DE19725415A1

DE19725415A1 - Verfahren und Anordnung zum Suaberhalten der Innenseite eines an einem Behälter oder Rohr befestigten Schauglases

Info

Publication number: DE19725415A1
Application number: DE1997125415
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Sieber; Rainer Dr Gwosdeck; Domenico Dr Pavone
Original assignee: Siemens AG; Steag GmbH
Current assignee: Steag GmbH
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: DE19725415C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Sauberhalten der Innenseite eines an einem Behälter oder Rohr befestigten Schauglases durch Zuführen von trockenem Gas, insbesondere für Behälter oder Rohre, deren Innenraum eine feuchte und/oder staubige oder anders verschmutzte At mosphäre enthält.

Ein derartig angeordnetes Schauglas ist nur schwer sau ber und wasserfrei zu halten, insbesondere wenn das Schau glas, z. B. bei Druckbehältern, nicht einfach zugänglich ist. Beispielsweise bei der Kohlenstaubverbrennung verschmutzen nicht nur Schlackepartikel das Schauglas von innen, sondern es schlägt sich außerdem Kondenswasser auf dem Schauglas nieder. Selbst wenn das Schauglas regelmäßig oder kontinu ierlich mit großen Mengen trockener Luft gespült wird, kann eine ausreichende Sauberkeit des Schauglases in vielen Fäl len nicht gewährleistet werden.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, um die Innenseite ei nes Schauglases zuverlässig und dauerhaft sauberhalten zu können.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß das Gas in der Nähe des Schauglases radial eingedüst wird und daß der Gasstrom zu einer vom Schauglas in den Innenraum gerichteten pfropfenartigen Strömung gezwungen wird.

Die pfropfenartige Strömung sorgt dafür, daß in jedem Querschnitt eines sich an das Schauglas anschließenden Strö mungskanals senkrecht zur axialen Strömungsrichtung eine im wesentlichen vollständige, also radiale Durchmischung vor liegt. Somit wird das trockene, radial zugeführte Gas gleichmäßig verteilt und stellt über den gesamten Quer schnitt des Strömungskanals eine wirksame Barriere gegenüber anströmenden Verunreinigungen dar. Ferner sorgt die pfrop fenartige Strömung dafür, daß in axialer Richtung kaum eine Vermischung zwischen den einzelnen Volumenelementen statt findet. Daher vermischt sich das trockene Gas kaum mit an strömenden Verunreinigungen. Zum Schutz der Schauglasinnen seite reichen bereits geringe Mengen zugeführten trockenen Gases aus.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gas als mindestens angenäherte Dif fusorspalt-Strömung eingedüst wird. Auf diese Weise kann das Gas über den gesamten Umfang des Strömungskanals gleichmäßig eingedüst und bereits kurz hinter der Eindüsstelle eine über den Querschnitt gleichmäßige Gasverteilung erzielt werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Gas an vier bis acht, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilten Eindüsstellen eingedüst. Es hat sich gezeigt, daß bereits mit vier Eindüsstellen bei geringem baulichen Aufwand ein über den Umfang verhältnismäßig gleichmäßig verteilter Gas strom erzeugt werden kann.

Es hat sich in der Praxis bewährt, wenn das Gas 0,5 bis 5 cm, vorzugsweise 1,5 bis 2,5 cm, hinter dem Schauglas ein gedüst wird. Bei dieser Ausführungsform werden Sekundärwir bel vor dem Schauglas vermieden.

Vorteilhafterweise wird eine effektive Sperrzone mit Hilfe der Pfropfenströmung 3 bis 13 cm hinter den Ein düsstellen erzeugt.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß am Rand der Pfropfenströmung, vorzugsweise in der Sperrzone, Turbulenzen erzeugt werden. Mit Hilfe der Turbulenzen gelingt es auf einfache Weise, eine Rückströmung des Gasstromes noch wirkungsvoller zu verhindern.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Gas zufuhr derart eingestellt, daß bei 10 bis 15 bar Druck, vor zugsweise bei 12 bar Druck, in der Pfropfenströmung eine Gasgeschwindigkeit von mindestens 0,01 m/sec, vorzugsweise von 0,07 m/sec, erzielt wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bereits bei diesen Gasgeschwindigkeiten und entsprechend geringer Gaszufuhr das Schauglas zuverlässig saubergehalten werden kann. Bei einem Schauglas mit einem Sichtdurchmesser von 5 cm genügt bei einem Innendruck von 12 bar im System ein Gasstrom von lediglich 1,5 Nm³/h zur Rein haltung des Schauglases.

