EP2417393B1 - Rohr mit leitelement - Google Patents

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EP2417393B1
EP2417393B1 EP10718844.3A EP10718844A EP2417393B1 EP 2417393 B1 EP2417393 B1 EP 2417393B1 EP 10718844 A EP10718844 A EP 10718844A EP 2417393 B1 EP2417393 B1 EP 2417393B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide element
tube
tube according
wall
pipe
Prior art date
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Active
Application number
EP10718844.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2417393A1 (de
Inventor
Matthias Jansen
Peter Wandres
Joachim Frahm
Roland Krauss
Helmut Kanka
Jürgen Schmitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Munters Euroform GmbH and Co KG
Original Assignee
Carl Munters Euroform GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Munters Euroform GmbH and Co KG filed Critical Carl Munters Euroform GmbH and Co KG
Publication of EP2417393A1 publication Critical patent/EP2417393A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2417393B1 publication Critical patent/EP2417393B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J13/00—Fittings for chimneys or flues 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/003—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in flue gas ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/08—Helical or twisted baffles or deflectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249922—Embodying intertwined or helical component[s]

Definitions

  • the present invention relates to a pipe for the passage or discharge of wet gases, in particular for the implementation or discharge of a wet-scrubbing flue gases, having the features of the preamble of claim 1.
  • wet scrubbers for example wet scrubbers of flue gases
  • reheating devices in the form of heat exchangers or by direct introduction of energy by means of gas burners have been used to promote the wet gas through large chimneys up to 400 m high. In this way, the ejection of coarse drops from the chimney that fall to the ground in the immediate vicinity of the chimney should be prevented.
  • these facilities are very expensive and maintenance-intensive or require a lot of energy.
  • a condensation chimney is described, wherein the wet, cold, condensing chimney has an outer chimney wall, in the interior of which an inner tube is arranged.
  • an inner tube is used as the inner tube.
  • an arrangement for generating a helical flow of flue gases comprising a pipe according to the preamble of claim 1.
  • the tube has on its inner wall a helically shaped guide element which imparts a helical movement to the flue gas moving through the tube. This should be removed in the flue gas entrained foreign particles.
  • the US 5,411,013 A describes a flue gas insert with a helical guide element, which should serve to improve the efficiency of the associated furnace.
  • the present invention has for its object to provide a tube in which a drop entrainment or drop ejection is prevented or reduced by particularly simple means with low energy loss.
  • the gas flow is set in rotation by the arranged on the inner wall of the tube helical guide, that in the gas flow entrained droplets pass through the centrifugal acceleration of the rotating gas flow to the inner wall of the tube and can be discharged there targeted and flow-calm
  • the proposed guide therefore fulfills a dual function. On the one hand, it imparts a rotational movement or screw movement to the gas flow and, on the other hand, the guide element serves for catching and discharging the liquid drops collected on the tube inner wall.
  • the proposed guide element brings with it the advantage that the energy loss resulting from its arrangement the gas flow is low and in particular substantially lower than in conventional axial cyclones.
  • the tube has on its inner wall between adjacent guide element sections a film trap for the liquid film pushed along the tube inner wall. If, in fact, the gas flow has set in rotation, high tangential velocities can occur in the marginal region, which then can drive the liquid film helically upwards on the underside of the guide element. This effect is intended by the intended. Film trap can be prevented.
  • the film trap can for example be formed by an axially extending planar or curved web.
  • the curved land is concave with respect to the direction in which the liquid film is shifted to serve as a catch.
  • the film trap are preferably associated with one or more drain pipes, so that the collected liquid can be removed from the pipe or from the pipe.
  • the film trap is formed by an axially extending drain pipe into which the guide element opens or which is crossed by the guide element.
  • the discharge pipe arranged on the inner wall of the pipe forms a film trap with its outer contour and at the same time serves to discharge the liquid film on its outer contour, which at the points at which the drain pipe is interrupted and bridges the guide element, into the drain pipe together with that from the guide element discharged liquid is introduced.
  • the drainage pipe bridges the region of the guide element with the aid of a pipe constriction so that both the liquid located in the drainage pipe at this point and the liquid running down the outer contour of the pipe and the liquid discharged from the guide element are introduced into the drainage pipe can be.
  • the pipe constriction designed as an upper retraction element permits the liquid of the guide element to flow into the lower pipe section in addition to itself.
  • This embodiment of a film trap has the advantage that no additional drainpipe is required.
  • the tube has a gas flow guide section below the baffle to promote the desired helical gas flow.
  • the guide element can extend over the entire length or only over a part of the total length of the tube.
  • the guide element runs helically over the inner wall of the tube and is suitably fixed thereto or formed integrally therewith (by welding).
