Verfahren und Apparatur zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln nichtmagnetischer Stoffe aus einem Gasstrom.
1)ie vorlie-ende Erfindung betrifft. ein Verfahren zur Abscheidung von festen und flüssigen Partikeln nichtmagnetischer Stoffe aus einem Gasstrom und eine Apparatur zur Durebführung dieses Verfahrens.
Für die Abseheidung von Partikeln nicht magnetischer Stoffe aus einem Gasstrom exi stieren sowohl mechanische wie auch elektri sche Filterapparaturen. Die mechanischen Fil ter beruhen auf der Siebwirkung mehr oder weniger poröser ,\-Iaterialien bzw. Filterein sätze und sind in ihrem Wirkungsgrad durch den mit zunehmender Filterdichte stark an steigenden Strömungswiderstand begrenzt, so dass die Abscheiduna;swirlung mit. abnehmen der Partikelgrösse stark sinkt und bei feinen Teilchen sehr unbefriedigend ist.
Die elektri schen Filter bewirken durch Ionisation des Gases eine elektrische Aufladung der von demselben mittgeführten Partikel und setzen den Gasstrom der Wirkurig eines starken elek- trischen Feldes zwischen einem S@-stem metal lischer I:
lektrodeen aus, das senkrecht zum Gasstrom "eriehtet ist und eine Ablenkung der elektrisch aufgeladenen Partikel quer zum Gasstrom in Richtung auf die metallischen Elektroden bewirkt, wo sieh die Partikel nie dersehlagen und haften bleiben.
Derartige Elektrofilter besitzen zwar nur geringen Strö- mungswiderstand und können auch sehr feine Partikel abscheiden, weisen aber den Nachteil auf, zum Betrieb sehr hoher elektrischer Span- nungen zu bedürfen und in ihrer Abschei- dungswirkung mit wachsender Strömungsge schwindigkeit abzunehmen.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin dung gestattet diese Nachteile zu beseitigen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden zur Abscheidimg der von einem Gas strom mitgeführten festen und flüssigen Partikel nichtmagnetischer Stoffe ebenfalls in dem strömenden Gas durch ionisie rende Mittel Gasionen gebildet, die ihrerseits die elektrische Aufladung der mitgeführten festen und flüssigen Partikel bewirken.
Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass das Gas samt. den elektrisch aufgeladenen Partikeln der Wirkung eines Magnetfeldes mit vorwie gend senkrecht zur Gasströmung verlaufen den Feldlinien ausgesetzt wird, wodurch auf die bewegten, elektrisch aufgeladenen Partikel eine ihrer Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Magnetfeld proportionale ablenkende Kraft ausgeübt wird, die im Gasstrom eine Anreicherung der elektrisch geladenen Par tikel in einem gewissen Teil des Gasstromes bewirkt, und dass der mit den abgelenkten Partikeln angereicherten Teil des Gasstromes aus dem von solchen Partikeln befreiten Teil des Gasstromes abgezweigt wird.
Die Apparatur zur Durchführung dieses Verfahrens enthält mindestens eine Bau gruppe, die einen Gasführungskanal aufweist, in den der durch mitgeführte feste und flüs- sige Partikel verunreinigte Gasstrom eintritt. Dort, durchströmt er eine Ionisatorzone, in welcher im gesamten vom Gasstrom durch fluteten Kanalquerschnitt ionisierende Mittel im Gas Ionen erzeugen. Der Gasführungskanal liegt über mindestens einen Teil seiner Länge im Bereich eines Magnetfeldes, dessen Feld linien vorwiegend senkrecht zur Gasströmung verlaufen.
Am Ende dieses Abschnittes des Gasführungskanals, vorzugsweise noch inner halb des magnetisch beeinflussten Bereiches, sind Mittel vorgesehen zur Abtrennung der dort v orbeiströmenden, mit den genannten Partikeln angereicherten Gasanteile aus dem Gesamtgasstrom. Infolgedessen ist das aus dem Gasführungskanal austretende Gas min destens von einem Teil der mitgeführten festen und flüssigen Partikel gereinigt.
Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Apparatur gemäss vorliegender Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeiehnunr näher erläutert. In denselben zeigen: Fig. 1 bis 5 je ein Schema zu verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens, Fig.6 bis 8 eine Ausführungsform der Apparatur, Fig.9 bis 15 verschiedene Ionisator-Aus- führningen und Bauteile, Fig.16 bis 18 eine Ausführungsform der Apparatur in Rohrform, Fig. 19 bis 21 eine Ausführungsform der Apparatur mit gebogenem CTasführungskanal,
Fig. 22 bis 25 eine Ausführungsform der Apparatur mit rotierenden Stahlmagneten, Fig.26 bis 28 eine Ausführungsform der Apparatur mit magnetischem Drehfeld, Fig. 29 das Schema einer Kaskadenseha.l- tung mehrerer Baugruppen.
Nach dem in Fig. 1 dargestellten Schema bewegt sieh der Gasstrom in dem räumlichen Koordinatensystem x, y, z längs der z-Achse. Ein von diesem Gasstrom mitgeführtes festes oder flüssiges Partikel 1 habe die Geschwin digkeit t!.,,. Es gelangt mit dem Gasstrom in eine Ionisatorzone 2, die hier schematisch durch ihren Querschnitt in der y-z-Ebene an gedeutet ist.
In dieser Zone wird durch ioni sierende Mittel im Gas eine grosse Anzahl von Ionen erzeugt., die ihrerseits das Partikel 1, während dessen Verweilzeit innerhalb der Ioni.,atorzone 2 oder aueli naeliher, elektrisch aufladen.
Das nunmehr elektrisch aufgeladene Partikel, dessen Geschwindigkeit 2,, nach (lrösse und R,iehtun:,@ in der Ionisatorzone 1 praktisch nietet. verändert wurde, tritt dann in den Raum ' ein, der hier beispielsweise kubische Form.
aufweist und durch seinen Querschnitt mit der y-z-Ebene angedeutet ist. Der gesamte Raum 3 ist von einem Magnet feld durchflutet, in der v orlie-enden Aus führung beispielsweise von einen) konstanten und homo-enen ma;netisehen Feld H., in Richtung der x- Aebse, wie in Fig. 1 durch die mit 1I\ bezeichneten Pfeile angedeutet ist.
Das längs der ;_- -Aelise finit der Geschwindig keit i-, sieh bewegende, geladene Partikel 1 erfährt nach seinem Eintritt in den Raum 3 eine ablenkende Kraft, die in Richtung der ;
y-Achse nach oben oder unten wirkt, je nach der Polarität der elektrischen Ladung des Partikels. Infolge dieser Ablenkung, die in Fig. 1. als naell@ oben gerichtet angenommen ist, bewef-,_,t sieh das Partikel 1, unter Über windun- des Widerstandes der ,seine Bewe- gung hemmenden Gasmoleküle, mit konstanter Geschwindigkeit i@@- in Riebtung der ;y-Achse, beschreibt also wegen der ;
deichbleibenden Bewegung längs der z--Aelise eine geradlinige Bahn mit einer resultierenden Geschwindig keit z%, als der vektoriellen Summe von v.. und v,, die in der J-z-Ebene schräg nach oben verläuft. Die Ablenkgesehwindigkeit vy ist dabei. abhängig von der Grösse und der La dung des Partikels 1, dessen Geseliwindigkeit v1- und der Stärke des 3lagnetfeldes H,.
Nimmt man alle diese Faktoren vorüber gehend als konstant an und wächst die Ge- seliwindig-l@eit -r" so nimmt aueli die ablen kende Kraft. derart zti, dass das Partikel 1 die Bleiehe Bahn beschreibt wie vorher, wenn auch nun in kürzerer Zeit.
Sämtliche gela denen Partikel, die von dein in Richtung der z-Achse strömenden CTas mitgeführt werden, haben demnach das Bestreben, sieh zur obern bzw. untern Be-renzungsfläclie des Raumes 3 hin zu bewegen, und reichern sich in deren Niihe ini Gasstrom an, während der Gasstrom in der Umgebung der z-Achse von solchen Partil_eln frei wird.
Bei genügender Ausdeh- imw,r des magnetisch beeinflussten Raumes 3 in liichtung der z-Achse findet somit eine hmnzentration der mitgeführten festen und fliissigen Partikel in -bestimmten Bereichen de, Raumes 3 statt, wo sie durch geeignete l;inrielitungen aus dem Gesamtgasstrom ab- rezweigt werden.
7"ine weitere Ausführungsform des Ver- falirens zeigt Fig.2 in schematischer Dar- stellung. Ein Partikel 1, das bereits auf die -in Hand von Fig.1 erläuterte Methode elek- triseh aufgeladen ist, bewegt.
sich mitsamt dem (hasstrom in Richtung der z-Aehse, hat von derselben den Abstand r und besitzt die kon stante Geschwindigkeit v,. Nach seinem Ein tritt in den hier beispielsweise als Rohr an- _#edeuteten Raum 4 gelangt es unter die Ein- wirkung eines 1-lagnetfeldes H, dessen Feld linien im gesamten Raum 4 radial verlaufen imd senkrecht auf der konzentrisch durch den Raum 4 verlaufenden z-Aehse stehen,
wie es die mit IIT bezeichneten Pfeile in der x-;y- la@ene andeuten. Dieses konstante radiale lia- ;
#neti'eld übt auf das sieh im Raum -1 parallel zur z-Aehse bewegende geladene Partikel eine Kraft aus, die senkrecht zur Geschwin- di,,keit r, und senkrecht.
zur Richtunm der Feldlinien H, wirkt, also dem Partikel 1 eine Ge,ehwindigkeitskomponente vt verleiht, die eine kreisförmige Bahn desselben mit denn Radius r um die z Aelise zur Folge haben würde, wäre die Cleschwindigkeitskomponente nicht, deichzeitig vorhanden.
Die beiden ( iescliwindi.rkeitskomponenten t-, und v, ad dieren sich vielmehr vektoriell und verursa- clien eine sehraubenlinienförmi;e Bahn des Partikels 1 mit konstantem Abstand r um die z-.\elise als Mittellinie. Diese sehraubenlinien- 1'tirini#,e Bahn besitzt einen Drehsinn, der von der Polarität der Ladung des Partikels 1 und der Richtung des -.#fa-netfeldes H,. abhängt.
I >urch geeignete Einrichtungen, beispielsweise eine Querwand 5 in der x-,z- Ebene innerhalb und län@,s des Raumes 4, kafl erreicht wer den, dass sieh die abgelenkten Partikel auf der Ober- und Unterseite dieser Querwand 5 im Gasstrom anreichern, während die Gas strömung in den übrigen Bereichen des Raumes 4 von sämtlichen mitgeführten ge ladenen Partikeln befreit wird, falls die Längs ausdehnung des Raumes 4 in Richtung der z-Aehse genügend gross ist.
Am rückwärtigen Ende des Raumes 4 erfolgt eine Abtrennung des derart von mitgeführten Partikeln be freiten Gasanteils aus dem Gesamtgasstrom. An Stelle einer einzigen Querwand 5 im rohr förmigen Raum 4 kann auch eine Vielzahl derartiger radialer Wände fächerartig an geordnet werden. Eine analoge Wirkung auf bewegte gela dene Partikel würde erzielt, wenn der Raum 4 (Fis. 2) vom Gas in radialer Richtung (ent spreehend den H= Pfeilen) durchströmt. würde und das magnetische Feld parallel zur z- Achse gerichtet wäre.
Eine andere Ausführungsform des Ver fahrens ist in Fig.3 dargestellt, wobei ein bereits elektrisch geladenes Partikel 1 zusam men mit dem Gasstrom in die Eintrittsöff nung 6 eines hier zylindrisch gestalteten Raumes 7 mit der konstanten Geschwindigkeit v, eintritt.
Die Eintrittsöffnung 6 ist daher derart am Rande des zylindrischen Raumes 7 angeordnet, dass der eintretende Gasstrom in' seiner Richtung durch die Aussenwand des Raumes 7 abgelenkt. wird und eine rotierende Bewegung ausführt. nach Art der Gasströ. muna in mechanischen Zvklon-Abscheidern. wobei der Austritt des Gasstromes durch einen dünnen Rohrstutzen 8 erfolgt, der mit der -y-Achse als Mittellinie in das Innere des Raumes 7 ragt und dessen Wandung per foriert ist (in Fig.3 in nach oben heraus gezogenem Zustand gezeichnet.).
