DE2822376A1

DE2822376A1 - Tropfenabscheider

Info

Publication number: DE2822376A1
Application number: DE19782822376
Authority: DE
Inventors: Jacques Georges Paul Eug Bosne
Original assignee: Hamon Sobelco SA
Current assignee: Hamon Sobelco SA
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-05-23
Publication date: 1979-01-11
Also published as: FR2395061A1; FR2395061B1; DE2822376B2; DE7815425U1; DE2822376C3; BE867378A

Description

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Hamon-Sobelco S.A. , Rue Capouillet, 50-58 B-1060 Bruxelles

BESCHREIBUNG

Tropfenabscheider

Die Erfindung betrifft das Abscheiden von in einem Gasstrom in Suspension befindlichen Flüssigkeitstropfen, ein Vorgang,· der insbesondere bei atmosphärischen Kühlern, Gaskonditioniervorrichtungen und anderen analogen Geräten Anwendung findet.

Durch die britische Patentschrift 322 684 ist bereits eine Separatorvorrichtung, meist "Tropfenabscheider genannt, bekannt, die in der Lage ist, diesen Vorgang mit Hilfe paralleler gewellter und mit Zwischenstücken versehener Platten durchzuführen, die zwischen sich, in Strömungsrichtung des Gasstroms gesehen, sinusförmige Wege bilden, die die Flüssigkeitstropfen einfangen, diese rieselt dann längs dieser Platte herab und wird unterhalb des Separators aufgefangen.

Auch ist in der französischen Patentanmeldung 74 17 (entsprechend P 25 21 845 ) ein Tropfenabscheider beschrieben, der Platten der in der englischen Patentschrift genannten Art umfasst, der jedoch insoweit verbessert wurde, als die Wellungen der Platten derart aus-·

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gebildet sind, daß .leder sinusförmige durch zwei benachbarte Platten definierte Durchlaß zu beiden Seiten der Zone des Wellungsberges unter Bildung von Drosselungen eingeschnürt ist, wodurch eine erhebliche Verbesserung des Trennvvirkungsgrades erhalten werden kann.

Mit Hilfe eines solchen Separators läßt man nur einen

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Anteil von etwa 10 der Gesamtmenge an Feuchtigkeit passieren, die vom Gasstrom vor dem Separator mitgeführt wird.

Ein Problem bei der Herstellung eines solchen Separators besteht darin, zweckmäßig die gewellten Platten auszustreben bzw. auszusteifen und deren Gesamtanordnung eine "ausreichende Steifigkeit zu verleihen und zu verhindern, daß ein zu großer Druckverlust des Gasstroms durch den Separator erzeugt wird.

In der genannten britischen Patentschrift sind die Platten an ihren Enden querverstrebt und darum sollen sie selbst zum großen Teil zur Steifigkeit der Anordnung beitragen. Darum muß ihre Dicke relativ groß sein, was zu einer schweren Konstruktion führt.

TJm den Wirkungsgrad eines solchen Tropfenabscheiders zu optimalisieren, muß dieser Tropfen auffangen, deren Abmessung so gering wie möglich ist. Die bekannten Separatoren fangen Tropfen auf» deren Durchmesser höchstens etwa 200 Mikron beträgt.

Um Tropfen kleineren Durchmessers aufzufangen, muß der Abstand zwischen den Platten so sein, daß dies zu erheblichen Schwierigkeiten in der Konstruktion führt.

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Bei einem geringen Abstand nämlich erhöht man die Anzahl der Platten pro Längeneinheit des Separators. Wenn man, um die Platten quer auszusteifen, auf die Lösung der britischen Patentschrift zurückgreift, wird das Gewicht des Separators zu groß. Da im übrigen die Platten~nicht über ihre gesamte Länge abgestützt werden, laufen sie Gefahr, aneinander anzustoßen und verschließen so teilweise, wenn nicht vollständig, die sinusförmigen Durchgänge, die sie zwischen sich belassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tropfenabscheider zu erzeugen, der es ermöglicht, Flüssigkeit stropfen aufzufangen, deren Durchmesser bis et.va 10 Mikron geht, wodurch es möglich wird, am Austritt aus dem Separator eine Feuchtigkeit des Gasstroras zu erhalten, die nur einen Anteil von 10~ der gesamten Feuchtigkeit des Gasstroms am Eintritt in den Separator hat, wobei diese Wirkungsgradverbesserung jedoch nicht von einer unzulässigen Gewichtserhöhung des Separators noch von einem Druckverlust über den letzteren begleitet ist.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Tropfenabscheider insbesondere für industrielle Kühler, mit einer Reihe von parallelen gewellten und mit Queraussteifungen versehenen Platten, die miteinander gewundene Kanäle bilden und in der Lage sind, Tröpfchen, die in Suspension in dem den Scheider durchströmenden Gasstrom sich befinden, aufzufangen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß diese gewellten Platten aneinander Kiit Hilfe von Reihen von Oueraussteifungs- oder Querverbindungnplatten befestigt sind, die jeweils zwischen .jedem Paar benachbarter Platten angeordnet sind und deren Rnnder den 'Vellungen der

