CH406800A - Wirbelabscheider - Google Patents

Description

      Wirbelabscheider       Die Erfindung     bezieht    sich auf einen     Wirbelab-          scl:eider    für Staub- oder Flüssigkeitsteilchen in einer  im wesentlichen zylindrisch gestalteten Wirbelkammer,  an deren einer Stirnseite das Rohgas einströmt. In  die Wirbelkammer wird dabei seitlich ein der     Drall-          erzeugung    dienender     Hilfsgasstrom    eingeführt. Die  Abführung der abgeschiedenen Teilchen erfolgt in  einer den     Rohgaseinlass    umschliessenden Ringzone,  während das     Reingas    aus der Wirbelkammer an der  entgegengesetzten Stirnseite austritt.  



  Durch die Einführung des Hilfsgases wird in der  Wirbelkammer eine Strömung erzeugt, die einen Ab  scheidevorgang hervorruft. In dieser Strömung wer  den - gegenüber den herkömmlichen     Wirbelab-          scheidern    und Zyklonen oder dgl., deren Wirkung  ausnahmslos auf der Ausnutzung der Fliehkraft be  ruht - zusätzliche Trennkräfte wirksam.  



  Die Erfindung besteht in der Anwendung beson  derer Massnahmen zur Stabilisierung der genannten  Strömung und damit zur Verbesserung des Abscheide  vorganges im     Wirbelabscheider.    Die Erfindung be  steht darin, dass im Bereich der trichterförmig er  weiterten Einlassöffnung für das Rohgas ein Strö  mungskörper konzentrisch angebracht ist, dass ferner  Einlässe für den     Hilfsgasstrom    dem     Rohgasstrom     schräg     entgegengerichtet        tangential    in der Wirbel  kammerwandung angeordnet sind und dass am ge  meinsamen Austritt von gereinigtem Trägergas und  Hilfsgas eine Verengung vorgesehen ist.

   Auf diese    Weise gelingt es, Relativ- bzw.     Corioliskräfte,    die  ein mehrfaches der Fliehkräfte ausmachen, zu er  zeugen und damit den Wirkungsgrad des     Wirbelab-          scheiders    über das bisher erreichte Mass hinaus we  sentlich zu erhöhen.  



  Anhand der Zeichnung soll die Erfindung bei  spielsweise näher erläutert werden. Die Figuren zeigen  Ausführungsbeispiele der Erfindung in stark verein  fachter schematischer Darstellung. Gleiche oder ein  ander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren  mit gleichen Bezugszeichen versehen.  



  Die Figur 1 zeigt eine vertikale Wirbelkammer 1,  in die axial von unten das Rohgas über das Ein  strömungsrohr 2 einströmt. Das Ende des     Einström-          rohres    2 ist mit einer trichterförmigen Erweiterung 3  versehen. Innerhalb oder oberhalb dieser Erweiterung  ist ein Strömungskörper 4 angeordnet. Die Länge  dieses Strömungskörpers ist auf Grund der herr  schenden Geschwindigkeiten zu bemessen. Die strö  mungsprofilierte Gestaltung der Erweiterung 3 kann  in verschiedener Weise, z. B. kegelförmig, vorgenom  men werden.  



  In einem gewissen Abstand über der Mündung  des     Einströmrohres    2 ist im Mantel der Wirbelkam  mer 1 als     Hilfsgaseinlass    zunächst eine     Zweitluftdüse     5 mit     schräg-        tangential    abwärts entgegen dem Roh  gasstrom geneigter Achse vorgesehen. Ausser der  Düse 5 sind noch weitere Düsen 6 und 7 vorgesehen,  von denen. die letztere mit der Spitze des Strömungs-           körpers    4 etwa auf gleicher Höhe liegt. Die genannten  Düsen sind längs einer oder mehrerer koaxialer  Schraubenlinien 15; 16 (Wendel) an der Wirbel  kammerwandung 1 angeordnet.

   Bei dem dargestellten  Ausführungsbeispiel ragen die Mündungen 17 der  Einlassdüsen nicht in den Innenraum hinein, sondern  schliessen glatt mit der Wandung ab, so dass die  Ausbildung der Strömung, die im folgenden als Dreh  strömung bezeichnet wird, nicht gestört wird.  



  Am Austritt des     Wirbelabscheiders    ist oberhalb  der Düse 5 eine Verengung in Form einer Blende,  eines     wulstartigen,    profilmässig ausgebildeten Ringes  8 oder dgl., vorgesehen. Auf diese Weise gelingt es,  den Fehlstrahl der Düse 5 nach unten abzuweisen  und durch Aufstockung des Druckes zwischen Düse  5 und     Einströmrohr2eine    Stabilisierung     derStrömung     in der Wirbelkammer zu erzielen. In oder hinter  der Blende 8 kann zusätzlich ein Strömungskörper 9  vorgesehen sein, der bei dem dargestellten Ausfüh  rungsbeispiel ein stromlinienförmiges, z. B.     tropfen-          förmiges    Profil aufweist.

   Dieser Strömungskörper  kann     anströmseitig    eine konvexe, konkave oder ebene       Ausnehmung    10 aufweisen, um den Austritt einer  zentrisch verlaufenden staubführenden Strömung  (Wendel) aus dem     Abscheider    zu verhindern.  



