EP3892834A1 - Abgasstrang für eine grossindustrielle anlage und system mit solch einem abgasstrang - Google Patents

Abgasstrang für eine grossindustrielle anlage und system mit solch einem abgasstrang Download PDF

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EP3892834A1
EP3892834A1 EP20168494.1A EP20168494A EP3892834A1 EP 3892834 A1 EP3892834 A1 EP 3892834A1 EP 20168494 A EP20168494 A EP 20168494A EP 3892834 A1 EP3892834 A1 EP 3892834A1
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EP
European Patent Office
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section
strand section
exhaust gas
damper
strand
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20168494.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Anton Pasteiner
Paul Georg Oberhumer
Erich Stefan Wimmer
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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 Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
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Priority to DE202021101855.0U priority patent/DE202021101855U1/de
Publication of EP3892834A1 publication Critical patent/EP3892834A1/de
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/003—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using dead chambers communicating with exhaust gas flow passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2490/00—Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/14—Dead or resonance chambers connected to gas flow tube by relatively short side-tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/10—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for stationary applications

Definitions

  • An exhaust gas line for a large-scale industrial plant is known, the exhaust gas line being designed to discharge an exhaust gas from the large-scale industrial plant.
  • the exhaust line can have a filter device and a fan, wherein the exhaust gas can ignite and deflagrate in the filter device. Pressure waves generated by the deflagration can damage the fan.
  • an improved exhaust gas line for removing an exhaust gas from a large industrial plant, in particular a metallurgical plant can be provided in that for removing an exhaust gas from a large industrial plant, in particular a metallurgical plant, the exhaust gas line has a filter device, a first line section, a having a second strand section and a damper section.
  • the filter device is designed to at least partially filter the exhaust gas.
  • the first strand section is fluidically coupled to the filter device at a first end and extends along a first main direction of extent, with the first strand section being mechanically and fluidically connected to the second strand section and the damper section at a second end of the first strand section facing away from the first end.
  • the damper section extends along the first main direction of extent away from the first string section and delimits a predefined damper volume that can be filled with exhaust gas on the inside, the damper section being designed as a pressure fluctuation spreading from the filter device in the direction of the second end in the exhaust gas, at least partially back into the first string section to reflect, wherein the second strand section extends laterally away from the first strand section and is designed to discharge or feed the exhaust gas from the first strand section.
  • This embodiment has the advantage that the pressure fluctuation in the exhaust gas only partially enters the second branch section due to the damper section.
  • a pressure-sensitive component which is located in connection with the second strand section can thereby be protected from mechanical damage as a result of the pressure fluctuation.
  • the damper section has a pipe area and a cover area which is inclined to the first main direction of extent, the pipe area extending along the first main direction of extent.
  • the tube area On a first side, the tube area is connected to the first strand section, and on a second side opposite the first side in the first main direction of extent, the tube area is mechanically connected to the cover area.
  • the cover area and the tube area limit the damper volume.
  • the cover area can be closed with the tube area in an essentially fluid-tight manner.
  • the cover area is designed to reflect the pressure fluctuation back from the pipe area into the first strand section.
  • a damper structure can be arranged on the cover area, which additionally scatters or dampens the pressure fluctuation upon reflection.
  • the first strand section extends upstream to the second end in a straight line along a first straight line.
  • the tube area is aligned with the first strand section and extends along the first straight line.
  • the strand section has a first cross-sectional area.
  • the tube region has a second cross-sectional area, the first cross-sectional area and the second cross-sectional area being essentially identical.
  • This configuration has the advantage that the first strand section and the tube area can be produced from the same molded parts, for example tubes with a large diameter.
  • the pipe area and the first strand section have an identical inner contour. This avoids projections, steps or webs at a transition between the pipe region and the first strand section, so that the transition between the first strand section and the pipe region is essentially stepless.
  • the stepless design prevents partial reflection of the pressure fluctuation at the transition.
  • the tube region has a maximum first internal extension perpendicular to the first main extension direction.
  • the maximum first internal extension can be, for example, 1 m to 6 m.
  • the tube area has a maximum length along the first main direction of extent.
  • a ratio of the maximum length to the maximum first internal extension has a value which is in a range from 0.5 to 1.5 inclusive, the ratio preferably being 1.
  • the second strand section preferably extends along a second straight line.
  • the second strand section can be manufactured from straight pipe material in a particularly cost-effective manner.
  • the second strand section extends along a second main direction of extent at an angle inclined to the first main direction of extent.
  • the angle is 70 ° to 110 °, in particular 87 ° to 93 °, particularly advantageously 90 °.
  • the right-angled arrangement makes it more difficult for the pressure fluctuation to enter the second strand section. It is particularly advantageous, for example, if the second strand section and the first strand section butt against one another. An arcuate transition between the first strand section and the second strand section is also possible.
  • a damper device is arranged on a second strand section.
  • the damper device has at least one first reflector plate.
  • the plate-shaped reflector plate extends inclined, for example 45 ° to 135 °, preferably perpendicular, to a second main direction of extent of the second strand section over a first partial area of a second cross-sectional area of the second strand section.
  • the reflector plate is designed to reflect a first part of the pressure fluctuation back on the end face in a direction towards the first strand section, so that the pressure fluctuation only arrives in a weakened form on the downstream side of the second strand section.
  • the damper device has at least one second reflector plate, the second reflector plate being plate-shaped and inclined, preferably perpendicular, to the second main direction of extent.
  • the second reflector plate is arranged offset in the second main direction of extent to the first reflector plate.
  • the second reflector plate is arranged opposite the first reflector plate.
  • the second reflector plate extends in the transverse direction over a second partial area of the second cross-sectional area of the second strand section. If the pressure fluctuation hits a second end face of the second reflector plate, the second reflector plate is designed to reflect it back into the first strand section at the second end face, so that the pressure fluctuation arrives only strongly attenuated in the second strand section downstream of the second reflector plate.
  • the damper device has at least two first reflector plates, the two first reflector plates being arranged offset in the second main direction of extent of the second strand section.
  • the second reflector plate is arranged in the second main direction of extent between the two reflector plates.
  • a third part of the pressure fluctuation which has passed the first of the two first reflector plates and the first and second reflector plates without being reflected, is caused by the further first reflector plate, which is arranged downstream of the first and second reflector plates of the two first reflector plates is reflected back towards the first strand section on the front side.
  • the pressure-sensitive component for example a fan, can be arranged on the downstream side of the damper device, protected from the pressure fluctuation.
  • the first reflector plate extends with the first partial area over 20 to 50% of the second inner cross-sectional area.
  • the exhaust line has a pressure wave-sensitive component and an inlet side, the inlet side being connectable to the industrial plant and the exhaust gas being able to be introduced into the exhaust line via the inlet side, the filter device being upstream of the first line section between the inlet side and the first line section is arranged, wherein the pressure wave-sensitive component is connected downstream of the second strand section and is fluidically connected to the second strand section.
  • the exhaust gas line has a pressure wave-sensitive component, an outlet side and an inlet side, the inlet side being connectable to the industrial plant and the exhaust gas being able to be introduced into the exhaust gas line via the inlet side, the cleaned exhaust gas being able to be discharged via the outlet side, whereby the filter device is arranged downstream of the first strand section between the outlet side and the first strand section, wherein the pressure wave-sensitive component is connected upstream of the second strand section and is fluidically connected to the second strand section.
  • the pressure-sensitive component can have at least one fan and / or a pressure relief flap and / or a switchover station.
  • the fan can be designed, for example, as an axial fan or a radial fan.
  • the blower can also be designed as a fan or compressor and, depending on the arrangement, used as an induced draft or booster blower.
  • a system has a large-scale industrial plant, in particular a metallurgical plant, and an exhaust gas line.
  • the exhaust line is designed as described above.
  • the large-scale industrial system is designed to generate an exhaust gas, the inlet side of the exhaust gas line being fluidically coupled to the large-scale industrial system and designed to at least partially discharge the exhaust gas from the large-scale industrial system.
  • the coordinate system is designed, for example, as a right system and has an x-axis (longitudinal direction), a y-axis (height direction) and a z-axis (transverse direction).
  • FIG 1 shows a schematic representation of a system 10 according to a first embodiment.
  • the system 10 has a large-scale industrial plant 15 and an exhaust line 20.
  • the large-scale industrial plant 15 can, for example, as a metallurgical plant, in particular as Foundry plant or plant for the production of metals.
  • the large-scale industrial installation 15 can have a converter which is designed, for example, as an LD converter (Linz-Donawitz converter). Another embodiment of the large-scale industrial plant 15 is also conceivable.
  • exhaust gas 25 In the metallurgical sector, d. H. In steel, aluminum and non-ferrous metal production, large amounts of exhaust gas 25 occur due to the process, e.g. B. in the smelting of pig iron or directly reduced sponge iron or in the production of crude steel.
  • the exhaust gas 25 can comprise particulate material and at least partially comprise a combustible gas.
  • the exhaust gas line 20 is designed to at least receive the exhaust gas 25 from the large-scale industrial plant 15, preferably to at least partially clean it and to divert it for further processing or for the discharge of the exhaust gas 25.
  • the exhaust gas 25 can for example have at least one of the following gases and / or particulate material: carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen, hydrogen, carbon particles, iron oxide particles, lime particles, water vapor, water droplets.
  • the exhaust line 20 has an inlet side 30, a first line section 35, a second line section 40, a first damper section 45, a filter device 120 and an outlet side 50.
  • the exhaust line 20 can also have a pressure-sensitive component 55.
  • the pressure-sensitive component 55 can for example have a fan 185 and / or a pressure relief flap and / or sensors and / or a switchover station. Another embodiment of the pressure-sensitive component 55 would also be conceivable.
  • the first strand section 35 extends along a first straight line 60 in a first main direction of extent.
  • the first straight line 60 runs, for example, parallel to the x-axis.
  • the first strand section 35 has a first wall 65 on.
  • the first wall 65 delimits a first interior space 70 in which the exhaust gas 25 flows along the first main direction of extent of the first branch section 35 when the exhaust gas line 20 is in operation.
  • the first wall 65 preferably has an essentially constant first inner cross-sectional area along the first main direction of extent over the first strand section 35.
  • the first strand section 35 is fluidically coupled to the inlet side 30 at a first end 75.
  • the filter device 120 can be arranged between the inlet side 30 and the first end 75 of the first strand section 35.
  • the filter device 120 can be designed, for example, as a wet filter, in particular a wet electrostatic precipitator, and / or a dry filter, in particular a dry electrostatic precipitator.
  • a second end 80 of the first strand section 35 is mechanically connected to the first damper section 45 and to the second strand section 40.
  • the second strand section 40 adjoins the first strand section 35 laterally.
  • the second strand section 40 extends in a second main direction of extent along a second straight line 85.
  • the first straight line 60 encloses a predefined first angle ⁇ with the second straight line 85.
  • the predefined first angle ⁇ can be, for example, 70 ° to 110 °, preferably 87 ° to 93 °. It is particularly advantageous if the second straight line 85 runs essentially perpendicular to the first straight line 60 and is thus aligned parallel to the y-axis.
