DE1407992A1 - Aerosolzuleitung in einen Wirbelabscheider fuer Gas- oder Fluessigkeitsaerosole - Google Patents
Aerosolzuleitung in einen Wirbelabscheider fuer Gas- oder FluessigkeitsaerosoleInfo
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- Cyclones (AREA)
Description
3 1. JAN. 1964
Siemens-Schuckertwerke .Erlangen,
Aktiengesellschaft Werner-von-Siemens-Straße
PLA 64/1045 PLA 9/110/967
■ Aerosolzuleitung in einen Wirbelabscheider für Gas- oder Flüssigkeitsaerosole
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Wirbelabscheider beispielsweise nach
Patent 1 092 281. Ein derartiger Wirbelabscheider besteht aus einer zylinderrohrförmigen Wirbelkammer, an deren einem Ende
koaxial ein Einlaßrohr für das axial in die Wirbelkammer eintretende Aerosol angeordnet ist. Das gereinigte flüssige oder
gasförmige Trägermedium verläßt die Kammer in axialer Richtung an deren anderem Ende. Durch am Kammermantel angeordnete und
vorzugsweise schräg außermittig oder auf Grund neuerer Erkenntnisse auch schräg tangential gegen den Aerosolstrom gerichtete
Zuführungen strömt ein flüssiges oder gasförmiges Zweitmedium
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in die Kammer ein. Dadurch wird in der Kammer eine Drallbewegung
erzeugt, mit deren Hilfe es gelingt, die Schwebeteilchen vom Trägermedium zu trennen und in das das Aerosol-Einlaßrohr
konzentrisch umgebende Auffangrohr abzuführen.
Neueren Erkenntnissen zufolge wird durch das Zweitmedium eine potentialströmungsartige Umlaufströmung mit einer Geschwindigkeitskomponente
in axialer Richtung im peripheren Bereich des Abscheiders angeregt, die dem ihr entgegengesetzt
gerichteten Aerosolstrom eine Drehung aufdrückt. Über der Mündung dey Aerosoleinlaßrohres in die Wirbelkammer bildet sich
eine ebene Wirbelsenke aus, über die der größte Teil des Zweitmediums in den achsennahen Bereich strömt und dort dem Aerosolstrom
eine gleichsinnig zur Potentialströmung umlaufende Rotationsströmung mit axialer Geschwindigkeitskomponente in Richtung
des Aerosolstromes aufdrückt. Durch die sich ausbildende Strömungskombination sowie durch eine zusätzliche Quellenwirkung
in einiger Höhe über der Mündung des Aerosoleinlaßrohres wird ein großer Teil der Schwebeteilchen in die Potentialumlaufströmung
hineingetragen und durch einen sich von ihr abtrennenden Ast in den Auffangraum am Aerosoleinlaß
abgeführt.
Ein Teil der ^Schwebeteilchen, insbesondere die kleinsten
mit geringer Masse, bleibt jedoch in der Mitte des Abscheiders, die befinden sich somit im Bereich der Rotationsströmung und
werden daher insbesondere in der die Achse umgebenden Kernzone, in der die Fliehkräfte nahezu verschwinden, im otrom des gereinigten
Trägermediums nach oben abgeführt, so daß im den Auslaß dea Abscheiders verlassenden gereinigten Aerosolträgermedium
noch viele feinkörnige Schwebeteilchen enthalten
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Die Erfindung besteht nun darin, daß der Aerosolstrom nicht axial in das Aerosoleinlaßrohr eingeführt wird, sondern durch
eine gesonderte Zuleitung tangential oder schräg tangential zur Wandung des Aerosoleinlaßrohres. Die untere Öffnung des
Aerosoleinlaßrohres mündet beispielsweise in den Teilchenauffangraum.
