DE3891291C2 - Gasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasreinigungsvorrichtung, in deren Gehäuse ein Rotor untergebracht ist. Eine solche Gasreinigungsvorrichtung ist aus der Druckschrift SU 84 250 bekannt, die eine Welle mit einer daran befestigten Scheibe besitzt, wobei das Gehäuse Ein- und Austrittskanäle für das Gas und einen Abführkanal für die Beimengungen aufweist.

Der Gaseintrittskanal stellt ein Rohr dar, das im Gehäuse koaxial zur Scheibendrehachse befestigt ist, der Gasaustrittskanal ist in Form eines Ringspalts ausgebildet, der durch die Scheibenkante und die Kante einer koaxial zur Scheibe liegenden Bohrung im Gehäuse der Einrichtung gebildet ist, und der Abführkanal für die Beimengungen ist durch die Wände des Gehäuses in seinem unteren sich verjüngenden Teil gebildet und verläuft senkrecht zur Scheibendrehachse. Außerdem ist ein Gebläse für die Gaszuführung in den Gaseintrittskanal vorhanden, das mit dem Rohr kommuniziert, das als Gaseintrittskanal dient.

In dieser Vorrichtung wird das zu reinigende Gas mittels des Gebläses über den Gaseintrittskanal in der axialen Richtung an die Mitte der Scheibe senkrecht zu ihrer Oberfläche zugeführt. Bei der Rotation der Scheibe erhalten die Staubpartikel unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte, die in der Grenzschicht des Gases an der Oberfläche der Scheibe entstehen, eine Bewegungsenergie in der radialen Richtung und verlangern sich zu ihrer Peripherie zusammen mit dem Gasstrom bei seiner radialen Umlenkung. An der Scheibenkante ändert der Gasstrom die radiale Strömungsrichtung jäh in die axiale und tritt in den Gasaustrittskanal ein, und die Staubpartikel behalten unter der Einwirkung der Trägheitskräfte, die größer als die gasdynamischen Kräfte sind und die Partikel im Gasstrom zurückhalten, die radiale Bewegungsrichtung, fliegen am Gasaustrittskanal vorbei und werden mit einem Teil des Gasstroms über den Abführkanal für die Beimengungen aus dem Gehäuse der Vorrichtung entfernt.

Diese Gasreinigungsvorrichtung hat eine geringe Durchsatzleistung infolge der kleinen Querschnittsflächen des Ein- und des Austrittskanals für das Gas, die zur Abscheidung der Staubpartikel vom Gas durch die Zentrifugalkrafteinwirkung bedeutend kleiner als die Scheibenfläche sein sollen. Außerdem wird in dieser Vorrichtung die Gasströmungsrichtung zweimal jäh geändert, wodurch entsprechende Energieverluste des Gasstroms entstehen und die Durchsatzleistung zusätzlich herabgesetzt wird.

Bekanntlich hängt der Reinigungsgrad des Gases von den Staubpartikeln in dieser Vorrichtung vom Niveau der Bewegungsenergie in der radialen Richtung ab, die diese Partikel in der Grenzschicht des Gases an der Oberfläche der rotierenden Scheibe erhalten. Je größer die Bewegungsenergie der Partikel ist, desto höher ist der Gasreinigungsgrad. Seinerseits wird das Niveau der Bewegungsenergie der Partikel in der radialen Richtung durch deren Endgeschwindigkeit bestimmt, die sie in der Grenzschicht des Gases unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte erhalten. Die Endgeschwindigkeit der Partikel ist aber desto höher, je länger der Weg ist, auf dem diese Partikel eine Beschleunigung erhalten. Folglich ist der Gasreinigungsgrad umso höher, je länger der Weg ist.

Die genannte Vorrichtung weist einen niedrigen Reinigungsgrad der Gase von den Staubpartikeln auf, weil der Weg, auf dem diese Partikel eine Beschleunigung in der radialen Richtung erhalten, durch den Scheibenradius begrenzt ist. Der niedrige Gasreinigungsgrad in dieser Vorrichtung ist ebenfalls dadurch bedingt, daß bei einer derartigen Rotorkonstruktion und bei einer derartigen Lage der Gasströmungskanäle infolge der Bremsung des zu reinigenden Gases an der Scheibenoberfläche eine Hochdruckzone entsteht, die einen wesentlichen Widerstand gegen das Eindringen der Staubpartikel, insbesondere kleiner und leichter Partikel mit geringer kinetischer Energie, die durch die Partikelmasse und die Gasstromgeschwindigkeit im Gaseintrittskanal bestimmt wird, in das Gebiet der Grenzschicht des Gases an der Oberfläche der rotierenden Scheibe leistet. Deswegen dringen in das Gebiet der Grenzschicht des Gases vorwiegend große und schwere Partikel ein, die sich vom Gas abscheiden. Die kleinen und leichten Staubpartikel, die eine Umlenkung zusammen mit dem Gasstrom in der Hochdruckzone in einem bedeutenden Abstand von der Scheibenoberfläche vollführen, erhalten keine genügende Beschleunigung in der radialen Richtung und gelangen, ohne abgeschieden zu werden, in den Gasaustrittskanal.