  • the second strand section 40 has a second wall 90, the second wall 90 delimiting a second interior space 95 on the inside.
  • the second interior space 95 has a second inner cross-sectional area.
  • the first inner cross-sectional area of the first interior space 70 is preferably formed identically to the second inner cross-sectional area of the second interior space 95.
  • the first damper section 45 has a first tube area 100 and a first cover area 105.
  • the first tube region 100 extends in a straight line along the first straight line 60.
  • the first pipe region 100 is aligned with the first strand section 35.
  • the first wall 65 has a first profile in a cross section in the yz plane, the first profile being, for example, circular, elliptical or rectangular, in particular square.
  • the first tube region 100 has a second profile in cross section, the second profile preferably being identical to the first profile. Over its extension along the first straight line 60, the first tube region 100 has essentially the same second profile as the first strand section 35.
  • a second inner cross-sectional area of the tube region 100 can also be identical to the first inner cross-sectional area.
  • the first tube region 100 directly adjoins the second end 80 of the first strand section 35 and is mechanically and preferably essentially fluid-tightly connected to the first strand section 35.
  • the first tube region 100 is mechanically connected on a first side to the second end 80 of the first strand section 35, in particular to the first wall 65.
  • the first strand section 35 and the first tube region 100 can be designed in one piece and of the same material.
  • the first cover area 105 is fastened to the first tube area 100 on a second side of the pipe area 100 opposite the first side and thus the second end 80.
  • the first cover area 105 runs essentially inclined, in particular perpendicular, to the first straight line 60 and to the first main direction of extent of the first strand section 35.
  • the first cover area 105 closes the first tube area 100, preferably fluid-tight, on the side facing away from the second end 80.
  • the first cover area 105 together with the first pipe area 100, delimits a first damper volume 110 on the inside, the first damper volume 110 being filled with exhaust gas 25 when the industrial plant 15 is in operation.
  • the damper volume 110 extends as far as the second end 80 of the first strand section 35.
  • the first tube region 100 has a maximum first internal extension b 1 in a direction perpendicular to the first straight line 60.
  • the maximum first internal extension b 1 is 1 m to 5 m.
  • the first maximum internal extension b 1 corresponds to a maximum internal diameter of the tube region 100.
  • the first tube region 100 has a maximum first length l 1 .
  • the maximum first length l 1 is defined between the second end 80 or the first side of the tube region 100 and the first cover region 105. It is particularly advantageous if a ratio of the maximum first length l 1 to the maximum first internal extension b 1 has a value which is in a range from 0.5 to 1.5, inclusive.
  • the second wall 90 has a third profile in a cross section in an xz plane, the third profile being selected to be, for example, identical to the first profile.
  • the third profile can also be different from the first profile and / or the second profile. In this case it is also advantageous if the first inner cross-sectional area is identical to a third inner cross-sectional area of the second strand section 40.
  • the second strand section 40 can be fluidically connected to the outlet side 50.
  • the pressure-sensitive component 55 for example the fan 185, can be arranged between the outlet side 50 and the second strand section 40.
  • the fan 185 When the large-scale industrial installation 15 is in operation, the fan 185 is activated and generates a negative pressure. The fan 185 sucks the exhaust gas 25 from the large-scale industrial plant 15 into the exhaust line 20 via the inlet side 30.
  • the exhaust gas 25 flows from the inlet side 30 into the filter device 120.
  • the filter device 120 filters the exhaust gas 25.
  • the filter device 120 can remove the particulate matter and / or certain harmful gases, e.g. B. carbon monoxide, filter from the exhaust gas 25 / remove.
  • the filtered exhaust gas 25 After flowing through the filter device 120, the filtered exhaust gas 25 enters the first branch section 35 at the first end 75 from the filter device 120.
  • the filtered exhaust gas 25 flows in the first branch section 35 from the first end 75 to the second end 80 along the first main direction of extent.
  • the exhaust gas 25 enters the second branch section 40 and fills the first damper volume.
  • the exhaust gas 25 is deflected by the first angle ⁇ and flows into the second strand section 40 along the second main direction of extent of the second strand section 40.
  • the exhaust gas 25 is sucked in from the second branch section 40 by the fan 185. After flowing through the fan 185, the fan 185 conveys the exhaust gas 25 on the downstream side to the outlet side 50. At the outlet side 50, the exhaust gas 25 emerges from the exhaust gas line 20.
  • Deflagration can occur in the filter device 120 during operation of the exhaust line 20.
  • the deflagration can result from the ignition of a combustible gas mixture, for example carbon monoxide, hydrogen and oxygen.
  • the inflammation can be caused by sparks or flashovers in the filter device 120.
  • the deflagration causes a pressure fluctuation in the exhaust gas 25.
  • the pressure fluctuation can in particular be designed as a pressure wave. The pressure fluctuation propagates in the exhaust line 20 from the filter device 120 to the inlet side 30 and to the outlet side 50.
  • FIG 2 shows a diagram of a pressure p of the exhaust gas 25 plotted against a time t in the first strand section 35 at the first end 75.
  • FIG. 2 A pressure curve of the pressure p over the time t of the pressure fluctuation upon entry into the first branch section 35 is shown in FIG FIG 2 represented by means of a first graph 101.
  • the pressure fluctuation can have a first maximum pressure p DS of 0.5 bar above normal pressure (approximately 1 bar) of the exhaust gas 25.
  • the maximum pressure p MAX is in FIG 2 represented by a line 102 running parallel to the abscissa.
  • the pressure fluctuation in the first strand section 35 is so great that if the pressure-sensitive component 55 were arranged in the first strand section 35, the pressure fluctuation would lead to damage or destruction of the pressure-sensitive component 55.
  • the pressure fluctuation moves along the first main direction of extent of the first strand section 35 in the direction of the second end 80.
  • the pressure fluctuation is divided essentially in half into a first portion and a first remaining portion.
  • a first part of the pressure fluctuation occurs with a second maximum pressure p 2 into the second strand section 40.
  • the pressure fluctuation that runs in the second interior space 95 is shown in FIG FIG 2 represented by a second graph 103, which is drawn with a solid line.
  • the first remaining portion of the pressure fluctuation enters the first damper volume 110.
  • the first remaining portion of the pressure fluctuation spreads in the first damper volume 110 from the second end 80 to the first cover area 105.
  • the first remaining portion is reflected on the inside by the first cover region 105, which is preferably arranged perpendicularly to the first straight line 60.
  • a first damper structure can be arranged on the inside of the first cover region 105 in order to scatter and / or attenuate the first remaining portion of the pressure fluctuation during the reflection.
  • the first damper structure can have an elastic material and / or be honeycomb-like and / or have a corrugation.
  • the reflected first residual portion of the pressure fluctuation again passes through the first damper volume 110 and re-enters the first strand section 35 at the second end 80 and spreads from the second end 80 to the first end 75 in the first strand section 35.
  • the reflected first remaining portion is divided into a second portion and a second remaining portion in each case approximately in half.
  • the second portion of the reflected first residual portion enters the second strand section 40 with a third maximum pressure p 3 .
  • the second remaining portion runs in the direction of the first end of the first strand section 35.
  • the embodiment of the exhaust gas line 20 shown has the advantage that the pressure fluctuation from the first line section 35 into the second line section 40 is reduced.
  • the pressure fluctuation propagates in the second interior space 95 towards the pressure-sensitive component 55.
  • the pressure curve of the pressure p in the second strand section has, for example, two waves (cf. FIG 2 ) which do not fall below the maximum pressure p MAX.
  • the second maximum pressure p 2 and the third maximum pressure p 3 are smaller than the maximum pressure p MAX .
  • the weakening which is reflected in the amplitude reduction of the pressure fluctuation, prevents damage to the pressure-sensitive component 55, e.g.
  • FIG 3 shows a schematic representation of a system 10 according to a second embodiment.
  • the system 10 is essentially identical to that in FIGS. 1 and 2 illustrated system 10 formed. In the following, the differences between the in FIG 3 system 10 shown compared to that in FIGS FIGS. 1 and 2 System 10 shown was received.
  • a damper device 125 is arranged in the second strand section 40.
  • the damper device 125 is located in the second interior space 95.
  • the damper device 125 has at least one first reflector plate 130.
  • the damper device 125 can have a second reflector plate 135.
  • the first reflector plate 130 is arranged on a side facing the first strand section 35.
  • the first reflector plate 130 is arranged on the inside of the second wall 85 and is preferably fastened to an inside of the second wall 85.
  • the first reflector plate 130 extends inclined, preferably perpendicular, to the second straight line 85.
  • the first reflector plate 130 extends over a first sub-area of the second inner cross-sectional area of the second interior 95. It is particularly advantageous if the first sub-area extends over 20% to 50% of the second inner cross-sectional area of the second interior 95 extends.
  • the The first reflector plate 130 can, for example, be plate-shaped and can be planar on a first end face 140 facing the first strand section 35.
  • the first reflector plate 130 can also have a predefined second damper structure, for example a honeycomb structure, on the first end face 140.
  • the second reflector plate 135 is arranged in the transverse direction perpendicular to the second straight line 85 opposite the first reflector plate 130 in the second interior space 95.
  • the second reflector plate 135 is connected on the circumferential side to the inside of the second wall 90.
  • the second reflector plate 135 extends over a second sub-area of the second inner cross-sectional area of the second interior space 95, the second sub-area being approximately 20% to approximately 50% inclusive of the second inner cross-sectional area.
  • the second reflector plate 135 is plate-shaped and is preferably inclined, in particular perpendicular, aligned with the second straight line 85. In FIG 3 the second reflector plate 135 thus extends in an xz plane.
  • the second reflector plate 135 is arranged parallel in the y-direction and thus offset in the direction of the second straight line 85 to the first reflector plate 130.
  • the damper device 125 has a plurality of first reflector plates 130, the first reflector plates 130 preferably being designed to be identical to one another.
  • the first reflector plates 130 are arranged offset from one another in the second main direction of extent and thus in the y direction.
  • Two first reflector plates 130 arranged closest to one another each have a first spacing a 1 .
  • the second reflector plate 135 is in the second main direction of extent between the two closest first Reflector plates 130 arranged.
  • the second reflector plate 135 can be arranged on the downstream side of the first reflector plate 130 and thus on a side facing away from the first strand section 35 of the first reflector plate 130.
  • the second reflector plate 135 is preferably arranged in a central position between two closest first reflector plates 130.
  • a second distance a 2 of the second reflector plate 135 to the upstream-side to the second reflector plate 135 first reflector plate 130 equal to a third distance a 3 to that based on the second reflector plate 135 is arranged downstream the first reflector plate 130.
  • the second distance a 2 can be different from the third distance a 3.
  • the second distance a 2 and the third distance a 3 are selected such that a passage area between the first reflector plate 130 and the second reflector plate 135 has at least 40 to 70% of the second inner cross-sectional area.
  • the damper device 125 has a plurality of first reflector plates 130 and a plurality of second reflector plates 135, which are arranged alternately in relation to the second straight line 85 in the second interior space 95.
