DE3407219A1 - Apparatus and process for separating foreign substances from a gas stream - Google Patents
Apparatus and process for separating foreign substances from a gas streamInfo
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Abstract
Description
WUESTHOFF-v.PECHMANN -BEHRENS-GOETZ »«•«■hil.freda ^.sthoff (19*7-1956) WUESTHOFF-v.PECHMANN -BEHRENS-GOETZ »« • «■ hil.freda ^ .sthoff (19 * 7-1956)
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.-■■"' t D-8000 MÜNCHEN 90.- ■■ "' t D-8000 MUNICH 90
Condair AG Schweigerstrasse 2 Condair AG Schweigerstrasse 2
28. Februar 1984 telefon: (089)6620 $1 February 28, 1984 phone: (089) 6620 $ 1
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Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von Fremdstoffen aus einem Gasstrom Device and method for separating foreign matter from a gas stream
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Fremdstoffen aus einem Gasstrom mitThe invention relates to a device for separating foreign matter from a gas stream
- mindestens einer Leitfläche, die einen in Anströmrichtung sich verengenden Eintrittskanal bildet und in einem hinteren Rand endet,- At least one guide surface, one in the direction of flow forms a narrowing entry channel and ends in a posterior edge,
- mindestens einer konkaven Prallfläche, die mit Abstand um den hinteren Rand der zugehörigen Leitfläche herumgewölbt ist, so daß sie den Gasstrom umlenkt, - und mindestens einen Austrittskanal, durch den der Gasstrom zumindest annähernd parallel zur Anströmrichtung austritt.- At least one concave baffle, which arches at a distance around the rear edge of the associated guide surface is so that it deflects the gas flow, - and at least one outlet channel through which the gas flow emerges at least approximately parallel to the direction of flow.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung (DE 26 41 765 C3 und DE 26 59 647 Al) sind die Leit- und Prallflächen von rinnenförmigen Profilteilen derart gebildet, daß jede Leitfläche benachbarte Längsränder zweier Prallflächen übergreift und umgekehrt. Dabei können diese Profilteile für den Durchfluß eines Heiz- oder Kühlmittels hohl ausgebildet sein und somit einen Wärmetauscher bilden, der an einen Wärmerekuperator angeschlossen sein kann. Ferner können an den Leit- und Prallflächen Düsen angeordnet sein, durch die sich eine Reinigungsflüssigkeit versprühen läßt.In known devices of this type (DE 26 41 765 C3 and DE 26 59 647 A1) the guide and baffle surfaces are formed by channel-shaped profile parts in such a way that each guide surface has adjacent longitudinal edges of two Overlaps baffles and vice versa. These profile parts can be used for the flow of a heating or cooling medium be hollow and thus form a heat exchanger which is connected to a heat recuperator can be. Furthermore, nozzles can be arranged on the guide and baffle surfaces, through which a cleaning fluid can pass can be sprayed.
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In der EP-AZ 00 44 720 ist ein insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen vorgesehener Abscheider beschrieben, in dem der zu reinigende Gasstrom eine aus mehreren rotationssyminetrischen Abscheideelementen zusammengesetzte Wand durchquert. Durch einen zentralen Strömungsteiler und rings um diese angeordnete Drallflügel wird der ankommende Gasstrom in je'dem Abscheideelement ohne nennenswerte Umlenkung in einen rotierenden Ringstrom verwandelt. Dabei so1T~mitgeführter Staub durch Zentrifugalkraft in einer Randzone konzentriert und dann durch eine öffnung tangential abgeleitet werden. Das einwandfreie Funktionieren dieses Abscheiders hängt ganz davon ab, daß sich die einzelnen, rotierenden Gasströme nicht gegenseitig stören. Aus diesem Grunde ist es auch bei gegensinnig rotierenden Gasströmen einander benachbarter Abscheideelemente unumgänglich, die einzelnen Abscheideelemente durch Trennwände gegeneinander abzuschirmen, was einen zusätzlichen Aufwand erfordert und außerdem den Gesamtwirkungsgrad der Anlage herabsetzt.In EP-AZ 00 44 720 is a particular for internal combustion engines Described separator provided, in which the gas stream to be cleaned is one of several rotationally symmetrical Separation elements composite wall crosses. Through a central flow divider and around these swirl vanes arranged the incoming gas flow in each separating element is without any noteworthy Deflection transformed into a rotating ring flow. Dust entrained in this way by centrifugal force concentrated in a peripheral zone and then derived tangentially through an opening. The flawless one The functioning of this separator depends entirely on the fact that the individual, rotating gas streams are not disturb each other. For this reason, it is more adjacent to one another even in the case of gas flows rotating in opposite directions Separation elements unavoidable, the individual separation elements are shielded from one another by partition walls, which requires additional effort and also reduces the overall efficiency of the system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abscheidewirkung einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu verbessern.The invention is based on the object of improving the separation effect of a device of the type described at the outset To improve genus.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leitfläche und zugehörige Prallfläche zumindest annähernd rotationssymmetrisch gestaltet und gleichachsig angeordnet sind, so daß der hintere Rand der Leitfläche einen ringförmigen inneren Rand bildet und die Prallfläche mit einem ringförmigen äußeren Rand endet.The object is achieved according to the invention in that the guide surface and the associated impact surface are at least approximately are designed rotationally symmetrical and coaxially arranged so that the rear edge of the guide surface forms an annular inner edge and the baffle ends with an annular outer edge.
