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Gasreinigungsventilator.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung, die
für Gase jeder Art anwendbar ist, welche schwebende feste Bestandteile enthalten,
und die sich insbesondere auf gasartigeProdukte anwendbar erweist, die aus einem
Verbrennungsvorgang herrühren oder durch irgendwelche Industrien erzeugt werden,
mit der Wirkung, daß die festen Bestandteile aus den Gasen oder gasartigen Proedukten,
welche dieselben verunreinigen, abgeschieden werden, derart, daß man gereinigte
Gase erhält. Gegebenenfalls haben dabei die ausgeschiedenen Bestandteile der Gase
selbst einen Verkaufswert und werden daher durch die Vorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung gesammelt. Hiervon abgesehen, hat die durch den Apparat erfolgende Ausscheidung
der schwebenden festen Bestandteile immer große Vorzüge vom Standpunkt der Hygiene
da, wo die Gase in die Atmosphäre zerstreut werden.
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Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung besteht im wesentlichen
aus einer Ventilationseinrichtung, welche die zu reinigenden Gase ansaugt und sie
nach der Reinigung wieder ausstößt. Diese Ventilationseinrichtung ist mit einer
Vorrichtung zum Sammeln der aus den Gasen unter der Wirkung der Zentrifugalkraft
ausgeschiedenen festen Bestandteile eingerichtet. Der Ventilator ist zu diesem Zwecke
mit einem besonderen Sammelraum versehen, aus dem die ausgeschiedenen festen Bestandteile
der Gase mittels einer geeigneten Kanal führung nach außen abgeleitet werden.
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Auf der Zeichnung ist Fig. 1 eine Darstellung des Gasreinigers im
Längsschnitt.
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Fig. 2 stellt eine Einzelheit des Ventilators vor und veranschaulicht
insbesondere die Anlage der Rohrleitung zur Abführung der ausgeschiedenen Bestandteile
der Gase nach außen.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen im Längsschnitt und in Ansicht, ähnlich wie
Fig. I und 2, eine abgeänderte Ausführungsform des Gasreinigers.
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Bei beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. I und 2 und den Fig.
3 und 4 sind die übereinstimmenden Teile mit gleichen Buchstaben bezeichnet.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. I und 2 wird sogleich ersichtlich,
daß der Hauptbestandteil des Gasreinigers von einem Ventilator A gebildet wird ;
dessen tpittlerer Teil ähnlich dem eines Zentrifugalventilators ähnlichen Typs ausgebildet
ist, bei dem aber der Umfang von einer gehäuseartigen Rundung B umschlossen ist,
die durch entsprechende Vereinigung der Wände der Turbine gewonnen wird. Die angesaugten
Gase, welche durch die Saugöffnung der Turbine eintreten, werden nach dem Umfang
der Turbine geschleudert und strömen aus der Turbine unter dem
Einfluß
der Zentrifugalkraft aus. Alle schwebenden festen Bestandteile in dem behandelten
Gase werden dabei in das Innere der gehäuseartigen Rundung B geschleudert.
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Sie häufen sich hier an und werden durch eine Leitungl abgeführt.
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Bei dem auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird
angenommen, daß die zu reinigenden Gase durch einen Iianal C und einen Kaminaufsatz
D aus Blech zugeführt werden. Der Aufsatz ist mit einer seitlichen Rohrleitung E
versehen, welche in die Saugöffnung des Ventilators eingebaut ist. Der Kaminaufsatz
wird am oberen Ende mit einem Deckel F verschlossen, der mit einem mit Hebegewichten
arbeitenden Hebewerk versehen ist, welches das Anheben des Deckels gestattet. Wenn,
wie auf der Zeichnung dargestellt, diese ganze Einrichtung in dem Fundament eines
Kamins untergebracht ist, der in die Atmosphäre mündet oder der sich an Verteilungsleitungen
für das Gas nach Maschinen zur weiteren Verarbeitung der gereinigten Gase anschließt,
kann unter Ausschaltung des Gasreinigers eine direkte Leitung der Gase durch den
Kaminaufsatz D erfolgen, indem der Deckel F geöffnet wird.
