DE4321435C2 - Flüssigkeitsabscheider für gasdurchströmte Kanäle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider für gasdurchströmte Kanäle mit senkrecht nebeneinander ange­ ordneten Umlenkprofilen, die einen labyrinthförmigen Durchströmungsweg für einen durch den Kanal geführten Gas­ strom ausbilden, wobei der Flüssigkeitsabscheider den Kanal im Querschnitt vollständig ausfüllt.

Bei derartigen Flüssigkeitsabscheidern, die verwendet wer­ den, um aus einem Gasstrom mitgerissene Flüssigkeits­ teilchen abzutrennen, müssen die abgetrennten Flüssig­ keitsteilchen gesammelt werden. Diese Flüssigkeitsteilchen laufen an den Umlenkprofilen der Abscheideelemente des Flüssigkeitsabscheiders nach unten, und dort wird üb­ licherweise eine Ableitung für Flüssigkeit vorgesehen.

Dabei besteht die Gefahr, daß durch Verwirbelungen des Gasstroms auch die sich am Boden sammelnden Flüssigkeits­ teilchen verwirbelt werden, so daß eine starke Ver­ schmutzung des stromaufwärts des Flüssigkeitsabscheiders angeordneten Kanalabschnitts eintritt.

Bei frei aufgehängten Flüssigkeitsabscheidern dieser Art, wie sie beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 9 005 858 bekannt sind, können die Flüssigkeitsteilchen unmittelbar nach unten aus dem Flüssigkeitsabscheider herausfließen, eine solche Einheit eignet sich aber nicht zum Einbau in einen Strömungskanal, der durch den Flüssig­ keitsabscheider vollständig verschlossen werden soll.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Flüssigkeitsabscheider so auszugestalten, daß eine ein­ wandfreie Entfernung der gesammelten Flüssigkeit gewähr­ leistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Flüssigkeitsabscheider der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flüssigkeitsabscheider am unteren Ende der Umlenk­ profile einen Sammelraum für die an den Umlenkprofilen ab­ geschiedenen und nach unten laufenden Flüssigkeits­ tröpfchen aufweist und daß dieser Sammelraum durch min­ destens eine Ablauföffnung mit dem stromabwärts des Flüssigkeitsabscheiders gelegenen Abschnitt des Kanals in Verbindung steht.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß durch diese konstruktive Maßnahme eine kontinuierliche und voll­ ständige Abfuhr der an den Umlenkprofilen ablaufenden Flüssigkeitsteilchen erreicht werden kann. Dies ist insbe­ sondere darauf zurückzuführen, daß durch den Flüssigkeits­ abscheider ein Druckunterschied zwischen dem stromaufwärts des Flüssigkeitsabscheiders gelegenen Kanalabschnitt und dem stromabwärts des Flüssigkeitsabscheiders gelegenen Kanalabschnitt auftritt, stromabwärts ist der Druck kleiner als stromaufwärts. Diese Druckdifferenz tritt auch im Bereich der Ablauföffnung des Sammelraums auf, da sich der Sammelraum in dem stromaufwärts des Flüssigkeitsab­ scheiders gelegenen Kanalabschnitt befindet, die Ablauf­ öffnung sich aber in den stromabwärts des Flüssigkeitsab­ scheiders gelegenen Abschnitt des Kanals öffnet. Damit wirkt die Ablauföffnung wie eine Saugöffnung, durch die im Sammelraum gesammelte Flüssigkeit aktiv abgesaugt wird.

Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausgestaltung, wenn die Ablauföffnung am stromabwärts gelegenen Ende des Sammelraums angeordnet ist. Der Sammelraum erstreckt sich unterhalb der Umlenkprofile, und diese können im Kanal­ querschnitt unterschiedlich angeordnet werden, beispiels­ weise in einer schräg zur Kanallängsachse verlaufenden Ebene oder in einer bogenförmigen Anordnung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Ablauf an der Stelle erfolgt, die am weitesten im Kanalinneren angeordnet ist. Dadurch erhält man eine gerichtete Strömung der gesammelten Flüssigkeits­ tropfen von der am weitesten stromaufwärts gelegenen Stelle des Sammelraums bis zu der Ablauföffnung, die am weitesten stromabwärts positioniert ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Sammelraum eine nach oben offene Sammelschiene sein, die beispiels­ weise bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schräg zur Kanallängsrichtung im Kanal angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Flüssigkeitsab­ scheider zwei V-förmig aufeinanderzulaufende Sammel­ schienen aufweist, oberhalb welcher jeweils eine Anzahl von Umlenkelementen angeordnet sind. Man erhält damit einen sich V-förmig verengenden Einströmraum für den Gas­ strom.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Sammelraum ebenso wie die Umlenkprofile an einem selbständig handhabbaren Einsatz angeordnet sind, der im Kanal angeordnet ist. Ein derartiger Einsatz kann bei­ spielsweise einen Kanalquerschnitt vollständig ver­ schließen, es ist aber bei größeren Kanalquerschnitten möglich, mehrere Einsätze nebeneinander oder/und über­ einander im Kanal so anzuordnen, daß durch die Einsätze der Kanalquerschnitt vollständig verschlossen wird.

Vorteilhaft ist es, wenn die Ablauföffnung in einen senk­ rechten Ablaufkanal am Flüssigkeitsabscheider einmündet, der sich nach unten in einen Ablauf im Boden des Kanals öffnet. Im Inneren dieses Ablaufkanals herrscht der niedrigere Druck des stromabwärts gelegenen Kanalab­ schnitts, so daß dieser Kanal insgesamt über die Ablauf­ öffnungen wie ein Saugkanal wirkt. Andererseits verhindert dieser Ablaufkanal, daß die durch die Ablauföffnung hin­ durchtretenden Flüssigkeitströpfchen durch den Gasstrom mitgerissen werden, diese werden vielmehr durch den senk­ rechten Ablaufkanal gezielt in den Ablaufkanal am Boden des Kanals gefördert.

Es ist vorteilhaft, wenn Sammelräume in unterschiedlichen Höhen des Kanals angeordnet sind und wenn deren Ablauf­ öffnungen in einen gemeinsamen, sich über die Gesamthöhe des Kanals erstreckenden Ablaufkanal einmünden. Auf diese Weise kann auch bei sehr hohen Umlenkprofilen verhindert werden, daß an den Umlenkprofilen herunterlaufende Flüssigkeitströpfchen durch den Gasstrom wieder mitge­ rissen werden; sobald Flüssigkeitströpfchen gebildet wer­ den, werden diese in einem entsprechenden Sammelraum ge­ sammelt und dann durch die diesem zugeordnete Ablauf­ öffnung aus dem System entfernt.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Ablaufkanal bei mehreren übereinander angeordneten Einsätzen durch eine außen an diese Einsätze angelegte, diese relativ zu­ einander ausrichtende Profilschiene gebildet wird, die sich über mehrere Einsätze erstreckt und zwischen sich und der Außenseite des Einsatzes den Ablaufkanal begrenzt. Man kann bei einer solchen Ausgestaltung mehrere Einsätze übereinander in den Kanalquerschnitt einbringen, und jeder Einsatz hat dabei seinen eigenen Sammelraum und seine eigene Ablauföffnung, die sich alle in den allen Einsätzen gemeinsamen Ablaufkanal öffnen, wobei die diesen Ablauf­ kanal bildende Profilschiene auch noch die Einsätze re­ lativ zueinander ausrichtet. Die von einem höheren Einsatz ablaufende Flüssigkeit wird dabei an den darunter angeord­ neten Einsätzen außen vorbeigeleitet, die abgeleitete Flüssigkeit beeinflußt die darunterliegenden Einsätze so­ mit nicht.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Einsatz einen Rahmen umfaßt, in den die Umlenkpro­ file lösbar eingesetzt sind, und daß der Sammelraum und die Ablauföffnung an diesem Rahmen angeordnet sind. Der Rahmen eines solchen Einsatzes enthält also alle Vor­ richtungen, die zum Sammeln und Abführen der Flüssigkeit notwendig sind, in diesen Rahmen werden die Umlenkprofile lösbar eingesetzt, wobei die Umlenkprofile nach Art eines plattenförmigen Abscheideelements relativ zueinander fest­ gelegt sein können, wie dies beispielsweise aus dem deut­ schen Gebrauchsmuster 9005858 bekannt ist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines im Quer­ schnitt V-förmigen Flüssigkeitsabscheider­ einsatzes;

Fig. 2 den unteren Teil des Einsatzes der Fig. 1 in perspektivischer Ansicht bei weitgehend entfernten Abscheideelementen;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie 3-3 in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Schnittansicht längs Linie 4-4 in Fig. 3.

