DE2818510A1

DE2818510A1 - Vorrichtung zur drallabscheidung

Info

Publication number: DE2818510A1
Application number: DE19782818510
Authority: DE
Inventors: H Dipl Ing Bulang; Helmut H Derichs; Horst Dr Ing Hannemann; Vladimir H Knuplez; Ulrich Dr Ing Regehr; Martin H Wedrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Carl Munters AB
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2019748A; DE2818510C2; FR2424055A1; CA1129790A; JPS5513188A

Description

2818510 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte:

51 853/sc-

43 Essen 1,Theaterplatz 3, Postf.789

21. April 1978

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung
Dr.-lng. Ulrich Regehr
Süsterfeldstraße 65, 51oo Aachen

Vorrichtung zur Drallabscheidung

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zur Drallabscheidung von Flüssigkeitstropfen und/oder feinkörnigen Feststoffen aus einem strömenden Gasstrom, - mit

Strömungskanalgehäuse,

Drallerzeugungsaggregat mit Drallschaufeln
und

das Strömungskanalgehäuse unter Bildung einer Abführungsringkammer umgebendem Abführungsgehäuse,

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

wobei die Drallschaufeln zwischen einer zentralen Nabe und dem Strömungskanalgehäuse angeordnet sind und das Strömungskanalgehäuse in Strömungsrichtung hinter dem Drallerzeugungsaggregat im Bereich der Abführungsringkammer Abführungsdurchtritte aufweist. - Es versteht sich von selbst, daß bei einer derartigen Vorrichtung die Drallschaufeln in bezug auf die axiale Strömungsrichtung des anströmenden Gasstromes einen Anstellwinkel aufweisen, der zusammen mit der Anzahl der Drallschaufeln die erzeugte Drallkomponente des Gasstromes bestimmt. Es versteht sich fernerhin von selbst, daß eine derartige Drallschaufel in strömungstechnischer Terminologie einerseits eine AnstrÖmkante und andererseits eine Abströmkante, einerseits eine Anströmseite und andererseits eine Rückseite aufweist.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Ausführungsform (DE-OS 25 13 991) sind die Abführungsdurchtritte Sieböffnungen einer Siebwand, die das Strömungskanalgehäuse bildet. Das führt zu erheblichen Druckverlusten des strömenden Gasstromes in der Vorrichtung, die nicht in Abscheidearbeit umgesetzt werden. Im übrigen trägt das Drallerzeugungsaggregat zur Abscheidearbeit an sich und für sich nicht bei. Auch in bezug auf den baulichen Aufwand ist die erreichte Wirkung folglich gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß bei geringen Druckverlusten eine wesentlich verbesserte Abscheidung, und zwar sowohl für grobe Tropfen als auch für feine Tropfen, erreicht wird, während darüber hinaus die Anordnung so getroffen werden soll, daß die Bauteile der Vorrichtung insgesamt zur Abscheidung beitragen.

909844/0421

28 Ί 851 O

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß an zumindest einige der Drallschaufeln längs ihrer Abströmkante Abführungskanäle angeschlossen sind, die anströmseitig einen längslaufenden Eintrittsschlitz aufweisen und die über Mündungsöffnungen in die Abführungsringkammer einmünden, und daß die Abführungsdurchtritte hinter dem Drallerzeugungsaggregat als Schlitze ausgeführt sind sowie mit ihrer Erstreckung im wesentlichen quer zur Drallströmung angeordnet sind. Die Gestaltung der Abführungskanäle ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig. Sie können z. B. einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt· -aufweisen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist jedoch die Anordnung stets so getroffen, daß der Einführungsschlitz der einzelnen Abführungskanäle zwischen einer Wandkante des jeweiligen Abführungskanals und der zugeordneten Dratllschaufel gebildet ist, welche Wandkante als Schälkante die Eb«ne der Drallschaufel anströmseitig überragt.

Im Rahmen der Erfindung ist dafür Sorge zu treffen, daß die Flüssigkeitstropfen oder feinkörnigen Feststoffe, die bei einer erffindungsgemäßen Vorrichtung in einen Abführungskanal hineingelangen, in diesem auch transportiert werden und folglich über die Mündungsöffnung der Abführungskanäle in die Abführungsringkafflfller gelangen. Das kann auf verschiedene Weise geschehen und geeehieht im einfachsten Falle durch eine Wechselwirkung der Gasströmung mit den Abführungskanälen selbst. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Abführungskanäle in Richtung der Drallströmung und bezogen auf die Richtung der Drallströmung schräggestellt sind. Es tritt also eine Komponente der Drallströmung in die Abführungskanäle ein, wird umgelenkt und strömt in den Abführungskanälen weiter, um über die Mündungsöffnung in die Abführungsringkammer einzutreten. Man könnte aber für diesen Transport auch zusätzliche Strömungsmittel einsetzen. Regelmäßig sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die als Schlitze

909&U/042·

281851Q

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen it Masch, Patentanwälte in Essen

-Jr-

ausgeführten Abführungsdurchtritte verhältnismäßig lang, nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung, in Strömungsrichtung betrachtet, etwa ebenso lang wie die Drallschaufeln in dieser Richtung breit sind.

