DE1407992B2 - Drehstroemungswirbler fuer feststoff- oder fluessigkeitsaerosole - Google Patents

Description

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Aerosoleinströmrohr 2 mit geringerem Querschnitt durch Zentrifugalwirkung vorabgeschiedenen gröbe-

als dem der Wirbelkammer 1 angeordnet, wobei die ren Partikeln mit und transportiert sie durch die

untere öffnung 3 des Einströmrohres 2 in den Parti- Öffnung 3 in den Partikelauffangraum,

kelauffangraum mündet. Das Aerosol strömt durch Die Fig. Ib zeigt einen Schnitt durch das Aerosol-

die schräg tangential oder tangential zur Wandung 5 einströmrohr 2 in Höhe der Aerosolzuleitung 4. Vor-

des Einströmrohres 2 gerichtete Zuleitung 4 in das teilhaft ist es, in der Aerosolzuleitung 4 ein sich in

als Vordrehkammer für das Aerosol dienende Aero- Strömungsricntung des Aerosols konisch verjüngen-

soleinströmrohr 2. An ihrer Mündung in das Aero- des Rohrstück 7 vorzusehen. Dieses erhöht auf Grund

soleinströmrohr 2 besitzt die sonst zylinderrohrför- des Kontinuitätsgesetzes die Geschwindigkeit des

mige Zuleitung 4 vorzugsweise einen rechteckigen io durch die Zuleitung 4 einströmenden Aerosols und

Querschnitt. An der Mündung in der Wirbelkammer damit auch seine Umfangsgeschwindigkeit im Aero-

des Abscheiders ist das Einströmrohr durch ein soleinströmrohr 2 und in der Rotationsströmung in

Profil 5 so ausgebildet, daß sich sein Querschnitt in der Wirbelkammer.

Strömungsrichtung des Aerosols gesehen nach Art Fig. 2 stellt einen Drehströmungswirbler dar mit

eines Venturirohres zunächst allmählich verengt und 15 einem in vorteilhafter Weise abgewandelten Aerosol-

schließlich wieder rasch erweitert. einströmrohr. Der Wirbler besteht aus der Wirbel-

Durch die schräg tangential zum Wirbelkammer- kammer 8 mit tangentialen und dem Aerosolstrom mantel gerichteten Einlasse wird ein Hilfsgas Vorzugs- schräg entgegengerichteten Einlassen für das Hilfsgas, weise gegen den Aerosolstrom zugeführt. Dadurch Das koaxial unten an der Wirbelkammer angeordnete wird eine aus der äußeren Umlauf- und der inneren 20 Aerosoleinströmrohr ist zu einer Vordrehkammer 10 Rotationsströmung bestehende Drallbewegung, die ausgebildet worden. Diese Vordrehkammer 10 besogenannte Drehströmung, angeregt. In der zwischen steht in der Mitte aus einem zylinderrohrförmigen der Umlauf- und der Rotationsströmung befindlichen Teil und verjüngt sich sowohl nach oben wie nach Mischzone treten zusätzliche nach außen gerichtete unten kegelförmig. An der Spitze des oberen Kegels Schleppkräfte auf, die zusätzlich zur Zentrifugalkraft 25 ist ein Rohr 11 mit einem Venturiprofil 12 so angeauf die Schwebeteilchen im Aerosol wirken. Diese ordnet, daß es in die Wirbelkammer 8 hineinragt, werden schließlich durch den Ringspalt hindurch An der Spitze des unteren Kegels befindet sich eine in den Teilchenauffangraum abgeführt. Das gerei- in den Partikelauffangraum 15 führende Öffnung 13, nigte Aerosolträgermedium verläßt den Abscheider die durch eine Klappe 14 verschieden stark geöffnet an seinem oberen, in der Figur nicht dargestellten, 3° werden kann. Auch der in seiner Mitte zylinderrohr-Ende. Über der Mündung des Aerosoleinströmrohres förmige Teilchenauffangraum 15 läuft nach oben und in der Wirbelkammer bildet sich eine ebene Wirbel- unten trichterförmig aus und ist an seinem unteren senke aus, in der das Aerosol aus der im peripheren Ende mit einer Entleerungsklappe 19 zur Entfernung Bereich der Wirbelkammer wendelförmig nach unten der abgetrennten Partikeln versehen,
mit axial nach unten gerichteter Geschwindigkeits- 35 Das Aerosol wird durch die tangential an den komponente verlaufenden Umlauf strömung auf einer zylinderrohrförmigen Teil der Vordrehkammer 10 logarithmischen Spirale nach innen strömt. Im Kern angeordnete Zuleitung 16 zugeführt. Ein Ast 20 des der Senke unmittelbar über der öffnung des Aerosol- Aerosolstromes steigt in der Vordrehkammer 10 einströmrohres 2 strömt das Aerosol dann in einer wendelförmig in Form einer Rotationsströmung mit Rotationsströmung mit axial nach oben gerichteter 40 axialer Geschwindigkeitskomponente nach oben. In Geschwindigkeitskomponente nach oben. der oberen kegelförmigen Verjüngung der Vordreh-