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gewellten Platten folgen und an diesen über deren gesamte Länge befestigt sind.

Hierdurch, wird es möglich, die gewellten Platten nicht nur einander bis zu einer Entfernung anzunähern, die bis zu nur einem Zentimeter reichen kann, es ist auch möglich, die Dicke der Platten, bezogen auf die in den üblichen Separatoren verwendeten, zu vermindern. So können Platten, deren Dicke nur 0,35 mm beträgt, verwendet werden.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Oueraussteifungsplatten zick-zackförmig angeordnet, wobei zwei benachbarte Oueraussteifungsplatten in ihren entsprechenden Rändern eine gemeinsame Kante bilden, mit der sie an den gewellten Hauptnlatten des Serarators befestigt sind.

So wird es möglich, die Konstruktion des Serarators unter Inkaufnahme eines nur sehr geringen Druckverlustes über den Separator zu verstärken.

Die Oueraussteifungsplatten können plan sein; vorzugsweise ist jedoch, um den Abscheidewirkungsgrad optimal zu erhöhen, jede Oueraussteifung oder Querverbindung selbst entsprechend einem Profil gewellt, das gleich dem der '.Vellung der gewellten HauTitplatten ist. Es ist auch vorteilhaft, wenn diese Oueraussteifungs- oder Zwischenplatten weiter aneinander zu beiden Seiten der Kammzone der 'Vellung derart angenähert sind, daß mit den Drosselungen der durch die gewälten Hauptplatten belassenen Durchlässe es möglich wird, in ,iedem gebildeten Kanal zwei aufeinanderfolgende Drosselungen zu erhalten, deren Querschnitt in ihren beiden Dimensionen gleichzeitig-vermindert ist.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine Ansicht eines Teils eines Tropfenabscheiders nach der Erfindung, bei abgenommener stirnseitiger Hauptplatte;

Pig. 2 eine Draufsicht auf ebendiesen Teil des Separators; Fig. 3 eine Darstellung in Seitenansicht;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des betreffenden Teils des Separators;

Fig. 5 in der Ansicht ähnlich Fig. 1 eine zweite Ausführungsform eines Tropfenabscheiders nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Teil des Separators der Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Separators der Figuren 5 bis 7;

Fig. 9 eine Seitenansicht analog Fig. 3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 eine Draufsicht auf diese Ausführungsform und

Fig. 11 zeigt die Ausführungsform in perspektivischer Darstellung.

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Nach der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt der Tropfenabscheider nach der Erfindung eine Reihe von Hauptplatten 1, beispielsweise aus armiertem Polyester oder aus Polyvinylchlorid. Diese Platten sind zueinander unter einem Abstand angeordnet, der in der Größenordnung von 1 Zentimeter beispielsweise liegen kann. Sie sind gewellt in einem Sinne, daS sie ein Profil in Form einer etwa sinusförmigen periodischen Wellung aufweisen, wobei ihre Orientierungen im wesentlichen parallel und vertikal liegen. Der Ausdruck "parallel" wird nicht im geometrischen Sinne gebraucht; lediglich die allgemeinen Orientierungen der Platten sind parallel zueinander.