Außerdem ist in dieser Vorrichtung eine zwangsläufige Gaszuführung in den Eintrittskanal durch ein Gebläse erforderlich, wodurch die Konstruktion komplizierter wird und an Kompaktheit verliert.

Ähnliches gilt für eine aus der Veröffentlichung DE-PA 14 655 III/50e bekannte Gasreinigungsvorrichtung, auf deren Welle eine Mehrzahl von mit einem Spaltabstand zueinander angeordneten Scheiben befestigt ist und in deren Gehäuse der Gaseintrittskanal tangential mündet. Hier ist die Rotorwelle als mit Öffnungen versehenes Rohr ausgebildet und das Gas strömt zwischen den Scheiben auf Spiralbahnen nach innen, um durch die hohle Rotorwelle auszutreten. Diese Strömung muß von einem Absaugventilator entgegen der Wirkung der zwischen den Scheiben auftretenden Zentrifugalkräfte erzwungen werden, was einen schlechten energetischen Wirkungsgrad ergibt. Wegen der radial nach innen gerichteten Komponente der Gasströmung werden kleine Teilchen nicht nach außen zum Abführkanal abgeschleudert, weil bei diesen die Zentrifugalkräfte nicht zur Überwindung der aerodynamischen Kräfte ausreichen. Dadurch ist auch die Reinigungswirkung beeinträchtigt.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung einer Gasreinigungsvorrichtung derart, daß die Durchsatzleistung und die Gasreinigungswirkung erhöht werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Gasreinigungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung durchströmt das Gas die Vorrichtung in der Weise, daß das Gas tangential zu den Scheiben in die Einrichtung eintritt, ein zügige Wendung im Gehäuse vollführt und tangential relativ zu den Scheiben austritt. In diesem Fall hängt die Querschnittsfläche des Ein- und des Austrittskanals für das Gas vom Scheibendurchmesser und von der axialen Länge des Mehrscheibenrotors ab. Das gestattet es, die Querschnittsfläche der Gasströmungskanäle durch die Vergrößerung der axialen Rotorlänge zu vergrößern, wodurch die Durchsatzleistung der Vorrichtung entsprechend erhöht wird. Außerdem werden die Energieverluste des sich bewegenden Gasstromes durch die zügige Änderung der Gasströmungsrichtung auf ein Minimum reduziert, wodurch die Durchsatzleistung zusätzlich erhöht wird.

Beim erfindungsgemäßen Gasströmungsschema, bei dem das Gas tangential zu den Scheiben ein- und austritt und eine zügige Wendung im Gehäuse der Vorrichtung vollführt, wird die Energie an die Staubpartikel auf einer Wellenlänge abgegeben, die im Durchschnitt die halben Kreislänge der Scheiben beträgt, wodurch der Gasreinigungsgrad erhöht wird.

Außerdem wird durch die Konstruktion der Vorrichtung ein ungehindertes Eindringen der Staubpartikel in die Gebiete der Grenzschichten des Grases an der Scheibenoberfläche gewährleistet, weil der Mehrscheibenrotor als Arbeitsorgan eines Ventilators wirkt und in den Spalträumen zwischen den Scheiben des rotierenden Rotors sowie im Gaseintrittskanal ein Unterdruck erzeugt wird, wodurch das zu reinigende Gas in die Vorrichtung angesaugt wird. Im Ergebnis erhalten sämtliche Staubpartikel unabhängig von ihrer Größe und Masse eine für die Abscheidung erforderliche Energie, wodurch ebenfalls ein hoher Gasreinigungsgrad erzielt wird.

In der Vorrichtung entfällt die zwangsläufige Gaszuführung in den Eintrittskanal mittels eines Gebläses, wodurch die Konstruktion der Vorrichtung einfach und raumsparend wird, weil der Mehrscheibenrotor als Arbeitsorgan eines Ventilators wirkt.

