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Vorrichtung zum AusSiltrieren und Auffangen von Feststoffen aus einem
Rauchstrom Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Rauch oder sonstigen
Abgasen durch Ausfiltrieren und Auffangen von in demselben enthaltenen Feststoffen
oder ähnlichen Verunreinigungen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit dem
Ausfiltrieren und Auffangen von Ruß, Verbrennungsrtickständen> Asche, Partikeln
und Feststoffen aus Rauchströmen usw., die bei der Verbrennung wie der MUllverbrennung
entstehen und auch in den Abgasen von Verbrennungsmotoren vorhanden sein können,
Zur Zeit leiden viele größere Städte unter der als "Smog" bezeichneten Erscheinung,
die zu einem nicht unwesentlichen Teil durch VerbrennungsrUckstände aus Verbrennungsöfen
und Nüllverbrennungsanlagen entsteht. Zum Vermeiden des "Smog" ist es deshalb nicht
unwesentlich,
die bei der Verbrennung entstehenden Verunreinigungen der Verbrennungsabgase aus
den Abgasen zu entfernen, bevor dieselben in die Atmosphäre abgelassen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine wirkungsvqlle Vorrichtung
zu schaffen, die nicht nur dazu beiträgt, die in einem Rauchstrom od. dgl. enthaltenen
Feststoffe vollständiger zu verbrennen, sondern auch dazu) derartige vom Rauch mitgenommene
Verunreinigungen auch vollständig oder nahezu vollständig aufzufangen und vom Rauch
zu trennen und diese abgeschiedenen Feststoffe in einem Sammelbehälter aufzufangen.
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Zur Lösung dieser Autabe wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung
vorgeschlagen, die ein auf einem Schornstein oder einem anderen Rauchauslaß anzubrtgendes
Gehäuse aufweist, welches einen Heizer oder Brenner, einen Rost und einen oder mehrere
Filter enthält, durch welche der ausströmende Rauch hindurchgeht. Ein Sauggebläse
erzeugt eine Saugwirkung quer zur Störungsrichtung des Rauches, um dadurch alle
Feststoffe wie Ruß, Verbrennungsrtickstände, Flqcken, Asche und dergleichen, die
bei der Verbrennung , beispielsweise der MUllverbrennung, entstanden sind und vom
Rauch mitgeführt werden, aus dem Rauch zu entfernen.
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Durch die Saugwirkung werden die Feststoffe in eine Sammelkammer geführt,
an welche das Gebläse angeschlossen ist. Die Heizeinrichtung oder der Brenner verringert
die Größe der Feststoffpartikel, um dieselben aufgrund der Saugwirkung ebenfalls
aus dem Rauchstrom in einfacher Weise zu entfernen. Geeignete Luftc1itzanordnungen
oder
Jalousien und Drosseln sind außerdem vorgesehen, um die Wirksamkeit der erzwungenen
Zirkulation zu verbessern. Auch ist eine Vorrichtung vorgesehen, um die Richtung
der erzwungenen Strömung umzukehren und die Richtung abzuändern, um auf diese Weise
eine -Selbstreinigung der Filter durchzuführen.
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Hierdurch erreicht man, daß der in die Atmosphäre gelangende Rauch
von den gewöhnlich in ihm enthaltenen Partikeln befreit ist, welche wenigstens teilweise
den unerwünschten Smog bilden.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben ch aus
der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen.
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In der Zeichnung sind Ausfthrungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Reinigen von Rauchströmen- od. dgl. schematisch dargestellt, und
zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des außenliegenden oder obenliegenden Teiles
einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Verbrennungsanlage, wobei einige Teile aufgebrochen
sind, Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Teiles der Verbrennungsanlage,
Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3 - 3 aus Fig. 1 in etwas vergrößertem Maßstab,
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch den eine Drossel enthaltenden Teil der Vorrichtung
aus
Fig. 1 in gegenüber Fig. 1 veränderter Lage, Fig' 5 eine schematische Ansicht des
innenliegenden oder unteren Endes der Verbrennungsanlage Fig. 6 eine teilweise aufgebrochene
Seitenansicht einer gegenüber Fig. 1 und 3 abgewandelten Sammelvorrichtung für die
Feststoffe, welche an das Auslaßende eines Verbrennungsofens angeschlossen ist,
und Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 6, woraus die umgekehrte Arbeitsweise
dieser Vorrichtung zum Reinigen derselben zu erkennen ist.