An der Stelle S im Aerosoleinströmrohr 2 spaltet kammer 10 wird die Umfangsgeschwindigkeit des sich vom beispielsweise tangential einströmenden wendeiförmigen Strömungsastes 20 immer größer, Aerosolstrom ein starker Ast I ab, der sich auf Grund schließlich strömt das Aerosol mit einer starken Geder im Drehströmungswirbler vorherrschenden Strö- 45 schwindigkeitskomponente in Umf angsrichtung durch mungsrichtung nach oben windet und dessen Um- das Rohr 11 in die eigentliche Wirbelkammer 8 ein. fangsgeschwindigkeit sich wegen der vom Profil 5 In dieser wird dem Aerosolstrom durch das durch hervorgerufenen Einschnürung vergrößert, so daß die Zuführungen 9 eingeleitete Hilfsgas eine aus das aus dem Aerosoleinströmrohr 2 in die Wirbel- Umlaufströmung 21 und Rotationsströmung 22 bekammer 1 eintretende Aerosol bereits eine erhebliehe 50 stehende Drehströmung aufgedrückt. Die Umlauf-Vordrehung besitzt. Daher erhöht sich auch die strömung 21 besitzt eine axial nach unten gerichtete Umfangsgeschwindigkeit der im Kern der Wirbel- Geschwindigkeitskomponente und verläuft im äußesenke mit axial nach oben gerichteter Geschwindig- ren peripheren Bereich der Wirbelkammer. Das keitskomponente verlaufenden Rotationsströmung. Aerosol, vermischt mit dem Hilfsgas aus den Em-Die hieraus resultierenden vergrößerten Fliehkräfte 55 lassen 9, strömt aus der Umlauf strömung 21, über bewirken, daß die Schwebeteilchen, die eine größere die sich oberhalb der Mündung des Rohres 11 ausMasse als die sie umgebenden Teilchen des Träger- bildende Wirbelsenke 23 in die im axialen Bereich mediums besitzen, eine andere Bahn einschlagen als der Wirbelkammer nach oben verlaufende Rotationsdas Trägermedium. Insbesondere auch die feinkör- strömung 22. Da das durch das Rohr 11 in die Kamnigen Teilchen werden in den äußeren Abscheider- 60 mer 8 eintretende Aerosol bereits eine Vordrehung bereich abgetrieben, wo sie erst wirksam vom Träger- besitzt, erreicht man insbesondere in der Rotationsmedium des Aerosols getrennt und von einem Ast strömung 22 eine höhere Umfangsgeschwindigkeit der peripheren Umlauf strömung aus der Wirbelkam- ohne Erhöhung der Energie des durch die Einlasse 9 mer durch den Ringspalt 6 in den Teilchenauffang- einströmenden Hilfsgases. Die in den äußeren Beraum abgeführt werden. 65 reich des Abscheiders ausgetragenen Partikeln werden

Der sich im Aerosoleinströmrohr bei S vom Aero- von einem Ast 24 der Umlaufströmung 21 durch den solstrom abspaltende wesentlich schwächere Ast II Ringspalt 25 in den Partikelauffangraum 15 abgewindet sich nach unten, nimmt die im Einströmrohr 2 führt. Der Strömungskörper 17 in Form eines Dop-

pelkegels in der VordrehkammerlO und der tropfenförmige Strömungskörper 18 über oder in der Mündung des Rohres 11 in der Wirbelkammer 8 dienen zur Stabilisierung der Strömungen. Der Strömungskörper 18 schirmt überdies auch noch die für die Partikelabscheidung singuläre Wirbelkammerachse ab. In der Vordrehkammer 10 erfolgt eine Vorabscheidung gröberer Teilchen, die von einem nach unten gerichteten schwächeren Ast des Aerosolstromes zur öffnung 13 abgeführt werden.

