DE4329191A1 - Vorrichtung zum Einleiten eines Partikel enthaltenden Gases, insbesondere eines Rauchgases, in einen Abzug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ein­ leiten eines Partikel enthaltenden Gases, insbesondere eines Rauchgases, in einen Abzug, mit einem zum Abzug führenden Turbulenzrohr von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, in das in seinem dem Abzug abgewandten, stirnseitig abge­ schlossenen Endbereich ein im wesentlichen tangentialer Zu­ führkanal für das Gas mündet.

Aufgrund räumlicher und sonstiger anlagentechnischer Gegebenheiten können derartige, Partikel enthaltende Gase, insbesondere Rauchgase, nicht unmittelbar in den Abzug, bei­ spielsweise einen Schornstein, eingeleitet werden. Vielmehr bedarf es hierzu-Vorrichtungen der vorstehend genannten Art.

Bei derartigen Vorrichtungen wird das die Partikel ent­ haltende Gas mittels des im wesentlichen tangentialen Zuführ­ kanals in den blind abgeschlossenen Endbereich des Turbulenz­ rohrs eingeblasen, wodurch in dem Turbulenzrohr eine Strömung entsteht, die in ihrem radial äußeren Bereich eine rotierende Drallströmung aufweist, welche unter dem Einfluß des Sogs des Abzugs wendelartig zum Abzug hin strömt, während im radial inneren Bereich ein Unterdruck herrscht, der sich als ein Sog auswirkt. Dabei wird jedoch in dem den Mündungsbereich des tangentialen Zuführkanals aufweisenden Endbereich des Turbu­ lenzrohrs ein nennenswerter Anteil der in dem Gas enthaltenen Partikel abgeschieden, wodurch sich die Partikel in diesem Bereich ansammeln und in unerwünschter Weise den Gasdurchfluß behindern, sofern nicht in verhältnismäßig kurzen Abständen Reinigungen durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Einleiten eines Partikel enthaltenden Gases, insbe­ sondere eines Rauchgases, in einen Abzug zu schaffen, bei der unerwünschte Ablagerungen der Partikel vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Mündung des Zuführkanals in dem Turbulenzrohr ein sich längs dessen Längsachse erstreckendes, von dem Tur­ bulenzrohr radial beabstandetes und in seinen beiden Endbe­ reichen offenes Innenrohr angeordnet ist.

Als Folge dieser Anordnung liegt der zum Abzug weisende offene Endbereich des Innenrohrs in der von der radial äuße­ ren Drallströmung erzeugten radial inneren Unterdruckzone, so daß in dem Innenrohr eine entsprechende Sogwirkung entsteht. Die infolgedessen auch an dem dem Abzug abgewandten anderen offenen Endbereich des Innenrohrs herrschende Sogwirkung führt dazu, daß ein Teilstrom des tangential zugeführten Gases in Form einer wendelartigen Drallströmung axial entge­ gengesetzt zu dem zum Abzug hin gerichteten Hauptanteil der Drallströmung in dem zwischen dem Turbulenzrohr und dem In­ nenrohr bestehenden freien Raum zu dem dem Abzug abgewandten Ende des Innenrohrs hin geführt und in dem Innenrohr der Sog­ wirkung folgend im wesentlichen axial zu dem dem Abzug zu­ gewandten offenen Endbereich des Innenrohrs geleitet wird, von wo aus er von dem Hauptanteil der Drallströmung in Rich­ tung auf den Abzug mitgeführt wird. Dieser Teilstrom reicht aus, die sich im Bereich der Mündung des Zuführkanals abla­ gernden Partikel mitzureißen und dem Hauptanteil der Drall­ strömung stromaufwärts der Mündung des Zuführkanals zu­ zuführen, wo sie von dem Hauptanteil der Drallströmung mitge­ tragen werden. Der den Zuführkanal aufweisende Endbereich des Turbulenzrohrs bleibt dadurch frei von Ablagerungen.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart aufgebaut, daß das Innenrohr einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und koaxial zum Turbulenzrohr angeordnet ist. Durch diese querschnittlich kreisförmige und symmetrische Anordnung weist der zwischen dem Turbulenzrohr und dem Innenrohr beste­ hende Zwischenraum eine querschnittlich kreisringförmige Ge­ stalt auf, die der Ausbildung des Teilstroms in der Form einer Drallströmung förderlich ist.

