DE3103910A1

DE3103910A1 - Wirbelkammerfilter zum ausscheiden von feststoffen aus einem gasstrom

Info

Publication number: DE3103910A1
Application number: DE19813103910
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: ANTON PILLER GmbH and Co KG
Current assignee: ANTON PILLER GmbH and Co KG
Priority date: 1981-02-05
Filing date: 1981-02-05
Publication date: 1982-09-09
Also published as: FR2498944B1; FR2498944A1; US4375366A; GB2092482A; GB2092482B

Description

.3.

Patentanwalt Dipl-Ing. ™ Harro Gralfs

GrsXs Patentanwalt Am Burgerpark 8 D 3300 Braunschweig Germany

Anton Piller GmbH & Co. KG

Abgunst 24

3360 Osterode/Harz

Am Bürgerpark 8 D 3300 Braunschweig, Germany Telefon 0531-74798 Cable patmarks braunschweig

G/WS - P 1176

Wirbelkammerfilter zum Ausscheiden von Peststoffen aus einem Gasstrom

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wirbelkammerfilter zum Ausscheiden von Peststoffen aus einem Gasstrom mit einer zylindrischen Wirbelkammer und sich von den Kammerenden aufeinander zu erstreckenden Tauchrohren zum Abführen der Reinluft. ' ' ' ^l'

Die zu reinigende Luft erhält in der Wirbelkammer eine Drallenergie. In vielen Fällen, beispielsweise bei größeren Kammerdurchmessern, ist es erwünscht oder erforderlich·, die Drallenergie des Reingasströmes in Druckenergie umzuwandeln und damit die Druckverluste innerhalb des Filters herabzusetzen. Für diesen Zweck ist es bekannt, außerhalb der Kammer in dem Reingasauslaßkanal Entdrallkammern vorzusehen. Derartige Kammern sind zusätzliche Bauelemente, die zudem einen erheblichen Raumbedarf haben, wobei der Durchmesser dieser Kammern im allgemeinen größer ist als der Kammerdurchmesser selbst.

Bei in Reihe geschalteten Wirbelkammern können derartige außen liegende Entdrallerkanunern dazu zwingen, die Abstände zwischen den einzelnen Wirbelkammern entsprechend zu vergrößern, wodurch wiederum das Bauvolumen eines solchen Wirbelkammerfilters vergrößert wird (DE-OS 26 25 422).

Aufgabe der Erfindung dst es, eine Möglichkeit zu schaffen, eine Umwandlung der Di»allenergie ohne zusätzliche äußere Bauelemente durchzuführen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den innen liegenden Einlaßenden der Tauchrohre ein Leitapparat mit radialer Beschaufelung vorgesehen ist.'

■Zweckmäßige Ausgestaltungen eines Leitapparates gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Pig. I zeigt einen Längsschnitt durch ein vierstufig ausgebildetes Wirbelkammerfilterelement.

Pig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig.

Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Entdrallern gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein vierstufig ausgebildetes Filterelement 2 in einem Längsschnitt wiedergegeben. Das Filterelement weist einen Strömungskanal 12 auf, an den die vier Wirbelkammern 4 bis jeweils mit einer scharfen Abströmkante 14 und einer stumpfen Anströmkante 16 angeschlossen sind. Der Querschnitt des

Strömungskanäls 12 ist zwischen dem Einlaß 18 und dem Auslaß 20 jeweils von Kammer zu Kammer so abgestuft, daß für alle Kammern eine gleiche Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird. Der zu reinigende Volumenstrom Q₁ wird dabei jeweils um einen Reingasvolumenstrom Q, reduziert, der durch die Tauchrohre 22 austritt, die sich von den Endwandungen der im wesentlichen zylindrischen Kammer aufeinander zu zur Mitte erstrecken. Der um den Reingasvolumenstrom Q., reduzierte Volumenstrom tritt in die nächstfolgende Kammer ein und wird wiederum um den aus den Tauchrohren austretenden Reingasvolumenstrom Q·, verringert. Der die Peststoffe enthaltende Restvolumenstrom Qh tritt am Auslaß 20 aus. Die Ein- und Auslaßquerschnitte der Kammern sind so ausgebildet, daß überall gleiche Strömungsgeschwindigkeiten anliegen. Die Arbeitsweise von Wirbelkammern mit Tauchrohren zum Abscheiden von in einem Gasstrom suspendierten Peststoffen mittels Fliehkraft ist an sich bekannt (DE-OS 21 60.415) und braucht an dieser Stelle nicht weiter beschrieben zu werden.