Im Einlaßrohr bilden sich zwei Rotationsströmungsäste mit entgegengesetzter Geschwindigkeitskomponente in axialer
Richtung aus. In der aus dem Aerosoleinlaßrohr gebildeten sogenannten Vordrehkammer tritt eine Vorabscheidung grober Aerosolschwebeteilchen
ein, die von dem Rotationsatrömungsast mit nach unten gerichteter Geschwindigkeitskomponente in axialer Richtung
in den Teilchenauffangraum abgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt noch den Vorteil,
daß an den Zuführungen des Zweitmediums und auch an der Aerosolzuleitung ein geringerer Druck anzustehen braucht, d.h. daß
ein geringerer Energieaufwand erforderlich ist, um auch die kleinsten .schwebeteilchen durch erhöhte Zentrifugalkräfte aus
der achsennahen Kernzone in den zum Auffangraum führenden Ast der Potentialumlaufströmung zu treiben und so eine gute Abscheideleistung
des Abscheiders insbesondere auch im Bereich sehr feinkörniger ochwebeteilchen zu erreichen.
' An Hand der Figuren sollen Vorteile und Wirkungsweise der
Erfindung verdeutlicht werden.
Figur la zeigt einen Wirbelabscheider mit einem Wirbelkammermantel
1, an dem oben in der Figur nicht dargestellte schräg
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außermittig oder schräg tangential zum Mantel dem Aerosolstrom entgegengerichtete Zuführungen für das Zweitmedium
angebracht sind. Koaxial zur Wirbelkammer ist an deren unterem Ende das Aerosoleinlaßrohr 2 mit geringerem Querschnitt
als dem der Wirbelkammer angeordnet, dessen untere öffnung 3 in den Teilchenauffangraum mündet. Das Aerosol strömt durch
die schräg tangential oder tangential zur Wandung des Kesseleinlaßrohres 2 gerichtete Zuleitung 4 in das als Vordrehkammer
für das Aerosol dienende Aerosoleinlaßrohr 2. An ihrer Mündung in das Aerosoleinlaßrohr 2 besitzt die sonst zylinderrohrförmige
Zuleitung 4 vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt. An der Mündung des Aerosoleinlaßrohres 2 in der Wirbelkammer des übscheiders
befindet sich ein Profil 5, so daß sich dort der Querschnitt des Einlaßrohres 2 in otrömungsrichtung des Aerosols
durch die Wirbelkammer gesehen zunächst allmählich verengt und schließlich wieder rasch erweitert.
Durch die schräg tangential oder schräg außermittig zum Abscheidermantel gerichteten Zuführungen für das Zweitmedium
wird z.B. bei gasförmigem Aerosol ein Hilfsgas vorzugsweise
gegen den Aerosolstrom zugeführt. Dadurch wird eine aus der Potentialumlauf- und der Rotationsströmung bestehende Drallbewegung,
die sogenannte Drehströmung, angeregt. In der zwischen der Potential- und itotationsströmung befindlichen
Mischzone treten infolge der überlagerten Geschwindigkeitsfelder zwischen Potential- und Rotationsströmung Relativ- bzw. Corioliskräfte
auf, die zusätzlich zur Zentrifugalkraft auf die Schwebeteilchen
im Aerosol wirken. Diese werden schließlich durch den Ringspalt 6 hindurch in den Teilchenauffangraum abgeführt.
Das gereinigte beispielsweise.gasförmige Aerosolträgermedium
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verläßt den Abscheider an seinem oberen, in der Figur nicht dargestellten Ende. Über der Mündung des Aerosoleinlaßrohres
in der Wirbelkammer bildet sich eine ebene Wirbelsenke aus, in der das Aerosol aus der im peripheren Bereich der Wirbelkammer
wendelförmig nach unten mit axial nach unten gerichteter Geschwindigkeitskomponente verlaufenden Potentialumlaufströmung
auf einer logarithmischen Spirale einströmt. Im Kern der Senke unmittelbar Über der Öffnung des Rohgaseinlaßrohres 2
strömt das Aerosol in einer Rotationsströmung mit axial nach oben gerichteter Geschwindigkeitakomponente nach oben.