Betrachtet man nämlich insbesondere Fig. 3» so sieht man, daß Jedes Paar von benachbarten Platten 1 einen sinusförmigen Durchlaß (Kanal) 2 bildet, der von oben nach unten zunächst einen relativ breiten, sich nach oben einschnürenden Teil 3a» einen nach oben sich erweiternden Drosselteil 4, einen Mittelteil 5 relativ großer Breite aufweist, der erneut nach oben sich einschnürt. Weiterhin ist ein zweiter Drosselteil 6, der sich allmählich nach oben erweitert, vorgesehen und schließlich ein relativ breiter Teil 3b, dessen Ende so breit wie das äußere Ende des Eintritts des Teils 3a ist. Natürlich sind die Begrenzungen dieser Teile nicht klar definiert, da der sinusförmige Kanal keinerlei Diskontinuität aufweist.

In an sich bekannter "/eise erleiden die mit in Suspension befindlicher Flüssigkeit beladenen Gassträhnen, die in den Separator von unten, d. h. in Richtung des Pfeils F, eintreten, in den jeweiligen Kanälen 2 Beschleunigungen aufgrund der Tatsache, daß Drosselteile

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4 und 6 vorhanden sind, was die Trennung der Tropfen in diesen Zonen begünstigt, von Troüfen, die aufgrund ihrer Trägheit gegen die Platten auftreffen und als nach unten abgeführte Flüssigkeit herabrieseln. Das von Feuchtigkeit befreite Gas tritt oben aus dem Separator aus.

Nach der Erfindung werden die gewellten parallelen Hauptplatten 1 auf zweckmäßigem Abstand durch Queraussteifungen 8 gehalten, die in der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 .jeweils durch eine plane Platte gebildet sind, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Hauptplatten gebildet ist. Zwei Reihen von Platten können beispielsweise durch Formung in der Wärme unter Vakuum hergestellt werden. Die Ränder 9 dieser Queraussteifungen oder Zwischenstücke 8 haben eine sinusförmige Gestalt, die gleich der der Haupt- · platten ist und passen sich diesen somit vollkommen an. Sie sind an diesen über ihre gesamte Länge nach irgendeinem geeigneten Verfahren befestigt, wobei Kleben oder Ultraschallschweißen als bevorzugte Verfahren anzusehen sind. Der Abstand zwischen den Oueraussteifungen 8 kann einerseits als Funktion ihrer eigenen Dicke und die der Hauptplatten 1 und andererseits als Funktion der Steifigkeit gewählt werden, die schließlich der gesamten Konstruktion des Separators erteilt werden soll. Ein Abstand gleich dem der Hauptplatten ist als bevorzugter '.Vert anzusehen.

Nach der Ausführungsform der Figuren 5 bis 8 haben die Harotplatten 1 die gleiche Gestalt wie die der Platten der ersten Ausführungsform. In diesem Fall ,iedoch umf aß c der Separator plane Queraussteifungen oder Zwischenstücke

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10, die zick-zackförmig bezüglich einander zwischen Paaren benachbarter Hauptplatten 1 angeordnet sind. Jedes Zwischenstück 10 liegt mit seinen gegenüberliegenden Längsrändern an den entsprechenden Rändern der benachbarten Platten an und bildet Kanten 11 entsprechend dem Profil der Haupt^latten, die an diesen über deren gesamte Länge nach einem Verfahren befestigt sind, welches analog dem nach der ersten Ausführungsform angewendeten ist.

Wie insbesondere die Figuren 6 bis 8 zeigen, führt eine solche Separator-Konstruktion zur Bildung von Strömungskanälen von variablem Dreieckquerschnitt, wobei die Strömung in den beiden Zonen 13 und 14 zu beiden Seiten des Wellenkamms der "/eilungen in den Hauntplatten 1 (Fig. 7) am geringsten ist.

Selbstverständlich können Queraussteifungen 10 genausogut gebildet werden durch Folien oder "Bleche", die nur durch eine einzige gewellte Folie voneinander getrennt sind und deren Kämme die Befestigung an den Folien 1 erleichtern.

Nach der in den Figuren 9 bis 11 dargestellten Ausführungsform umfaßt der Separator Ha uptulatten 1, die ebenfalls den oben beschriebenen gleich sind. In diesem Fall sind die Queraussteifungen 15 ebenfalls zick-zackförmig zwischen Paaren benachbarter Hauptplatten aufgereiht; diese Queraussteifungen sind .jedoch nicht plan, sondern selbst entsprechend einem Profil gewellt, das gleich dem der Hauptplatten 1 ist. Wie im Falle der Figuren 5 bis liegen diese Platten mit ihren ,jeweiligen Rändern an den Rändern der benachbarten Queraussteifungen an und