  Dem durch das     Rohgaseinströmrohr    2 zugeführten       Rohgasstrom    wird durch den über die Zweitluft  düsen 5, 6 und 7 in die Wirbelkammer eingeführten       Zweitlufthauptstrahl    eine umlaufende Bewegung auf  gezwungen. Es wird dadurch in der Wirbelkammer  eine aussen umlaufende Potentialströmung angeregt,  die sich über der als rauher Grund ausgebildeten       trichterförmigen    Erweiterung 3 des     Rohgaseinström-          rohres    2 in eine zu der Potentialströmung koaxiale,  gleichsinnig und innerhalb dieser Strömung umlaufen  de Rotationsströmung umsetzt.

   In der aus     Potential-          und    Rotationsströmung bestehenden Strömung, im  folgenden  Drehströmung  genannt, werden die spe  zifisch schwereren Teilchen des Rohgases mit Hilfe  von Relativ- bzw.     Corioliskraften,    die den vier- bis  fünffachen Betrag der üblicherweise ausgenutzten Zen  trifugalkräfte ausmachen, abgeschieden und über den  Ringspalt 11 in den Raum 12 befördert, aus dem sie  über die Leitung 13 aus dem     Wirbelabscheider    ent  fernt werden. Das von den spezifisch schwereren Teil  chen gereinigte Gas kann dann als     Reingas    14 den       Wirbelabscheider    verlassen.  



  Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den     Wir-          belabscheider    1 und die     tangentiale    Anordnung meh  rerer zusätzlicher     Hilfsgaseinlässe    5, 6 und 7.  



  Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungs  beispiel befinden sich Düsengruppen 18, 19 und 20  jeweils in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht  oder nahezu senkrecht zur     Wirbelkammerachse    ver  läuft: Ein Teil der     Hilfsgaseinlässe    kann aber auch  zusätzlich längs einer Schraubenlinie (nicht gezeigt)  angeordnet sein.  



  Die Düsen 5, 6 und 7 bzw. die Düsengruppen 18,  19 und 20 können dabei runde oder rechteckige Quer  schnittsformen aufweisen. Es können auch geeignete    Mittel, z. B.     Rauhigkeiten    innerhalb der Düse, vor  gesehen werden, um eine Turbulenz im Zweitluft  strahl zu erzeugen.  



  Es kann auch zumindest ein Teil der Einlässe  hinsichtlich der öffnungsweite bzw. des     öffnungs-          winkels    für den austretenden     Hilfsgasstrahl    verstellbar  gemacht werden. Auch der Düsenvordruck kann ver  ändert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wirbelabscheider für Staub- oder Flüssigkeitsteil chen, bei dem seitlich in einer im wesentlichen zy lindrisch gestalteten Wirbelkammer, an deren einer Stirnseite das Rohgas einströmt, ein zur Drallerzeu- gung dienender Hilfsgasstrom eingeführt wird und die Abführung der abgeschiedenen Teilchen in einer den Rohgaseinlass umschliessenden Ringzone erfolgt, während das Reingas aus der Wirbelkammer an der entgegengesetzten Stirnseite austritt, dadurch gekenn zeichnet, dass im Bereich der trichterförmig erweiter ten Einlassöffnung für das Rohgas ein Strömungs körper koaxial angebracht ist,

   dass ferner Einlässe für den Hilfsgasstrom dem Rohgasstrom schräg ent- gegenrichtet und tangential in der Wirbelkammer wandung angeordnet sind und dass am gemeinsamen Austritt von gereinigtem Trägergas und Hilfsgas eine Verengung vorgesehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Wirbelabscheider nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper hinter der öffnung des Rohgaseinströmrohres nach Art einer Pelton-Nadel ausgebildet ist und dass seine dem Roh- gaseinströmrohr abgewandte Spitze etwa in Höhe eines Hilfsgaseinlasses angeordnet ist.

   2. Wirbelabscheider nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfs- gaseinlässe längs einer oder mehrerer koaxialer Schraubenlinien an der Wirbelkammerwandung an geordnet sind. 3. Wirbelabscheider nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsgaseinlässe in mindestens einer gemeinsamen, etwa senkrecht zur Wirbelkammerachse liegenden Ebene angeordnet sind.

   4. Wirbelabscheider nach Patentanspruch und Un teranspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass öffnungsweite und Neigungswinkel der Hilfsgasein- lässe verstellbar sind, ihre Mündungen nicht in den Innenraum der Wirbelkammer hineinragen und dass die Hilfsgaseinlässe einen runden oder schlitzförmigen Querschnitt aufweisen. 5. Wirbelabscheider nach Patentanspruch und Un teranspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsgaseinlässe in ihrem Inneren mit Mitteln zur Turbulenzerzeugung, z. B. Rauhigkeiten, versehen sind.

   6. Wirbelabscheider nach Patentanspruch und Un teranspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung am Reingasaustritt der Wirbelkammer in Form einer Blende strömungsprofiliert ausgebildet ist. 7. Wirbelabscheider nach Patentanspruch und Un teranspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verengung am Reingasaustritt zentrisch ein zu- sätzlicher Strömungskörper vorgesehen ist, der an seiner Anströmseite eine Ausnehmung aufweist.