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Die in Fig. 1 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Reinigen von Rauch oder sonstigen Abgasen besitzt ein Gehäuse 11 mit einer Tür 12,
die an Angeln 13 aufgehängt und mit einer Verriegelung 14 versehen ist. Dieses Gehäuse
11 ist auf dem oberen Ende des Schornsteins 10 einer Müllverbrennungsanlage angebracht.
In der Seitenwand 15 besitzt das Gehäuse 11 eine Öffnung für ein Rohr 16, das als
Einlaß oder Saugrohr für ein Sauggebläse 17 dient, welches von einem Motor 18 angetrieben
wird. Die Druckseite des Gebläses 17 führt in einen Stutzen 19 und einen nach unten
führenden Abzugschacht 20.
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Am unteren Ende ist im Gehäuse 11 ein nitterrost 21 befestigt, der
sich von Wand zu Wand des Gehäuses erstreckt.
Unterhalb dieses Gitterrostes
21 befindet sich eine elektrische Heizeinrichtung 22 (Calrod), die von der Gehäusewand
23 ausgeht, durch welche die Heizleiter zu einem Verdrahtungskasten 24 führen.
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Am oberen Ende des Gehäuses 11 ist in demselben ein Drahtgitter 25
untergebracht, welches in Führungen verschiebbar und somit leicht entfernbar angebracht
ist.
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Am Eingang in das Rohr 16 ist eine Drosselklappe 27 angeordnet, während
sich im oberen Ende des Gehäuses 11 eine Jalousie 28 befindet, die ebenfalls als
Drossel wirkt. Wie aus Fig. 1 und 4 zu erkennen ist, betätigt ein mit einem Getriebe
verbundener Motor 29 die Drosselklappe 27 und auch die Jalousie 28 über eine Kurbel
30 und Kurbelstangen 31 bzw. 32. Der-mit geeigneten Endschaltern versehene Motor
29 kann die Drosselklappe 27 und die Jalousie 28 aus der in Fig. 1 dargestellten
Lage in die in Fig. 4 dargestellte Lage und zurück -verstellen, Somit ist erkennbar,
daß Luft oder Rauch bzw. sonstiges Abgas entweder in/c;asrohr 16ges langen oder
durch die Jalousie 28 hindurchtreten kann. Zu diesem Zweck ist der Motor 29 in geeigneter
Weise mit dem Motor 18 derart gekoppelt, daß das Rohr 16 offen ist, wenn das Sauggebläse
17 läuft,und geschlossen ist, wenn das Sauggebläse 17 stillsteht.
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Wie insbesondere Fig. 1 und 2 zeigen, ist das Gehäuse 11 am oberen
Ende mit insgesamt vier Gittersieben 35 verschlossen, die unter einem Dach 36 liegen.
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Der nach unten führende Abzugschacht 20 ist an einen freien Raum 37
im oberen Ende eines Aufnahmebehälters 38 für Staub und sonstige Feststoffpartikel
angeschlossen. Dieser Aufnahmebehälter 38 ist mit einem Deckel 39 versehen, welcher
mit Hilfe von Klemmlaschen 40 am Aufnähmebehälter befestigt ist. Im unteren Ende
des Aufnahmebehälters 38 befindet sich ebenfalls ein freier Raum 45. Zwischen den
freien Räumen 37 und 45 sind vier oder gegebenenfalls auch mehr kreissektorenförmige
Filterbeutel 41 untergebracht, wobei jeder dieser Filterbeutel an seinem oberen-Ende
einen umlaufenden Flansch 42 besitzt.
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Falls erwünscht, kann ein Sieb 42' auf dem umlauf enden Flansch 42
jedes Filterbeutels 41 befestigt sein.
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Jeder dieser eine Baueinheit bildende Filterbeutel 41 ist auswechselbar
auf einem Teil eines Ringes 43 und auf Teilen von den Aufnahmebehälter 38 kreuzförmig
durchsetzenden Armen 44 mit Hilfe des umlaufenden Flansches 42 gehalten.
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Der unterhalb der Filterbeutel 41 befindliche freie Raum . 45 mündet
in einen Schornstein 46, der über das Dach 36 des Gehäuses 11 vorsteht und an seinem
äußeren Ende einen Funkenfänger 47 trägt. Außerdem ist der unterhalb der Filterbeutel
41 befindliche fnie Raum 45 durch eine Tür 48 auch dann von außen zugänglich, wenn
die Filterbeutel 41 eingehängt sind.
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Aus Fig. 5 ist zu erkennen, daß die Müllverbrennungsanlage am unteren
Ende des Schornsteins 10 eine Brennkammer 49 aufweist, die einen Rüttelrost 50 zur
Aufnahme des zu verbrennenden Mülls enthält. Nach dem Verbrennungsvorgang wird der
noch auf dem Rüttelrost
50 befindliche Müll durch eine Tür 51 entfernt.