Die erfindungsgemäße Gestaltung und Anordnung der Leit- und Prallflächen hat zur Folge, daß der Gasstrom in jedem Eintrittskanal besonders stark beschleunigt und hinter dem ringförmigen inneren Rand des Eintrittskanals beruhigt wird, da der ringförmige äußere Rand der zuge-The inventive design and arrangement of the guide and baffles has the consequence that the gas flow in each inlet channel is accelerated and particularly strong behind the annular inner edge of the inlet channel is calmed down, as the ring-shaped outer edge of the
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hörigen Prallfläche, über den das Gas im wesentlichen radial hinwegströmen muß, eine erheblich größere Länge hat als der innere Rand der Leitfläche.dependent baffle over which the gas essentially must flow away radially, has a considerably greater length than the inner edge of the guide surface.
Aus mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen kann auf einfache Weise eine beliebig große Abscheidewand zusammengesetzt werden, ohne'däß eine gegenseitige Abtrennung der einzelnen Vorrichtungen erforderlich wäre. Die einzelnen erfindungsgemäßen Vorrichtungen haben wegen der Rotationssymmetrie ihrer Leit- und Prallflächen eine hohe Eigensteifigkeit und neigen deshalb nicht zu ge-.räuschbildenden Schwingungen.A separating wall of any size can be assembled in a simple manner from several devices according to the invention without requiring a mutual separation of the individual devices. The single ones Devices according to the invention have because of the rotational symmetry of their guide and baffle surfaces high inherent rigidity and therefore do not tend to generate noise Vibrations.
Bei genau rotationssymmetrischer Gestaltung der Leit- und Prallflächen sind der ringförmige innere Rand jeder Leitfläche und der ringförmige äußere Rand der zugehörigen Prallfläche konzentrische Kreise. Es können aber gewisse Abweichungen von einer genau rotationssymmetrischen Gestaltung zugelassen werden; der innere Rand der Leitfläche und der äußere Rand der Prallfläche können beispielsweise regelmäßige Polygone, insbesondere Sechsecke sein.With an exactly rotationally symmetrical design of the guide and impact surfaces, the ring-shaped inner edge is each Guide surface and the annular outer edge of the associated baffle are concentric circles. But certain things can Deviations from an exactly rotationally symmetrical design are permitted; the inner edge of the The guide surface and the outer edge of the impact surface can, for example, be regular polygons, in particular Be hexagons.
Der ringförmige innere Rand der Leitfläche bildet vorzugsweise einen Beruhigungswulst, der so gestaltet ist, daß der Strömungsweg des Gasstromes zwischen der Prallfläche und dem Beruhigsungswulst sich radial nach außen erweitert.The annular inner edge of the guide surface preferably forms a calming bead which is designed in this way is that the flow path of the gas stream between the baffle and the calming bead follows radially extended outside.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weisen die Prallflächen je einen axial vorspringenden Strömungsverteiler auf, der sich entgegen der Anströmrichtung verjüngt, insbesondere derart, daß er in den zugehörigen Eintrittskanal hineinragt.In preferred embodiments of the invention have the baffles each have an axially projecting flow distributor, which tapers against the direction of flow, in particular such that it is in the associated Entrance channel protrudes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in bekannter Weise (DE 26 59 647 Al) mit mindestens einer Düse zum Versprü-The device according to the invention can be used in a known manner (DE 26 59 647 A1) with at least one nozzle for spraying
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hen einer Flüssigkeit in den Gasstrom und/oder auf die Prallflächen ausgestattet sein. Dabei ist die Düse erfindungsgemäß im Endbereich des Strömungsverteilers angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Flüssigkeit besonders gleichmäßig in dem Gasstrom zu verteilen. Vorzugsweise ist die Düse hinter einer kegelförmigen Kappe angeordnet, wodurch sie dagegen geschützt ist, von Fremdstoffteilchen im ankommenden Gasstrom verschmutzt zu werden.hen a liquid in the gas flow and / or on the baffles. According to the invention, the nozzle is arranged in the end area of the flow distributor. This arrangement makes it possible to distribute the liquid particularly evenly in the gas flow. The nozzle is preferably arranged behind a conical cap, whereby it is protected against being contaminated by foreign matter particles in the incoming gas flow.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann, ebenso wie bei den beschriebenen bekannten Vorrichtungen, die Prallfläche zusammen mit einer hinter ihr angeordneten Rückwand ähnlicher Form einen Hohlraum begrenzen, der von einem Heiz- oder Kühlmittel durchströmbar ist. Diese Gestaltung ist im Rahmen der Erfindung vorzugsweise dadurch weitergebildet, daß im Endbereich jedes Strömungsverteilers eine Zulaufleitung für das Heiz- oder Kühlmittel in den Hohlraum mündet. Dadurch läßt sich eine rotationssymmetrische Strömung des Heiz- oder Kühlmittels an der Rückseite der Prallfläche erzielen. Der Hohlraum kann durch eine gleichachsig mit der Prallfläche angeordnete Zwischenwand unterteilt und erst hinter dieser an eine Leitung für den Rücklauf des Heiz- oder Kühlmittels angeschlossen sein.In the device according to the invention, as in the known devices described, the Deflecting surface together with a rear wall of a similar shape arranged behind it delimit a cavity, which can be flowed through by a heating or cooling medium. This design is preferably within the scope of the invention developed that in the end area of each flow distributor a feed line for the heating or cooling medium opens into the cavity. This enables a rotationally symmetrical flow of the heating or cooling medium the rear of the baffle. The cavity can be arranged coaxially with the impact surface Divided partition and only behind this to a line for the return of the heating or coolant be connected.