Bei einer gattungsgemäßen Anordnung wird das erfindungs gemäße Problem dadurch gelöst, daß sich an das Schauglas ein in den Innenraum gerichteter Strömungskanal anschließt, daß der Strömungskanal mit einem nahe dem Schauglas angeordneten Gaszuführring versehen ist, der an seiner Innenseite wenig stens eine radiale, an eine Druckgasquelle anschließbare Eindüsöffnung aufweist und daß vom Schauglas aus gesehen hinter dem Gaszuführring ein Verdrängungskörper zur Erzeu gung einer effektiven Sperrzone mittels einer pfropfenarti gen Strömung angeordnet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekenn zeichnet, daß die Eindüsöffnungen je über einen Eindüskanal mit dem Innenraum eines den Gaszuführring exzentrisch umge benden Gehäuses verbunden sind, wobei das Gehäuse einen Gas einlaß aufweist, der an der Stelle des größten Innenraum querschnitts angeordnet ist. Die Verwendung eines Gehäuses mit nur einem Gaseinlaß hat den Vorteil, daß der bauliche Herstellungsaufwand gering ist. Ferner beansprucht die An ordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel verhältnismäßig we nig Raum. Mit Hilfe des exzentrisch angeordneten Gehäuses gelingt es, den Gasstrom von dem Gaseinlaß zu allen Eindüs öffnungen mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit zu leiten.

Vorteilhafterweise nimmt der Abstand der Eindüsöffnungen untereinander mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlaß ab.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist jeder Eindüs öffnung eine separate Gaszuführleitung zugeordnet. Somit kann die Strömungsdichte und die Strömungsgeschwindigkeit in allen Eindüsöffnungen individuell eingestellt werden und die Strömung über den gesamten Umfang des Gaszuführringes stark vergleichmäßigt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekenn zeichnet, daß der Gaszuführring in einer seiner Stirnflächen eine Kreisnut aufweist, daß die Kreisnut mit einer Gaszu führleitung und über wenigstens eine radiale Verbindungsnut mit wenigstens einer Eindüsöffnung in Verbindung steht, und daß eine Dichtung zum stirnseitigen Abdichten der Kreisnut und zum wenigstens teilweisen Überdecken der wenigstens ei nen Verbindungsnut vorgesehen ist. Die Anordnung gemäß die sem Ausführungsbeispiel läßt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen.

Vorzugsweise ist der Verdrängungskörper venturirohrähn lich mit Düse und anschließendem Diffusor ausgebildet.

Vorteilhafterweise weist der Verdrängungskörper zwischen Düse und Diffusor eine Rohrstrecke mit im wesentlichen kon stantem Durchmessers auf.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekenn zeichnet, daß der Verdrängungskörper im Bereich der Rohr strecke auf seiner Innenseite wenigstens eine Kreisrille, vorzugsweise wenigstens drei Kreisrillen, zur Erzeugung von Turbulenzen aufweist.

Vorteilhafterweise haben die Kreisrillen eine Tiefe von 0,2 bis 0,6 cm, vorzugsweise von 0,3 cm.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Gaszuführring ein Anschluß für ein Thermoelement zur Überwachung der Temperatur am Schauglas vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Anordnung gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar entlang der Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Radialschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen Gaszuführring mit zugehörigem Gehäuse gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung, und zwar entlang der Linie III-III der Fig. 4;

Fig. 4 einen Radialschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine Anordnung gemäß ei nem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar entlang der Linie V-V der Fig. 6; und

Fig. 6 einen Radialschnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt und Fig. 2 einen Radial schnitt durch eine Anordnung zum Sauberhalten der Innenseite eines Schauglases 1. Das Schauglas ist mit Dichtungen 3 in Schraubflansche 5 eingesetzt. An das Schauglas 1 schließt sich ein Strömungskanal 7 an. In dem Strömungskanal 7 ca. 2 cm hinter dem Schauglas 1 ist ein Gaszuführring 9 angeord net. Der Gaszuführring 9 weist an seiner Außenseite vier über den Umfang gleichmäßig verteilte Anschlüsse 11 auf. Mit jedem Anschluß 11 ist eine Gaszuführleitung 13 verbunden. Der Gaszuführring 9 weist auf seiner Innenseite eine einen Diffusorspalt bildende radiale Nut 15 auf. In der radialen Nut 15 sind vier Eindüsöffnungen 17 vorgesehen. Jede Eindüsöffnung 17 ist über einen Eindüskanal 19 mit einem Gaszuführanschluß 11 verbunden.

