49479 KI. 50 e, 1 Opublikowano: 22.VI.1965 UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jan Krysinski, mgr inz. Stanislaw Woloszyn, dr inz. Roman Wyrzykowski Wlasciciel patentu: Politechnika Wroclawska Katedra Fizyki, Wroclaw (Polska) Urzadzenie akustyczne do oczyszczania gazów przemyslowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do oczyszczania gazów przemyslowych dzialajace na zasadzie akustycznej. Urzadzenie umozliwia odzy¬ skiwanie substancji rozproszonych (aerosoli) znaj¬ dujacych sie w gazach przemyslowych i moze byc zastosowane zwlaszcza w przemyslach metali nie¬ zelaznych, górniczym, hutniczym.Wada znanych urzadzen akustycznych do odpy¬ lania gazów przemyslowych jest ich wysoki koszt eksploatacji wynikajacy z niskiej sprawnosci aku¬ stycznej syren oraz duzego zapotrzebowania spre¬ zonego powietrza. Dalsza wada dotychczas uzywa¬ nych urzadzen jest koniecznosc chlodzenia odpy¬ lanych gazów przemyslowych przez doplyw zim¬ nego powietrza co równiez kilkakrotnie podwyz¬ sza koszty eksploatacji.Niedogodnosci tej nie ma urzadzenie wedlug wynalazku, które na skutek wprowadzenia wy¬ miennika ciepla umozliwia odzyskiwanie energii cieplnej z zapylanych gazów przemyslowych oraz dzieki odpowiedniej konstrukcji wirnika i tuby znacznie podwyzsza sprawnosc akustyczna syreny.Dla dostarczenia wlasciwej ilosci siprezonego po¬ wietrza zasysa sie do urzadzenia zimsne powietrze w ilosci kilkakrotnie mniejszej od ilosci potrzeb¬ nej, a nastepnie w czasie jego przeplywu przez wymiennik ciepla podgrzewa kosztem ciepla ga¬ zów przemyslowych, rozszerzajac je do potrzebnej objetosc'. W ten sposób do syreny doprowadzone jest powietrze o wyzszej temperaturze dzieki cze- 15 25 30 2 mu predkosc rozchodzenia sie fal dzwiekowych jest wieksza, a syrena zwieksza swa sprawnosc akustyczna.Ponadto wedlug wynalazku wirnik syreny umie¬ szczony jest 'bezposrednio nad wlotami do tub bez stosowanego dotychczas elementu konstrukcyjnego zwanego stratorem lub kierownica, przez co zmniejsza sie szkodliwe opory przeplywu powie¬ trza osiagajac dodatkowe zwiekszenie sprawnosci syreny oraz unikajac wystepujacego w dotychczas uzywanych syrenach spadku sprawnosci ze wzro¬ stem czestotliwosci wytwarzanej fali dzwiekowej.Syrena w urzadzeniu wedlug wynalazku ma wysckie natezenie fali dzwiekowej rzedu 'kilku wa¬ tów na cm2, to jest natezenie osiagane dotychczas jedynie w warunkach laboratoryjnych.Urzadzenie akustyczne do oczyszczania gazów przemyslowych jest uwidocznione na rysunku, na którym f;g. 1 przedstawia je w postaci schema¬ tycznej, a fig. 2 — syrene akustyczna w przekro¬ ju osiowym.Zasadniczymi elementami urzadzenia sa syrena akustyczna 1, zbiornik 2, w którym nasteipuje od¬ pylanie gazu oraz rekuperacyjny wymiennik cie¬ pla 3.Zapylony gaz o wysokiej temperaturze plynie z dowolnego zródla 4 i przewodem 5 doprowadzo¬ ny jest u dolu do pionowego zbiornika 2 na szczy¬ cie którego umieszczona jest syrena akustyczna 1.Wytwarzana przez syrene 1 fala akustyczna skie- 49479f \ 3 rowana wzdluz zbiornika 2 powoduje wytracanie czastek stalych z gazu podlegajacego odpylaniu.Wytracane czastki osadzaja sie w dole zbiornika 2 i kanalem wylotowym 6 sa z niego odprowadzane, podczas gdy gaz z