DE19623178C2 - Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten, insbesondere von Schadstoffen, aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten, insbesondere von Schadstoffen, wie Ölnebel, aus einem Gasstrom, der ein aus Flä­ chenelementen aufgebautes Kanalsystem mit mindestens einer Kammer aufweist, durch das der Gasstrom von einer Einlaßseite zu einer Auslaßseite geführt wird, wobei die Flächenelemente zum Teil angeströmt werden.

Das Reinigen von Abluft, beispielsweise aus Industrieanlagen, hat aufgrund des stark zugenommenen Umweltbewußtseins eine wachsende Bedeutung erlangt. Dieses Um­ weltbewußtsein hat schließlich dazu geführt, daß behördlicherseits die zulässigen Emissionswerte herabgesetzt wurden.

Die unterschiedlichen Schadstoffe, die in Industrieanlagen entstehen und abgeführt werden müssen, erfordern sehr unterschiedliche Arten der Behandlung, um sie aus der Prozeßluft abzuscheiden.

Während übliche Feststoffpartikel, wie beispielsweise Ruß, relativ einfach aus Abgas- Luftströmungen abscheidbar sind, stellen Flüssigkeiten, in Form von in der Abluft fein dispergierten Flüssigkeiten, ein besonderes Problem dar, da bedingt durch geringe Oberflächenspannung und Kohäsion, die Kleinst-Tröpfchen (Fluid-Partikel) Form und Größe verändern.

Solche Flüssigkeiten können nicht mit üblichen Schwebstoffiltern, beispielsweise Vlie­ se, aus der Abluft abgeschieden werden, da Flüssigkeiten solche Filter zusetzen und damit den Luftvolumenstrom verringern. In Bezug auf Flüssigkeiten kommt Ölnebeln eine besondere Bedeutung zu, da sie aufgrund deren hoher Viskosität verstärkt eine Filterverstopfung hervorrufen.

Um Flüssigkeiten und insbesondere Ölnebel aus einem Gasstrom abzuscheiden, ist ein spezieller Abscheider der eingangs genannten Art bekannt, wie er beispielsweise in der DE 41 31 988 A1 beschrieben ist. Dieser Abscheider ist aus plattenförmigen, quer angeströmten, langgestreckten Elementen aufgebaut, die im Querschnitt eine X- Form aufweisen. Mehrere solcher Profilteile sind nebeneinander, mit den Armen bzw. freien Schenkeln ineinander verschachtelt, angeordnet. Zwischen jeweils zwei Armen des einen und des anderen benachbarten Profils werden über die Länge der Profile bzw. der Arme der Profile Einlaßkanäle und Auslaßkanäle gebildet. Weiterhin ergibt sich durch die Arme der jeweils benachbarten X-Profile eine langgestreckte Kammer, die sich von der Einlaßseite zunächst erweitert und dann zu der Auslaßseite hin bzw. dem Auslaßkanal wieder verengt. Ein aus solchen Profilen aufgebauter Abscheider hat sich im Einsatz bewährt. Allerdings ergibt sich hierbei das Problem, daß sich, wenn der Gasstrom nicht exakt 90° zur Profilachse geführt wird, der Reinigungsgrad wesentlich verschlechtert (ungefähr um 60%). Dadurch sind große Elemente notwendig. Dieser Abscheider ist nur für Tröpfchengrößen (Fluid-Partikel) ≧3,0 µm einsetzbar. Außerdem werden bei sehr hohen Anströmgeschwindigkeiten des Gasstroms ausgeschiedene Tröpfchen mitgerissen.

Um eine Mehrfach-Umlenkung der Strömung des Gases zu erreichen, ist in der DE 40 ­ 16 582 A1 geschlagen, einen quer angeströmten Abscheider aus Profilelementen auf­ zubauen, die im Querschnitt eine Wellenform aufweisen. Diese Profile, beispielsweise mit vier U-förmigen Öffnungsbereichen jeweils, werden mit ihrer offenen Seite gegen­ überliegend zueinander und geringfügig beabstandet so angeordnet, daß die freien Schenkel der Profilquerschnitte ineinandergreifen; die sich gegenüberliegenden Profile sind jeweils versetzt zueinander positioniert. Anströmseitig wird zwischen zwei benach­ barten Profilen ein Strömungseintrittsschlitz gebildet, zu dem ein Steg des gegenüber­ liegenden Profils mittig ausgerichtet ist. Die über den Schlliz eintretende Gasströmung wird durch diesen Steg geteilt, um dann in die links und rechts von diesem Steg liegen­ de, U-förmige Vertiefung einzutreten. Im Bodenbereich dieser Vertiefung wird die Gasströmung umgelenkt und zu dem gegenüberliegenden Profilquerschnitt des ein­ trittsseitigen Profilteils gerichtet, dort wiederum umgelenkt und zurück zu dem austritts­ seitigen Profilquerschnitt gerichtet. Eine solche Umlenkung der Gasströmung zwischen den zueinander versetzten und gegenüberliegenden U-förmigen Vertiefungen kann mehrfach erfolgen. Die Gasströmung tritt dann nach dieser mehrfachen Umlenkung aus einem Strömungsaustrittskanal, der zwischen zwei austrittsseitigen Profilquer­ schnitten gebildet ist, aus. Dadurch, daß die Gasströmung mit den darin enthaltenen flüssigen Partikeln auf die Wände der Profilquerschnitte aufprallt, wird an den Wandflä­ chen die Flüssigkeit niedergeschlagen, die dann unter der Schwerkraft an den Wand­ flächen nach unten läuft und am Ende der Profile gesammelt werden kann.