Vom Schauglas aus gesehen hinter dem Gaszuführring 9 ist in einem Rohrelement 20 ein venturirohrähnlicher Verdrän gungskörper 21 angeordnet. Der Verdrängungskörper 21 weist einen als Düse 23 wirkenden verjüngten Bereich und einen vom Schauglas aus gesehen hinter der Düse angeordneten, als Diffusor 25 wirkenden Bereich auf. Zwischen der Düse 23 und dem Diffusor 25 ist eine Rohrstrecke 27 mit im wesentlichen konstantem Durchmesser angeordnet. Der venturirohrähnliche Verdrängungskörper weist im Bereich der Rohrstrecke auf sei ner Innenseite drei Kreisrillen 29 auf. Die Kreisrillen ha ben eine Tiefe von 0,3 cm und untereinander einen Abstand von 0,4 cm.

Das Rohrelement 20 ist auf eine Öffnung in der Wand ei nes Behälters 30 ausgerichtet. Mit der Wand des Behälters ist das Rohrelement 20 an seinem vom Schauglas aus gesehen hinteren Ende verschweißt.

Um das Schauglas 1 sauberzuhalten, wird trockenes Gas über die Gaszuführleitungen 13, die Eindüskanäle 19 und die Eindüsöffnungen 17 in die als Diffusorspalt ausgebildete ra diale Nut 15 eingedüst. Die trockene Gasströmung strömt in den venturirohrähnlichen Verdrängungskörper 21. In dem Ver drängungskörper wird im Bereich der Rohrstrecke eine pfrop fenartige Strömung erzeugt. Die drei Kreisrillen 29 erzeugen am Rande des Strömungskanals Turbulenzen. Diese tragen wirkungsvoll zur Verhinderung einer Rückströmung des trocke nen Gases bei. Die trockene pfropfenartige Gasströmung stellt eine zuverlässige Barriere gegenüber anströmenden feuchten oder staubigen Partikeln dar.

Fig. 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführungsform des Gaszuführringes. Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt entlang der Linie III-III der Fig. 4 und Fig. 4 einen Radialschnitt ent lang der Linie IV-IV der Fig. 3. Ein Gaszuführring 109 ist exzentrisch von einem Gehäuse umgeben. Das Gehäuse weist an der Stelle des größten Querschnitts seines Innenraums 31 einen Gaseinlaß 33 auf. Der Gaseinlaß ist mit einer Gaszu führleitung 113 verbunden. Der Innenraum 31 des Gehäuses ist über Eindüskanäle 119 mit Eindüsöffnungen 117 verbunden. Der Abstand der Eindüsöffnungen 117 und der zugehörigen Eindüs kanäle 119 untereinander nimmt mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlaß ab. Diese Ausführungsform ist besonders für Anwendungen geeignet, in denen nicht genügend Raum für meh rere Gaszuführleitungen zur Verfügung steht. Mit Hilfe des exzentrisch angeordneten Gehäuses gelingt es, an allen Eindüsöffnungen 117 im wesentlichen gleiche Einströmbedin gungen zu erzielen.

Im vorliegenden Fall ist das Gehäuse einteilig mit dem Gaszuführring verbunden, wobei es von einem Außenring abge deckt wird. Eine mehrteilige Bauweise ist gleichermaßen mög lich.

Fig. 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Axial- und Radialschnitt. Ein Gaszuführring 209 weist in seiner Stirnfläche eine Kreisnut 35 auf. Die Kreis nut ist mit einer Gaszuführleitung 213 verbunden. Außerdem ist die Kreisnut 35 über acht radiale Verbindungsnuten 37 mit acht Eindüsöffnungen 217 verbunden. Eine Dichtung 39 dichtet die Kreisnut 35 ab und überdeckt etwa die halbe Länge der Verbindungsnuten 37.

Die Kreisnut 35 wird über die Gaszuführleitung 213 mit trockenem Gas gespeist. Über die Verbindungsnuten 37 wird das Gas in den Strömungskanal 7 radial eingedüst.

Ferner ist in dem Gaszuführring 209 ein Anschluß 41 für ein Thermoelement vorgesehen. So gelingt es, mit einem Bau teil Luft einzuströmen und gleichzeitig die Temperatur im System zu überwachen. Auch diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie sehr kompakt ist. Zudem läßt sie sich tech nisch einfach und kostengünstig herstellen.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungsmög lichkeiten denkbar. Die Zahl, Größe und Anordnung der Ein düsöffnungen kann beliebig variiert werden. Die Leitungsfüh rung der Gaszuführleitungen zu den Eindüskanälen kann in Ab hängigkeit von der Anwendung frei gewählt werden. Das Gehäu se 31 kann mit dem Gaszuführring 109 sowohl einteilig als auch als separates Bauelement ausgeführt werden. Schließlich können die Turbulenzen im Gasstrom außer durch Kreisrillen auch durch Blechringe in Innenraum des Verdrängungskörpers erzeugt werden.