Unabhängig davon, ob die erfindungsgemäße Vorrichtung als Trockenabscheider oder als Naßabscheider ausgebildet - ist und ob ihre Prall- und/oder Leitflächen von Hohlräumen für ein Heiz- oder Kühlmittel durchströmbar sind, läßt sich die Abscheidewirkung dadurch wesentlich verbessern, daß erfindungsgemäß zwischen dem radial äußereren Rand der Prallfläche und einer ebenfalls rotationssymmetrisch gestalteten und gleichachsig mit den zugehörigen Leit- und Prallflächen angeordneten Auffangfläche ein ringförmiger Spalt zum Auffangen abgeschiedenerRegardless of whether the device according to the invention is designed as a dry separator or as a wet separator - is and whether their impact and / or guide surfaces can be traversed by cavities for a heating or cooling medium, the separation effect can be significantly improved by the fact that, according to the invention, between the radially outer Edge of the baffle and a likewise rotationally symmetrical and coaxial with the associated Guiding and baffle arranged collecting surface an annular gap to collect deposited
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Fremdstoffe ausgebildet und an eine Sammelkammer angeschlossen ist. Damit wird erreicht, daß die abgeschiedenen Fremdstoffe schnellstmöglich der Einwirkung des Gasstromes entzogen werden und deshalb von diesem nicht wieder mitgerissen werden können.Foreign matter formed and connected to a collection chamber is. This ensures that the separated foreign matter is exposed to the action of the gas flow as quickly as possible are withdrawn and therefore cannot be carried away by this again.
Die erfindungesgemäßen Leit- und Prallflächen haben schon wegen ihrer im wesentl.ichen rotationssymmetrischen Gestaltung eine hohe Eigensteifigkeit, so daß sie, im Gegensatz zu den rinnenförmigen Leit- und Prallflächen der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen, kaum zum Dröhnen oder Klappern neigen. Damit darüber hinaus Strömungsgeräusche möglichst vollständig beseitigt werden, ist die Prallfläche vorzugsweise an einem Stützkörper aus Dämmstoff abgestützt, der ebenfalls im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet ist und an seiner Rückseite einen Zapfen aufweist, mit dem er an einem rasterartig unterteilten Rahmen befestigt ist. Dabei kann die Sammelkammer im Stützkörper ausgebildet sein.The guide and baffle surfaces according to the invention already have, because of their essentially rotationally symmetrical Design has a high inherent rigidity, so that it, in contrast to the channel-shaped guide and baffle surfaces of the known generic devices, hardly tend to boom or rattle. In addition, flow noises are eliminated as completely as possible, the impact surface is preferably on a support body supported by insulating material, which is also designed essentially rotationally symmetrical and on its back has a pin with which it is attached to a grid-like subdivided frame. The Collection chamber be formed in the support body.
Gegenstand der Erfindung ist ferner das Verfahren gemäß Anspruch 12.The invention also relates to the method according to claim 12.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzel=- heiten beschrieben. Es zeigt:Embodiments of the invention are described below with reference to schematic drawings with further individual = - units described. It shows:
Fig.l einen senkrechten axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Abscheiden staubförmiger Fremdstoffe aus einem Luftstrom,Fig.l is a vertical axial section through a Device for separating dust-like foreign matter from an air stream,
Fig.2 die Teilvorderansicht der Vorrichtung gemäß Pfeil II in Fig.l,FIG. 2 shows the partial front view of the device according to arrow II in FIG.
