DEP0018952DA - Vorrichtung zum Abscheiden von in einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom, suspendierten festen Teilchen - Google Patents

Description

Es sind bereits Vorrichtungen zur Abscheidung von in einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom suspendierten festen Teilchen, insbesondere Staubabscheider, bekannt, bei denen dem Flüssigkeits- oder Gasstrom in einem zylindrischen oder schwachkegeligen Rohr von erheblich größerer Länge als Durchmesser, dem sogenannten Wirbelrohr, eine schraubenförmige Bewegung erteilt wird, wodurch sich die suspendierten festen Teilchen, bzw. der Staub, vor der inneren Wandung des Wirbelrohres ansammelt. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird der angesammelte Staub durch Oeffnungen der Rohrwand gemeinsam mit einem Teilstrom abgesaugt und dieser Teilstrom nach mehr oder weniger gründlicher Befreiung vom Staub in einer geeigneten Vorrichtung wie z.B. Absetzkasten, Prallplatten oder dgl. dem Hauptstrom vor dem Wirbelrohr wieder zugeführt.

Alle nach diesem Prinzip arbeitenden Abscheider haben sich jedoch infolge ärodynamischer Mängel und zu großer Kompliziertheit nicht durchzusetzen vermocht.

Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten Wirbelrohrabscheider durch wesentliche Verbesserungen zu beseitigen, deren Zusammenwirken die auf dem Wirbelrohr-Prinzip beruhenden Abscheider wettbewerbs- fähig zu machen geeignet ist.

Der Erfindung gemäß geschieht dies in erster Linie dadurch, daß das Wirbelrohr als im wesentlichen glattes, zylindrisches Rohr mit einem über seine ganze Länge von Einbauten freien Querschnitt ausgebildet ist, das lediglich durch die Absaugeöffnung unterbrochen wird. Durch diese Ausbildung wird das Wirbelrohr einmal in der Herstellung besonders billig und außerdem ist dann die Störung der Abscheidung durch Turbulenz am geringsten, womit der Wirkungsgrad der Anordnung sich wesentlich erhöht. Eine weitere Verbilligung kann dadurch erreicht werden, daß das Wirbelrohr im Zuge einer sowie nötigen Flüssigkeits- bzw. Gasleitung verlegt wird. Diesem glatten Wirbelrohr wird der zu reinigende Flüssigkeits- oder Gasstrom bereits mit einer Drallbewegung bzw. in Drallrichtung zugeführt. Die Drehströmung wird hierbei in üblicher Weise durch dem Wirbelrohr vorgeschaltete geeignete Einrichtungen, Z.B. Achsialgebläse oder Leitschaufel-Anordnung oder durch tangentiale Einblasung erzeugt. Eine besondere Vereinfachung ergibt sich dann, wenn an sich in der Leitung ein Gebläse erforderlich ist, das dann als Achsialgebläse ausgebildet und unmittelbar vor das Wirbelrohr gesetzt werden kann, sodaß der Drall des aus dem Gebläse austretenden Gases, welcher sonst einen Verlust dargestellt - zweckmäßig durch eine Verengung verstärkt - zur Staubabscheidung herangezogen wird.

Eine Verringerung der Druckverluste des Wirbelrohres ist im übrigen durch Umwandlung der Drallenergie der aus dem Wirbelrohr austretenden Luft in Druck mittels einer der hierzu bekannten Vorrichtungen z.B. Leitrad oder Schnecke, möglich. Die für den Nebenkreislauf zur Verfügung stehende Energie kann der weiteren Erfindung gemäß durch Ausbildung der Saugöffnungen als Diffusor, vorzugsweise Fangdiffusor, erreicht werden. Diese Fangdiffusoren haben bekanntlich höchsten Wirkungsgrad und bei gleicher Durchflußmenge den größten Querschnitt, sind also am wenigsten dem Zusetzen ausgesetzt.

Zur Erreichung eines guten Wirkungsgrades wäre es erforderlich, daß jede Absaugöffnung gleiche Absaugmengen verarbeitet, bzw. daß sich diese nach bestimmter Gesetzmäßigkeit zueinander verhalten. Bei den bekannten Ausführungsformen des Wirbelrohrabscheiders ist dies aber nicht gewährleistet; es sind vielmehr teilweise sogar Rückströmungen zu erwarten.

Der Erfindung gemäß wird dieser Nachteil der bekannten Einrichtungen dadurch vermieden, daß entweder der Nebenstromsammler den gleichen Druckverlust wie das Wirbelrohr hat, oder durch verschiedene Ausbildung der Absaugöffnungen oder durch Drosseln hinter jeder Absaugöffnung die Absaugmenge nach Wunsch gesteuert wird.

Eine weitere Verbesserung der Abscheidung bei Staubabscheidern ist im übrigen durch Vereinigung des Wirbelrohrabscheiders mit einem in seiner Achse aufgehängten elektrisch geladenen Sprühdraht möglich.

Bei Verwendung einer Waschflüssigkeit besteht die Möglichkeit dieselbe durch den Nebenkreislauf ohne Zusatzpumpe im Kreislauf zu bewegen. Ferner kann man dem Wirbelrohr eine schnelle Rotationsbewegung zusätzlich erteilen.

Gegenüber dem bekannten rotierenden Rohr mit Staubabfuhr am Ende stellt es eine wesentliche Verbesserung dar, den Staub nach dem Wirbelrohr-Prinzip an mehreren Stellen gemeinsam mit einem Nebenluftstrom abzusaugen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigt

Abb. 1 einen Wirbelrohrabscheider für kleinere Mengen, z.B. für einen Fahrzeuggenerator im Schnitt

Abb. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A der Abb. 1

Abb. 3 die Anordnung eines Wirbelrohrabscheiders im Zuge einer Rohrleitung,

Abb. 4 einen Wirbelrohrabscheider mit Gebläse und Waschflüssigkeit.