Claims

1. Verfahren zum Sauberhalten der Innenseite eines an einem Behälter oder Rohr befestigten Schauglases durch Zu führen von trockenem Gas, insbesondere für Behälter oder Rohre, deren Innenraum eine feuchte und/oder staubige oder anders verschmutzte Atmosphäre enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gas in der Nähe des Schauglases radial eingedüst wird und
daß der Gasstrom zu einer vom Schauglas in den Innenraum gerichteten pfropfenartigen Strömung gezwungen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas als mindestens angenäherte Diffusorspalt-Strö mung eingedüst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gas an vier bis acht, vorzugsweise gleich mäßig über den Umfang verteilten, Eindüsstellen eingedüst wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas 0,5 bis 5 cm, vorzugsweise 1,5 bis 2,5 cm, hinter dem Schauglas eingedüst wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine effektive Sperrzone mit Hilfe der Pfropfenströmung 3 bis 13 cm hinter den Eindüsstellen er zeugt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der Pfropfenströmung, vorzugs weise in der Sperrzone, Turbulenzen erzeugt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufuhr derart eingestellt wird, daß bei 10 bis 15 bar Druck, vorzugsweise bei 12 bar Druck, in der Pfropfenströmung eine Gasgeschwindigkeit von minde stens 0,01 m/sec, vorzugsweise von 0,07 m/sec erzielt wird.

8. Anordnung zum Sauberhalten der Innenseite eines an einem Behälter oder Rohr befestigten Schauglases (1) durch Zuführen von trockenem Gas, insbesondere für Behälter (30) oder Rohre, deren Innenraum eine feuchte und/oder staubige Atmosphäre enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß sich an das Schauglas (1) ein in den Innenraum ge richteter Strömungskanal (7) anschließt,
daß der Strömungskanal (7) mit einem nahe dem Schauglas (1) angeordneten Gaszuführring (9; 109; 209) versehen ist, der an seiner Innenseite wenigstens eine radiale, an eine Druckquelle anschließbare Eindüsöffnung (17; 117; 217) auf weist, und
daß vom Schauglas (1) aus gesehen hinter dem Gaszuführ ring (9; 109; 209) ein Verdrängungskörper (21) zur Erzeugung einer effektiven Sperrzone mittels einer pfropfenartigen Strömung angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszuführring (9; 109) auf seiner Innenseite eine radiale Nut (15) aufweist, die vorzugsweise einen Diffusor spalt wenigstens annähert, wobei eine Mehrzahl von Eindüs öffnungen (17; 117) in der Nut angeordnet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gaszuführring (9; 109; 209) vier bis acht, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte Eindüsöf fungen (17; 117; 217) aufweist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindüsöffnungen (117) je über einen Eindüskanal (119) mit dem Innenraum (31) eines den Gaszuführring (109) exzentrisch umgebenden Gehäuses verbunden sind, wobei das Gehäuse einen Gaseinlaß (33) aufweist, der an der Stelle des größten Innenraumquerschnitts angeordnet ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Eindüsöffnungen (117) untereinander mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlaß (33) abnimmt.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eindüsöffnung (17) eine separate Gaszuführleitung (13) zugeordnet ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, der Gaszuführring (209) in einer seiner Stirnflächen eine Kreisnut (35) aufweist, daß die Kreisnut (35) mit einer Gaszuführleitung (213) und über wenigstens eine radiale Verbindungsnut (37) mit wenigstens einer Ein düsöffnung (217) in Verbindung steht, und daß eine Dichtung (39) zum stirnseitigen Abdichten der Kreisnut (35) und zum wenigstens teilweisen Überdecken der wenigstens einen Ver bindungsnut (37) vorgesehen ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszuführring (9; 109; 209) der art angeordnet ist, daß das Gas 0,5 bis 5 cm, vorzugsweise 1,5 bis 2,5 cm, hinter dem Schauglas (1) eingedüst wird.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (21) derart angeordnet ist, daß die Pfropfenströmung 8 bis 13 cm hinter den Eindüsöffnungen (17; 117; 217) erzeugt wird.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (21) ventu rirohrähnlich mit Düse (23) und anschließendem Diffusor (25) ausgebildet ist.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (21) zwischen Düse (23) und Dif fusor (25) eine Rohrstrecke (27) mit im wesentlichen kon stantem Durchmesser aufweist.

19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (21) im Bereich der Rohrstrecke (27) auf seiner Innenseite wenigstens eine Kreisrille (29), vorzugsweise wenigstens drei Kreisrillen, zur Erzeugung von Turbulenzen aufweist.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisrillen (29) eine Tiefe von 0,2 bis 0,6 cm, vor zugsweise von 0,3 cm haben.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gaszuführring ein Anschluß für ein Thermoelement (41) zur Überwachung der Temperatur am Schauglas (1) vorgesehen ist.