An der Stelle 3 im Aerosoleinlaßrohr 2 spaltet sich vom
beispielsweise tangential einströmenden Aerosolstrom ein starker Ast I ab, der sich auf Grund der im Abscheider
vorherrschenden Strömungsrichtung nach oben windet und dessen Umfangsgeschwindigkeit sich wegen der vom Profil 5 hervorgerufenen
Einschnürung vergrößert, so daß das aus dem Aerosoleinlaßrohr 2 in die Wirbelkammer eintretende Aerosol bereits
eine erhebliche Vordrehung besitzt. Daher erhöht sich auch die Umfangsgeschwindigkeit der im Kern der Wirbelsenke mit
axial nach oben gerichteter Geschwindigkeitskomponente verlaufenden Rotationsströmung. Die hieraus resultierenden
vergrößerten Fliehkräfte bewirken, daß die Schwebeteilchen, die eine größere Masue als die sie umgebenden Teilchen des
Irägermediums besitzen, eine andere Bahn einschlagen als.
das Trägermedium, Insbesondere auch die feinkörnigen Teilchen
werden in den äußeren .abacheiderbereich abgetrieben, wo sie
erst wirksam vom irägermedium des Aerosols getrennt und von einem
. - 5 - Wl/Di
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¥La 64/1045
Ast der peripheren iotentialumlaufströmung aus der Wirbel—*
kammer durch den Ringspalt 6 in den Teilchenaufi'angraum
abgeführt werden.
Der sich im Aero3oleinlaßrohr bei 3 vom Aerosolstrom abspaltende
wesentlich schwächere Aat II windet sich nach unten, nimmt
die im Einlaßrohr 2 durch Zentrifugalwirkung vorabge^chiedenen gröberen Staubteilchen mit und transportiert sie durch die
Öffnung 3 in den Teilchenauffangraum.
Die Figur 1 b zeigt einen schnitt durch das Aerosoleinlaßrohr
in Höhe der aerosolzuleitung 4. Vorteilnaft ist es, in der iierosolzuleitung 4 ein sich in ötrömungsrichtung des «eroaols
konisch verjüngendes Rohrstück 7 vorzusehen. Dieüe3 erhöht
auf Grund des Kontinuitätsgesetzes die, Geschwindigkeit
des durch die Zuleitung 4 einströmenden .aerosols und damit auch seine Umfangsgeschwindigkeit im jitrosoleinlaßrohr 2 und in der·
Rotationsotrömung in der Wirbelkammer.
Figur 2 stellt einen Wirbelabecheider dar mit einem in vorteilhafter
Weise abgewandelten Aerosoleinlaßrohr. Der Abscheider besteht aus der Wirbelkammer 8 mit schräg tangential oder schräg
außermittig dem Aerosolatrom entgegengerichteten Zuführungen für das Zweitmedium. Das koaxial unten an der Wirbelkammer
angeordnete Aero3oleinlaßrohr ist zu einer Vordrehkammer IO ausgebildet worden. Diese Vordrehkammer 10 besteht in der
Mitte aus einem zylinderrohrförmigen Teil und verjüngt sich sowohl nach oben wie nach unten kegelförmig. An der Spitze des
oberen Kegels ist ein Rohr 11 mit einem Venturiprofil 12 so
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- 6 - Wl/Di
BAD L
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angeordnet, daß es in die Wirbelkammer 8 hineinragt. An der öpitze des unteren Kegels befindet sich eine in den Teilchenauffangraum
15 führende öffnung 13» die durch eine Klappe 14 verschieden stark geöffnet werden kann. Auch der in seiner
Mitte zylinderrohrförinige Teilchenauffangraum 15 läuft nach
oben und unten trichterförmig aus und ist an seinem unteren Ende mit einer Entleerungsklappe 19 zur Entfernung der abgetrennten
Teilchen versehen.