Fig.3 die Teilrückansicht gemäß Pfeil III in Fig.l, Fig.4 einen senkrechten axialen Schnitt einerFIG. 3 shows the partial rear view according to arrow III in FIG. 1, FIG. 4 shows a vertical axial section of a
Ausführungsvariante, Design variant,
Fig.5 einen vergrößterten Ausschnitt aus Fig.4,FIG. 5 shows an enlarged section from FIG. 4,
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Fig.6 einen der Fig.5 entsprechenden Ausschnitt6 shows a section corresponding to FIG
~~~ einer Vorrichtung zum Kondensieren verdampfter ~~~ a device for condensing evaporated
------· Fremdstoffe und zum Rückgewinnen von Wärme aus------ · Foreign matter and to recover heat from
-""-"■-' einem Luftstrom,
Fig.-7 einen der Fig.5 entsprechenden Ausschnitt- "" - "■ - 'an air stream,
FIG. 7 shows a section corresponding to FIG
einer Vorrichtung zum Trockenabscheiden staubförmiger Fremdstoffe aus einem Luftstrom, Fig.8 den Schnitt VII-VII in Fig.7, Fig.'9-"bis 11 drei unterschiedliche Betriebsarten,a device for dry separation of dusty Foreign matter from an air stream, Fig. 8 the section VII-VII in Fig. 7, Fig.'9- "to 11 three different modes of operation,
veranschaulicht anhand von Schnittdarstellungen, und
Fig.12 ein stark vergrößertes Ausführungsdetail.illustrated by means of sectional views, and
Fig. 12 is a greatly enlarged detail of the embodiment.
Die in Fig.1 bis 3 dargestellte Vorrichtung hat einen quadratischen Rahmen 10 aus Blech, vorzugsweise nichtrostendem Stahlblech. An der vorderen, in Fig.l und 4 rechten Seite des Rahmens 10 ist der Rand einer Leitplatte 12 befestigt, die ebenfalls quadratisch ist und vorzugsweise aus nichtrostendem Stahlblech besteht. An der Leitplatte 12 sind, beispielsweise durch Tiefziehen, neun trichterförmige Leitflächen 14 ausgebildet, die je einen Eintrittskanal 16 begrenzen und im dargestellten Beispiel nahtlos ineinander übergehen. Die Leitflächen 14 sind in Bezug auf je eine Achse A rotationssymmetrisch und enden in je einem kreisförmigen inneren Rand 18. Der kreisförmige innere Rand 18 jeder Leitfläche 14 ist als Beruhigungswulst ausgebildet. Die Achsen A sind zueinander parallel in gleichen Abständen voneinander angeordnet.The device shown in Figure 1 to 3 has a square frame 10 made of sheet metal, preferably stainless steel sheet. At the front, in Fig.l and 4 right side of the frame 10, the edge of a guide plate 12 is attached, which is also square and preferably made of stainless steel sheet. Are on the guide plate 12, for example by deep drawing, nine funnel-shaped guide surfaces 14 are formed, each delimiting an inlet channel 16 and shown in FIG Example merge seamlessly into one another. The guide surfaces 14 are rotationally symmetrical with respect to an axis A each and each end in a circular inner edge 18. The circular inner edge 18 of each guide surface 14 is designed as a calming bead. The axes A are parallel to each other at equal distances from each other arranged.
Hinter jeder Leitfläche 14, und gleichachsig mit ihr, ist eine Prallfläche 20 angeordnet, die gemäß Fig.l bis 4 von der glatten Vorderseite einer massiven, rotationssymmetrischen Prallwand 22 aus korrosionsbeständigem Metall gebildet ist. Die Prallwände 22 haben je einen kreisförmigen äußeren Rand 24, der die Rückseite der zu-Behind each guide surface 14, and coaxially with her, a baffle 20 is arranged, which according to Fig.l to 4 from the smooth front of a solid, rotationally symmetrical Impact wall 22 is formed from corrosion-resistant metal. The baffles 22 each have one circular outer edge 24, which forms the back of the
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gehörigen Leitfläche 14 in einem radialen Abstand umschließt, der etwa ebenso groß ist wie der radiale Abstand zwischen dem inneren Rand 18 derselben Leitfläche 14 und einem in der Mitte der Prallfläche 20 ausgebildeten, annähernd kegelförmigen axialen Vorsprung 26. Von vorne, also in Richtung des_Pfeils II in Fig.l betrachtet, sind die Leitflächen 14 konvex und die Prallflächen 20 konkav gewölbt.. Infolge dieser Wölbungen ergibt sich zwischen jeder Abrißkante 18 und dem zughörigen Rand 24 ein bedeutend erweiterter Ringraum.Corresponding guide surface 14 encloses at a radial distance which is approximately the same as the radial distance between the inner edge 18 of the same guide surface 14 and one formed in the middle of the impact surface 20, approximately conical axial projection 26. Viewed from the front, i.e. in the direction of the arrow II in FIG. the guide surfaces 14 are convex and the baffle surfaces 20 are concave. As a result of these curvatures results between each tear-off edge 18 and the associated edge 24 is a significantly enlarged annular space.
Der als Beruhigungswulst ausgebildete innere Rand 18 weist - in beliebigem Axialschnitt betrachtet - mindestens annähernd den gleichen Krümmungsmittelpunkt auf wie die ihm gegenüberliegende Prallfläche 20 und hat die Aufgabe, den Gasstrom, welcher nach dem Aufprall schirmartig nach außen strömt, zu beruhigen. Der ringförmige Strömungsweg, dem das Gas vom Strömungsverteiler 26 aus bis zum Passieren des äußeren Randes 24 folgt, besitzt vorzugsweise einen von innen nach außen zunehmenden Querschnitt.The inner edge 18, designed as a calming bead, has - viewed in any axial section - at least has approximately the same center of curvature as the baffle 20 opposite it and has the Task to calm the gas flow, which flows out like an umbrella after the impact. The ring-shaped one The flow path that the gas follows from the flow distributor 26 until it passes the outer edge 24 preferably a cross-section increasing from the inside to the outside.
