DE1300094B - Vorrichtung zum Abscheiden von Fluessigkeitstroepfchen aus einem bewegten Gasstrom - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- nommene Flüssigkeit infolge des Trägheitsmomentes scheiden von Flüssigkeitströpfchen aus einem be- dieser Flüssigkeit auf die Schaufeln auf. Die Flüssigwegten Gasstrom, und sie besteht aus einem keit haftet an den Schaufeln an und sickert längs der Krümmer mit mehreren eingebauten Leitschaufeln Schaufeln zum unteren Teil, von dem die Flüssigkeit und diesen zugeordneten Kanälen, die mittels einer 5 dann entfernt wird. Ebenso wie bei den eine Faser-Flüssigkeitsansaugvorrichtung der kontinuierlichen matte verwendenden Vorrichtungen ist jedoch die Absaugung von Tröpfchen und von Gas dienen, ablaufende Flüssigkeit dem Gasstrom ausgesetzt, so sowie aus einem quer zu jeder dieser Schaufeln und daß die Flüssigkeit verdampft und an der stromab senkrecht zur Gasstromrichtung verlaufenden, in die gelegenen Kante der Schaufeln wieder in den Gas-Kanäle einmündenden Schlitz. io strom eintritt. Damit die Flüssigkeitsmenge, die

Es gibt zahlreiche Fälle, in denen es erwünscht durch Abströmen der Flüssigkeit von der stromab oder notwendig ist, die Flüssigkeitströpfchen oder gelegenen Kante der Schaufeln wieder in den Gas-Nebeltröpfchen, die in einem zu einer Gasbehand- strom aufgenommen wird, gering bleibt, muß der lungsanlage oder aus einer Gasbehandlungsanlage Gasstrom mit einer verhältnismäßig geringen Geströmenden Gasstrom enthalten sind, zu entfernen, 15 schwindigkeit die Schaufeln durchströmen. Die Anum die schädlichen Wirkungen zu vermeiden, die wendung einer geringen Geschwindigkeit bei dieser dieser Nebel oder diese Flüssigkeit auf andere Be- Vorrichtungsart verringert jedoch den Wirkungsgrad standteile oder auf das Arbeiten der Anlage ausübt der Vorrichtung, da das zum Abscheiden der Flüssigoder die bei dem Gebrauch der Luft entstehen. Es keit gewünschte Trägheitsmoment von der Gekönnten zwar zahlreiche Beispiele angeführt werden, ao schwindigkeit des die Schaufeln durchströmenden doch sei nur beispielsweise darauf hingewiesen, daß Gasstroms abhängt.

viele Luftfilter, die Trockenfiltereinsätze verwenden, Die herkömmlichen Sammler für Feuchtigkeitsnachteilig beeinflußt und vorzeitig verstopft werden, und Nebeltröpfchen sind in Anlagen verwendet wenn eine wesentliche Menge oder Konzentration worden, in denen der zum zufriedenstellenden Arvon Flüssigkeit in der das Filter durchströmenden 25 beiten der Anlage erforderliche Gasstrom niederer Luft vorhanden ist. Geschwindigkeit zulässig war. Derartige Anlagen

Übliche Vorrichtungen zum Entfernen der Flüssig- haben beispielsweise stromab gelegene übliche Luftkeit aus einem Gasstrom verwenden eine Matte aus Waschanlagen, in denen zerstäubte Flüssigkeit ungeometrisch angeordneten und wahllos liegenden mittelbar in den Luftstrom eingespritzt wird, um Fasern, die von dem Gas durchströmt werden. Die 30 verschiedenartige Aufgaben zu erfüllen, z. B. Wärme Feuchtigkeitströpfchen und Nebeltröpfchen treffen zu übertragen, Dämpfe zu absorbieren, Staub und auf die Fasern auf und sammeln sich auf den Fasern, Fremdstoffe zu sammeln und Regentropfen aufzuso daß die Feuchtigkeit aus der die Matte durch- fangen. Die Arbeitsweise dieser einen Sprühstrahl strömenden Luft abgeschieden wird. Die Feuchtig- verwendenden Vorrichtungen ist auf Luftgeschwinkeit sickert dann auf den Fasern der Matte nach 35 digkeiten begrenzt, die den bekannten Feuchtigunten. Da die auf den Fasern der Matte vorhandene keitströpfchen- und Nebeltröpfchen-Sammlern entFlüssigkeit dem die Matte durchströmenden Gas- sprechen.

