DE102005052942A1

DE102005052942A1 - Zentrifugalabscheider mit radialem Beschleunigungsgitter

Info

Publication number: DE102005052942A1
Application number: DE200510052942
Authority: DE
Inventors: Stefan Hagge
Original assignee: Hagge Stefan Dipl-Ing
Current assignee: HAGGE, STEFAN, DIPL.-ING., 25852 BORDELUM, DE
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom, insbesondere zum Abscheiden von feinsten Wasser- und Öltröpfchen aus einem Gasstrom auf engem Raum, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluid axial zuströmt, in einer Umlenkkammer (1) radial so umgelenkt wird, daß der Gasstrom in ein über dem gesamten Umfang erstrecktes Beschleunigungsgitter geleitet wird. Dieses Beschleunigungsgitter (2) besteht aus aerodynamisch optimierten Prismen, wie sie in Beschleunigungsgittern im herkömmlichen Turbinenbau verwendet werden. Ein Gasstrom strömt durch die Formgebung des Beschleunigungsgitters nach diesem in tangentialer Richtung ab und wird in einem kreiszylindrischen Kanal (4) derart auf einer Kreisbahn beschleunigt, daß sich die im Gasstrom transportierten Tröpfchen auf der Kreiszylinderfläche (5) niederschlagen. DOLLAR A Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein im Gegensatz zum Stand der Technik wesentlich größerer Anteil der Strömungsenergie zur Erzeugung einer Fluidrotation beiträgt und somit der Gasstrom mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit auf einer definierten Kreisbahn rotiert.

Description

Bekannt sind Zentrifugalabscheider, die mittels einer definiert in Rotation versetzten Gasströmung die im Fluidstrom enthaltenen Flüssigkeitströpfchen unter Nutzung der Zentrifugalbeschleunigung und der Massenträgheit der Tröpfchen an Strukturteilen aus dem Gasstrom abscheiden. Bei den bekannten Abscheidern dieser Bauart wird die Strömung entweder durch eine in Strömungsrichtung eingebrachte Schraubfläche in Rotation versetzt, wie es die Offenlegungsschriften 2438214 und 2261032 oder die Patentschrift 1239055 zeigen.

Bekannt sind auch Abscheider genannter Funktionsart, die durch das tangentiale Einblasen in ein zylindrisches Gefäß die zum mechanischen Abscheiden erforderlichen Krümmungsverlauf der Gasströmung ermöglichen, wie die Offenlegungsschrift 2224458 verdeutlicht.

Ein weiteres bekanntes Prinzip zur Erzeugung einer rotierenden Rohrströmung besteht in der Aufteilung des Fluidstroms in einen Haupt- und einen Nebenstrom, bei dem der Nebenstrom zur Erzeugung einer tangentialen Rotationsströmung quer zur Hauptströmungsrichtung verwendet wird. Diese Tangentiale Nebenströmung soll den gesamten Volumenstrom in Rotation versetzen; dargestellt in der Patentschrift 1277507A1.

Problem

Bei bekannten Abscheidern ist die Abscheiderate aufgrund der zu geringen Rotation des Fluidstroms unbefriedigend. Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Rotationsgeschwindigkeit des Fluidstroms zu erhöhen, um eine bessere Abscheiderate zu erzielen.

Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst.

Erreichte Vorteile

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein im Gegensatz zum Stand der Technik wesentlich größerer Anteil der Strömungsenergie zur Erzeugung einer Fluidrotation beiträgt und somit der Gasstrom mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit auf einer definierten Kreisbahn rotiert.

Zudem gewährleistet der in den Patentansprüchen angegebene Abscheider eine über den gesamten Strömungsquerschnitt homogene Umfangsgeschwindigkeit des Gasstromes. Durch die Aufteilung des gesamten Gasstroms in einzelne definierte Düsenströmungen, die wiederum in einer Rotationskammer münden, werden Totgebiete in der Strömung gänzlich ausgeschlossen.

