindungsöffnung (6) und/oder im Zyklon an der Überleitung bzw. im Überleitungsbereich vom Zyklon (1) zum Tank (5) zumindest teilweise fixiert, angeschweißt und/oder aufgeklipst ist und/oder dass der poröse offenporige Feststoff (7) mit mindestens einer Innenwand des Tanks (5) und/oder mit der Verbindungsöffnung (6) und/oder mit dem Zyklon (1) an der Überleitung bzw. im Überleitungsbereich vom Zyklon (1) zum Tank (5) zumindest teilweise verbunden und/oder verklebt ist.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (5) eine Ableitvorrichtung (8) zur Ableitung von im Tank (5) angesammelter Flüssigkeit aufweist.
Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitvorrichtung (8) ein Ventil (9), insbesondere ein Rückschlagventil, einen Siphon und/oder ein Ableitungsrohr (10) aufweist.
Flüssigkeitsabscheideverfahren wobei mindestens einem Zyklon (1) ein flüssigkeitsbehafteter Gasstrom zugeführt wird, wobei im Zyklon (1) Flüssigkeitsbestandteile, insbesondere Ölbestandteile, aus dem Gasstrom zumindest teilweise abgeschieden bzw. entfernt werden, wobei der zumindest teilweise flüssigkeitsbefreite Gasstrom aus dem Zyklon (1) abgeleitet wird, und wobei die aus dem Gasstrom entfernten Flüssigkeitsbestandteile mindestens einem Tank (5) über eine Verbindungsöffnung (6) zwischen Zyklon (1) und Tank (5) zugeführt werden dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des mindestens einen Tanks (5) und/oder der Verbindungsöffnung (6) und/oder der mindestens eine Zyklon (1) im Überleitungsbereich zum Tank (5) zumindest teilweise mit einem porösen offenporigen Feststoff (7) ausgefüllt wird, um die Gasströmung zumindest teilweise zu brechen und/oder zu dämpfen und/oder um die Flüssigkeit innerhalb des Tanks von der Verbindungsöffnung (6) weg zu leiten.
Flüssigkeitsabscheideverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeitsabscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet wird.