Jede der Prallwände 22 hat gemäß Fig. 1 bis 4 eine axiale Bohrung 28 und ist mit ihrer Rückseite an einem Stützkörper 30 aus Polyurethan-Hartschaum abgestützt, durch den sich die Bohrung 30 ebenfalls hindurcherstreckt. An der Rückseite jedes Stützkörpers 30 ist ein Zapfen 32 einstückig ausgebildet, der von vorne her in einen Tragring 34 aus Metall eingeschoben und in diesem durch einen geschlitzten Sicherungsring 36 aus Kunststoff festgehalten ist. Die Tragringe 34 bilden zusammen mit Streben 38, die am Rahmen 10 befestigt sind, ein rasterartiges Tragwerk, das die Stützkörper 30 in solchen Abständen hält, daß rings um jeden Stützkörper 30 ein Austrittskanal 40 freibleibt.Each of the baffle walls 22 has an axial bore 28 as shown in FIGS. 1 to 4 and is with its rear side on one Support body 30 made of rigid polyurethane foam, through which the bore 30 also extends. On the back of each support body 30, a pin 32 is formed in one piece, which from the front into a support ring 34 made of metal and inserted in this by a slotted locking ring 36 made of plastic is held. The support rings 34 form together with struts 38 which are fastened to the frame 10 grid-like structure that holds the support body 30 at such intervals that around each support body 30 an outlet channel 40 remains free.
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Rings um jede Prallwand 22 und gleichachsig mit dieser ist eine Auffangfläche 42 aus korossionsbestähdigem Blech von außen nach innen um den Rand 24 mit solchem Abstand gewölbt, daß ein schmaler ringförmiger Spalt 44 freibleibt. An den Spalt 44 schließt sich eine ebenfalls ringförmige Sammelkammer 46 an, die in den Stützkörper 30 eingearbeitet ist, und die sich über einen Saugstutzen 48 entleeren läßt. Der Saugstutzen 48 ist an eine Absaugvorrichtung, z.B. einen Saugventilator, angeschlossen. Around each baffle 22 and coaxial with it is a collecting surface 42 made of corrosion-resistant sheet metal from the outside to the inside around the edge 24 with such Arched distance that a narrow annular gap 44 remains free. One also closes at the gap 44 annular collecting chamber 46, which is incorporated into the support body 30, and which extends via a suction nozzle 48 can be emptied. The suction port 48 is connected to a suction device such as a suction fan.
Bei der in Fig.4 und 5 dargestellten Vorrichtung ist in der axialen Bohrung 28 eine Zulaufleitung 50 angeordnet, die innerhalb des Vorsprungs 26 mit einer Düse 52 endet. Gleichachsig mit der Zulaufleitung 50 ist, ebenfalls innerhalb der Bohrung 28, eine weitere Leitung 54 angeordnet, an deren Ende eine ringförmige Düse 56 ausgebildet ist. Vor den beiden Düsen 52 und 56 ist eine hohlkegelförmige Kappe 58 angeordnet, die am Vorsprung 26 befestigt ist. Die Kappe 58 bewirkt, daß eine durch die Zulaufleitung 50 unter Druck herangeführte und durch die Düse 52 austretende Flüssigkeit umgelenkt wird und einen rotationssymmetrischen Flüssigkeitsschirm 60 bildet, der innerhalb eines von der Abrißkante 18 umschlossenen ringförmigen Bereichs schräg nach hinten und radial nach außen gerichtet ist. Die Entstehung dieses Flüssigkeitsschirms 60 wird dadurch gefördert, daß durch die weitere Leitung 54 Druckluft zugeführt wird, die in einem scharfen ringförmigen Strahl aus der Düse 56 austritt, die aus der Düse 52 ausgetretene Flüssigkeit fein zerstäubt und einen intensiven Kontakt der Flüssigkeitströpfchen mit im Gasstrom enthaltenen Fremstoffpartikeln gewährleistet. In the device shown in Fig. 4 and 5 is in a feed line 50 is arranged in the axial bore 28, which ends with a nozzle 52 within the projection 26. Coaxial with the feed line 50 is also within the bore 28, another line 54 is arranged, at the end of which an annular nozzle 56 is formed is. A hollow conical cap 58 is arranged in front of the two nozzles 52 and 56 and is fastened to the projection 26 is. The cap 58 causes one brought up through the feed line 50 under pressure and through the Liquid emerging from nozzle 52 is deflected and forms a rotationally symmetrical liquid screen 60 which within an annular area enclosed by the tear-off edge 18, obliquely backwards and radially is directed outside. The formation of this liquid screen 60 is promoted by the fact that the further Line 54 is supplied with compressed air, which in a sharp annular jet emerges from the nozzle 56, which finely atomizes the liquid which has emerged from the nozzle 52 and ensures intensive contact of the liquid droplets with foreign matter particles contained in the gas flow.