Die Erfindung wird anhand eines Flüssigkeitsabscheiders erläutert, bei dem der Flüssigkeitsabscheider Teil eines Einsatzes 1 ist, der in einen Strömungskanal eingeschoben wird, und zwar derart, daß der stromaufwärts des Einsatzes 1 gelegene Abschnitt 2 des Kanals vollständig von dem stromabwärts gelegenen Abschnitt 3 des Kanals getrennt ist. Die Trennung wird dabei von dem Einsatz 1 oder von einer Mehrzahl von nebeneinander und/oder übereinander an­ geordneten Einsätzen 1 vorgenommen.

In Fig. 1 ist ein solcher Einsatz 1 dargestellt, anhand der Ausbildung dieses einen Einsatzes wird nachfolgend die Erfindung erläutert, es versteht sich aber, daß gegebenen­ falls mehrere derartige Einsätze in den Kanalquerschnitt eingesetzt werden, um diesen vollständig auszufüllen.

Der Einsatz 1 umfaßt zwei in Strömungsrichtung V-förmig aufeinanderzulaufende, ebene Seitenwände 4, 5 sowie eine die beiden Seitenwände 4 und 5 verbindende untere Ab­ schlußwand 6 und eine ihr gegenüberliegende obere Ab­ schlußwand 7. Der sich V-förmig verengende Innenraum 8 des Einsatzes 1 ist am breiten Ende des Einsatzes 1 offen, dort bildet der Einsatz eine Einströmöffnung 9.

Der Einsatz 1 wird von einem Rahmen 10 gebildet, der die untere und die obere Abschlußwand 6 beziehungsweise 7, im Querschnitt U-förmige, längs der Seitenkanten der unteren Abschlußwand 6 verlaufende, nach oben offene Sammel­ schienen 11, diesen an der Unterseite der oberen Abschluß­ wand 7 gegenüberliegende, nach unten offene, im Quer­ schnitt U-förmige Laufschienen 12, die einander gegenüber­ liegenden Sammelschienen 11 und Laufschienen 12 an der Einströmöffnung 9 miteinander verbindende, senkrechte Win­ kelschienen 13 und einen am spitzen Ende des Einsatzes 1 angeordneten, die Sammelschienen 11 mit den Laufschienen 12 verbindenden Pfosten 14 umfaßt. Dieser Pfosten 14 wird aufgebaut von einer im wesentlichen U-förmigen senkrechten Winkelschiene 15, deren Schenkel leicht aufgebogen sind und sich an die Außenseite der Sammelschienen 11 und der Laufschienen 12 anlegen, sowie durch ein an der Innenseite des Einsatzes 1 angeordnetes Hohlprofil 16, das sich mit seinem Innenraum zur Winkelschiene 15 hin öffnet und in deren Mittelbereich dauerhaft mit der Winkelschiene 15 verbunden ist, beispielsweise durch Verschweißen. Dabei ist das Hohlprofil 16 schmaler als die Winkelschiene 15, so daß sich zwischen dem Hohlprofil 16 und den Schenkeln 17 der Winkelschiene 15 eine sich über die gesamte Höhe des Einsatzes erstreckende Tasche 18 ausbildet (Fig. 4).

Die einander gegenüberliegenden Sammelschienen 11 und Laufschienen 12 sowie die diese verbindenden Winkel­ schienen 13 und der Pfosten 14 umgeben im Bereich der Seitenwände 4 und 5 jeweils eine große Durchtrittsöffnung, die durch ein Abscheideelement 19 verschlossen wird. Dieses Abscheideelement 19 umfaßt eine Vielzahl von sen­ krechten, in einer Ebene nebeneinander angeordneten Um­ lenkprofilen 20, die in gegenseitigem Abstand so angeord­ net sind, daß zwischen ihnen quer zur Ebene des Abscheide­ elements 19 Strömungspfade gebildet werden, die mehrere Richtungsänderungen eines durch sie hindurchtretenden Gas­ stromes verursachen. Derartige Abscheideelemente sind an sich bekannt, beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchs­ muster 9005858.

