DE2553198C3 - Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen - Google Patents
Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden GasenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden
Gasen, mit in einem Strömungskanal mit Abstand voneinander angeordneten gewellten Platten, deren
Wellenberge und Wellentäler quer zur Strömungsrichtung verlaufen und entgegen der Strömungsrichtupg
offene Fangrinnen aufweisen, — und Abzugseinrichtung für die abgeschiedene Flüssigkeit. Dabei weisen die
Fangrinnen ein den Platten ähnliches, z. B. sinusförmiges, Profil auf, sie sind also ähnlich wie die Platten
gekrümmt.
Die bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Gattung (vgl. DE-OS 15 44 114) haben sich an sich auch
bei hohen Anströmgeschwindigkeiten bewährt. Sie sind jedoch bezüglich des Abscheidegrades (oder Wirkungsgrades)
dann verbesserungsfähig, wenn es sich um die Behandlung von strömenden Gasen mit sehr hoher
Flüssigkeitsbeladung handelt, deren Flüssigkeitsbeladung ein weites Tropfenspektrum aufweist. Bei der
Behandlung solcher Gase mit hoher Flüssigkeitsbeladung besteht die Gefahr, daß Flüssigkeilstropfen
durchgerissen werden oder abgeschiedene wieder mitgerissen werden. — Anders ausgedrückt läßt sich
feststellen, daß die bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen für eine bestimmte Flüssigkeitsbeladung eine
verhältnismäßig geringe Anströmgeschwindigkeit aufweisen. Auch ist der Energieverlust erheblich.
Bei Vorrichtungen anderer Gattung, wenn auch ähnlicher Zweckbestimmung, nämlich solchen, bei
denen die erwähnten Fangrinnen fehlen, ist es bekannt (vgl. DE-PS 12 94 935), den Wellungen Undulationsbereiche
zu überlagern oder (US-PS 33 38 035) zwischen den Wellenbergen und Wellentälern Undulationsbereiche
vorzusehen. Undulationsbereiche bezeichnet dabei den Wellungen der Platten überlagerte Undulationen
kleiner Amplitude (im folgenden Undulationsrillen), die bei den bekannten Ausführungsformen auf der sog.
Prallseite der Platten angeordnet oder wie bei der zuletzt erwähnten Vorrichtung jeweils in die Prallseite
mit zu dieser Prallseite ebenen Rillenkämmen hinein gedrückt sind. Die Kämme und Täler dieser Undulationsbereiche
verlaufen quer zur Strömungsrichtung. Bei der bekannten Ausführungsform soll durch derartige
Undulationsbereiche erreicht werden, daß bei hohe Strömungsgeschwindigkeit Flüssigkeitstropfen nicht
durchgerissen oder mitgerissen werden. Das mag bei
bo geringer Flüssigkeitsbeladung der zu behandelnden
Gase gelingen. Bei hoher Flüssigkeitsbeladung findet auch bei den bekannten Ausführungsformen ein
erhebliches Durchreißen oder Mitreißen von Flüssigkeitstropfen statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so
weiter auszubilden, daß in einem sehr weiten Bereich der Anströmgeschwindigkeit — auch bei hoher
Flüssigkeitsbeladung der zu behandelnden Gase — ein Durchreißen oder Mitreißen von Flüssigkeitstropfen
nicht stattfindet
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Platten in Strömungsrichtung hinter den Fangrinnen
Undulationsbereiche mit einer Mehrzahl von Undulationsrillen besitzen, deren Kämme und Täler quer zur
Strömungsrichtung verlaufen, und daß die Undulationsbereiche den Wellenbergen bzw. Wellentälern überlagert
sind. In weiterer Ausbildung hierzu geht ein Vorschlag dahin, daß die Undulationsbereiche anstelle
von Wellentälern oder von Wellenbergen in den Platten angeordnet sind und in Strömungsrichtung mit Fangrinnen
abwechseln. In Kombination dazu können die Fangrinnen, insbes. die vor den Undulationsbereichen '5
angeordneten Fangrinnen auf der der Strömung sbgewandten Seite mit Austrittschlitzen versehen sein.