  • the first reflector plates 130 and the second reflector plates 135 are arranged at a regular distance from one another.
  • a fourth distance a 4 between two second reflector plates 135 arranged closest in the second main direction of extent can also correspond to the first distance a 1.
  • the fourth distance a 4 can also be selected to be different from the first distance a 1 .
  • a second end face 145 of the second reflector plate 135, which is on the upstream side and thus faces the first strand section 35, can be designed to be planar.
  • a third damper structure can also be arranged on the second end face 145.
  • the third damper structure can, for example, be embodied identically to the second damper structure on the first end face 140 of the first reflector plate and / or the first damper structure on the first cover region 105. So
  • the third damper structure can be honeycomb-like or have a corrugation.
  • the pressure fluctuation is introduced into the first strand section 35 via the first end 75.
  • the first portion of the pressure fluctuation and the second portion of the reflected pressure fluctuation enter from the first strand section 35 into the second strand section 40 with a time delay.
  • the first portion and the second portion spread in the second strand section 40 towards the outlet side 50.
  • the first portion of the pressure fluctuation runs along the second straight line 85 in the second strand section 40 in the direction of the outlet side 55 Pressure fluctuation.
  • the first reflector plate 130 can additionally not only reflect the first part of the first portion of the pressure fluctuation, but also reflect it in a scattered manner and / or reflect it attenuated.
  • the reflected first part is essentially reflected back in the direction of the first strand section 35.
  • a second part of the first portion of the pressure fluctuation flows around the first reflector plate 130 and then strikes the second reflector plate 135 on the way on the outlet side 50.
  • the second reflector plate 13 like the reflector plate 130, reflects a third part of the first portion of the pressure fluctuation in the direction of the first strand section 35 on the second end face 145.
  • the third damper structure can also not only reflect the third part of the pressure fluctuation reflect, but also reflect in a scattered manner and / or reflect and / or attenuate attenuated.
  • the first and second components of the pressure fluctuation running in the second strand section 40 from the first strand section 35 to the outlet side 50 are partially reflected by each of the reflector plates 130, 135 back in the direction of the first strand section 35, so that the amplitude of the first part of the pressure fluctuation decreases with each reflection.
  • FIG 4 shows a schematic representation of a system 10 according to a third embodiment.
  • the system 10 is essentially identical to that in FIG FIGN 1 to 3 illustrated system 10 formed. In the following, the differences between the in FIG 4 system 10 shown compared to the in FIG 3 System 10 shown was received.
  • FIG 4 are opposite FIG 3 the inlet side 30 and the outlet side 50 interchanged.
  • the pressure-sensitive component 55 is arranged downstream of the inlet side 30 in connection.
  • the filter device 120 is arranged on the downstream side of the first line section 35 between the first line section 35 and the outlet side 50.
  • the pressure-sensitive component 55 is arranged on the upstream side of the filter device 120 and the strand sections 35, 40, the first damper section 45 and the damper device 125. This is the pressure wave-sensitive component 55 is fluidically connected upstream of the second strand section 40.
  • FIG 4 essentially corresponds to the one shown in FIG FIGN 1 to 3 Functioning of the system 10.
  • the pressure fluctuation coming from the filter device 120, spreads against the flow direction of the exhaust gas 25 in the exhaust line 20 and thus in the direction of the inlet side 30 via the first line section 35 to the second line section 40.
  • the first damper section 45 dampens the pressure fluctuation as it propagates from the filter device 120 to the inlet side 30.
  • the damper device 125 further dampens the pressure fluctuation on the way against the flow of the exhaust gas 25.
  • the upstream side of the damper device 125 pressure-sensitive component 55 arranged between the damper device 120 and the inlet side 30 is protected from overloading due to the pressure fluctuation.
  • FIG 5 shows a schematic representation of a system 10 according to a fourth embodiment.
  • the system 10 is essentially a further development and combination of the FIGN 1 to 3
  • the system 10 has a second damper section 155 and a third line section 160 as well as the pressure-sensitive component 55.
  • a modification of the in FIG 5 system 10 shown with reversed flow direction and thus exchanged inlet side 30 and outlet side 50 as in FIG FIG 4 shown is possible.
  • the first strand section 35, the first damper section 45 and the second strand section 40 are as in FIG FIG 1 explained trained. Closes to the second strand section 40 the second damper section 155 adjoins, the second damper section 155 being straight and in alignment with the second strand section 40.
  • the second damper section 155 is arranged on a side of the second strand section 40 facing away from the first strand section 35 and is connected both mechanically and fluidically to the second strand section 40.
  • the second damper section 155 extends along the second straight line 85.
  • the second damper section 155 is essentially identical to the first damper section 45 and includes a second damper volume 156.
  • a second pipe section 158 of the second damper section 155 has a smaller second maximum length l 2 along the second straight line 85 than the first pipe area 100 of the first damper section 45. It is particularly advantageous if a ratio of the second maximum length l 2 to the maximum second Inner extension b 2 has a value which is in a range from 0.5 to 1.5 inclusive. It is particularly advantageous if the ratio is approximately 1.
  • the maximum first internal extension b 1 and the maximum second internal extension b 2 are in FIG FIG 5 exemplary identical.
  • the maximum second internal extension b 2 can also be different, preferably smaller, than the maximum first internal extension b 1 .
  • the second maximum length l 2 is, for example, shorter than the first maximum length l 1 .
  • the second damper volume 156 is, for example, smaller than the first damper volume 110.
  • the third strand section 160 is arranged on the downstream side of the second strand section 40.
  • the third strand section 160 is fluidically connected to the second strand section 40 on the upstream side and to the pressure-sensitive component 55 on the downstream side.
  • the fan 185 is designed to suck in the exhaust gas 25 from the inlet side 30 and convey it to the outlet side 50.
  • the third strand section 160 is subdivided into two subregions 190, 195, which are embodied in a straight line, for example, the two subregions 190, 195 being connected to one another by an arched section 200 of the third strand section 160.
  • the damper device 125 is arranged in each case in a third interior space 170 of the two subregions 190, 195. The arrangement of the damper device 125 in the curved section 200 can be dispensed with.
  • the pressure fluctuation can arise as a result of the deflagration in the filter device 120.
  • the pressure fluctuation flows together with the exhaust gas 25 via the first branch section 35 in the direction of the first damper section 45.
  • the pressure fluctuation is thereby via the first damper section 45, as in FIG FIG 1 explained, reflected.
  • the first and second portions enter the second strand section 40 with a time lag and move along the second main direction of extent in the direction of the third strand section 160.
  • the first portion and the second portion each split into a third remaining portion and a third Share about half.
  • the function of the second damper section 155 corresponds to the function of the first damper section 45.
  • the third remaining portion enters the second damper section 155 and is reflected on a second cover area 157 of the second damper section 155 in the direction of the first strand section 35.
  • the third remaining portion is divided approximately in half into a fourth remaining portion and a fourth portion.
  • the fourth remaining portion moves in the direction of the first strand section 35.
  • the fourth portion enters the third strand section 160 at a time offset from the third portion.
  • a third component and the fourth component move in the direction of the outlet side 50 with a time delay, the third component and the fourth component being further attenuated by the damper device 125 in the third branch section 160.
  • the pressure fluctuation is weakened to such an extent that it does not damage the pressure-sensitive component 55.
  • the second and third maximum pressure p 2 , p 3 of the pressure fluctuation at the end of the third line section 160 on the pressure-sensitive component is essentially about 10% to 25% of the first maximum pressure p 1 when the pressure fluctuation enters the first line section 35.
  • This ensures a long service life for the exhaust line 20.
  • a pressure-stable design of the pressure-sensitive component 55 can be dispensed with, so that it is particularly cost-effective. Furthermore, there is no need for additional pressure relief flaps.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasstrang (20) und ein System (10) mit solch einem Abgasstrang (20), wobei der Abgasstrang (20) eine Filtereinrichtung (120) einen ersten Strangabschnitt (35), einen zweiten Strangabschnitt (40) und einen Dämpferabschnitt (45) aufweist, wobei die Filtereinrichtung (120) ausgebildet ist, das Abgas (25) zumindest teilweise zur filtern, wobei der erste Strangabschnitt (35) an einem ersten Ende (75) mit der Filtereinrichtung (120) fluidisch gekoppelt ist und sich entlang einer ersten Haupterstreckungsrichtung erstreckt, wobei an einem zum ersten Ende (75) abgewandten zweiten Ende (80) des ersten Strangabschnitts (35) der erste Strangabschnitt (35) mit dem zweiten Strangabschnitt (40) und dem Dämpferabschnitt (45) mechanisch und fluidisch verbunden ist, wobei der Dämpferabschnitt (45) sich entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung von dem ersten Strangabschnitt (35) weg erstreckt und ein vordefiniertes, mit Abgas (25) füllbares Dämpfervolumen (110) innenseitig begrenzt, wobei der Dämpferabschnitt (45) ausgebildet ist, eine von der Filtereinrichtung (120) in Richtung des zweiten Endes (80) sich im Abgas (25) ausbreitende Druckschwankung zumindest teilweise zurück in den ersten Strangabschnitt (35) zu reflektieren, wobei der zweite Strangabschnitt (40) seitlich vom ersten Strangabschnitt (35) weg erstreckt und ausgebildet ist, das Abgas (25) von dem ersten Strangabschnitt (35) abzuführen oder zuzuführen.