Die Abführungsringkammer kann im Bereich ihres oberen Randes geschlossen sein, wozu ein entsprechender Deckel anzuordnen ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, mit einer in Abströmrichtung offenen Abführungsringkammer zu arbeiten. Für diesen Fall empfiehlt die Erfindung, daß das Strömungskanalgehäuse einen umströmbaren oberen Rand aufweist, der mit einem nach außen abgebogenen Kragen versehen sein kann, und daß die Abführungsdurchtritte einerseits, die Mündungsöffnungen der Abführungskanäle andererseits so dimensioniert sind, daß ein Teilstrom des strömenden Gases abatrömseitig den oberen Rand des Strömungskanals umströmt. Selbstverständlich sind die Abführungsringkammern zur Strömung hin nach unten hin mit Abführungsleitungen für die abgeschiedene Flüssigkeit und/oder die abgeschiedenen feinkörnigen Feststoffe versehen. Ist die Abführungsringkammer nach oben offen, so kann sie auch von in Strömungsrichtung ηachgeordneten Wandteilen ablaufende Flüssigkeit aufnehmen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Drallschaufeln in bezug auf ihren Strömungsquerschnitt strömungsgünstig, d. h. mehr oder weniger tragflügeiförmig zu gestalten, wobei die Abführungskanäle in diese Querschnitte eingelassen sind. Das reduziert die nicht abscheidungswirksamen Druckverluste weiterhin. Auch können die Drallschaufeln um ihre radiale Achse mehr oder weniger schraubenförmig verdrillt sein, um die Drallwirkung zu verbessern. Ihr Anstellwinkel kann veränderbar sein.

909IU/042·

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-Sf-

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit sehr geringen Druckverlusten eine sehr wirksame Abscheidung erreicht werden kann. Dabei tragen praktisch alle Bauteile der Vorrichtung zur Abscheidung bei, die folglich mit verhältnismäßig geringem baulichen Aufwand erreicht werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab eine Ansicht A aus dem Gegenstand nach Fig. 1, d. h. den Grundriß einer einzelnen Drallschaufel,

Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles B und

Fig. 4 entsprechend der Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Drallschaufeln.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Drallabscheidung von Flüssigkeitstropfen und/oder feinkörnigen Feststoffen aus einem strömenden Gasstrom. Der strömende Gasstrom wurde in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. Die Flüssigkeitstropfen oder die feinkörnigen Feststoffe konnten aus Maßstabsgründen nicht gezeichnet werden. Zur Vorrichtung gehören zunächst

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

ein Strömungskanalgehäuse 1 ,

ein Drallerzeugungsaggregat 2 mit Drallschaufeln 3 und

ein das Strömungskanalgehäuse 1 unter Bildung einer Abführungsringkammer 4 umgebendes Abführungsgehäuse 5.

Die Drallschaufeln 3 sind zwischen einer zentralen Nabe 6 und dem Strömungskanalgehäuse 1 angeordnet. Das Strömungskanalgehäuse 1 besitzt in Strömungsrichtung hinter dem Drallerzeugungsaggregat 2 im Bereich der Abführungsringkammer 4 Abführungsdurchtritte 7. - Es versteht sich von selbst, daß die Abführungsringkammer 4 einen Ablauf 8 o. dgl. für abgeschiedene Flüssigkeit und/oder abgeschiedene feinkörnige Feststoffe aufweist.

An die Drallschaufeln 3 sind besondere Abführungskanäle 9 angeschlossen. Das ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bei allen Drallschaufeln 3 der Fall. Die Abführungskanäle 9 erstrecken sich längs der Abströmkante 1o der einzelnen Drallschaufeln 3. Die Abführungskanäle besitzen anströmseitig einen längslaufenden Eintrittsschlitz Sie münden über Mündungsöffnungen 12 in die Abführungsringkammer 4 ein. Die hinter dem Drallerzeugungsaggregat 2 angeordneten Abführungsdurchtritte 7 sind als Schlitze ausgeführt und mit ihrer Erstreckung im wesentlichen quer zur Drallströmung angeordnet.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1,2 und 3 erkennt man zunächst, daß die Abführungskanäle 9 einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen können. Der Eintrittsschlitz 11 befindet sich stets zwischen einer Wandkante 13 der Abfüh-

9098U/0U8

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

rungskanäle 9 und der Drallschaufel 3. Die Wandkante 13 funktioniert so als Schälkante, weil sie die Ebene der zugeordneten Drallschaufel 3 anströmseitig überragt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Abführungskanäle 9 in Richtung der Drallströmung und bezogen auf die Richtung der Drallströmung schräggestellt. Sie können zur Vermeidung von Anströmverlusten auch tragflügelartig gekrümmt sein.

