DE2347984B2

DE2347984B2 - Vorrichtung zum abscheiden von tropfen aus einem gasstrom

Info

Publication number: DE2347984B2
Application number: DE19732347984
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-10-03
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1976-09-23
Also published as: US3953183A; AU6131673A; DE2347984A1; CH562630A5; JPS4960057A

Description

Die Erfindung betrifft gattungsgemäß eine Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus einem Gasstrom, mit einer Mehrzahl von mit Abstand voneinander und parallel zueinander angeordneten strömungskanalbildenden Abscheiderplatten, die in einem in Strömunpsrichtung verlaufenden Schnitt aus zumindest drei Bocenstücken unterschiedlicher Krümmungsrichtung zusammengesetzt sind, eine»i Krümmungsscheitel und auf der gegenüberliegenden Seite eine Krümmungskehle bilden sowie im Bereich des Krümmungsscheitels eine aufgesetzte, eine Fangkammer bildende Flosse aufweist.

Bei einer bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (CH-PS 4 57 100) sind die strömungskanalbildenden Abscheiderplatten glattwandig ausgeführt. Zwar ist es dabei grundsätzlich bekannt, zwischen Krümmungsscheitel und Krümmungskehle eine Fangrinne für diese Tropfen vorzusehen, bei solcher bekannten Vorrichtung befricdipt jedoch der Abscheidegrad für ein breites Tropfenspektrum nicht. Insbesondere die Abscheidung der sehr feinen Tropfen bereitet hier erhebliche Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung den Abscheidegrad für ein breites Tropfenspektrum (von groben bis zu sehr feinen Tropfen) zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Abscheiderplatten im Bereich der Krümmungskehle eine Mehrzahl von Rippen aufweisen. In weiterer Ausbildung hierzu geht ein Vorschlag dahin, daß in Ströniuncsrichtung hinter den Rippen und mit Abstand von diesen eine weitere, eine Fangkammer bildende Flosse angeordnet ist.

Die erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die schweren Tropfen unschwer in die jeweils erste Fangtaschc eintreten und dort abgeschieden werden. Die leichteren Tropfen gelangen in den Bereich der Rippen. Diese Rippen verändern das Strömungsbild. Die Strömung wird verlangsamt, turbulente Komponenten werden der Strömung zusatz-984

lieh aufgedrückt. Im Ergebnis fallen in dieserr Bereich auch die feineren Tropfen aus der Strömung heraus. Sie gelangen an die zugeordnete Wand dei Abscheiderplatten und laufen ab. Soweit Flüssigkeil tropfenförmig mitgerissen wird, funktioniert die nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung nachgeschaltete zweite Fangkammer. Im Ergebnis gelingi so eine wesentliche Verbesserung des Abscheidegrade« insbesondere für ein breites Tropfenspektrum, da e< gelingt, auch den feineren Tropfenanteil in der erforderlichen Weise aus dem Gasstrom abzuscheiden Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwe Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei einen Strömungskana¹ bildenden Abscheiderplatten,

F i g. 2 einen Querschnitt des Profils nach Fig. 1

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform entsprechend F i g. 1 und

F i g. 4 einen Querschnitt durch das Profil nacli Fig. 3.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, wird eine gewellte Abscheiderplatte 1 durch drei Bogenstücke gebildet, von denen das erste mit 2, das zweite mit 3 und da< dritte mit 4 bezeichnet ist. Zu einer Tangente 5. die das erste Bogenstück 2 und das dritte Bogenstück 4 berührt, ist der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des zweiten Bogenstückes 3 und dem Stromaufwärtsende 6 (Berührungspunkt des ersten Bogenstückes 2) L-1. Die Höhe des Krümmungsscheitels 8 auf der Konvexen 7, die mit dem zweiten Bogenstück 3 gebildet wird (die senkrechte Komponente zur Tangente 5) ist HA. Das Wellenprotil wird fortlaufend durch das erste Bogenstück 2, eine Gerade 9, das zweite Bogenstück 3 und das dritte Bogenstück 4 gebildet. Eine erste Abscheidekammer 1(1 ist halbkreisförmig mit einer Flosse 14 kombiniert mit dem vierten Bogenstück 12 und einer Tangente 13. welche das vierte Bogenstück 12 und das zweite Bogenstück 3 berührt, sowie mit einer Öffnung If parallel zur Komponente L-2, die den Abstand von: Stromaufwärtsende 6 bezeichnet.