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Durch den Rüttelrost 50 hindurchgefallenes Material und Asche werden
durch Reinigungstüren 52 entfernt.
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Obwohl der Müll oder sontige Abfall direkt in die Brennkammer 49 eingegeben
werden kann, wird er im allgemeinen durch zu öffnende Türen oder Klappen in jedem
Stockwerk von mehrstöckigen Gebäuden zugegeben.
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Übliche Steuereinrichtungen für Verbrennungsöfen sind in Fig. 5 angedeutet
und bestehen aus einem Luftgebläse 53, welches Einlaßöffnungen 54 Luft zuführt,
einer Saugreguliervorrichtung 56, die über eine Rohrleitung an eine Zugmeßstelle
57 angeschlossen ist, einer Zündeinrichtung 58 und einem Temperaturanzeiger 59 ,
der an einen Temperaturfühler 60 angeschlossen ist und auch so ausgebildet sein
kann, daß er die Ofentemperatur steuert. Alle diese Ausrüstungsgegenstände sind
an einem Anschlußkasten 61 angebracht und in der üblichen Weise verkabelt. Mit Hilfe
eines Kabels 62 werden elektrische Anschlüsse zum GebläseMotor 18, zum Motor 29
für die Drosselklappe 27 und die Jaloi 28 und zur Heizeinrichtung 22 hergestellt.
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Als Beispiel für die Arbeitsweise einer derartigen Verbrennunglage
wird die Betriebsweise einer für mehrstöckige Gebäude mit Aufgabeklappen oder Aufgabeöffnungen
in jedem Stockwerk erläutert. Täglich findet eine Verbrennung während einer bestimmten
Zeitdauer statt, beispielsweise zwischen 9.00 und 11.oo Uhr vormittags. Wenn die
Verbrennungsanlage nicht brennt, können die Aufgabetüren zum Einwerfen von Müll
oder
sonstigem Abfall geöffnet werden. Wenn hingegen die Anlage
brennt, müssen die Türen oder Klappen gegen Öffnen gesichert sein, weil die Anlage
in Abhängigkeit vom erzeugten Sog arbeitet. Diese Sicherung oder Verriegelung erzielt
man beispielsweise mit einem magnetgesteuerten Verriegelungssystem, welches von
einem mit Hilfe eines Schlüssels zu betätigenden Schalter nahe jeder Tür gespeist
wird.
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Nachdem alle Türen verriegelt worden sind, beginnt der Brenner der
Verbrennungsanlage in der üblichen Weise zu arbeiten. Durch das Einschalten des
Brenners wird auch.der Motor 29 eingeschaltet, welcher die Droselklappe 27 1 öffnet
und die Jalousie 28 schließt, wie Fig. 1 zeigt. Gleichzeitig werden der das Sauggebläse
17 antreibende Motor 18 und die elektrische Heizeinrichtung 22 eingeshaltet. Da
die Jalousie 28 geschlossen ist, saugt das Gebläse 17 Luft lediglich aus dem Schornstein
10 an. Die Vorrichtung arbeitet so, daß größere Partikel von den Sieben 42' zurückgehalten
werden, während die kleineren Partikel in die vier Filterbeutel 41 gelangen. Noch
kleinere Partikel sammeln sich auf dem Boden des freien Raumes 45.
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Wegen der im freien Raum 37 herrschenden Saugwirkung und Turbulenz
lagern sich in den verschiedenen Filterbeuteln 41 unterschiedlich große Mengen Feststoffe
ab. Diese Erscheinung kann wirtschaftlich interessant sein, weil es genügt, wenn
nur ein Filterbeutel, lange bevor jeder der drei anderen Filterbeutel bei der üblichen
Unterhaltung der Anlage ausgewechselt werden muß, erneuert wird. Bei weniger gleichförmiger
Belastung der Anlage und Überwachung- derselben kann es notwendig sein, nur zwei
von vier
Filterbeuteln aufeinmal auszuwechseln. Wenn ein frischer
Filterbeutel nicht sofort zur Hand ist, genügt es sogar, wenn man die vier im Aufnahmebehälter
38 untergebrachten Filterbeutel einfach entsprechend der vorhandenen Füllung verschiebt.
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Im freien Raum 45 befindliche feine Ablagerungen können mit Hilfe
eines tragbaren Staubsaugers entfernt werden, der durch die Tür 48 eingeführt wird.