Hierdurch kann nämlich das sich in den Fangkammem befindliche Gas durch die Schlitze verdrängt werden, so
daß die Kammern sich vollständig mit Flüssigkeit füllen können. Eine Optimierung im Sinne geringer Druckverluste
erreicht man, wenn die Undulationsrillen eine Amplitude besitzen, die maximal der Tiefe der
Fangrinnen entspricht, während die Tiefe der Fangrinnen V4 bis 1Z2 der Amplitude der Wellungen der Platten
ausmacht. Zweckmäßig besitzen die Undulationsbereiche drei bis fünf in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende
Kämme und Täler bzw. Undulationsrillen.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe kann ferner bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst
werden, daß die Platten in Strömungsrichtung hinter den Fangrinnen Undulationsbereiche mit einer Mehrzahl
von Undulationsrillen besitzen, deren Kämme und Täler quer zur Strömungsrichtung verlaufen, und daß
die Undulationsbereiche in Plattenteilen angeordnet sind, die — bis auf die Undulationen — mit der
Hauptströmungsrichtung übereinstimmen. In Kombination zu den letztbeschriebenen Maßnahmen geht ein
Vorschlag der Erfindung dahin, die Fangrinnen, insbes. die vor den Undulationsbereichen angeordneten Fang- A0
rinnen, auf der der Strömung abgewandten Seile mit Austrittschlitzen zu versehen. Zweckmäßig besitzen
auch hier die Undulationsrillen eine Amplitude, die maximal der Tiefe der Fangrinnen entspricht, während
die Tiefe der Fangrinnen 'Λ bis V2 der Amplitude der
Wellungen der Platten ausmacht. Auch hier können die Undulationsberdclie drei bis fünf in Strömungsrichtung
aufeinanderfolgende Kämme und Täler bzw. Undulationsrillen aufweisen. Eine besonders zweckmäßige
Ausführungsform besteht darin, daß die Fangrinnen mit Grenzschicht-Generatoren kombiniert oder daß Fangrinnen
durch Grenzschicht-Generatoren ersetzt sind.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 weitem
Bereich unabhängig von der Anströmgeschwindigkeit
und auch bei sehr großen Anströmgeschwindigkeiten, eine Abscheidung der mitgeführten Flüssigkeitstropfen
mit sehr hohem Abscheidegrad stattfindet, und zwar auch bei hoher Flüssigkeitsbe'~Hung. Versuche haben
gezeigt, daß herkömmliche iroptenabscheider für eine
bestimmte Flüssigkeitsbeladung eine wesentlich geringere, zulässige Abströmgeschwind;«keit aufweisen als
der Tropfenabscheider nach der Erfindung, ohne daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der hierfür
notwendige Energieaufwand erheblich steigt. Maßgcb- b5
lieh für di?se Verbesserung sind vermutlich die energetischen Verhältnisse in der Grenzschicht der
gasförmigen Phase im Bereich der UndulationsweUen.
Durch die Vorschaltung von Fangrinnen vor die UndulationsweHen tritt eine sprunghafte Veränderung
der Grenzschicht ein, was sich im Undulationsbereich vorteilhaft auswirkt Tatsächlich wird die Grenzschicht
im Undulationsbereich umso energieärmer, je mehr Fangrinnen entgegen der Strömungsrichtung vorgesehen
werden. Von Vorteil ist fernerhin, daß die Profile für die erfindungsgemäßen Vorrichtungen ohne weiteres
auch aus Kunststoff stranggepreßt werden können. Ohne weiteres kann man die Platten oder Teile davon
aus saugfähigem Werkstoff aufbauen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert Die F i g. 1 bis 6 zeigen in Strömungsrichtung geführte Schnitte durch erfindungsgemäße
Vorrichtungen unterschiedlichen Detailaufbaus und mit unterschiedlicher Größe bzw. unterschiedlichen
Maßstäben.