Eine mit dem vorstehend beschriebenen Abscheider vergleichbare Anordnung ist aus der WO 88/04952 A1 bekannt. Darin ist ein Abscheider beschrieben, der W-förmige Profile besitzt, die wechselseitig gegenüberliegend und ineinandergreifend angeordnet sind. Der mittlere Steg der W-förmigen Profile wird jeweils in einer Führung verschieb­ bar gehalten, so daß der Abstand der sich gegenüberliegenden, versetzt zueinander angeordneten Profilquerschnitte veränderbar ist. Dadurch kann zum einen die Größe des Eintritts- und des Austrittskanals für die Gasströmung eingestellt werden, zum an­ deren ist das Kammervolumen zwischen den beiden Profilen veränderbar.

Es hat sich gezeigt, daß mit den vorstehend beschriebenen Abscheidern eine definiert gerichtete Gasströmung erzeugt wird und das Abscheideprinzip darauf beruht, daß die Gasströmung in dem Kanalsystem auf Wandflächen auftritt, um dadurch die flüssigen Partikel in der Gasströmung an den Wandflächen niederzuschlagen. Mit solchen Ab­ scheidern sind nur flüssige Partikel, die in der Gasströmung dispergiert sind, abscheid­ bar, die eine Partikelgröße größer etwa 3,0 µm besitzen.

Ein weiterer Abscheider ist aus der DE-PS 9 16 617 bekannt, der allerdings dazu dient, feste Bestandteile, zum Beispiel Staub, aus einem Gasstrom abzuscheiden. Hierzu wird der Gasstrom in Richtung der Achse des Abscheiders geführt und trifft auf einen Lamellenkonus auf, wo ein kleiner Anteil des Gasstroms zu einem Auslaß umgelenkt wird. Die festen Partikel im Gasstrom erfahren allerdings aufgrund der Trägheitskraft keine Umlenkung in Richtung zu dem Auslaß.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider zu schaffen, der, trotz ei­ nes einfachen Aufbaus, ein komplexes Kammersystem aufweist und der insbesondere dazu geeignet ist, auch flüssige Partikel, insbesondere Ölnebel-Partikel, mit einer Grö­ ße im Bereich von 1 bis 3 µm abzuscheiden.

Die vorstehende Aufgabe wird bei einem Abscheider der bekannten Art dadurch ge­ löst, daß mindestens zwei Kammern, eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer, innerhalb eines äußeren Hüllrohrs gebildet sind, die der Gasstrom nacheinander durchläuft, wobei diese beiden Kammern durch mindestens eine Trennwand, in Rich­ tung der Achse des Hüllrohrs verlaufend, die Verbindungsöffnungen aufweist, vonein­ ander getrennt sind. Aufgrund dieses Aufbaus können rohrförmige Bauteile für das Hüllrohr verwendet werden, die beispielsweise aus dünnem Blech oder dünnen Kunst­ stoffteilen herstellbar sind. In das rohrförmige Hüllrohr werden dann Wandteile einge­ setzt, die den Innenraum des Hüllrohrs in die mindestens zwei Kammern, die Eintritts­ kammer und die Austrittskammer, unterteilen. In diesen rohrförmigen Abscheidern wird die Gasströmung über Eingangsöffnungen, die in dem die Eintrittskammer nach außen abgrenzenden Wandteil vorgesehen sind, eingeführt, wo der Gasstrom expandieren kann und starke Verwirbelungen entstehen. Von der Eintrittskammer wird der Gass­ trom über Verbindungsöffnungen in die Austrittskammer überführt, wo wiederum hinter den Verbindungsöffnungen eine erneute Expansion erfolgt, wodurch wiederum eine starke Verwirbelung hervorgerufen wird. Von der Austrittskammer tritt dann die Gasströmung über Ausgangsöffnungen in der Außenwand des Hüllrohrs aus. Aufgrund der jeweils starken Verwirbelungen der Gasströmung in den mindestens zwei Kam­ mern wird eine starke Wechselwirkung der mit flüssigen Partikeln beladenen Gasströ­ mung mit den jeweiligen Kammerwänden hervorgerufen, was einen starken Nieder­ schlag der flüssigen Partikel an den Kammerwänden zur Folge hat. Aufgrund des zwei­ fachen Kammersystems, das die Gasströmung durchströmt, wird eine mehrstufige Reinigung bewirkt. Es tritt eine Kondensation an~ jedem Flächenteil der Kammern auf. Durch die relativ großen Kammervolumina, trotz kompakter Baugröße, folgt ein hoher Reinigungsgrad des Gasstroms. Aufgrund der hohen Verwirbelung des Gasstroms werden keine bereits abgeschiedenen Partikel mitgerissen. Schließlich muß der Gass­ trom nicht mit exakt 90° zur Längsachse geführt werden.

Es hat sich gezeigt, daß durch die ungerichtete Strömung und demzfolge starken Ver­ wirbelungen in den einzelnen Kammern auch kleinste flüssige Partikel mit einer Größe im Bereich zwischen 1 und 3 µm mit einer hohen Effektivität abgeschieden werden können.

Diese Verwirbelung kommt insbesondere auch durch die semgentartige Querschnitts­ form der jeweiligen Kammer zustande, da die Gasströmung von der Einlaßseite zu der Außlaßseite (definiert, allerdings dennoch ungerichtet) geführt wird, wobei die Ge­ schwindigkeit der Gasströmung bei Ein- bzw. Austritt der Kammern im Verhältnis zur Geschwindigkeit in der Kammer extrem verschieden ist - maximale Entspannung und wieder maximale Spannung - und dadurch die starke turbulente Strömmg (Verwirbelung) erzeugt wird.

