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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entstaubung eines Rohgases nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7.
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In industriellen Ländern stellt sich, basierend auf gesetzlich geregelten Rahmenbedingungen, das Problem, dass in verschiedenen Anlagen, wie beispielsweise Verbrennungs- und/oder Industrieanlagen, Rohgase entstehen, welche erhebliche Mengen an Stäuben enthalten. Es ist daher verständlich, dass die entstehenden Rohgase erst nach passieren einer entsprechenden Entstaubungsanlage in die Abluft entlassen werden dürfen, um die gesetzlich geregelten Rahmenbedingungen einzuhalten. Eine derartige Entstaubungsanlage ist in der Regel eine technische Einrichtung, um staubhaltige Rohgas- und/oder Abluftströme zu reinigen. Derartige Entstaubungsanlagen finden in den unterschiedlichsten industriellen Bereichen Anwendung, wie beispielsweise in Zementwerken, in Kraftwerken, in Gießereien, in Hüttenwerken, in Kalkwerken, in der Labortechnik, in der pharmazeutischen und/oder in der chemischen Industrie. Es ist daher verständlich, dass die entstehenden staubhaltigen Rohgas- und/oder Abluftströme sehr vielfältig sind und auch unterschiedliche Korngrößen aufweisen können.
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Der Einsatz von unterschiedlichen Abscheide- und/oder Filterelementen ist dabei zudem von der Zusammensetzung der Stäube, der Konzentration, den Platzverhältnissen und/oder der Dimensionierung abhängig. Dabei ist der Abscheidegrad ein Maß für die Qualität eines Entstaubungsverfahrens.
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Es besteht daher ein großer Bedarf an einer Vorrichtung zur Entstaubung von Rohgasen, welche nicht nur zuverlässig, sicher und störungsfrei funktioniert, sondern zudem kontinuierlich und wartungsarm ist. Zudem sollte die Vorrichtung kostengünstig herstellbar und störungsunanfällig sein. Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass die Vorrichtung praktisch ohne weitere Überwachung eine teil- bzw. vollautomatische Entstaubung, sowie Regelung und/oder Steuerung der eingeleiteten Rohgase ermöglicht. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Entstaubung von Rohgasen bereitzustellen, um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden und um vor allen die Kosten für den Betrieb, sowie reparatur-, wartungs- und/oder ausfallbedingten Kosten gering zu halten.
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Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache aber wirkungsvolle Weise durch ein Staubabscheideelement und eine Staubabscheidevorrichtung nach der Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein Staubabscheideelement umfassend eine Eintrittsöffnung, eine Abscheidezelle, ein Reingasrohr und eine Austrittsöffnung vorgeschlagen. Das Staubabscheideelement ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung tangential und das Reingasrohr axial in dem Staubabscheideelement angeordnet sind.
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Das erfindungsgemäße Staubabscheideelement beruht auf dem Grundgedanken, dass als Trennmechanismus der in dem Rohgas enthaltenen festen und/oder flüssigen Partikel Zentrifugalkräfte verwendet werden, die durch Erzeugung einer Wirbelströmung entstehen. Folglich wird über die tangential in dem Staubabscheideelement angeordnete Eintrittsöffnung das Rohgas eingeleitet, wobei es aufgrund der tangentialen Einleitung auf eine kreisförmige Bahn im Inneren des Staubabscheideelementes, insbesondere im Inneren der Abscheidezelle, gebracht wird. Zudem wird das Gas durch den gewählten tangentialen Eintritt, sowie den axialen Austritt über das Reingasrohr nach oben, in Rotation versetzt. Dabei werden die in dem Gas enthaltenen Staubteilchen unter Einwirkung einer Fliehkraft an die Wandung der Abscheidezelle gedrängt, gleiten dann in Wendelbewegungen in der Abscheidezelle und fallen über die bevorzugt axial angeordnete Austrittsöffnung aus dem Staubabscheideelement in einen unterhalb dessen angeordneten, bevorzugt luftdicht mit dem Staubabscheideelement abgeschlossenen, Bunker. Es ist dabei einem Fachmann verständlich, dass die Entstaubung nur für die Partikel funktioniert, welche eine höhere Dichte als die des Fördermediums haben. Das entstaubte Reingas steigt dabei über das axial in dem Staubabscheideelement angeordnete Reingasrohr aus diesem aus und wird auf diese Weise abgeführt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass die Eintrittsöffnung rechtsseitig oder linksseitig, insbesondere im Hinblick auf die Längsachse des Staubabscheideelementes, anordenbar ist.
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In noch einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass das Staubabscheideelement, insbesondere die Abscheidezelle, kegelförmig ausgestaltet ist. Aufgrund der Verjüngung des kegelförmig ausgestalteten Staubabscheideelementes nimmt die Drehgeschwindigkeit des tangential über die Eintrittsöffnung eingeleiteten Rohgases derart zu, dass die darin enthaltenen Partikel durch die Fliehkraft an die Innenseite der Abscheidezelle geschleudert und/oder derart abgebremst werden, dass sie sich aus der Strömung lösen und über die bevorzugt axial angeordnete Austrittsöffnung aus dem Staubabscheideelement ausleitbar sind. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass eine Verbesserung des Strömungsverhaltens und/oder der Staubabscheidung erreichbar ist, so dass die Abscheidung der in dem Gas enthaltenen Partikel auch bei sehr kleinen Partikeln wirkungsvoll und/oder zuverlässig funktioniert.