Die in den Figuren dargestellten Vorrichtungen dienen zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus
strömenden Gasen. Die Gase treten dabei in Richtung des Pfeiles 1 in die Vorrichtungen ein und in Richtung
des Pfeiles 2 aus der Vorrichtung wieder heraus. Die durch diese Pfeile 1, 2 definierte Richtung wird im
folgenden als Hauptströmungsrichtung bezeichnet. Die Vorrichtungen bestehen in ihrem grundsätzlichen
Aufbau aus einem nicht gezeichneten Strömungskanal und darin eingebauten, gewellten, mit Abstand voneinander
angeordneten Platten 3, deren Wellenberge 4 und Wellentäler 5 quer zur Strömungsrichtung offene
Fangrinnen 6 aufweisen. Zu den Vorrichtungen gehören ferner Abzugseinrichtungen für die abgeschiedene
Flüssigkeit, die ebenfalls nicht gezeichnet sind. Man erkennt, daß die Platten 3 neben der schon beschriebenen
gleichsam makroskopischen Wellung in Strömungsrichtung hinter den Fangrinnen 6 Undulationsbereiche 7
aufweisen, deren Kämme 8 und Täler 9 quer zur Strömungsrichtung verlaufen und die Undulationsrillen
bilden. Bei der Ausführungsform nach Fig. I sind die
Undulationsbereiche 7 den Wellenbergen 4 überlagert. Sie könnten umgekehrt auch den Wellentälern 5
überlagert sein, wie es in F i g. 3 angedeutet worden ist. Dabei ist in beiden Figuren die Anordnung so getroffen,
daß die Undulationsbereiche 7 in Plattenteilen 10 angeordnet sind, die — bis auf die Undulationen 8, 9 —
mit der Hauptströmungsrichtung übereinstimmen. Die Fig. 5 deutet an, daß die Undulationsbereiche 7 auch
anstelle von Wellenbergen 4 bzw. Wellentälern 5 in den Platten 3 angeordnet sein können, um in Strömungsrichtung
mehrfach mit Fangrinnen 6 abzuwechseln. Zumeist wird man jedoch so vorgehen, wie es die Fig. 1, 2,3 und
4 andeutet, wobei die Platten 3 anströmseitig einen Wellenberg 4 (F i g. 1,3) oder auch mehrere Wellenberge
4 (Fig. 2, 4) sowie entsprechend Wellentäler 5 und abströmseitig die Undulationsbereiche 7 besitzen. Die
Fig. 3, 4 und 5 verdeutlichen gleichzeitig, daß die Fangrinnen 6 auf der der Strömung abgewandten Seite
Austrittsschlitze 11 aufweisen können.
In Fig. 2 wurde angedeutet, daß man auch die Fangrinnen 6 mit Grenzschicht-Generatoren 12 kombinieren
kann oder daß Fangrinnen 6 durch Grenzschicht-Generatoren ersetzt sein können. Es handelt sich bei
diesen Grenzschicht-Generatoren 12 z. B. um schräg zur Strömungsrichtung verlaufende Rillen.
In den Figuren entsprechen die makroskopischen Wellungen der Platten 3 einerseits, die Undulationen 8,
9 und Undulationsbereiche 7 andererseits den Verhältnissen, die man auch in der Praxis verwirklichen wird,
wenn optimale Verhältnisse angestrebt werden. Man erkennt, daß die Undulationsbreiche 7 eine Amplitude A
aufweisen, die maximal der Tiefe T der Fangrinnen 6 entspricht, während die Tiefe Tder Fangrinnen 6 1A bis
'/2 der Amplitude A' der Wellungen der Platten 3
ausmacht. Die Undulationsbereiche 7 besitzen dabei drei bis fünf in Stromungsrichtung aufeinanderfolgende
Kämme 8 und Täler 9, d. h. Undulationsrillen. Die Undulationen 8, 9, aber auch die Wellungen, verlaufen
sinusförmig.