Der gesamte zvlindr ische Innenraum 7 ist von einem Ma gnetfeld durchsetzt, dessen Feldlinien radial gerichtet sind und senkrecht. auf der y-Achse stehen, gemäss den in Fig. 3 mit H,. bezeich neten Pfeilen in der x-z-Ebene. Ein geladenes Partikel 1, das vom Gasstrom mitgeführt.
wird und im Raum 7 an dessen Rotationsbewegung teilnimmt, erfährt durch das Magnetfeld IIr eine ablenkende Kraft, die parallel zur Achse nach oben oder unten gerichtet ist, je nach der Polarität der Ladung des Partikels 1, Unter der Einwirkung dieser ablenkenden Kraft erfolgt. also im rotierenden Gasstrom eine A nreieherung an geladenen Partikeln an der obern und untern zur ,i@-z-Ebene par allelen Absehlusswand des Raumes.
Durch geeignete Einrichtungen werden die dort rotie renden Gasanteile aus dem CTesamtgasstroni abgetrennt, der durch das Rohr S, nunmehr befreit von mitgeführten geladenen Partikeln, den magnetisch beeinflussten Raum 7 verlässt.
Eine ähnliche Ausführung des Verfahrens, wie an Hand von Fig. 3 erläutert, ergibt sieh, wenn der dort mit 7 bezeichnete zvlindrisehe Raum von einem Magnetfeld durchflutet wird, dessen Feldlinien konstante Richtung, auf weisen Lind parallel zur y-Achse verlaufen, also auf der x-z-Ebene senkyeelit stellen. Die dann auftretenden Verhältnisse sind in Fig. 4 schematisch dargestellt, wobei die x-z-Ebene die Zeichnungsebene bildet.
Ein bereits elek- triseli geladenes Partikel 1, das mit der Ge- scllwindigkeit v., in die Eingangsöffnung 6 zusammen mit dem Gasstrom eintritt, führt im Raum 7 mit dem Gasstrom eine kreisförmige Bewegung, in der x-z-Ebene aus, besitzt also nunmehr\ eine tangentiale Geschwindigkeits komponente i". Zn dieser addiert sieh v ektoriell eine radial gerichtete Geschwindigkeitskompo nente v,
auf Grund einer seitens des senk recht zur x-z-Ebene gerichteten Magnetfeldes erzeugten Ablenkkraft, die auf das bewegte geladene Partikel wirkt und je nach der Pola rität voll dessen Ladung radial nach aussen oder nach innen gerielltet ist. Das bewe=-te Partikel 1 beschreibt somit eine spiralige Be wegung in der x-z-Ebene, die es an die äussere Wandung des Raumes 7 oder in die unmittel bare Umgebung der die Mittellinie des zylin- drisehenRaumes 7 bildenden y-Achse führt.
Somit wird im mittleren Teil des rotierenden Glasstromes derselbe von mitgeführten gela denen Partikeln befreit und kann aus dein Glesamtgasstrom durch geeignete Mittel ab getrennt werden. Bei dieser Anordnung des magnetisch beeinflussten Raumes wirkt ferner die auf alle mitgeführten Partikel ausgeübte Zeiltrifug,allzi@a.ft in radialer Richtung.
An Stelle der Magnetfelder mit ruhender räumlicher Feldlinien-Konfiguration, wie in den beispielsweisen Ausführungen des Ver fahrens nach Fi;.1. bis 4- vorgesehen, kann auch eine zeitlich sieh ändernde Feldvertei- lun, mit Vorteil verwendet -erden, beispiels weise ein räumlich 1)e -egtes Drehfeld, wie in Fig-. 3 schematisch dargestellt.
In dem rohr- förmigen Raum 4- mit der z-Aehse als Mittel linie rotiert mit der Winkelgeschwindigkeit v,, in Pfeilrichtung ein 111agnetfeld, das durch einen mit I1,1 bezeichneten Pfeil angegeben ist und längs der gesamten Ausdehnung des Raumes d in Richtung der z Achse, auf dieser z- Aellse senkrecht stellt und um dieselbe als Dreliaehse rotiert.
Die sämtlichen H,,-Feld- linien bilden somit eine Radialebene 9 inner halb des Raumes 4, die uni die z-Achse mit der Winkelgeschwindigkeit z,}, rotiert.
Bewegt sich in den auf diese Weise magnetisch beein flussten Raum 4 ein elektrisch geladenes Par tikel hinein mit der Geschwindigkeit v", also wie all Hand von Fig. ? erläutert, so werden auf dasselbe Kräfte ausgeübt, die einzeln drei Gesehwindigkeitskoniponenten ergäben, näm lich r, in R.iehtung der z-Aehse infolge der Gasströmun-, eine tangentiale Komponente rt,,
wie in Fig. ? erläutert, infolge des radialen Magnetfelde,:, und eine weitere v,- Kompo nente, herrührend voll der Relativbewegung in der x-y-I:bene zwischen H,1 und dem Par tikel.
Die Vektorensumme dieser drei Kom ponenten bewirkt während der Verweilzeit des Partikels im Bereich des unilaufenden Magnetfeldes II,1 eine schraubenlinienförmige Bewegung desselben um die z-Achse, ähnlich wie bereits bei der Aasführung des Verfahrens nach Fig.? beschrieben.
Auch bei einer Ausführung des Verfahrens -einäss Fi-.3 kann all Stelle des ruhenden, radial -eriehtetena_netfeldes IIr ein Dreh feld verwendet -erden, analog der Fig.5, das hier um die y- Achse rotiert. In diesem Falle ist die resultierende Relativbewegung zwischen dem Partikel 7 und dem magneti schen Drehfeld für die Grösse der ablenken- den Kraft massgebend.
Bei einem Drehsinn des Magnetfeldes entgegen der Gasströmung wird die ablenkende Kraft vergrössert, im um gekehrten Fall dagegen verkleinert und kann bis auf \u11 abnehmen oder die Riehtunm wechseln. Eine ablenkende Kraftwirkung wird ant' @,ehidene Partikel aber nur während der Verweilzeit derselben im Bereich des räumlich begrenzten und rotierenden Magnetfeldes aus- (Y geübt. Eine besondere Ausführungsform des Ver- falirens wird durch eine Anordnung gemäss h'il. :i mit rotierendem Magnetfeld ermöglicht.
Befindet sieh nämlich innerhalb des hier rohr- i'örmi@en Raumes 4 ein Gas, das geladene, teste oder flüssige Partikel mit sich führt, und nur ganz langsam, etwa in Richtung der .1"-@lchse oder 1'-Aehse strömt, so wird auf diese nahezu ruhenden, geladenen Partikel bei rotierendem Magnetfeld Hs eine ablenkende Kraft ausf.;eübt, die mit. zunehmender Winkel- ;
#escliwindigkeit vi, des Magnetfeldes ansteigt. Diese ablenkende Kraft wirkt parallel zur z-Aelise und ist, in ihrer Richtung abhängig von der Polarität der Ladung der jeweiligen Par t ikel. Demnach werden die im Gas vorhandenen geladenen Partikel an der vordern und rüek- seiti-en Begrenzung des Raumes 4, die par allel zur x-y-Ebene @gelegen sind,
angereichert lind können dort durch geeignete Einrielitun- gen ans dem Gesamtgasvolumen abgetrennt werelen. Die Strömungsrichtung des Gases ist ohne wesentlichen Einfluss auf die Partikel- bewe-un g', wenn die Winkelgeschwindigkeit des Magnetfeldes gross ist gegenüber der Strö- iuiiii@@@s#"eschwindigkeit des Gases.
Der Bereich in unmittelbarer Umgebung der z-Achse kann hei dieser Ausführung des Verfahrens durch eine entsprechende Einrichtung vom Gasstrom iil>@,,eseliirmt werden, da längs der z-Achse ,selbst auf dort, eventuell verweilend gedachte, g-eladene Partikel keine ablenkende Kraft. aus geübt. wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung des Verfahrens und den weiteren Ausfüh- rungsformen nach Fig.2 bis 5 sind die in den jeweiligen magnetisch beeinflussten Raum eintretenden und vom Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Partikel bereits elektrisch geladen. Die Aufladung erfolgt dabei in einer, dem magnetisch beeinflussten Raum vorge schalteten Ionisatorzone (in Fig.1 mit 2 be zeichnet).
Diese besondere Ionisatorzone kann aber auch mit dem magnetisch beeinflussten Raum vereinigt werden, wozu in diesem die jeweils zur Anwendung gelangenden ionisie renden Mittel so angeordnet sind, dass sämt liche Teile des Gasstromes zumindest kurz zeitig dem Einfluss der ionisierenden Mittel ausgesetzt sind.
Eine beispielsweise Ausführung der Appa ratur zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1 ist schematisch dargestellt in Fig. 6 im Längsschnitt und in den Fig.7 bzw. 8 in Ansicht von vorn bzw. von rückwärts.
In den langgestreckten Gasführungskanal 10 tritt durch den hier runden Eintrittsstutzen 11 der Gasstrom in der Pfeilrichtung ein -Lind gelangt samt den von ihm mitgeführten festen und flüssigen Partikeln in den Ionisator 12, der hier beispielsweise als schmaler Schacht von rechteckigem Querschnitt ausgeführt ist und später beschriebene ionisierende Mittel in einer Anordnung aufweist, die eine Erzeu gung von Gasionen in grosser Zahl im gesam ten Innenraum des Ionisators 12 gewährleistet, wobei keine Stelle des dem Gas offenstehenden Strömungsquerschnittes frei von solchen Gas ionen ist.
Das Vorhandensein einer grossen Zahl von ionisierten Molekülen im Gas führt. zu einer elektrischen Aufladung der vom Gas mitgeführten festen und flüssigen Partikel. Nach dem Verlassen der Ionisatorzone 12 strömt das Gas samt den nunmehr elektrisch aufgeladenen Partikeln durch eine Glättungs- einrichtung 13 zur Unterdrückung etwa im Gasstrom vorhandener Turbulenz.
Die Glät- tungseinrichtung ist hier beispielsweise als System senkrechter und waagrechter Leit- wände ausgeführt (in Fig. 7 und 8 der Über sicht halber nicht gezeichnet).
Die Glättungs- einricht-Ling 13 dient zur gleichmässigen -Lind wirbelfreien Verteilung des aus der Ionisator- zone 12 strömenden Gases auf den gesamten wirksamen Querschnitt des nachfolgenden ma gnetisch beeinflussten Raumes 14, der hier durch jenen Bereich des Gasführungskanals 10 gebildet wird, der zwischen den Polschuhen 15 bzw.
16 des Stahlmagneten 17 -ele-en ist., also in Fig. 6 dem gestrichelt gezeichneten Querschnitt des Polschuhes 15 entspricht. Das magnetische Feld ist hierbei homogen und konstant, und seine Feldlinien verlaufen von dem mit N bezeichneten Nordpol 15 zu dein mit S bezeichneten Südpol 16 des perma- nenten Stahlmagneten und stehen senkrecht auf der Zeichnungsebene der Fig. 6.
Tritt ein bewegtes elektrisch aufgeladenes Partikel, von der (,'lättungseinriehtung 13 kommend in den magnetisch beeinflussten Raum 14 ein, so wird e5 aus seiner geradlinigen Bahn nach oben bzw. unten abgelenkt je nach der Polarität seiner Ladung.
Für eine bekannte Grössenverteilung der vom (Tasstroni mitgeführten Partikel, wobei kein Partikel eine bestimmte Grösse über schreitet, sind die Längenausdelinungdes ina- jnetiseli beeinflussten Raumes 14 und die Ma- gnetfeldstärke so aufeinander abgestimmt,
dass auch ein in extremer Lage in den Raum 14 eintretendes geladenes Partikel noch inner halb des Raumes 1-1 zti dessen oberer bzw. unterer Begrenzun "@sfliielie @,elenkt wird.
So wohl die obere wie auch die untere Begren zungsfläche des Gasführungskanals 10 weist innerhalb des Raumes 14 eine schräg nach oben bzw. schräg nach unten gerichtete Auslass- öffnuna 1.8 bzw. 19 auf, durch welche ein 0eringer Teil des Gesamtgasstromes in den \eianal ?0 bzw.
21 austritt., dabei zwanglä.ufig die dort siele sammelnden geladenen Partikel mit sich führend, die erst nach ihrem Eintritt in den Kanal 20 bmv. ?1 den Wirkun\gsbereieh des Magnetfeldes verlassen. Der auf diese Weise von mitgeführten aufgeladenen Par tikeln befreite Hauptanteil des Gasstromes verbleibt weiter im Gasführungskanal 10 und verlässt diesen in Pfeilrichtung an der Aus trittsöffnung ''\? für das gereinigte Gas.