Description

  • Es ist ein Abgasstrang für eine großindustrielle Anlage bekannt, wobei der Abgasstrang ausgebildet ist, ein Abgas der großindustriellen Anlage abzuführen. Der Abgasstrang kann eine Filtereinrichtung und ein Gebläse aufweisen, wobei in der Filtereinrichtung sich das Abgas entzünden und verpuffen kann. Druckwellen, erzeugt durch die Verpuffung, können zu einer Beschädigung des Gebläses führen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Abgasstrang und ein verbessertes System mit solch einem Abgasstrang bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Abgasstrangs gemäß Patentanspruch 1 und eines Systems gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es wurde erkannt, dass ein verbesserter Abgasstrang zur Abführung eines Abgases einer großindustrielle Anlage, insbesondere eine hüttentechnische Anlage, dadurch bereitgestellt werden kann, dass zur Abführung eines Abgases einer großindustriellen Anlage, insbesondere eine hüttentechnischen Anlage, der Abgasstrang eine Filtereinrichtung, einen ersten Strangabschnitt, einen zweiten Strangabschnitt und einen Dämpferabschnitt aufweist. Die Filtereinrichtung ist ausgebildet, das Abgas zumindest teilweise zu filtern. Der erste Strangabschnitt ist an einem ersten Ende mit der Filtereinrichtung fluidisch gekoppelt und erstreckt sich entlang einer ersten Haupterstreckungsrichtung, wobei an einem zum ersten Ende abgewandten zweiten Ende des ersten Strangabschnitts der erste Strangabschnitt mit dem zweiten Strangabschnitt und dem Dämpferabschnitt mechanisch und fluidisch verbunden ist. Der Dämpferabschnitt erstreckt sich entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung von dem ersten Strangabschnitt weg und begrenzt ein vordefiniertes, mit Abgas füllbares Dämpfervolumen innenseitig, wobei der Dämpferabschnitt ausgebildet ist, eine von der Filtereinrichtung in Richtung des zweiten Endes sich im Abgas ausbreitende Druckschwankung zumindest teilweise zurück in den ersten Strangabschnitt zu reflektieren, wobei der zweite Strangabschnitt seitlich vom ersten Strangabschnitt weg erstreckt und ausgebildet ist, das Abgas von dem ersten Strangabschnitt abzuführen oder zuzuführen.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch den Dämpferabschnitt die Druckschwankung im Abgas nur teilweise in den zweiten Strangabschnitt eintritt. Insbesondere kann dadurch eine drucksensitive Komponente, die sich im Anschluss an den zweiten Strangabschnitt befindet, vor einer mechanischen Beschädigung durch die Druckschwankung geschützt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Dämpferabschnitt einen Rohrbereich und einen geneigt zu der ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Deckelbereich auf, wobei der Rohrbereich sich entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung erstreckt. An einer ersten Seite ist der Rohrbereich mit dem ersten Strangabschnitt verbunden und an einer in der ersten Haupterstreckungsrichtung zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ist der Rohrbereich mit dem Deckelbereich mechanisch verbunden. Innenseitig begrenzen der Deckelbereich und der Rohrbereich das Dämpfervolumen. Dabei kann der Deckelbereich im Wesentlichen fluiddicht mit dem Rohrbereich verschlossen sein. Der Deckelbereich ist zur Reflexion der Druckschwankung zurück vom Rohrbereich in den ersten Strangabschnitt ausgebildet. An dem Deckelbereich kann beispielsweise eine Dämpferstruktur angeordnet sein, die zusätzlich die Druckschwankung bei Reflexion streut oder gedämpft reflektiert.
  • In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der erste Strangabschnitt stromaufwärtsseitig zu dem zweiten Ende geradlinig entlang einer ersten Geraden. Der Rohrbereich ist fluchtend zu dem ersten Strangabschnitt ausgerichtet und erstreckt sich entlang der ersten Geraden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch die fluchtende Anordnung von Rohrbereich und erstem Strangabschnitt sowie der Anordnung entlang der ersten Geraden eine Umlenkung der Druckschwankung in Richtung des zweiten Strangabschnitts vermieden wird. Dadurch wird ein ungewollter Eintritt eines größeren Anteils der Druckschwankung in den zweiten Strangabschnitt vermieden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Strangabschnitt eine erste Querschnittsfläche auf. Der Rohrbereich weist eine zweite Querschnittsfläche auf, wobei die erste Querschnittsfläche und die zweite Querschnittsfläche im Wesentlichen identisch sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der erste Strangabschnitt und der Rohrbereich aus den gleichen Formteilen, beispielsweise Rohre mit großem Durchmesser, hergestellt werden können. Zusätzlich oder alternativ weisen der Rohrbereich und der erste Strangabschnitt eine identische Innenkontur auf. Dadurch werden Vorsprünge, Stufen oder Stege an einem Übergang zwischen dem Rohrbereich und dem ersten Strangabschnitt vermieden, sodass im Wesentlichen der Übergang zwischen erstem Strangabschnitt und Rohrbereich stufenlos ist. Durch die stufenlose Ausgestaltung wird eine Teilreflexion der Druckschwankung am Übergang verhindert.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Rohrbereich eine maximale erste Innenerstreckung senkrecht zu der ersten Haupterstreckungsrichtung auf. Die maximale erste Innenerstreckung kann beispielsweise 1 m bis 6 m betragen. Entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung weist der Rohrbereich eine maximale Länge auf. Ein Verhältnis der maximalen Länge zu der maximalen ersten Innenerstreckung weist einen Wert auf, der in einem Bereich von einschließlich 0,5 bis einschließlich 1,5 liegt, wobei vorzugsweise das Verhältnis 1 ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der zweite Strangabschnitt vorzugsweise entlang einer zweiten Geraden. Dadurch kann der zweite Strangabschnitt besonders kostengünstig aus geradlinigem Rohrmaterial gefertigt werden.
  • Der zweite Strangabschnitt erstreckt sich entlang einer zweiten Haupterstreckungsrichtung in einem Winkel geneigt zu der ersten Haupterstreckungsrichtung. Der Winkel beträgt 70° bis 110°, insbesondere 87° bis 93°, insbesondere vorteilhafterweise 90°. Insbesondere durch die rechtwinklige Anordnung wird der Eintritt der Druckschwankung in den zweiten Strangabschnitt für die Druckschwankung erschwert. Von besonderem Vorteil ist beispielsweise, wenn der zweite Strangabschnitt und der erste Strangabschnitt stumpf aneinanderstoßen. Auch ein bogenförmiger Übergang zwischen erstem Strangabschnitt und zweitem Strangabschnitt ist möglich.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist an einem zweiten Strangabschnitt eine Dämpfereinrichtung angeordnet. Die Dämpfereinrichtung weist wenigstens eine erste Reflektorplatte auf. Die plattenförmig ausgebildete Reflektorplatte erstreckt sich geneigt, beispielsweise 45° bis 135°, vorzugsweise senkrecht, zu einer zweiten Haupterstreckungsrichtung des zweiten Strangabschnitts über einen ersten Teilbereich einer zweiten Querschnittsfläche des zweiten Strangabschnitts. Die Reflektorplatte ist ausgebildet, einen ersten Teil der Druckschwankung stirnseitig in eine Richtung zum ersten Strangabschnitt zurück zu reflektieren, sodass stromabwärtsseitig des zweiten Strangabschnitts die Druckschwankung nur abgeschwächt ankommt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Dämpfereinrichtung zumindest eine zweite Reflektorplatte auf, wobei die zweite Reflektorplatte plattenförmig ausgebildet ist und geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu der zweiten Haupterstreckungsrichtung angeordnet ist. Die zweite Reflektorplatte ist in der zweiten Haupterstreckungsrichtung versetzt zu der ersten Reflektorplatte angeordnet. In Querrichtung ist die zweite Reflektorplatte gegenüberliegend zu der ersten Reflektorplatte angeordnet. Die zweite Reflektorplatte erstreckt sich in Querrichtung über einen zweiten Teilbereich der zweiten Querschnittsfläche des zweiten Strangabschnitts. Die zweite Reflektorplatte ist ausgebildet, wenn die Druckschwankung auf eine zweite Stirnseite der zweiten Reflektorplatte trifft, diese an der zweiten Stirnseite zurück in den ersten Strangabschnitt zu reflektieren, sodass stromabwärtsseitig der zweiten Reflektorplatte im zweiten Strangabschnitt die Druckschwankung nur stark gedämpft ankommt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Dämpfereinrichtung wenigstens zwei erste Reflektorplatten auf, wobei die beiden ersten Reflektorplatten in der zweiten Haupterstreckungsrichtung des zweiten Strangabschnitts versetzt angeordnet sind. Die zweite Reflektorplatte ist in der zweiten Haupterstreckungsrichtung zwischen den beiden Reflektorplatten angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein zweiter Teil der Druckschwankung, der die erste Reflektorplatte ungehindert seitlich ohne Reflexionen an der ersten Reflektorplatte passiert, durch die zweite Reflektorplatte zurück in Richtung des ersten Strangabschnitts reflektiert wird. Ebenso wird durch die weitere erste Reflektorplatte, die stromabwärtsseitig zu der ersten und der zweiten Reflektorplatte angeordnet ist, ein dritter Teil der Druckschwankung, der die erste der beiden ersten Reflektorplatten und die erste und zweite Reflektorplatte passiert hat, ohne reflektiert zu werden, durch die weitere der beiden ersten Reflektorplatten stirnseitig zurück in Richtung des ersten Strangabschnitts reflektiert wird. Dadurch nimmt eine Amplitude der Druckschwankung und damit eine Intensität der Druckschwankung mit zunehmender Länge der Dämpfereinrichtung ab. Dadurch kann stromabwärtsseitig der Dämpfereinrichtung die drucksensitive Komponente, beispielsweise ein Gebläse, geschützt vor der Druckschwankung angeordnet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die erste Reflektorplatte mit dem ersten Teilbereich über 20 bis 50 % der zweiten inneren Querschnittsfläche.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Abgasstrang eine druckwellensensitive Komponente und eine Einlassseite auf, wobei die Einlassseite mit der großindustriellen Anlage verbindbar ist und das Abgas über die Einlassseite in den Abgasstrang einleitbar ist, wobei die Filtereinrichtung stromaufwärtsseitig des ersten Strangabschnitts zwischen der Einlassseite und dem ersten Strangabschnitt angeordnet ist, wobei die druckwellensensitive Komponente dem zweiten Strangabschnitt nachgeschaltet ist und fluidisch mit dem zweiten Strangabschnitt verbunden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Abgasstrang eine druckwellensensitive Komponente, eine Auslassseite und eine Einlassseite auf, wobei die Einlassseite mit der großindustriellen Anlage verbindbar ist und das Abgas über die Einlassseite in den Abggasstrang einleitbar ist, wobei über die Auslassseite das gereinigte Abgas abführbar ist, wobei die Filtereinrichtung stromabwärtsseitig des ersten Strangabschnitts zwischen der Auslassseite und dem ersten Strangabschnitt angeordnet ist, wobei die druckwellensensitive Komponente dem zweiten Strangabschnitt vorgeschaltet ist und fluidisch mit dem zweiten Strangabschnitt verbunden ist.
  • Die drucksensitive Komponente kann wenigstens ein Gebläse und/oder eine Druckentlastungsklappe und/oder eine Umschaltstation aufweisen. Das Gebläse kann beispielsweise als Axialgebläse oder Radialgebläse ausgebildet sein. Auch kann das Gebläse als Ventilator oder Verdichter ausgebildet sein und je nach Anordnung als Saugzug- oder Booster Gebläse verwendet werden.
  • Ein System weist eine großindustrielle Anlage, insbesondere eine hüttentechnische Anlage, und einen Abgasstrang auf. Der Abgasstrang ist wie oben beschrieben ausgebildet. Die großindustrielle Anlage ist ausgebildet, ein Abgas zu erzeugen, wobei die Einlassseite des Abgasstrangs fluidisch mit der großindustriellen Anlage gekoppelt und ausgebildet ist, das Abgas der großindustriellen Anlage zumindest teilweise abzuführen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von FIGN näher erläutert. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform;
    FIG 2
    ein Diagramm eines Drucks eines Abgases des Systems aufgetragen über einer Zeit im ersten Strangabschnitt eines Abgasstrangs des Systems;
    FIG 3
    eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    FIG 4
    eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer dritten Ausführungsform; und
    FIG 5
    eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • In den nachfolgenden FIGN wird auf ein Koordinatensystem zum erleichterten Verständnis Bezug genommen. Das Koordinatensystem ist beispielhaft als Rechtssystem ausgebildet und weist eine x-Achse (Längsrichtung), eine y-Achse (Höhenrichtung) und eine z-Achse (Querrichtung) auf.
  • FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • Das System 10 weist eine großindustrielle Anlage 15 und einen Abgasstrang 20 auf. Die großindustrielle Anlage 15 kann beispielsweise als hüttentechnische Anlage, insbesondere als Gießereianlage oder Anlage zur Herstellung von Metallen, ausgebildet sein. Dazu kann beispielsweise die großindustrielle Anlage 15 einen Konverter aufweisen, der beispielsweise als LD-Konverter (Linz-Donawitz-Konverter) ausgebildet ist. Auch eine andere Ausgestaltung der großindustriellen Anlage 15 ist denkbar.
  • Im Hüttenwerksbereich, d. h. in der Stahl-, Aluminium und Nichteisenmetallerzeugung, fallen prozessbedingt große Mengen Abgas 25 an, z. B. bei einer Erschmelzung von Roheisen oder direkt reduziertem Eisenschwamm oder bei der Erzeugung von Rohstahl. Das Abgas 25 kann Partikelmaterial aufweisen und zumindest teilweise ein brennbares Gas aufweisen.
  • Der Abgasstrang 20 ist ausgebildet, das Abgas 25 von der großindustriellen Anlage 15 zumindest aufzunehmen, vorzugsweise zumindest teilweise zu reinigen und zur Weiterverarbeitung oder zur Ableitung des Abgases 25 abzuleiten.
  • Das Abgas 25 kann beispielsweise wenigstens eines der folgenden Gase und/oder Partikelmaterial aufweisen: Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoffpartikel, Eisenoxidpartikel, Kalkpartikel, Wasserdampf, Wassertropfen.
  • Der Abgasstrang 20 weist eine Einlassseite 30, einen ersten Strangabschnitt 35, einen zweiten Strangabschnitt 40, einen ersten Dämpferabschnitt 45, eine Filtereinrichtung 120 und eine Auslassseite 50 auf. Zusätzlich kann der Abgasstrang 20 ferner eine drucksensitive Komponente 55 aufweisen. Die drucksensitive Komponente 55 kann beispielsweise ein Gebläse 185 und/oder eine Druckentlastungsklappe und/oder Sensorik und/oder eine Umschaltstation aufweisen. Auch eine andere Ausgestaltung der drucksensitiven Komponente 55 wäre denkbar.
  • Der erste Strangabschnitt 35 erstreckt sich entlang einer ersten Geraden 60 in einer ersten Haupterstreckungsrichtung. Die erste Gerade 60 verläuft beispielhaft parallel zu der x-Achse. Der erste Strangabschnitt 35 weist eine erste Wandung 65 auf. Die erste Wandung 65 begrenzt innenseitig einen ersten Innenraum 70, in dem im Betrieb des Abgasstrangs 20 das Abgas 25 entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung des ersten Strangabschnitts 35 strömt. Die erste Wandung 65 weist vorzugsweise entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung über den ersten Strangabschnitt 35 hinweg im Wesentlichen eine konstante erste innere Querschnittsfläche auf.
  • Der erste Strangabschnitt 35 ist an einem ersten Ende 75 mit der Einlassseite 30 fluidisch gekoppelt. Dabei kann zwischen der Einlassseite 30 und dem ersten Ende 75 des ersten Strangabschnitts 35 die Filtereinrichtung 120 angeordnet sein. Die Filtereinrichtung 120 kann beispielsweise als Nassfilter, insbesondere Nasselektrofilter, und/oder Trockenfilter, insbesondere Trockenelektrofilter, ausgebildet sein.
  • Ein zweites Ende 80 des ersten Strangabschnitts 35 ist mit dem ersten Dämpferabschnitt 45 und mit dem zweiten Strangabschnitt 40 mechanisch verbunden. Dabei schließt sich seitlich an den ersten Strangabschnitt 35 der zweite Strangabschnitt 40 an.
  • Der zweite Strangabschnitt 40 erstreckt sich in einer zweiten Haupterstreckungsrichtung entlang einer zweiten Geraden 85. Die erste Gerade 60 schließt zu der zweiten Geraden 85 einen vordefinierten ersten Winkel α ein. Der vordefinierte erste Winkel α kann beispielsweise 70° bis 110°, vorzugsweise, 87° bis 93° betragen. Von besonderem Vorteil ist, wenn die zweite Gerade 85 im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Geraden 60 verläuft und somit parallel zu der y-Achse ausgerichtet ist.
  • Der zweite Strangabschnitt 40 weist eine zweite Wandung 90 auf, wobei die zweite Wandung 90 innenseitig einen zweiten Innenraum 95 begrenzt. Der zweite Innenraum 95 weist eine zweite innere Querschnittsfläche auf. Vorzugsweise ist die erste innere Querschnittsfläche des ersten Innenraums 70 identisch zu der zweiten inneren Querschnittsfläche des zweiten Innenraums 95 ausgebildet.
  • Der erste Dämpferabschnitt 45 weist einen ersten Rohrbereich 100 und einen ersten Deckelbereich 105 auf. Der erste Rohrbereich 100 erstreckt sich entlang der ersten Geraden 60 geradlinig. Dabei ist der erste Rohrbereich 100 fluchtend zu dem ersten Strangabschnitt 35 ausgerichtet.
  • Die erste Wandung 65 weist ein erstes Profil in einem Querschnitt in yz-Ebene auf, wobei das erste Profil beispielsweise kreisförmig, elliptisch oder rechteckförmig, insbesondere quadratisch, ist. Der erste Rohrbereich 100 weist ein zweites Profil im Querschnitt auf, wobei das zweite Profil vorzugsweise identisch zu dem ersten Profil ist. Der erste Rohrbereich 100 weist über seine Erstreckung entlang der ersten Geraden 60 im Wesentlichen das gleiche zweite Profil auf wie der erste Strangabschnitt 35. Auch eine zweite innere Querschnittsfläche des Rohrbereichs 100 kann identisch zu der ersten inneren Querschnittsfläche sein.
  • Der erste Rohrbereich 100 schließt sich direkt an das zweite Ende 80 des ersten Strangabschnitts 35 an und ist mechanisch und vorzugsweise im Wesentlichen fluiddicht mit dem ersten Strangabschnitt 35 verbunden. Der erste Rohrbereich 100 ist an einer ersten Seite mit dem zweiten Ende 80 des ersten Strangabschnitts 35, insbesondere mit der ersten Wandung 65, mechanisch verbunden. Insbesondere können der erste Strangabschnitt 35 und der erste Rohrbereich 100 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sein.
  • Auf einer zur ersten Seite und somit zum zweiten Ende 80 gegenüberliegenden zweiten Seite des Rohrbereichs 100 ist der erste Deckelbereich 105 an dem ersten Rohrbereich 100 befestigt. Der erste Deckelbereich 105 verläuft im Wesentlichen geneigt, insbesondere senkrecht, zu der ersten Geraden 60 und zu der ersten Haupterstreckungsrichtung des ersten Strangabschnitts 35. Der erste Deckelbereich 105 verschließt auf der zum zweiten Ende 80 abgewandten Seite den ersten Rohrbereich 100, vorzugsweise fluiddicht.
  • Der erste Deckelbereich 105 begrenzt zusammen mit dem ersten Rohrbereich 100 innenseitig ein erstes Dämpfervolumen 110, wobei das erste Dämpfervolumen 110 bei Betrieb der großindustriellen Anlage 15 mit Abgas 25 befüllt ist. Das Dämpfervolumen 110 erstreckt sich bis zu dem zweiten Ende 80 des ersten Strangabschnitts 35.
  • Der erste Rohrbereich 100 weist in einer Richtung senkrecht zu der ersten Geraden 60 eine maximale erste Innenerstreckung b1 auf. Die maximale erste Innenerstreckung b1 beträgt 1 m bis 5 m. Bei einer rohrförmigen Ausgestaltung mit kreisförmigem zweiten Profil entspricht die erste maximale Innenerstreckung b1 einem maximalen Innendurchmesser des Rohrbereichs 100.
  • In einer Längsrichtung entlang der ersten Geraden 60 weist der erste Rohrbereich 100 eine maximale erste Länge l1 auf. Die maximale erste Länge l1 ist zwischen dem zweiten Ende 80 bzw. der ersten Seite des Rohrbereichs 100 und dem ersten Deckelbereich 105 definiert. Von besonderem Vorteil ist, wenn ein Verhältnis der maximalen ersten Länge l1 zu der maximalen ersten Innenerstreckung b1 einen Wert aufweist, der in einem Bereich von einschließlich der 0,5 bis 1,5 liegt.
  • Die zweite Wandung 90 weist ein drittes Profil in einem Querschnitt in einer xz-Ebene auf, wobei das dritte Profil beispielsweise identisch zu dem ersten Profil gewählt ist. Auch kann das dritte Profil unterschiedlich zu dem ersten Profil und/oder dem zweiten Profil sein. In diesem Fall ist es ebenso von Vorteil, wenn die erste innere Querschnittsfläche identisch zu einer dritten inneren Querschnittsfläche des zweiten Strangabschnitts 40 ist.
  • Auf einer vom ersten Strangabschnitt 35 abgewandten Seite des zweiten Strangabschnitts 40 kann der zweite Strangabschnitt 40 fluidisch mit der Auslassseite 50 verbunden sein. Dabei kann zwischen der Auslassseite 50 und dem zweiten Strangabschnitt 40 die drucksensitive Komponente 55, beispielsweise das Gebläse 185, angeordnet sein.
  • Im Betrieb der großindustriellen Anlage 15 ist das Gebläse 185 aktiviert und erzeugt einen Unterdruck. Das Gebläse 185 saugt über die Einlassseite 30 das Abgas 25 von der großindustriellen Anlage 15 in den Abgasstrang 20 ein.
  • Das Abgas 25 strömt von der Einlassseite 30 in die Filtereinrichtung 120. Die Filtereinrichtung 120 filtert das Abgas 25. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung 120 das Partikelmaterial und/oder bestimmte schädliche Gase, z. B. Kohlenmonoxid, aus dem Abgas 25 filtern/entfernen.
  • Nach Durchströmen der Filtereinrichtung 120 tritt das gefilterte Abgas 25 von der Filtereinrichtung 120 in den ersten Strangabschnitt 35 am ersten Ende 75 ein. Das gefilterte Abgas 25 strömt im ersten Strangabschnitt 35 von dem ersten Ende 75 hin zu dem zweiten Ende 80 entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung. An dem zweiten Ende 80 tritt das Abgas 25 in den zweiten Strangabschnitt 40 ein und füllt das erste Dämpfervolumen. Dabei wird das Abgas 25 um den ersten Winkel α umgelenkt und strömt in den zweiten Strangabschnitt 40 entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung des zweiten Strangabschnitts 40.
  • Vom zweiten Strangabschnitt 40 wird das Abgas 25 in der Ausführungsform von dem Gebläse 185 angesaugt. Nach Durchströmen des Gebläses 185 fördert das Gebläse 185 stromabwärtsseitig das Abgas 25 zu der Auslassseite 50. An der Auslassseite 50 tritt das Abgas 25 aus dem Abgasstrang 20 aus.