Das im vorstehenden im Prinzip beschriebene Filterelement ist nur ein Ausführungsbeispiel. Es können auch Filterelemente mit nur einer Wirbelkammer vorgesehen werden. Die Anzahl der Wirbelkammern ist abhängig von den jeweiligen Anforderungen. Die Wirbelkammern können weiter wie in der Zeichnung dargestellt in einem einzigen Gehäuse angeordnet sein, wie es insbesondere bei kleineren Kammerdurchmessern vorteilhaft ist, oder aber als Einzelkammern ausgebildet sein, die entsprechend den Anforderungen in Reihenschaltung aneinander angebaut werden.

Die Wirbelkammern sind herstellungsbedingt jeweils quer zu ihrer Achsrichtung geteilt. Eine solche Teilung kann beispielsweise an eine Endwand angrenzend erfolgen oder aber symmetrisch, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Wirbelkammer 4 ist hier in ihrer Symmetrielinie S geteilt ausgebildet. Die Wirbelkammern bzw.

die die Wirbelkarnmern enthaltenden Filterelemente können auf diese Weise in Form von zwei spiegelbildlichen Teilen A_SB hergestellt werden, wobei diese Teile ohne Hinterschneidungen sind und damit in einfachen zweiteiligen Formen gegossen werden können. Die beiden Teile A und B können beispielsweise aus Kunststoff in Spritzgußverfahren oder aber aus Metall im Druckgußverfahren hergestellt werden. Bei einer solchen Ausführung können die Tauchrohre 22 jeweils an die Endwände angegossen sein. Die Tauchrohre können weiter in einfacher Weise mit einem düsenförmigen Auslaß 23 versehen werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegen die aufeinander zu gerichteten Tauchrohre 22 mit ihren Enden in einem Abstand voneinander. Im Zwischenraum zwischen den Tauchrohrenden tritt das Reingas in die Tauchrohre ein. Zur Umwandlung der Drallenergie des Reingasstromes in Druckenergie und damit zur Reduzierung der Druckverluste sind erfindungsgemäß zwischen den Tauchrohrenden radiale Leitapparate angeordnet, wie sie in den Fig. 3 bis in Ausführungsformen dargestellt und im nachstehenden beschrieben sind.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 3 sind an den Enden der Tauchrohre 22 Düsenringe angeordnet bzw. ausgebildet. Bei Tauchrohren, die gesondert hergestellt und nachträglich mit der Wirbelkammer verbunden werden, können derartige Düsenringe_s wie in Fig. 3 links dargestellt, aus einem Stück mit dem Tauchrohr bestehen. Bei Filterelementen, bei denen die Wirbelkammer in zwei Hälften in einem Stück gegossen wird, würde ein solcher Düsenring eine Hinterschneidung bilden. Der Düsenring wird daher bei solcher Ausführungsform gesondert ausgebildet und aufgesteckt. Die Düsenringe 2k sind im Spritz- oder Druckgußverfahren mit hoher Genauigkeit herstellbar und können beispielsweise durch Verkleben mit den Tauchrohren verbunden werden.

Zwischen den beiden durch die DUsenringe gebildeten Tauchrohrenden ist ein Leitapparat 26 angeordnet, der symmetrisch zu den Tauchrohrenden liegt und sich jeweils ein begrenztes Stück in die Tauchrohrenden hineinerstreckt. Wie aus der in Fig. 3 unten dargestellten Stirnansicht des Leitapparates 26 ersichtlich, weist dieser in Abständen über den Umfang verteilt gekrümmte Leitschaufeln 28 auf, die von einem Kern 30 ausgehen, der in seiner Mitte mit einer Längsausnehmung 32 versehen ist. Ein. Rohling für einen derartigen Leitapparat kann im Strangguß- oder Strangpreßverfahren hergestellt werden. Der äußere Durchmesser der Leitschaufeln 28 ist so gewählt, daß die Außenkante 3¹I der Leitschaufeln, wie in Fig. 3 oben wiedergegeben, etwa im Bereich des kleinsten Abstandes der beiden Düsenringe anliegt. An diesen Abschnitt angrenzend sind die Leitschaufeln außen entsprechend der Innenkontur der Düsenringe und der Tauchrohre abgesetzt z.B. überdreht, so daß sie weitgehend spaltfrei mit den Schaufeln anliegend in die Tauchrohrenden einsteckbar sind. Die Schaufelkrümmung ist dem Drall des Reingasstroms entgegengesetzt gerichtet. Der Reaktionsdruck kann beispielsweise dadurch aufgenommen werden, daß der Leitapparat 26 in wenigstens eines der Tauchrohre 22 mit Preßsitz eingesetzt ist. Für die Montage wird der Leitapparat in eines der Tauchrohre eingesetzt.. Beim Schließen der Kammer durch das zweite Kammerteil wird dann das Ende des anderen Teuchrohres über das diesem angrenzende Ende des Leitapparates geführt.