Wie bereits vorstehend ausgeführt ist, werden die Kammern auf der Außenseite durch das Hüllrohr begrenzt. In dieses Rohr können in einfacher Weise Trennwände einge­ setzt werden. Solche Trennwände können, getrennt von dem Hüllrohr, gefertigt werden, versehen mit Verbindungsöffnungen, die die Eintrittskammer mit der Austrittskammer verbinden. Im Fall einer einzelnen Trennwand wird der Innenraum des Hüllrohrs in zwei Hälften, d. h. in die Eintrittskammer und die Austrittskammer, unterteilt. In dieser Ausge­ staltung wird die Trennwand vorzugsweise in der Achse des Hüllrohrs verlaufend ange­ ordnet, so daß der Innenraum des Hüllrohrs in zwei gleiche, im Querschnitt (im Fall ei­ nes Hüllrohrs mit kreisförmigem Querschnitt) halbkreisförmige Bereiche unterteilt wird. Es hat sich gezeigt, daß in einer bevorzugten Ausführungsform die Eingangsöffnung(en) in die Eintrittskammer und die Ausgangsöffnung(en) in der Austrittskammer, um die Gasströmung aus der Austrittskammer abzulassen, bevorzugt nahe und entlang der Trennwand gebildet werden. In einer solchen Ausbildung wird die Gasströmung über die Eintrittsöffnungen parallel zur Trennwand, an dieser entlang strömend, in die Eintritts­ kammer eingeführt, bis sie auf die gegenüberliegenden Wandbereiche des Hüllrohrs auftrifft, und dort umgelenkt wird. Die Verbindungsöffnungen zwischen der Eintrittskam­ mer und der Austrittskammer sind dann vorzugsweise etwa in der Mitte der Trennwand ausgebildet, so daß sie mit ihrer Achse senkrecht zu der Strömungsrichtung der in die Eintrittskammer eintretenden Gasströmung verlaufen. Die Gasströmung tritt dann durch die Verbindungsöffnungen in die Austrittskammer, prallt dann dort auf die Wände des Hüllrohrs, wird umgelenkt und sucht sich ihren Weg, unter starker Verwirbelung, durch die Austrittsöffnungen.

Es hat sich gezeigt, daß eine besonders hohe Abscheiderate von Ölpartikeln in dem Gasstrom dann erzielt wird, wenn die zunächst in eine Eintrittskammer eintretende Gasströmung von dort in zwei, gegebenenfalls im Querschnitt kleinere Austrittskammern geführt wird. Um ein solches System mit drei Kammern auf einfache Art und Weise her­ zustellen, wird in ein Hüllrohr, beispielsweise mit kreisförmigem Querschnitt, eine Anord­ nung aus drei Trennwänden eingestellt, die sich vorzugsweise strahlenförmig, jeweils unter einem Winkel von 120° voneinander beabstandet, von der Achse des Hüllrohrs aus zu dem Hüllrohrinneren hin erstrecken. Jede Trennwand weist eine Anzahl von Ver­ bindungsöffnungen auf. Die Gasströmung tritt in dieser Anordnung zunächst über Ein­ gangsöffnungen in die erste Kammer ein, von dort über die Verbindungsöffnungen in den jeweiligen Trennwänden in die beiden anderen Kammern, die Austrittskammern bil­ den, von wo aus sie über jeweilige Austrittsöffnungen in der Außenwand des Hüllrohrs austreten. Dadurch, daß die Gasströmung von einer Eintrittskammer in zwei Austritts­ kammern verteilt wird, verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit stark, so daß ei­ ne Expansion der Gasströmung in den beiden Austrittskammern erreicht wird, was eine hohe Abscheiderate von Fluid-Partikeln an den Wandbereichen des Hüllrohrs und der Trennwände in die beiden Austrittskammern zur Folge hat.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform wird der Hüllrohr-Innenraum in vier Kammern unterteilt. Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß in den Innen­ raum des Hüllrohrs vier Wandteile eingestellt werden, die sich, vorzugsweise von der Achse des Hüllrohrs aus, sternförmig oder kreuzförmig erstrecken. Diese vier Trenn­ wandteile können in einfacher Weise durch zwei Flächenelemente gebildet werden, die von einer Schmalseite aus bis etwa zur Mitte geschlitzt sind, so daß diese beiden Trennwandteile im Bereich der Schlitze ineinandergreifend zusammengesteckt werden können, so daß sich eine kreuz- oder sternförmige Trennwandanordnung ergibt, die kei­ ne wesentlichen Befestigungsmittel erfordert, um die beiden Wandteile in dieser Anord­ nung zu fixieren. Diese Anordnung erhält dann eine ausreichende Stabilität, wenn sie in das Hüllrohr, mit den außenliegenden, freien Längskanten der vier Trennwände an der Innenwand des Hüllrohrs anliegend, eingesetzt ist. Mit einer solchen Vier-Kammer- Anordnung wird der Effekt, der vorstehend anhand des Drei-Kammer-Systems beschrie­ ben ist, zusätzlich verstärkt. Auch in dieser Anordnung bildet eine Kammer die Eintrittskammer, in die die Gasströmung über Eingangsöffnungen in der Wand des Hüll­ rohrs eingeführt wird. Von dieser Eintrittskammer wird dann die Gasströmung, über ent­ sprechende Verbindungsöffnung in den beiden diese Eintrittskammer begrenzenden Trennwänden, in zwei Mittelkammern überführt, wo eine starke Expansion auftritt (die beiden Mittelkammern besitzen zusammen einen größeren Querschnittsflächenbereich als die einzelne Eintrittskammer), wonach, über Verbindungsöffnung in den beiden an­ deren Trennwänden, die Gasströmung aus den beiden Mittelkammern in die eine Aus­ trittskammer überführt wird (hier tritt wiederum eine Komprimierung der Gasströmung auf), die dann aus der Austrittskammer über entsprechende Ausgangsöffnungen aus dem Hüllrohr herausgeführt wird. Wie bereits vorstehend erwähnt ist, ergibt sich ein be­ sonders einfacher Aufbau dann, wenn die Trennwände aus ebenen Flächenelementen gebildet sind. Um jedoch die Gasströmung so zu führen, daß eine gezielte Wirbelbil­ dung erreicht wird, kann es von Vorteil sein, daß die Trennwände aus Rohrsegmenten gebildet sind, d. h. im Querschnitt zur Achse des Hüllrohrs gesehen, gekrümmt verlau­ fen, wobei die Trennwände so orientiert sind, daß die Krümmungen in Umfangsrichtung gesehen in der gleichen Richtung ausgerichtet sind. Für ein Vier-Kammer-System wer­ den hierzu zwei im Querschnitt S-förmig gebogene Bleche verwendet, die mittels der be­ reits vorstehend erläuterten Schlitze ineinander gesteckt werden, so daß sich ein schau­ felartiges Element ergibt.