Das Aerosol wird durch die tangential an den zylinderrohrförmigen
Teil der Vordrehkammer 10 angeordnete Zuleitung 16 zugeführt. Ein Ast 20 des Aerosols t,roiiies steigt in der VorarehkamKier
10 wendelförmig in Form einer Rotationsströmung mit axialer G-euchwiridigkeitskomporiente nach oben. In der
oberen kegelförmigen Verjüngung der Vordrehkam^er 10 wird
die Umfangsgeschwindigkeit des wendelförmigen Jtrömungsastes 20
immer größer, schließlich strömt das Aerosol mit einer starken Geschwindigkeitskomponente in Umfangsfichtung durch das Rohr 11
in die Wirbelkammer 8 ein. In dieser wird dem Aerosolstrom durch das durch die Zuführungen S eingeleitete Zweitmedium
eine aus Potentialumlaufströmung 21 und Rotationsströmung 22
bestehende Drehströmung aufgedrückt. Die Potentialumlaufströmung 21 besitzt eine axial nach unten gerichtete Geschwindigkeitskomponente
und verläuft im äußeren peripheren Bereich der Wirbelkammer. Das Aerosol, vermischt mit dem Zweitmedium
aus den Zuführungen 9, strömt aus der Potentialumlaufströmung 21, übor die sich oberhalb der Mündung des Rohres 11
ausbildende Wirbelsenke 23 in die im axialen Bereich der Wirbelkammer
nach oben verlaufende Rotationsatrömung 22. Da das durch
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Λ 909840/0291
Λ PLA 64/1045
das Rohr 11 in die Kammer 8 eintretende Aerosol bereits eine Vordrehung besitzt, erreicht man insbesondere in der Rotationsströmung 22 eine höhere Umfangsgeschwindigkeit ohne Erhöhung der
Energie des durch die Zuführungen 9 einströmenden Zweitmediums. Die in den äußeren Bereich des Abscheiders ausgetragenen Teilchen
werden von einem Ast 24 der Potentialumlaufströmung 21 durch den Ringspalt 25 in den Teilchenauffangraum 15 abgeführt.
Der Strömungskörper 17 in Form eines Doppelkegels in der Vordrehkammer 10 und der tropfenförmige Strömungskörper 18 über
der Mündung des Rohres 11 in der Wirbelkammer 8 dienen zur Stabilisierung der Störungen. Der Strömungskörper 18 schirmt
überdies auch noch die für die Teilchenabscheidung singuläre Wirbelkammerachüe ab. In der Vordrehkamrner 10 erfolgt eine
Vorabscheidung gröberer Teilchen, die von einem nach unten gerichteten schwächeren Ast des Aerosolstromes zur öffnung Ί3
abgeführt werden.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform für die Vordrehkammer
10. Um die vorabgeschiedenen groben Teilchen ohne Schwierigkeiten aus der Anlage zu entfernen, kann man den
unteren Kegel der Vordrehkammer 10 bis zum Boden des Teilchenauffangraumes 15 ziehen und gegebenenfalls mit einer
Zellenschleuse, die in der Figur nicht dargestellt ist, gegen die Außenluft abschließen. Der nach unten gerichtete, die
groben Teilchen zum Austrag 26 transportierende Ast des Aerosolstromes läuft dann wieder nach Abgabe der Teilchen in die
Mitte des unteren kegelförmigen Teiles der Vordrehkammer 10 nach oben zurück und in den eintretenden Aerosolstrom hinein.
^Selbstverständlich kann man den Teilchenaustrag 26 mit einer
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Zellenaehleuse versehen. Auch diese ist in der Figur nicht eingetragen.
Die Rückluft aus dem Teilchenauffangraum 15 strömt
durch die öffnung 21 in die Aeroaolzuleitung 16 zurück.