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Es werden in diesem Falle also die Gase ungereinigt. verwendet. Ist
dagegen der Deckel P des Kaminaufsatzes verschlossen und der Gasreiniger in Tätigkeit,
so wird der Deckel mit starker Kraft durch die Sangung des Ventilators in der Verschlußstellung
festgehalten. Die durch den. Kaminaufsatz D zugeleiteten Gase werden in den Ventilator
gesaugt und hier durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft von den festen Bestandteilen,
die schwebend in ihnen enthalten sind, befreit. Danach strömen die Gase in den Kamin,
aus dem sie entweder in die Atmosphäre oder in die Leitungen nach den Apparaten,
in denen sie weiterverarbeitet werden, gelangen. Der Ventilator des Gasreinigers
ist an eine kreisrunde öffnung G im Fundament des Kamins angeschlossen. Diese Öffnung
ist mit einer kreisrunden Einfassung a versehen, und anderseits ist an der benachbarten
Wand der Turbine eine ebenso kreisrunde Einfassung b angebracht, derart, daß der
drehende Teil in dem feststehenden Teil eingeschachtelt liegt und hierdurch eine
Verbindung hergestellt wird, deren Abdichtung mittels geeigneter bekannter Maßnahmen
noch vervollständigt werden kann.
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Die Einfassung b bildet eine Verstärkung der Turbinenwand und verhütet
damit nebenher auch eine Deformation in derselben, wie sie unter dem Einfluß der
Zentrifugalkraft eintreten könnte. Die Einfassung ermöglicht, in der Turbinenwand,
ohne daß Nachteile zu befürchten wären, eine große kreisförmige Öffnung H zur Ableitung
der gereinigten Gase in den Kamin vorzusehen, der nach der Atmosphäre oder den anschließenden
Leitungen der Apparate zur Weiterverarbeitung der Gase führt. Die den Ventilator
umfassende Rundung B kann erforderlichenfalls mit einer Einfassung c zu ihrer Verstärkung
versehen werden, die dann gleichzeitig für die Verbindung der beiden die Rundung
B bildenden Turbinenwände dient.
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Die Öffnung H bietet, wie ersichtlich, dem aus dem Ventilator abströmenden
Gase eine verhältnismäßig sehr große Durchtrittsöffnung, wodurch erzielt wird, daß
dieses Abströmen der gereinigten Gase mit sehr geringer Geschwindigkeit und unter
sehr günstigen Bedingungen für die Verhütung eines Mitnehmens der aus dem Gase ausgeschiedenen
festen Bestandteile erfolgt.
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Die Größe der Öffnung H ermöglicht auch, zum Zwecke der Abführung
der ausgeschiedenen festen Bestandteile in die Rundung B eine Rohrschlange 1 einzulagern,
die entgegengesetzt der Umdrehungsrichtung des Ventilators geführt ist. Die Mündung
dieses Rohres 1 ist trichterartig erweitert und liegt tso~nahe als möglich an der
Wand der Rundung B.
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Alle in dieser Rundung des Gasreinigers angehäuften ausgeschiedenen
festen Bestandteile fallen durch die Drehung des Ventilators in das Rohr 1 und werden
durch dieses zusammen mit einer kleinen Menge Gas nach außen geführt. Die mitgerissene
Gasmenge kann, sofern dies für zweckmäßig erachtet wird, filtriert und in den Gaskreislauf
zurückgeführt werden.
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In vielen Fällen wird es sich als notwendig erweisen, gleichzeitig
mit der Reinigung der Gase eine Kühlung derselben vorzusehen. Zu diesem Zweck wird
der Gasreiniger mit einer Wasserkühlungsvorrichtung, die in mehr oder weniger reichlichem
Maße Kühlwasser zuführt, verbunden. Die Wasserzuführung läßt sich bequem in der
Achse der Turbine in Gestalt eines Rohres K anbringen. Dieses Kühlwasser wird gleichzeitig
mit den aus den Gasen ausgeschiedenen festen Bestandteilen durch das Rohr I ausgeschieden.
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W1i ie ersichtlich, wird nach Erfordernis die Reinigung der Gase
auf trockenem Wege oder unter Zuführung von Wasser erfolgen können.
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Wenn in letzterem Falle eine Kühlung der gereinigten Gase nicht erforderlich
ist, wird es zweckmäßig sein, die durch das Rohrl abgeführten - Bestandteile zunächst
einem Schlammkasten zuzuführen, aus dem das Wasser nach der Abklärung wieder in
den Kreislauf des Ventilators geleitet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich,
den Wasserverbrauch und die Kosten wesentlich zu vermindern. Sind die zu reinigenden
Gase
warm, so wird sich das Wasser schnell auf eine solche Temperatur
erwärmen, daß eine mehr oder weniger starke Dampfentwicklung eintritt, die in gewissen
Fällen für die Reinigung von Nutzen sein kann. Bei Benutzung des vorbeschriebenen
Gasreinigers kann augenscheinlich der Betrieb von Kesseln mit Druckzügen statt durch
Druck, wobei bekanntlich große Schwierigkeiten für die Beschickung der Roste entstehen,
durch Saugung unter gleichzeitiger Reinigung der Abgase erfolgen.
