DE1206709B

DE1206709B - Vortex separator for aerosols with an auxiliary gas flow used to generate a swirl

Info

Publication number: DE1206709B
Application number: DES34439A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Schaufler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-07-22
Filing date: 1953-07-22
Publication date: 1965-12-09

Description

Wirbelabscheider fijx Aeresole mit einem zur Draßerzeugung dienenden Hilfsgasstrom Im Hauptpatent ist ein Wirbeiabscheider für Aerosore geschützt, der aus einer oben offenen zylinderrohrförmigen Wirbelkammer ziit einem an ihrem unteren Ende koaxial angeordneten Aerosoleinlaßrohr kleineren Durchmessers besteht. Dabei ist oberhalb der Mündung des Aerosoleinlaßrohres im Wirbelkammermantel ein außermittig und dem, aufsteigenden Aerosolstrom schräg entgegengerichteter, als horizontal und vertikal schwenkbare Düse ausgebildeter Einlaß für einen zur Drallerzeugung dienenden Hilfsgasstrom vorgesehen.Vortex separator fijx Aeresole with a drainage separator Auxiliary gas flow A vortex separator for aerosores is protected in the main patent, the from a cylindrical tube-shaped vortex chamber, open at the top, ziit one at its lower one End coaxially arranged aerosol inlet tube consists of smaller diameter. Included is an eccentric above the mouth of the aerosol inlet tube in the swirl chamber jacket and the ascending aerosol stream more diagonally opposite than horizontally and vertically pivotable nozzle designed inlet for a swirling nozzle Auxiliary gas flow provided.

Es hat sich gezeigt, daß die Masse bzw. die Strahlenenergie des Hilfsgasstromes um so größer sein muß, je größer die Fördermenge und die Durchsatzgeschwindigkeit des Aerosolstromes sind. Deshalb müssen auch die lichte Weite der Düse und der Druck des Hilfsgasstromes entsprechend angepaßt werden. Dabei sind aber der Vergrößerung der Düsendurchmesser und der Erhöhung des Druckes für den Hilfsgasstrom enge Grenzen gesetzt, da bei wachsendem Energiebedarf für den Hilfsgasstrom bald die Grenze der Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage erreicht würde.It has been found that the composition or the radiation energy of the auxiliary gas stream must be the greater, the greater the flow rate and flow velocity of the aerosol stream. Therefore, the inside diameter of the nozzle and the pressure of the auxiliary gas flow must be adapted accordingly. In this case, however, the enlargement of the nozzle diameter and the increase in pressure for the auxiliary gas flow are set narrow limits, since with increasing energy demand for the auxiliary gas flow the limit of the economic efficiency of the overall system would soon be reached.

Deshalb ist nun in Weiterbildung der im Hauptpatent geschützten Erfindung vorgesehen, daß der Hilfsgaseinlaß auf mehrere mit gegenseitigen Abständen längs der Wirbelkammer angeordnete Düsen verteilt ist. Zweckmäßigerweise sind dabei alle Hilfsgasdüsen hinsichtlich ihrer Winkelstellungen unabhängig voneinander verstellbar.Therefore, the invention protected in the main patent is now being developed provided that the auxiliary gas inlet on several at mutual distances longitudinally the swirl chamber arranged nozzles is distributed. Appropriately, all are included Auxiliary gas nozzles can be adjusted independently of one another with regard to their angular positions.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown.

F i g. 1 zeigt einen Wirbelabscheider im Aufriß mit verstellbaren Hilfsgasdüsen in vertikaler Anordnungsweise, F i g. 2 den Grundriß dieses Wirbelabscheiders; in F i g. 3 ist ein entsprechender Wirbelabscheider in horizontaler Anordnungsweise dargestellt.F i g. 1 shows a vortex separator in elevation with adjustable auxiliary gas nozzles in a vertical arrangement, FIG. 2 the floor plan of this vortex separator; in Fig. 3 shows a corresponding vortex separator in a horizontal arrangement.

