DE1544114C3

DE1544114C3 - Vorrichtung zum Abscheiden von festen oder flüssigen Teilchen

Info

Publication number: DE1544114C3
Application number: DE1966R0044706
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing. 5100 Aachen Regehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-12-02
Filing date: 1966-12-02
Publication date: 1979-11-15
Also published as: BE707388A; NL144166B; DE1544114B2; CH457100A; NL6716207A; DE1544114A1; GB1171378A

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von festen oder flüssigen Teilchen aus Gasen mit mehreren in Abstand nebeneinanderliegenden und wellenförmige Strömungskanäle bildenden Profilplatten von sinusförmigem Profil, die an den Scheiteln der Umlenkstellen mit Fangrinnen versehen sind, welche ein den Profilplatten ähnliches sinusförmiges Profil aufweisen. — Solche Vorrichtungen arbeiten als sogenannte Trägheitsabscheider. Die abzuscheidenden Teilchen folgen aufgrund ihrer Trägheit nicht dem wellenförmigen Verlauf der Gasströmung durch die Strömungskanäle, sondern werden in Fangrinnen aufgefangen, gesammelt und aus der Vorrichtung abgeleitet. Dabei sind einander widersprechende Forderungen zu berücksichtigen: Einerseits wird ein möglichst hoher Abscheidegrad, insbesondere auch für kleine Teilchen, angestrebt, andererseits sollen derartige Vorrichtungen möglichst geringe Druckverluste verursachen. Zur Erhöhung des Abscheidegrades werden allgemein Einbauten vorgesehen, die den Strömungsverlauf möglichst stark beeinflussen. Diese Einbauten führen jedoch zugleich zur Bildung von Wirbeln, welche die Druckverluste beträchtlich heraufsetzen. Zudem ist bei derartigen Vorrichtungen zu berücksichtigen, daß bereits abgeschiedene Teilchen nicht erneut in die Gasströmung gelangen dürfen.

Bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (JP-GM 17 539/62) bestehen die im Bereich der Umlenkstellen an die sinusförmig profilierten Profilplatten angeschlossenen Fangrinnen aus Stegen, die gleichfalls ein im wesentlichen sinusförmiges Profil aufweisen. Die Stege enden im Scheitelbereich der Umlenkstellen und schließen hier mit den Profilplatten anströmseitige Trennöffnungen ein. Mit den bekannten Vorrichtungen lassen sich bei hohen Anströmgeschwindigkeiten befriedigende Abscheidegrade erreichen. Dagegen erweist die Wirkung dieser bekannten Vorrichtungen sich bei niedrigen Anströmgeschwindigkeiten als unzureichend. Das ist insbesondere dann nachteilig, wenn derartige Vorrichtungen bei zeitlich schwankendem Gasanfall und folglich bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten betrieben werden sollen. Außerdem treten jedenfalls erhebliche Druckverluste infolge von Wirbelbildungen an den Fangrinnen ein. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die sich in einem breiten Bereich der Anströmgeschwindigkeit, insbesondere bei niedrigen Anströmgeschwindigkeiten, durch hohen Abscheidegrad bei geringen Druckverlusten auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, die Fangrinnen zu die Scheitel der Profilplatten überfassenden Trennkammern zu erweitern, die eine aus dem Profil der Profilplatte sich stetig absetzende Ablaufwand und eine annähernd sinusförmig ausgebildete, nach der Trennöffnung auslaufende Rückwand aufweisen, und dadurch den Querschnitt der Strömungskanäle im Bereich der Umlenkstellen kontinuierlich zu verringern. Vor der Trennkammer und/oder nach der Trennkammer können, jedoch gegenüberliegend, zusätzliche Fangrinnen angeordnet sein. Im übrigen können am Auslauf der Profilplatten Sperrkammern vorgesehen sein.

Im Bereich hoher Anströmgeschwindigkeiten wird bei bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen der erreichbare Abscheidegrad im allgemeinen vor allem durch Wirbelbildungen begrenzt, und zwar einerseits unmittelbar durch Verringerung der Abscheidung und andererseits über verstärkte Wiederaufnahme bereits abgeschiedener Teilchen. Dagegen ist im Bereich niedriger Anströmgeschwindigkeiten der Abscheidegrad im allgemeinen dadurch begrenzt, daß keine hinreichenden Trägheitskräfte auftreten, die abzuscheidenden Teilchen vielmehr ohne Einfang der Gasströmung folgen. Demgegenüber geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß durch konvektive Beschleunigung der Gasströmung im Bereich der Umlenkstellen die Trägheitswirkung wesentlich verstärkt und damit bei niedrigen Anströmgeschwindigkeiten ein beträchtlich verbesserter Abscheidegrad erreicht werden kann. Eine entsprechende konvektive Beschleunigung tritt zwar auch im Bereich hoher Anströmgeschwindigkeiten auf, so daß in diesem Bereich aufgrund entsprechend verstärkter Wirbelbildung mit einer Verringerung des Abscheidegrades bei erhöhten Druckverlusten gerechnet werden müßte. Überraschenderweise tritt diese Verschlechterung jedoch nicht auf. Die besondere Ausbildung der Trennkammern führt dazu, daß bei praktisch allen vorkommenden Anströmgeschwindigkeiten die Gasströmung laminar bleibt. Die Trennöffnung gewährleistet einen sicheren Einfang der abzuscheidenden Teilchen. Sie tritt jedoch aufgrund der vorgeschalteten, sich aus dem Profil der Profilplatte stetig absetzenden Ablaufwand als Störung im aerodynamischen Sinne praktisch nicht in Erscheinung. Infolgedessen kommt es trotz konvektiver Beschleunigung der Gasströmung auch bei hohen Anströmgeschwindigkeiten zu hohem Abscheidegrad und geringem Druckverlust.