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bilden in zueinander senkrechten Richtungen gewellte Kanten 16, wobei eine der Teilungen zurückzuführen ist auf die Krümmung bzw. den Ausschnitt der Ränder und die andere eben auf die Form der Queraussteifungen oder Zwischenstücke. Die hieraus im Separator resultierenden Kanäle 17 haben immer variablen Dreiecksquerschnitt, dessen Verminderung in den Drosselzonen 18 und 19 (Fig· 9) zu beiden Seiten der Kammzone ist jedoch erheblich größer. Nimmt man beispielsweise eine sinusförmige Wellung der Hauptplatten 1 an, so erhält man im Falle der Figuren 1 bis 4 eine Verminderung des Querschnittes s am engsten Ort der Drosselung um "^ , bezogen auf einen nichtgewellten Durchlaß. So ist im Falle der Figuren 9 bis 1i diese Verminderung =|?χΊ^ = 2 im engsten Querschnitt t (Fig. 9), bezogen auf eine nicht gewellte Ausbildung, und zwar immer für ein sinusförmiges Profil der 'Vellungen.

Man sieht also, daß man einen optimalen Wirkungsgrad in einem Separator nach der Erfindung erhalten kann, indem man die Druckverluste auf das Minimum reduziert und die Steifigkeit der Anordnung erhr'.ht. Die Dicke der Platten und der Queraussteifungen oder Zwischenstücke kann bis 0,^5 mm vermindert sein und der mittlere Querschnitt

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der Durchlässe kann bis 1 cm betragen.

Die parallelen Queraussteifungen der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 können auch ein gewelltes Profil aufweisen, was es ermöglicht, hinsichtlich der Wirksamkeit der Trennung in etwa die gleichen Ergebnisse zu erhalten, wie sie die Ausführungsform der Figuren 9 bis 11 zeitigt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche :

Tropfen abscheide^ insbesondere für industrielle Kühler, mit einer Reihe gewellter paralleler und quer ausgesteifter !fetten, die miteinander sinusförmige

Durchlässe oder Kanäle bilden, die in der Lage sind, Tröpfchen, die in Suspension in dem den Separator durchströmenden Gasstrom sich befinden, aufzufangen, dadurch gekennzeichnet _t daß die gewellten Platten (1) aneinander mittels einer Reihe von ,-jeweils zwischen ."jedem Paar benachbarter Platten (1) angeordneter Reihen von Oueraussteifungsplatten (^ö -,10* 15) befestigt sind und deren Ränder ( 9; 11; 16) den ¹VeIltragen der gewellten Platten folgen und an diesen über deren gesamte Länge befestigt sind.
2. Tropfenabscheidernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Queraussteifungs-clatten. (P; 10) plan sind.
3. Tropfembscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Oueraussteifungsülatten (8) parallel verlaufen.

ORIGINAL INSPECTS -
4. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Oueraussteifungsplatten (10; 15) zickzackartig in den die HauOtplatten (1) trennenden Zwischenräumen angeordnet sind.
5. Tropfenabscheider nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Längsränder jeder Oueraussteifungsplatte (1C; 15) den jeweiligen Rändern beider benachbarter Queraussteifungsplatten anliegen und Kanten (11; 16) bilden, mittels deren diese Queraussteifungsplatten an den Hauptplatten befestigt sind.
6. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 5_t dadurch gekennzeichnet, daß die Oueraussteifungs- oder Ouerverbindungsplatten (15) selbst gewellt sind und ein Profil gleich dem der Hauptplatten aufweisen.
7. Tropfenabscheidernach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die ■Yellungen der Hauptülatten (1) die Form einer angenähert sinusförmigen Periode aufweisen.
^p-, Tropfen abscheider nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Oueraussteifungs- oder Ouerverbindungsnlatten (15) Teilungen aufweisen, deren Form einer in etwa sinsusförmigen Periode entspricht.
9. Tropfenabscheidernach einem der Ansprüche 1 bis ·^ρ, dadurch gekennzeichnet , daß er aus Kunststoff, insbesondere einem Polyester oder einem Polyvinylchlorid besteht.

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10. Tropfenabscheider nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptplatten (1) und die Oueraussteifungs- oder Ouerverbindungsplatten (8; 10; 15) durch Verkleben oder Verschweißen in der "Värme zusammengefügt sind.

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