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Es ist nicht ganz sicher, daß selbst bei größter Geschwindigkeit
des Ventilators aus den Abgasen die Bestandteile grauer Färbung, die nichts anderes
als im dampfförmigen Zustand in die Verbrennungsgase eingesprengte Teere sind, ausgeschieden
werden können.
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Aber mit Sicherheit lassen sich alle festen KiJrperteilchen, selbst
die leichtesten, bei normaler Umdrehungsgeschwindigkeit abtrennen und ausscheiden.
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Durch das Reinigungsverfahren mit dem Gasreiniger gemäß vorliegender
Erfindung gelangt man dahin, die Mitnahme der feinen Flugasche in dem Abgas zu vermeiden.
Diese Mitnahme der Flugasche findet bekanntlich besonders in der Zeit statt, in
der die Kesselzüge gereinigt werden. Insbesondere ist dies der Fall bei Kesselanlagen,
bei denen zur Verhütung der Entwicklung schwarzen Rauches leichte und trockene Brennstoffe
verwendet werden, wie Koks und Anthrazitkohle.
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Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform des Gasreinigers
unterscheidet sich insbesondere durch eine-Vorrichtung, die ihrerseits die Abführung
der ausgeschiedenen festen Bestandteile nicht ununterbrochen, wie .bei der Ausführung
nach Fig. I und 2, sondern intermittierend in mehr oder weniger großen Zeitabständen
bewirkt und anderseits den Abfluß der gereinigten Gase aus dem Gasreiniger erleichtert.
Die Erfahrung hat tatsächlich bewiesen, daß es nicht notwendig ist, die Abführung
der ausgeschiedenen festen Bestandteile der Gase ununterbrochen vorzunehmen. Diese
Bestandteile werden nämlich in dem Augenblick in großer Masse im Ven-'tilator herumgejagt,
sobald sich der Meniskus, den sie in der Rundung des Ventilators bilden, in genügender
Stärke hergestellt hat, andererseits genügen einige Sekunden, um die festen Bestandteile
auszustoßen, selbst wenn es sich um die Reinigung großer, sehr stark mit festen
Bestandteilen durchsetzter Gasmassen handelt.
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Bei der Ausführung des Gasreinigers nach den Fig. 3 und 4 ist eine
Trommel vorgesehen, welche das Rohr I (Fig. 1 und 2) ersetzt. Diese Trommel ist
fest angeordnet und lagert auf dem Einlaßrohr d für die zu reinigenden Gase. Die
Trommel ist mit einer Tasche p versehen, die in ihrem unteren Teil einen Auslaß
s für die abzuführenden festen Bestandteile besitzt. Im oberen Teil wird die Tasche
durch eine Klappe t verschlossen, die so gestellt ist, daß sie in der Verschlußlage
sich genau der Umfangslinie der Trommel anpaßt, während sie in der Öffnungsstellung
dicht an der Wandung der Rundung B des Ventilatorgehäuses anliegt. Zur Betätigung
der Klappe dient ein Mechanismus aus zwei Hebeln m und n. Der Hebel m sitzt auf
der Drehachse der Klappe t. Der Hebel ist auf einer wagerechten Achse o angebracht,
die in die Turbine durch die Auslaßöffnung h für die gereinigten Gase eingeführt
wird. Dieser Hebelantrieb ermöglicht, das Ende der Klappe soweit als angängig der
Innenwand der Rundung B zu nähern, sobald d der Meniskus aus den abgeschiedenen
festen Bestandteilen der zu reinigenden Gase eine genügende Dicke erreicht hat und
durch die Tasche p abgeführt werden soll. Die Winkelverstellung der Hebel 1*1 und
n wird dabei durch Anschläge 1 und 2 begrenzt. Es kann ferner, sofern sich dies
als notwendig erweist, mit der Klappe eine Sicherung verbunden werden, wie zum Beispiel
eine Kette oder eine Anschlagvorrichtung, die für den Fall einer Zerstörung des
Mechanismus durch einen mit den zu reinigenden Gasen mitgerissenen harten Körper
den Anschlag der Klappe an die Wandung der Turbine verhütet und damit eine Zerstörung
derselben unmöglich macht.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß die Klappe t
einen doppelten Zweck erfüllt. Sie bildet einmal die Fangvorrichtung für die ausgeschiedenen
festen Bestandteile der Gase und wirkt außerdem als Gasabschluß, der den Austritt
von Gasen durch die Tasche p verhindert, sobald die Abführung der festen Bestandteile
unterbrochen wird. Bei Anwendung der Vorrichtung wird diese Abführung der festen
Bestandteile prinzipiell intermittierend erfolgen. Sie kann aber auch gegebenenfalls
ununterbrochen vor sich gehen, in welchem Fall dann die Klappe dauernd offen gehalten
- wird. Das zu :) Öffnen und Schließen der Klappe wird in Zeitabständen erfolgen,
deren Größe sich aus der Praxis je nach dem vorliegenden Fall richtet, zum Beispiel
danach, ob die zu behandelnden Gasmengen mehr oder weniger mit festen Bestandteilen
durchsetzt sind. Die Betätigung kann dabei von Hand oder mechanisch durch die Turbine
erfolgen.