In der Apparatur gemäss Fig.6 bis 8 ist als Ionisatorraum 1? ein schmaler rechteckiger Kanal vorgesehen, der in Fig. 9 in grösserem Massstab dargestellt ist. Der rechteckige Kanal ist dabei ein Teil des Gasführungskanals 1.0 <B>und</B> weist als ionisierendes Mittel auf der einen Schmalseite einen Belag 23 aus radio aktivem Material, z.
B. eine Radiumverbin- dung, auf, die durch eine dünne Deckschicht ;ascliclit abgekapselt ist und den gesamten In- neiirantn 1? radioaktiv bestrahlt,
wobei voruie- gend Alphateilchen-Enüssionvorhandenist.Der Belag '_'3 ist zur Erzielung gasclicliter Abkap- selun- zweckmässig von einer geeigneten Folie z. B. einer Goldfolie überdeckt, die beispiels weise auf den Belag aufgewalzt oder elektro- lytiscli auf diesen aufgebracht wurde.
Durch diese Folie wird nur ein vernaehlässigbar kleiner Teil der Strahlung zurückgehalten, während der Durchtritt von erzeugtem Radon gas verunmöglicht wird.
Durch diese radio aktive Bestrahlun - wird in dein durch den Innenraum strömenden (@as, während der ganzen \erweiizeit desselben im Innenraum 12 des Ionisators, eine grosse Zahl von ionisierten (asinolekülen erzeugt, die ihrerseits die vom Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Partikel elektrisch aufladen. Es ist dabei von Wiehti-keit,
dass kein Teil des Innenraumes 1.'? von radioaktiver Bestrahlung frei ist, wes halb dessen Höhe nicht grösser sein darf als die Maxiinalreieliweite der Alpliateilclien- Emission des radioaktiven Belages 23, die in Luft etwa 7,5 eni beträgt und in andern Gasen von gleicher Grössenordnung ist.
Wird aber nicht nur, wie in Fig. 9 angegeben, die untere Selimalseite des Ionisatorinnenraumes 12 mit einer radioaktiven Schicht belegt, sondern auf der Innenseite der obern Selinialseite ein gleieharti#"-ei- Belag vorgesehen, so kann die Gesamthöhe des Ionisatorraunies 1\? etwa die doppelte Maximalreichweite der Alphateilchen- Emission betragen.
Die in Fig.9 dargestellte Bauweise des radioaktiven Ionisators als schmaler, rechteckiger und langgestreckter Kanal finit mindestens einem radioaktiven Belag, der sieh über die gesamte Ionisator- länge erstreckt, ist für eine intensive Auf ladung aller vom Gasstrom nütgeführten festen und flüssi-en Partikel besonders vor teilhaft, weil sieh der Gasstrom längere Zeit im Bereich der ionisierenden radioaktiven :
Mittel befindet. Eine andere Variante des fonisators zeigt Fig.10. Hier ist. der Clasführimgskanal 10 als Rohr ausgebildet, das auf seiner Innen seite- einen ringförmigen Belag 24 enthält., der radioaktive Substanzen mit voiiviegender Alpliateilehen-Emission in gleichmässiger Ver teilung über seine ganze nach dem Innenraum zu gerichtete Oberfläche aufweist, aber mit einer Deekschicht gasdicht abgekapselt ist..
Da kein Teil des kreisförmigen Querschnittes im Innern des Rohres 10 frei sein darf von radioaktiver Bestrahlung, ist. der maximal zu lässige Innendurehmesser des Rohres etwa gleich der doppelten Maximalreiehweite der Alphateilehen-Emission in dem betreffenden Gas. Die Verweilzeit des Gases im bestrahlten. Ionisatorraum ist. bei dieser rohrförmigen Bauart wesentlich kürzer als bei der Barart nach Fig. 9.
11s ionisierendes Mittel kann im Ionisator- rauni auch eine elektrische Glimmentladung in der unmittelbaren Umgebung metallischer Elektroden unter der Wirkung hoher elek- triselier Spannungen verwendet werden. Einen derartigen Ionisator zeigt Fig. 11, wobei eine Anzalil@dünner Metalldrähte 25 quer zur C@as- sti-önntn? im Ionisatorraum angeordnet sind.
Diese Drähte 25 sind ausgespannt zwischen zwei Isoliersehienen 26 und mittels zweier Lei tungen 27 bzw. 28 derart untereinander und finit, dein Klemmenpaar 29 verbunden, dass beim Anlegen einer hohen elektrischen Gleichspan- nun,- an das Klemmenpaar 29, jeweils benaeh- harte Drähte 25 verschiedene elektrische Pola rität aufweisen.
Durch die hohe elektrische Feldstärke zwischen den einzelnen Drähten 25 und besonders durch die Feldstärkekonzen- tration in der Umgebung der dünnen Metall drähte, entsteht dort eine stille elektrische (ilininicntladiing in dem vorbeiströmenden Cas. Im Gebiet der Glimmentladung wird eine grosse Zahl von ionisierten Gasmolekülen ge bildet, die unter der Wirkung des zwischen den Elektroden herrschenden elektrischen Feldes zu den jeweils entgegengesetzte Polari tät aufweisenden Drähten wandern, auf diese Weise Ionenströme bildend, die die gesamte,
dureh die Elektrodendrähte 25 gebildete Ebene flächenhaft bedecken. Die durch diese Ionisatorebene hindurchgeleiteten und vom Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Partikel werden dabei elektrisch aufgeladen.
Diese Methode der Ionisierung besitzt gegen über der radioaktiven Ionisierung aber den Nachteil, sehr hohe elektrische Spannung zu benötigen und im Glimmbereich chemische Reaktionen im Gas zu verursachen, die bei Verwendung von Alphateilchen nicht auftre ten, und ferner bei brennbaren bzw. explo siblen Gasgemischen nicht anwendbar zu sein.
Bei Verwendung von radioaktiven Sub stanzen als ionisierende Mittel im Ionisator, wie in den beispielsweisen Ausführungen nach Fig. 9 und 10, sind die maximal mög lichen Abmessungen der Ionisatorquerschnitte in mindestens einer Richtung gegeben durch die begrenzte Maximalreichweite der Alpha- Emission seitens der radioaktiven Substanzen in dem betreffenden Gas.
Zwar kann zur Ioni- sierung des durchströmenden Gases auch die radioaktive Strahlung geeigneter Substanzen verwendet werden, deren Reichweite in Gasen viel grösser als diejenige der Alphateilehen ist;
aber die von der Bestrahlung pro Raumteil erzeugte Ionenzahl ist sehr viel geringer als bei Ionisierung durch Alphateilchen. Um trotz der begrenzten Reichweite der Alphateilchen radioaktive Substanzen auch für grössere Ioni- satorquerschnitte als ionisierende Mittel ver wenden zu können, wird zweckmässig im Ionisatorraum samt dem radioaktiv bestrahl ten Teil ein elektrisches Feld konstanter Rich tung erzeugt., wodurch ein Ionenstrom ent steht, der auch die nicht radioaktiv bestrahl ten Raumteile erfüllt,
so dass der gesamte Ionisatorraum mit ionisierten Gasmolekülen erfüllt ist.
Solehe Ionisatoren zeigen die Fig. 12 bzw. 13 im Querschnitt, für eine schachtförmige bzw. rohrförmige Bauweise. Bei Fig.12 be steht der schachtförmige Gasführungskanal 10 aus elektrisch nichtleitendem Material und der an beiden Schmalseiten befindliche radio aktive Belag 23 ist auf metallischem Träger material aufgebracht.
Den Innenraum 12 des Ionisators halbierend ist eine metallische Elek trode 30 eingebaut, die sich längs des ganzen Ionisators erstreckt. Die Elektrode 30 einer seits und die untereinander mittels der Lei- tun- 31 verbundenen metallischen Beläge 23 anderseits, liegen an einer elektrischen Span nungsquelle 32, die hier durch eine Batterie angedeutet ist. Der Abstand zwischen der Elektrode 30 und den radioaktiven Belägen 23 kann nunmehr grösser sein als die Maximal reichweite der von den Belägen 23 emittier ten Alphateilehen in dem durch den Innen raum 12 strömenden Gas.
Durch das im In nenraum 12 herrschende elektrische Feld wer den aus den im radioaktiv bestrahlten Raum erzeugten ionisierten 'Molekülen Ionenströme gebildet, die den gesamten Innenraum 12 er füllen und die elektrische Aufladung der vom Gasstrom mitgeführten festen und flüssigen Partikel an allen Stellen des Ionisatorinnen- ra.umes 12 bewirken.
Die für rohrförmige Ionisatoren in Frage kommende Bauweise der Fit-. 13 weist einen metallischen Innenleiter 33 auf, konzentrisch im Innenraum 12 angeord net, vom rohrförmi,r;en Gasführun-skanal 10 elektrisch isoliert und mit einem Pol der als Batterie an-edeuteten Gleichspannungsquelle 32 verbunden. Der radioaktive Belag 24 ist auch hier auf einem metallischen Trägermate rial aufgebracht und mit. dem andern Pol der Spannungsquelle 32 verbunden.
Bei den in Fig-. 12 bzw. 13 dargestellten Ionisatoren kön nen die als ionisierende Mittel vorhandenen radioaktiven Beläge 23 bzw. 24 auch auf den Innenelektroden 30 bzw. 33 aufgebracht wer den, ohne dass die Wirkungsweise sich ver schlechtert, wenn die Zahl der im Gasstrom erzeugten Ionen in beiden Fällen von gleicher Grössenordnung ist.
Der aus der Ionisatorzone 12 (siehe Fig. 6) austretende Gasstrom, samt den mitgeführten nunmehr elektrisch geladenen Partikeln, ge langt, wie bereits erwähnt, in eine Verteil- einrichtung 13, die den CTasstrom möglichst gleichmässig auf den wirksamen Querschnitt des nachfolgenden magnetischen Abscheiders verteilt. Eine derartige Verteileinrichtung zeigt Fig. 14 für den Fall,
dass der Ionisator rechteckigen Querschnitt besitzt und bei glei- eher Höhe eine gerin-ere Breite besitzt, wie der wirksame Querschnitt. des nachfolgenden magnetischen Abseheiders. Bei dieser Bau weise erfolgt die gleichmässige Verteilung des in Fig.14 von vorn eintretenden Glasstromes durch ein System waagreebter und senkrech ter Leitflächen.
Je nach Gestalt der Quer schnitte von Ionisatorausgang und Abschei- dereingang, wird eine andere Forin der Ver- t.eilungseinrieht.ung mit ebenen oder trichter förmigen Leitfl.äehen zweckmässig sein. Falls Ionisator- und Abseheiderquersehnitt ungefähr gleiche Oxestalt und Grösse besitzen, kann auch auf eine zwisehengesehaltete Verteileinrich- tung verzichtet werden.
Bei der an Hand von Fig. 6 bis ä beschrie benen beispielsweisen Ausführungsform der Apparatur gemäss vorliegender Erfindung,
ist ein besonderer Bauteil 12 vorgesehen für die Ionisierung des Gasstromes zwecks elektrischer Aufladung der von demselben mitgeführten festen und flüssigen Partikel und ein zweiter Bauteil für die Abselieidun- der geladenen Partikel aus dem Gasstrom in einem magne tisch beeinflussten Raum 14.
Diese Trennung von Ionisator und magnetiseheni Abseheider ist. nicht notwendig" da beide Funktionen im gleichen Bauteil vereinigt werden können, wie beispielsweise in Fig-.15 schematisch darge stellt ist.
Hier ist der magnetisch beeinflusste Raum 7.4 durch gestrichelte Linien angedeutet und der Polschuh 75 des Stahlmagneten per spektiviseh gezeichnet, während der gegen- überliegende\Polsehnih 16 (Fig.7) der über- siehtliehkeit zve-en nicht angegeben ist.
Da der magnetisch beeinflusste Raum 14 gleich zeitig als Ionisator dient, trägt die in der y-z-Ebene gelegene Stirnseite des Polschuhs 15 den als ionisierendes Mittel hier beispiels weise verwendeten Belas- 23 aus radioaktiven, vorwiegend Alphateilehen-Emission aufweisen den Substanzen, mit einer gasdicht abschlie ssenden dünnen Deeksehieht. Die Alphateil- chen-Emission erfolgt. nach allen Richtungen,
durchsetzt. also auch den der Höhe des Bela- -es 23 entsprechenden Teil des Raumes 14, in dem das magnetische Feld die radioaktive Emission praktisch nicht beeinflusst, wegen der sehr grossen Energie der emittierten Alpliateilchen und der Parallelität von deren Richtung mit den magnetischen Feldlinien. Auf die in besonders grosser Zahl in diesem Raumteil erzeugten ionisierten Moleküle des in Richtun'- der z-Aelise strömenden Gases.
wirkt aber ,das liagnetfeld ein und lenkt. die parallel zur z-Achse sieh bewegenden Ionen dureli eine parallel zur y-Achse und je nach Polarität der Ionen nach oben bzw. unten gerichtete Kraft ab.