Die in Fig.l bis 12 in mehreren Varianten dargestellte Vorrichtung ist Bestandteil einer Lüftungsanlage, derenThe shown in Fig.l to 12 in several variants Device is part of a ventilation system whose
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weitere Bestandteile in bekannter Weise gestaltet und j deshalb nicht dargestellt sind. Die Luft, die beispielsweise von Staub- und Fettpartikeln gereinigt werden ι soll, strömt in Richtung des Pfeils II in Fig.l heran j und gelangt in die Eintrittskanäle 16, in denen sie bis zu deren Mündung M stark beschleunigt wird. Die in Form des Flüssigkeitsschirms 60 (Fig.5) versprühte Flüssig- · keit wird in dem zurückprallenden Gasstrom fein ver- jother components designed in a known manner and j therefore not shown. The air, which is cleaned of dust and fat particles, for example should, flows in the direction of arrow II in Fig.l j and reaches the inlet channels 16, in which it is strongly accelerated up to the mouth M thereof. The in shape of the liquid screen 60 (Fig. 5) sprayed liquid · speed is finely reduced in the rebounding gas stream
teilt, so daß die Staub- Und Fettpartikel sich an Flüs- j sigkeitströpfchen anlagern, die sich dann an der Prallfläche 20 niederschlagen, an dieser entlang vom Luftstrom im wesentlichen radial nach außen bewegt und vom ringförmigen Spalt 44 aufgefangen werden, von wo sie in die Sammelkammer 46 gelangen und schließlich durch den Saugstutzen 48 abfließen oder - je nach Fließfähigkeit und Menge der aus der Luft niedergeschlagenen Fremdstoffe - mit einem mehr oder weniger großen Unterdruck abgesaugt werden. Die Luft strömt außen um die Auffangfläche 42 und den zugehörigen Stützkörper 30 herum ins Freie oder in einem geschlossenen Kreislauf zurück an den Ort, wo sie mit Fremdstoffen verunreinigt worden war.divides, so that the dust and fat particles stick to liquid j Liquid droplets accumulate, which are then reflected on the impact surface 20, along this from the air flow moved substantially radially outward and be caught by the annular gap 44, from where they are in reach the collecting chamber 46 and finally flow off through the suction nozzle 48 or - depending on the flowability and the amount of foreign matter precipitated from the air - extracted with a more or less large negative pressure will. The air flows outside around the collecting surface 42 and the associated support body 30 into the open or in a closed circuit back to the place where it was contaminated with foreign matter.
Eine Abscheideanlage weist gewöhnlich eine Vielzahl der beschriebenen Vorrichtungen auf, die zu einer querdurchströmbaren Wand zusammengefaßt werden. Aus strömungstechnischen Gründen ist es dabei von Vorteil, die Leitflächen 14 gemäß Fig.l bzw. 4 mit einem aerodynamischen Profil 73 zu versehen. Wie Fig.3 zeigt, wäre ein solches Profil 73 jeweils im Zwischenbereich von vier Abscheidevorrichtungen anzubringen.A separation system usually has a large number of the devices described, which lead to a cross-flow Wall can be summarized. For fluidic reasons, it is advantageous to use the guide surfaces 14 to be provided with an aerodynamic profile 73 according to FIG. 1 and 4, respectively. As Figure 3 shows, would be such a Profile 73 to be attached in the intermediate area of four separation devices.
Die in Fig.6 in einem Ausschnitt dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von den in Fig.l bis 5 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß die Prallwand 22 an einer Zwischenwand 62 des Stützkörpers 30 abgestützt ist, und dieser eine Rückwand 64 aufweist. Die Zwischen-The device shown in a section in FIG differs from those shown in Fig.l to 5 essentially in that the baffle 22 is supported on an intermediate wall 62 of the support body 30, and this has a rear wall 64. The intermediate
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wand 62 ist an ihrer Vorderseite von annähernd gleicher Form wie die Prallwand 22 und stützt diese über nicht dargestellte Warzen oder dgl. ab. Die Wände 22 und 64 begrenzen einen Hohlraum 66, der durch die Zwischenwand 62 unterteilt ist. Durch eine Zulaufleitung 71 wird ein Kühlmittel innerhalb des Strömungsverteilers 26 in den Hohlraum 66 eingeleitet. Das Kühlmittel strömt an der Innenseite der Prallwand 22 radial nach außen, umströmt die Zwischenwand 62 und gelangt an deren Rückseite in eine weitere Leitung 72, die hier als Rücklaufleitung zu einem nicht dargestellten Kühlaggregat bekannter .Bauart führt. Die Kühlung der Prallwände 22 ermöglicht es, flüchtige Fremdstoffe, wie beispielsweise Lösungsmittel aus der Luft abzuscheiden, die in der beschriebenen und mit Pfeilen angedeuteten Weise die Vorrichtung durchströmt. wall 62 is of approximately the same shape on its front side as the baffle wall 22 and does not support it depicted warts or the like. From. The walls 22 and 64 delimit a cavity 66 which passes through the intermediate wall 62 is divided. A coolant within the flow distributor 26 is fed into the through an inlet line 71 Cavity 66 initiated. The coolant flows radially outward on the inside of the baffle wall 22, flows around it the intermediate wall 62 and reaches its rear side in a further line 72, which is here as a return line a known .Bauart cooling unit, not shown. The cooling of the baffles 22 makes it possible to separate volatile foreign substances, such as solvents from the air, which are described in and the device flows through the manner indicated by arrows.