strom ausgesetzt ist, sickert etwas Flüssigkeit zu Bei der weitgehenden Verwendung von Gas-

dem stromab gelegenen Ende der Matte, wird an turbinen in feststehenden Kraftanlagen und auf sich dieser Stelle von der Matte abgestreift und gelangt 40 bewegenden Fahrzeugen ist jedoch die Aufgabe und wieder in den Gasstrom, so daß infolgedessen das das Problem der Tröpfchenentfernung sehr wichtig, Arbeiten der Fasermatte teilweise wieder aufgehoben insbesondere wenn die Tröpfchen aufgelöste Fremdwird. Es ist daher allgemein notwendig, eine Matte stoffe enthalten, wie sie beispielsweise im Meersolcher Größe zu verwenden, daß die Geschwindig- wasser vorkommen. Die Luftansauggeschwindigkeit des die Matte durchströmenden Gasstroms ver- 45 keiten von Gasturbinen sind auch zehn und mehr hältnismäßig gering ist, um das Wiedereintragen der Male größer als die Geschwindigkeiten, die bei den Flüssigkeit in den Gasstrom möglichst zu vermeiden. bekannten Auffangvorrichtungen auftreten, da große Da außerdem die durch die Matte abgesonderte Luftmengen benötigt werden und die Gasturbinen-Flüssigkeit ständig dem strömenden Gasstrom aus- anlage einen gedrängten Aufbau haben muß. Reines gesetzt ist, verdampft die Flüssigkeit, und dieser 50 Wasser verdampft in der Gasturbine ohne Nachteil. Dampf wird über die Matte in den Gasstrom ge- Unreines Wasser dagegen verdampft und hinterläßt tragen. Durch diese Verdampfung wird der Gas- Niederschläge von Fremdstoffen an verschiedenen strom mit Dampf gesättigt, was unerwünscht ist. Stellen der Kraftanlage, so daß die Leistung ver-Enthält die Flüssigkeit aufgelöste oder suspendierte ringert und die Verwendungsdauer gekürzt wird. Feststoffe, dann werden durch die Verdampfung 55 Diese Probleme sind besonders vorhanden bei der der Flüssigkeit die Feststoffe auf den Fasern der Verwendung von Gasturbinen auf Seeschiffen, da Matte abgesetzt. Diese abgesetzten Feststoffe ver- sich oft Meerwasser in der Ansaugluft befindet und stopfen die Fasermatte, so daß eine periodische der Platz zur Aufstellung einer Auffangvorrichtung Wartung oder ein periodisches Auswechseln er- für Feuchtigkeitströpfchen und Nebeltröpfchen beforderlich ist. 60 grenzt ist.

Bei einer anderen, gebräuchlicheren Vorrichtung Mit der Erfindung sollen die bekannten und

zum Abscheiden von Nebel- und Feuchtigkeits- andere Nachteile behoben werden,
tröpfchen aus einem strömenden Gasstrom werden Gegenüber den bekannten Vorrichtungen ist die

mehrere auf Abstand stehende lotrechte Schaufeln erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung dadurch geverwendet, die so geformt sind, daß der Gasstrom 65 kennzeichnet, daß jede Leitschaufel von zwei eine gewundene Bahn ausführt. Bei dem durch die Flächen als Körper mit sichelförmigem Querschnitt Schaufeln erzeugten Richtungswechsel des strömen- gestaltet ist, dessen eine Fläche den Gasstrom zur den Gasstroms prallt die von dem Gas mitge- Richtungsänderung zwingt und somit als Tröpfchen-