Da die ionisierten lIole- küle sich relativ schnell im 1lagnetfeld bewe gen, ist bis auf einen kleinen Raum, an der in der x-y-Ebene gelegenen Eintrittsseite, der gesamte Raum 14 von Ionen erfüllt, trotz dem der radioaktive Belag 23 nur eine geringe Ausdehnung in Richtung der y Aehse besitzt, und somit der untere und der obere Teil des Raumes 14 weniger Alphateilehen erhält als der dem Belag 23 entsprechende Teil.
Da- darf der Raum 14 in x-Riehtung nur eine Ausdehnung besitzen, die etwa der Maxi- malreiehweite der Alphateilehen in dem be treffenden Gas entspricht bzw. die doppelte Ausdehnung.
wenn auf der Stirnseite des zweiten Polsehuhs ein gleiehartig@er radioakti ver Belag- vorgesehen wird. Durch das Vor handensein derartiger radioaktiver Beläge 23 und die Bildung der ionisierten Moleküle, die ihrerseits die vom Gas mitgeführten festen und flüssigen Partikel elektrisch aufladen, wird die Einwirkung des Magnetfeldes auf die so aufgeladenen Partikel nicht beein- träc#litigt,
so dass die bereits an Hand von Fig.6 bis 8 beschriebene Abseheidung der selben aus dem Gesamtgasstrom nicht. beein- träclitigt wird.
nie Zusammenfassung von Ionisator und magnetischem Abseheider gemäss Fig.15 ist aueli möglich, wenn der als ionisierendes Mit tel dienende Belag 23 nicht an der Stirnseite des Polsehuhs 1.5 angebracht ist, sondern in geeigneter Weise auf der in der x-z-Ebene gelegenen Unterseite des magnetisch beeinfluss- ten Raumes 1.4.
Auch hierbei ist die Ein wirkung, des Magnetfeldes auf die geradlini. gen Bahnen der Alphateilchen praktisch ver- naehlässigbar. Die ionisierten Moleküle im strömenden Gas werden nach oben oder unten parallel zur y-Achse abgelenkt und füllen den Raum 14, auch wein derselbe in y-Riehtung eine grössere Ausdehnung als die Maximal- reiehweite der Alphateilchen besitzt, vollstän dig mit Gasionen aus.
Dagegen ist. hier prak tisch notwendig; dass der radioaktive Belag die ganze Querschnittsfläche des Raumes 14 in der x-z-Ebene bedeckt, damit kein Teil_ des Raumes ohne radioaktive Bestrahlung bzw. ohne Ionen bleibt.
Die Apparaturen nach Fig. 6 bis 15 eignen sieh vor allem für die Abtrennung von fein sten Partikeln fester und flüssiger Natur aus einem Gasstrom hoher Geschwindigkeit, wobei keine -Neigung seitens der Partikel besteht, sieh in den relativ engen Schlitzen 18 und 10, bzw. den Kanälen 20 und 21 abzulagern und dieselben zu verstopfen. Durch geeignete Ge stalt und Grösse. der Schlitze 18 bzw. 1.9 wird erreicht, dass ein genügender Teil des Gas stromes den Weitertransport der sich an den beiden Schlitzen anreichernden Partikel vor nimmt.
Bei relativ kleinen Strömungsquer schnitten des magnetisch beeinflussten Raumes 14 ist. es vorteilhaft, wie in Fig. 6 bis 8 dar ;estellt, die Magnetisierimg durch einen permanenten Stahlmagneten durchzuführen. Natürlieh kann aber auch ein mit. Gleichstrom mespeister Elektromagnet gleicher Stärke und Polschuhform verwendet. werden.
Eine andere beispielsweise Ausführungs- form der Apparatur nach der Erfindung, die zur Durchführung des Verfahrens mit kon stantem, radial gerichtetem Magnetfeld (ähn- lieh dem in Fig. 2 dargestellten Schema) dient, zeigt die Fig.16 bzw. 1.7 im Längs schnitt bzw.
im Querschnitt in der Ebene 1-r1. Das von mitgeführten festen und flüs sigen Partikeln zu befreiende Gas strömt von unten in die Apparatur in Pfeilrichtung ein und gelangt in den Ionisatorraum 12, der hier als ionisierendes Mittel beispielsweise einen ringförmigen Belag 24 aus radioaktiven Substanzen mit vorwiegender Alphateilchen- Emission aufweist und dessen nach dem In nenraum gerichtete Strahlung im Gasstrom i eine grosse Zahl von ionisierten Gasmolekülen erzeugt..
Der Glasstrom tritt dann in den hier beispielsweise in drei Sektoren geteilten und rohrförmigen magnetisch beeinflussten Rauire 14 ein, der gebildet wird aus dem als Rund stab aus magnetischem Material atLg;eführ- ten massiven Kern 34 und den drei sektor- förmigen, ebenfalls aus magnetisierbarem lIa- terial bestehenden Polschuhen 35.
Zwischen dem Eiern 34 und den drei PolsehultseYme?i- ten 35 herrscht ein magnetisches Feld, dessen Feldlinien in der Zeichenebene von Fig.17 radial verlaufen, also an allen Stellen des Raumes 14 senkrecht auf dem Kern 34 und den Polschuhen 35 stehen. Erzeugt wird dieses liagnetfeld durch einen rohrförmigen Stahl magnet 36, dessen eine Stirnfläehe, in Fig. 16 beispielsweise finit 117 als Nordpol bezeichnet, an den drei Polsehuhsektoren 35 liegt.
Der mit S bezeichnete Südpol des Stahlmagne ten 35 ist. über drei schmale Arme 37 ans magnetisierbarem Material mit dem massiven Kern 34 verbunden, womit der aus den Teilen 35, 36, 3 7 und 34 bestehende magnetische Kreis, geschlossen ist. Die Unterteilung des ma;
netiseh beeinflussten Raumes 14 in drei sektorförmige Abschnitte erfolgt durch dop pelte Trennwände 38, ans niehtmagnetisehem Material, die sich längs der Strömungsachse über die ganze Ausdehnung des magnetisch beeinflussten Raumes 14 bzw. der Polsehulie 35 erstrecken, wobei jede dieser sechs Trenn wände an den innerhalb des Raumes 14 gele genen Bereichen eine feine Perforation oder eine Anzahl dünner radial verlaufender Schlitze 39 aufweist.
Je zwei der nebenein- andergelegenen Trennwände 38 sind an den Stirnkanten unter Einhaltung eines geringen Abstandes miteinander gasdieht verbunden, so dass ein flacher Kanal 40 entsteht, der zwi schen den Polsehuhsektoren 35 hindureh radial nach aussen führt und dort nach unten abgebogen ist. Den flachen Kanal 40 halbie rend, ist in denselben eine Scheidewand 47. eingebaut.
Im Zentrum sind diese sechs Trenn wände 38 und die drei Scheidewände 40 gas dicht verbunden mit einem Halterohr 42 aus niehtmagnetisehem Material, dessen Innen. durehniesser dem Durchmesser des Kerns 34 entspricht.
Die Trenn wunde 38 sind gegen über den Polselinlise-nient(@ii 3:>, dem Stahl- nia-neten 36 und allen andern Bartteilen gas und drueldest ab#-,ediebtet. Der aus dein Ioni- satorrauni in den rohrförmigen inagnetiseh beeinflttl;
>ten Ranin 74 eintretende Gasstrom gelangt. dort unter die Wirkung des radial @lericliteten Ma@unetfeldes, das auf die vom Gasstrom mitgeführten und elektrisch gela denen Partikel eine Ablenkkraft ausübt und eine Konzentration derselben iin Gasstrom in der unmittelbaren Umgebung der Trenn wände 3h bewirkt. Dort wird dieser Teil des Gasstromes mitsamt den
geladenen Partikeln durch die Schlitze 39 bzw. eine eventuell an deren Stelle vorgesehene Perforation, aus dem Hauptgasstroni abgezweirt und längs der Schei dewände 47 im Innern .des schmalen Kanals 40 radial nach aussen #Meitet. Bei dieser Strö- mun- in radialer Rielittum übt das -Magnet leid, soweit dasselbe noeli vorhanden ist, keine Ablenkkraft mehr auf die geladenen Partikel aus,
die demnaeli ini abgezweigten Teil des Gasstromes verbleiben und von diesem nach aussen mitgeführt werden. Der von geladenen Partikeln auf. diese Weise befreite Haupt anteil des Gasstromes gelangt nach Verlassen des magnetiseli beeinflussten Raumes 14 in den vom rolirförmi"eti Stahlmagnet 36 um- sehlosseiien Hohlraum und
strömt zwiselien den Armen 37 in den Raunt 43 und verlässt dort in Pfeilrichtung die Apparatur. In der Bauweise nach Fig.16 und 17 wird die Apparatur beispielsweise verwendet für die Abseheidung von Dampf- bzw. Nebelpar tikeln ans einem Gasstrom. Dabei ist die Apparatur, wie in Fig.78 beispielsweise dar gestellt ist, eingebaut in eine Rohrleitung 44, die vom Gas in Pfeilrichtung durchströmt wird.
Die Apparatur 45 zur magnetischen Abscheidung entsprieht der Bauweise nach Fig. <B>16</B> und 77, und säintliehe Kanäle 40 für den mit Partikeln an-ereieherten Anteil des Gasstromes sind an der Leitung 46 angeschlos- gen und führen zum Behälter 47, in welchem in bekannter Weise, je naeh Art der aus dem flauptgasstroni abgetrennten Partikel,
diesel- ben niedergeschlagen werden. Der über den Rebälter 47 @geleitete Gasanteil verlässt diesen iiher die Leitung--18 und das Regulierventil 49. Steht das in der Rohrleitung 44 strömende unter Überdruck, so kann durch das Ventil .111 die über die Kanäle 40 strömende Casinenge so eingeregelt werden,
dass eine niönliehst vollständige Abtrennung der Par tikel aus dem Ha.uptgasstrom erfolgt. Falls in der Rohrleitung 44 Unterdruck herrscht, so muss im Behälter 47 ebenfalls ein Unter- clriirlt entsprechender Grösse hergestellt wer <B>den.</B>
Eine weitere Variante des, Abseheiders Zeigt die Fig. 19 im Grundriss, die Fig. 20 im Schnitt. längs der Ebene B-B und die Fig. 21 iui @ehnitt längs der Ebene C-C. Der Gas- fülu-ungskanal 10 ist hier ein halbkreisförmhy gebogenes <RTI
ID="0011.0041"> Vierkantrohr, durch das bei der Eintrittsöffnung 12 das Gas mitsamt. den bereits in einer vorgeschalteten Ionisatorzone elektrisch aufgeladenen festen und flüssigen Partikeln einströmt. Der Gasführungskanal steht. unter der Wirkung eines konstanten Magnetfeldes, das von einem permanenten .#tahlmag?netexi 50, erzeugt wird, dessen Nord- liol mit .'V und dessen Südpol mit S be zeichnet ist.
An seinen beiden Polen trägt der Stahlmanet 50 je eine obere bzw. untere Polsehulinlatte 51. bzw. 5'' mit halbrunden Polsehuhringen 53 bzw. 5.1, deren Stirnflächen der Breite des Gasführungskanals 10 entspre- clien. Die Feldlinien des Magnetfeldes ver- latit'en zwischen den Polschuhringen 53 und :
>-1, verlaufen also im Gasführungskanal 10 vorwiegend senkrecht zur Gasstr ömungsrich- tinig. Auf die vom Gasstrom mitgeführten elektrisch geladenen Partikel wird hierdurch eine Ableiikkraft ausgeübt, die radial nach auf @fn oder innen gerichtet, ist,
also sowohl an der Aussen- wie auch der Innenwandung des lialbkreisförniig geformten CTasführungs- kanals 10 im Gasstrom eine Anreicherung an ,eladenen Partikeln bewirkt. Nach dem Durch- hinfen des magnetisch beeinflussten Raumes wird der von geladenen Partikeln befreite Teil.
des (Iasstromes durch zwei Trennwände 55 aus dem Gesaintgasstrom abgetrennt und v er lässt die Apparatur über das Vierkantrohr 56. Der mit. geladenen Partikeln angereicherte Teil des Gasstromes wird dagegen über die beiden flachen Kanäle 57 getrennt nach aussen geleitet.