Für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, daß das Innenrohr mit seinem zum Abzug weisenden offenen Endbereich axial über die Mündung des Zuführkanals vorsteht. Infolge dieser Maßnahme befindet sich also der zum Abzug weisende offene Endbereich des Innen­ rohrs hinsichtlich des Hauptanteils der Drallströmung ein Stück stromaufwärts der Mündung des Zuführkanals, wodurch si­ chergestellt ist, daß dieser offene Endbereich in einer gut ausgeprägten Zone des von der Drallströmung radial innen er­ zeugten Soges liegt und daher der durch den Sog verursachte Teilstrom wirksam erzeugt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ferner vorgesehen, daß sich das Innenrohr mit seinem dem Abzug abge­ wandten offenen Endbereich bis in die Nähe der abgeschlosse­ nen Stirnseite des Turbulenzrohres erstreckt. Infolge dieser Ausgestaltung findet der der Mitführung der Partikel dienende Teilstrom längs des gesamten Mündungsbereichs des Zuführka­ nals und eines sich ggf. daran anschließenden Blindbereichs des Turbulenzrohrs bis zu dessen abgeschlossener Stirnseite hin statt, wodurch sichergestellt ist, daß dieser gesamte, durch Ablagerungen gefährdete Abschnitt des Turbulenzrohrs zuverlässig freigehalten wird.

Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Mündung des Zuführkanals in einem Abstand von der abgeschlos­ senen Stirnseite des Turbulenzrohres angeordnet ist. Bei die­ ser Ausführungsform weist also das Turbulenzrohr einen sich zwischen der Mündung des Zufuhrkanals zur abgeschlossenen Stirnseite erstreckenden Blindabschnitt auf, was für die An­ passung der Gesamtanlage an die räumlichen Gegebenheiten er­ forderlich oder günstig sein kann. Alternativ ist es aber auch möglich, daß die Mündung des Zuführkanals bündig mit der abgeschlossenen Stirnseite des Turbulenzrohres angeordnet ist. Im letzteren Fall ist ein derartiger Blindabschnitt in der Vorrichtung nicht vorgesehen.

Schließlich ist gemäß einem weiteren wichtigen Gedanken der Erfindung vorgesehen, daß in der abgeschlossenen Stirn­ seite des Turbulenzrohres ein in das Innenrohr gerichteter Injektionskanal ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung wirkt auf den Injektionskanal der in dem Innenrohr herrschende Sog ein, so daß dem Injektionskanal von außen zugeführte Zusatz­ stoffe wirkungsvoll in den Hauptanteil der Drallströmung ein­ gebracht werden. Beispielsweise eignet sich der Injektionska­ nal für die Zufuhr von Harnstoff und ähnlichen Stoffen, die die Stickoxidbildung im Rauchgas herabsetzen.

In diesem Zusammenhang besteht eine zweckmäßige kon­ struktive Ausgestaltung darin, daß der Injektionskanal durch ein die abgeschlossene Stirnseite des Turbulenzrohrs durch­ setzendes, axial in das Innenrohr ragendes Rohr gebildet ist, dessen Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Innenrohrs ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfin­ dung ergeben sich aus der Zeichnung, auf die hinsichtlich einer erfindungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Gegebenheiten ausdrücklich Bezug genommen wird. Hierin zeigen:

Fig. 1 (a) und (b) einen Axialschnitt bzw. eine Radialansicht in Richtung der Ebene Z-Z einer Vorrich­ tung zum Einleiten eines Partikel enthal­ tenden Gases in einen Abzug,

Fig. 2 (a) und (b) eine Funktionserläuterung anhand Fig. 1 (a) und (b) entsprechenden Ansichten der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ohne den dort gestrichelt dargestellten Injektionskanal,

Fig. 3 (a) und (b) eine Funktionserläuterung anhand Fig. 1 (a) und (b) entsprechenden Ansichten der in Fig. 1 dargestellten Ausführungen mit dem Injektionskanal, und

Fig. 4 (a) und (b) eine der Fig. 1 entsprechende Ausführungs­ form, bei der jedoch kein endseitiger Blindabschnitt vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 1 weist eine Vorrichtung zum Einleiten eines Partikel enthaltenden Gases, insbesondere eines Rauchgases, in einen Abzug ein im wesentlichen horizontal angeordnetes Turbulenzrohr 1 von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt auf, das mit seinem in Fig. 1 linken offenen Ende mit einem Abzug, beispielsweise einem Schornstein, in Verbindung steht, während das dazu entgegengesetzte Ende des Turbulenzrohrs 1 stirnseitig durch einen Deckel 2 abgeschlossen ist. In seinem an den Deckel 2 angrenzenden Endbereich 3 mündet ein gemäß Fig. 1 (b) tangentialer Zuführkanal 4 in einem Abstand von dem Deckel 2 in das Innere des Turbulenzrohrs 1 ein.