Die als Schlitze ausgeführten Abführungsdurchtritte 7 besitzen etwa die gleiche Länge L wie die Drallschaufeln 3 selbst in Strömungsrichtung breit sind, sie sind jedoch, wie schon erläutert, schräggestellt und verlaufen insoweit mehr oder weniger orthogonal zur Schrägstellung der Drallschaufeh 3.

Das Strömungskanalgehäuse 1 besitzt im Ausführungsbeispiel einen umströmbaren oberen Rand 14, der einen abgebogenen Kragen 15 aufweist. Die Abführungsdurchtritte 7 einerseits, die Mündungsöffnungen 12 andererseits sind so dimensioniert, daß ein Teilstrom des strömenden Gases den oberen Rand 14 umströmt, wie es in der Figur angedeutet ist. An nachgeordneten Prallflächen abgeschiedene Flüssigkeit kann in die Abführungsringkammer einlaufen .

Es versteht sich von selbst, daß mehrere der Vorrichtungen übereinander angeordnet werden können und daß der Vorrichtung auch ein weiteres Drallerzeugungsaggregat 2 des beschriebenen Aufbaus nachgeschaltet werden kann, beispielsweise so, daß die durch das erste Drallerzeugungsaggregat 2 eingeprägte Drallkomponente im zweiten wieder aufgehoben wird.

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Anordnung so zu treffen, daß die Anzahl der Schlitze 7 gleich der Anzahl der Drallschaufeln 3 ist. Diese können auch eine integrierte oder vorgeschaltete Einrichtung zur Benetzung mit einer Waschflüssigkeit aufweisen, und zwar insbesondere dann, wenn es sich um die Abscheidung fester Teilchen handelt.

909844/0429

ΛΑ

Leerseite

Claims

7.81851 η Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen Ansprüche :

1. Vorrichtung zur Drallabscheidung von Flüssigkeitstropfen und/oder feinkörnigen Feststoffen aus einem strömenden Gasstrom, - mit

Strömungskanalgehäuse,
Drallerzeugungsaggregat mit Drallschaufeln und

wobei die Drallschaufeln zwischen einer zentralen Nabe und dem Strömungskanalgehäuse angeordnet sind und das Strömungskanalgehäuse in Strömungsrichtung hinter dem Drallerzeugungsaggregat im Bereich der Abführungsringkammer Abführungsdurchtritte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einige der Drallschaufeln (3) längs ihrer Abströmkante (1o) Abführungskanäle (9) angeschlossen sind, die anströmseitig einen längslaufenden Eintrittsschlitz (11) aufweisen und die über Mündungsöffnungen (12) in die Abführungsringkammern (4) einmünden und daß die Abführungsdurchtritte (7) hinter dem Drallerzeugungsaggregat (2) als Schlitze ausgeführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (7) mit iher Erstreckung im wesentlichen quer zur Drallströmung angeordnet sind.

9098U/04?8 ORIGINAL'W8PSCTH)

28 Ί 851 η

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführungskanäle (9) einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen und der Eintrittsschlitz (11) zwischen einer Wandkante (13) des jeweiligen Abführungskanals

(9) und der zugeordneten Drallschaufel (3) gebildet ist, die als Schälkante die Ebene der Drallschaufel (3) anströmseitig überragt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführungskanäle (9) in Richtung der Drallströmung und bezogen auf die Richtung der Drallströmung schräggestellt sind, d. h. gegen die Hauptströmungsrichtung im Winkel < 90°.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schlitze ausgeführten Abführungsdurchtritte (7) eine Länge (1) aufweisen, die etwa der Breite (B) der Drallschaufeln (3) in Strömungsrichtung entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungskanalgehäuse (1) einen umströmbaren oberen Rand (14) aufweist, der einen nach außen abgebogenen Kragen (15) aufweisen kann, und daß die Abführungsdurchtritte (7) einerseits, die Mündungsöffnungen (12) andererseits so dimensioniert sind, daß ein Teilstrom des strömenden Gases den oberen Rand (14) des Strömungskanalgehäuses (1) umströmt.