Es ist zweckmäßig, daß in der Vorrichtung die Welle und die Scheiben aus Werkstoffen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgeführt werden, wobei die Welle mit einem Mittel zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs verbunden wird.

Bei einer derartigen Ausführung kann der Rotor der Vorrichtung sowohl als Arbeitsorgan eines Ventilators, als auch als Wärmeaustauscher wirken. Dadurch wird das Einsatzgebiet der Vorrichtung erweitert, weil bei der Rotorkühlung durch das Mittel zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs der Wasserdampf an der Scheibenoberfläche kondensiert und das Kondensat unter der Zentrifugalwirkung in den Abführkanal für die Beimengungen abgeführt werden kann. Gleichzeitig wird das Gas von den im Kondensat gelösten gasförmigen Beimengungen gereinigt. Diese Konstruktion der Vorrichtung getattet es, Gase von den dispergierten Einschlüssen wirksam zu reinigen, den Wärme- und Stoffaustausch durchzuführen, d. h., die Vorrichtung kann sowohl als Ventilator, als auch als Wärmeaustauscher eingesetzt werden, und die Trocknung und Reinigung der Gase können von den löslichen gasförmigen Beimengungen in einer konstruktiv und fertigungstechnisch relativ einfachen Vorrichtung mit hoher Wirksamkeit durchgeführt werden.

Es ist zweckmäßig, daß in der Vorrichtung die Welle hohl ausgeführt wird und in ihren Enden Radialbohrungen für den Durchtritt eines Wärmeträgers vorgesehen werden, und das Mittel zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs in Form eines auf dem einen Wellenende angeordneten Arbeitsrades zum Durchpumpen des Wärmeträgers durch den Hohlraum der Welle ausgebildet wird.

In dieser Ausführungvariante der Vorrichtung, insbesondere wenn die atmosphärische Luft als Wärmeträger verwendet wird, kann sie in die Hohlräume der Welle mit Hilfe des auf dem einen Wellenende angeordneten Arbeitsrades eines Radialventilators eingedrückt werden, ohne daß ein spezieller Antriebsmotor erforderlich ist. Dadurch wird die Wirksamkeit des Wärmeaustauschs sowie der Trocknung und der Reinigung der Gase von den löslichen gasförmigen Beimengungen erhöht und die Konstruktion des Mittels zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs wesentlich vereinfacht.

Es ist ebenfalls zweckmäßig, daß um das Ende der Welle, das dem Ende gegenüberliegt, auf dem Arbeitsrad zum Durchpumpen des Wärmeträgers durch den Hohlraum der Welle sitzt, gegenüber den Radialbohrungen eine mit einem Temperaturregler verbundene Drossel zur Steuerung der Wärmeträgerzufuhr angeordnet wird.

In einer derartigen Ausführung der Vorrichtung, insbesondere beim Einsatz der atmosphärischen Luft als Wärmeträger, deren Temperatur sich im Zeitverlauf unregelmäßig ändert, kann die Temperatur des zu reinigenden Gases durch die automatische Reduzierung der Wärmeträgerzufuhr beim Absinken seiner Temperatur und durch die Vergrößerung der Wärmeträgerzufuhr bei einer Erhöhung seiner Temperatur im voreingestellten Bereich unterhalten werden. Außerdem können die Wärmeaustauschbedingungen nach einem vorgegebenen Programm geändert werden.

Es ist eine Ausführung der Vorrichtung möglich, in der der Abführkanal für die Beimengungen durch mindestens eine Reihe von Bohrungen in der Wand der Gehäusewand gebildet wird.

Dadurch werden die sich unter der Zentrifugalwirkung abscheidenden Beimengungen aus dem Gasaustrittskanal entlang der gesamten Rotorlänge abgeführt.

Es ist eine derartige Ausführung der Vorrichtung möglich, in der der Abführkanal für die Beimengungen durch mindestens eine Schlitzöffnung in der Wand des Gehäuses gebildet wird.

Durch eine derartige Ausführung wird die Abführung der sich abscheidenden Beimengungen durch den kontinuierlichen Verlauf des Abführkanals entlang der gesamten Rotorlänge gefördert.

Es ist möglich, im Gasaustrittskanal hinter dem Abführkanal für die Beimengungen in der Gasströmungsrichtung ein Prallblech anzuordnen, das unter einem Winkel zur Achse des Gasaustrittskanals geneigt ist und auf seiner ganzen Länge verläuft.