  • In der Filtereinrichtung 120 kann im Betrieb des Abgasstrangs 20 eine Verpuffung auftreten. Die Verpuffung kann durch Entzündung eines brennfähigen Gasgemischs, beispielsweise Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Sauerstoff, entstehen. Die Entzündung kann durch Funken oder Überschläge in der Filtereinrichtung 120 erfolgen. Die Verpuffung bewirkt eine Druckschwankung in dem Abgas 25. Die Druckschwankung kann insbesondere als Druckwelle ausgebildet sein. Die Druckschwankung breitet sich im Abgasstrang 20 von der Filtereinrichtung 120 zu der Einlassseite 30 und zu der Auslassseite 50 aus.
  • FIG 2 zeigt ein Diagramm eines Drucks p des Abgases 25 aufgetragen über einer Zeit t im ersten Strangabschnitt 35 am ersten Ende 75.
  • Ein Druckverlauf des Drucks p über der Zeit t der Druckschwankung bei Eintritt in den ersten Strangabschnitt 35 ist in FIG 2 mittels eines ersten Graphs 101 dargestellt.
  • Die Druckschwankung kann einen ersten Maximaldruck pDS von 0,5 bar über einem Normaldruck (etwa 1 bar) des Abgases 25 aufweisen.
  • Die Druckschwankung überschreitet mit einem ersten Maximaldruck pDS einen vordefinierten maximalen Druck pMAX, den die drucksensitive Komponente 55 verkraften kann, ohne beschädigt zu werden. Der maximale Druck pMAX ist in FIG 2 mittels einer parallel zur Abszisse verlaufenden Linie 102 dargestellt.
  • Im ersten Strangabschnitt 35 ist die Druckschwankung so stark, dass, sollte die drucksensitive Komponente 55 im ersten Strangabschnitt 35 angeordnet sein, die Druckschwankung zu einer Beschädigung oder Zerstörung der drucksensitiven Komponente 55 führen würde.
  • Die Druckschwankung bewegt sich entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung des ersten Strangabschnitts 35 in Richtung des zweiten Endes 80. Am Anschluss des zweiten Strangabschnitts 40 am ersten Strangabschnitt 35 teilt sich die Druckschwankung im Wesentlichen hälftig in einen ersten Anteil und einen ersten Restanteil auf. Dabei tritt ein erster Anteil der Druckschwankung mit einem zweiten Maximaldruck p2 in den zweiten Strangabschnitt 40 ein. Die Druckschwankung, die im zweiten Innenraum 95 verläuft, ist in FIG 2 mittels eines zweiten Graphen 103 dargestellt, der mit durchgezogener Linie gezeichnet ist.
  • Am zweiten Ende 80 tritt der erster Restanteil der Druckschwankung in das erste Dämpfervolumen 110 ein. Der erste Restanteil der Druckschwankung breitet sich im ersten Dämpfervolumen 110 von dem zweiten Ende 80 hin zum ersten Deckelbereich 105 aus. An dem ersten Deckelbereich 105 wird der erste Restanteil durch den, vorzugsweise senkrecht, zu der ersten Geraden 60 angeordneten ersten Deckelbereich 105 innenseitig reflektiert. Innenseitig an dem ersten Deckelbereich 105 kann eine erste Dämpferstruktur angeordnet sein, um den ersten Restanteil der Druckschwankung bei der Reflexion zu streuen und/oder zu dämpfen. Die erste Dämpferstruktur kann einen elastischen Werkstoff aufweisen und/oder wabenartig ausgebildet sein und/oder eine Riffelung aufweisen.
  • Der reflektierte erste Restanteil der Druckschwankung durchläuft abermals das erste Dämpfervolumen 110 und tritt an dem zweiten Ende 80 wieder in den ersten Strangabschnitt 35 ein und breitet sich vom zweiten Ende 80 hin zum ersten Ende 75 in dem ersten Strangabschnitt 35 aus.
  • Am Anschluss teilt sich der reflektierte erste Restanteil in einen zweiten Anteil und einen zweiten Restanteil jeweils etwa hälftig auf. Der zweite Anteil des reflektierten ersten Restanteils tritt in den zweiten Strangabschnitt 40 mit einem dritten Maximaldruck p3 ein. Der zweite Restanteil läuft in Richtung des ersten Endes des ersten Strangabschnitts 35.
  • Die in FIG 1 gezeigte Ausgestaltung des Abgasstrangs 20 hat den Vorteil, dass der Übertritt der Druckschwankung vom ersten Strangabschnitt 35 in den zweiten Strangabschnitt 40 reduziert erfolgt.
  • Die Druckschwankung breitet sich im zweiten Innenraum 95 hin zu der drucksensitiven Komponente 55 aus. Dadurch weist der Druckverlauf des Drucks p im zweiten Strangabschnitt beispielsweise zwei Wellen (vgl. FIG 2) auf, die den maximalen Druck pMAX nicht unterschreiten. Der zweite Maximaldruck p2 und der dritte Maximaldruck p3 sind kleiner als der maximale Druck pMAX Durch die Abschwächung, die sich in der Amplitudenreduktion der Druckschwankung niederschlägt, wird eine Beschädigung der drucksensitiven Komponente 55, beispielsweise des Gebläses 185, vermieden.
  • FIG 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Das System 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in FIGN 1 und 2 erläuterten System 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede des in FIG 3 gezeigten Systems 10 gegenüber dem in den FIGN 1 und 2 gezeigten System 10 eingegangen.
  • Zusätzlich ist im zweiten Strangabschnitt 40 eine Dämpfereinrichtung 125 angeordnet. Die Dämpfereinrichtung 125 befindet sich im zweiten Innenraum 95. Die Dämpfereinrichtung 125 weist wenigstens eine erste Reflektorplatte 130 auf. Zusätzlich kann die Dämpfereinrichtung 125 eine zweite Reflektorplatte 135 aufweisen.
  • Die erste Reflektorplatte 130 ist auf einer dem ersten Strangabschnitt 35 zugewandten Seite angeordnet. Die erste Reflektorplatte 130 ist innenseitig der zweiten Wandung 85 angeordnet und vorzugsweise an einer Innenseite der zweiten Wandung 85 befestigt. Die erste Reflektorplatte 130 erstreckt sich geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu der zweiten Geraden 85. Die erste Reflektorplatte 130 erstreckt sich über einen ersten Teilbereich der zweiten inneren Querschnittsfläche des zweiten Innenraums 95. Von besonderem Vorteil ist, wenn der erste Teilbereich sich über 20% bis 50% der zweiten inneren Querschnittsfläche des zweiten Innenraums 95 erstreckt. Die erste Reflektorplatte 130 kann beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein und auf einer dem ersten Strangabschnitt 35 zugewandten ersten Stirnseite 140 plan ausgebildet sein. Auch kann die erste Reflektorplatte 130 an der ersten Stirnseite 140 eine vordefinierte zweite Dämpferstruktur, beispielsweise eine Wabenstruktur, aufweisen.
  • Die zweite Reflektorplatte 135 ist in Querrichtung senkrecht zu der zweiten Geraden 85 gegenüberliegend zu der ersten Reflektorplatte 130 in dem zweiten Innenraum 95 angeordnet. Die zweite Reflektorplatte 135 ist umfangsseitig mit der Innenseite der zweiten Wandung 90 verbunden. Die zweite Reflektorplatte 135 erstreckt sich über einen zweiten Teilbereich der zweiten inneren Querschnittsfläche des zweiten Innenraums 95, wobei der zweite Teilbereich etwa einschließlich 20% bis etwa einschließlich 50% der zweiten inneren Querschnittsfläche beträgt.
  • Die zweite Reflektorplatte 135 ist plattenförmig ausgebildet und vorzugsweise geneigt, insbesondere senkrecht, zu der zweiten Geraden 85 ausgerichtet. In FIG 3 erstreckt sich somit die zweite Reflektorplatte 135 in einer xz-Ebene. Die zweite Reflektorplatte 135 ist parallel in y-Richtung und somit in Richtung der zweiten Geraden 85 versetzt zu der ersten Reflektorplatte 130 angeordnet.
  • In der Ausführungsform weist die Dämpfereinrichtung 125 mehrere erste Reflektorplatten 130 auf, wobei die ersten Reflektorplatten 130 vorzugsweise identisch zueinander ausgebildet sind. Die ersten Reflektorplatten 130 sind in der zweiten Haupterstreckungsrichtung und somit in y-Richtung versetzt zueinander angeordnet. Dabei weisen zwei nächstliegend zueinander angeordnete erste Reflektorplatten 130 jeweils einen ersten Abstand a1 auf.
  • Die zweite Reflektorplatte 135 ist in der zweiten Haupterstreckungsrichtung zwischen den zwei nächstliegenden ersten Reflektorplatten 130 angeordnet. Dabei kann die zweite Reflektorplatte 135 stromabwärtsseitig zu der ersten Reflektorplatte 130 und somit auf einer zum ersten Strangabschnitt 35 der ersten Reflektorplatte 130 abgewandten Seite angeordnet sein. Vorzugsweise ist die zweite Reflektorplatte 135 mittiger Lage zwischen zwei nächstliegenden ersten Reflektorplatten 130 angeordnet. Somit ist ein zweiter Abstand a2 der zweiten Reflektorplatte 135 zu der stromaufwärtsseitig zu der zweiten Reflektorplatte 135 angeordneten ersten Reflektorplatte 130 gleich einem dritten Abstand a3 zu der bezogen auf die zweite Reflektorplatte 135 stromabwärts angeordneten ersten Reflektorplatte 130. Auch kann der zweite Abstand a2 zu dem dritten Abstand a3 unterschiedlich sein. Der zweite Abstand a2 und der dritte Abstand a3 sind jedoch so gewählt, dass eine Durchtrittsfläche zwischen der ersten Reflektorplatte 130 und der zweiten Reflektorplatte 135 wenigstens 40 bis 70% der zweiten inneren Querschnittsfläche aufweist.
  • In FIG 3 weist die Dämpfereinrichtung 125 mehrere erste Reflektorplatten 130 und mehrere zweite Reflektorplatten 135 auf, die abwechselnd bezogen auf die zweite Gerade 85 in dem zweiten Innenraum 95 angeordnet sind. Beispielhaft sind die ersten Reflektorplatten 130 und die zweiten Reflektorplatten 135 in regelmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Auch kann ein vierter Abstand a4 zwischen zwei nächstliegend in der zweiten Haupterstreckungsrichtung angeordneten zweiten Reflektorplatten 135 dem ersten Abstand a1 entsprechen. Auch kann der vierte Abstand a4 unterschiedlich zum ersten Abstand a1 gewählt sein.