  • the guide element has a width of 1/80 D to 1/5 D, where D is the inner diameter of the tube. Particularly preferably, a width of 1/20 D is used.
  • the guide element therefore preferably extends in the interior of the tube maximally over a distance inwards, which accounts for 10% of the inner diameter of the tube. On, in this way an excessive loss of energy of the gas flow is prevented.
  • this is preferably in a range of 1/2 D - 10 D, wherein a pitch of 1/2 D is particularly preferably used. Since the guide element simultaneously serves to drain off the liquid drops collected on the tube inner wall, The pitch should be chosen so that proper liquid removal is ensured.
  • the inclination of the guide element from the pipe center to the inner wall of the tube 0 ° - 60 °.
  • a preferred inclination angle is 7 °.
  • the guide element may also have an inclination of 0 °, a certain inclination from the center to the inner wall is preferred, so that a kind of liquid channel is formed, via which the discharge of the liquid is possible without this dripping into the interior space between the guide element and thereby there is a risk of dripping.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the inner edge of the guide element is folded over, preferably in the gas flow direction. As a result, a downstream turbulence of the flow is prevented behind the guide element.
  • This arrangement also serves to reduce the pressure loss of the system, as well as to prevent re-entry of liquid into the main flow and thus avoid Tropfenmitrisse.
  • the height of the fold is preferably 1/200 D - 1/40 D.
  • the guide element may be a plate-shaped planar element.
  • embodiments are also possible which are structured in cross section.
  • an embodiment is preferred in which the guide element is formed concave over its width, which favors the liquid removal particularly. Convex configurations are also possible. Planar to concave embodiments are preferred.
  • the guide element expediently has at least one weir provided with a drainage channel.
  • This weir is used for liquid removal, wherein it jams the corresponding liquid, which is then discharged via a drain channel, which preferably extends through the wall of the tube to the outside.
  • weirs are installed with drainage channels distributed over the entire height of the tube and thus the guide element, wherein the drainage channels are preferably submerged via siphons. In this way, a discharge of the collected liquid at different levels of the tube, so that it is avoided that collected liquid enters the downflow back into the main flow into the interior.
  • the tube inner wall may also be formed by an inner tube arranged in an outer housing, on which the guide element is fixed detachably or non-detachably.
  • Inner tube and guide element can form a structural unit which is inserted into an outer housing.
  • such an inner tube also have several alsrechetzbare sections.
  • the inventively designed tube is used to carry out or for the removal of gases.
  • the measures taken in accordance with the invention serve to prevent entrainment of droplets in the gas flow or droplet ejection or droplet ejection when the pipe discharges the gas into the atmosphere.
  • the provided with the guide element Pipe can also be referred to as a kind of pre-separator (especially in closed pipe systems).
  • the tube is designed as a wet chimney here is the task in the foreground to prevent drop ejection of Nasskamines.
  • the tube formed according to the invention is preferably a vertically arranged tube. However, this does not exclude that the tube can also be designed as horizontally or obliquely arranged tube. In any case, the invention is generally suitable for any type of pipeline that serves to carry or remove wet gases.
  • the guide element may be releasably secured to the pipe inner wall, for example by screwing, but also be integrally connected thereto, for example by welding or laminating.
  • Suitable materials are plastics, in particular GfK, PP, as well as metals.
  • the width of the guide element tapers over the length of the tube. If the guide element is designed, for example, as a channel, the channel width can be reduced in this case. In this embodiment, the width of the guide element is adapted to the size of the volume flow of the liquid to be discharged, which is naturally greater in the initial region of the tube than in the end region thereof.
  • the taper of the guide element can be carried out continuously or stepwise.
  • the guide element has a varying pitch.
  • the pitch can be adapted individually to the particular circumstances, for example, be designed to be smaller in the initial region of the tube than in the end.
  • the tube has two or more vanes.
  • two or more vanes may be spaced apart and parallel to one another.
  • these can start off offset by half the pipe circumference and extend parallel to one another or upwind in vertically arranged pipes.
  • the achieved by the guide element Rotation effect can be increased and it can be saved in relation to the pipe or the wet chimney length or height.
  • FIG. 1 shows a schematic partial longitudinal section through a wet fireplace 1.
  • the inner wall 3 of the wet fireplace is provided with a helical guide element 2, which extends over the length of the wet fireplace.
  • the inner wall 3 may be, for example, the inner wall of the fireplace housing or the inner wall of a chimney pipe, which is inserted into a Kamingekoruse.
  • the wet chimney 1 is connected downstream of a wet scrubber of flue gases and serves to discharge the flue gases into the atmosphere.
  • the gas flow is in FIG. 1 directed from bottom to top.