Eine Anzahl von Rippen 17 ist auf der konkaver Seite, also im Bereich der Krümmungskehle, gegenüber der ersten Abscheidekammer 10 vorgesehen und erstreckt sich im Gasstrom 16 bis zu einem Stromabwärtsende 18 der Rippen 17 parallel zur Komponente L-3, welche die Entfernung zum Stromaufwärts ende 6 bezeichnet.

Jede Verhältniszahl, geteilt durch die tatsächliche Wellenlänge L-O als Tangente 5 vom Stromaufwärts ende 6 zum Stromabwärtsende 19, ergibt sich wie folgt

Radius des ersten Bogenstückes

RA 0,27 bis 0,3:

Radius des zweiten Bogenstückes

R-I 0,16 bis 0,2(

Radius des dritten Bogenstückes

R-7, 0,58 bis 0,6?

Parallele Entfernungskomponente vom Stromaufwärtsende 6 zum Mittelpunkt des zweiten Bogenstückes 3 oder des vierten Bogenstückes 12

LA 0,40 bis 0,4?

Parallele Entfernungskomponente vom Stromaufwärtsende 6 zur öffnung 15 der ersten Abscheidekammer 10

3 ' 4

L-I 0,30 bis 0,36 genden Erfindung ermöglicht also, bei gleichem

Parallele Entfernungskomponente Druckabfall, einen Gasstromquerschnitt, der nur '/,

vom Stromaufwärtsende 6 zum bis V4 desjenigen herkömmlicher Apparate beträgt.

Stromabwärtsende 18 der Rippen Zusammenfassend ist zu sagen, daß die Kombination

i-3 0,10 bis 0,12 5 der ersten Abscheidekammer mit den Rippen im

Merke: Parallelkomponente bedeutet eine Korn- Bereich der Krümmungskehle 22 der Abscheider-

ponente, die parallel zur Tangente 5 verläuft. platten 1 eine erheblich bessere Abscheidewirkung

Senkrechte Höhe vom Krümmungs- ermöglicht als die bisherige einzelne Anwendung

scheitel £ der zweiten Bogenstük- einer nur einfachen Abscheidekammer,

kes 3 zur Tangente 5 10 Wie in den F i g. 3 und 4 gezeigt, wird eine wellen-

HA 0,22 bis 0,27 förmig profilierte Abscheiderplatte 31 durch drei

Senkrechte Höhe vom Scheitel 11 Bogenstücke gebildet, nämlich durch das erste Bogen-

der ersten Abscheidekammer 10 zur stück 32, das zweite Bogenstück 33 und das dritte

Tangente 5 Bogenstück 34. Zu einer Tangente 35, die das erste

H-I 0,27 bis 0,33 15 Bogenstück 32 und das dritte Bogenstück 34 berührt,

ist die parallele Komponente zwischen der Mitte des

Die Rippen 17 haben einen Abstand von 1 bis zweiten Bogenstückes 33 und dem Stromaufwärts-3 mm, sind 0,1 bis ] mm tief und 1 bis 3 mm breit. ende 36 (Berührungspunkt des ersten Bogenstückes 32) Die Mehrzahl der Abscheiderplatten 1 ist senkrecht HA. Das Wellprofil wird fortlaufend gebildet durch und parallel angeordnet. Ihr Abstand voneinander 20 das erste Bogenstück 32, eine Gerade 39, das zweite beträgt #, wobei die Verhältniszahl, geteilt durch Bogenstück 33 und das dritte Bogenstück 34. Eine die tatsächliche Wellenlänge 1-0, 0,1 bis 0,2 beträgt. erste Abscheidekammer 40 besitzt einen halbkreis-Die Querschnittsfläche der Gasströmung 16 zwi- förmigen Bogen, eine Flosse 41, kombiniert mit dem sehen den Abscheiderplatten 1 ist am geringsten am vierten Bogenstück 42 und dem zweiten Bogen-HaIs 21, der durch die Innenseite des zweiten 25 stück 33 und besitzt eine Öffnung 45 mit einer Bogenstückes 3 und die Außenseite der Flosse 14 parallelen Entfernungskomponenten L-I vom Stromgebildet wird. Sie vergrößert sich fortlaufend stromauf- aufwärlsende 36.

und stromabwärts. Eine Vielzahl von Rippen 47 ist im Bereich der

Das Gas, das eine Menge Partikeln, beispielsweise Krümmungskehle gegenüber der ersten Abscheide-