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fänger dient, daß ferner der Schlitz die Kanäle im die ineinander übergehen und den Schaufeln 107 ein Leitschaufelprofil zur Abführung der niederge- glattes Schaufelprofil geben. Die Schaufelfläche 108 schlagenen Tröpfchen mit dem stromab gelegenen der ersten Schaufel 107 arbeitet mit der Schaufel-Teil der Fläche verbindet und daß eine Abwasch- fläche 109 der benachbarten Schaufel 107 zusammen, einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit in das 5 um einen Durchlaß bestimmter Profilform zu bilden, Innere eines jeden der Kanäle zu deren Reinigung so daß eine störungsfreie Drehung des Gasstroms in vorgesehen ist. bekannter Weise erfolgt.

Ferner ist die neue Vorrichtung dadurch gekenn- In jeder Schaufel 107 ist zwischen den Flächen

zeichnet, daß ein mit der konkaven Fläche einer 108 und 109 je ein umschlossener Kanal 110 vor-

jeden Leitschaufel verbundener einstückiger Flansch io handen. Die Fläche 108 jeder Schaufel weist zum

längs des stromaufwärts gelegenen Endes des zuströmenden Gasstrom, so daß bei der Änderung

Schlitzes in die Kanäle hinein verläuft. der Strömungsrichtung des Gases eine wesentliche

Bei den bekannten Vorrichtungen weist der Schlitz Zahl der in dem Gasstrom vorhandenen Feuchtig- oder die Öffnung, durch die Tröpfchen oder auch keits- oder Flüssigkeitsteilchen durch das Trägheits-Staubteilchen abgeleitet werden sollen, in Stromauf- 15 moment auf die Fläche 108 aufprallt. Diese Flüssig-Richtung. Wenn größere Luftmengen gleichzeitig keitströpfchen wandern durch den von dem Gasentfernt werden oder wenn innerhalb des Gehäuses strom ausgeübten Druck auf der Fläche 108 ent- oder des Rohres eine wesentliche Wirbelung erfolgt, lang, netzen diese Fläche und bilden einen Flüssigdann tritt eine Schaumbildung auf, die das Ab- keitsfilm, der sich längs dieser Fläche nach unten scheiden der Verunreinigungen, Wassertröpfchen ao bewegt. Nahe dem stromab gelegenen Ende des ge- oder Staubteilchen aus dem Gasstrom wesentlich krümmten Abschnittes der Fläche 108, an welchem erschwert, wenn nicht sogar verhindert. Dieser Nach- eine Drehung des Gasstroms erfolgt, ist je ein Schlitz teil wird durch die neue Ausführung behoben, da 112 vorhanden, so daß also die Drehung des Gasder Schlitz parallel zur Richtung des Luftstroms Stroms im wesentlichen beendet ist, ehe der Schlitz liegt und die Tröpfchen lediglich durch Wanderung 25 112 von dem Gasstrom getroffen wird. Die Schlitze längs der Oberfläche des Rohres in den Schlitz ge- 112 erstrecken sich im wesentlichen quer über den langen, dann von dem Schlitz aufgenommen und ab- gesamten Abstand zwischen der Deckenwand 103 geleitet werden. Es tritt daher nur eine sehr geringe und der Bodenwand 104. An jeden Schlitz 112 Gasmenge durch den Schlitz hindurch. schließt sich ein rücklaufender Flansch 113 an, der

Andere Kennzeichen der Abscheidevorrichtung 30 mit dem stromauf gelegenen Abschnitt der Fläche

ergeben sich aus der Beschreibung an Hand der 108 aus einem Stück besteht und auf diese Weise

Zeichnungen. In den Zeichnungen bedeutet eine ununterbrochene Fläche bildet, die sich in den