  • guide element 2 of the gas flow is a rotational movement or screw movement impressed, so that the entrained in the gas liquid droplets reach by centrifugal acceleration to the inner wall 3 of the chimney and there via the provided helical or spiral guide 2 after be removed below.
  • discharge ducts are arranged at the wet chimney, which extend through the chimney wall to the outside, to lead out of the guide element 2 downwardly discharged liquid from the chimney and thus to prevent the liquid from getting back into the main flow.
  • at the discharge channel can also be a pipe inside the chimney.
  • the helical or spiral guide element 2 therefore on the one hand impresses a rotational or screw movement on the gas flow and on the other hand serves to dissipate the liquid accumulated in the region of the chimney inner wall 3.
  • the guide element is concave in the form of a groove, as in particular in FIG. 2 is shown.
  • discharge channels are provided at intervals over the length of the wet fireplace, which are in contact with the guide element 2 in order to lead the downwardly drained liquid out of the chimney. In front of these discharge channels appropriate weirs may be arranged to stow the discharged liquid. These weirs are not shown in the figures.
  • FIG. 3 shows in enlarged section the formation of the guide element 2 in the form of a concave groove.
  • the width of the guide element 2 is dimensioned so that the guide element of the gas flow can impart a sufficiently large rotational or screw movement and can also perform its function as sosstechniksabinspiredelement. Too large a width is not desired so as not to cause excessive energy drop of the gas flow. Preferred width ranges are given above in the description. Corresponding considerations apply to the pitch of the guide element 2. These should also be optimized so that the guide element described above both Can fulfill tasks. Preferred ranges are also given above.
  • the interior of the wet fireplace is kept free of internals in order not to cause excessive energy loss in relation to the gas flow. Furthermore, to be prevented by the guide, that in the area of the fireplace inner wall accumulated liquid gets back into the main flow in the interior and is entrained there by the gas flow.
  • the appropriate dimensioning of the guide element is to be optimized according to the prevailing flow conditions in the wet chimney.
  • FIG. 4 shows a detailed view of the wet fireplace 1 in vertical section. It can be seen the guide element 2, which is formed in the shape of a groove and having a corresponding weir 6 with a drain pipe 4, which is guided through the chimney inner wall to the outside. Further, located on the chimney inner wall 3, a film trap 5, which is formed as a web between the individual Leitelementablieen extending vertically on the inner wall 3 (also in FIG. 1 shown). The film trap 5 prevents the film of liquid forming on the inner wall from being displaced upward by the rotational flow. The film enters the pocket-shaped film trap and runs from there down into the channel-shaped guide element 2, from which it is removed via the drainage pipe 4. In horizontal section of the FIG. 5 is indicated with the upper arrow, the flow direction of the liquid on the guide element and the lower arrow, the upward movement of the gas flow. Further shows FIG. 5 a weir 6 arranged on the guide element 6.
  • FIG. 6 shows a view of another embodiment of a film trap, which in this case is in the form of a drain pipe 10 which is arranged on the inner wall of the wet fireplace.
  • the drain pipe 10 is divided one above the other into a plurality of drain pipe sections, which are connected by means of bridging elements (pipe constrictions) 11 at the points where they cross the guide element 2.
  • FIG. 7 shows an enlarged view of such a crossing point with the guide element 2.
  • connection between the two sections of the drain pipe 10 is formed by a pipe constriction 11 (bridging element), which narrows towards the lower drain pipe section and laterally exposes part of the opening of the lower drain pipe section, so the liquid flowing downwards on the outer contour of the drainage pipe and the liquid discharged from the guide element 2 can flow into the lower drainage pipe section.
  • a pipe constriction 11 bridging element
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of the embodiment of the FIG. 7 .

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohr zur Durchführung oder Abführung von nassen Gasen, insbesondere zur Durchführung oder Abführung von einer Nasswäschung unterzogenen Rauchgasen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
  • Hinter Nasswäschern, beispielsweise Nasswäschern von Rauchgasen, wurden bislang vermehrt Wiederaufheizeinrichtungen in Form von Wärmetauschern oder durch Direkteinbringung von Energie mittels Gasbrenner eingesetzt, um das nasse Gas durch bis zu 400 m hohe Großkamine zu fördern. Auf diese Weise sollte der Auswurf von groben Tropfen aus dem Kamin, welche in unmittelbarer Nähe des Kamins zu Boden fallen, verhindert werden. Diese Einrichtungen sind jedoch sehr kostspielig und wartungsintensiv oder benötigen einen hohen Energieaufwand.