Be ,1 der Aus f ührungs form nach Fig. 4 sind an den Enden der Tauchrohre 22 wiederum Düsenringe 24 angeordnet, die wiederum aufsteckbar sein können. Der Leitapparat 36 weist hier wiederum Leitschaufeln 33 auf, die in gleicher Weise im Zwischenraum zwischen den Düsenringen zwischen diese greifen und im übrigen entsprechend dem Durchmesser der Tauchrohre abgesetzt überdreht sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind von der Mitte des

Zwischenraums zwischen den Düsenringen ausgehend .jeweils konische, die Leitschaufeln durchdringende Führungskörper 40 vorgesehen, die sich in Strömungsrichtung in die Tauchrohre hinein verjüngen. An ihren einander berührenden Füßen sind diese mit Einlauflcrümmungen 55 versehen. In der Stirnansicht in Fig. 4 unten ist die abgerundete Spitze eines solchen Leitkonus 40 ersichtlich. Leitapparate nach Fig. 4 lassen eich im Spritzgußverfahren herstellen.

Bei der Ausfiihrungsform nach Fig. 5 ist ein Leitapparat 42 vorgesehen, der wiederum Leitschaufeln 44 aufweist, die sich im Bereich der Düsenringe 24 bis in den engsten Querschnitt erstrecken und im übrigen der Innenkontur der Tauchrohrenden angepaßt sind. Die Beschaufelung 44 ist hier auf einer Scheibe 46 angeordnet, die mittig im Zwischenraum zwischen den Düsenringen liegt und sich über den äußeren Umfang der Beschaufelung hinaus erstreckt. Die Scheibe 46 kann in ihrer Mitte mit einem Durchbruch 48 versehen sein. Auch ein solcher Leitapparat läßt sich im Spritz- oder Druckgußverfahren herstellen.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 6 ist ein Leitapparat 50 vorgesehen, dessen Leitschaufeln 52 an einem der auf die Tauchrohrenden aufsteckbaren Düsenringe 5²^ befestigt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitschaufeln 52 jeweils alternierend an einem der beiden Düsenringe befestigt, so daß die beiden Düsenringe zusammen mit ihren Beschaufelungen jeweils die Gesamtbeschaufelung ergeben. Auch derartige Düsenringe lassen sich im Spritz- oder Druckgußverfahren herstellen. Die Leitechaufeln 52 können dabei nur an der' Stirnseite der Düsenringe befestigt sein. Sie können sich aber auch wie bei den übrigen Ausführungsformen ein begrenztes Stück in den Düsenring selbst oder auch in das Tauchrohr hineinerstrecken.

Die Eintauchtiefe der Beschaufelung der Leitapparate in die Tauchrohrenden kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen gewählt werden.

Durch die Leitapparate gemäß der Erfindung wird die Drallenergie des in die Tauchrohre eintretenden ReingasStroms in Druckenergie umgewandelt und damit der Druckabfall im Filter verringert. Diese Umwandlung wird ohne zusätzliches Bauvolumen ermöglicht und damit raumsparend realisierbar. Der Fertigungsaufwand für die Leitapparate ist darüber hinaus relativ gering,

Claims

Ansprüche

1. Wirbelkammerfilter mit einer zylindrischen Wirbelkammer und sich von den Kammerenden aufeinander zu erstreckenden Tauchrohren zum Abführen des Reingases, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den innen liegenden Einlaßenden der Tauchrohre (22) ein Leitapparat (26,36,42,50) mit radialer Beschaufelung .vorgesehen ist.

2. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat beidseitig mit in die'Tauchrohrenden eingreifenden Zentrieransätzen versehen ist.

3. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierungen im Durchmesser abgesetzte Abschnitte der Beschaufelung sind.

4. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaufelung (38) auf einem axialen Kern (40) angeordnet ist.

5. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (¹JO) von der Mitte des Leitapparates (36), in der er einen Durchmesser hat, der im wesentlichen dem Außendurchmesser der Beschaufelung (36) im Bereich zwischen den Tauchrohrenden entspricht, nach beiden in die Tauchrohre eingreifenden Enden des Leitapparates zu verjüngt ist.

6. Wirbelkammerfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohre (22) an ihren Einlaßenden mit einem Düsenring (24) versehen sind.

7. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenring (24) auf das Tauchrohrende aufsteckbar ausgebildet ist.

8. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (52) der Beschaufelung von den Düsenringen (5*0 getragen sind.

9. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln (52) der Beschaufelung an wenigstens einem der Düsenringe (5¹O befestigt sind.

10. Wirbelkammerfilter nach Ansoruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet j daß jeweils an beiden sich gegenüberliegenden Düsenringen (54) ein Teil der Schaufeln (52) der Beschaufelung angeordnet ist.

11. Wirbelkammerfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschaufelung (44) beidseitig an einer Tragscheibe (46) so angeordnet ist, daß die Tragscheibe in der Mitte zwischen den Tauchrohrenden liegt.