Fig. 1 eine schaubildliche und teilweise ge- Kanal 110 dieser Schaufel 107 erstreckt. Der Flansch

schnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Ab- 113 hat einen geringen Abstand von der Wandfläche

scheidevorrichtung, 35 109 und bildet in dem Kanal 110 einen schmalen

F i g. 2 einen Teilschnitt durch die in F i g. 1 dar- Durchlaß 114. Mit der Bodenwand 104 ist unterhalb

gestellte Vorrichtung nach Linie 2-2 der F i g. 1 und der Schaufeln 107 ein Behälter 115 verbunden, der

F i g. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch einen über eine Öffnung 116 mit jedem Kanal 110 in Ver-

Teil der in F i g. 1 dargestellten Schaufeln mit den bindung steht. Vorzugsweise befinden sich die öff-

eingezeichneten Gas- und Tropfenbahnen. 40 nungen 116 — wie dargestellt — nahe der Wand-

Die in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellte erfindungs- fläche 109, so daß die Flüssigkeit nicht die Kanäle gemäße Feuchtigkeitsauffangvorrichtung 100 ist zur 110 füllt, wenn die Vorrichtung 100 mit ihrem EinVerwendung bei Anlagen bestimmt, bei denen laß 101 lotrecht nach oben weisend und mit ihrem mindestens eine Drehung in der Richtung des Gas- Auslaß 102 waagerecht weisend angeordnet wird. Stroms zulässig ist, weil der Einlaß 101 der Vor- 45 Ein über ein Rohr 118 mit dem Behälter 115 verrichtung in eine Richtung weist, die um 90° von der bundenes Gebläse 117 od. dgl. saugt die Flüssigkeits-Richtung, in die der Auslaß 102 weist, gedreht ist. tröpfchen und etwas Gas über die Öffnungen 116 aus Zweckdienliche Rohrleitungen sind an den Einlaß den Kanälen 110 heraus und fördert die Flüssigkeit 101 und an den Auslaß 102 angeschlossen, um das und das Gas zu einer Stelle, die von dem Einlaß zur Gas zur Vorrichtung 100 hin und von der Vor- 50 Vorrichtung 100 entfernt angeordnet ist. Das Gebläse richtung 100 weg zu leiten. Die Vorrichtung 100 117 saugt nur einen kleinen Teil der Gesamtmenge weist ein Gehäuse auf, das aus einer Deckenwand des in den Einlaß 101 fließendes Gases ab. Der 103, einer Bodenwand 104, einer gebogenen Innen- größte Teil des Gases verläßt die Vorrichtung 100 wand 105 und einer gebogenen Außenwand 106 be- über den Auslaß 102.

steht. Diese gebogenen Wände erstrecken sich zwi- 55 Beim Durchleiten eines die Flüssigkeitströpfchen sehen der Deckenwand und der Bodenwand und enthaltenden Gasstroms durch eine Rohrleitung bilden einen geschlossenen Durchlaß vom Einlaß ziemlicher Länge sammeln sich bekanntlich einige 101 zum Auslaß 102. Im Durchlaß sind mehrere der Flüssigkeitströpfchen auf den Wänden der Rohr-Leitschaufeln 107 angeordnet, die sich zwischen der leitung und wandern längs dieser Wände. Dieser Deckenwand 103 und der Bodenwand 104 er- 60 Vorgang erfolgt auch bei geradlinigen Rohrleitungen, strecken. Eine dieser Leitschaufeln bildet einen ein- Da die Vorrichtung 100 an ihrem Einlaß 101 mit stückigen Teil mit der Außenwand 106. Die einer Zuführ- oder Einlaßrohrleitung (nicht darge-SchaufelnlO7 weisen einen sichelförmigen Quer- stellt) verbunden sein kann, ist an der Vorrichtung schnitt auf. Alle Schaufeln 107 bestehen aus zwei 100 eine Einrichtung vorhanden, die verhindert, daß Schaufelflächen 108 und 109, die nahe dem Einlaß 65 die an den Wänden einer derartigen Zufuhrrohr-101 und nahe dem Auslaß 102 konvergieren. Die leitung haftende Flüssigkeit über die Vorrichtung 100 Schaufelflächen 108 und 109 haben gekrümmte zum Auslaß 102, d. h. längs der Innenwand 105, Flächenabschnitte und geradlinige Flächenabschnitte, der Außenwand 106, der Deckenwand 103 und der