Von besonderer Bedeutung ist die Ausführungsform nach Fig.6, die eine Anpassung an verschiedene
Abscheiderprobleme ermöglicht, weil die Querschnitts im Bereich der Fangrinnen 6 oder Grenzschicht-Gene
ratoren 12 veränderlich sind. Aus diesem Grunde sine die Platten 3 aus Einzelprofilen a, b zusammengesetzt
die z. B. durch Verschweißen miteinander verbunder werden. Durch eine einfache Verschiebung zweiei
Einzelprofile a, b gegeneinander erreicht man aul einfache Weise die beschriebene Querschnittserweiterung
oder -Verengung im Bereich der Fangrinnen 6 was auch als Veränderung der Exzentrizität bezeichnet
werden kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen, mit in einem
Strömungskanal mit Abstand voneinander angeordneten gewellten Platten, deren Wellenberge und
Wellentäler quer zur Strömungsrichtung verlaufen und entgegen der Strömungsrichtung offene Fangrinnen
aufweisen, — und Abzugseinrichtungen für die abgeschiedene Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (3) in Strömungsrichtung hinter den Fangrinnen (6) Undulationsbereiche
(7) mit einer Mehrzahl von Undulationsrillen (8,9) besitzen, deren Kämme (8) und Täler
(9) quer zur Strömungsrichtung verlaufen, und daß die Undulationsbereiche (7) den Wellenbergen (4)
bzw. Weilentälern (5) überlagert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Undulationsbereiche (7) anstelle von Wellentälern (5) oder von Wellenbergen (4) in
den Platten (3) angeordnet sind und in Strömungsrichtung mit Fangrinnen (6) abwechseln (F i g. 5).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu die
Fangrinnen (6), insbes. die vor den Undulationsbereichen (7) angeordneten Fangrinnen (6), auf der der
Strömung abgewandten Seite mit Austrittsschlitzen (ti)versehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Undulationsrillen
(7) eine Amplitude (A) besitzen, die maximal der Tiefe (T) der Fangrinnen (6) entspricht, während die
Tiefe (T)der Fangrinnen (6| V4 bis '/2 der Amplitude
(A ',(der Wellungen der Platten (3) ausmacht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Undulationsbereiche
(7) drei bis fünf in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Kämme (8) und Täler (9) bzw.
Undulationsrillen besitzen.
6. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitsiropfen
aus strömenden Gasen, mit in einem .Strömungskanal mit Abstand voneinander angeordneten
gewellten Platten, deren Wellenberge und Wellentäler quer zur Strömungsrichtung verlaufen
und entgegen der Strömungsrichtung offene Fangrinnen aufweisen, — und Abzugseinrichtung für die
abgeschiedene Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (3) in Strömungsrichtung hinter den
Fangfinnen (6) Undulationsbereiche (7) mit einer Mehrzahl von Undulationsrillen (8, 9) besitzen,
deren Kämme (8) und Täler (9) quer zur .Strömungsrichtung verlaufen, und daß die Undulationsbereiche
(7) in Plattcnteilen (10) angeordnet sind, die — bis
auf die Unuulationen (8, 9) — mit der Hauptströmungsrichtung
übereinstimmen (Fig. 1,3,4,6).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu die Fangrinnen
(6), insbes. die vor den Undulationsbereichen (7) angeordneten Fangrinnen (6), auf der der Strömung
abgewandten Seite mit Austrittsschlitzen (11) versehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Undulationsrillen (7) eine
Amplitude (A) besitzen, die maximal der Tiefe (T) der Fangrinnen (6) entspricht, während die Tiefe (T)
der Fangrinnen (6) 1A bis Vj der Amplitude (A ') der
Wellungen der Platten (3) ausmacht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche b bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Undulationsbereiche (7) drei bis fünf in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende
Kämme (8) und Täler (9) bzw. Undulationsrillen aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder
2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangrinnen (6) mit Grenzschicht-Generatoren (12)
kombiniert oder daß Fangrinnen (6) durch Grenzschicht-Generatoren (12) ersetzt sind.
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DE19752553198 DE2553198C3 (de) | 1975-11-27 | 1975-11-27 | Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen |
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- 1975-11-27 DE DE19752553198 patent/DE2553198C3/de not_active Expired
Also Published As
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