Im übrigen kennt man gattungsfremde Vorrichtungen zum Abscheiden von festen und flüssigen Teilchen aus Gasen, die in der verschiedensten Weise gestaltet sind. So kennt man Vorrichtungen mit zickzackförmig gebogenen, an den Scheiteln der Umlenkstellen mit Fangrinnen versehene Profilplatten (US-PS 19 56 591,

18 03 854, 19 28 706 und 26 43 736, Bekanntmachungsunterlagen DE-Patentanmeldung A 13 658). Das bedingt notwendigerweise erhebliche Wirbelbildungen und dadurch bedingte Druckverluste, die vorstehend erläuterten Effekte treten nicht auf. Im übrigen kennt man Vorrichtungen der beschriebenen Zweckbestimmung, deren Profilplatten ein durchgängiges Sinusprofil, jedoch ohne Fangrinne od. dgl., aufweisen (DE-PS 12 49 221, US-PS 20 58 240, DE-PS 157 146, US-PS 24 63 382, US-PS 29 21 647). Hier findet bei höheren Anströmgeschwindigkeiten ohne weiteres störendes Austragen bereits abgeschiedener Flüssigkeit statt, während bei niedrigen Anströmgeschwindigkeiten die Trägheitsabscheidung nicht funktioniert. Das gilt auch dann (AT-PS 2 43 233), wenn dem Sinusprofil der Profilplatten noch gleichsam eine Feinstruktur überlagert ist, die jedoch keine Trennkammern bildet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt einen in Strömungsrichtung der Gase geführten Schnitt durch Profilplatten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in der Figur dargestellten Profilplatten 1 verlaufen praktisch über ihre ganze Länge in der durch Pfeil angedeuteten Strömungsrichtung der Gase annähernd sinusförmig. Nahe dem Scheitel sind Fangrinnen 3 auf die Profilplatten 1 aufgesetzt. Sie weisen ein der Profilplatte ähnliches, d. h. annähernd sinusförmiges Profil auf. Sie verlaufen im eingebauten Zustand der Profilplatten zweckmäßig von oben nach unten.

Um die Strömungsverhältnisse praktisch wirbelfrei zu gestalten, ist die Anordnung so getroffen, daß die Fangrinnen 3 zu Trennkammern 4 erweitert sind, die eine aus dem Profil der Profilplatte 1 sich stetig absetzende Ablaufwand 5 und eine annähernd sinusförmig geformte, nach der Trennöffnung 6 auslaufende Rückwand 7 aufweisen. Die öffnung 6 zu den Trennkammern 4 wird dabei zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung auf den ansteigenden Ast kurz vor der Kuppe des Sinusbogens verlegt. Vorteilhaft kann es sein, die durch zwei Profilplatten gebildeten Kanäle im Bereich der Umlenkstellen in ihrem Querschnitt zu verringern, d. h. die Trennkammern 4 verkleinern in ihrem Bereich den Querschnitt kontinuierlich und bewirken dadurch eine temporäre Beschleunigung des Gasstromes. Um das Hinauswandern von bereits auf der Profilplatte 1 befindlichen Partikeln oder Tropfen aus der Vorrichtung zu verhindern, sind am Auslauf Sperrkammern 10 vorgesehen. Bei stark beladenen Gasen kann es zweckmäßig sein, vor der Trennkammer 4 zusätzliche Fangrinnen 8 vorzusehen. Es ist auch möglich, noch weitere Fangrinnen 9 auf der der Trennkammer 4 gegenüberliegenden Profilplatte vorzusehen. Die aufgesetzten Trennkammern 4 verhindern ein Mitreißen oder Wandern der abgeschiedenen Stoffteilchen aus dem Abscheider in Richtung des Gasstromes. Selbst wenn die Trennkammern 4 derart ausgebildet sind, daß die Strömung in der Umlenkzone noch beschleunigt wird, treten bei der anschließenden Verzögerung Ablösung oder Wirbelbildung nicht auf. Der Widerstandsbeiwert der Vorrichtung nach der Erfindung ist äußerst niedrig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von festen oder flüssigen Teilchen aus Gasen mit mehreren in Abstand nebeneinanderliegenden und wellenförmige Strömungskanäle bildenden Profilplatten von sinusförmigem Profil, die an den Scheiteln der Umlenkstellen mit Fangrinnen versehen sind, welche ein den Profilplatten ähnliches sinusförmiges Profil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangrinnen (3) zu die Scheitel der Profilplatten (1) überfassenden Trennkammern (4) erweitert sind, die eine aus dem Profil der Profilplatte (1) sich stetig absetzende Ablaufwand (5) und eine annähernd sinusförmig ausgebilete, nach der Trennöffnung (6) auslaufende Rückwand (7) aufweisen, und daß dadurch der Querschnitt der Strömungskanäle im Bereich der Umlenkstellen kontinuierlich verringert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Trennkammer (4) und/oder nach der Trennkammer, jedoch gegenüberliegend, zusätzliche Fangrinnen (8,9) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslauf der Profilplatten (1) Sperrkammern (10) vorgesehen sind.