Dadurch wird der Gasreinigungsgrad erhöht, weil durch das Prallblech ein Teil des Gasstroms mit maximaler Konzentration an Beimengungen, einschließlich kleiner und leichter Partikel, die infolge ihrer kleinen Masse die Gehäusewand nicht erreichen können, abgetrennt und in den Abführkanal für die Beimengungen geleitet wird.

Es ist eine Ausführung der Vorrichtung möglich, in der der Abführkanal für die Beimengungen durch die Wand des Gehäuses und eine zusätzliche Trennwand gebildet wird, die im Gasaustrittskanal angeordnet wird.

Durch eine derartige Ausführung des Abführkanals für die Beimengungen wird die Konstruktion der Vorrichtung im Vergleich zu den Varianten vereinfacht, in denen die Abführkanäle für die Beimengungen durch mindestens eine Reihe Bohrungen bzw. durch einen Schlitz gebildet werden, die in der Gehäusewand unter einem Winkel zur Achse des Gasaustrittskanals ausgeführt sind.

Außerdem wird dadurch der Gasreinigungsgrad erhöht, weil ein Teil des Gasstroms mit maximaler Konzentration an Beimengungen, einschließlich kleiner und leichter Partikel, abgetrennt und abgeführt wird.

Es ist ebenfalls zweckmäßig, die Scheibenseitenflächen geriffelt auszuführen.

Bei einer derartigen Ausführungsvariante wird die Durchsatzleistung der Vorrichtung durch die verbesserten aerodynamischen Charakteristiken des Rotors erhöht.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer detaillierten Beschreibung einer Gasreinigungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert; in diesen zeigt:

Fig. 1 - die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung, im Querschnitt;

Fig. 2 - den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 - eine Ausführungsvariante des Abführkanals für die Beimengungen, eine Teilansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1;

Fig. 4 - eine andere Ausführungsvariante des Abführkanals für die Beimengungen, ähnlich wie in Fig. 3;

Fig. 5 - die Gesamtansicht einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung, im Querschnitt;

Fig. 6 - die Gesamtansicht einer dritten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung, im Querschnitt;

Fig. 7 - den Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 - den Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 - eine Teilabwicklung des ringförmigen Querschnitts nach der Linie IX-IX in Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Gasreinigungsvorrichtung enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1), in dem ein Rotor 2 untergebracht ist, der eine Welle 3 mit daran befestigten Scheiben 4 (Fig. 2) besitzt, die mit einem Spalt relativ zueinander angeordnet sind. Im Gehäuse 1 sind ein Gaseintrittskanal 5 (Fig. 1), ein Gasaustrittskanal 6 und ein Abführkanal 7 für die Beimengungen vorhanden. Die Kanäle 5 und 6 sind durch die Wände des Gehäuses 1 und eine Trennwand 8 gebildet, die im Gehäuse 1 entlang der Gasströmungsrichtung angeordnet ist. Die Kanäle 5, 6 verlaufen tangential relativ zu den Scheiben 4, und der Abführkanal 7 für die Beimengungen ist im Gasaustrittskanal 6 entlang der gesamten Länge des Rotors 2 ausgeführt.

Die Welle 3 des Rotors 2 ist im Gehäuse 1 in Lagerungen 9 (Fig. 2) gelagert und über eine Kupplung 10 mit einem Elektromotor 11 verbunden, der an dem Gehäuse 1 mit Hilfe einer Hülse 12 befestigt ist.

Der Abführkanal 7 für die Beimengungen kann durch zwei Reihen Bohrungen 13 (Fig. 3) in der Wand des Gehäuses 1 gebildet werden.

Der Abführkanal 7 für die Beimengungen kann durch eine Schlitzöffnung 14 (Fig. 4) in der Wand des Gehäuses 1 gebildet werden.

Im Gasaustrittskanal 6 ist hinter dem Abführkanal 7 für die Beimengungen in der mit dem Pfeil B (Fig. 1) gezeigten Bewegungsrichtung des Gasstroms ein Prallblech 15 angeordnet, das unter einem Winkel α zur Achse 0₁-0₁ des Gasaustrittskanals 6 geneigt ist und auf seiner ganzen Länge verläuft. Dabei liegt der Winkel α zwischen 0° und 90°. Bei einem Winkel α über 90° stoßen die Staubpartikel gegen das Prallblech und gelangen in den Gasaustrittskanal 6. In dieser Ausführung kann die Reinigung der Gase von den Staubpartikeln nicht durchgeführt werden, ohne vom Wesen und Bereich der Erfindung abzuweichen, die in den Patentansprüchen festgehalten sind.

