JPH0729012B2

JPH0729012B2 - 気体の流れから固体粒子を分離するための捕捉樋分離器

Info

Publication number: JPH0729012B2
Application number: JP3500627A
Authority: JP
Inventors: テイエレン，ヴアルター; ベルガー，ローラント―カルル; クラポト，ルドルフ
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-10
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: DE3938194C2; WO1991007218A1; DE3938194A1; JPH05501078A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、請求項１の前提部分による、気体の流れか
ら固体粒子を分離するための捕捉樋分離器に関する。

（従来の技術）ドイツ連邦共和国特許第493677号明細書によれば、水平
に接近する気体の流れに横向きに入口スリットを介して
開きかつ間隔をおいて変位配置される多くの捕捉樋の２
組を備えた輕く斜めに配置された捕捉樋分離器で、気体
の流れから固体粒子を分離する方法が、公知にされてい
る。

英国特許第2046886号明細書によれば、定常的な乱流層
の場合に、上方から流れが接近する捕捉樋分離器によっ
て固体を分離する方法が、公知にされている。個個の捕
捉樋は、Ｕ形の横断面を備え、そこで、個個の捕捉樋に
おける入口開口は、Ｕ横断面に対してせまくなる入口ス
リットによってではなく、Ｕプロフィルの自由縁によっ
て限定される。

最後に、国際特許出願公開第88/04010号明細書によれ
ば、捕捉樋分離器によって固体を分離する方法が、公知
にされ、この場合には、乱流層燃焼炉の反応器の中に配
置される捕捉樋分離器には、下方から流れが接近し、煙
道ガス通路の中に配置される捕捉樋分離器には、水平に
流れが接近する。

国際特許出願公開第88/04010号明細書による捕捉樋分離
器の場合には、自由縁に樋状の捕捉ポケットが設けら
れ、これは、下方からの流れ接近の場合および水平の流
れ接近の場合に、捕捉樋によって掴まえられた固体粒子
の運び出しに役立つ。捕捉ポケットを備えた捕捉樋の場
合に、粒子の大部分は、捕捉樋プロフィルのポケット
の、入口スリットを限定する側部に衝突する。この際
に、粒子は、支配的な部分までその力積を失い、直後に
壁に沿って再びスリット区域から流れ去る流れから、容
易に、個個の組の捕捉樋の間に形成される主流に連行さ
れる。これは、事情によっては、捕捉樋分離器の十分で
はない分離程度を導く。

これは特に、高い気体の速さの区域において、粒子が小
さい場合に、および濃度が低い場合に発生する。

（発明が解決しようとする課題）この発明の課題は、高い気体の速さ、小さな粒子および
低い固体濃度若しくはそのいずれか１つまたは２つの場
合にも、十分な分離程度が達成される。上述した種類の
捕捉樋分離器を提示することにある。これは、できる限
り、捕捉樋分離器の垂直上向きな流れ接近の場合にも、
垂直下向きな流れ接近の場合にも、または水平向きの流
れ接近の場合にも、達成されるべきである。

（課題を解決するための手段）この課題は、この発明によれば、気体の流れが、各捕捉
樋に１対ずつ配置された案内板の上流側にある外側縁に
より、２つの捕捉樋の間に導かれた主流と、２つの案内
板の間に導かれた部分流とに分配され、そして１対の前
記案内板の間に導かれた前記各部分流は、前記案内板の
下方の内側縁において方向転換する２つの部分流の形
で、側部と案内板の間に挾まれた空間の中に案内され、
そこから、隣接する前記主流の中へ吸い込まれることを
特徴としている。

この場合に、流れ案内板に沿って、流れに面する面に渉
って、入口スリットに向う流れが構成される。流れ案内
板に衝突した粒子は、力積損失に従って、板に沿ってさ
らに入口スリットへ向けて輸送され、或いは案内板にお
ける跳ね返しによって、捕捉樋の中で分離に好都合な部
分流の流れ区域の中に達する。この流れ案内の際に、甚
大な寸法の場合にも、入口スリットを限定する捕捉樋プ
ロフィル側部における侵食が避けられる。捕捉樋から距
離を置いた案内板の配置によれば、２つの部分流で案内
板から入口スリットに導かれる部分流は、案内板と入口
スリットを限定する側部との間で、捕捉樋の間に形成さ
れる主流の中に吸引される。入口スリットの手前での吸
引作用を導く、相応した速度を有する主流を形成するた
めには、組における捕捉樋同志の距離は、対応して選択
しなければならない。