Um zum einen hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu erzielen, mit denen der Gasstrom in die einzelnen Kammern eintritt, um zum anderen den Verwirbelungseffekt zu verstär­ ken, werden an der Eintrittskammer mehrere Eintrittsöffnungen und an der Austrittskam­ mer mehrere Austrittsöffnungen sowie mehrere Verbindungsöffnungen, die die Eintritts­ kammer und die Austrittskammer jeweils mit der zentralen Mittelkammer verbinden, vor­ gesehen. Über die Größe der jeweiligen Öffnungen kann die Strömungsgeschwindigkeit eingestellt werden. Solche Öffnungen werden vorzugsweise entlang der Längsebene ausgerichtet, die durch die Achse des Innenrohrs verläuft. Darüberhinaus sollten die je­ weiligen in Strömungsrichtung gesehen hintereinander liegenden Öffnungen, senkrecht zu der Achse des Hüllrohrs betrachtet, versetzt zueinander angeordnet werden, so daß die einzelnen Öffnungen von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite keinen unmittelbaren, direkten Strömungsweg bilden. Vielmehr wird durch einen Versatz von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite hin ein labyrinthartiger Strömungsweg erzeugt.

Vorzugsweise weisen die Öffnungen eine Länge in Richtung der Achse von etwa 40 mm auf; die Breite beträgt etwa 8 mm.

Um den Aufbau des Abscheiders zu vereinfachen, wird die gesamte Anordnung des Ab­ scheiders symmetrisch zu der Längsachse des Hüllrohrs aufgebaut.

Der Wirkungsgrad des Abscheiders kann dadurch erhöht werden, daß in der bzw. den Mittelkammer(n), falls solche vorgesehen sind, gegebenenfalls auch in der Austrittskam­ mer, ein gasdurchlässiges Agglomerat eingefüllt wird, das der Gasstrom durchquert. An diesem Agglomerat werden auch Flüssigkeitspartikel von 0,3 µm und geringer niederge­ schlagen. Für ein solches Agglomerat eignet sich insbesondere ein Metall-Gestrick/-Ge­ wirke, das in Bezug auf seine Gasdurchlässigkeit definiert einstellbar ist. Darüberhinaus können Materialien ausgewählt werden, die unempfindlich gegenüber aggressiven Ga­ sen sind.

Neben einem kreisförmigen Querschnitt für das Hüllrohr ist weiterhin ein ovaler Quer­ schnitt zu bevorzugen. Ein solcher Querschnitt kann in Bezug auf die Haupt-Strömungs­ richtung so orientiert werden, daß die große Halbachse des ovalen Querschnitts senk­ recht zu der Haupt-Strömungsrichtung verläuft. Dadurch wird ein breiter Raum quer zu der Haupt-Strömungsrichtung, mit der der Gasstrom in die Kammer eintritt, erreicht, so daß ein großer Expansionsbereich im Bereich der Kammer erzielt wird. Gerade im Hin­ blick darauf, die Verbindungsöffnungen, die die Eintrittskammer und/oder die Austritts­ kammer und/oder die Mittelkammer in Verbindung setzen, in Projektion senkrecht zu der Achse der Kammer gesehen zu versetzen, kann es von Vorteil sein, zwei Reihen von Verbindungsöffnungen vorzusehen, wobei dann die jeweiligen Eintrittsöffnungen und/o­ der Austrittsöffnungen in der Mitte zwischen den beiden Verbindungsöffnungsreihen, in Projektion dazu gesehen, versetzt werden.

Die einzelnen Öffnungen der Öffnungsreihen sollten in Bezug auf einen Innendurchmes­ ser des Hüllrohrs von etwa 40 mm einen mittleren Durchmesser von etwa 6 bis 8 mm besitzen, mit vorzugsweise einem aufgebördelten Rand. Durch diese Aufbördelung (vorzugsweise zur Anströmseite hin) wird etreicht, daß die Gasströmung turbulent ein- und austritt und ständig abreißt, was für den Wirkungsgrad der Abscheidung der Flüs­ sigkeitspartikel aus dem Gasstrom vorteilhaft ist. Im Gegensatz hierzu arbeiten bekann­ te Systeme sehr stark in dem nicht sehr effektiven Bereich der Laminar-Strömung.

Vorstehend wurde eine erfindungsgemäße Einheit eines Einzel-Abscheiders beschrie­ ben, der sehr einfach aus rohrförmigen Elementen aufgebaut werden kann. Eine groß­ flächige Abscheider-Anordnung kann aus einer Vielzahl solcher Einzel-Abscheider zu­ sammengesetzt werden, indem diese Einzel-Abscheider, mit den Achsen der Hüllrohre parallel zueinander verlaufend, aneinandergefügt werden. Vorzugsweise werden die einzelnen Achsen der Einzel-Abscheider in dieser Abscheider-Anordnung in einer ge­ meinsamen Ebene verlaufend orientiert. Die einzelnen Abscheider können mit ihren äu­ ßeren Wänden unmittelbar aneinanderstoßend angeordnet werden. Zum Aufbau einer solchen Abscheider-Anordnung können die Hüllrohre unter Vermiendung von Wellenble­ chen gebildet werden, indem zwei Wellenbleche jeweils mit den Wellentälern aufeinan­ derliegend verbunden werden, so daß eine Vielzahl im Querschnitt etwa kreisförmiger Röhren (Hüllrohre) gebildet werden. In diese Röhren können dann einzelne Wandteile eingefügt werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Endung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. In den Zeichnun­ gen zeigen