Der Abscheider besteht aus der zylinderrohrförmigen Wirbelkammer 1, dem axialen Aerosoleinlaß 2, dem Reingasauslaß 3, den als Düsen ausgebildeten Hilfsgaseinlässen 4,4' und 4", dem von dem Leitkörper 5 bzw. 5' und der Wandung der Wirbelkammer 1 gebildeten ringförinigen Schmutzauslaß 6 sowie dem Schmutzsammelraum 7. The separator consists of the cylindrical tube-shaped vortex chamber 1, the axial aerosol inlet 2, the clean gas outlet 3, the auxiliary gas inlets 4, 4 'and 4 "designed as nozzles, the annular dirt outlet 6 formed by the guide body 5 or 5' and the wall of the vortex chamber 1 as well as the dirt collecting space 7.

Die Hilfsgasdüsen 4, 4' und 4" sind in der Wandung der Wirbelkammer allseitig schwenkbar gelagert. In F i g. 1 sind drei verschiedene Neigungswinkel a, -,' und "x" der Düsen gegen die Horizontale veranschaulicht, und zwar sämtlich entgegen der Strömungsrichtung des Aerosols. Aus F i g. 2 ist der Schwenkwinkel ß der Düsen in der Horizontalebene, ersichtlich. Die Hilfsgasdüsen sind um den Winkel ß von der radialen Mittelstellung aus nach beiden Seiten schwenkbar. Sie müssen, um einen kräftigen Drall des Aerosolstromes herbeizuführen, bekanntlich außermittig gerichtet sein; der Winkel ß darf also nicht gleich Null sein. Günstig ist beispielsweise ein Winkel ß von 601, doch kann dieser Wert innerhalb des Schwenkhereiches auch über- oder unterschritten werden.The auxiliary gas nozzles 4, 4 'and 4 "are mounted swiveling in all directions in the wall of the swirl chamber G in F i 1, three different angles of inclination a, -..,' And 'x' of the nozzle to the horizontal illustrates, namely all against the Direction of flow of the aerosol. The swivel angle β of the nozzles in the horizontal plane can be seen in FIG. 2. The auxiliary gas nozzles can be swiveled to both sides by the angle β from the radial center position. As is known, the angle β must not be equal to 0. An angle β of 601, for example, is favorable, but this value can also be exceeded or fallen below within the pivoting range.

Die Bemessung der Winkel *, x' und x" hat für die Vermeidung von Staubringbildung besondere Bedeutung. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei gleichen Neigungswinkeln der Düsen in den Umfangszonen zwischen den Hilfsgaseinlässen rotierende Staubringe entstehen können, die sich unter zunehmender Staubanreicherung einige Zeit schwebend halten, bis sie schließlich nach unten durchbrechen. Wenn man dagegen die schwenkbaren Düsen 4, 4', V in ihrer Winkelstellung zur Wirbelkammerachse unterschiedlich einstellt, so läßt sich erreichen, daß die sich bildenden Staubringe in axialer Richtung davoneilen, sich in schraubenlinienförmig abwärts laufende Staubsträhnen auflösen und schließlich verschwinden. Letzteres ist nicht an eine ganz bestimmte Kombination von Winkelstellungen gebunden, da die jeweiligen Gegebenheiten - insbesondere hinsichtlich der baulichen Abmessungen, der Teilchenkonzentration und Strömungsgeschwindigkeit des Aerosols, der Anzahl und Strahlenenergie der Hilfsgasströme - Einfluß haben. Die für das Verschwinden der Staubringe günstigen Neigungswinkel der Hilfsgasdüsen können jedoch von Fall zu Fall durch Ausprobieren in, einfacher Weise ermittelt werden. In F i g. 3 sind die Hilfgasdüsen 4, 4' und 4" nur rein schematisch parallel, zueinander dargestellt. Auch bei dieser horizontalen Lage des Wirbelabscheiders wird der ausgeschiedene Staub durch den Ringspalt 6 in den Sammelrauni 7 um den Aerosoleinlaß 2 ausgetrauen.The dimensioning of the angles *, x ' and x "is of particular importance for avoiding the formation of dust rings. It has been shown that with the same angle of inclination of the nozzles in the circumferential zones between the auxiliary gas inlets, rotating dust rings can arise, which move for some time with increasing dust accumulation If, on the other hand, the pivotable nozzles 4, 4 ', V are set differently in their angular position to the vortex chamber axis, it can be achieved that the dust rings that are formed hurry away in the axial direction, running downwards in a helical manner Strands of dust dissolve and finally disappear. The latter is not tied to a specific combination of angular positions, as the respective conditions - in particular with regard to the structural dimensions, the particle concentration and flow speed of the aerosol, the number and radiation energy of the auxiliary gas flows - have an influence to have. The angles of inclination of the auxiliary gas nozzles which are favorable for the disappearance of the dust rings can, however, be determined in a simple manner from case to case by trial and error. In Fig. 3 , the auxiliary gas nozzles 4, 4 'and 4 ″ are only shown purely schematically parallel to one another. Even with the vortex separator in this horizontal position, the separated dust is discharged through the annular gap 6 into the collecting chamber 7 around the aerosol inlet 2.