明細書において、および特許請求の範囲において、入口
スリットを備えた捕捉樋は、実質的にＵ形状の横断面の
捕捉樋と解され、この場合に、捕捉樋の入口開口は、Ｕ
脚の自由縁によって決定される横断面よりも小さい横断
面を備える。

この際に、スリットを、Ｕ脚に実質的に直交して延長す
る２つの側部によって限定することも、可能であるが、
しかしながら、入口スリットを、捕捉樋の内部の中に突
入する２つの湾曲したまたは平らな側部によって限定す
ることが、望ましい。

下方から流れが接近する捕捉樋分離器の場合には、捕捉
樋の壁および側部は、国際特許出願公開第88/04010号明
細書で公知にされているように、固体導出用の樋すなわ
ちポケットを限定する。

上方から流れが接近する捕捉樋分離器の場合には、分離
された固体の導出は、樋の底を介して達成される。スリ
ットを限定する側部は、ここでは、気体案内作用だけを
引受ける。（垂直または水平に流れが接近する場合に
は、明らかに、分解された固体を気体の流れから取出し
できるようにするために、捕捉樋は傾斜して配置されな
ければならない。）上方から流れが接近する際に、または水平に流れが接近
する際に、捕捉樋の底を介して分離する場合に、底に沿
う導出を改良するために、捕捉樋の底に、捕捉樋の長手
方向に延長するウエブを設けることが、目的に適するで
あろう。

入口スリットに整列する両案内板で、分離程度を改良し
ようとするときにも、入口スリットに整列する案内板
が、その外縁において、外方案内板に案内方向で連結さ
れ、これが、流れに面する捕捉樋の縁に屋根形に重なる
ようにすれば、さらに目的に適するであろう。この実施
例の場合に、内方に位置する双方の案内板の間で掴まえ
られなかった接近する流れの部分が、捕捉樋の縁の区域
で、速度を高めながら、２つの捕捉樋の間の中間空間の
中に導かれるように、注意が払われ、これによれば、捕
捉樋の側部と内方に位置する案内板の間に出る流れに対
する吸引作用が改良される。明らかに、内方の案内板と
外方の案内板は、互に一体に形成できる。

特に、上方から流れが接近する場合には、内方案内板が
捕捉樋プロフィルの中に突出することが、有利である。

少くとも２組の分離器の場合に、第２組における捕捉樋
が、第１組の捕捉樋に関する間隙に配置できる。

しかしながら、第２組における捕捉樋が、第１組の捕捉
樋に対して変位することなしに関連し、両組の間に、第
２組の捕捉樋に関する間隔の上に配置される排除体の組
が配置されることも、可能である。この排除体は、捕捉
樋の両組の間で主流を偏向させるに役立ち、そこで、小
部分は、第２組の案内板の間の入口横断面の中に確実に
取入れられる。各組における捕捉樋が等しく位置決めさ
れた分離器の場合には、捕捉樋から一端で出て行く固体
が少数の固体かせに統合できる。

第１組のまたはただ１つの組の個個の捕捉樋の案内板の
間に接近する流れの入口も、対応して間隙に前置される
排除体によって改良できる。

間隙への変位なしの配置は、捕捉樋の端部における分離
される固体の運び去りを容易にする。

排除体は、望ましくは、流れ接近に逆らうように延長す
る縁ウエブを備えた、捕捉樋に平行に延長する衝突板と
して形成できる。ウエブは、粗な固体粒子の衝突板への
集積および導出と、後置される案内板および捕捉樋の摩
耗低減とを可能にする。

案内板および排除体またはそのいずれかは、気体の流れ
によって押し進められる固体に最初にされさらるもので
あるから、後続の捕捉樋を腐食から保護するために、摩
耗部分として形成でき、または耐摩耗性の材料から形成
できる。

この発明について、以下に、添付図面を参照しながら、
詳述する。

（実施例）第１図は、捕捉樋の底２および樋の壁３と４を備えた、
上方から流れが接近する捕捉樋１を示し、それで捕捉樋
は、実質的にＵ形状の横断面を有する。自由縁3aおよび
4aからは、入口スリット６を限定し互いに傾斜する側板
７および８が、捕捉樋１の内部５に向けて延長する。