Fig. 1 einen Schnitt eines Abscheider, senkrecht zu der Achse des Hüllrohrs vorgenommen, der ein Zwei-Kammern-System aufweist,

Fig. 2 einen Querschnitt einer Abscheideranordnung, die aus drei Einzel-Abscheidern entsprechend Fig. 1 zusammengesetzt ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Abscheider, senkrecht zu der Achse des Hüllrohrs vorgenommen, das einen ovalen Querschnitt aufweist und in seinem Inneren in ein Zwei-Kammer-System unterteilt ist,

Fig. 4 einen Querschnitt eines weiteren Abscheiders, senkrecht zu der Achse des Hüllrohrs vorgenommen, mit einem Drei-Kammer-System, das durch sternför­ mig von der Hüllrohrachse verlaixfende Wände gebildet ist, wobei zwei weite­ re Einzelabscheider angedeutet dargestellt sind,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, wobei in dem Innenraum des Hüllrohrs ein Vier-Kammer-System durch gebogene Trennwandteile gebildet ist,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, im Maßstab verkleinert, wobei in dem mittleren Abscheider in zwei Kammern ein eingefülltes Agglo­ merat angedeutet ist,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Abscheider-Anordnung der Fig. 6 aus Richtung des Sichtpfeils VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung mit einem Vier-Kammer-System, das durch ebene Wandteile gebildet ist, und

Fig. 9 schematisch zwei ebene Wandteile mit Schlitzen, im Bereich derer sie ineinandergesteckt werden, um die Trennwand-Anordnung zu bilden, die in Fig. 8 gezeigt ist.

Die Abscheider-Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ist aus drei rohrförmigen Abscheider-Einheiten 1 zusammengesetzt. Wie die Querschnittsdarstellung der Fig. 1 zeigt, weist jede Abscheider-Einheit 1 eine Eintrittskammer 2 und eine Austrittskammer 3 auf, die innerhalb eines Hüllrohrs 4 gebildet sind. Das Hüllrohr 4 besitzt einen kreis­ förmigen Querschnitt, wobei die Achse des Hüllrohrs 4, mit dem Bezugszeichen 5 be­ zeichnet ist. Die Eintrittskammer 2 und die Austrittskammer 3 sind durch eine Trenn­ wand 6 abgetrennt, die entlang der Achse 5 ausgerichtet innerhalb des Hüllrohrs 4 ver­ läuft. Die Eintrittskammer 2 und die Austrittskammer 3 weisen eine etwa gleiche Quer­ schnittsfläche auf.

Der zu reinigende Gasstrom wird, mit dem Pfeil 7 bezeichnet, über Eingangsöffnungen 8 in die Eintrittskammer 2 eingeführt. Bei der Eingangsöffnung 8 kann es sich um einen langgestreckten, schmalen Schlitz handeln, oder aber um eine Anzahl einzelner Öffnun­ gen, vorzugsweise in Form von Langlöchern, wie sie in den Fig. 7 und 9 näher dargestellt sind, die nachfolgend noch erläutert werden. Die Eingangsöffnung (oder ein­ zelne Eingangsöffnungen) besitzt einen nach innen, d. h. in die Eintrittskammer 2 hinein, aufgebördelten Rand 9, um einen düsenähnlichen Effekt und damit zunächst eine ge­ richtete Strömung des in die Eintrittskammer 2 einströmenden Gasstrom zu erzielen. Diese gerichtet Strömung wird zunächst noch dadurch unterstützt, daß die Eingangsöff­ nung 8 unmittelbar angrenzend an die Trennwand 6 ausgerichtet ist, so daß eine gewis­ se Führung der Gasströmung erfolgt. Die Eintrittskammer 2 und die Austrittskammer 3 sind über eine oder mehrere Verbindungsöffnungen 10, entweder in Form eines langge­ streckten Schlitzes oder wiederum in Form von einzelnen Öffnungen, beispielsweise in Form von Langlöchern, strömungsmäßig verbunden. Diese Verbindungsöffnungen 10 verlaufen etwa in der Mitte der Trennwand 6, d. h. im Bereich der Achse 5 des Hüllrohrs 4. Auch diese Verbindungsöffnungen 10 sind zur Anströmseite hin mit einem aufgebör­ delten Rand 9 versehen, was wiederum dazu dient, einen düsenartigen Effekt zu unter­ stützen, mit einem Strömungsarbriß hinter den Öffnungen.

Nach Eintritt des Gasstroms in die Eintrittskammer 2 expandiert die Gasströmung in den sich nach links erweiternden Bereich der Eintrittskammer 2 mit starken Verwirbelungsef­ fekten, so daß ein intensiver Kontakt des mit Flüssigkeit beladenen Gasstroms mit den Innenwänden der Eintrittskammer 2 hervorgerufen wird. Hierdurch tritt ein Niederschla­ gen der Flüssigkeit, die in dem Gasstrom mitgeführt wird, an den Wandflächen auf. Vor­ teilhaft hierbei ist weiterhin, daß die Wand des Hüllrohrs 4, die die Eintrittskammer 2 be­ grenzt, gebogen ist, so daß eine Wirbelbildung hierdurch unterstützt wird. Die Flüssig­ keit läuft dann entlang der Wandflächen der Eintrittskammer 2 aufgrund der senkrecht stehenden Abscheider-Anordnung nach unten ab und wird an der Unterseite der Anor­ dung in einer nicht näher dargestellten Sammeleinrichtung gesammelt und abgeführt bzw. entsorgt. Die Gasströmung sucht dann ihren Weg von der Eintrittskammer 2 über die Verbindungsöffnungen 10 in die Austrittskammer 3. In der Austrittskammer 3 erfolgt wiederum eine Expansion der zunächst gerichtet eintretenden Gasströmung, mit einer sich dann auch durch die halbkreisförmige Querschnittsform der Austrittskammer 3 er­ gebenden Verwirbelung. Von der Austrittskammer 3 tritt der Gasstrom durch Ausgangs­ öffnungen 11 aus der Austrittskammer 3 aus. Diese Ausgangsöffnungen sind anström­ seitig mit einem aufgebördelten Rand 9 versehen.