Vorteilhaft an dieser Erfindung ist auch die kompakte Bauweise des Abscheiders, der im Vergleich zum Stand der Technik mit einem Bruchteil des Bauraumes auskommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen (1 bis 4) dargestellt und wird im Näheren beschrieben.
Es zeigen
1 die perspektivische Darstellung des Abscheiders mit Montageflansch (10) und den Anschlüssen für eine Drainage (7)
2 einen Längsschnitt durch den Abscheider, der den Zuströmkanal (9), den Abströmkanal (11), die Drainage (7) die Umlenkkammer (1), den kreiszylindrischen Kanal (4) und den Strömungskanal (8) darstellt.
3 einen Querschnitt durch den Abscheider auf der Höhe des Beschleunigungsgitters, der einen Einblick in die Umlenkkammer (1), das Beschleunigungsgitter (2) und die strömungsoptimierten Prismen (3) gewährt.
5 eine Detailansicht aus dem Querschnitt der 3, welche den kreiszylindrischen Kanal (4), die Auffangrinne (6) und die Drainage (7) hervorhebt.
Der mit Flüssigkeitströpfchen beladene Gasstrom strömt über den Zuströmkanal (9) in den Abscheider hinein, wird in der Umlenkkammer durch einen strömungsoptimierten Dorn (nicht dargestellt) in eine radiale Kreiszylinderströmung umgelenkt und gleichmäßig auf ein Beschleunigungsgitter (2) verteilt. Durch die so entstehende Zentrifugalbeschleunigung werden die im Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitströpfchen an die Kreiszylinderfläche (5) geschleudert und auf diese weise abgeschieden. Der sich an der Kreiszylinderfläche (5) bildende Flüssigkeitsfilm wird durch die Rotationsströmung des Gases im kreiszylindrischen Kanal (4) in die Auffangrinnen getragen, wo die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft und des Druckgradienten zur Drainage (7) in diese geleitet wird.
Der Gasstrom wird im Strömungskanal (8) kontinuierlich von der Rotation befreit und über dem Abströmkanal (11) aus dem Abscheider geführt.

Claims

Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom, insbesondere zum Abscheiden von feinsten Wasser- und Öltröpfchen aus einem Gasstrom auf engem Raum dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluid axial zuströmt, in einer Umlenkkammer (1) radial so umgelenkt wird, daß sich der Gasstrom in ein über dem gesamten Umfang erstrecktes Beschleunigungsgitter geleitet wird.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluid durch ein radiales Beschleunigungsgitter (2) geleitet wird, dieses Gitter aus aerodynamisch optimierten Prismen gestaltet ist, wie sie in Beschleunigungsgittern im herkömmlichen Turbinenbau verwendet werden.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom durch die Formgebung des Beschleunigungsgitters nach diesem in tangentialer Richtung abströmt und in einem kreiszylindrischen Kanal (4) derart auf einer Kreisbahn beschleunigt wird, daß sich die im Gasstrom transportierten Tröpfchen auf der Kreiszylinderfläche (5) niederschlagen.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der durch die abgeschiedene Flüssigkeit gebildete Flüssigkeitsfilm durch über die gesamte Höhe der äußeren Kreiszylinderfläche (4) ausgeprägten Auffangrinnen (6) gesammelt wird.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Auffangrinnen in einer Drainage (7) münden, welche die abgeschiedene Flüssigkeit in einen Sammelbehälter (nicht dargestellt) führt.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (8) nach dem Abscheideprozeß durch einen stetigen Übergang strömungsoptimiert von einem Kreiszylinderquerschnitt in einen Kreisquerschnitt überführt wird.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung im Zuströmkanal (9) durch einen strömungsoptimierten Umlenkdorn (nicht dargestellt) in eine Radiale Kreiszylinderströmung umgelenkt wird.
Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus einem Gasstrom nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung im strömungsoptimierten Strömungskanal (8) kontinuierlich von der Rotation befreit wird.