Die Erfindung- kann -überall -da - selbst in rauhen Betrieben - mit Vorteil angewendet-werden, ', wo es auf einen hohen Reinigungsüäd eines gasföri#igen Mediums ankommt. Auch die Art des Aerosolsund der Zweck seiner Reinigung sind dabei griiiidsätzlich.belanglos. Die Schwebeteilchen des Aerosols können von fester oder flüssiger Art sein. Dampfförmige Flüssigkeitsbeimengungen des Aerosols können gegebenenfalls mit dem- Wirbelabsche-id6i naelder Erfindung ausgeschieden werden, sofern. dafür gesorgt -ist, daß sie vor dem Trennvorgang durch Abkühlung kondensieren. Für die Vorrichtung nach der Erfindung bestehen daher viele Anwendungsmöglichkeiten auf den Gebieten der Entstaubung und Reinigung von Luft - z. B. Raumluft, Verbrennungsluft, Kühlluft, Förderluft - sowie von Gasen und Dämpfen, insbesondere auch von Rauchgasen und anderen Abgasen aller Art einschließlich heißer Gase.The Erfindung- can -überall - there - even in rough operations --be applied with advantage ', where it depends on a high Reinigungsüäd a gasföri # owned media. The type of aerosol and the purpose of its purification are also fundamentally irrelevant. The suspended particles in the aerosol can be solid or liquid. Vapor-like liquid admixtures of the aerosol can optionally be eliminated with the vortex separator according to the invention, provided that. it is ensured that they condense by cooling before the separation process. For the device according to the invention, there are therefore many possible uses in the fields of dedusting and cleaning air - z. B. ambient air, combustion air, cooling air, conveying air - as well as gases and vapors, especially flue gases and other exhaust gases of all kinds, including hot gases.

Claims

Claims: L vortex for '- AerosoIe consisting of an open-topped cylindrical tubular vortex chamber smaller to a lower-Aerosolein1.aßrzhr. at its end coaxially -angeordneten diameter' deni examples above deraMU ndüfig of AEE-'rd # oleinläßrohte75-Inue * itb # lkämin "er'im-i ATitle single off-center and the ascending flow of aerosol obliquely, is .entgegengerichteter as horizontal and #! vettikäl §chwenkbareDüse ausgebildeterEinlaß intended for serving for the swirl-generating auxiliary gas stream, according to Patent 1092 281 in that the Auxiliary gas inlet, as is known per se, is distributed over a plurality of nozzles (4, 4 ', 4 ") arranged at mutual n-spacings along the vortex crest # r (1). 2 .. vortex separator according to claim 1, characterized in that all the auxiliary gas nozzles (4, 4'j 4 ") in terms of their angular positions are independently adjustable Contemplated publications:... French Patent No. 794,855; British Patents # 416 912, 577 966, 6282112.