Entsprechend den Eingangsöffnungen 8 verlaufen die Ausgangsöffnungen 11 (hierbei kann es um einen einzelnen Schlitz oder um eine Reihe von Einzellöchern, beispiels­ weise Langlöchern, handeln) angrenzend und entlang der Trennwand 6, wie die Fig. 1 zeigt.

Die Eingangsöffnungen 8, die Verbindungsöffnungen 10 und die Ausgangsöffnungen 11, oder entsprechende Schlitze, besitzen eine Breite, mit dem Bezugszeichen 12 in Fig. 2 bezeichnet, von etwa 8 bis 10 mm.

Aus Einzel-Abscheider-Einheiten 1, wie eine davon in Fig. 1 dargestellt ist, kann eine Abscheider-Anordnung, entsprechend der Fig. 2, aufgebaut werden. Hierzu werden Einzel-Abscheider-Einheiten 1, mit ihren Achsen 5 in einer Ebene, durch die strichpunk­ tierte Linie 13 in den Fig. 1 und 2 angedeutet, ausgerichtet und Hüllrohr an Hüllrohr miteinander verbunden. Hierdurch können großflächige Abscheider-Anordnungen auf­ gebaut werden. Während die Breite der Abscheider-Anordnung durch die Anzahl der Abscheider-Einheiten 1 bestimmt wird, können diese Einzel-Abscheider in der Länge beliebig gewählt werden, ohne die vorstehend beschriebenen Effekte, die die Abschei­ dung bewirken, zu beeinflussen.

Während in Fig. 1 das Hüllrohr 4 einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, ist in Fig. 3 eine mit der Fig. 1 vergleichbare Ausführung einer Abscheider-Einheit 14 mit einem Zwei-Kammer-System, d. h. mit einer Eintrittskammer 2 und einer Austrittskammer 3, al­ lerdings mit einem ovalen Querschnitt des Hüllrohrs 4, dargestellt. Die Trennwand 6 ist innerhalb des Hüllrohrs durch die Achse 4 verlaufend und entlant der großen Halbachse des ovalen Querschnitts verlaufend angeordnet. Diese Orientierung der Trennwand in­ nerhalb des Hüllrohrs 4 mit ovalem Querschnitt hat den Vorteil, daß bei gleicher gesam­ ter Ausströmfläche die Anzahl der Eintritts- und Austrittsöffnungen 7 erhöht werden kön­ nen und somit mehr Gase durchgesetzt werden können.

Weiterhin ergibt sich durch diese Anordnung bei einer Zusammenstellung mehrerer sol­ cher Abscheider-Einheiten 14 entsprechend der Darstellung der Fig. 2 ein kompakter Aufbau mit einer großen Anzahl von Einzel-Abscheider-Einheiten 14, die einen relativ kleinen Raum einnehmen.

Um die Abscheider-Effektivität der Flüssigkeit, die von der Gasströmung mitgeführt wird, insbesondere von Ölnebel, weiter zu erhöhen, kann ein Drei-Kammer-System, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, oder ein Vier-Kammer-System, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, von Vorteil sein.

Gemäß der Ausführungsform der Abscheider-Einheit 15, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, sind drei einzelne Trennwände 16 eingesetzt, die strahlenförmig, von der Achse 5 ausgehend, zu dem Hüllrohr 4 hin verlaufen. Die einzelnen Trennwände 16 sind unter jeweils einem Winkel von 120° voneinander beabstandet, so daß sich drei einzelne Kammern mit jeweils gleichen Querschnittsflächen ergeben. Bei dieser Ausführungsform wird der Gasstrom 7 in die erste Kammer 2, die die Eintrittskammer bildet, über jeweilige Eingangsöffnungen 8, die einen nach außen aufgebördelten Rand 9 besitzen, einge­ führt. Durch den düsenartigen Effekt aufgrund der aufgebördelten Eingangsöffnungen 8 und dem unmittelbaren Strömungsarbriß werden in der Eintrittskammer 2 Verwirbelun­ gen hervorgerufen. Von der Eintrittskammer 2 führt die Gasströmung durch die Öff­ nungsreihen in Form von Verbindungsöffnungen 10, die in den beiden Trennwänden 16 gebildet sind, in die dahinterliegende linke und die rechte Austrittskammer 3. Hinter den Verbindungsöffnungen 10 tritt, wie bereits an den vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsformen erläutert wurde, eine Expansion der Gasströmung auf, was wiederum zu starken Verwirbelungen führt, mit der Folge, daß Flüssigkeit, die von dem Gasstrom mit­ geführt wird, an den Wandflächen niedergeschlagen wird. Aus den beiden Austrittskam­ mern 3 tritt die Gasströmung über jeweils eine Reihe Ausgangsöffnungen 11, mit nach innen aufgebördelten Rändern, die auch an den Verbindungsöffnungen 10 gebildet sind, zur Außenseite aus.

Es hat sich gezeigt, daß mit den Abscheider-Einheiten, wie sie vorstehend beschrieben sind und nachfolgend noch beschrieben werden, Flüssigkeits-Partikel mit Größen insbe­ sondere ab 0,3 µm abgeschieden werden können.