Nachstehend wird noch eine Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Gasreinigung von dispergierten Teilchen, Feuchte und lösbaren gasförmigen Beimengungen angeführt.

Diese Vorrichtung enthält ein Gehäuse 18 (Fig. 6), in dem ein Rotor 19 untergebracht ist, der eine Welle 20 mit darauf befestigten Scheiben 21 (Fig. 7) besitzt, die mit einem Spalt relativ einander angeordnet sind. Im Gehäuse 18 sind ein Gaseintrittskanal 22, ein Gasaustrittskanal 23 und ein Abführkanal 24 für die Beimengungen vorhanden. Die Kanäle 22 und 23 sind durch die Wände des Gehäuse 18 und die Trennwand 25 gebildet, die im Gehäuse 18 entlang der Gasströmungsrichtung angeordnet ist. Die Kanäle 22 und 23 verlaufen tangential relativ zu den Scheiben 21, und der Kanal 24 ist im Gasaustrittskanal 23 entlang der gesamten Länge des Rotors 19 ausgeführt. Die Enden der Welle 20 sind aus dem Gehäuse 18 durch die Öffnungen 26 und 27 in den Stirnflächen 28 und 29 des Gehäuses 18 herausgeführt und in Lagern 30 und 31 in Flaschen 32 und 33 gelagert, die koaxial zur Drehachse 0₂-0₂ des Rotors 19 an den Wänden 28 und 29 des Gehäuses 18 befestigt sind. Die Flansche 32 und 332 weisen Hohlräume 34 und 35 sowie Radialbohrungen 36 und 37 auf. Das auf der Seite des Flansches 33 liegende Ende der Welle 20 ist mittels einer Kupplung 38 mit einem Elektromotor 39 verbunden, der mit Hilfe einer Hülse 40 an der Stirnfläche des Flansches 33 angeordnet ist. Die Welle 20 und die Scheiben 21 sind aus Werkstoffen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt. Die Welle 20 ist hohl. In ihrem einen Ende, das im Hohlraum 34 des Flansches 32 liegt, sind Radialbohrungen 41 ausgeführt, die in der gleichen Ebene mit den Bohrungen 36 des Flansches 32 liegen, und in dem anderen Ende der Welle 20, das im Hohlraum 35 des Flansches 33 liegt, sind Radialbohrungen 42 ausgeführt, die in der gleichen Ebene mit den Bohrungen 37 des Flansches 33 liegen. Die Welle 20 ist mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Wärmeaustauschvorganges verbunden, die in Form eines gegenüber den Bohrungen 41 an ihrem im Hohlraum 34 des Flansches 32 liegende Ende angeordneten Arbeitsrades 43 eines Radialventilators zum Durchpumpen eines Wärmeträgers durch den Hohlraum 44 der Welle 20 ausgeführt ist. An der Außenseite der Wand 29 (Fig. 8) des Gehäuse 18 ist an einem mit einer Schraube 46 befestigten Tragarm 45 ein Temperaturregler 47 vom Balgtyp mit einem flüssigen Arbeitsmedium angeordnet. Die Stange 48 des Temperaturreglers 47 ist über einen Bolzen 49 mit einem Hebel 50 gelenkig verbunden, der an einer Drossel 51 zur Regelung der Wärmeträgerzufuhr befestigt ist, die in Form eines Ringes mit Radialbohrungen 52 ausgeführt ist, die in der gleichen Ebene mit den Bohrungen 37 des Flansches 33 und den Bohrungen 42 der Welle 20 liegen, wobei die Bohrungen 52 und 37 die gleichen Durchmesser haben und deren Anzahl in der Drossel 51 und im Flansch 33 gleich ist. Die Drossel 51 ist an dem Flansch 33 mit der Möglichkeit einer Drehung um die Achse 0₂-0₂ angeordnet.

Sämtliche Ausführungsvarianten des Abführkanals 24 für die Beimengungen sind in dieser Vorrichtung mit den Ausführungsvarianten der Kanäle 7 (Fig. 1) und (Fig. 5) identisch.

Die Seitenflächen der Scheiben 4 (Fig. 1, 4) und 21 (Fig. 7) können geriffelt sein. Als Beispiel der Riffeligkeit der Scheiben 4, 21 ist in Fig. 9 eine Scheibe 4 gezeigt, die wellenförmige Seitenflächen hat.

Die Gasreinigungsvorrichtung funktioniert folgenderweise.

