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Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen, insbesondere von Rauchgasen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen, insbesondere von
Rauchgasen, durch Ausschleudern der Staubteilchen unter gleichzeitiger Wärmeabgabe
an ein Kühlmittel.
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Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Abgase zur Gewinnung
des Staubs durch einzelne Rohre geführt werden, die von einem Kühlmittel umspült
werden; weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen dem gesamten Gasstrom bei
seinem Eintritt in die Reinigungsvorrichtung eine Wirbelbewegung erteilt wird. Die
Abscheidung des Staubes erfolgt bei diesen bekannten Vorrichtungen durch elektrische
Einwirkung.
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Bei Vorrichtungen, auf die sich die Erfindung bezieht, erfolgt die
Reinigung der Abgase lediglich durch mechanische Ausschleuderung der Staubteilchen
unter gleichzeitiger Wärmeabgabe an ein Kühlmittel.
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Gemäß der Erfindung sind die von den Abgasen durchströmten Rohre,
die durch eine Absetzkammer hindurchgeführt sind, mit Wirbeleinbauten versehen und
besitzen an der einen Längsseite der Rohrwand eine nach der Absetzkammer führende
Schleuderöffnung, während der übrige Teil der Rohrwand als Kühlfläche ausgebildet
ist.
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Ein besonderer Vorteil dieser Bauart ist, daß der Staub trocken abgeführt
werden kann, denn es wird keine Wasserzuführung zur Staubabscheidung erfordert;
der Staub kann daher ohne weiteres der Verbrennung aufs neue zugeführt werden.
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Infolge der kleinen Abmessungen der einzelnen Rohre wird die in den
Abgasen enthaltene Wärme leicht und rasch an die Rohrwand abgegeben. Durch die Wirbelbewegung
wird diese Wärmeabgabe noch unterstützt, und die Staubteilchen werden unmittelbar
aus den Rohren herausbefördert. Die Rohre weisen eine sehr einfache Bauart auf,
so daß sie fabrikmäßig in großen Mengen hergestellt und leicht und schnell zusammengesetzt
werden können.
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Die in den Rohren vorgesehene Schleuderöffnung wird zweclsmäßig als
ein über die ganze Rohrlänge parallel zur Rohrachse laufender Schlitz ausgebildet,
und zwar werden vorzugsweise die beiden Kanten des Schlitzes in Richtung des Rohrradius
gegeneinander versetzt, um eine gerichtete Abführung des Staubs zu bewirken.
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Der als Kühlfläche dienende Teil der Rohrwand wird zweckmäßig von
einem im Querschnitt halbmondförmigen Mantelarm umschlossen.
der
von dem Kühlmantel durchströmt wird.
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Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen
nachstehend näher beschrieben.
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Abb. I, 2, 5 und 6 sind Ansichten verschiedener Bauarten von Rohren
zur Staubabscheidung und Wärmerückgewinnung bzw. Wärmespeicherung mit den zugehörigen
Grundrissen und (bei Abb. 5 und 6) Querschnitten.
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Abb. 3 und 4 sind schaubildliche Ansichten zweier Bauformen von Abteilen
oder Kammern zur Staubabscheidung und Wärmerückgewinnung, die eine Anzahl solcher
Rohre enthalten.
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Abb. 7 ist ein senkrechter Querschnitt eines mit Rohren nach Abb.
5 oder 6 ausgestatteten Gegenstromwärmeaustauschers.
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Die Vorrichtung zur gleichzeitigen Staubabscheidung und Wärmespeicherung-
gemäß der Erfindung besteht aus einer gewissen Anzahl von rohrförmigen Elementen,
die in Abteilungen oder Kammern vereinigt sind. Verschiedene Formen solcher Rohre
sind in den Abb. I, 2, 5 und 6 dargestellt.