Die Umlenkprofile 20 können in einem eigenen Rahmengestell starr zueinander festgelegt sein, dies ist in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt, wesentlich ist lediglich, daß das Abscheideelement insgesamt eine Einheit bildet, die am Rahmen des Einsatzes 1 festgelegt werden kann.

Dies kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einfach dadurch erfolgen, daß das im wesentlichen plattenförmige Abscheideelement 19 zwischen Sammelschiene 11 und gegen­ überliegenden Laufschiene 12 eingeschoben wird. In dieser eingeschobenen Stellung, die in Fig. 1 dargestellt ist, deckt das Abscheideelement die gesamte Öffnung im Bereich der Seitenwand vollständig ab. In dieser Position kann das Abscheideelement 19 durch einen lösbaren Riegel 21 an der Vorderseite des Einsatzes festgelegt werden.

Die das Abscheideelement 19 an der Unterseite aufnehmende Schiene 11 ist so ausgebildet, daß an den Umlenkprofilen 20 herablaufende, aus einem Gasstrom abgeschiedene Flüssigkeitströpfchen in ihr gesammelt werden und sich längs der Sammelschiene 11 an den Umlenkprofilen 20 vor­ beibewegen können. Dies ist einfach dadurch zu erreichen, daß die Umlenkprofile 20 die Sammelschiene 11 in Quer­ richtung nicht vollständig ausfüllen, sondern zwischen sich und den Seitenwänden der Sammelschiene 11 ein Durch­ strömungsspalt freilassen.

Wie aus der Darstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, mündet jede Sammelschiene 11 an der Unterseite des Pfostens 14 in die Tasche 18 ein, und in diesem Bereich weist die Winkelschiene 15 für jede Sammelschiene 11 eine Ablauföffnung 22 auf, die den Innenraum der Sammelschiene 11 durch die Winkelschiene 15 hindurch mit dem an­ schließenden Raum verbindet.

Dieser Raum ist Teil eines senkrechten Ablaufkanals 23, der durch eine senkrechte Profilschiene 24 und die Außen­ seite der Winkelschiene 15 gebildet wird. Die Profil­ schiene 24 ist im Profil praktisch gleich aufgebaut wie die Winkelschiene 15 und legt sich außen an diese an, wo­ bei aufgrund der schräg verlaufenden Schenkel zwischen den mittleren Teilen der Profilschiene 24 und der Winkel­ schiene 15 der Ablaufkanal 23 entsteht (Fig. 4).

Wie sich aus der Darstellung der Fig. 3 ergibt, können im Querschnitt des Kanals mehrere Einsätze 1 übereinander an­ geordnet sein. Diese übereinander angeordneten Einsätze 1 sind zunächst voneinander völlig unabhängige Bauteile, die jedoch durch die Profilschiene 24 ausgerichtet werden, die sich über eine größere Höhe erstreckt und dadurch an mehreren Einsätzen gleichzeitig zur Anlage kommt.

Die Profilschiene 24 und damit der von ihr gebildete Ab­ laufkanal 23 enden am Boden 25 des Kanals in einer Aus­ nehmung 26, die im Boden 25 des Kanals angeordnet ist und die mit einem Ablauf 27 verbunden ist. Die Ausnehmung 26 ragt seitlich über den Querschnitt des Ablaufkanals 23 hervor, so daß sie mit dem stromabwärts des Einsatzes 1 angeordneten Abschnitt 3 des Kanals in Verbindung steht, es herrscht also in der Ausnehmung 26 der - niedrigere - Druck des stromabwärts gelegenen Abschnitts 3.

Im Innenraum 8 des Einsatzes herrscht ein höherer Druck, da in dem Abscheideelement 19 durch Strömungsverluste ein Druckabfall auftritt. Damit bildet sich ein Druckgefälle auch im Bereich der Ablauföffnung 22 aus, die somit als Saugöffnung dient und in den Sammelschienen 11 gesammelte Flüssigkeit ansaugt und in den Ablaufkanal 23 fördert, von dem die Flüssigkeit über die Ausnehmung 26 in den Ablauf 27 gelangt und aus dem Kanal entfernt wird.