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform für die Vordrehkammer 10. Um die vorabgeschiedenen groben Partikeln ohne Schwierigkeiten aus der Anlage zu entfernen, kann man den unteren Kegel der

Vordrehkammer 10 bis zum Boden des Partikelauffangraumes 15 ziehen und gegebenenfalls mit einer Zellenschleuse, die in der Figur nicht dargestellt ist, gegen die Außenluft abschließen. Der nach unten gerichtete, die groben Partikeln 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 Partikelaustrag 26 mit einer Zellenschleuse versehen. Auch diese ist in der Figur nicht eingetragen. Die Rückluft aus dem Teilchenauffangraum 15 strömt durch die Öffnung 27 in die Aerosolzuleitung 16 zurück.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 durch eine zusätzliche Quellenwirkung in einiger Patentansprüche: Höhe über der Mündung des Aerosoleinströmrohres wird ein großer Teil der Schwebeteilchen in die

1. Drehströmungswirbler für Feststoff- oder äußere Umlauf strömung hineingetragen und durch Flüssigkeitsaerosole mit zylinderrohrförmiger 5 einen sich von ihr abtrennenden Ast in den Auffang-Wirbelkammer mit koaxialem Einströmrohr und raum am Aerosoleinlaß abgeführt,
gegenüberliegendem axialen Reingasauslaß sowie Ein Teil der Schwebeteilchen, insbesondere die in die Wirbelkammer mündenden, dem einströ- kleinsten mit geringer Masse, bleibt jedoch in der menden Aerosol schräg entgegengerichteten Hilfs- Mitte des Wirbiers. Diese Schwebeteilchen befinden gaseinlässen und einem das axiale Einströmrohr io sich somit im Bereich der Rotationsströmung und umgebenden Auslaßspalt für die abgeschiedenen werden daher insbesondere in der die Achse umPartikeln, dadurch gekennzeichnet, daß gebenden Kernzone, in der die Fliehkräfte nahezu das Einströmrohr (2,10) eine tangential oder verschwinden, im Strom des gereinigten Trägerschräg tangential einmündende Aerosolzuleitung mediums nach oben abgeführt, so daß im den Aus-(4,16) und an seiner Mündung (5,12) in die 15 laß des Abscheiders verlassenden gereinigten Aero-Wirbelkammer (1) einen in Strömungsrichtung solträgermedium noch viele feinkörnige Schwebedes Aerosols gesehen nach Art eines Venturi- teilchen enthalten sind.

rohres sich zunächst allmählich verengenden und Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

schließlich rasch vergrößernden Strömungsquer- das Aerosol so in die Wirbelkammer einzuführen, schnitt aufweist. 20 daß auch feinste Schwebeteilchen im axialen Bereich

2. Drehströmungswirbler nach Anspruch 1, abgeschieden werden. Die Erfindung besteht dabei dadurch gekennzeichnet, daß an der Aerosol- darin, daß das Einströmrohr eine tangential oder zuleitung (16) eine in den Teilchenauffangraum schräg tangential einmündende Aerosolzuleitung und (15) mündende öffnung (27) vorgesehen ist. an seiner Mündung in die Wirbelkammer einen in

25 Strömungsrichtung des Aerosols gesehen sich nach Art eines Venturirohres zunächst allmählich verengenden und schließlich rasch vergrößernden

Strömungsquerschnitt aufweist.