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Abb. 1 zeigt ein Rohr zur Staubabscheidung. das aus einem Metallrohr
a besteht, das längs einer Erzeugenden iiber seine ganze Länge geschlitzt und zu
U einer Spirale aufgebogen ist, so daß zwischen seinen beiden freien Kanten eine
Längsöffnung oder ein Schlitz a1 bleibt. Im Innern des Rohres a ist ein Eisenstreifen
a2 angeordnet, der um sich in eine Schraubenform verdrillt ist. Die Verbrennungsgase
treten in das Rohr a ein und erhalten infolge des schraubenförmigen Streifens a2
eine wirbelnde Drehbewegung. Die Staubteilchen werden infolge ihrer Trägheit unter
der Wirkung der Zentrifugalkraft durch die Längsöffnung at ausgeschieden. Sie werden
mit Hilfe einer geneigten Platte aufgefangen, die für eine Mehrzahl solcher in eine
Abteilung oder Kammer vereinigter Rohre vorgesehen ist (Abb. 3 und).
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In einer abgeänderten-Ausführungsform Abb. 2) ist das Rohr a ebenfalls
bei a1 längs einer Erzeugenden geschlitzt, während ein schraubenförmig um sich selbst
gewundener Metalldraht a3 den Schlitz mehrfach kreuzt.
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Diese beiden Arten von Rohren können zur Wärmespeicherung bei Regeneratoren
verwendet werden. Die zu erwärmende Luft geht durch die Rohre hindurch, nachdem
sie von den heißen Verbrennungsgasen durchströmt und erhitzt worden sind, wobei
die Gase während ihres Durchgangs von ihrem Gehalt an Staub und Unverbranntem befreit
wurden.
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Bei den in Abb. 5 und 6 dargestellten Rohren ist außerhalb des Rohres
a ein Kanal a4 vorgesehen, der durch ein das Rohr a auf seiner ganzen Länge umgebendes
Rohr a gebildet wird. Dieser Kanal a4 dient dem Umlauf von Luft oder Wasser im Gegen-
oder Gleichstrom zu den Rauchgasen. Es tritt z. B. Luft oder Wasser kalt bei x ein
und tritt heiß bei xl aus, während die Verbrennungsgase bei y heiß eintreten und
bei y1 abgekühlt austreten. Staub und Unverbranntes, die durch die Längsöffnung
oder den Schlitz al entwichen sind, werden durch eine geneigte Platte b am unteren
Ende des Rohres a aufgefangen.
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Die Arbeitsweise der mit den beschriebenen Rohren ausgestatteten
Vorrichtungen beruht auf der Tatsache, daß der Gasstrom in dünne Fäden zerteilt
wird, und auf der Wirkung der Zentrifugalkraft. Die Staubteilchen werden infolge
ihrer größeren Trägheit aus den Gasen ausgeschleudert und durch die Öffnungen a1
aus den Rohren a herausgetrieben.
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Abb. 7 zeigt als Anwendungsbeispiel eine Vorrichtung zum Abscheiden
von Staub und Unverbranntem und zum Erhitzen von Luft oder Wasser nach dem Gegenstromprinzip
unter Verwendung von Rohren der in den Abb. 5 und 6 dargestellten und vorher beschriebenen
Arten. Diese Rohre sind innerhalb eines Gehäuses r in Gruppen angeordnet. Die heißen
Verbrennungsgase treten am unteren Ende der Vorrichtung bei r1 ein, laufen von unten
nach oben längs der Rohre a und verlassen das obere Ende der Vorrichtung bei r2,
nachdem sie an die Rohre a den größeren Teil ihrer Wärme in das Innere des von dem
Gehäuse 1 umschlossenen Raumes, der die Absetzkammer für den Staub bildet, ihren
Gehalt an Staub und Unverbranntem abgegeben haben. Der Staub wird von der geneigten
Platte b aufgefangen, die am unteren Ende der Vorrichtung angebracht ist, und fällt
durch eine seitliche Offnungsl in einen rohrförmigen Trog s, in dem ihn eine Förderschnecke
s2 nach der Stelle bringt, wo er verwendet werden soll. Die kalte Luft oder das
Wasser tritt in die Vorrichtung am oberen Ende bei ra ein, läuft von oben nach unten
rings um die Rohre a in den Kanälen a4, die oben an Hand der Abb. 5 und 6 beschrieben
wurden.