第１図において右側には、知られている捕捉樋に対する
流れの経過が示される（粒子の軌道は図示されない）。
普通の方法で、流れによって進められる粒子の大部分
は、入口スロット６の区域で、側板７または８の外側に
突当たる。この際に、これは、その推進力を失ない、直
接に壁のところで再び捕捉樋の入口区域から流れ去る流
れによって容易に連行され、２つの捕捉樋１の間の主流
Ｈの中に移される。この効果は、下方から捕捉樋に流れ
が接近する場合（第５図参照）または水平に流れが接近
する場合に、上方から流れが接近する場合よりもなお強
く現れる。第１図において左側には、側板（側部）７か
ら離して流れ案内板９が図示され、これに対して反対方
向に傾斜して、第１図の右側に点線で示した案内板10が
対立する。板（案内板）９および10は、入口スリット６
に対して整列され、その流れに載っている縁9aおよび10
aにおいて、その流れから離れている縁9bおよび10bより
大きい距離を有する。内方に位置する縁9bおよび10b
は、側板７および８から予め与えられた距離を備える。
案内板９および10の傾斜角度は、側板７および８の傾斜
角度に一致でき、或いは第１図に図示されるようにこれ
から外れるようにもでき、その場合に、捕捉樋１の中央
平面に対する案内板9,10の傾斜角度は、側板７および８
の傾斜角度よりも大きい。第１図の左方部分から明らか
なように、案内板９および10の内面に沿っては、入口ス
リット６へ向う流れが存し、同時に、板９および10につ
かまえられた部分流TSの流れ速度の上昇が達成される。
案内板９および10に突当った粒子は、さらに入口スリッ
ト６の方向に輸送され、或いは、案内板における跳ね返
りによって、速度の高まった流れTSの中に到達し、それ
で、望ましい方法で間隙の中央に導かれる。次いでその
分離が、捕捉樋の内部で形成される反対方向に回転する
渦W₁およびW₂の中で達成される。

案内板９と10の間に入る気体流TSは、２つの部分流WTの
形で、案内板９および10の下縁9bおよび10bに沿って偏
向して、側板７の上側と案内板９の間および側板８と案
内板10の間の中間空間の中に偏向し、ここから主流Ｈの
中に吸引される。１つの組における捕捉樋１の間の距離
は、選択された案内板の形状の場合に、対応する圧力差
が側板と案内板の間の通路の中に生じるように、調節さ
れる。

第２図から明らかなように、スリット６の限界は、側壁
３および４に対して直交するように延長したウエブ11お
よび12によっても達成できる。しかしながら、渦W₁およ
びW₂の形成は、捕捉樋１の内部５に突入する側板７およ
び８の場合に良くなる。

さらに、−第３図および第４図から明らかなように−案
内板９および10に、第３図の場合における案内板13およ
び14、第４図の場合における案内板15および16を付属さ
せることが、有利である。

第３図による実施例の場合に、板９および10と共に屋根
形の構造を形成する外方の案内板13および14は、捕捉樋
の壁３および４に対して平行であるが、これは、第４図
による実施例の場合には、これと１つの角度で閉じる。

この屋根形の案内装置13,9と10,14および15,9と10,16
は、捕捉樋の間の主流Ｈへの部分流WTの再導入を改良す
る。

第１図から第４図に図示された捕捉樋の場合には、上方
から流れ接近が達成され、それで分離される固体は、捕
捉樋の底２に沿って運び去られる。運び去りを改良する
ため、−例えば第１図に示されるように−捕捉樋の長手
方向に延長する案内ウエブ17が、底に配設できる。

第５図に図示され、同じく２つの屋根形の案内装置19お
よび20を付属する、下方から流れが接近する捕捉樋18の
場合には、側壁の内面と側板の内面との間に形成される
ポケット21および22の中への、および屋根形の案内装置
19および20それ自身を通しての、運び去りが達成され
る。固体のよどみを確実に避けるため、このポケットの
構成に対しては、これがポケット底21a,22a,19aおよび2
0aを備えることが重要である。