  • Moderne Anlagen werden deshalb mit sogenannten Nasskaminen ausgerüstet, die etwa 250 m hoch sind. Die Gasförderung erfolgt hierbei mit Hilfe von Druckerhöhungsgebläsen vor oder hinter dem Nasswäscher. Bedingt durch die Abkühlung des feuchten Gases auf dem Weg zum Kaminaustritt kommt es zu hohem Kondensatanfall innerhalb des Kamins und daher zum Auswurf von groben Tropfen aus dem Kamin, welche in unmittelbarer Nähe des Kamins (Anlage, Ortschaft) zu Boden fallen. Bisher wurden außer einfachen Drainageeinrichtungen nur in wenigen Fällen Einbauten, wie beispielsweise Axialzyklone, in die Großkamine eingebaut, da diese aufgrund der hohen Geschwindigkeiten im Kamin zu sehr hohen Energieverlusten führen und auch bisher keine zufriedenstellende Lösung hinsichtlich der Tropfenabführung darstellen.
  • Ferner hat man zur Verringerung des Tropfenauswurfs in vielen Nasskaminen sogenannte Filmfallen oder andere Schikanen eingebaut, die das Mitschleppen von Flüssigkeitsfilmen entlang der Kaminwand verhindern sollen. Diese Maßnahmen sind jedoch in der Regel nur bedingt brauchbar, da.durch die hohen Gasgeschwindigkeiten in solchen Kaminen der Flüssigkeitsfilm mitgerissen wird oder Tropfen aus dem Film herausgerissen werden. Ein schädlicher Tropfenauswurf lässt sich daher auch mit diesen Einrichtungen nicht vollständig verhindern.
  • Aus der DE 298 15 970 U1 ist ein Kaminrohr mit Innenprofilierung für einen Nasskamin bekannt, wobei durch die vorgesehene Innenprofilierung u. a. die Kondensation im Kaminrohr verbessert werden soll.
  • In der WO 95/12784 ist ein Kondensationskamin beschrieben, wobei der nasse, kalte, kondensierende Kamin eine äußere Kaminwandung aufweist, in deren Innenraum ein Innenrohr angeordnet ist. Um die Kontaktfläche zum Rauchgas zu vergrößern, findet als Innenrohr ein Profilrohr Verwendung.
  • Aus der WO 95/04246 ist ein Kamin bekannt, welcher zur Erhöhung der Kondensatmenge mit einer Vielzahl von Füllkörpern gefüllt ist. Die verwendeten Füllkörper sind halbkugelförmig und als Gitterkonstruktion verwirklicht.
  • Aus der US 2 020 194 A ist eine Anordnung zur Erzeugung eines schraubenförmigen Stromes von Rauchgasen bekannt, die ein Rohr gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1 aufweist. Das Rohr weist an seiner Innenwand ein schraubenförmig ausgebildetes Leitelement auf, das dem sich durch das Rohr bewegenden Rauchgas eine schraubenförmige Bewegung aufprägt. Dadurch sollen im Rauchgas mitgeführte Fremdpartikel entfernt werden.
  • In der US 4 953 535 A ist ein Rohr beschrieben, in dem ein schraubenförmiges Leitelement angeordnet ist, um die Verweilzeit der durch das Rohr strömenden Rauchgase zu verlängern und dadurch eine bessere Verbrennung derselben zu bewirken.
  • Die US 5 411 013 A beschreibt einen Rauchgaseinsatz mit einem schraubenförmigen Leitelement, der zur Verbesserung der Effizienz des zugehörigen Ofens dienen soll.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr zu schaffen, bei dem mit besonders einfachen Mitteln bei gleichzeitig geringem Energieverlust eine Tropfenmitführung oder ein Tropfenauswurf verhindert bzw. verringert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Rohr der eingangs beschriebenen Art durch das kennzeichnende Merkmal von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird durch das an der Innenwand des Rohres angeordnete schraubenförmig ausgebildete Leitelement die Gasströmung derart in Rotation versetzt, dass in der Gasströmung mitgeführte Tropfen durch die Zentrifugalbeschleunigung des rotierenden Gasstromes an die Innenwand des Rohres gelangen und von dort gezielt und strömungsberuhigt abgeführt werden können. Das vorgesehene Leitelement erfüllt daher eine Doppelfunktion. Zum einen prägt es dem Gasstrom eine Rotationsbewegung bzw. Schraubenbewegung auf und zum anderen dient das Leitelement zum Auffangen und Abführen der an der Rohrinnenwand gesammelten Flüssigkeitstropfen. Darüber hinaus bringt das vorgesehene Leitelement den Vorteil mit sich, dass der durch seine Anordnung entstehende Energieverlust des Gasstromes gering ist und insbesondere wesentlich geringer ist als bei herkömmlichen Axialzyklonen.