Die auf alle vom Gasstrom mitge führten Partikel ausgeübte mechanische Flieh kraft wirkt radial nach aussen, unterstützt also die seitens des Magnetfeldes bewirkte Ablenkkraft für einen Teil der elektrisch auf geladenen Partikel, verringert aber für jene Partikel die Ablenkkraft, die unter dem Ein fluss des Magnetfeldes nach der Innenwand des Gasführungskanals 10 streben, was bei hohen Grasgeschwindigkeiten von Nachteil sein. kann.
Eine andere Variante des Abscheiders, die den zuletzt genannten Nachteil nur in gerin gerem Ausmass aufweist, ist. in Fig. 22 im Querschnitt und in Fig. 23 im Grundriss (aber ohne die obere Polschuhplatte) dargestellt. Hier ist ebenfalls ein Gasführungskanal 10 von rechteckigem Querschnitt vorhanden, der ringförmig gebogen ist und unter Wir kung eines Magnetfeldes steht., das erzeugt wird vom permanenten Stahlmagneten 50, der obern bzw. untern Polschuhplatte 51 bzw. 5\? und den beiden Polschuhringen 53 bzw. 54.
Der Gasstrom, mitsamt den bereits in einer vorausgehenden Ionisatorzone elektrisch auf geladenen festen und flüssigen Partikeln, ge langt durch die Eintrittsöffnung 12 in den Abscheider hinein und verlässt denselben ge reinigt von den mitgeführten Partikeln durch die Austrittsöffnung 56, während die an Partikeln angereicherten Gasanteile ans dem Gasstrom mittels der Scheidewände 55 ab getrennt, über die beiden schmalen Kanäle 57 herausgeführt werden.
Im Gegensatz zu der an Hand von Fig. 19 bis 21 beschriebenen Ausführung ist hier der gesamte magnetische Kreis, bestehend aus dem Stahlmagneten, den Polsehuhplatten 51 und 52, sowie den Pol schuhringen 53 und 54, gegenüber dem fest stehenden Grasführungskanal 10 beweglich an geordnet und rotiert um die Welle 58 ent gegen dem Uhrzeigersinn. Durch den ent gegengesetzten Drehsinn von Magnetsystem und Gasstrom ist. die Relativgesehwindiäkeit zwischen dem Magnetfeld und den vom Gas strom mitgeführten geladenen Partikeln gleich der Summe beider Drehgeschwindigkeiten.
Da die auf elektrisch geladene Partikel aus geübte Ablenkkraft ihrer Grösse nach dieser Relativgesehwindigkeit proportional ist, kann durch Erhöhung der Drehzahl an der Rota.- tionsaehse 58 die radiale Ablenkwirkung auf die geladenen Partikel stark vergrössert wer den, trotz gleichbleibender Gasgesehwindi'- keit im Gasführungskanal 10.
Dabei gilt nach wie vor, dass die Ablenkkraft mit steigender Geschwindigkeit zunimmt, da sich letztere der Feldgeschwindigkeit stets zuaddiert. Die Bauart mit rotierenden Permanent magneten gemäss Fig.22 und 23 macht den Abscheider besonders geeignet zum Zusam menbau mit einem Gebläse, wie beispielsweise in Fig. 21- und 25 gezeichnet.
Durch den Trichter 59 wird hierbei vom Gebläse 60 das Gas, hier beispielsweise die Aussenluft an gesaugt., in den tangential angeordneten Aus trittsstutzen 61 gedrückt und gelangt nach Umlenkung ihrer Strömungsrichtung in den Gasführungskanal 10, der hier (@vie in Fig. 22 und 23) als schmaler ringförmiger Schacht von rechteckigem Querschnitt ausgeführt ist.
Dieser Gasführungskanal 1.0 ist magnetisch beeinflusst durch zweiplattenförmige Stahl mainete mit. den Polschuhen 62 und 63, die auf der Achse 64 des Gebläserotors befestigt. sind, also mit diesem zusammen rotieren. Das im Gasführungskanal vorwiea,end senkrecht zur Strömungsrichtun- verlaufende magne tische Feld bewegt sich entgegengesetzt zum Gasstrom, da. dessen Richtung im Rohrstück 61 unigelenkt wurde.
Vor seinem Eintritt in den Gasführungskanal durchströmt die Luft eine Ionisatorzone, die beispielsweise im Rohr krümmer 61 vorgesehen ist, so (Mass die vom Gas- bzw. Luftstrom mitgeführten Partikel elektrisch aufgeladen in den Gasführungs- kanal 10 gelangen. Unter der Wirkung des llagrietfel(les werden diese Partikel radial nach innen hzw. aussen abgelenkt und ver lassen den Gasführungskanal 10 durch Kanal 57 seitlich vom Alrstrittsstutzen 56 der ge reinigten Luft.
Da- bei nieclianiselier Rotation des Magnet feldes die Drehzahl begrenzt. ist-, wird für Zwecke, bei denen höhere Relativgeschwindig keiten erforderlich sind, ein rotierendes elek tromagnetisches Drehfeld verwendet, etwa so wie es in Fig. 26 in Ansicht, in Fig.27 im Querschnitt und in Fig.28 in Aufsicht dar gestellt ist.
IIierbei wird ein um die -Mittel- achse des Eisenkernes 65 rotierendes magne tisches Drehfeld mit radialer Rielitung des umlaufenden Feldvektors -1- erzen-t durch ein 1lagnetsvstem aus den drei Spulen 66, die an den drei elektrisch gegenseitig- uni 120 ver schobenen Phasen einer Drehstromquelle an- 2@eselilosseii sind.
Das magnetische Drehfeld ist zwischen den drei Polschuhen 67 und dem Kern 65 vorhanden, enthält wegen der aus geprägten Pole natürlich auch Oberwellen der Gilindfrequenz. Im Luftspalt, ist der Gasfüh- rungskanal 10 angeordnet, der aus einem flachen Vierka.ntrohr aus urimagnetischem Material besteht und vom rotierenden Magnet feld durchsetzt. wird.
Das Gas mitsamt den bereits in einem vorausgehenden lonisator elektrisch aufgeladenen Partikeln tritt durch die sehrä- in den Gasfiihrungskana110 hinein führende\ Öffnung 68 in denselben in Pfeil richtung ein und durchströmt ihn schrauben- linienförmig entgegengesetzt zur Drehrichtung des -Magnetfeldes. Durch die radial gerichteten Feldlinien II erfahren die elektrisch geladenen Partikel eine axial.
nach den beiden Schmal seiten des Gasführungskanals 10 gerichtete Ablenkkra.ft, die der Relativgeschwindigkeit zwischen den Partikeln und dein -Magnetfeld etwa proportional ist. Natürlich hängt diese Ablenldkraft auch von der Form des rotieren den magnetischen Feldes ab.
Durch die den Partikeln erteilten Ablenkimpulse reichert sieh der Gasstrom in unmittelbarer Umgebung der beiden Schmalseiten des Gasführungs- ka.nals 10 an geladenen Partikeln an, welche Grasanteile dann kurz vor denn Erreichen der Austrittsöffnung, durch zwei Scheidewände 69 vom I3auptgasstroin abgetrennt werden. Der von Partikeln befreite Gasstrom verlässt den Abscheider durch die Austrittsöffnung<B>7</B>2, während die mit Partikeln angereicherten Gasanteile durch die schlitzartigen Öffnungen 71 ausströmen.
Ein magnetisches Drehfeld, nach Art des vorstehend beschriebenen lässt sich nicht. nur bei Verwendung einer Drehstromquelle mit. drei um je 130 gegeneinander elel@.risch ver- scliobenen Phasen erzeugen. Auch bei Ver wendung von zwei Elektromagneten mit räum lieh um 90 versetzten Achsen kann ein Dreh feld hergestellt erden, wenn die beiden Elek tromagnete an Weehselstromquellenmit gegen einander elektrisch um 90 verschobenen Pha sen angeschlossen werden.
Auch andere mehr- pliasige Drehfeldsv steme sind möglich. Die Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes ist dabei in bekannter Weise gleich der Frequenz der verwendeten Wechselströme, aber auch abhän g von der Anzahl der gleichmässig um den ;resamten Umfang des Luftspaltes ange ordneten Magnetspulen, die stets ein ganzes Vielfaches der Phasenzahl des erregenden Wecliselstromsvstems sein muss.
Sämtliche .vorstehend beschriebenen bei spielsweisen Ausführungsformen der Appa ratur zur Durchführung des Verfahrens ge mäss vorliegender Erfindung weisen jeweils nur einen Ionisator und nur einen magnetisch beeinflussten Raum auf, an dessen Austritts seite die Trennung des von mitgeführten Par tikeln befreiten Gasstromes von jenen Gas stronianteilen erfolgt, welcher an Partikeln angereichert ist.
Zur Erhöhung der Trenn wirkung und möglichst weitgehender Befrei ung des Hauptanteils des Gasstromes von allen mitgeführten Partikeln wird eine Kas- kadenanordnung vorgenannter Bauelemente in einer Apparatur vorgenommen. Hierzu wird unmittelbar nach der Austrittsöffnung für den, im vorgehenden magnetisch beein- flussten Raumteil von mitgeführten Partikeln bereits weitgehend gereinigten Gasstrom, eine zweite Ionisatorzone angeordnet, gefolgt von einem zweiten magnetisch beeinflussten Raum teil.
Die eventuell im Gas noch vorhandenen festen und flüssigen Partikel werden in der zweiten. Ionisatorzone elektrisch aufgeladen, wobei die Wahrscheinlichkeit, nunmehr sämt liche Partikel zu erfassen, wesentlich grösser ist, als in der ersten Ionisatorzone, in der eine wesentlich grössere Zahl von Partikeln pro Vohunenelement vorhanden war.
Im zweiten magnetisch beeinflussten Raumteil wird nach dem gleichen Prinzip wie im vorausgehenden ersten derartigen Raumteil eine Anreicherung an geladenen Partikeln an bestimmten Stellen im Gasstrom bewirkt und diese Gasanteile vom Hauptgasstrom abgetrennt. Bei einer derarti gen Kaskadenanordnung ist eine sogenannt.e Stufenbauweise zweckmässig, bei der der Strö mungsquerschnitt des Gasführimgskanals in der zweiten Baugruppe kleiner als in der vorausgehenden ersten Baugruppe gemacht.
wird, da. das Gasvolumen um den abgezweig ten Anteil geringer geworden ist. Bei grossen Gasmengen und zwecks Verwendung völlig gleicher Baugruppen in einer Kaskadenanord- nung ist.
es zweckmässig, in der ersten Stufe der Kaskadenanordnung eine Anzahl derarti ger Baugruppen mit je einem Teil des Gesamt- ga.sstromes zu beaufschlagen, sämtliche Aus gänge für die gereinigten Gasanteile parallel zu schalten und gemeinsam der zweiten Stufe der Kaskadenanordnung zuzuleiten, die wie der aus den gleichen Baugruppen besteht, aber deren eine geringere Anzahl aufweist,
entsprechend dem reduzierten Gasvolumen. Eine Kaskadenanordnimg der letztgenannten Art ist in Fig. 31 schematisch dargestellt, wobei in der ersten Kaskadenstufe drei gleich artige Baugruppen angeordnet sind, während die nächste Stufe noch zwei und die letzte Stufe nur eine derartige Baugruppe aufweist. Durch eine derartige Kaskadenanordnung, die bei geeigneter Bauweise durchaus keinen sehr grossen apparativen Aufwand darstellt,
kann eine völlige Beseitigung aller vom eintreten den Gasstrom mitgeführten festen und flüs sigen Partikel gewährleistet werden.
Process and apparatus for the separation of solid and liquid particles of non-magnetic substances from a gas flow.
1) The present invention relates to. a method for separating solid and liquid particles of non-magnetic substances from a gas stream and an apparatus for performing this method.
For the separation of particles of non-magnetic substances from a gas stream, both mechanical and electrical filter devices exist. The mechanical filters are based on the sieving effect of more or less porous materials or filter inserts and are limited in their efficiency by the flow resistance that rises sharply with increasing filter density, so that the separation is also swirled. the particle size decreases sharply and is very unsatisfactory for fine particles.
By ionizing the gas, the electrical filters cause the particles to be electrically charged and set the gas flow to the effect of a strong electrical field between a S @ -stem metallic I:
Electrode, which is perpendicular to the gas flow and causes the electrically charged particles to be deflected across the gas flow in the direction of the metallic electrodes, where the particles never lie and stick.
Such electrostatic precipitators have only a low flow resistance and can also separate very fine particles, but have the disadvantage that they require very high electrical voltages for operation and their separation effect decreases with increasing flow velocity.