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In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass die Eintrittsöffnung kegelförmig ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass nochmals eine Verbesserung des Strömungsverhaltens und/oder der Staubabscheidung erreichbar ist, indem das eingeleitete Rohgas gezielt auf eine kreisförmige Bahn bringbar ist.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Abscheidezelle mindestens ein Leitblech umfasst. Ein Leitblech ist dabei bevorzugt an der Innenwand der Abscheidezelle angeordnet. Noch mehr bevorzugt ist das Leitblech schneckenförmig ausgestaltet. Mittels dieser Ausgestaltung wird es vorteilhafterweise erreicht, dass das Strömungsverhalten und/oder die Staubabscheidung noch einmal verbessert ist.
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In noch einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass das Reingasrohr axial in der Abscheidezelle angeordnet ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das Strömungsverhalten und/oder die Staubabscheidung bei gleichbleibendem Platzbedarf noch einmal verbessert ist.
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Es wird davon ausgegangen, dass die Definitionen und Ausführungen der oben genannten Begriffe für alle in dieser Beschreibung im Folgenden beschriebenen Aspekte gelten, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Erfindungsgemäß ist des Weiteren eine Staubabscheidevorrichtung zur Reinigung eines Gases vorgeschlagen, welches ein Gehäuse, mindestens ein in dem Gehäuse angeordnetes Staubabscheideelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und einen unterhalb des Staubabscheideelementes angeordneten, bevorzugt luftdicht mit dem Staubabscheideelement abgeschlossenen, Bunker umfasst. Die Staubabscheidevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung tangential und das Reingasrohr axial in dem Staubabscheideelement angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Staubabscheidevorrichtung beruht auf dem Grundgedanken, dass das in die Vorrichtung eingeleitete Rohgas zuverlässig entstaubbar ist, so dass die Vorrichtung erfindungsgemäß zur ersten Reinigung eines Rohgases direkt einem Filterelement und/oder einer Filteranlage vorordenbar ist.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß erkannt worden, dass die Staubabscheidevorrichtung einfach und zuverlässig an die anforderungsgemäßen Bedingungen anpassbar ist. Diesbezüglich ist es vorgesehen, dass diese vorzugsweise mehre parallel zueinander angeordnete Staubabscheideelemente zur Reinigung größerer Rohgasmengen aufweist. Bevorzugt sind dabei Staubabscheideelemente mit rechtsseitig angeordneter Eintrittsöffnung und solche mit linksseitig angeordneter Eintrittsöffnung gruppiert, um auf diese Weise in erheblichem Maße an Platz zu sparen. Es unterliegt dabei dem fachmännischen Können die anforderungsgemäße Anzahl, Anordnung und/oder Gruppierung der Staubabscheideelemente zu bestimmen. Dabei bietet die parallele und/oder gruppierte Anordnung mehrerer Staubabscheideelemente den Vorteil, dass die Staubabscheidevorrichtung nur einen geringen Platzbedarf bei gleichzeitig konstanter und zuverlässiger Entstaubung größerer Rohgasmengen bietet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass das Reingasrohr mindestens ein Filterelement, insbesondere einen Partikelfilter, aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass das über das Reingasrohr abgeleitete Reingas in einem zusätzlichen Filterelement reinigbar ist, um eine verbesserte Qualität des Reingases zu erhalten und/oder um nachgelagerte Filterelemente zu entlasten. Einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet sind dabei diverse Filterelemente, wie beispielsweise ein textiles Vlies, ein elektrischer Filter und/oder eine Filterkassette bekannt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.
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Im Einzelnen zeigen:
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1 eine Darstellung eines Längsschnitts des erfindungsgemäßen Staubabscheideelementes; und
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2 eine isometrische Darstellung des erfindungsgemäßen Staubabscheideelementes in einer links seitigen Ausführungsform; und
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3 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Staubabscheidevorrichtung mit Staubabscheideelementen in rechtsseitiger und links seitiger Ausführungsform.
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In 1 ist ein Längsschnitts eines erfindungsgemäßen Staubabscheideelementes 02 dargestellt. In 2 ist dabei eine isometrische Darstellung des erfindungsgemäßen Staubabscheideelementes 02 in einer linksseitigen Ausführungsform gezeigt.
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Wie in den 1 und 2 deutlich zu erkennen ist, umfasst das erfindungsgemäße Staubabscheideelement 02 eine tangential angeordnete Eintrittsöffnung 10, eine kegelförmig ausgestaltete Abscheidezelle 20, ein axial in der Abscheidezelle 20 angeordnetes Reingasrohr 30 und eine axial angeordnete Austrittsöffnung 40.
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Wie in der 1 anhand der dargestellten Pfeile zudem deutlich zu erkennen ist, ist das Rohgas seitlich über die Eintrittsöffnung 10 in das Staubabscheideelement 02 einleitbar. Durch den gewählten seitlichen, tangentialen Eintritt und den zudem axialen Austritt des Reingases über das Reingasrohr 30 ist das Gas in Rotation versetzbar. Dabei werden die Staubteilchen unter Einwirkung einer Fliehkraft an die Wandung der Abscheidezelle 20 gedrängt, welche aufgrund der kegelförmigen Ausgestaltung dieser eine steigende Drehgeschwindigkeit erfahren. Folglich werden die Partikel durch die Fliehkraft an die kegelförmig ausgestaltete Wandung der Abscheidezelle 20 geschleudert und soweit abgebremst, dass sie sich aus der Strömung lösen und nach unten über die axial angeordnete Austrittsöffnung 40 aus dem Staubabscheideelement 02 austreten. Das Reingas verlässt das Staubabscheideelement über das Reingasrohr 30.
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In 3 ist eine erfindungsgemäße Staubabscheidevorrichtung 01 mit einem Gehäuse 03 umfassend mehrere, entsprechend gruppierte und parallel angeordnete Staubabscheideelemente 02 in einer rechtsseitigen und einer links seitigen Ausführungsform dargestellt.