  • Erfindungsgemäß weist das Rohr an seiner Innenwand zwischen benachbarten Leitelementabschnitten eine Filmfalle für den an der Rohrinnenwand entlang geschobenen Flüssigkeitsfilm auf. Hat sich nämlich die Gasströmung in Rotation versetzt, können gerade im Randbereich hohe Tangentialgeschwindigkeiten auftreten, die dann den Flüssigkeitsfilm an der Unterseite des Leitelementes schraubenförmig nach oben treiben können. Dieser Effekt soll durch die vorgesehene. Filmfalle verhindert werden.
  • Die Filmfalle kann beispielsweise von einem axial verlaufenden ebenen oder gekrümmten Steg gebildet werden. Der gekrümmte Steg ist in Bezug auf die Richtung, in der der Flüssigkeitsfilm verschoben wird, konkav ausgebildet, um als Fangeinrichtung zu dienen. Der Filmfalle sind vorzugsweise ein oder mehrere Abflussrohre zugeordnet, damit die aufgefangene Flüssigkeit aus dem Rohr bzw. vom Rohr abgeführt werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Filmfalle von einem axial verlaufenden Abflussrohr gebildet, in das das Leitelement mündet bzw. das vom Leitelement gekreuzt wird. Hierbei bildet das an der Innenwand des Rohres angeordnete Abflussrohr mit seiner Außenkontur eine Filmfalle und dient gleichzeitig zur Abführung des Flüssigkeitsfilms an seiner Außenkontur, der an den Stellen, an denen das Abflussrohr unterbrochen ist und das Leitelement überbrückt, in das Abflussrohr zusammen mit der vom Leitelement abgeführten Flüssigkeit eingeführt wird. Vorzugsweise überbrückt dabei das Abflussrohr den Bereich des Leitelementes mit Hilfe einer Rohrverengung, so dass an dieser Stelle sowohl die im Abflussrohr befindliche Flüssigkeit nach unten geführt als auch die an der Außenkontur des Rohres nach unten laufende Flüssigkeit und die vom Leitelement abgeführte Flüssigkeit in das Abflussrohr eingeführt werden kann. Die als Oberrückungselement ausgebildete Rohrverengung ermöglicht dabei neben sich ein Einströmen der Flüssigkeit des Leitelementes in den unteren Rohrabschnitt.
  • Diese Ausführungsform einer Filmfalle hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Abflussrohr erforderlich ist.
  • Bei noch einer anderen Ausführungsform weist das Rohr unter dem Leitelement einen Gasströmungsführungsabschnitt auf, um die gewünschte schraubförmige Gasführung zu begünstigen.
  • Es versteht sich, dass sich das Leitelement über die gesamte Länge oder nur über einen Teil der Gesamtlänge des Rohres erstrecken kann. Das Leitelement verläuft wendelförmig bzw. schraubenförmig über die Innenwand des Rohres und ist in geeigneter Weise an dieser befestigt oder einstückig damit ausgebildet (durch Schweißen).
  • Was die Dimensionierung des Leitelementes anbetrifft, so ist diese abhängig von den im Rohr herrschenden Strömungsbedingungen. Besonders bevorzugt werden jedoch die nachfolgenden Ausführungsformen des vorgesehenen Leitelementes.
  • Vorzugsweise besitzt das Leitelement eine Breite von 1/80 D bis 1/5 D, wobei D der Innendurchmesser des Rohres ist. Besonders bevorzugt wird eine Breite von 1/20 D verwendet. Das Leitelement erstreckt sich daher vorzugsweise im Rohrinnenraum maximal über eine Strecke nach innen, die 10% des Innendurchmessers des Rohres ausmacht. Auf ,diese Weise wird ein zu großer Energieverlust der Gasströmung verhindert.
  • Was die Ganghöhe des Leitelementes anbetrifft, so liegt diese vorzugsweise in einem Bereich von 1/2 D - 10 D, wobei besonders bevorzugt eine Ganghöhe von 1/2 D eingesetzt wird. Da das Leitelement gleichzeitig zum Ableiten der an der Rohrinnenwand gesammelten Flüssigkeitstropfen dient, sollte die Ganghöhe so gewählt werden, dass eine einwandfreie Flüssigkeitsabführung gewährleistet ist.
  • Bei einer weiteren bevorzugten. Ausführungsform der Erfindung beträgt die Neigung des Leitelementes vom Rohrzentrum bis zur Innenwand des Rohres 0° - 60°. Ein bevorzugter Neigungswinkel beträgt 7°. Obwohl das Leitelement auch eine Neigung von 0° besitzen kann, wird eine gewisse Neigung vom Zentrum zur Innenwand bevorzugt, damit eine Art Flüssigkeitsrinne gebildet wird, über die die Abführung der Flüssigkeit möglich ist, ohne dass diese in den Innenraum zwischen dem Leitelement tropft und hierdurch die Gefahr von Tropfenmitrissen gegeben ist.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Innenkante des Leitelementes umgekantet ist, und zwar vorzugsweise in Gasströmungsrichtung. Hierdurch wird eine abströmseitige Verwirbelung der Strömung hinter dem Leitelement verhindert. Diese Anordnung dient weiterhin dazu, den Druckverlust des Systems zu verringern, sowie einen Wiedereintritt von Flüssigkeit in die Hauptströmung zu verhindern und damit Tropfenmitrisse zu vermeiden. Die Höhe der Umkantung beträgt vorzugsweise 1/200 D - 1/40 D.