The method according to the present invention allows these disadvantages to be eliminated. In the method according to the invention, gas ions are also formed in the flowing gas by ionizing agents to separate the solid and liquid particles of non-magnetic substances carried along by a gas stream, which in turn cause the entrained solid and liquid particles to be electrically charged.
The process is characterized by the fact that the gas together. The electrically charged particles are exposed to the effect of a magnetic field with the field lines running predominantly perpendicular to the gas flow, whereby a deflecting force proportional to their relative speed compared to the magnetic field is exerted on the moving, electrically charged particles, which leads to an enrichment of the electrically charged particles in the gas flow causes in a certain part of the gas flow, and that the part of the gas flow enriched with the deflected particles is branched off from the part of the gas flow freed from such particles.
The apparatus for carrying out this method contains at least one construction group which has a gas duct into which the gas stream contaminated by entrained solid and liquid particles enters. There, it flows through an ionizer zone in which ionizing agents in the gas generate ions in the entire channel cross-section flooded by the gas flow. Over at least part of its length, the gas guide channel lies in the area of a magnetic field, the field lines of which are predominantly perpendicular to the gas flow.
At the end of this section of the gas duct, preferably still within the magnetically influenced area, means are provided for separating the gas fractions that flow past there and that are enriched with said particles from the total gas flow. As a result, the gas emerging from the gas duct is cleaned at least from some of the solid and liquid particles carried along.
Embodiments of the method and the apparatus according to the present invention are explained in more detail below with reference to the drawing. 1 to 5 each show a diagram of various embodiments of the method, FIGS. 6 to 8 an embodiment of the apparatus, FIGS. 9 to 15 different ionizer designs and components, FIGS. 16 to 18 an embodiment of FIG Apparatus in tubular form, FIGS. 19 to 21 show an embodiment of the apparatus with a curved C gas duct,
22 to 25 an embodiment of the apparatus with rotating steel magnets, FIGS. 26 to 28 an embodiment of the apparatus with a magnetic rotating field, FIG. 29 the diagram of a cascade arrangement of several assemblies.
According to the scheme shown in FIG. 1, the gas flow moves in the spatial coordinate system x, y, z along the z-axis. A solid or liquid particle 1 entrained by this gas stream has the speed t!. ,,. It arrives with the gas stream in an ionizer zone 2, which is indicated here schematically by its cross section in the y-z plane.
In this zone a large number of ions are generated in the gas by ionizing agents, which in turn electrically charge the particle 1 during its dwell time within the ionic, atomic zone 2 or more closely.
The now electrically charged particle, the speed of which was practically changed according to (size and R, iehtun:, @ in the ionizer zone 1), then enters the space, which here has a cubic shape, for example.
and is indicated by its cross section with the y-z plane. The entire space 3 is flooded with a magnetic field, in the present embodiment, for example, by a) constant and homo-ene magnetic field H., in the direction of the x axis, as in FIG 1I \ designated arrows is indicated.
The along the; _- -Aelise finite speed i-, see moving, charged particle 1 experiences after its entry into the space 3 a deflecting force in the direction of the;
y-axis acts up or down, depending on the polarity of the electrical charge on the particle. As a result of this deflection, which in Fig. 1 is assumed to be directed towards the top, move -, _, t see particle 1, overcoming the resistance of the gas molecules, which inhibit its movement, at constant speed i @@ - in rubbing the; y-axis, therefore describes because of the;
The movement along the z - axis remains in a straight line with a resulting speed z%, as the vector sum of v .. and v ,, which runs diagonally upwards in the J-z plane. The deflection speed vy is included. depending on the size and the charge of the particle 1, its velocity v1- and the strength of the 3lagnetfeldes H ,.
If all these factors are temporarily assumed to be constant and the wind speed increases, the deflecting force also takes off in such a way that the particle 1 describes the lead path as before, albeit now in a shorter time Time.
All charged particles that are carried along by the CTas flowing in the direction of the z-axis therefore tend to move towards the upper or lower boundary surface of room 3, and accumulate in the vicinity of the gas flow, while the gas flow in the vicinity of the z-axis is free of such particles.
If there is sufficient expansion of the magnetically influenced space 3 in the direction of the z-axis, a concentration of the entrained solid and liquid particles takes place in certain areas of the space 3, where they are removed from the total gas flow through suitable lines. be branched.
FIG. 7 "shows a further embodiment of the failure in a schematic representation. A particle 1, which is already electrically charged by the method explained in FIG. 1, moves.
along with the (hasstrom in the direction of the z-axis, has the distance r from it and has the constant velocity v ,. After entering the space 4 indicated here as a tube, for example, it passes under the inlet Effect of a 1-magnetic field H, the field lines of which run radially in the entire space 4 and are perpendicular to the z-axis running concentrically through space 4,
as indicated by the arrows marked IIT in the x-; y- la @ ene. This constant radial lia-;
#neti'eld exerts a force on the charged particle moving in space -1 parallel to the z-axis, which is perpendicular to the velocity r, and perpendicular.
acts in the direction of the field lines H, i.e. gives the particle 1 a velocity component vt, which would result in a circular path of the same with a radius r around the z axis, if the velocity component were not present at the same time.
The two components t- and v, rather add vectorially and cause a very pigeon line-shaped orbit of particle 1 with a constant distance r around the z -. \ Elise as the center line. , e orbit has a sense of rotation that depends on the polarity of the charge on particle 1 and the direction of the -. # fa-net field H,.
By means of suitable devices, for example a transverse wall 5 in the x, z plane within and along the length of the space 4, it is possible to ensure that the deflected particles accumulate in the gas flow on the top and bottom of this transverse wall 5 , while the gas flow in the remaining areas of the space 4 of all entrained ge loaded particles is freed if the longitudinal extension of the space 4 in the direction of the z-axis is sufficiently large.
At the rear end of the space 4 there is a separation of the gas portion freed from entrained particles from the total gas flow. Instead of a single transverse wall 5 in the tubular space 4, a plurality of such radial walls can be arranged like a fan. A similar effect on moving charged particles would be achieved if the gas flows through space 4 (FIG. 2) in the radial direction (corresponding to the H = arrows). and the magnetic field would be directed parallel to the z-axis.
Another embodiment of the process is shown in Figure 3, wherein an already electrically charged particle 1 together with the gas flow in the inlet opening 6 of a cylindrical space 7 here with the constant velocity v, enters.
The inlet opening 6 is therefore arranged at the edge of the cylindrical space 7 in such a way that the incoming gas flow is deflected in its direction through the outer wall of the space 7. and performs a rotating movement. according to the type of gas flow muna in mechanical cyclone separators. wherein the exit of the gas flow takes place through a thin pipe socket 8, which protrudes with the -y-axis as the center line in the interior of the space 7 and the wall is perforated (shown in Figure 3 in the upwardly pulled state.).
The entire cylindrical interior 7 is penetrated by a magnetic field, the field lines of which are directed radially and perpendicularly. stand on the y-axis, according to the in Fig. 3 with H ,. denoted arrows in the x-z plane. A charged particle 1 carried along by the gas stream.
and takes part in its rotational movement in space 7, experiences a deflecting force due to the magnetic field IIr, which is directed up or down parallel to the axis, depending on the polarity of the charge on particle 1, occurs under the action of this deflecting force. So in the rotating gas stream there is an approximation of charged particles on the upper and lower to the i @ -z plane parallel to the closing wall of the room.
The gas components rotating there are separated by suitable devices from the total gas troni, which leaves the magnetically influenced space 7 through the pipe S, now freed from entrained charged particles.
A similar implementation of the method, as explained with reference to FIG. 3, results when the zvlindrisehe space designated there by 7 is flooded by a magnetic field, the field lines of which have a constant direction and run parallel to the y-axis, i.e. on the Set the xz-plane at the bottom. The relationships then occurring are shown schematically in FIG. 4, the x-z plane forming the plane of the drawing.
An already electrically charged particle 1, which enters the inlet opening 6 together with the gas flow at the velocity v., Executes a circular movement with the gas flow in the xz plane in space 7, so it now has \ a tangential velocity component i ". Zn this v ectorially adds a radially directed velocity component v,
due to a deflection force generated by the magnetic field perpendicular to the x-z plane, which acts on the moving charged particle and, depending on the polarity, is fully charged with its charge radially outwards or inwards. The moved particle 1 thus describes a spiral movement in the x-z plane, which leads it to the outer wall of the space 7 or into the immediate vicinity of the y-axis forming the center line of the cylindrical space 7.
Thus, in the middle part of the rotating glass flow, it is freed from entrained gela which particles and can be separated from the total gas flow by suitable means. With this arrangement of the magnetically influenced space, the centrifugal force exerted on all particles, allzi @ a.ft, also acts in the radial direction.
Instead of the magnetic fields with static spatial field line configuration, as in the exemplary embodiments of the method according to Fi; .1. to 4- provided, a temporally changing field distribution can also be used with advantage, for example a spatially 1) e -developed rotating field, as in FIG. 3 shown schematically.
In the tubular space 4, with the z axis as the center line, a magnetic field rotates at the angular velocity v ,, in the direction of the arrow, which is indicated by an arrow labeled I1,1 and along the entire extent of the space d in the direction of z axis, on this z axis is perpendicular and rotates around the same as a rotating axis.
All of the H 1 - field lines thus form a radial plane 9 within the space 4, which rotates the z-axis with the angular velocity z 1}.
If an electrically charged particle moves into space 4, which is magnetically influenced in this way, at the speed v ", i.e. as explained by all hand in FIG.?, Forces are exerted on it which would result in three individual velocity components, namely r , in the direction of the z-axis due to the gas flow, a tangential component rt ,,
as in Fig.? explained, as a result of the radial magnetic field,:, and a further v, component, originating fully from the relative movement in the x-y-I: plane between H, 1 and the particle.
The vector sum of these three components causes a helical movement of the same about the z-axis during the dwell time of the particle in the area of the non-running magnetic field II, 1, similar to the way in which the method according to FIG. described.
Even with an execution of the method -einäss Fi-.3 all points of the stationary, radial -eriehtetena_netfeldes IIr a rotating field can be used, analogous to FIG. 5, which here rotates about the y-axis. In this case, the resulting relative movement between the particle 7 and the rotating magnetic field is decisive for the magnitude of the deflecting force.
With a direction of rotation of the magnetic field against the gas flow, the deflecting force is increased, in the opposite case it is reduced and can decrease to \ u11 or change the direction. A deflecting force effect is exerted ant '@, but ehidene particles only during their dwell time in the area of the spatially limited and rotating magnetic field- (Y. A special embodiment of the failure is by an arrangement according to h'il.: I with rotating Magnetic field enables.
This is because there is a gas within the tubular space 4 here which carries charged, test or liquid particles with it and flows only very slowly, for example in the direction of the 1 "or 1" axis When the magnetic field Hs rotates, a deflecting force is exerted on these almost stationary, charged particles which, with increasing angle;
#escli speed vi, the magnetic field increases. This deflecting force acts parallel to the z axis and its direction depends on the polarity of the charge on the respective particles. Accordingly, the charged particles present in the gas are at the front and rear delimitation of the space 4, which are parallel to the x-y plane @,
Enriched and can be separated from the total gas volume there by means of suitable equipment. The direction of flow of the gas has no significant influence on the particle movement if the angular velocity of the magnetic field is large compared to the flow velocity of the gas.
In this embodiment of the method, the area in the immediate vicinity of the z-axis can be shielded from the gas flow by an appropriate device, since there are no deflecting particles along the z-axis, even if thought to linger there Force. exercised. becomes.
In the embodiment of the method shown in FIG. 1 and the further embodiments according to FIGS. 2 to 5, the solid and liquid particles entering the respective magnetically influenced space and carried along by the gas flow are already electrically charged. The charging takes place in an ionizer zone upstream of the magnetically influenced space (denoted by 2 in FIG. 1).
This special ionizer zone can also be combined with the magnetically influenced space, for which purpose the ionizing agents used are arranged in such a way that all parts of the gas flow are exposed to the influence of the ionizing agents at least for a short time.
An example embodiment of the apparatus for performing the method according to FIG. 1 is shown schematically in FIG. 6 in longitudinal section and in FIGS. 7 and 8 in a view from the front and from the rear.
The gas flow enters the elongated gas duct 10 through the inlet nozzle 11, which is round here, in the direction of the arrow - Lind, together with the solid and liquid particles it carries with it, enters the ionizer 12, which is designed here, for example, as a narrow shaft of rectangular cross-section and ionizing described later Has means in an arrangement that ensures the generation of gas ions in large numbers in the entire interior of the ionizer 12, with no point of the flow cross-section open to the gas being free of such gas ions.