Damit wird also dem in die Wirbelkammer ein-

30 tretenden Aerosolstrom schon ein Drall aufgedrückt,

so daß sich die in der Wirbelkammer herrschenden

Fliehkräfte erheblich verstärken. Dieser Vordrall hat

Die Erfindung betrifft einen Drehströmungswirbler zur Folge, daß an den Hilfsgaseinlässen ein germfür Feststoff- oder Flüssigkeitsaerosole. Derartige gerer Druck anzustehen braucht, d. h. daß ein ge-Drehströmungswirbler sind beispielsweise aus der deut- 35 ringerer Energieaufwand erforderlich ist, um auch sehen Patentschrift 1 092 281 oder der französischen die kleinsten Schwebeteilchen durch erhöhte Zentri-Patentschrift 1 235 749 bekannt und bestehen aus fugalkräfte aus der achsnahen Kernzone in den zum einer zylinderrohrförmigen Wirbelkammer, an deren Auslaßspalt führenden Ast der äußeren Umlaufeinem Ende koaxial ein Einströmrohr für das axial strömung zu treiben und somit eine gute Abscheidein die Wirbelkammer eintretende Aerosol angeordnet 40 leistung des Drehströmungswirblers, insbesondere ist. Das gereinigte Trägermedium verläßt die Kam- auch im Bereich sehr feinkörniger Schwebeteilchen mer in axialer Richtung an deren anderem Ende. zu erreichen.

Die bekannten Drehströmungswirbler weisen außer- Darüber hinaus erfolgt im Einströmrohr durch die

dem einen das axiale Einströmrohr umgebenden tangentiale Zuführung des Aerosols schon eine ge-Auslaßspalt für die abgeschiedenen Partikeln auf. 45 wisse Vorabscheidung der Partikeln, die direkt nach Durch am Wirbelkammermantel angeordnete und unten in den Partikelauf fangraum ausgetragen wervorzugsweise tangential und schräg gegen den Aero- den können. Zur Rückführung der in den Bunker solstrom gerichtete Einlasse strömt ein Hilfsgas in mit abströmenden Tragluft ist es zweckmäßig, wenn die Kammer ein. Dadurch wird in der Kammer eine an der Aerosolzuleitung eine in den Partikelauffang-Drallbewegung erzeugt, mit deren Hilfe es gelingt, 50 raum mündende Öffnung vorgesehen ist, durch die die Schwebeteilchen vom Trägermedium zu trennen die Tragluft in die Zuleitung zurückströmen kann,
und in den das Aerosol-Einströmrohr konzentrisch An Hand einer schematischen Zeichnung sind

umgebenden Auslaßspalt abzuführen. Neueren Er- Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispiekenntnissen zufolge wird durch das Hilfsgas eine len nach der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
potentialströmungsähnliche Umlaufströmung mit 55 F i g. 1 a einen Längsschnitt durch den Einlaufeiner Geschwindigkeitskomponente in axialer Rieh- bereich eines Drehströmungswirblers,
tung im peripheren Bereich des Drehströmungs- Fig. Ib einen Querschnitt durch den Einlauf -

wirblers angeregt, die dem ihr entgegengesetzt ge- bereich in Höhe der Aerosolzuleitung,
richteten Aerosolstrom eine Drehung aufdrückt. F i g. 2 einen vollständigen Drehströmungswirbler

Über der Mündung des Aerosoleinströmrohres in 60 mit besonderer Ausbildung des Einströmrohres und die Wirbelkammer bildet sich eine ebene Wirbel- F i g. 3 einen ähnlichen Drehströmungswirbler mit

senke aus, über die der größte Teil des Hilfsgases einer weiteren Ausführungsform des Einströmrohres, in den achsnahen Bereich der Wirbelkammer strömt Fig. 1 zeigt den Einlaufbereich eines Drehströ-

und dort dem Aerosolstrom eine gleichsinnig zur mungswirblers mit einem Wirbelkammermantel 1, äußeren Umlaufströmung umlaufende Rotations- 65 an den oben in der Figur nicht dargestellte tangential strömung mit axialer Geschwindigkeitskomponente zum Mantel und dem Aerosolstrom schräg entgegenin Richtung des Aerosolstromes aufdrückt. Durch gerichtete Hilfsgaseinlässe angebracht sind. Koaxial die sich ausbildende Strömungskombination sowie zur Wirbelkammer ist an deren unterem Ende das