Im Inneren des Turbulenzrohrs 1 ist ein davon radial be­ abstandetes Innenrohr 5 mittels axial voneinander beabstande­ ter radialer Halter 6 angeordnet, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Innenrohr 5 koaxial zum Turbulenzrohr l angeordnet ist. Die drei unter gleichem Winkelabstand angeordneten radialen Halter 6 stützen gemäß Fig. 1 (b) das Innenrohr 5 gegenüber dem Turbulenzrohr 1 ab, wobei der radiale Querschnitt der Halter 6 so klein ist, daß der zwischen dem Turbulenzrohr 1 und dem Innenrohr 5 begrenzte freie Raum 8 strömungstechnisch im wesentlichen nicht beeinträchtigt ist.

An seinem zum Deckel 2 weisenden Ende 10 erstreckt sich das Innenrohr 5 axial bis in die Nähe des Deckels 2, jedoch nur bis in einen Abstand, bei dem eine strömungsmäßige Ver­ bindung zwischen dem freien Raum 8 und dem Innenraum 9 des Innenrohrs 5 nicht behindert ist. Das dazu entgegengesetzte, zum Abzug weisende andere offene Ende 11 des Innenrohrs 5 liegt vom Ende 10 aus gesehen jenseits der Mündung 12 des Zu­ führkanals 4, so daß das Innenrohr 5 in Richtung auf den Ab­ zug ein Stück über die Mündung 12 hinausragt.

Tatsächlich sind in Fig. 1 zwei verschiedene Ausfüh­ rungsformen dargestellt, deren eine hinsichtlich ihrer Funk­ tion in Fig. 2 erläutert ist und einen dicht abschließenden Deckel 2 aufweist und deren andere hinsichtlich ihrer Funk­ tion in Fig. 3 beschrieben ist sowie einen in Fig. 1 (a) ge­ strichelt dargestellten Injektionskanal 13 aufweist. Der In­ jektionskanal 13, der durch ein einen merklich kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Innenrohrs 5 aufwei­ sendes Rohr gebildet ist, erstreckt sich koaxial zum Turbu­ lenzrohr 1 und zum Innenrohr 5 durch eine entsprechende Öff­ nung des Deckels 2 hindurch und ragt über eine gewisse axiale Länge in das Innenrohr 5 hinein.

Wie aus der Funktionsdarstellung von Fig. 2 hervorgeht, wird das die Partikel enthaltende Gas über den tangentialen Zuführkanal 4, wie durch den Pfeil A symbolisiert, tangential in das Turbulenzrohr 1 eingeblasen, wodurch im radial äußeren Bereich des Turbulenzrohrs 1 eine rotierende Drallströmung entsteht, während sich im radial inneren Bereich des Turbu­ lenzrohrs 1 ein Unterdruck ausbildet. Gleichzeitig entsteht unter der Zugwirkung des Abzugs eine axiale Strömungskompo­ nente (Pfeil B in Fig. 2 (a)), so daß in dem zwischen der Mündung 12 und dem Abzug befindlichen Abschnitt des Turbu­ lenzrohrs 1 ein Hauptanteil A1 der von dem zugeführten Gas A erzeugten Drallströmung wendelförmig in Richtung des Abzuges fließt. Da sich das zum Abzug weisende Ende 11 des Innenrohrs 5 dabei in dem Unterdruckgebiet der Drallströmung A1 befin­ det, bildet sich in dem Innenrohr 5 ein Sog aus, der einen Teilstrom A2 absaugt, welcher sich wendelförmig und entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Hauptanteils A1 in dem freien Raum 8 zum deckelseitigen offenen Ende 10 des Innenrohrs 5 erstreckt und von dort aus im Innenraum 9 des Innenrohrs 5 zum Hauptanteil A1 zurückgeführt wird. Die mit dem Injektionskanal 13 versehene Ausführungsform ist zunächst gemäß Fig. 3 mit der anhand von Fig. 2 erläuterten Arbeitsweise funktionsgleich. Demzufolge sind in Fig. 3 für den Hauptanteil der Drallströmung und den dazu entgegengesetzt fließenden Teilstrom die gleichen Bezugszeichen verwendet. Darüber hinaus läßt Fig. 3 erkennen, daß der Injektionskanal 13 im Innenraum 9 des Innenrohrs 5 ebenfalls dem dort herrschenden Sog unterworfen ist, so daß ein bei C von außen zugeführtes Medium von der im Innenraum 9 herrschenden Längsströmung mitgeführt und beim Austritt aus dem offenen Ende 11 dem Hauptanteil der Drallströmung aufgegeben wird. Dieses Medium kann gasförmig, flüssig oder in geeigneter Feinverteilung auch fest sein. Insbesondere dient der Injektionskanal 13 im Falle von Rauchgas der Zuführung entgiftender Medien, beispielsweise Harnstoff zur Senkung des Stickoxidanteils.