The presence of a large number of ionized molecules in the gas leads. to an electrical charge of the solid and liquid particles carried along by the gas. After leaving the ionizer zone 12, the gas, together with the now electrically charged particles, flows through a smoothing device 13 to suppress any turbulence present in the gas flow.
The smoothing device is designed here, for example, as a system of vertical and horizontal guide walls (not shown in FIGS. 7 and 8 for the sake of clarity).
The smoothing device Ling 13 serves for the uniform-Lind eddy-free distribution of the gas flowing out of the ionizer zone 12 over the entire effective cross section of the following magnetically influenced space 14, which is formed here by that region of the gas duct 10 that is between the Pole pieces 15 resp.
16 of the steel magnet 17 is elements, that is to say in FIG. 6 corresponds to the cross-section of the pole piece 15 shown in dashed lines. The magnetic field is homogeneous and constant, and its field lines run from the north pole 15, denoted by N, to the south pole 16, denoted by S, of the permanent steel magnet and are perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 6.
If a moving, electrically charged particle, coming from the (, 'lättungseinriehtung 13) enters the magnetically influenced space 14, e5 is deflected from its straight path upwards or downwards depending on the polarity of its charge.
For a known size distribution of the particles carried along by the Tasstroni, whereby no particle exceeds a certain size, the length of the inajnetiseli influenced space 14 and the magnetic field strength are coordinated so that
that even a charged particle entering the space 14 in an extreme position will still be deflected within the space 1-1 and its upper or lower limit @sfliielie @.
Both the upper as well as the lower delimiting surface of the gas guide channel 10 have an outlet opening 1.8 or 19 directed obliquely upwards or obliquely downwards within the space 14, through which a small part of the total gas flow into the duct or.
21 exits., Inevitably carrying the charged particles collecting there with it, which only after their entry into channel 20 bmv. ? 1 leave the field of action of the magnetic field. The main portion of the gas flow freed of entrained charged particles in this way remains in the gas duct 10 and leaves it in the direction of the arrow at the outlet opening '' \? for the cleaned gas.
In the apparatus according to FIGS. 6 to 8, the ionizer space 1? a narrow rectangular channel is provided, which is shown in Fig. 9 on a larger scale. The rectangular channel is part of the gas guide channel 1.0 and has a coating 23 made of radioactive material, e.g.
B. a radium compound, which is encapsulated by a thin cover layer; ascliclit and the entire interior 1? radioactively irradiated,
where alpha particle enusion is predominantly present. The coating '_'3 is unsuitable for achieving gas-free encapsulation from a suitable film, e.g. B. is covered by a gold foil which, for example, was rolled onto the covering or electrolytically applied to it.
Only a negligibly small part of the radiation is held back by this film, while the passage of generated radon gas is made impossible.
As a result of this radioactive irradiation, a large number of ionized (asinolecules) are generated in the (@as flowing through the interior, during the entire period of the same in the interior 12 of the ionizer, which in turn electrically charge the solid and liquid particles carried along by the gas flow . There is a sense of whittiness
that no part of the interior 1. '? is free from radioactive radiation, which is why its height must not be greater than the maximum width of the alpine component emission of the radioactive coating 23, which is about 7.5 eni in air and of the same order of magnitude in other gases.
If, however, as indicated in FIG. 9, the lower selimal side of the ionizer interior 12 is not only covered with a radioactive layer, but an identical coating is provided on the inside of the upper selinial side, the total height of the ionizer chamber 1 \? be about twice the maximum range of the alpha particle emission.
The construction of the radioactive ionizer shown in FIG. 9 as a narrow, rectangular and elongated channel finite at least one radioactive coating, which extends over the entire length of the ionizer, is special for intensive charging of all solid and liquid particles carried by the gas flow advantageous because the gas flow is in the range of ionizing radioactive for a longer time:
Means located. Another variant of the fonizer is shown in Fig. 10. Here is. the Clasführimgskanal 10 is designed as a tube, which contains an annular coating 24 on its inner side. The radioactive substances with voiiviegender Alpliateilehen emission in uniform distribution over its entire surface facing the interior, but is encapsulated gas-tight with a Deekschicht ..
Since no part of the circular cross-section in the interior of the tube 10 must be free from radioactive radiation. the maximum permissible inside diameter of the pipe is roughly twice the maximum range of the alpha part emission in the gas in question. The residence time of the gas in the irradiated. Ionizer room is. in this tubular design it is significantly shorter than in the case of the bar type according to FIG. 9.
As an ionizing agent, an electrical glow discharge can also be used in the ionizer rauni in the immediate vicinity of metallic electrodes under the effect of high electrical voltages. Such an ionizer is shown in FIG. 11, where a number of thin metal wires 25 can be used across the C @ as-sti? are arranged in the ionizer room.
These wires 25 are stretched out between two insulating rails 26 and connected to one another and finitely by means of two lines 27 and 28, respectively, with the pair of clamps 29 that when a high electrical DC voltage is applied to the pair of clamps 29, hard wires 25 are attached to each other have different electrical polarity.
Due to the high electric field strength between the individual wires 25 and especially due to the field strength concentration in the vicinity of the thin metal wires, there is a silent electrical (ilininic discharge in the flowing Cas). In the area of the glow discharge, a large number of ionized gas molecules is formed , which migrate under the effect of the electric field between the electrodes to the opposite polarity exhibiting wires, in this way forming ion currents that cover the entire,
cover area formed by the electrode wires 25 plane. The solid and liquid particles passed through this ionizer level and carried along by the gas flow are electrically charged.
Compared to radioactive ionization, this method of ionization has the disadvantage of requiring very high electrical voltage and of causing chemical reactions in the gas in the glowing range that do not occur when using alpha particles, and also not applicable to flammable or explosive gas mixtures to be.
When using radioactive substances as ionizing agents in the ionizer, as in the exemplary embodiments according to FIGS. 9 and 10, the maximum possible dimensions of the ionizer cross-sections in at least one direction are given by the limited maximum range of the alpha emission from the radioactive substances in the gas in question.
It is true that radioactive radiation from suitable substances can also be used to ionize the gas flowing through, the range of which in gases is much greater than that of the alpha components;
but the number of ions produced by the irradiation per part of the space is very much lower than with ionization by alpha particles. In order to be able to use radioactive substances as ionizing agents for larger ionizer cross-sections despite the limited range of the alpha particles, an electric field of constant direction is expediently generated in the ionizer room including the radioactively irradiated part the non-radioactively irradiated parts of the room,
so that the entire ionizer space is filled with ionized gas molecules.
Sole ionizers are shown in FIGS. 12 and 13 in cross section for a shaft-shaped or tubular construction. In Fig.12 be the shaft-shaped gas duct 10 is made of electrically non-conductive material and the radioactive coating 23 located on both narrow sides is applied to a metallic carrier material.
The interior 12 of the ionizer bisecting a metallic elec trode 30 is installed, which extends along the entire ionizer. The electrode 30 on the one hand and the metallic coatings 23 connected to one another by means of the conductors 31 on the other hand are connected to an electrical voltage source 32, which is indicated here by a battery. The distance between the electrode 30 and the radioactive coatings 23 can now be greater than the maximum range of the alpha parts emitted by the coatings 23 in the gas flowing through the interior 12.
Due to the electric field prevailing in the interior space 12, ion streams are formed from the ionized molecules generated in the radioactively irradiated space, which fill the entire interior space 12 and charge the solid and liquid particles carried along by the gas stream at all points of the ionizer interior .umes 12 cause.
The construction of the Fit- which is suitable for tubular ionizers. 13 has a metallic inner conductor 33, arranged concentrically in the interior 12, electrically insulated from the tubular gas duct 10 and connected to one pole of the DC voltage source 32 indicated as a battery. The radioactive coating 24 is also applied here on a metallic carrier material and with. the other pole of the voltage source 32 is connected.
In the in Fig-. 12 and 13 shown ionizers can NEN the existing as ionizing agents radioactive coatings 23 and 24 also applied to the inner electrodes 30 and 33 without the effect deteriorated ver if the number of ions generated in the gas flow in both cases is of the same order of magnitude.
The gas flow emerging from the ionizer zone 12 (see FIG. 6), together with the entrained, now electrically charged particles, reaches, as already mentioned, a distribution device 13 which distributes the C gas flow as evenly as possible over the effective cross section of the subsequent magnetic separator . Such a distribution device is shown in FIG. 14 for the case
that the ionizer has a rectangular cross-section and, with the same height, has a smaller width than the effective cross-section. of the following magnetic separator. In this construction, the even distribution of the glass flow entering from the front in FIG. 14 is carried out by a system of horizontal and vertical guide surfaces.
Depending on the shape of the cross-sections of the ionizer outlet and separator inlet, a different shape of the distribution unit with flat or funnel-shaped guide surfaces will be appropriate. If the ionizer and separator cross-sections have approximately the same shape and size, there is also no need for a distribution device between them.
In the exemplary embodiment of the apparatus according to the present invention described with reference to FIGS. 6 to a,
A special component 12 is provided for the ionization of the gas flow for the purpose of electrical charging of the solid and liquid particles carried along by the same and a second component for the separating and charged particles from the gas flow in a magnetically influenced space 14.
This separation of ionizer and magnetiseheni separator is. not necessary "because both functions can be combined in the same component, as is shown schematically in FIG. 15, for example.
Here, the magnetically influenced space 7.4 is indicated by dashed lines and the pole piece 75 of the steel magnet is drawn in perspective, while the opposite pole line 16 (FIG. 7) is not indicated for clarity.
Since the magnetically influenced space 14 serves as an ionizer at the same time, the end face of the pole piece 15 located in the yz plane bears the load 23 of radioactive, predominantly alpha-part emission substances, with a gas-tight seal, used here as an ionizing agent, for example Send thin deekseheads. The alpha particle emission takes place. in all directions,
interspersed. thus also the part of the space 14 corresponding to the height of the load 23, in which the magnetic field practically does not influence the radioactive emission, because of the very high energy of the emitted alplia particles and the parallelism of their direction with the magnetic field lines. On the ionized molecules of the gas flowing in the direction of the z-axis, produced in particularly large numbers in this part of the space.
but the liagnetfeld acts and directs. The ions moving parallel to the z-axis see a force that is parallel to the y-axis and, depending on the polarity of the ions, up or down.
Since the ionized molecules move relatively quickly in the magnetic field, the entire space 14 is filled with ions with the exception of a small space on the entry side located in the xy plane, despite the radioactive coating 23 being only slightly expanded Direction of the y axis, and thus the lower and the upper part of the space 14 receives fewer alpha parts than the part corresponding to the covering 23.
The space 14 may only have one dimension in the x direction which corresponds approximately to the maximum width of the alpha parts in the gas in question, or twice the dimension.
if a similarly radioactive coating is provided on the face of the second pole shoe. The presence of such radioactive deposits 23 and the formation of the ionized molecules, which in turn electrically charge the solid and liquid particles carried along by the gas, does not impair the effect of the magnetic field on the particles charged in this way,
so that the separation of the same from the total gas flow already described with reference to FIGS. 6 to 8 does not. is affected.
15 is never a combination of ionizer and magnetic separator possible if the coating 23 serving as ionizing agent is not attached to the face of the pole shoe 1.5, but in a suitable manner on the underside of the magnetically influenced in the xz plane - th room 1.4.
Here, too, is the effect of the magnetic field on the straight lines. practically negligible in the orbits of the alpha particles. The ionized molecules in the flowing gas are deflected upwards or downwards parallel to the y-axis and completely fill the space 14 with gas ions, even if it is larger in the y-direction than the maximum range of the alpha particles.
Against it. practically necessary here; that the radioactive coating covers the entire cross-sectional area of the space 14 in the x-z plane, so that no part of the space remains without radioactive irradiation or without ions.
The apparatuses according to FIGS. 6 to 15 are particularly suitable for the separation of the finest particles of solid and liquid nature from a gas flow at high speed, with no tendency on the part of the particles, see the relatively narrow slots 18 and 10, or the channels 20 and 21 to deposit and clog them. By suitable shape and size. the slots 18 or 1.9 ensures that a sufficient part of the gas stream carries out the further transport of the particles that accumulate at the two slots.
With relatively small flow cross sections of the magnetically influenced space 14 is. it is advantageous, as shown in FIGS. 6 to 8, to carry out the magnetization by means of a permanent steel magnet. But of course one can also. Direct current metered electromagnet of the same strength and pole shoe shape is used. will.