第６図には、捕捉樋24からなる第１組23と捕捉樋26から
なる第２組25とを備えた、捕捉樋分離器が図解的に図示
される。上方から流れが接近する捕捉樋分離器の第２組
25の捕捉樋26は、第１組23の捕捉樋24と同じ位置に配置
される。主流H1を第１組23から第２組の捕捉樋分離器26
の案内板に導くために、捕捉樋の組23と25の間に、捕捉
樋に平行に延長する排除体27の組が配置される。排除体
27は、望ましくは、縁ウエブ28aおよび28bを備えた衝突
板28からなり、縁ウエブは、気体流に向って延長する。
ウエブ28aと28bの間の衝突板27によって掴まえられる粗
な成分の固体は、捕捉樋24および26によって分離される
固体と全く同様に、気体流から排出される。こまかい成
分は、衝突板で偏向される流れと共に、後置の案内板９
と10の間における実質的部分に取入れられる。２つの衝
撃板の間の流れの経過は、第６図において右の方に図示
される。

特に極めて高度に気体流が接近する場合に、分離された
固体の新しい脱退を避けるためには、特別に有効なプロ
フィルを得るために、側板７および８の自由縁になお、
壁３および４に平行に延長する通路片31および32が接続
される。

第７図による実施例の場合には、第２組25′の捕捉樋2
6′は、第１組23′の捕捉樋24′の間隙の中に配置され
る。排除体27は、省略できる。

第６図および第７図の実施例の場合に、すでに第１組の
捕捉樋の手前で粗な成分を分離し、第１組の案内板の間
の空間の中へのこまかい成分の運び込みを改良するた
め、捕捉樋分離器24または24′に、同じく間隙の中に食
違いに配置された排除体27を前置させることが、有利で
ある。明らかに、このような排除体は、下方からの流れ
接近または水平の流れ接近の場合にも採用できる。

第１図から第７図においては、案内板は、その固定およ
び捕捉樋からの間隔保持についてさらに言及することな
く図示される。

第８図には、捕捉樋との案内板９または屋根形の案内装
置10,14の、形状を固定した連結の２つの例が図示され
る。案内板９には、距離を置いて配置される少なくとも
２つの広がり要素28が連結される。個個の広がり要素28
は、延長部28aによって捕捉樋プロフィルの自由縁3aの
上方を掴み、かつ延長部28bによって側板７の自由縁の
下方を掴み、それで第８図の図平面に直角に、案内樋に
渉る案内板の摺動が可能である。すなわち、摩耗した案
内板９は、簡単な方法で取替えできる。

屋根形の案内装置10,14は、案内板10に取付けられたＬ
形の掴み部材29と外板14に取付けられた距離片30とによ
って、側板８および側壁４に渉って側方に導かれ、ここ
で爪状に掛けられ、この際に、片29の自由縁と距離片30
の自由縁が載っている。しかしながら、この構成の場合
に摺動も可能である。

この形状の固定した連結は、第８図に対して逆に向けた
捕捉樋に対しても、すなわち下方からの流れ接近の場合
にも、適する。内方の案内板または屋根形の案内装置が
セラミックで形成される場合に、引掛け要素28,29,30
は、案内板と一体に形成される。

図面の簡単な説明第１図は、先行技術およびこの発明による分離器の第１
実施例を説明するための、上方から流れが接近する捕捉
樋分離器を通る部分横断面を示す。

第２図は、別の実施例の、第１図に匹敵できる横断面図
を示す。

第３図および第４図は、屋根形の案内装置を備えた実施
例を示す。

第５図は、下方から流れが接近する捕捉樋を通る横断面
図を示す。

第６図は、排除体か備えられ、捕捉樋が変位せずに配置
されている、２組からなる捕捉樋分離器を通り断面を示
す。

第７図は、捕捉樋が変位し配置されている、捕捉樋分離
器を示す。

第８図は、内方案内板および屋根形案内装置と捕捉樋と
の間の形の固定した連結を図示するための、断面を示
す。

1,18……捕捉樋、２……捕捉樋１の底、3,4……同壁、3
a,4a……自由縁、５……捕捉樋１の内部、６……同入口
スリット、7,8……入口スリット６の側板、9,10,13,14,
15,16……案内板、9a,10a……案内板9,10の外側縁、9b,
10b……同内側縁、11,12……ウエブ、17……案内ウエ
ブ、19,20……屋根形案内装置、21,22……ポケット、19
a,20a,21a,22a……ポケット底、23,25……捕捉樋24,26
の組、27……排除体、28……衝突板、28a,28b……衝突
板の縁ウエブ、Ｈ……気体の主流、TS,WT……気体の部
分流、W₁,W₂……気体の渦