Bei der Drehung des Rotors 2 im Gehäuse 1 der Einrichtung in der mit dem Pfeil C (Fig. 1) gezeigten Richtung mit Hilfe des Elektromotors 11 wird das Gas in der mit dem Pfeil D gezeigten Richtung aus dem Gaseintrittskanal 5 durch die Kräfte der Viskositätsreibung an der Oberfläche der Scheiben 4 in der Drehrichtung des Rotors 2 angesaugt, das Gas umströmt die Innenfläche der zylindrischen Wand des Gehäuses, wobei die Strömungsrichtung in die gegenläufige Strömungsrichtung geändert wird, und tritt in den Gasaustrittskanal 6 ein. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte, die bei der Stromwendung erzeugt werden, verlagern sich die Staubpartikel und die Teilchen anderer fester Beimengungen, die im zu reinigenden Gas enthalten sind, in den Spalträumen zwischen den Scheiben 4 des Rotors 2 in der radialen Richtung zur zylindrischen Wand des Gehäuses 1 und treten mit einem Teil des Gasstromes in den Abführkanal 7 für die Beimengungen in der mit dem Pfeil E gezeigten Richtung ein, und das Reingas wird über den Gasaustrittskanal 6 in der mit dem Pfeil B gezeigten Richtung dem Verbraucher zugeführt.

Dabei wird in den Ausführungsvarianten der Vorrichtung mit dem Abführkanal 7 für die Beimengungen, der durch die Bohrungen 13 oder den Schlitz 14 in der Wand des Gehäuses 1 gebildet ist, der Teil des Gasstroms mit der maximalen Konzentration an Beimengungen, einschließlich kleiner und leichter Partikel, die die zylindrische Wand des Gehäuses 1 infolge ihrer geringen Massen nicht erreichen können, durch das Prallblech 15 abgetrennt und in den Abführkanal 7 für die Beimengungen geleitet.

In einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung wird der Teil des Gasstroms mit der maximalen Konzentration an Beimengungen, einschließlich kleiner und leichter Partikel, die die zylindrische Wand des Gehäuses 1 infolge ihrer kleinen Massen nicht erreichen können, durch eine zusätzliche Trennwand 17 abgetrennt und über den Abführkanal 7 für die Beimengungen abgeleitet.

Die Gasreinigungsvorrichtung gemäß der anderen Ausführungsvariante der Einrichtung funktioniert folgenderweise.