Another exemplary embodiment of the apparatus according to the invention, which is used to carry out the method with a constant, radially directed magnetic field (similar to the scheme shown in FIG. 2) is shown in FIGS. 16 and 1.7 in longitudinal section or .
in cross-section in plane 1-r1. The gas to be freed of entrained solid and liquid particles flows from below into the apparatus in the direction of the arrow and enters the ionizer chamber 12, which here has, as an ionizing agent, for example, a ring-shaped coating 24 made of radioactive substances with predominantly alpha particle emission and which after Radiation directed into the interior generates a large number of ionized gas molecules in the gas flow i.
The glass flow then enters the tubular, magnetically influenced area 14, which is divided into three sectors, for example, and which is formed from the solid core 34, which is a round rod made of magnetic material atLg; e, and the three sector-shaped, also made of magnetizable IIa - existing pole pieces 35.
A magnetic field prevails between the eggs 34 and the three pole faces 35, the field lines of which run radially in the plane of the drawing in FIG. 17, that is to say are perpendicular to the core 34 and the pole shoes 35 at all points in the space 14. This linear field is generated by a tubular steel magnet 36, one end face of which, for example finite 117 designated as the north pole in FIG. 16, lies on the three pole shoe sectors 35.
The marked S south pole of the steel magnet 35 is. Via three narrow arms 37 connected to the magnetizable material with the solid core 34, with which the magnetic circuit consisting of the parts 35, 36, 37 and 34 is closed. The division of the ma;
The netiseh influenced space 14 is divided into three sector-shaped sections by double partition walls 38 of non-magnetised material, which extend along the flow axis over the entire extent of the magnetically influenced space 14 or the pole wall 35, each of these six partition walls on the inside of the Space 14 has a fine perforation or a number of thin, radially extending slots 39.
Two of the adjacent partition walls 38 are gas-tightly connected to one another at the front edges while maintaining a small distance, so that a flat channel 40 is created which leads radially outward between the pole shoe sectors 35 and is bent down there. Halving the flat channel 40, a partition wall 47 is built into it.
In the center of these six partition walls 38 and the three partition walls 40 are gas-tightly connected to a holding tube 42 made of niehtmagnetisehem material, the inside. diameter corresponds to the diameter of the core 34.
The separating wound 38 is opposed to the pole line line (@ii 3:>, the steel line line 36 and all other parts of the beard gas and thrust as much as possible. The from the ionizer room in the tubular magnetism influences;
> ten Ranin 74 entering gas stream arrives. there under the effect of the radial @lericliteten Ma @ unet field, which exerts a deflecting force on the electrically charged particles carried along by the gas flow and causes them to be concentrated in the gas flow in the immediate vicinity of the partition walls 3h. There this part of the gas flow together with the
charged particles through the slots 39 or a perforation that may be provided in their place, branched off from the main gas trunks and along the partition walls 47 inside the narrow channel 40 radially outward. With this flow mun- in radial rielittum the magnet unfortunately, as far as the same noeli is present, no longer exerts any deflecting force on the charged particles,
the demnaeli ini part of the gas flow that is branched off remains and is carried out by it. Of charged particles. The main part of the gas flow freed in this way, after leaving the magnetiseli-influenced space 14, enters the cavity and which are surrounded by the rolling steel magnet 36
flows between the arms 37 into the room 43 and leaves the apparatus there in the direction of the arrow. In the construction according to FIGS. 16 and 17, the apparatus is used, for example, for separating vapor or Nebelpar particles from a gas stream. The apparatus, as shown in FIG. 78, for example, is installed in a pipe 44 through which the gas flows in the direction of the arrow.
The apparatus 45 for magnetic separation corresponds to the design according to FIGS. 16 and 77, and all of the channels 40 for the part of the gas flow which is accumulated with particles are connected to the line 46 and lead to the container 47 , in which in a known manner, depending on the type of particles separated from the flauptgasstroni,
the same will be knocked down. The gas portion passed through the rebar tank 47 @ leaves this line - 18 and the regulating valve 49.If the gas flowing in the pipe 44 is under excess pressure, the valve .111 can regulate the volume of the casine flowing through the channels 40 so that
that the particles are not separated completely from the main gas flow. If there is negative pressure in the pipeline 44, an underpressure of a corresponding size must also be produced in the container 47
A further variant of the separator is shown in FIG. 19 in plan, FIG. 20 in section. along the plane B-B and Fig. 21 iui @ehnitt along the plane C-C. The gas filling channel 10 is here a semicircular curved <RTI
ID = "0011.0041"> Square tube through which the gas at the inlet opening 12 is included. the solid and liquid particles already electrically charged in an upstream ionizer zone. The gas duct is up. under the action of a constant magnetic field, which is generated by a permanent. # tahlmag? netexi 50, whose north liol is denoted by .'V and whose south pole is denoted by S.
At both of its poles, the steel manet 50 carries an upper and lower pole face plate 51 and 5 ″ with semicircular pole face rings 53 and 5.1, the end faces of which correspond to the width of the gas duct 10. The field lines of the magnetic field slip between the pole shoe rings 53 and:
> -1, that is, they run predominantly perpendicular to the gas flow in the gas guide channel 10. A deflecting force is exerted on the electrically charged particles carried along by the gas flow, which is directed radially towards @fn or inwards,
that is, an enrichment of charged particles in the gas stream both on the outer as well as on the inner wall of the lialbkreisförniig CTasleitungskanal 10 causes. After passing through the magnetically influenced space, the part is freed from charged particles.
The gas flow is separated from the total gas flow by two partition walls 55 and leaves the apparatus via the square tube 56. The part of the gas flow enriched with charged particles, on the other hand, is conducted separately to the outside via the two flat channels 57.
The mechanical centrifugal force exerted on all particles carried along by the gas flow acts radially outwards, i.e. it supports the deflecting force caused by the magnetic field for some of the electrically charged particles, but reduces the deflecting force for those particles that continue under the influence of the magnetic field the inner wall of the gas duct 10 strive, which can be a disadvantage at high grass speeds. can.
Another variant of the separator, which has the last-mentioned disadvantage only to a lesser extent, is. in Fig. 22 in cross section and in Fig. 23 in plan view (but without the upper pole piece). Here is also a gas duct 10 of rectangular cross-section, which is curved in a ring and is under the action of a magnetic field. That is generated by the permanent steel magnet 50, the upper or lower pole shoe plate 51 or 5 \? and the two pole shoe rings 53 and 54, respectively.
The gas flow, including the solid and liquid particles already electrically charged in a preceding ionizer zone, enters the separator through the inlet opening 12 and leaves the same ge cleansed of the particles carried through the outlet opening 56, while the particle-enriched gas fractions at the Gas flow separated by means of the partitions 55, are led out via the two narrow channels 57.
In contrast to the embodiment described with reference to FIGS. 19 to 21, the entire magnetic circuit, consisting of the steel magnet, the pole shoe plates 51 and 52, and the pole shoe rings 53 and 54, relative to the stationary grass guide channel 10 is movably arranged and rotates about the shaft 58 counterclockwise. The opposite direction of rotation of the magnet system and the gas flow is. the Relativgesehwindiäkeit between the magnetic field and the charged particles carried along by the gas stream is equal to the sum of the two rotational speeds.
Since the deflection force exerted on electrically charged particles is proportional to their size according to this relative speed, the radial deflection effect on the charged particles can be greatly increased by increasing the speed of rotation on the rotation axis 58, despite the constant gas flow in the gas duct 10 .
It is still true that the deflecting force increases with increasing speed, since the latter always adds to the field speed. The design with rotating permanent magnets according to FIGS. 22 and 23 makes the separator particularly suitable for assembling with a fan, as shown, for example, in FIGS. 21 and 25.
Through the funnel 59, the blower 60 draws in the gas, here for example the outside air, presses it into the tangentially arranged outlet nozzle 61 and, after its flow direction has been deflected, it reaches the gas duct 10, which is here (@vie in Figs. 22 and 23 ) is designed as a narrow annular shaft with a rectangular cross-section.
This gas guide channel 1.0 is magnetically influenced by two-plate steel mainete with. the pole pieces 62 and 63, which are mounted on the axis 64 of the fan rotor. are, so rotate together with this. The magnetic field running forward in the gas duct and perpendicular to the direction of flow moves in the opposite direction to the gas flow, da. the direction of which in the pipe section 61 was not deflected.
Before it enters the gas duct, the air flows through an ionizer zone which is provided, for example, in the pipe bend 61, so that the electrically charged particles carried by the gas or air flow enter the gas duct 10. Under the action of the llagrietfel (les these particles are deflected radially inwards or outwards and leave the gas guide channel 10 through channel 57 to the side of the inlet connector 56 of the purified air.
With the nieclianiselier rotation of the magnetic field, the speed is limited. is, for purposes in which higher Relativgeschwindig speeds are required, a rotating electromagnetic rotating field is used, roughly as it is shown in Fig. 26 in view, in Fig. 27 in cross section and in Fig. 28 in plan view.
In the process, a rotating magnetic field rotating about the central axis of the iron core 65 with radial directional conduction of the circumferential field vector -1- is generated by a system consisting of the three coils 66, the phases of one shifted at the three electrically mutually opposite uni 120 Three-phase source an- 2 @ eselilosseii are.
The rotating magnetic field is present between the three pole pieces 67 and the core 65 and naturally also contains harmonics of the Gilind frequency because of the poles embossed. The gas duct 10 is arranged in the air gap and consists of a flat square tube made of urimagnetic material and penetrated by the rotating magnetic field. becomes.
The gas, together with the particles already electrically charged in a preceding ionizer, enters the same in the direction of the arrow through the opening 68 leading very much into the gas duct and flows through it in a helical manner opposite to the direction of rotation of the magnetic field. Due to the radially directed field lines II, the electrically charged particles experience an axially.
deflection force directed towards the two narrow sides of the gas duct 10, which is approximately proportional to the relative speed between the particles and the magnetic field. Of course, this deflection also depends on the shape of the rotating magnetic field.
Due to the deflection impulses given to the particles, the gas flow in the immediate vicinity of the two narrow sides of the gas guide duct 10 enriches with charged particles, which grass portions are then separated from the main gas flow by two partitions 69 shortly before reaching the outlet opening. The gas stream freed from particles leaves the separator through the outlet opening 7, while the gas components enriched with particles flow out through the slot-like openings 71.
A rotating magnetic field like the one described above cannot be. only when using a three-phase current source. generate three phases that are electrically shifted by 130 against each other. Even when using two electromagnets with axes offset by 90, a rotating field can be established if the two electromagnets are connected to alternating current sources with phases electrically offset by 90 relative to each other.
Other multi-phase rotating field systems are also possible. The speed of rotation of the rotating field is, in a known way, equal to the frequency of the alternating currents used, but also depending on the number of magnet coils evenly arranged around the entire circumference of the air gap, which must always be a whole multiple of the number of phases of the exciting alternating current system.
All of the above-described exemplary embodiments of the apparatus for carrying out the method according to the present invention each have only one ionizer and only one magnetically influenced space, on the outlet side of which the gas stream, freed of entrained particles, is separated from the gas stream components, which is enriched in particles.
To increase the separation effect and as far as possible to free the main part of the gas stream from all entrained particles, a cascade arrangement of the aforementioned components is carried out in an apparatus. For this purpose, a second ionizer zone is arranged immediately after the outlet opening for the gas stream, which in the preceding magnetically influenced part of the space has already been largely cleaned of entrained particles, followed by a second magnetically influenced space part.
Any solid and liquid particles still present in the gas are in the second. Electrically charged ionizer zone, the probability that all particles will now be captured is much greater than in the first ionizer zone, in which a significantly larger number of particles per Vohunenelement was present.
In the second magnetically influenced spatial part, an enrichment of charged particles at certain points in the gas flow is brought about according to the same principle as in the preceding first such spatial part and these gas fractions are separated from the main gas flow. In such a cascade arrangement, what is known as a stepped construction is expedient in which the flow cross-section of the gas duct in the second assembly is made smaller than in the preceding first assembly.
will, there. the gas volume has decreased by the amount branched off. In the case of large amounts of gas and for the purpose of using completely identical assemblies in a cascade arrangement.
It is expedient in the first stage of the cascade arrangement to apply a number of such assemblies each with a part of the total gas flow, to connect all outputs for the purified gas components in parallel and to feed them together to the second stage of the cascade arrangement, which as the consists of the same assemblies, but which have a lower number,
according to the reduced gas volume. A cascade arrangement of the last-mentioned type is shown schematically in FIG. 31, three similar assemblies being arranged in the first cascade stage, while the next stage has two and the last stage only one such assembly. With such a cascade arrangement, which, with a suitable construction, does not represent a very large amount of equipment,
complete elimination of all solid and liquid particles entrained by the gas stream entering can be guaranteed.