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クラポト，ルドルフドイツ連邦共和国．デー5250・エンゲルスキルヒエン．オーフ・デア・エンテ．４ (56)参考文献実開平１−95226（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−17313（ＪＰ，Ｕ) 実公昭58−17635（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体の流れに対して横向きに、側部によっ
て限定される入口開口を通して開く、間隙を置いて配置
される多くの捕捉樋の、少なくとも１つの組を備えた、
そして、気体の流れ方向に見て各捕捉樋の手前に、反対
向きに傾斜した入口スリットに向かって互いに接近する
それぞれ２つの案内板が設けられ、これが入口スリット
を限定する捕捉樋の側部から間隔を置いて配置されてい
る、気体の流れから固体粒子を分離するための捕捉樋分
離器において、気体の流れが、各捕捉樋（１）に１対ずつ配置された案
内板（9,10）の上流側にある外側縁（9a,10a）により、
２つの捕捉樋の間に導かれた主流（Ｈ）と、２つの案内
板（9,10）の間に導かれた部分流（TS）とに分配され、そして、１対の前記案内板（9,10）の間に導かれた前記
各部分流は、前記案内板（9,10）の下方の内側縁（9b,1
0b）において方向変換する２つの部分流の形で、側部
（7,8;11,12）と案内板（9,10）の間に挟まれた空間の
中へ案内され、そこから、隣接する前記主流（Ｈ）の中
へ吸い込まれること、を特徴とする捕捉樋分離器。
【請求項２】入口スリット（６）が、捕捉樋の内部
（５）の中に突入する２つの湾曲した、または平らな側
部（7,8）によって限定されること、を特徴とする請求
項１記載の捕捉樋分離器。
【請求項３】上方から流れが接近する場合に、または水
平に流れが接近する場合に、捕捉樋の底（２）に、捕捉
樋の長手方向に延長するウエブ（17）が設けられるこ
と、を特徴とする請求項１または２記載の捕捉樋分離
器。
【請求項４】入口スリット（６）の整列する案内板（9,
10）が、その外側縁（9a,10a）において外方向案内板
（13,14,15,16）に案内方向に連結され、これが、流れ
に面する捕捉樋（１）の縁（3a,3b）に屋根形に重なる
こと、を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記
載の捕捉樋分離器。
【請求項５】内方向案内板（9,10）が捕捉樋プロフィル
の中に突入すること（第６図、第７図）、を特徴とする
請求項１から４のいずれか１項に記載の捕捉樋分離器。
【請求項６】少なくとも２組の分離器（23′,25′）に
おいて、第２組（25′）における捕捉樋（26′）が第１
組（23′）の捕捉樋（24′）に関する間隙に配置される
こと、を特等とする請求項１から５のいずれか１項に記
載の捕捉樋分離器。
【請求項７】第２組（25）における捕捉樋（26）が、第
１組（23）の捕捉樋（24）に対して変位することなしに
関連し、両組の間に、第２組の捕捉樋に関する間隙の上
に排除体（27）の組が配置されていること、を特徴とす
る請求項１から５のいずれか１項に記載の捕捉樋分離
器。
【請求項８】捕捉樋（24,24;24′,24′）の少なくとも
１つの組に、間隙の上に配置される排除体（27）が前置
されていること、を特徴とする請求項１から７のいずれ
か１項に記載の捕捉樋分離器。
【請求項９】排除体が捕捉樋（24,26;24′,26′）に平
行に延長する衝突板（28）として形成され、この衝突板
が、流れの接近に逆らうように延長する縁ウエブ（28a,
28b）を備えていること、を特徴とする請求項１から８
のいずれか１項に記載の捕捉樋分離器。
【請求項１０】案内板（9,10,13,14,15,16）および排除
体（27）またはそのいずれかが、摩耗部分として形成さ
れ、または耐摩耗性の材料から形成されていること、を
特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の捕捉
樋分離器。