  • Eine zweite Stirnseite 145 der zweiten Reflektorplatte 135, die stromaufwärtsseitig und somit dem ersten Strangabschnitt 35 zugewandt ist kann plan ausgebildet sein. Auch kann an der zweiten Stirnseite 145 eine dritte Dämpferstruktur angeordnet sein. Die dritte Dämpferstruktur kann beispielsweise identisch zu der zweiten Dämpferstruktur an der ersten Stirnseite 140 der ersten Reflektorplatte und/oder der ersten Dämpferstruktur am ersten Deckelbereich 105 ausgebildet sein. So kann die dritte Dämpferstruktur beispielsweise wabenartig ausgebildet sein oder eine Riffelung aufweisen.
  • Im Betrieb des Systems 10 wird, wie in FIGN 1 bis 2 erläutert, die Druckschwankung über das erste Ende 75 in den ersten Strangabschnitt 35 eingeleitet. Der ersten Anteil der Druckschwankung und der zweite Anteil der reflektierten Druckschwankung treten von dem ersten Strangabschnitt 35 in den zweiten Strangabschnitt 40 zeitversetzt ein. Der erste Anteil und der zweite Anteil breiten sich im zweiten Strangabschnitt 40 hin zu der Auslassseite 50 aus. Im Folgenden wird nur Einfluss der Dämpfereinrichtung 125 auf den ersten Anteil der Druckschwankung erläutert. Für den zweiten Anteil der reflektierte Druckschwankung, gilt das für den ersten Anteil im Folgenden erläuterte ebenso.
  • Dabei läuft der ersten Anteil der Druckschwankung entlang der zweiten Geraden 85 in dem zweiten Strangabschnitt 40 in Richtung der Auslassseite 55. Trifft der erste Anteil auf die Dämpfereinrichtung 125, so reflektiert die erste Reflektorplatte 130 an der ersten Stirnseite 140 einen ersten Teil des ersten Anteils der Druckschwankung. Ist an der ersten Stirnseite 140 die zweite Dämpferstruktur angeordnet, so kann zusätzlich die erste Reflektorplatte 130 den ersten Teil des ersten Anteils der Druckschwankung nicht nur reflektieren, sondern auch gestreut reflektieren und/oder gedämpft reflektieren. Der reflektierte erste Teil wird im Wesentlichen zurück in Richtung den ersten Strangabschnitt 35 reflektiert. Ein zweiter Teil des ersten Anteils der Druckschwankung umströmt die erste Reflektorplatte 130 und trifft dann auf dem Weg an der Auslassseite 50 auf die zweite Reflektorplatte 135.
  • Die zweite Reflektorplatte 135 reflektiert an der zweiten Stirnseite 145 ebenso wie die Reflektorplatte 130 einen dritten Teil des ersten Anteils der Druckschwankung in Richtung des ersten Strangabschnitts 35. Auch kann die dritte Dämpferstruktur nicht nur den dritten Teil der Druckschwankung reflektieren, sondern auch gestreut reflektieren und/oder gedämpft reflektieren und/oder dämpfen.
  • Durch die Vielzahl der ersten und zweiten Reflektorplatten 130, 135 wird die im zweiten Strangabschnitt 40 vom ersten Strangabschnitt 35 hin zu der Auslassseite 50 laufender erste und zweite Anteil der Druckschwankung von jeder der Reflektorplatten 130, 135 zurück in Richtung des ersten Strangabschnitts 35 teilweise reflektiert, sodass die Amplitude des ersten Anteils Druckschwankung mit jeder Reflexion abnimmt.
  • Dies hat zur Folge, dass durch die Dämpfereinrichtung 125 der ersten und zweite Anteil der Druckschwankung im zweiten Strangabschnitt 40 weiter reduziert wird, sodass wenn der erste Anteil bzw. der zweite Anteil der Druckschwankung auf die drucksensitive Komponente 55, beispielsweise das Gebläse 185 trifft, dieses nicht beschädigt wird.
  • FIG 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Das System 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in FIGN 1 bis 3 erläuterten System 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede des in FIG 4 gezeigten Systems 10 gegenüber dem in FIG 3 gezeigten System 10 eingegangen.
  • In FIG 4 sind gegenüber FIG 3 die Einlassseite 30 und die Auslassseite 50 vertauscht. Damit einhergehend ist die Strömungsrichtung des Abgases 25 im Abggasstrang 20 gegenüber FIG 3 in umgekehrt. Die drucksensitive Komponente 55 ist im Anschluss stromabwärtsseitig der Einlassseite 30 angeordnet. Die Filtereinrichtung 120 ist stromabwärtsseitig des ersten Strangabschnitts 35 zwischen dem ersten Strangabschnitt 35 und der Auslassseite 50 angeordnet. Die drucksensitive Komponente 55 ist stromaufwärtsseitig der Filtereinrichtung 120 und der Strangabschnitte 35, 40, des ersten Dämpferabschnitts 45 sowie der Dämpfereinrichtung 125 angeordnet. Dadurch ist die druckwellensensitive Komponente 55 dem zweiten Strangabschnitt 40 fluidisch vorgeschaltet.
  • Die Funktionsweise des in FIG 4 gezeigten entspricht im Wesentlichen der in den FIGN 1 bis 3 Funktionsweise des Systems 10. Abweichend dazu breitet sich die Druckschwankung kommend von der Filtereinrichtung 120 gegen die Strömungsrichtung des Abgases 25 im Abgasstrang 20 und somit in Richtung der Eingangsseite 30 über den ersten Strangabschnitt 35 hin zum zweiten Strangabschnitt 40 aus.
  • Der erste Dämpferabschnitt 45 dämpft auch in dieser Ausführungsform die Druckschwankung bei der Ausbreitung von der Filtereinrichtung 120 zu der Einlassseite 30. Die Dämpfereinrichtung 125 dämpft weiter die Druckschwankung auf dem Weg gegen die Strömung des Abgases 25. Auch in dieser Ausgestaltung wird die stromaufwärtsseitig der Dämpfereinrichtung 125 zwischen der Dämpfereinrichtung 120 und der Einlassseite 30 angeordnete drucksensitive Komponente 55 vor Überlastung durch die Druckschwankung geschützt.
  • FIG 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • Das System 10 ist im Wesentlichen eine Weiterbildung und Kombination der in den FIGN 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Systems 10. Das System 10 weist neben dem ersten und zweiten Strangabschnitt 35, 40 und dem ersten Dämpferabschnitt 45 einen zweiten Dämpferabschnitt 155 und einen dritten Strangabschnitt 160 sowie die drucksensitive Komponente 55 auf. Auch eine Abwandlung des in FIG 5 gezeigten Systems 10 mit umgekehrter Strömungsrichtung und somit vertauschter Einlassseite 30 und Auslassseite 50 wie in FIG 4 gezeigt ist möglich.
  • Der erste Strangabschnitt 35, der erste Dämpferabschnitt 45 sowie der zweite Strangabschnitt 40 sind wie in FIG 1 erläutert ausgebildet. An dem zweiten Strangabschnitt 40 schließt sich der zweite Dämpferabschnitt 155 an, wobei der zweite Dämpferabschnitt 155 geradlinig und fluchtend zu dem zweiten Strangabschnitt 40 ausgebildet ist. Der zweite Dämpferabschnitt 155 ist auf einer zum ersten Strangabschnitt 35 abgewandten Seite des zweiten Strangabschnitts 40 angeordnet und sowohl mechanisch als auch fluidisch mit dem zweiten Strangabschnitt 40 verbunden. Der zweite Dämpferabschnitt 155 erstreckt sich entlang der zweiten Geraden 85.
  • Der zweite Dämpferabschnitt 155 ist im Wesentlichen identisch zu dem ersten Dämpferabschnitt 45 ausgebildet und schließt ein zweites Dämpfervolumen 156 ein.
  • Ein zweiter Rohrabschnitt 158 des zweiten Dämpferabschnitts 155 weist eine geringere zweite maximale Länge l2 entlang der zweiten Geraden 85 auf als der erste Rohrbereich 100 des ersten Dämpferabschnitts 45. Von besonderem Vorteil ist, wenn ein Verhältnis der zweiten maximalen Länge l2 zu der maximalen zweiten Innenerstreckung b2 einen Wert aufweist, der in einem Bereich von einschließlich der 0,5 bis 1,5 liegt. Von besonderem Vorteil ist, wenn das Verhältnis etwa 1 ist.
  • Die maximale erste Innenerstreckung b1 und die maximale zweite Innenerstreckung b2 sind in FIG 5 beispielhaft identisch. Auch kann die maximale zweite Innenerstreckung b2 unterschiedlich, vorzugsweise kleiner, als die maximale erste Innenerstreckung b1 sein. Ferner ist die zweite maximale Länge l2 beispielhaft kürzer als die erste maximale Länge l1. Dadurch ist das zweite Dämpfervolumen 156 beispielhaft kleiner als das erste Dämpfervolumen 110.
  • Stromabwärtsseitig des zweiten Strangabschnitts 40 ist der dritte Strangabschnitt 160 angeordnet. Der dritte Strangabschnitt 160 ist stromaufwärtsseitig fluidisch mit dem zweiten Strangabschnitt 40 und stromabwärtsseitig mit der drucksensitiven Komponente 55 verbunden.
  • Das Gebläse 185 ist ausgebildet, das Abgas 25 von der Einlassseite 30 anzusaugen und zur Auslassseite 50 zu fördern.
  • Der dritte Strangabschnitt 160 ist in zwei beispielhaft geradlinig ausgebildete Teilbereiche 190, 195 untergliedert, wobei die beiden Teilbereiche 190, 195 durch einen Bogenabschnitt 200 des dritten Strangabschnitts 160 miteinander verbunden sind. In einem dritten Innenraum 170 der beiden Teilbereiche 190, 195 ist jeweils die Dämpfereinrichtung 125 angeordnet. Auf die Anordnung der Dämpfereinrichtung 125 im Bogenabschnitt 200 kann verzichtet werden.
  • Im Betrieb des Systems 10 kann, wie oben erläutert, durch die Verpuffung in der Filtereinrichtung 120 die Druckschwankung entstehen. Die Druckschwankung strömt zusammen mit dem Abgas 25 über den ersten Strangabschnitt 35 hin in Richtung des ersten Dämpferabschnitts 45. Dabei wird die Druckschwankung über den ersten Dämpferabschnitt 45, wie in FIG 1 erläutert, reflektiert. Der erste und zweite Anteil treten zeitversetzt in den zweiten Strangabschnitt 40 ein und bewegen sich entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung in Richtung des dritten Strangabschnitts 160. Am Anschluss des dritten Strangabschnitts 160 teilen der erste Anteil und der zweite Anteil sich jeweils in einen dritten Restanteil und einen dritten Anteil etwa hälftig auf.
  • Die Funktionsweise des zweiten Dämpferabschnitts 155 entspricht der Funktionsweise des ersten Dämpferabschnitts 45. Der dritte Restanteil tritt in den zweiten Dämpferabschnitt 155 ein und wird an einem zweiten Deckelbereich 157 des zweiten Dämpferabschnitts 155 in Richtung des ersten Strangabschnitts 35 reflektiert. Am Anschluss des dritten Strangabschnitts 160 teilt sich der dritte Restanteil in einen vierten Restanteil und einen vierten Anteil etwa hälftig auf. Der vierte Restanteil bewegt sich in Richtung des ersten Strangabschnitts 35. Der vierte Anteil tritt in den dritten Strangabschnitt 160 zeitversetzt zu dem dritten Anteil ein.
