DE8305657U1 - Vorrichtung zum abscheiden von fremdstoffen aus einem gasstrom - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Abscheiden von Fremdstoffen aus einem Gasstrom

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Gestalt einer querdurchstrombaren Wand zum Abscheiden von Fremdstoffen aus einem Gasstrom mit

Leitflächen, die in Anströmrichtung sich verengende, den Gasstrom bündelnde Eintrittskanäle bilden und in je einem hinteren Rand enden,

- und konkaven Prallflächen, die in bezug zu den Leitflächen auf Lücke angeordnet und mit Abstand um deren hinteren Rand herumgewölbt sind, so daß sie den Gasstrom auf die Rückseite der Leitflächen lenken, und zwischen sich Austrittskanäle freilassen, durch die der Gasstrom zumindest annähernd parallel zur Anströmrichtung austritt.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung (DE 26 41 765 C3 und DE 26 59 647 Al) sind die Leit- und Prallflächen von geraden, 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

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Reinigungsflüssigkeit versprühen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abscheidewirkung einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu verbessern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leitflächen und Prallflächen zumindest annähernd rotationssymmetrisch gestaltet und paarweise gleichachsig angeordnet sind. Dies bedeutet, daß der hintere Rand, in dem jede Leitfläche endet, ein ringförmiger innerer Rand ist, und daß die zugehörige Prallfläche in einem ringförmigen äußeren Rand endet.

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 ebenfalls äußere ringförmige Rand der zugehörigen Prallfläche, über den das Gas im wesentlichen radial hinwegströmen muß, eine erheblich größere Länge hat als der innere Rand der Leitfläche.

Bei genau rotationssymmetrischer Gestaltung der Leit-■und Prallflächen sind der ringförmige innere Rand jeder Leitfläche und der ringförmige äußere Rand der zughörigen Prallfläche konzentrische Kreise. Es können aber gewisse Abweichungen von einer genau rotationssymmetrischen Gestaltung zugelassen werden; die inneren Ränder der Leitflächen und die äußeren Ränder der Prallflächen können beispielsweise regelmäßige Polygone, insbesondere Sechsecke sein.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weisen die Prallflächen je einen axialen Vorsprung auf, der sich entgegen der Anströmrichtung verjüngt, insbesondere der-

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art, daß er in den zugehörigen Eintrittskanal hineinragt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in bekannter Weise (DE 26 59 647 Al) mit Düsen zum Versprühen einer Flüssigkeit in den Gasstrom und/oder auf die Prallflächen ausgestattet sein. Dabei sind die Düsen erfindungsgemäß in den Endbereichen der Vorsprünge angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Flüssigkeit besonders gleichmäßig in dem Gasstrom zu verteilen. Vorzugsweise sind die Düsen hinter je einer kegelförmigen Kappe angeordnet, wodurch sie dagegen geschützt sind, von Fremdstoffteilchen im ankommenden Gasstrom verschmutzt zu werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können, ebenso wie bei den beschriebenen bekannten Vorrichtungen, die Prallflächen zusammen mit je einer hinter ihnen 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 Vorsprungs 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.

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 jeder Prallfläche und einer ebenfalls rota-

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tionssyinmetrisch gestalteten und gleichachsig mit den zugehörigen Leit- und Prallflächen angeordneten Auffangfläche ein ringförmiger Spalt zum Auffangen abgeschiedener 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.

Die erfindungesgemäßen Leit- und Prallflächen haben schon wegen ihrer im wesentlichen rotationssymmetrischen Gestaltung eine hohe Eigensteifigkeit, so daß sie, im Gegensatz zu den iinnenförmigen Leit- und Prallflächen der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen, kaum zum Dröhnen oder Klappern neigen. Damit darüber hinaus Strömungsgeräusche möglichst vollständig beseitigt werden, sind die Prallflächen vorzugsweise an je 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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiterer; Einzelheiten beschrieben. Es zeigt:
Fig.l einen senkrechten axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Naßabscheiden staubförmiger

Fremdstoffe aus einem Luftstrom, Fig.2 die Teilvorderansicht der Vorrichtung gemäß Pteil XI in Fig.l,

Fig.3 die Teilrückansicht gemäß Pfeil III in Fig.l, Fig.4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.l, Fig.5 einen der Fig.4 entsprechenden Ausschnitt einer Vorrichtung zum Kondensieren verdampfter Fremdstoffe und zum Rückgewinnen von Wärme aus einem Luftstrom,

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Fig.6 einen der Fig.4 entsprechenden Ausschnitt einer Vorrichtung zum Trockenabscheiden staubförmiger Fremdstoffe aus einem Luftstrom, und

Fig.7 den Schnitt VII-VII in Fig.6.

Die in Fig.l bis 4 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 Leitflachen 14 sind in Bezug auf je eine Achse A rotationssymmetrisch und enden in je einer kreisförmigen inneren Rand 18. Die Achsen A sind zueinander parallel in gleichen Abständen voneinander angeordnet.

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 zugehörigen 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 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 jedem inneren Rand 18 und dem zugehörigen äußeren Rand ein bedeutend erweiterter Ringraurn.

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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 einon .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.

Rings um jede Prallwand 22 und gleichachsig mit dieser ist eine Auffangfläche 42 aus korossionsbeständigem Blech von außen nach innen um den äußeren 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.

Bei der in Figd bis 4 dargestellten Vorrichtung ist in ρ 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 angeord

net, an deren Ende eine ringförmige Düse 56 ausgebildet vorne, 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 ring-

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förmigen 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 schar-

fen ringförmigen Strahl aus der Düse 56 austritt, und

ι? die aus der Düse 52 ausgetretene Flüssigkeit fein zer

stäubt.

Die in Fig.l bis 4 dargestellte Vorrichtung ist Bestandteil einer Lüftungsanlage, deren weitere Bestandteile in bekannter Weise gestaltet und deshalb nicht dargestellt sind. Die Luft, die beispielsweise von Staub- und Fettpartikeln gereinigt werden soll, strömt in Richtung des Pfeils II in Fig.l heran, gelangt in die Eintrittskanale 16, in denen sie bis zu deren innerem Rand 18 stark beschleunigt wird, um dann einer starken Wirbel zwischen der Rückseite der betreffenden Leitfläche 14 und der zugehörigen Prallfläche 20 zu bilden. Die in Form des Flüssigkeitsschirms 60 versprühte Flüssigkeit wird in diesem Wirbel fein verteilt, so daß die Staub- und Fettpartikel sich an Flüssigkeitstrcpfchen 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 ctrömt 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.

Die in Fig.5 in einem Ausschnitt dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig.l bis 4 darge-

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stellten im wesentlichen dadurch, daß die Prallwand 22 an einer Zwischenwand 62 des Stützkörpers 30 abgestützt ist, und dieser eine Rückwand 64 aufweist. Die Zwischenwand 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 die Zulaufleitung 50 wird ein Kühlmittel innerhalb des Vorsprungs 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 die weitere Leitung 54, 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.

Wenn weder eine Kühlung noch ein Besprühen mit einer Flüssigkeit nötig ist, kann die axiale Bohrung 28 gemäß Fig.6 und 7 entfallen. Bei allen Ausführungsformen, besonders aber bei dem Trockenabscheider gemäß Fig. 6 und 7, 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.

Claims (10)

1. Vorrichtung in Gestalt einer querdurchströmbaren Wand ium Abscheiden von Fremdstoffen aus einem Gasstrom mit

- Leitflächen (14), die in Anströmrichtung sich verengende Eintrittskanäle (16) bilden und in je einem hinteren Rand (18) enden,

- und konkaven Prallflächen (20) , die in Bezug zu den Leitflächen (14) auf Lücke angeordnet und mit Abstand um deren hinteren Rand (18) herumgewölbt sind, fo daß sie den Gasstrom auf die Rückseite der Leitflächen (14) lenken und zwischen sich Au^trittskanäle (40) freilassen, durch die der Gasstrom zumindest annähernd parallel zur Anströmrichtung austritt,

dadurch gekennzeichnet , daß die Leitflächen (14) und Prallflächen (20) zumindest annähernd rotationssymmetrisch gestaltet und paarweise gleichachsig angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Prallflächen (20) je einen axialen Vorsprung (26) aufweisen, der sich entgegen der Anströmrichtung verjüngt.

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j

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß der Vorsprung (26) in den zugehörigen Eintrittskanal

(16) hineinragt.

f

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit Düsen (52,56)

zum Versprühen einer Flüssigkeit (16) in den Gasstrom

und/oder auf die Prallflächen (20), dadurch gekennzeichnet , daß die Düsen (52,56) in den Endbereichen der Vorsprünge

(26) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 ,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die Düsen (52,56) hinter je einer kegelförmigen Kappe (58) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, deren Prallflächen (20) zusammen mit je einer hinter ihnen angeordneten Rückwand (64) ähnlicher Form einen Hohlraum (66) begrenzen, der von einem Heiz- oder Kühlmittel durchströmbar ist,

dadurch gekennzeichnet , daß im Endbereich jedes Vorsprungs (26) eine Zulaufleitung (50) für das Heiz- oder Kühlmittel in den Hohl~ raum (66) mündet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ,

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.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem radial äußeren Rand (24) jeder Prallfläche (20) und einer ebenfalls rotationssymmetrisch gestalteten und gleichachsig mit den zugehörigen Leit- und Prallflächen (14,20) angeordneten Auffangfläche (42) ein ringförmiger Spalt (44) zum Auffangen abgeschiedener Freiodstoffe ausgebildet und an eine Sammelkamner (46) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Prallflächen (20) an je einem Stützkörper (30) aus Dämmstoff abgestützt sind, äer ebenfalls im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet ist und an seiner Rückseite einen Zapfen (32) aufweist, mit dem er an einem rasterartig unterteilten Rahmen (10) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Sammelkammer (46) im Stützkörper (30) ausgebildet ist.