7 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
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Claims (7)
1. Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Teilchenabscheider,
insbesondere in einen Wirbel- oder Drehströniungsabacheider
nach Pattnt 1 092 281, bei dem das Aerosol unten in axialer Richtung durch ein koaxiales Aerosoleinlaßrohr
in eine zylinderrohrförmige, vorzugsweise vertikale Wirbelkammer
größeren Querschnittes eintritt, an deren Mantel schräg außermittig oder schräg tangential dem Rohgasstrom
entjjegengerichtete Zuführungen für ein Zweitmedium angeordnet
sind und an deren oberem Ende das gereinigte Aerosol-Trägermedium und das Zweitmedium austreten, dadurch gekennzeichnet,
daß die üerosolzuleitung (4) vorzugsweise mit einem rechteckigen Querschnitt tangential oder schräg tangential zur
Rohrwandung an dem gleichzeitig als Vordrehkammer für das . Aerosol dienenden Aerosoleinlaßrohr (2) angeordnet ist,
das an seiner Mündung in die Wirbelkammer so mit einem Profil (5) versehen ist, daß sich dort sein wuerjchnitt in
Jtrömungsrichtung des Aerosols durch die Wirbelkammer gesehen nach «rt eines Venturirohres zunächst allmählich verengt und
schließlich rasch vergrößert.
2. Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Teilchenabscheider
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Aerosolzuleitung (4) mindestens
stellenweise in otrömungsrichtung des Aerosols gesehen kontinuierlich verringert.
3· Einrichtung zur Zuführung des aerosols in einen Teilchenabscheider
n&ch Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aerosolzuleitung (16) eine in den Teilchenauffangraum
(15) mündende öffnung (21) vorhanden i3t.
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4. Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Teilchenabscheider
nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Vordrehkammer (10) dienende Aerosol-Einlaßrohr
nach oben und nach unten trichterförmig ausläuft, während das Mittelteil, an dem die Aerosolzuleitung (4) tangential
oder ochräg tangential angeordnet ist, zylinderrohrförmig
ausgebildet ist.
5. Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Teilchenabscheider
nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in dem als Vordrehkami..er (10) dienenden Aerosol-Einlaßrohr
koaxial zu diesem ein ütrömungskörper (17) angebracht ist, der nach oben und nach unten jeweils in der Art eines
Kegels ausläuft, wobei der Winkel an der Spitze des der Wirbelkammer (8) benachbarten Kegels vorzugsweise spitz,
der Winkel an der opitze des anderen Kegels jedoch vorzugsweise stumpf ist.
6. Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Wirbelabscheider
nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Spitze der aus dem Aerosoleinlaßrohr
gebildeten Vordrehkammer (10) eine Öffnung (13) angeordnet ist, die in den Teilchenauffangraum (15) mündet und die
mit einer Regulierklappe (14) verschieden stark geöffnet werden kann.
7. Einrichtung zur Zuführung des Aerosols in einen Wirbelabscheider
nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der aus dem Aerosoleinlaßrohr gebildeten
Vordrehkamn:er (10) bis zum Boden des Teilchenauffangraumes (15) gezogen ist und aowohl an dem Boden der Vordreh-
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kammer (10) als auch am Boden des Teilchenauffangraumes (15)
eine Zellenschleuse angeordnet is't.
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- 12 - Wl/Di
Al
Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0089318 | 1964-02-01 | ||
DES0089318 | 1964-02-01 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1407992A1 true DE1407992A1 (de) | 1969-10-02 |
DE1407992B2 DE1407992B2 (de) | 1972-10-26 |
DE1407992C DE1407992C (de) | 1973-05-30 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3834906A2 (de) | 2019-12-13 | 2021-06-16 | Wenker GmbH & Co. Kg | Vorrichtung und verfahren zur abtrennung von schwebstoffen aus gasströmen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3834906A2 (de) | 2019-12-13 | 2021-06-16 | Wenker GmbH & Co. Kg | Vorrichtung und verfahren zur abtrennung von schwebstoffen aus gasströmen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1075695A (en) | 1967-07-12 |
BE659103A (de) | 1965-05-28 |
NL6501090A (de) | 1965-08-02 |
DE1407992B2 (de) | 1972-10-26 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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