  • Bei dem Leitelement kann es sich um ein plattenförmiges ebenes Element handeln. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, die im Querschnitt strukturiert sind. So wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der das Leitelement über seine Breite konkav ausgebildet ist, was die Flüssigkeitsabführung besonders begünstigt. Konvexe Ausgestaltungen sind ebenfalls möglich. Bevorzugt werden ebene bis konkave Ausführungsformen.
  • Das Leitelement weist zweckmäßigerweise wenigstens ein mit einem Abflusskanal versehenes Wehr auf. Dieses Wehr dient zur Flüssigkeitsabführung, wobei es die entsprechende Flüssigkeit staut, die dann über einen Abflusskanal, der sich vorzugsweise durch die Wandung des Rohres nach außen erstreckt, abgeführt wird. Zweckmäßigerweise sind über die gesamte Höhe des Rohres und damit des Leitelementes verteilte Wehre mit Ablaufkanälen installiert, wobei die Ablaufkanäle vorzugsweise über Siphons abgetaucht sind. Auf diese Weise erfolgt einer Abführung der gesammelten Flüssigkeit auf verschiedenen Niveaus des Rohres, so dass vermieden wird, dass gesammelte Flüssigkeit beim Herunterfließen wieder in die Hauptströmung in den Innenraum eintritt.
  • Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rohr kann die Rohrinnenwand auch von einem in einem Außengehäuse angeordneten Innenrohr gebildet sein, an dem das Leitelement lösbar oder unlösbar fixiert ist. Dabei können Innenrohr und Leitelement eine Baueinheit bilden, die in ein Außengehäuse eingesetzt wird. Natürlich kann ein derartiges Innenrohr auch mehrere aufeinandersetzbare Abschnitte aufweisen.
  • Das erfindungsgemäß ausgebildete Rohr dient zur Durchführung oder zur Abführung von Gasen. Die erfindungsgemäß getroffenen Maßnahmen dienen hierbei dazu, eine Mitführung von Tropfen in der Gasströmung oder einen Tropfenabwurf bzw. Tropfenauswurf, wenn das Rohr das Gas in die Atmosphäre abführt, zu verhindern. Das mit dem Leitelement versehene Rohr kann dabei auch als eine Art Vorabscheider bezeichnet werden (insbesondere bei geschlossenen Rohrsystemen).
  • Vorzugsweise ist das Rohr als Nasskamin ausgebildet wobei hierbei als Aufgabe im Vordergrund steht, einen Tropfenauswurf des Nasskamines zu verhindern.
  • Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rohr handelt es sich vorzugsweise um ein vertikal angeordnetes Rohr. Dies schließt jedoch nicht aus, dass das Rohr auch als horizontal oder schräg angeordnetes Rohr ausgebildet sein kann. Die Erfindung ist jedenfalls generell für beliebige Rohrleitungen geeignet, die zur Durchführung oder Abführung von nassen Gasen dienen.
  • Das Leitelement kann lösbar an der Rohrinnenwand befestigt sein, beispielsweise durch Verschrauben, aber auch einstückig damit verbunden sein, beispielsweise durch Verschweißen oder Laminieren. Geeignete Materialien sind Kunststoffe, insbesondere GfK, PP, sowie auch Metalle.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verjüngt sich die Breite des Leitelementes über die Länge des Rohres. Wenn das Leitelement beispielsweise als Rinne ausgebildet ist, kann sich hierbei die Rinnenbreite verringern. Bei dieser Ausführungsform ist die Breite des Leitelementes an die Größe des Volumenstromes der abzuführenden Flüssigkeit angepasst, die naturgemäß im Anfangsbereich des Rohres größer ist als im Endbereich desselben. Die Verjüngung des Leitelementes kann dabei kontinuierlich oder stufenweise erfolgen.
  • Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das Leitelement eine variierende Steigung auf. Die Steigung kann hierbei individuell an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst sein, beispielsweise im Anfangsbereich des Rohres geringer ausgebildet sein als im Endbereich.