Bei der Drehung des Rotors 19 im Gehäuse 18 der Einrichtung in der mit dem Pfeil K (Fig. 6) angegebenen Richtung mit Hilfe des Elektromotors 39 wird das Gas in der mit dem Pfeil S gezeigten Richtung aus dem Gaseintrittskanal 22 durch die Kraft der Viskositätsreibung an den Oberflächen der Scheiben 24 in der Drehrichtung des Rotors 19 angesaugt, es umströmt die Innenfläche der zylindrischen Wand des Gehäuses 18, wobei die Strömungsrichtung in die gegenläufige geändert wird, und tritt in den Gasaustrittskanal 23 ein. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte, die bei der Stromwendung entstehen, verlagern sich die Staubpartikel und die Teilchen anderer fester Beimengungen, die im zu reinigenden Gas enthalten sind, in den Spalträumen zwischen den Scheiben 24 in der Radialrichtung zur zylindrischen Wand des Gehäuses 18 und treten mit einem Teil des Gasstroms in den Abführkanal 24 für die Beimengungen in der mit dem Pfeil N gezeigten Richtung ein, und das Reingas wird über den Gasaustrittskanal 6 in der mit dem Pfeil F gezeigten Richtung dem Verbraucher zugeführt. Bei der Drehung des Rotors 19 wird durch das Arbeitsrad 43 des Radialventilators, das in er erfindungsgemäßen Ausführungsvariante als Vorrichtung zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs funktioniert, ein Unterdruck im Hohlraum 44 der Welle 20 erzeugt. Die kalte atmosphärische Luft tritt über die Radialbohrungen 52 und 37 in der Drossel 51 und im Flansch 33 in den Hohlraum 35 des Flansches 33 ein und dringt über die Radialbohrungen 42 im Ende der Welle 20 in ihren Hohlraum 44 ein. Über die Radialbohrung 41 im anderen Ende der Welle 20 wird die Luft durch das Arbeitsrad 43 des Radialventilators in den Hohlraum 34 des Flansches 32 angesaugt und über die Radialbohrungen 36 im Flansch 32 abgeführt. Beim Durchströmen des Hohlraums 44 in der mit dem Pfeil Z (Fig. 7) gezeigten Richtung werden die Welle 20 und die daran befestigten Scheiben 21 infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit ihrer Werkstoffe durch die Luft abgekühlt. Das durch den rotierenden Rotor 19 durchgepumpte Gas wird im Hohlraum des Gehäuses 18 infolge des Wärmeaustauschs auf der großen gesamten Kontaktfläche mit den Oberflächen der abgekühlten Scheiben 21 bei einem ausreichenden Temperaturgradienten auf den Taupunkt der im Gas anwesenden Wasserdämpfe abgekühlt, wodurch eine Kondensation der flüssigen Phase an den Oberflächen der Scheiben 21 zustande kommt. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte fließen die kondensierten Flüssigkeitsschichten von der rotierenden Scheibe 21 in der radialnahen Richtung auf die zylindrische Wand des Gehäuses 18 kontinuierlich ab und werden an den Oberflächen der Scheiben 21 infolge des Eintritts des feuchten Gases über den Kanal 22 in die Einrichtung ständig erneuert. Die im zu reinigenden Gas anwesenden löslichen gasförmigen Beimengungen, beispielsweise Ammoniak, lösen sich in den Schichten der an der großen gesamten Oberfläche der Scheiben 21 kondensierten Flüssigkeit auf. Die Lösung der gasförmigen Beimengungen in der Flüssigkeit wird durch die Kreuzbewegung des Gases, das im Gehäuses 18 bei der Wendung tangential strömt, und der Flüssigkeit gefördert, die in der radialnahen Richtung von den Oberflächen der Scheiben 21 abfließt. An der zylindrischen Wand des Gehäuses 18 werden die gasförmigen Beimengungen in der Schicht des Kondensats ebenfalls gelöst, das von dieser unter der Einwirkung des Gasstroms in der Drehrichtung des Rotors 19 in den Abführkanal 24 für die Beimengungen abfließt. Das von den dispergierten Einschlüssen und den löslichen gasförmigen Beimengungen gereinigte Gas mit einem niedrigeren Feuchtegehalt und einer erniedrigten Temperatur wird über den Gasaustrittskanal 23 dem Verbraucher zugeführt.

Bei einer Änderung der Temperatur des Wärmeträgers, als welcher in der erfindungsgemäßen Variante der Vorrichtung die kalte atmosphärische Luft dient, beispielsweise bei einer Änderung der Wetterverhältnisse, ändert der Temperaturregler 47 als Reaktion auf die Schwankungen der Umgebungstemperatur seine linearen Maße und dreht die Drossel 51 mit Hilfe der Stange 48, die über den Bolzen 49 mit dem an der Drossel 51 befestigten Hebel 50 gelenkig verbunden ist, um den Flansch 33. Dabei werden die Radialbohrungen 52 in der Drossel 51 relativ zu den Radialbohrungen 37 im Flansch 33 verlagert, wodurch die Gesamtfläche des freien Querschnitts der Bohrungen 37 und 52 geändert wird, was zu einer entsprechenden Änderung der Zufuhr der kalten atmosphärischen Luft in den Hohlraum 44 der Welle 20 führt. Beim Sinken der Temperatur der atmosphärischen Luft wird die Zufuhr der kalten Luft in den Hohlraum 44 der Welle 20 durch die unter der Einwirkung des Temperaturreglers 47 stehende Drossel 51 beschränkt und bei der Erhöhung ihrer Temperatur - vergrößert, wodurch die automatische Aufrechterhaltung der Temperatur des Rotors 19 auf einem Niveau, das für die Kondensation der Wasserdämpfe an den Oberflächen der Scheiben 21 bei verschiedenen Temperaturen der atmosphärischen Luft erforderlich ist, sowie die Aufrechterhaltung der Temperatur des zu reinigenden und zu trocknenden Gases in vorgegebenen Bereichen sichergestellt wird.

Dadurch, daß die Seitenflächen der Scheiben 4 und 21 geriffelt sind, werden die aerodynamischen Charakteristiken der Rotoren 2 und 19 wesentlich verbessert, die als Arbeitsrad eines Ventilators der Vorrichtung funktionieren. Im Ergebnis wird die Durchsatzleistung der Vorrichtung gesteigert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Umpumpen von Gasen, zur Reinigung der Gase von dispergierten Einschlüssen, zu deren Trocknung und Reinigung von löslichen gasförmigen Beimengungen mit einer hohen Wirksamkeit und Leistung eingesetzt werden, wobei die Vorrichtung einfach in der Konstruktion, raumsparend und unkompliziert in der Fertigung ist.