Gemäß Abb. 1 tritt das Rohgas durch den Stutzen 1 in das Wirbelrohr 2 ein und verläßt dasselbe gereinigt durch den Ringraum 3 und den Diffusor 4. Durch den tangentialen Eintritt erhält das Rohgas eine schraubenförmige Bewegung, durch deren Zentrifugalwirkung sich der mitgeführte Staub an der inneren Wandung des Wirbelrohrs 2 angesammelt. Von hier aus wird er mit einem Teil des Gases durch die Absaugöffnungen 5 in den Nebenstromsammler 6 gesaugt, der das Wirbelrohr 2 konzentrisch umgibt. In dem Nebenstromsammler 6 wird der Staub nach Art eines Zyklons ausgeschieden und in dem unterhalb angeordneten Staubsammler 7 niedergeschlagen. Das Nebenstromgas wird dem Wirbelrohr 2 im Wirbelkern als der Stelle niedrigsten Druckes durch die Oeffnung 8 wieder zugeführt. Das zwischen Nebenstromsammler 6 und Staubsammler 7 angeordnete Wirbelkreuz 9 verhindert ein Aufwirbeln des bereits niedergeschlagenen Staubes.

In der Abb. 2 ist die Ausbildung der Absaugöffnungen 5 als Fangdiffusoren durch entsprechende tangentiale Auf- bzw. Abbiegung der Wirbelrohrwand dargestellt. Zum Ausgleich des Druckabfalles im Zuge der Strömung sind die Oeffnungen bzw. Diffusoren verschieden stark aufgebogen.

Gemäß Abb. 3 ist der Wirbelrohrabscheider 10 im Zug einer Rohrleitung 11 angeordnet. Durch die achsialen Leitschaufeln 12 erhält das Gas den erforderlichen Drall. Durch die Absaugstützen 13 und den Sammler 14 wird der staubreiche Nebenstrom dem Absetzkasten 15 zugeführt. Von dort wird das mehr oder weniger gut entstaubte Nebenstromgas dem Hauptstrom an einer Stelle niedrigen Druckes - hier einem Venturi-Rohr 16 wieder zugeführt.

In Abb. 4 ist ein Wirbelrohrabscheider beispielsweise dargestellt, der mit Gebläse und unter Verwendung einer Waschflüssigkeit arbeitet. Das Achsialgebläse 17, das zur Förderung der Luft dient, erzeugt gleichzeitig den Drall, der verstärkt durch bei Verengung 18 die Abscheidung an der Wandung des Wirbelrohrs 19 bewirkt. Durch die Oeffnungen bzw. Diffusoren 20 der Wirbelrohrwandung wird ein Gemisch von Luft, Waschflüssigkeit und Staub abgesaugt. Dieses Gemisch gelangt durch die Sammelleitung 21 in den Absetzkasten 22, wo die schmutzige Waschflüssigkeit mit Unterstützung von Prallplatten niedergeschlagen und die Nebenstromluft beladen mit gereinigter Waschflüssigkeit dem Hauptstrom vor dem Gebläse 17 durch das Rohr 23 wieder zugeführt wird. Das Gebläserad sorgt hierbei für feinste Verteilung der Waschflüssigkeit.

Claims (12)

1.) Vorrichtung zum Abscheiden von in einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom suspendierten festen Teilchen, deren spezif. Gewicht größer ist als das der Trägermittels, mittels eines Wirbelrohres, in welchem eine schraubenförmige Strömung erzeugt und ein Teilstrom zusammen mit den ausgeschleuderten Teilchen durch Oeffnungen in der Wirbelrohrwand abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelrohr als im wesentlichen glattes, zylindrisches Rohr mit über sein Länge von Einbauten freien Querschnitten ausgebildet ist.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Gas- oder Flüssigkeitsstrom bereits mit einer Drallbewegung bzw. in Drallrichtung zugeführt wird.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung im Wirbelrohr durch in der Zuführungsleitung vorgeschaltete Achsialgebläse oder Leitschaufelanordnungen erzeugt wird.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Drallenergie der aus dem Wirbelrohr austretenden Strömungen durch an sich bekannte Vorrichtungen wie Leitrad, Schnecke oder dgl. in Druck umgesetzt wird.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen in der Wirbelrohrwandung als Diffusoren, insbesondere als Fangdiffusoren ausgebildet sind.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Fangdiffusoren durch Auf- bzw. Abbiegen der Rohrwand (in Strömungsrichtung bzw. tangential zum Umfang) gebildet sind.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1-6, bei welcher der abgesaugte Nebenstrom nach Abscheidung der suspendierten Teilchen dem Hauptstrom wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstromsammler gleiche Strömungsrichtung und gleichen Druckverlust hat wie das Wirbelrohr.

8.) Vorrichtung nach Anspruch 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen in der Wandung des Wirbelrohres mit Drosseln versehen sind.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnungen in der Wandung des Wirbelrohres so ausgebildet sind, daß sie verschiedene Stauwirkung besitzen.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 1-9 dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstrom zur Erzeugung einer Kreislaufbewegung einer Waschflüssigkeit benutzt wird.

11.) Vorrichtung nach Anspruch 1-10, insbesondere zur Reinigung von Gasen, gekennzeichnet durch eine achsial im Wirbelrohr angeordneten elektrisch geladenen Sprühdraht.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 1-11 dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelrohr um seine Längsachse rotiert.