  • Bei noch einer anderen Ausführungsform besitzt das Rohr zwei oder mehr Leitelemente. Bei dieser Ausführungsform können beispielsweise zwei oder mehr Leitelemente im Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet sein. Beispielsweise bei zwei Leitelementen können diese um den halben Rohrumfang versetzt beginnen und sich parallel zueinander erstrecken bzw. bei vertikal angeordneten Rohren hochwinden. Hierdurch kann der durch das Leitelement erzielte Rotationseffekt verstärkt werden und es kann in Bezug auf das Rohr bzw. den Nasskamin Länge bzw. Höhe eingespart werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil eines Nasskamins;
    Figur 2
    eine räumliche Darstellung eines Teiles des Nasskamins der Figur 1 im vergrößerten Maßstab;
    Figur 3
    einen Längsschnitt durch einen Teil des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Nasskamins, nochmals vergrößert;
    Figur 4
    eine Detailansicht des Nasskamins im Vertikalschnitt;
    Figur 5
    eine Detailansicht des Nasskamins im HorizontalSchnitt;
    Figur 6
    eine Detailansicht einer anderen Ausführungsform eines Nasskamins;
    Figur 7
    eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit von Figur 6; und
    Figur 8
    eine Draufsicht auf den Gegenstand von Figur 7.
  • Figur 1 zeigt einen schematischen Teillängsschnitt durch einen Nasskamin 1. Die Innenwand 3 des Nasskamins ist mit einem schraubenförmigen Leitelement 2 versehen, das sich über die Länge des Nasskamins erstreckt. Bei der Innenwand 3 kann es sich beispielsweise um die Innenwand des Kamingehäuses oder um die Innenwand eines Kaminrohres handeln, das in ein Kamingehäuse eingesetzt ist.
  • Der Nasskamin 1 ist einem Nasswäscher von Rauchgasen nachgeschaltet und dient zur Abführung der Rauchgase in die Atmosphäre. Die Gasströmung ist in Figur 1 von unten nach oben gerichtet. Durch das an der Innenwand 3 des Nasskamins 1 angeordnete Leitelement 2 wird der Gasströmung eine Rotationsbewegung bzw. Schraubenbewegung aufgeprägt, so dass die im Gas mitgeführten Flüssigkeitstropfen durch Zentrifugalbeschleunigung an die Innenwand 3 des Kamins gelangen und dort über das vorgesehene schraubenförmige bzw. spiralförmige Leitelement 2 nach unten abgeführt werden. In bestimmten Abständen sind am Nasskamin Abführkanäle angeordnet, die sich durch die Kaminwandung nach außen erstrecken, um die vom Leitelement 2 nach unten abgeführte Flüssigkeit aus dem Kamin herauszuführen und somit zu verhindern, dass die Flüssigkeit wieder in die Hauptströmung gelangt. Bei dem Abführkanal kann es sich auch um ein Rohr im Inneren des Kamins handeln.
  • Das schraubenförmige bzw. spiralförmige Leitelement 2 prägt daher einerseits der Gasströmung eine Rotations- bzw. Schraubenbewegung auf und dient andererseits zur Abführung der im Bereich der Kamininnenwand 3 angesammelten Flüssigkeit. Hierzu ist das Leitelement konkav in der Form einer Rinne ausgebildet, wie insbesondere in Figur 2 gezeigt ist. Wie bereits erwähnt, sind in Abständen über die Länge des Nasskamins Abführkanäle vorgesehen, die mit dem Leitelement 2 in Kontakt stehen, um die nach unten abgeführte Flüssigkeit aus dem Kamin herauszuführen. Vor diesen Abführkanälen können entsprechende Wehre angeordnet sein, um die abgeführte Flüssigkeit zu stauen. Auch diese Wehre sind in den Figuren nicht dargestellt.
  • Figur 3 zeigt im vergrößerten Schnitt die Ausbildung des Leitelementes 2 in der Form einer konkaven Rinne.
  • Die Breite des Leitelementes 2 ist so bemessen, dass das Leitelement der Gasströmung eine ausreichend große Rotations- bzw. Schraubenbewegung aufprägen kann und ferner seine Funktion als Flüssigkeitsabführelement ausführen kann. Eine zu große Breite ist nicht erwünscht, um keinen zu starken Energieabfall der Gasströmung zu bewirken. Bevorzugte Breitenbereiche sind vorstehend in der Beschreibung angegeben. Entsprechende Überlegungen treffen auf die Steigung des Leitelementes 2 zu. Auch diese sollte so optimiert sein, dass das Leitelement die vorstehend geschilderten beiden Aufgaben erfüllen kann. Bevorzugte Bereiche sind ebenfalls vorstehend wiedergegeben.