Schließlich unterscheidet sich die in Fig. 4 darge­ stellte Ausführungsform von der in Fig. 1 dargestellten und in Fig. 3 erläuterten nur dadurch, daß der tangentiale Zu­ führkanal 4 unmittelbar im Anschluß an das mit dem Deckel 2 versehene Ende des Turbulenzrohrs 1 angeordnet ist, so daß im Gegensatz zu Fig. 3 das Turbulenzrohr 1 zwischen dem Deckel 2 und dem Zuführkanal 4 keinen Blindabschnitt aufweist.

Während bei allen dargestellten Ausführungsformen der Querschnitt des Turbulenzrohrs 1 und des Innenrohrs 5 jeweils kreisförmig ist, kommen auch alle davon abweichenden, insbe­ sondere runden Querschnittsformen in Betracht, die die Aus­ bildung der vorstehend erläuterten Drallströmung ermöglichen. Auch müssen das Turbulenzrohr 1 und das Innenrohr 5 nicht, wie dargestellt, axial streng geradlinig und horizontal ver­ laufen. Vielmehr kommen auch von der geraden Form abweichende Ausgestaltungen sowie Neigungswinkel gegen die Horizontale in Betracht, sofern sich nur die vorstehend beschriebene Drall­ strömung mit dem Hauptanteil A1 und dem Teilstrom A2 ein­ stellt und letzterer noch genügend stark ist, sich ablagernde Partikel mitzutragen und in der vorstehend beschriebenen Weise dem Hauptanteil AI zuzuführen. Dann ist stets sicherge­ stellt, daß das Turbulenzrohr 1 auch in seinem den tangen­ tialen Zuführkanal 4 aufweisenden Endbereich 3 von Ablagerun­ gen frei bleibt.

Bezugszeichenliste

1 Turbulenzrohr
2 Deckel
3 Endbereich
4 tangentialer Zuführkanal
5 Innenrohr
6 radiale Halter
8 freier Raum
9 Innenraum
10 Ende
11 Ende
12 Mündung
13 Injektionskanal

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Einleiten eines Partikel enthaltenden Gases, insbesondere eines Rauchgases, in einen Abzug, mit einem zum Abzug führenden Turbulenzrohr von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, in das in seinem dem Abzug abge­ wandten, stirnseitig abgeschlossenen Endbereich ein im we­ sentlichen tangentialer Zuführkanal für das Gas mündet, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mündung des Zuführ­ kanals (4) in dem Turbulenzrohr (1) ein sich längs dessen Längsachse erstreckendes, von dem Turbulenzrohr (1) radial beabstandetes und in seinen beiden Endbereichen (10, 11) of­ fenes Innenrohr (5) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (5) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und koaxial zum Turbulenzrohr (1) ange­ ordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenrohr (5) mit seinem zum Abzug weisen­ den offenen Endbereich (11) axial über die Mündung (12) des Zuführkanals (4) vorsteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Innenrohr (5) mit seinem dem Ab­ zug abgewandten offenen Endbereich (10) bis in die Nähe der abgeschlossenen Stirnseite (2) des Turbulenzrohres (1) er­ streckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (12) des Zuführkanals (4) in einem Abstand von der abgeschlossenen Stirnseite (2) des Tur­ bulenzrohres (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (12) des Zuführkanals (4) bündig mit der abgeschlossenen Stirnseite (2) des Turbulenz­ rohres (1) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der abgeschlossenen Stirnseite (2) des Turbulenzrohres (1) ein in das Innenrohr (5) gerichteter In­ jektionskanal (13) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektionskanal (13) durch ein die abgeschlossene Stirnseite (2) des Turbulenzrohrs (1) durchsetzendes, axial in das Innenrohr (5) ragendes Rohr gebildet ist, dessen Quer­ schnitt kleiner als der Querschnitt des Innenrohrs (5) ist.