Bodenwand 104, wandert. Die Außenwand 106 trägt eine mit ihr fest verbundene Schaufel 107 mit einem Schlitz 112, so daß daher die längs der Wand 106 vom Einlaß her wandernde Flüssigkeit in den Schlitz 112 eintritt. Die Innenwand 105 hat einen Schlitz 120, der mit einem Kanal 121 in Verbindung steht, der sich nahe dieser Wand 105 befindet, so daß die längs der Wandfiäche der Wand sich bewegende Flüssigkeit über den Schlitz 120 in den Kanal 121 fließt. Ähnlich den öffnungen 116 ist in der Bodenwand 104 innerhalb des Kanals 121 eine Öffnung 122 vorhanden, über die die im Kanal 121 vorhandene Flüssigkeit in den Behälter 115 fließt und in der beschriebenen Weise abgeleitet wird. In der Deckenwand 103 und in der Bodenwand 104 sind mehrere Schlitze 125 vorhanden, die sich zwischen den Flächen 108 und 109 getrennter benachbarter Schaufeln 107 und zwischen der Fläche 105 und der innersten Fläche 108 erstrecken. Die in der Bodenwand 104 vorhandenen Schlitze 125 sind zum Behalter 115 offen, so daß die längs der Bodenwand 104 sich bewegende Flüssigkeit in den Behälter 115 sickert und in der bereits beschriebenen Weise aus der Vorrichtung 100 abgeleitet wird. Die in der Deckenwand 103 befindlichen Schlitze 125 münden in eine Rohrleitung 126, die dem Behälter 115 ähnlich ist. Die Rohrleitung 126 ist über ein Rohr 127 mit einem Gebläse 128 od. dgl. verbunden, das die längs der Deckenwand 103 sich bewegende Flüssigkeit und einen Teil des Gasstroms über die Schlitze 125 absaugt und den Strom zu einer geeigneten Stelle fördert. Die in der Deckenwand 103 und in der Bodenwand 104 vorhandenen Schlitze 125 erstrecken sich im wesentlichen quer über alle für den Gasstrom bestimmten Durchlässe, so daß der Flüssigkeit, die vom Einlaß 101 her sich über einen beliebigen Abschnitt dieser Flächen bewegt, auf einen Schlitz 125 auftrifft und abgesaugt wird.
Die auf die Flächen 108 auftreffenden Tröpfchen

111 strömen in die Schlitze 112 ein und gelangen über die Durchlässe 114 in die Kanäle 110. Diese Bewegung wird durch einen von einem Gebläse erzeugten Gasstrom begünstigt, der über den Schlitz

112 und über den Durchlaß 114 in den Kanal 110 strömt.

In ähnlicher Weise gelangen die längs der Fläche der Wand 105 sich bewegenden Tröpfchen über den Schlitz 120 in die Rohrleitung 121, und die längs der Deckenwand 103 und der Bodenwand 104 sich bewegenden Tröpfchen gelangen über die Schlitze 125 in den Behälter 115 bzw. in die Rohrleitung 126 und werden abgeleitet.

Erfindungsgemäß werden also die durch die Trägheitsmomentwirkungen abgeschiedenen Tröpfchen 111 über die Schlitze 112 schnell aus dem zum Auslaß 102 fließenden Gasstrom herausbewegt, so daß die Möglichkeit eines Verdampfens und Wiedereinführens der Tröpfchen verringert ist. Die Vorrichtung 100 bildet zwar einen Leitungskrümmer, der den Gasstrom um 90° dreht und die gewünschte Tragheitsmomentwirkung erzielt, doch kann die Ausführung auch so getroffen werden, daß der Gasstrom um einen größeren Winkel oder einen kleineren Winkel als 90° gedreht oder abgelenkt wird.