Flüssigkeitströpfchen, mit sich reißt, wird in eine 30 kammer 40 vorgesehen und entlang der Gasströmung

Vielzahl von vertikalen, parallelen Profilen getrieben 46 bis zum Stromabwärtsende 48 der Rippen mit

und dann in Richtung vom Hals 21 abgelenkt. Die einer parallelen Entfernungskomponenten L-3 vom

Partikeln werden jedoch infolge ihrer Trägheit Stromaufwärtsende 36 weitergeführt. Des weiteren

geradeaus bewegt, und ein Teil davon wird in der besitzt die zweite Abscheidekammer eine J-Form.

ersten Kammer 10 ausgeschieden. Der nächste Schritt 35 gebildet durch die dünne Flosse 52, die auf der

ist der, daß das Gas am Hals 21 wieder abgelenkt konkaven Seite hinter den Rippen 47 gegenüber der

wird und daß die Partikeln durch Fliehkraft radial ersten Abscheidekammer 40 mit einer Öffnung 51

bewegt werden und auf die Krümniungskehle 22 der mit einer parallelen Entfernungskomponenten LA

Abscheiderplatte 1 aufprallen. Dabei werden sie in vom Stromaufwärtsende 36 angeordnet ist.

den Rippen 17 erfaßt, ohne daß sie wieder vom 40 Außerdem wird eine dritte Abscheidekammer auf

Gasstrom mitgerissen werden. Die Partikeln, beispiels- der gleichen Seite wie die erste Abscheidekammer

weise Flüssigkeitströpfchen, fließen dann an den durch einen Vorsprung 54 mit einer parallelen Em:-

Rippen 17 entlang. Die Vorrichtung gemäß dieser fernungskomponenten L-5 vom Stromabvvärtsendc 49

Erfindung hat also einen hohen Abscheidegrad. (Berührungspunkt des dritten Bogenstückes 34 und

Die mit der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung 45 der Tangente 35) gebildet.

erzielten Betriebsergebnisse vergleichen sich mit denen Jede Verhältniszahl, geteilt durch die tatsächliche

bisheriger Bauarten wie folgt: Wellenlänge L-O, welche durch die Länge der Tangente 35 vom Stromaufwärtsende 36 zum Strom-

abwärtsende 49 gekennzeichnet ist, eigibt sich wie Vorrichtung Vorrichtung .₀ f_olg(·
gemäß dieser früherer Aus-Erfindung führung
Radius des ersten Bogenstückes

RA 0,27 bis 0,32

Empfohlene 8 bis 10 2 bis 3 Radius des zweiten Bogenstückes

Geschwindigkeit (m/s) ₅₅ r.2 0,16 bis 0,20

Druckabfall bei 13 bis 20 10 bis 18 Radius des dritten Bogenstückes

empfohlener Gc- Λ-3 0,58 bis 0,68

schwindigkeit (mm WS) Radius des vierten Bogenstückes

Grenze der Teilchen- 10 bis 12 50 bis 60 _6o parallele ' Bntfernüngskömpönente '

größe be. empfohlener _vom stromaufwärtsende 36 zur

Geschwindigkeit (μ) _Mitte <,_{es 7weiten Bogenst}ückes 33

Geschvvindigkeits- 15 3,5 oder vierten Bogenstückes 42

grenze (m/s) LA 0,40 bis 0,48

65 Parallele Entfernungskomponente

Merke: Grenzgeschwindigkeit bedeutet die größte vom Stromaufwärtsende 36 zur öff-

Geschwindigkeit, bei der keine Partikeln wieder mit- nung 45 der ersten Abscheidekam-

gerissen werden. Die Vorrichtung gemäß der vorlie- mer40

L-2 0,30 bis 0,36 in den Rippen 47 erfaßt, ohne erneut vom Gasstrom

dgl. zum Stromabwärtsende 48 der mitgerissen zu werden. Die Partikeln, beispielsweise

Rippen Flüssigkeitströpfchen, fließen dann an den Rippen 47

ί,-3 0,60 bis 0,68 entlang. Des weiteren wird, wenn der Gasfluß nach

dgl. zur Öffnung 51 der zweiten 5 Durchströmen des Halses 56 infolge der Erweiterung

Abscheidekammer 50 der Gasleitung langsamer wird, ein Teil der übrig

L-4 0,75 bis 0,82 gebliebenen Partikeln durch die zweite Abscheidungs-

Parallele Entfernungskomponente kammer 50 entfernt, und andere Partikeln werden

vom Stromabwärtsende 36 durch die dritte Abscheidungskammer 53 abgeschie-

£.5 0,10 bis 0,12 ίο den. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin-

Merke: Parallele Komponente bedeutet, daß eine dung hat also eine hohe Abscheidungswirkung.
Komponente parallel zur Tangente 35 verläuft. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erziel-Senkrechte Höhe vom Krümmungs- ten Betriebsergebnisse vergleichen sich mit denen bisscheitel 38 des zweiten Bogenstückes heriger Bauarten wie folgt:

33 zur Tangente 35 15

H-I 0,22 bis 0,27 Vorrichtung Vorrichtung

Senkrechte Höhe vom Scheitel 41 gemäß dieser früherer Aus-

der ersten Abscheidekammer 40 zur Erfindung führung

Tangente 35

H-I 0,27 bis 0,33 20 Empfohlene 8 bis 10 2 bis 3

Geschwindigkeit (m/s)

Die zweite Abscheidekammer 50 wird mit 2 bis _Druckabfall bei emp- 13 bis 20 10 bis 18

5 mm rechtwinklig zur Außenseite gebildet. Der Vor- fohlener Geschwin-

sprung 54 der dritten Abscheidekammer ist 1 bis digkeit (mm WS'l

3 mm hoch und 0,2 bis 3 mm breit. 25

Die Mehrzahl der Abscheiderplatten 31 ist senkrecht Grenze der Teilchen- 10 bis 12 50 bis 60

und parallel mit einem Abstand B angeordnet, wobei gr°^{ße bei} empfohlener

die Verhältniszahl, geteilt durch die tatsächliche Geschwindigkeit (μ)

Wellenlänge L-0,0,1 bis 0,2 beträgt. Die Querschnitts- Geschwindigkeits- 15 3,5

fläche der Gasströmung 46 zwischen den Abscheider- 30 grenze (m/s)
platten 31 ist am geringsten am Hals 56, der durch

die Innenseite des zweiten Bogenstückes33 und der Merke: Grenzgeschwindigkeit bedeutet die größte

Außenseite der Flosse 44 gebildet wird. Sie vergrößert Geschwindigkeit, bei der keine Partikeln erneut

sich fortlaufend stromauf- und stromabwärts. mitgerissen werden.

Das Gas, welches eine Menge Partikeln, beispiels- 35 Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also weise Flüssigkeitströpfchen mit sich reißt, wird in bei gleichem Druckabfall einen Gasstromquerschnitt, eine Vielzahl von vertikalen, parallelen Abscheider- der nur V3 b'S Vi desjenigen herkömmlicher Apparate platten getrieben und dann in Richtung vom Hals 56 beträgt. Gleichzeitig scheidet er kleinere Partikeln ab abgelenkt. Die Partikeln werden jedoch infolge ihrer als Vorrichtungen bisheriger Bauart.
Trägheit geradeaus bewegt, und ein Teil davon wird 40 Zusammenfassend ist zu sagen, daß die Kombinain der ersten Abscheidekammer 40 ausgeschieden. tion der ersten, zweiten und dritten Abscheidekammer Der nächste Schritt ist der, daß das Gas am Hals 56 mit den Rippen im Bereich der Krümmungskehle wieder abgelenkt wird und daß die Partikeln durch der Abscheiderplatten eine erheblich bessere AbFliehkraft radial bewegt auf die Krümmungskehle 57 scheidewirkung ermöglicht als die bisherige einzelne der Abscheiderplatten aufprallen. Dabei werden sie 45 Anwendung einer nur einfachen Abscheidekammer.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

23 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus einem Gasstrom, mit einer Mehrzahl von mit Abstand voneinander und parallel zueinander angeordneten, strömungskanalbildenden Abscheiderplatten, die in einem in Strömungsrichtung verlaufenden Schnitt aus zumindest drei Bogenstücken unterschiedlicher Krümmungsrichtung zusammengesetzt sind, einen Krümmungsscheitel und auf der gegenüberliegenden Seite eine Krümmungskehle bilden sowie im Bereich des Krümmungsscheitels eine aufgesetzte, e^;ne Fangkammer bildende Flosse aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheiderplatten (1) im Bereich der Krümmungskehle eine Mehrzahl von Rippen (17, 47) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter *° den Rippen (47) und mit Abstand von diesen eine weitere, eine Fangkammer bildende Flosse (52) angeordnet ist.