In Fig. 5 ist eine Abscheider-Einheit 17 dargestellt, die prinzipiell so aufgebaut ist, wie das Drei-Kammer-System der Abscheider-Einheit 15 der Fig. 4. Bei dieser Abscheider- Einheit 15 verlaufen vier Trennwände 16 strahlenförmig von der Achse 5 des Hüllrohrs 4 ausgehend nach außen zu dem Hüllrohr 4 hin. Diese vier Trennwände 16, die unter gleichen Winkelabständen um den Umfang des Hüllrohrs 4 verteilt sind, sind zusätzlich gekrümmt, in Form jeweils einer Rohrsegmentfläche, so daß sich ein, im Querschnitt ge­ sehenen, lüfterschaufelartiger Aufbau ergibt. Die Gasströmung 7 wird über eine Reihe Eingangsöffnungen 8 in die erste Kammer, die als Eintrittskammer 2 dient, zugeführt, wird von dort über die beiden angrenzenden Trennwände 16 und die darin gebildeten jeweiligen zwei Reihen Verbindungsöffnungen 10 in die dahinterliegenden Kammern, die Mittelkammern 18 bilden, eingeführt, wo eine Expansion der eintretenden Gasströ­ mungen erfolgt, und werden von dort, über Verbindungsöffnungen 10 in den beiden hin­ teren Trennwänden 16 in eine gemeinsame Austrittskammer 3 überführt. Eine solche Anordnung einer Abscheider-Einheit mit einem Vier-Kammer-System, das schematisch auch anhand der Ausführungsform der Fig. 8 gezeigt ist, wird der Vorteil erzielt, daß eine mehrfache Expansion der Gasströmung bei den Übergängen zwischen den einzel­ nen Kammern erfolgt, was zu einer erhöhten Abscheiderate von flüssigen Partikeln in der Gasströmung führt.

In Fig. 6 ist schematisch in einem verkleinerten Maßstab die Abscheider-Einheit 17 der Fig. 5 mit zwei benachbarten Abscheider-Einheiten, entlang einer gemeinsamen Ebe­ ne 13 mit ihren einzelnen Achsen 5 ausgerichtet, dargestellt. Allerdings ist zusätzlich in den beiden Mittelkammern 18 ein Agglomerat 25 in Form eines Metall-Gewirkes oder Metall-Gestrickes oder aber in Form von Metallwolle eingefüllt, durch das die Gasströ­ mung hindurchtreten muß. An der Oberfläche dieses Agglomerats, wobei auch andere Materialien als diejenigen, die vorstehend angeführt sind, eingesetzt werden können, wird, vergleichbar mit den an den Wänden der einzelnen Kammern erzielten Effekte, Flüssigkeit, die von dem Gasstrom mitgeführt wird, niedergeschlagen, so daß sie dann nach unten zu dem untenliegenden Ende der Mittelkammer 3 läuft und entsorgt werden kann. Mit dieser Anordnung können Flüssigkeits-Partikel mit Größen auch ab 0,1 µm ab­ geschieden werden.

In der Fig. 7, die eine Ansicht in Richtung des Sichtpfeils VII der Fig. 6 zeigt, sind die einzelnen Eingangsöffnungen 8 in einer Draufsicht zu sehen. Diese Eintrittsöffnungen sind Langlöcher mit aufgebördeltem Rand 9, die in Richtung der Achse 5 der Hüllrohre 4 verlaufend mit ihrer Längserstreckung angeordnet sind. Die Öffnungen 8 besitzen eine Länge mit dem Bezugszeichen 19 in Fig. 7 bezeichnet, von etwa 20 mm, während die Breite, mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet, 8 bis 10 mm beträgt. Der Durchmesser eines Hüllrohrs 4 der Abscheider-Einheit 17 der Fig. 6 und 9, die etwa maßstäblich dargestellt sind, mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet, beträgt etwa 40 mm.

In Fig. 8 ist nochmals ein gegenüber der Fig. 5 vereinfachter Einbau eines Vier-Kam­ mer-Systems einer Abscheider-Einheit 22 gezeigt, wobei für die einzelnen Kammern und Bauelemente diejenigen Bezugszeichen verwendet wurden, mit denen die entspre­ chenden Teile auch bei der Ausführungsform in Fig. 5 verwendet sind. Das Vier-Kam­ mer-System, mit einer Eintrittskammer 2, zwei Mittelkammern 18 und einer Austrittskam­ mer 3, die jeweils im Querschnitt ein Winkelsegment von 90° einnehmen, sind aus zwei Trennwandteilen 16, die im Zuschnitt in Fig. 9 dargestellt sind, aufgebaut. Bei diesen Trennwandteilen 16 handelt es sich um flache Teile, beispielsweise aus Blech oder Kunststoff, die zwei Reihen Öffnungen, die die jeweiligen Verbindungsöffnungen 10 dar­ stellen, gebildet sind. Jedes dieser Verbindungsteile 16 besitzt einen in der Mitte in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 23, der sich von einer Stirnseite 24 aus bis zur Mitte des jeweiligen Verbindungsteils 16 erstreckt. Bei diesen beiden Verbindungsteilen 16 handelt es sich um identische Teile, die beispielsweise gestanzt sein können, allerdings ist zur besseren Verdeutlichung des Zusammenbaus das rechte Verbindungsteil 16 ge­ genüber dem links dargestellten Verbindungsteil 16 gedreht dargestellt. Um die Anord­ nung der Trennwände 16, wie sie in der Querschnittsdarstellung der Fig. 8 gezeigt ist, zu bilden, werden die beiden Trennwandteile 16, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind, ent­ lang der beiden Schlitze 23 ineinandergesteckt, so daß die Schlitze 23 das jeweils an­ dere Trennwandteil 16 übergreifen, so daß sich im Querschnitt eine kreuzförmige An­ ordnung ergibt. Diese Anordnung kann dann in das Hüllrohr 4 eingesteckt werden, so daß das Vier-Kammer-System einfach erstellt werden kann. Der Aufbau der Trennwand­ teile 16, der in Fig. 9 dargestellt ist, kann auch für die im Querschnitt S-förmigen Trennwände 16 der Ausführungsform der Fig. 5 verwendet werden.