Wenn weder eine Kühlung noch ein Besprühen mit einer Flüssigkeit nötig ist, kann die axiale Bohrung 28 gemäß Fig.7 bis 9 entfallen. Bei allen Ausführungsformen, besonders aber bei dem Trockenabscheider gemäß Fig.7 und 8, können an der Vorderseite der Prallwand 22 mehrere abwechselnd kurze und lange, spiralenförmige Rippen 68 und 70 in gleichen Winkelabständen gegeneinander versetzt angeordnet sein. Die Rippen 68 und 70 erteilen der strömenden Luft einen Drall, der die Abscheidung von Flüssigkeits- oder Staubpartikeln aus der Luft zusätzlich begünstigt. Auch die Innenseite der Leitfläche 14 kann mit solchen drallgebenden Rippen versehen sein.If neither cooling nor spraying with a liquid is necessary, the axial bore 28 can according to FIG Fig. 7 to 9 are omitted. In all embodiments, especially but in the case of the dry separator according to FIGS. 7 and 8, several can on the front of the baffle wall 22 alternately short and long, spiral ribs 68 and 70 offset from one another at equal angular intervals be arranged. The ribs 68 and 70 give the flowing air a swirl, which the separation of Liquid or dust particles from the air are also favored. Also the inside of the guide surface 14 can be provided with such swirling ribs.
In den Fig.9 bis 11 sind drei verschiedene Betriebsarten von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Schnitten dargestellt, wobei die bereits eingeführten Bezugszahlen beibehalten wurden.In FIGS. 9 to 11 there are three different modes of operation of embodiments of the device according to the invention shown by means of sections, with the reference numbers already introduced have been retained.
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Fig. 9 zeigt eine trockene Staubabscheidung, bei welcher die im Gasstrom G befindlichen Festpartikel auf trockenem Wege, d.h. ohne zusätzliche Benetzung, abgeschieden werden. Dieses Verfahren dürfte sich vor allem für Gasströme eignen, welche relativ schwere Fremdstoffpartxkel mit sich führen. Fig. 9 shows a dry dust separation, in which the solid particles located in the gas flow G on dry Paths, i.e. without additional wetting, can be deposited. This procedure is likely to work especially for gas flows suitable, which carry relatively heavy foreign matter particles with them.
Fig. 10 veranschulicht dagegen die Naßabscheidung, bei welcher die im Gasstrom mitgeführten, relativ leichten Staubpartikel mittels der bereits beschriebenen Sprühvorrichtung 52,58 benetzt werden, wodurch ihre Ausscheidung entscheidend begünstigt wird.10, on the other hand, illustrates the wet separation, in which the relatively light ones carried along in the gas stream Dust particles are wetted by means of the spray device 52,58 already described, whereby their excretion is decisively favored.
In Fig.11 ist eine Vorrichtung gezeigt, in welcher eine Abscheidung durch Wärmetausch, sei es durch Kühlung oder durch Beheizung, erfolgt. Das durch die Leitung 71 zugeführte und die Leitung 72 abströmende Medium bewirkt, wenn es kalt ist, eine Kondensation, während bei Verwendung eines heißen Mediums eine Verdampfung stattfindet.In Fig.11 a device is shown in which a Deposition takes place through heat exchange, be it through cooling or through heating. The supplied through line 71 and medium flowing off the conduit 72 causes condensation when it is cold while in use evaporation takes place in a hot medium.
Der Vorgang der Abscheidung von Fremdstoffen aus dem Gasstrom läßt sich am besten anhand der vergrößerten Darstellung gemäß Fig.12 beschreiben. Der innere Rand ist dadurch als Beruhigungswulst ausgebildet, daß der untere Endabschnitt der Leitplatte 12 um etwa 180° umgebogen ist und an der Außenfläche der Leitplatte 12 anliegt. Die im Schnitt ersichtliche Länge des Beruhigungswulstes 18 beträgt, an seiner Außenfläche gemessen, einen Bruchteil derjenigen Länge der Prallfläche 20, welche sich vom Zentrum des Strömungsverteilers 26 bis zum äußeren' Rand 24 der Prallfläche 20 erstreckt. Die Krümmung des Beruhigungswulstes 18 ist so auf diejenige der Prallfläche 20 abgestimmt, daß auf einem Großteil der oben erwähnten Prallflächenlänge ein quer zur Gasströmung angelegter Radius r an der Prallfläche 20 und am Beruhigungswulst 18 Stellen mindestens annäherndThe process of separating foreign matter from the gas stream can be best illustrated using the magnified Describe the illustration according to Fig. 12. The inner edge is designed as a calming bead that the The lower end portion of the guide plate 12 is bent over by approximately 180 ° and rests against the outer surface of the guide plate 12. The length of the calming bead 18 shown in section is, measured on its outer surface, a fraction of the length of the baffle 20, which extends from the center of the flow distributor 26 to to the outer 'edge 24 of the impact surface 20 extends. The curvature of the calming bead 18 is like that the baffle 20 matched that on a large part of the above-mentioned baffle length a transverse to the gas flow applied radius r on the impact surface 20 and on the calming bead 18 places at least approximately
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gleicher Krümmung berührt. In Fig.12 sind diese Stellen für den Radius r mit A und B bezeichent. Diese gegenseitige Entsprechung der Krümmungen gilt bei der dargestellten Ausführungsform etwa bis zur Stelle E.same curvature touches. In Fig.12 these are locations denoted by A and B for the radius r. This mutual correspondence of the curvatures applies to the one shown Embodiment up to about point E.