Der Funkenfänger 47 dient dazu, alle die Partikel zu kühlen, die doch noch durch
den Schornstein 46 aus dem Aufnabehälter 38 nach oben gelangt sind, so daß sie nach
unten zurückfallen.
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Wenn die Verbrennung beendet ist und die Brennanlage dementsprechend
abgeschaltet wurde, wird die Drosselklappe 27 geschlossen und die Jalousie 28 geöffnet,
wie Fig. 4 zeigt. Das Drahtgitter 25 bildet einen Filter unterhalb der Jalousie
28 und die Siebe 35 dienen dazu, größere Partikel zurückzuhalten und kleinere Partikel
abzukühlen, welche doch noch im erhitzten oder brennenden Zustand durch Konvektion
nach oben getragen wurden, beispielsweise Papierstücke , die durch eine der Türen
eingeworfen wurden.
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Die Drosselklappe 27 gewährleistet in ihrer geschlossenen Lage, daß
sich feine Partikel und Staub, die durch Konvektion im Schornstein 10 hochgetragen
wurden oder durch die Siebe 35 vom Wind hindurchgeblaaen sind, nicht im Gebläsegehause
zwischen den einzelnen Brennperioden ansammeln. Der Grund hierfür ist, daß die Rohrleitueen
und das Gebläse am besten arbeiten, wenn bei normalem Betrieb Material durch sie
hindurchgeführt
wird, während die Arbeitsweise schlechter wird,
wenn sich Material in Ruhezeiten in ihnen ansammeln und dadurch an den Wänden festhängen
kann Beim Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 und 7 besitzt der Aufnahmebehälter 65 für
Staub od. dgl. eine zylindrische Wand 66 und einen geschlossenen Boden 67. Am oberen
Ende ist dieser Behälter mit einem Deckel 68 verschlossen, der mit Hilfe von Schrauben
69 oder auch Klemmlaschen gehalten wird9 Unterhalb dieses Deckels 69 befindet sich
im Aufnahmebehälter 65 ein an die Seitenwand 66 angeschweißter Ring 70 der einander
überkreuzende Stäbe 71 trägt. Die aus dem Ring 70 und den Stäben 71 bestehende Anordnung
bildet vier Öffnungen, welche jeweils 900 einer Kreissektorenfläche überdecken,
so daß jede dieser Öffnungen je ein Filterelement aufnehmen kann, das aus einem
eingesteckten Filterbeutel 72 und einem Sieb 73 , das die Außenseite des Filters
bildet, besteht. Jedes dieser Filterelemente besitzt am oberen Ende einen umlaufenden
Flansch 73a, um die Filterelemente auf dem Ring 70 und den einander überR5euzenden
Stäben 71 aufzulegen und die Filterelemente leicht herausnehmen bzw. auswechseln
zu können.
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Am unteren Ende der Wand 66 ist eine Tür 74 vorgesehen, die einen
Zugang in den Innenraum des Aufnahmebehälters ermöglicht, so daß man durch diese
Tür sowohl den Aufnahmebehälter 65 reinigen als auch Luft auslassen kann.
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imine Rohrleitung 75 führt vorn in Fig. 1 und 2 dargestellten Sauggebläse
17 von oben zum unteren Ende des Aufnahmebehälters
65 und mündet
in einen freien Raum 76 unterhalb der die Siebe 73 enthaltenden Filterbeutel 72.
Eine als Schornstein dienende weitere Rohrleitung 77 ist an den im oberen Ende des
Aufnahmebehälters 65 befindlichen freien Raum 78 angeschlossen und führt nach oben
in die Atmosphäre.
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Die Rohrleitungen 75 und 77 sind außerdem mit Hilfe eines etwa horizontal
verlaufenden Rohres 79 untereinander verbunden, welches so tief wie möglich oberhalb
des oberen Endes des Aufnahmebehälters 65 angeordnet ist, um gerade noch den Deckel
68 öffnen zu können.
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In den Rohrleitungen 75 und 77 und dem dieselben verbindenden Rohr
79 sind außerdem drosselartige Verschlüsse 80, 81 und 82 untergebracht, die zum
Verhindern von Turbulenz erscheinungen bzw. Wirbeln der durch die Leitungen strömenden
Luft so nahe wie möglich an den Verbindungsstellen der Rohre angeordnet sind.
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Diese Verschlüsse 80 bis 82 können je nach der gewünschten Strömungsrichtung
der Luft geöffnet und geschlossen werden.