Es wird verständlich werden, daß die einzelnen konstruktiven Merkmale der verschiede­ nen Ausführungsformen, die vorstehend erläutert wurden, auf die jeweils anderen Aus­ führungsformen anwendbar bzw. analog übertragbar sind.

Claims (26)

1. Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten, insbesondere von Schadstof­ fen, wie Ölnebel, aus einem Gasstrom, der ein aus Flächenelementen aufge­ bautes Kanalsystem mit mindestens einer Kammer aufweist, durch das der Gasstrom von einer Einlaßseite zu einer Auslaßseite geführt wird, wobei die Flächenelemente zum Teil angeströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kammern, eine Eintrittskammer (2) und eine Austrittskammer (3), innerhalb eines äußeren, im Querschnitt im wesentlichen kreisförmiges oder ovales Hüllrohrs (4) gebildet sind, die der Gasstrom nacheinander mit ei­ ner Strömungsrichtung im wesentlichen 90° zur Achse (5) des Hüllrohrs durch­ läuft, wobei die beiden Kammern (2, 3) durch mindestens eine Trennwand (16) voneinander getrennt sind, die durch ein Flächenelement, das in Richtung der Achse (5) des Hüllrohrs (4) verläuft und sich im wesentlichen radial zu der Ach­ se (5) erstreckt, gebildet ist und die Verbindungsöffnungen (10) aufweist.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Trennwände (16) eingesetzt sind, die den Hüllrohr-Innenraum in drei Kammern (2, 3) unter­ teilen, wobei eine Kammer als Eintrittskammer (2) dient und zwei Kammern als Austrittskammern (3) dienen, wobei die Austrittskammern (3) mit der Eintritts­ kammer (2) über jeweilige Verbindungsöffnungen (10) in den jeweiligen Trenn­ wänden (16) in Verbindung stehen.

3. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Trennwände (16) eingesetzt sind, die den Hüllrohr-Innenraum in vier Kammern (2, 3, 16; Fig. 5, 8) unterteilen, wobei eine Kammer die Eintrittskammer (2), zwei Kammern je­ weils Mittelkammern (18) und eine Kammer eine Austrittskammer (3) bilden, wobei die Eintrittskammer (2) und die Austrittskammer (3) mit beiden Mittelkam­ mern (16) jeweils über Verbindungsöffnungen (10) in Verbindung stehen.

4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern senkrecht zu der Achse des Hüllrohrs eine etwa gleiche Quer­ schnittsfläche aufweisen.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (Trennwände) durch ebene Flächenelemente gebildet ist (sind).

6. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (Trennwände) durch, im Querschnitt senkrecht zur Achse (5) gesehen, Rohrsegmente gebildet sind.

7. Abscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsegmente, in Umfangsrichtung gesehen, mit ihrer Krümmung in derselben Richtung orien­ tiert sind.

8. Abscheider nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn­ wände im Querschnitt senkrecht zur Achse S-förmig verlaufen, wobei der Krümmungswendepunkt entlang der Achse verläuft.

9. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Trennwän­ de durch zwei Flächtenteile (16) gebildet sind, die entlang der Schnittlinie je­ weils von einer Endkante aus, die quer zu der Achse (5) liegt, geschlitzt sind, wobei die Flächenteile im Bereich der Schlitze (23) ineinandergreifen.

10. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskammer (2) mehrere Eingangsöffnungen (8) und die Austrittskam­ mer (3) mehrere Ausgangsöffnungen aufweisen.

11. Abscheider nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ gangsöffnungen in die Eintrittskammer und die Ausgangsöffnungen im Bereich nahe der Trennwand verlaufend angeordnet sind.

12. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Trennwand (16) mehrere Verbindungsöffnungen (10) vorgesehen sind.

13. Abscheider nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff­ nungen (8, 10, 11) im wesentlichen entlang einer Linie ausgerichtet sind, die et­ wa parallel zu der Achse (5) des Hüllrohrs (4) verläuft.

14. Abscheider nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsöffnungen (8), Ausgangsöffnungen (11) und/oder Verbin­ dungsöffnungen (10) jeweils durch mindestens eine Reihe Einzelöffnungen ge­ bildet sind.

15. Abscheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen Langlöcher sind, die mit ihrer Längserstreckung in Richtung der Achse der zen­ tralen Mittelkammer verlaufen.

16. Abscheider nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff­ nungen einen aufgebördelten Rand (9) aufweisen.

17. Abscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbörderlung zu der jeweiligen Anströmseite hin gerichtet ist.

18. Abscheider nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die, in Strömungsrichtung des Gasstroms gesehenen, hintereinander liegenden Öffnungen der jeweiligen Öffnungsreihen in Projektion senkrecht zu der Achse der zentralen Mittelkammer zueinander versetzt sind.

19. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelkammern (18) mit einem gasdurchlässigen Agglomerat (20) gefüllt sind.

20. Abscheider nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerat Metall-Gestrick/-Gewirke ist.

21. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an den untenliegenden Enden der Kammern eine Abführung für abgeschiedene Flüssigkeiten angeordnet ist.

22. Abscheider nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Reihen Verbindungsöffnungen (10) in jeder entsprechenden Trennwand (16) in Richtung der Achse (5) des Hüllrohrs (4) verlaufend vorgesehen sind.

23. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4) einen mittleren Innendurchmesser (21) von 30 mm bis 60 mm, vorzugsweise etwa 40 mm, aufweist.

24. Abscheider-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abscheider (1; 14; 15; 17; 22) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 jeweils, mit deren Achsen (5) des rohrförmigen Hüllrohrs (4) parallel zueinander verlaufend, zu einer Ein­ heit zusammengefaßt sind.

25. Abscheider-Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der einzelnen Abscheider (1; 14; 15; 17; 22) in einer gemeinsamen Ebene (13) verlaufen.

26. Abscheider-Anordnung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abscheider (1; 14; 15; 17; 22) mit ihren äußeren Wänden (4) aneinanderstoßend angeordnet sind.