  • Wesentlich ist, dass der Innenbereich des Nasskamins von Einbauten freigehalten wird, um in Bezug auf den Gasstrom keinen zu starken Energieabfall zu verursachen. Ferner soll durch das Leitelement verhindert werden, dass im Bereich der Kamininnenwand angesammelte Flüssigkeit wieder in die Hauptströmung im Innenbereich gelangt und dort vom Gasstrom mitgerissen wird. Die entsprechende Bemessung des Leitelementes ist nach den im Nasskamin herrschenden Strömungsverhältnissen zu optimieren.
  • Figur 4 zeigt eine Detailansicht des Nasskamins 1 im Vertikalschnitt. Man erkennt das Leitelement 2, das in der Form einer Rinne ausgebildet ist und ein entsprechendes Wehr 6 mit einem Abflussrohr 4 aufweist, das durch die Kamininnenwand nach außen geführt ist. Ferner befindet sich an der Kamininnenwand 3 eine Filmfalle 5, die als Steg zwischen den einzelnen Leitelementabschnitten ausgebildet ist, der sich vertikal an der Innenwand 3 erstreckt (auch in Figur 1 gezeigt). Die Filmfalle 5 verhindert, dass der sich an der Innenwand ausbildende Flüssigkeitsfilm durch die Rotationsströmung nach oben verschoben wird. Der Film gelangt in die taschenförmig ausgebildete Filmfalle und läuft von dort nach unten in das rinnenförmige Leitelement 2, von dem er über das Abflussrohr 4 abgeführt wird. Im Horizontalschnitt der Figur 5 ist mit dem oberen Pfeil die Ablaufrichtung der Flüssigkeit auf dem Leitelement und mit dem unteren Pfeil die Aufwärtsbewegung der Gasströmung angedeutet. Ferner zeigt Figur 5 ein auf dem Leitelement 2 angeordnetes Wehr 6.
  • Figur 6 zeigt eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Filmfalle, die hierbei in der Form eines Abflussrohres 10 ausgebildet ist, welches an der Innenwand des Nasskamins angeordnet ist. Das Abflussrohr 10 ist übereinander in mehrere Abflussrohrabschnitte aufgeteilt, die mit Hilfe von Überbrückungselementen (Rohrverengungen) 11 an den Stellen, an denen sie das Leitelement 2 kreuzen, verbunden sind. Figur 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer derartigen Kreuzungsstelle mit dem Leitelement 2. Die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten des Abflussrohres 10 wird von einer Rohrverengung 11 (Überbrückungselement) gebildet, die sich zum unteren Abflussrohrabschnitt hin verengt und seitlich einen Teil der Öffnung des unteren Abflussrohrabschnittes freilässt, so dass die an der Außenkontur des Abflussrohres nach unten strömende Flüssigkeit und die vom Leitelement 2 abgeführte Flüssigkeit in den unteren Abflussohrabschnitt einfließen können.
  • Figur 8 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der Figur 7.

Claims (15)

  1. Rohr zur Durchführung oder Abführung von nassen Gasen, insbesondere zur Durchführung oder Abführung von einer Nasswäsche unterzogenen Rauchgasen, das an seiner Innenwand (3) ein schraubenförmig ausgebildetes Leitelement (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es an seiner Innenwand (3) zwischen benachbarten Leitelementabschnitten eine Filmfalle (5) besitzt.
  2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmfalle (5) von einem axial verlaufenden ebenen oder gekrümmten Steg gebildet ist.
  3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filmfalle (5) ein Abflussrohr (4) zugeordnet ist.
  4. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmfalle (5) von einem axial verlaufenden Abflussrohr (10) gebildet ist, in das das Leitelement (2) mündet.
  5. Rohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abflussrohr (10) den Bereich des Leitelementes (2) mit Hilfe einer Rohrverengung (11) überbrückt.
  6. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es unter dem Leitelement einen Gasströmungsführungsabschnitt aufweist.
  7. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite des Leitelementes (2) über die Länge des Rohres verjüngt.
  8. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (2) eine Breite von 1/80 D - 1/5 D besitzt, wobei D der Innendurchmesser des Rohres (1) ist.
  9. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung (Ganghöhe) des Leitelementes (2) 1/2 D - 10 D beträgt (D = Innendurchmesser des Rohres).
  10. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung des Leitelementes (2) vom Zentrum zur Innenwand (3) des Rohres (1) 0° - 60° beträgt.
  11. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkante des Leitelementes (2) in Gasströmungsrichtung umgekantet ist.
  12. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (2) über seine Breite konkav ausgebildet ist.
  13. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (2) als Rinne ausgebildet ist.
  14. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (2) mindestens ein mit einem Abflusskanal versehenes Wehr aufweist.
  15. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrinnenwand (3) von einem in einem Außengehäuse angeordneten Innenrohr gebildet ist.
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