  • Ein dritter Anteil und der vierte Anteil bewegen sich zeitversetzt in Richtung der Auslassseite 50, wobei der dritte Anteil und der vierte Anteil durch die Dämpfereinrichtung 125 im dritten Strangabschnitt 160 weiter gedämpft werden.
  • Vor dem Gebläse 185 ist die Druckschwankung soweit abgeschwächt, dass sie die drucksensitive Komponente 55 nicht beschädigt. Der zweite und dritte Maximaldruck p2, p3 der Druckschwankung am Ende des dritten Strangabschnitts 160 an der drucksensitiven Komponente beträgt im Wesentlichen etwa 10 % bis 25 % des ersten Maximaldrucks p1 beim Eintritt der Druckschwankung in den ersten Strangabschnitt 35. Dadurch wird eine Überlastung der drucksensitiven Komponente 55, in FIG 5 des Gebläses 185, vermieden. Dadurch wird eine mechanische Beschädigung der drucksensitiven Komponente 55 verhindert. Dies stellt eine lange Lebensdauer des Abgasstrangs 20 sicher. Ferner kann auf eine druckstabile Auslegung der drucksensitiven Komponente 55 verzichtet werden, sodass diese besonders kostengünstig ist. Ferner kann auf zusätzliche Druckentlastungsklappen verzichtet werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass analog zu FIG 4 auch die Einlassseite 30 und die Auslassseite 50 vertauscht werden kann, sodass die Strömungsrichtung des Abgases 25 in FIG 5 umgekehrt als oben beschrieben ist.

Claims (14)

  1. Abgasstrang (20) zur Abführung eines Abgases einer großindustriellen Anlage (15), insbesondere eine hüttentechnischen Anlage,
    - aufweisend eine Filtereinrichtung (120), einen ersten Strangabschnitt (35), einen zweiten Strangabschnitt (40) und einen Dämpferabschnitt (45),
    - wobei die Filtereinrichtung (120) ausgebildet ist, das Abgas (25) zumindest teilweise zu filtern,
    - wobei der erste Strangabschnitt (35) an einem ersten Ende (75) mit der Filtereinrichtung (120) fluidisch gekoppelt ist und sich entlang einer ersten Haupterstreckungsrichtung erstreckt,
    - wobei an einem zum ersten Ende (75) abgewandten zweiten Ende (80) des ersten Strangabschnitts (35) der erste Strangabschnitt (35) mit dem zweiten Strangabschnitt (40) und dem Dämpferabschnitt (45) mechanisch und fluidisch verbunden ist,
    - wobei der Dämpferabschnitt (45) sich entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung von dem ersten Strangabschnitt (35) weg erstreckt und ein vordefiniertes, mit Abgas (25) füllbares Dämpfervolumen (110) innenseitig begrenzt,
    - wobei der Dämpferabschnitt (45) ausgebildet ist, eine von der Filtereinrichtung (120) in Richtung des zweiten Endes (80) sich im Abgas (25) ausbreitende Druckschwankung zumindest teilweise zurück in den ersten Strangabschnitt (35) zu reflektieren,
    - wobei der zweite Strangabschnitt (40) seitlich vom ersten Strangabschnitt (35) weg erstreckt und ausgebildet ist, das Abgas (25) von dem ersten Strangabschnitt (35) abzuführen oder zuzuführen.
  2. Abgasstrang (20) nach Anspruch 1,
    - wobei der Dämpferabschnitt (45) einen sich entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung erstreckenden Rohrbereich (100) und einen geneigt zu der ersten Haupterstreckungsrichtung ausgebildeten Deckelbereich (105) aufweist,
    - wobei der Rohrbereich (100) an einer ersten Seite mit dem ersten Strangabschnitt (35) und an einer in der ersten Haupterstreckungsrichtung zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite mit dem Deckelbereich (105) mechanisch verbunden ist,
    - wobei innenseitig der Deckelbereich (105) und der Rohrbereich (100) das Dämpfervolumen (110) begrenzen.
  3. Abgasstrang (20) nach Anspruch 2,
    - wobei sich der erste Strangabschnitt (35) stromaufwärtsseitig zu dem zweiten Ende (80) geradlinig entlang einer ersten Geraden (60) erstreckt,
    - wobei der Rohrbereich (100) fluchtend zu dem ersten Strangabschnitt (35) ausgerichtet ist und sich geradlinig entlang der ersten Geraden (60) erstreckt.
  4. Abgasstrang (20) nach Anspruch 2 oder 3,
    - wobei der erste Strangabschnitt (35) eine erste innere Querschnittsfläche aufweist,
    - wobei der Rohrbereich (100) eine zweite innere Querschnittsfläche aufweist,
    - wobei die erste Querschnittsfläche und die zweite Querschnittsfläche im Wesentlichen identisch sind.
  5. Abgasstrang (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    - wobei der Rohrbereich (100) eine maximale Innenerstreckung (b1, b2) senkrecht zu der ersten Haupterstreckungsrichtung aufweist,
    - wobei entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung der Rohrbereich (100) eine maximale Länge (l1, l2) aufweist,
    - wobei ein Verhältnis der maximalen Länge (l1, l2) zu der maximalen Innenerstreckung (b1, b2) einen Wert aufweist, der in einem Bereich von einschließlich 0,5 bis einschließlich 1,5 liegt,
    - wobei vorzugsweise das Verhältnis 1 ist.
  6. Abgasstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    - wobei sich der zweite Strangabschnitt (40) stromabwärtsseitig zu dem ersten Strangabschnitt (35), vorzugsweise entlang einer zweiten Geraden (85) erstreckt,
    - wobei sich der zweite Strangabschnitt (40) entlang einer zweiten Haupterstreckungsrichtung in einem Winkel geneigt zu der ersten Haupterstreckungsrichtung erstreckt,
    - wobei der Winkel 70° bis 110°, insbesondere 87° bis 93°, besonders vorteilhafterweise 90°, beträgt.
  7. Abgasstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    - wobei an dem zweiten Strangabschnitt (40) eine Dämpfereinrichtung (125) angeordnet ist,
    - wobei die Dämpfereinrichtung (125) zumindest eine erste Reflektorplatte (130) aufweist,
    - wobei sich die plattenförmig ausgebildete erste Reflektorplatte (130) geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu einer zweiten Haupterstreckungsrichtung des zweiten Strangabschnitts (40) über einen ersten Teilbereich einer zweiten Querschnittsfläche des zweiten Strangabschnitts (40) erstreckt,
    - wobei sich die erste Reflektorplatte (135) in eine Querrichtung geneigt zu der zweiten Haupterstreckungsrichtung über einen ersten Teilbereich einer zweiten Querschnittsfläche des zweiten Strangabschnitts (40) erstreckt.
  8. Abgasstrang (20) nach Anspruch 7,
    - wobei die Dämpfereinrichtung (125) zumindest eine zweite Reflektorplatte (135) aufweist,
    - wobei die plattenförmig ausgebildete zweite Reflektorplatte (135) geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu der zweiten Haupterstreckungsrichtung angeordnet ist,
    - wobei die zweite Reflektorplatte (135) in der zweiten Haupterstreckungsrichtung versetzt zu der ersten Reflektorplatte (130) angeordnet ist,
    - wobei in Querrichtung die zweite Reflektorplatte (135) gegenüberliegend zu der ersten Reflektorplatte (130) angeordnet ist,
    - wobei sich die zweite Reflektorplatte (135) in Querrichtung über einen zweiten Teilbereich der zweiten Querschnittsfläche des zweiten Strangabschnitts (40) erstreckt.
  9. Abgasstrang (20) nach Anspruch 8,
    - wobei die Dämpfereinrichtung (125) wenigstens zwei erste Reflektorplatten (130) aufweist,
    - wobei die beiden ersten Reflektorplatten (130) in der zweiten Haupterstreckungsrichtung des zweiten Strangabschnitts versetzt angeordnet sind,
    - wobei die zweite Reflektorplatte (135) in der zweiten Haupterstreckungsrichtung zwischen den beiden ersten Reflektorplatten (130) angeordnet ist.
  10. Abgasstrang (20) nach Anspruch 8 oder 9,
    - wobei sich die erste Reflektorplatte (130) mit dem ersten Teilbereich über 20 % bis 50 % Prozent der zweiten inneren Querschnittsfläche erstreckt.
  11. Abgasstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    - aufweisend eine druckwellensensitive Komponente (55) und eine Einlassseite (30),
    - wobei die Einlassseite (30) mit der großindustriellen Anlage (15) verbindbar ist und das Abgas (25) über die Einlassseite (30) in den Abgasstrang (20) einleitbar ist,
    - wobei die Filtereinrichtung (120) stromaufwärtsseitig des ersten Strangabschnitts (35) zwischen der Einlassseite (30) und dem ersten Strangabschnitt (35) angeordnet ist,
    - wobei die druckwellensensitive Komponente (55) dem zweiten Strangabschnitt (40) nachgeschaltet ist und fluidisch mit dem zweiten Strangabschnitt (40) verbunden ist.
  12. Abgasstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    - aufweisend eine druckwellensensitive Komponente (55), eine Auslassseite (50) und eine Einlassseite (30),
    - wobei die Einlassseite (30) mit der großindustriellen Anlage (15) verbindbar ist und das Abgas (25) über die Einlassseite (30) in den Abgasstrang (20) einleitbar ist,
    - wobei über die Auslassseite (50) das gereinigte Abgas (25) abführbar ist,
    - wobei die Filtereinrichtung (120) stromabwärtsseitig des ersten Strangabschnitts (35) zwischen der Auslassseite (50) und dem ersten Strangabschnitt (35) angeordnet ist,
    - wobei die druckwellensensitive Komponente (55) dem zweiten Strangabschnitt (40) vorgeschaltet ist und fluidisch mit dem zweiten Strangabschnitt (40) verbunden ist.
  13. Abgasstrang (20) nach Anspruch 11 oder 12,
    - wobei die drucksensitive Komponente (55) wenigstens ein Gebläse (185) und/oder eine Druckentlastungsklappe (165) und/oder eine Umschaltstation aufweist.
  14. System (10)
    - aufweisend eine großindustrielle Anlage (15), insbesondere eine hüttentechnische Anlage, und einen Abgasstrang (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    - wobei die großindustrielle Anlage (15) ausgebildet ist, ein Abgas (25) zu erzeugen,
    - wobei der Abgasstrangs (20) fluidisch mit der großindustriellen Anlage (15) gekoppelt und ausgebildet ist, das Abgas (25) der großindustriellen Anlage (15) zumindest teilweise abzuführen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR76647E (fr) * 1959-11-25 1961-11-10 Silencieux d'échappement
FR80746E (fr) * 1961-12-01 1963-06-07 Normande D Emboutissage Soc Dispositif silencieux pour écoulement pulsatoire des gaz

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