In Fig.12 sind die im Gasstrom mitgeführten Fremdstoffpartikel durch unterbrochene Strömungslinien dargestellt, während der Gasstrom G durch Pfeile gekennzeichnet ist. Dank der beschriebenen Ausbildung der Vorrichtung wird der Gasstrom G - von welchem der Übersichtlichkeit halber nur die rechte Querschnittshälfte dargestellt ist - innerhalb der venturiförmigen Leitfläche 14 zunächst stark beschleunigt, prallt dann auf die Prallfläche 20 und wird während der Umlenkung beruhigt, wobei die schwereren Fremstoffteilchen sich immer mehr in Nähe der Prallfläche 20 konzentrieren und schließlich durch die Auffangfläche 42 in die Sammelkammer 46 abgeleitet und von dort abgesaugt werden..In Fig. 12 are the foreign matter particles entrained in the gas flow represented by broken flow lines, while the gas flow G is indicated by arrows is. Thanks to the design of the device described, the gas flow G - of which the clarity only the right half of the cross-section is shown - within the venturi-shaped guide surface 14 initially strongly accelerated, then collides with the impact surface 20 and is calmed down during the deflection, wherein the heavier foreign matter particles come closer and closer Concentrate the baffle 20 and finally diverted through the collecting surface 42 into the collecting chamber 46 and sucked off from there ..
Der Strömungsverteiler 26 kann mit seiner Spitze entweder, wie Fig.9 zeigt, unterhalb der Mündung der Leitfläche 14 liegen oder gemäß Fig.10 in den von der Leitfläche 14 umschlossenen Raum hineinragen. Der Kegelwinkel des Strömungsverteilers 26 kann im Bereich der Kegelspitze beispielsweise zwischen 75 und 120° liegen.The tip of the flow distributor 26 can either, as FIG. 9 shows, below the mouth of the guide surface 14 or, according to FIG. 10, protrude into the space enclosed by the guide surface 14. The cone angle of the flow distributor 26 can for example be between 75 and 120 ° in the region of the apex of the cone.
Die Leitfläche 14 hat ihren engsten Querschnitt an der Stelle 0 (Fig.12), d.h. im Abstand oberhalb ihrer Mündung. The guide surface 14 has its narrowest cross section at point 0 (Fig. 12), i.e. at a distance above its mouth.
Die Sprühdüse 52 könnte auch innerhalb der Leitfläche 14 angeordnet sein.The spray nozzle 52 could also be arranged within the guide surface 14.
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Claims (12)
dadurch g ekennzeichnet , daß der ringförmige innere Rand (18) der Leitfläche (14) einen Beruhigungswulst bildet, der so gestaltet ist, daß sich der Strömungsweg des Gasstromes zwischen der Prallfläche (20) und dem Beruhigungswulst radial nach außen stetig erweitert.2. Device according to claim 1,
characterized in that the annular inner edge (18) of the guide surface (14) forms a calming bead which is designed so that the flow path of the gas stream between the baffle surface (20) and the calming bead continuously expands radially outward.
dadurch gekennzeichnet , daß der Strömungsverteiler (26) in den zugehörigen Eintrittskanal (16) hineinragt.4. Apparatus according to claim 3,
characterized in that the flow distributor (26) projects into the associated inlet channel (16).
dadurch gekennzeichnet., daß die Düse (52,56) hinter einer kegelförmigen Kappe (58) angeordnet ist.6. Apparatus according to claim 5,
characterized in that the nozzle (52,56) is arranged behind a conical cap (58).
dadurch g e k e η τι- ζ e i c h η e t , daß der Hohlraum (66) durch eine gleichachsig mit der Prallfläche (20)-angeordnete Zwischenwand (62) unterteilt und erst hinter dieser an eine Leitung (54) für den Rücklauf des Heiz- oder Kühlmittels angeschlossen ist.8. Apparatus according to claim 7,
thereby geke η τι- ζ eich η et that the cavity (66) is divided by a coaxially with the baffle (20) -arranged partition (62) and only behind this to a line (54) for the return of the heating or coolant connected.
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