Außerdem ist eine Ausführungsvariante der Vorrichtung möglich, in der statt des Temperaturreglers ein Stellglied von einem anderen beliebigen Typ eingesetzt wird, das mit der Drossel zur Einstellung der Wärmeträgerzufuhr verbunden und nach einem vorgegebenen Programm gesteuert wird und das ähnlich wie der Temperaturregler gestattet, bei einer konstanten Wärmeträgertemperatur die Wärmeaustauschbedingungen zu ändern und die erforderliche Temperatur der zu reinigenden Gase im vorgegebenen Bereich zu halten.

Die Vorrichtung kann ebenfalls zur Reinigung der Gase vom Staub und von anderen Schwebebedingungen unter gleichzeitiger Erwärmung der zu reinigenden Gase durch die Verwendung eines Wärmeträgers mit einer Temperatur eingesetzt werden, die die Temperatur der Gase überschreitet.

Die Gasreinigungsvorrichtungen der erfindungsgemäßen Konstruktion können in Belüftungs- und Luftkonditionierungssystemen in Wohnhäusern und Industriegebäuden und -bauten sowie in öffentlichen Einrichtungen wie Kinos, Theater, U-Bahn, Bahnhöfe usw. zur Anwendung kommen. In der landwirtschaftlichen Produktion können diese Vorrichtungen beispielsweise in Viehzuchträumen zur Reinigung der Luft vom Staub, zur Senkung des Feuchtegehalts und zur Entfernung des Ammoniaks aus der Luft während der Winterviehhaltung eingesetzt werden.

Claims (9)

1. Gasreinigungsvorrichtung, in deren Gehäuse (1, 18) ein Rotor (2, 19) untergebracht ist, auf dessen Welle (3, 20) eine Mehrzahl von mit einem Spaltabstand zueinander angeordneten Scheiben (4, 21) befestigt ist, wobei das Gehäuse (1, 18) einen Eintrittskanal (5, 22) und einen Austrittskanal (6, 23) für das Gas und einen Abführkanal (7, 24) für die Beimengungen aufweist und wobei im Gehäuse (1, 18) entlang der Gasströmungsrichtung eine Trennwand (8, 25) angeordnet ist und der Ein- und der Austrittskanal (5, 6 und 22, 23) für das Gas durch die Wände des Gehäuses (1, 18) und die Trennwand (8, 25) gebildet sind und rechtwinklig zur Drehachse des Rotors (2) verlaufen und der Abführkanal (7, 24) für die Beimengungen im Gasaustrittskanal (6, 23) entlang der gesamten Länge des Rotors (2, 19) ausgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (20) und die Scheiben (21) aus Werkstoffen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgeführt sind, wobei die Welle (20) mit einem Mittel zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (20) hohl ausgeführt ist und in ihren Enden Radialbohrungen (41, 42) für den Durchtritt eines Wärmeträgers vorgesehen sind, und das Mittel zur Durchführung des Wärmeaustauschvorgangs in Form eines an dem einen Ende der Welle (20) angeordneten Arbeitsrades (43) zum Durchpumpen des Wärmeträgers durch den Hohlraum (44) der Welle (20) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß um das Ende der Welle (20), das dem Ende gegenüberliegt, auf dem das Arbeitsrad (43) zum Durchpumpen des Wärmeträgers durch den Hohlraum (44) der Welle (20) sitzt, gegenüber den Radialbohrungen (42) eine mit einem Temperaturregler (47) verbundene Drossel (51) zur Steuerung der Wärmeträgerzufuhr angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (7, 24) für die Beimengungen durch mindestens eine Reihe von Bohrungen (13) in der Wand des Gehäuses (1, 18) gebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (7, 24) für die Beimengungen durch mindestens eine Schlitzöffnung (14) in der Wand des Gehäuse (1, 18) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gasaustrittskanal (6, 23) hinter dem Abführkanal (7, 24) für die Beimengungen in der Gasströmungsrichtung ein Prallblech (15) angeordnet ist, das unter einem Winkel α zur Achse 0₁-0₁ des Gasaustrittskanals (6, 23) geneigt ist und auf seiner ganzen Länge verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (7, 24) für die Beimengungen durch die Wand (16) des Gehäuses (1, 18) und eine zusätzliche Trennwand (17) gebildet ist, die im Gasaustrittskanal (6, 23) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Scheiben (4, 21) geriffelt ausgeführt sind.