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Im Betrieb der Vorrichtung aus Fig. 6 und 7 während der Brennperioden
der Verbrennungsanlage gelangt Feststoffpartikel oder sonstige Verunreinigungen
enthaltende Luft von oben nach unten durch die Rohrleitung 75 in den freien Raum
76 und trifft dann beim Hochströmen auf die Filterbeutel 72 auf. Beim Durchtritt
durch die Filterbeutel werden die Feststoffpartikel von der Luft getrennt und fallen
auf den Boden 67 des Aufnahmebehälters 65. Die so gereinigte Luft geht nach oben
durch die Filterbeutel 72 und die Siebe 73 und gelangt schließlich in den oberen
freien Rawn 78,
von wo diese Luft durch die Rohrleitung 77 in die
Atmosphäre gedrückt wird. Aus Fig. 6 ist erkennbar, daß für die Brennperioden alle
drosselartigen Verschlüsse 80 bis 82 senkrecht stehen, so daß die Verschlüsse 80
und 82 offen und der Verschluß 81 geschlossen sind.
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Da die Luftströmung im unteren freien Raum 76 durch die Filterbeutel
72 gehemmt wird, dienen die Siebe 73 dazu, eine Beschädigung und / oder ein Zusammenklappen
bzw. Zusammenlegen der Filterbeutel 72 zu verhindern.
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Von Zeit zu Zeit ist es notwendig, die in der Vorrichtung aus Fig.
6 und 7 enthaltenen Filterbeutel zu reinigen.
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Erfindungsgemäß wird die Notwendigkeit, die Filterbeutel und / oder
die entsprechenden Siebe aus dem Aufnahmebehälter zu entfernen, weitgehend reduziert
uder ganz beseitigt. Das Auswechseln von Filterbeuteln ist zeitraubend und wird
häufig unterlassen oder übersehen, was ganz von der Verlässlichkeit der für die
Reinigung der Anlage verantwortlichen Personen abhängt. Wenn deshalb die Verschlüsse
80, 81 und 82 alle in die horizontale Lage verstellt werden, sind die Verschlüsse
80 und 82 geschlossen, während der Verschluß 81 offen ist (Fig. 7). Jetzt kann der
freie Raum 76 durch die geöffnete Tür 74 gereinigt werden, wozu es lediglich notwendig
ist, das Sauggebläse 17 einzuschalten. Die vom Sauggebläse geförderte Luft wird
durch die Rohrleitung 75, das Verbindungsrohr 79 und den unteren Teil der Rohrleitung
77 in den freien Raum 78 des Aufnahmebehälters 75 gedrückt und gelangt von dort
durch die Siebe 73 und die Filterbeutel 72 in den freien Raum75, den sie durch die
geöffnete Tür 74 verläßt. wie Fig, 7 zeigt
Die von den Filterbeuteln
72 gebildeten Filter verstopfen im allgemeinen zuerst an der Seite, auf welche die
Luft normalerweise auftrifft. Daher kann man die Wirksamkeit von Filtern dadurch
sehr stark verlängern, daß man Luft ab und zu in entgegengesetzter Richtung durch
die Filter drückt, so daß es lange Zeit nicht notwendig ist, einen Filter zum Waschen
oder zum Ä-uswechseln aus der Vorrichtung zu entfernen.
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Bei der Vorrichtung aus Fig. 6 und 7 ist es nicht notwendig, den freien
Raum 76 jeweils sorgfältig zu reinigen. Ein dicht vor die Öffnung der Tür 74 gehaltener
Filtersack oder sonstiger Beutel nimmt den größten Teil der noch in diesem freien
Raum befindlichen Partikel auf, wenn dieselben durch vom Sauggebläse 17 in umgekehrter
Richtung durch den Aufnahmebehälter 65 geblasene Luft aufgewirbelt und aus der Tür
ausgeblasen werden.
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Im allgemeinen unterstützt ein umgekehrter Luftstrom das Lockern und
Ablösen von Schmutz, der an den Innenwänden der Rohre und Rohrleitungen haftet.
Daher findet auch aine Reinigung des unteren Teiles der Rohrleitung 77 und der Wände
des freien Raums 78, der Siebe 73 und des freien Raums 76 statt, wenn Luft in umgekehrter
Richtung durch die Vorrichtung geblasen wird.
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Gemäß der Erfindung kann die Notwendigkeit zum Auswechseln der Filter
dadurch festgestellt werden, daß man das Sauggebläse 17 und den Motor 18 während
der
umgekehrten Luftführung bei Umstellung des Vezchlusses 82 aus
der einen in die anderen Lage abhört, um die Laufruhe des Motors im Vergleich zum
direkten Ausblasen durch das als Überbrückung des Aufnahmebehälters 65 verwendete
Rohr 79 festzustellen.
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Patentansprüche#