Die aus dem Gasstrom ausgeschiedenen und in die Kanäle 110 abgeleiteten Flüssigkeitströpfchen enthalten gegebenenfalls aufgelöste Feststoffe, z. B.

Salze, die an den Wänden der Kanäle 110 haften, oder die ausgeschiedene Flüssigkeit selbst haftet an den Wänden der Kanäle 110. Die Ansammlung oder Häufung der sich festsetzenden Feststoffe und Flüssigkeiten kann die Kanäle 110, den Behälter 115, die Rohrleitung 126 und die Durchlässe 114 verstopfen und auf diese Weise das beschriebene Abscheiden und Entfernen der Flüssigkeitströpfchen stören. Zur Verhütung dieses Ansammeins ist mit der Vorrichtung 100 eine Auswaschvorrichtung 130 verbunden, durch die eine Flüssigkeit am oberen Ende jedes Kanals 110 zugeführt wird, um den Kanal auszuwaschen oder auszuspülen. Diese Auswaschvorrichtung 130 besteht aus einem Kopfstück mit den erforderlichen Zweigrohren, die mit dem Innenraum der Kanäle 110 in Verbindung stehen. Zum Auswaschen kann jede Flüssigkeit verwendet werden, die sich mit dem Gasstrom und den Flüssigkeitströpfchen, die aus dem Gasstrom entfernt werden sollen, verträgt. Wird die Vorrichtung 100 beispielsweise zum Filtern von Luft verwendet, so ist es wahrscheinlich, daß die Flüssigkeitströpfchen 111 aus Wasser, z. B. Regenwasser oder Salzsprühwasser, bestehen, so daß in der Auswaschvorrichtung 130 Wasser verwendet wird. Ist dagegen zu erwarten, daß die Tröpfchen 111 eine ölige Substanz enthalten, dann wird vorteilhaft ein öllösungsmittel in der Auswaschvorrichtung 130 verwendet. Die Auswaschvorrichtung 130 wird beim Arbeiten der Abscheidevorrichtung entweder intermittierend oder kontinuierlich verwendet, wie dies für die jeweiligen Betriebsverhältnisse und die jeweilige Anlage am günstigsten ist.

Die Vorrichtung 100 weist zwar vorzugsweise lotrecht gerichtete Schaufeln 107 auf, doch kann die Vorrichtung auch in anderen Lagen angeordnet werden, ohne daß die Arbeitsweise beeinträchtigt wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen aus einem bewegten Gasstrom, bestehend aus einem Krümmer mit mehreren eingebauten Leitschaufeln und diesen zugeordneten Kanälen, die mittels einer Flüssigkeitsansaugvorrichtung der kontinuierlichen Absaugung von Tröpfchen und von Gas dienen, sowie einem quer zu jeder dieser Schaufeln und senkrecht zur Gasstromrichtung verlaufenden, in die Kanäle einmündenden Schlitz, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitschaufel (107) von zwei Flächen (108,109) als Körper mit sichelförmigem Querschnitt gestaltet ist, dessen eine Fläche (108) den Gasstrom zur Richtungsänderung zwingt und somit als Tröpfchenfänger dient, daß ferner der Schlitz (112) die Kanäle (110) im Leitschaufelprofil zur Abführung der niedergeschlagenen Tröpfchen mit dem stromab gelegenen Teil der Fläche (108) verbindet und daß eine Abwascheinrichtung (130) zur Zuführung von Flüssigkeit in das Innere eines jeden der Kanäle (110) zu deren Reinigung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der konkaven Fläche (108) einer jeden Leitschaufel (107) verbundener einstückiger Flansch (113) längs des stromaufwärts gelegenen Endes des Schlitzes (112) in die Kanäle (110) hinein verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen