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Einrichtung zum Befeuchten eines Gases Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung zum Befeuchten eines Gases in einer vom Gas von .unten nach oben durchströmten
aufrecht stehenden, vorzugsweise zylindrischen. Kammer mit vorzugsweise tangential
gerichteter Gaseintrittsöffnung .in Bodennähe und radial gerichteter Gasaustrittsöffnung
im Oberteil der Kammer .und mit einer im Innern der Kammer zwischen den beiden Öffnungen
angeordneten Vorrichtung zum Zerstäuben einer Flüssigkeit. Die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb der Kammer ein den Kammerquerschnitt nach oben trichterförmig
verjüngender, also kegelstumpfförmiger Einsatzkörper mit seiner großen Öffnung an
der Kammerseitenwand mit Abstand unterhalb der Unterkante der angesetzt ist und
daß die mit Abstand über der kleinen Öffnung des Einsatzkörpers liegende obere Kammerwand
gegen die durch die Mitte der Gasaustrittsöffnung gehende Erzeugende der Kammerseitenwand
nach unten geneigt ist und daß der Raum oberhalb des Einsatzkörpers durch mindestens
eine im Einsatzkörper in der Höhe zwischen Unterkante der Gasaustrittsöffnung und
Unterkante des Einsatzkörpers liegende überlauföffnung mit einem Flüssigkeitsbehälter
verbunden ist.
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Bei Einrichtungen mit den Merkmalen der Erfindung wird ein Mitreißen
von Flüssigkeitstropfen, insbesondere beim Durchsatz großer Gasmengen
mit
großer Geschwindigkeit und nahezu voller Sättigung verhindert. Der Einsatzkörper
leitet das aus dem Zerstäubungsraum kommende Gas unter Beschleunigung gegen die
einen Abschluß bildende obere Kammerwand, auf deren als Prallfläche wirkenden Oberfläche
mitgerissene Flüssigkeitstropfen durch Umlenkung der Gasströmung ausgeschieden werden
und sich filmartig ausbreiten. Durch Schrägstellung dieser Prallfläche wird erreicht,
daß sich auf ihr bildende Tropfen nicht wieder in den Gasstrom fallen können, sondern
in einen Raum fallen, in dem nahezu keine Strömung herrscht, so daß sie nicht wieder
vom Gasstrom erfaßt werden können.
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Es ist bereits bekannt, in einer von unten nach oben durchströmten,
aufrecht stehenden Kammer, in der eine Befeuchtung erfolgt, einen nach oben, trichterförmig
sich verjüngenden Einsatzkörper vorzusehen; dieser und das durch ihn bewirkte Beschleunigen
der Strömung soll jedoch lediglich zu befeuchtende-Luft durch einen den Einsatz
ejektorartig umgebenden Spalt ansaugen. Das Mitreißen von Flüssigkeitstropfen wird
dabei nicht verhindert. Es ist ferner auch bekannt, befeuchtete Luft durch einen
porösen oder durch einen mit D.urchtrittsöffnungen versehenen Wasserabscheider zu
führen, um mitgerissene Flüssigkeitstropfen zurückzuhalten, gegebenenfalls auch
unter anschließender Umlenkung- der Strömung. Ein solcher Wasserabscheider, der
einen Strömungswiderstand bildet, erübrigt sich bei der Einrichtung nach der Erfindung.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Befeuchtungseinrichtung
nach der Erfindung dargestellt.
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Die aufrecht im Raum stehende zylinderförmige Kammer i weist eine
Eintrittsöffnung 2 für das zu behandelnde Gas.auf; die Öffnung ist tangential zur
Seitenwand der Kammer gerichtet. Im Oberteil der Kammer im Abstand von der Gaseintrittsöffnung
2 ist eine Austrittsöffnung 3 angeordnet, die radial gerichtet ist. Ein nicht gezeichneter
Ventilator sorgt für die kontinuierliche Förderung des Gases. Die Einrichtung kann
entweder auf der Saugseite oder auf der Druckseite an den Ventilator angeschlossen
sein. Im Innern der Kammer befinden sich Düsen q. zum Zerstäuben der Flüssigkeit.
Die Düsen sind in zwei horizontalen, mit Abstand übereinanderliegenden Ebenen angeordnet,
und die Sprührichtung der Düsengruppen beider Ebenen ist gegeneinander gerichtet.
Die Düsen jeder Ebene sind an ringförmige Leitungen 5, 6 angeschlossen, die durch
die Leitung 7 miteinander verbunden sind. Die zu, zerstäubende Flüssigkeit wird
der Leitung 7 ,unter erhöhtem Druck durch eine Leitung 8, die an eine nicht gezeichnete
Förderpumpe angeschlossen ist, zugeführt. Die untere Leitung 5 liegt etwas unterhalb
der unteren Kante der Eintrittsöffnung 2 und die Leitung 6 unterhalb der unteren
Kante des Einsatzkörpers 9.
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Zwischen derunteren Kante der Austrittsöffnung 3 und der oberen Düsengruppe
schließt die Wand des Einsatzkörpers 9 gasdicht an die Seitenwand der Kammer i an.
Der Einsatzkörper 9 ist kegelstumpfförmig. Damit verjüngt sich der Kammerquerschnitt
nach oben trichterförmig. Der Einsatzkörper 9 weist Leitplatten io auf, die parallel
zur Achse der Kammer i verlaufen. Die kleine Öffnung i i des Einsatzkörpers ist
gegen die ebene, obere Kammerwand 12 gerichtet. Diese Wand ist so gestellt, daß
sie mit der durch die Mitte der Gasaustrittsöffnung 3 führenden Erzeugenden der
Ka-mmerseitenwand einen Winkel von 7o bis 85° einschließt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende. Das zu behandelnde
Gas tritt mit erhöhter Geschwindigkeit, beispielsweise von 6 m/s, durch die Eintrittsöffnung
2 in die Kammer i ein. Durch die tangentiale Eintrittsrichtung wird eine kräftige
Rotationsströmung verursacht, die sich schraubenlinienförmig nach oben fortsetzt.
Hierbei kommt das Gas mit der in den Düsen. q. zerstäubten Flüssigkeit in Berührung.
Das Gas wird dabei einer intensiven Waschung unterworfen. Dabei kann gleichzeitig
ein Teil der Flüssigkeit im Gas verdampfen. Vom Gas mitgerissene, nicht zerstäubte
oder verdampfte Flüssigkeitströpfchen werden hifolge Zentrifugalwirkung gegen die
Seitenwand der Kammer i geschleudert und fließen auf den Boden der Kammer nieder.
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Im Bereich der unteren Öffnung des Einsatzkörpers g erfolgt eine Überführung.
der Rotationsströmung in eine Strömung, .die parallel zur Achse der Kammer i verläuft.
Zugleich bewirkt der nach oben sich trichterförmig verjüngende Einsatzkörper, daß
das Gas unter Beschleunigung gegen die obere Kammerwand 12 geleitet wird. Im Bereich
der Rotationsströmung noch nicht ausgeschiedene Flüssigkeitstropfen werden daher
mit erhöhter Geschwindigkeit gegen die obere Kammerwand geschleudert. Beim Aufprallen
werden. die Flüssigkeitstropfen in kleinste Partikel zerlegt, die entweder vom Gas
aufgenommen werden oder infolge der Neigung der oberen Kammerwand zur Seitenwand
der Kammer i abfließen. Nach dem Aufprallen auf die obere Kammerwand strömt das
Gas unter scharfer Umlenkung durch den Raum zwischen Einsatzkörper und Kammerseitenwand
in die Austrittsöffnung 3.
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Eine besonders wirkungsvolle Abscheidung von Flüssigkeitstropfen ergibt
sich dann, wenn der kleinste Öffnungsquerschnitt des Einsatzkörpers das
0,25- bis o,5fache des Kammerquerschnitts und der Öffnungswinkel des Einsatzkörpers
50 bis 70° beträgt.
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Die von der Wand 12 abfließende Flüssigkeit sammelt sich unten im
Raum zwischen Einsatzkörper und Kammerseitenwand. Aus diesem Raum wird sie durch
Leitungen 13 in den Sammelraum am Boden der Kammer abgeführt. Die sich am Boden
sammelnde Flüssigkeit gelangt über ein Filter 1q. in das Gefäß 15 und kann anschließend
durch die Leitung 16 abgeführt und beispielsweise der Förderpumpe für die Flüssigkeitszufuhr
in die Düsen q. zugeführt werden. Als Ersatz für die vom Gas aufgenommene Flüssigkeit
muß der Pumpe ständig neue Flüssigkeit zugeführt werden.
Die erfindungsgemäße
Einrichtung zeichnet sich durch eine kompakte, einfache Bauweise aus. Die bauliche
Anordnung gewährleistet eine intensive Behandlung des Gases mit der Flüssigkeit,
ohne daß die Gefahr besteht, da!ß trotz großer Durchsatzgeschwindigkeiten Flüssigkeitstropfen
mitgerissen werden und sich in der Einrichtung nachgeschalteten Apparaten störend
bemerkbar machen können. Die Einrichtung eignet sich in besonderem Maße zum Waschen
und Befeuchten von Luft mit Wasser für Klimaanlagen. Die Einrichtung ermöglicht,
große Luftmengen bei großen Durchsatzgeschwindigkeiten auf volle Sättigung zu befeuchten
und gleichzeitig sämtliche im Luftstrom mitgeführten Fremdkörper auszuwaschen.