resztkowymi zanieczyszczenia¬ mi odprowadzony jest u góry zbiornika kanalem 7 do jednego z klasycznych urzadzen odpylajacych (cyklon, filtr workowy itp.). Sprezone powietrze wytwarzane przez sprezarke 8 plynie kanalem 9 do rekuperacyjnego wymiennika ciepla 3, w któ¬ rym Odbiera cieplo od gazu zapylonego plynacego przewodem 5. Stosunkowo chlodne powietrze ze slprezarkl 8 ogrzewa sie w wymienniku ciepla 3 kosztem ciepla zawartego w gazie zapylonym i (przy wysokiej temperaturze kanalem 10 dopro¬ wadzone jest do syreny akustycznej 1.Wymiennik ciepla 3 stanowi w swej najprostszej postaci dwie rury: wewnetrzna 11 oraz zewnetrz¬ na 12. iPrzez rure 11 plynie powietrze, natomiast w przestrzeni pomiedzy nurami 11 i 12 plynie gaz zapylony. W czasie przeplywu gaz zapylony odda¬ je cieplo powietrzu, którego temperatura podwyz¬ sza sie, co wplywa w decyd'ujacy sposób na spraw¬ nosc urzadzenia i obnizenie kosztów odpylania.Syrena akustyczna 1 zastosowana w przedmioto¬ wym urzadzeniu przedstawiona bardziej szczegó¬ lowo na fig. 2 posiada pierscien wirujacy 13 z otwoTami, który obraca sie bezposrednio w ko¬ morze 14 sprezonego powietrza i nie jest od niej oddzielony zadna przeslona z otworami. Sprezone powietrze doprowadzone jest do pierscienia wiru¬ jacego 13 poprzez kolektor spiralny 15 o przekro¬ ju stopniowo zmniejszajacym sie proporcjonalnie do powierzchni otworów na obwodzie wirnika sy¬ reny akustycznej 1.Dzieki temu przekrój kanalu doprowadzajacego powietrze maleje w takim samym stosunku, jak maleje ilosc powietrza w kanale na skutek odply¬ wu przez otwory w wirniku syreny akustycznej 1.Konstrukcja taka zapewnia stale cisnienie i stala predkosc powietrza wzdluz obwodu wirnika.Wirnik syreny akustycznej 1 sklada sie z tar¬ czy górnej 16 i tarczy dolnej 17, pomiedzy który¬ mi na obwodzie zamocowany jest pierscien w"ru- jacy 13. Rozwiazanie to umozliwia wymiane sa¬ mego pierscienia wirujacego 13, który szczególnie narazony jest na dzialanie wysokiej temperatury, bez koniecznosci wymiany tarcz 16, 17.Uszczelnienie komory 14 od przecieków sprezo¬ nego powietrza do atmosfery wykonane jest w po¬ staci czolowego uszczelnienia labiryntowego 18, którego kryzy naciete sa na tarczy górnej 16 oraz nieruchomej obudowie kolektora spiralnego 15.W celu odciecia przeplywu goracego powietrza wzdluz tarczy górnej 16 oraz w celu jej chlodzenia, na powierzchni czolowej tarczy 16 znajduja sie lo¬ patki 19 wentylatora, który zasysa chlodne powie¬ trze z otoczenia poprzez otwory 24 i kieruje je na- stejpnie do wierzcholka tej tarczy. Powietrze to 4 wyplywa otworami 20 do otoczenia wraz z gora¬ cym powietrzem przedostajacym sie przez uszczel¬ nienie labiryntowe 18. Poza tym, równiez w celu chlodzenia tarcz 16, 17 umieszczono w srodku po- 5 miedzy nimi lopatki 21 wentylatora, który zasysa powietrze z otoczenia przez otwory 22 wykonane u podstawy tarczy górnej 16 i tloczy je w kierun¬ ku obwodu tarcz 16, 17, gdzie powietrze to wyply¬ wa przez otwory 23 wykonane w tarczy dolnej 17. 10 Zasysanie powietrza przez otwory 24 i jego prze- plyiw w przestrzeni miedzy obudowa 25, a tuleja lozyskowa 26 przyczynia sie do chlodzenia lozyska 27, które znajduje sie blisko strefy goracej tem¬ peratury. 15 PL