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Ersichtlich ist es von Wichtigkeit, den gereinigten Gasen den Austritt
aus dem Gasreiniger möglichst zu erleichtern. Diese Erleichterung des Austrittes
ist für die Größe der Leistung der Turbine maßgebend. Bei
Anwendung
des Gasreinigers in Hüttenwerken ist es wesentlich, die Leistung bis zur niöglichen
Grenze zu erhöhen, d. h. bis zu der Grenze, auf der ein Mitreißen der ausgeschiedenen
festen Bestandteile befürchtet werden muß. Wird zur Verhütung der Mitnahme der festen
Bestandteile die Austrittsöffnung 11 der Turbine mit kleinerem Durchmesser gewählt,
so hat dies eine Verminderung der Leistung aus zwei Ursachen zur Folge. Die eine
Ursache ist die Stauung der Gase vom Umfang der Turbine nach deren Mitte zu. Die
Stauung verursacht eine Kompression, die sich dem Abfluß der Gase entgegensetzt.
Die andere Ursache hat ihren Ursprung in der Zentrifugalkraft, die bestimmt ist,
die Gasmasse von der Mitte nacb dem Umfang der Turbine zu drängen, und zwar insbesondere
die Gasmasse, die sich auf der Abflußseite der Turbine befindet. Auf diese Weise
kann nur unter der Wirkung der Zentnifugalkraft der Austritt der Gase stattfinden.
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Die Kompression, die aus der Stauung der Gase vom Umfang nach der
Mitte der Turbine stattfindet, wird dadurch vermieden, daß der Wandung des Turbinengehäuses,
die auf der Austrittsseite der Gase liegt, vom Umfang nach der Mitte zu eine Erweiterung
gegeben wird, die ausgesprochen so gestellt sein muß, daß in jedem Abstand von der
Mitte der Querschnitt konstant bleibt.
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Die schädliche Wirkung der Zentrifugalkraft an der Austrittsseite
der Turbine wird in der Weise aufgehoben, daß geeignet geformte Flügels an der Wandung
der Trommel i angebracht werden. Die Länge dieser Flügel ist derart bemessen, daß
zwischen ihrer Kante und der Wandung der Turbine ein gewisses Spiel bleibt. Ferner
macht es der Ersatz der Mittelwandung durch die Trommel i (Fig. 3) notwendig, Flügel
v an der Trommel i auf der Eintrittsseite der Gase vorzusehen, und zwar derart,
daß ein gewisses Spliel zwischen der Kante dieser Flügel und der Gehäusewand besteht.
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PATENT-A NSPRÜCHE: T. Gasreinigungsventilator mit einer Ummantelung
am Umfang, in der sich die unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft ausgeschiedenen
festen Bestandteile der Gase sammeln, und mit achsialem Gaseintritt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Saugöffnung durch ein Rohr (E) mit einer Gaszuführung (D) verbunden ist,
die, im Innern der Gashauptleitung angeordnet, eine I Klappe (F) aufweist, die entweder
die unmittelbare Ableitung der Gase oder ihre Leitung durch den Gasreiniger gestattet,
und daß ferner eine das Saugrohr ringförmig umgebende tiffnung (G, H), die den Auslaß
für die gereinigten Gase nach dem Hauptkanal bildet, vorgesehen ist, durch welche
Öffnung außerdem ein Rohr (1) in die Rundung (B) eingeführt ist, das, in einer Krümmung
entgegengesetzt zur Drehrichtung des Ventilators verlaufend,-mit einer trichterartigen
Öffnung dicht an der Wand des Ventilators liegt, um die ausgeschiedenen Bestandteile
der Gase aufzunehmen und auszuscheiden.