Jeder Einsatz weist mit den Sammelschienen und den Ablauf­ öffnungen ein eigenes Flüssigkeitsentfernungssystem auf, die auf diese Weise abgesaugte Flüssigkeit wird im Ablauf­ kanal 23 gesammelt, dieser ist allen Einsätzen gemeinsam, so daß die von verschiedenen Einsätzen stammende Flüssig­ keit an den anderen Einsätzen jeweils vorbeigeleitet wird und diese nicht erneut beeinflussen kann.

Die Montage der Einsätze ist sehr einfach, es genügt die fertig montierten Einsätze nebeneinander und übereinander in den Kanalquerschnitt einzusetzen, bis der Kanalquer­ schnitt ausgefüllt ist; dies ist bei entsprechender Rasterung der Einsätze und der Kanalquerschnitte ohne weiteres zu erreichen.

Jeweils übereinander angeordnete Einsätze werden mittels einer einzigen Profilschiene 24 am spitzen hinteren Ende relativ zueinander ausgerichtet und dann relativ zu­ einander festgelegt, beispielsweise durch Verschweißen der Profilschiene 24 mit den übereinander angeordneten Ein­ sätzen. Nebeneinanderliegende Einsätze erhalten jeweils eine eigene Profilschiene 24 und damit einen eigenen Ab­ laufkanal 23, so daß über die Breite des Kanals unter Um­ ständen mehrere derartige Ablaufkanäle 23 vorgesehen wer­ den. Die Ausnehmung 26 kann so breit ausgestaltet sein, daß alle diese Ablaufkanäle in dieselbe Ausnehmung 26 ein­ münden.

Claims (10)

1. Flüssigkeitsabscheider für gasdurchströmte Kanäle mit senkrecht nebeneinander angeordneten Umlenk­ profilen, die einen labyrinthförmigen Durch­ strömungsweg für einen durch den Kanal geführten Gasstrom ausbilden, wobei der Flüssigkeitsab­ scheider den Kanalquerschnitt vollständig aus­ füllt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssig­ keitsabscheider am unteren Ende der Umlenkprofile (20) einen Sammelraum (11) für die an den Umlenk­ profilen (20) abgeschiedenen und nach unten laufenden Flüssigkeitsteilchen aufweist und daß dieser Sammelraum (11) durch mindestens eine Ab­ lauföffnung (22) mit dem stromabwärts des Flüssig­ keitsabscheiders gelegenen Abschnitt (3) des Kanals in Verbindung steht.

2. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnung (22) am stromabwärts gelegenen Ende des Sammelraums (11) angeordnet ist.

3. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (11) eine nach oben offene Sammelschiene ist.

4. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (11) schräg zur Kanallängsrichtung im Kanal angeordnet ist.

5. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei V-förmig aufeinander­ zulaufende Sammelschienen aufweist, oberhalb welcher jeweils eine Anzahl von Umlenkprofilen (20) angeordnet sind.

6. Flüssigkeitsabscheider nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (11) ebenso wie die Umlenkprofile (20) an einem selbständig handhabbaren Einsatz (1) an­ geordnet sind, der im Kanal angeordnet ist.

7. Flüssigkeitsabscheider nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ lauföffnung (22) in einen senkrechten Ablaufkanal (23) am Flüssigkeitsabscheider einmündet, der sich nach unten in einen Ablauf (27) im Boden (25) des Kanals öffnet.

8. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sammelräume (11) in unter­ schiedlichen Höhen des Kanals angeordnet sind und daß deren Ablauföffnungen (22) in einen gemein­ samen, sich über die Gesamthöhe des Kanals er­ streckenden Ablaufkanal (23) einmünden.

9. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufkanal (23) bei mehreren übereinander angeordneten Einsätzen (1) durch eine außen an diese Einsätze (1) angelegte, diese relativ zueinander ausrichtende Profil­ schiene (24) gebildet wird, die sich über mehrere Einsätze (1) erstreckt und zwischen sich und der Außenseite des Einsatzes (1) den Ablaufkanal (23) begrenzt.

10. Flüssigkeitsabscheider nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) einen Rahmen (10) umfaßt, in den die Umlenkprofile (20) lösbar eingesetzt sind, und daß der Sammel­ raum (11) und die Ablauföffnung (22) an diesem Rahmen (10) angeordnet sind.