Fliehkraft-Gasreiniger. Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehlkraft-Gasreiniger, z. B. zum Abscheiden van Flugasche aus Verbrennungsgasen, der einen Läufer aufweist, in den das zu reini gende Gas mit einer Strömungskomponente in 1Umfangsrichtung geleitet wird.
Wenn ein Gas in einem zylindrischen Ge fäss umläuft, so werden im Gas befindliche Fremdkörper, z. B. Staubteilchen, mit einer Geschwindigkeit nach aussen geschleudert, die von der auftretenden Schleuderkraft und dem Widerstand des Gases gegen die Bewegung der Teilchen bestimmt wird. Wenn das mit den Fremdkörpern gemengte Gas eine gewisse Zeit im Gefäss umgelaufen ist, müssten daher alle Teilchen sich am Umfang gesammelt und an, der Gefässwandung abgelagert haben.
Bis her bekannte Schleudern dieser Art haben jedoch ein verhältnismässig schlechtes Reini gungsvermögen, da die Abscheidung der Teilchen infolge von in dem Gefäss längs des- s en N Wandung auftretenden Wirbeln mehr oder weniges unvollständig wird. Von dieser Beobachtung ausgehend, bezweckt die Erfin dung einen verbesserten Gasreiniger dieser Art zu schaffen, der auch Fremdkörper von sehr geringer Grössenanordnung wirksam abzu- scheiden vermag.
Dies soll erfindungsgemäss dadurch erreicht werden, dass der gasdurch strömte Läufer Mantelwände aufweist, die sich in mehreren Umdrehungen um die Läu ferachse herum erstrecken und zwischen denen Zwischenräume vorgesehen sind, wobei die Gasgeschwindigkeit in Umfangsrichtung in den von der Läuferachse weiter entfernten Mantelzwischenräumen grösser ist als in den der Läuferachse näher gelegenen.
Der Gasreiniger nach der Erfindung hat vorzugsweise Vorrichtungen, wie z. B. Leit schienen oder Schaufeln, die die Umlauf geschwindigkeit des aus dem Läufer strömen den Gases auf einen wesentlich kleineren Wert als die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers herabsetzen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfin dung sind in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Fliehkraft-Gasreiniger, Fig. 2 den verstellbaren Leitapparat im Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1 und Fig. 3 denselben in einer Ansicht von oben; Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung und Fig. 5 ein Schnitt gemäss Linie V-V von Fig. 4; Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine an dere Ausführungsform der Erfindung;
Fit'-. 7 ist ein Längsschnitt gemäss der Linie VII-VII von Fig. 8 durch eine wei tere Ausführungsform und Fig. 8 ein Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII von Fig. 7; Fig. 9 ist ein Querschnitt durch eine etwas abgeänderte Ausführungsform des Gasreini- gers gemäss den beiden vorgesehenen Fi guren;
Fig. 10 ist ein Längsschnitt durch einen Fliehkraft-Gasreiniger, bei dem die im Läu fer abgeschiedenen Fremdkörper durch eine mechanische Einrichtung von ihm entfernt werden; die Figur ist ein Schnitt nach der Linie X-X von Fig. 11, die ihrerseits ein Schnitt gemäss der Linie XI-XI von Fig. 10 ist; Fig. 12 zeigt eine Einzelheit des gleichen Gasreinigers in Aussenansicht und in grö sserem Massstab.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bis 3 bezeichnet 20 einen Läufer, der aus fünf koaxial angeordneten Mänteln oder Trommeln zusammengesetzt ist, die von in Lagern 23 bzw. 24 gelagerten Wellen 21, 22 getragen bzw. geführt werden. Die Mäntel sind mit den Wellen 21, 22 und miteinander über Scheiben 25, 26, die gleichzeitig geschlossene Endwandungen für die innerste Trommel bil den, sowie Querstege 28 verbunden; die Trom meln verlaufen schwach konisch, wobei das weitere Ende der Trommeln in Fig. 1 nach abwärts gewandt ist.
Der Läufer 20 wird von einem (nicht dar gestellten) Motor angetrieben, der an eine Welle 30 angeschlossen ist, die über Kegel zahnräder 31, 32 mit der Welle 21 in Verbin dung steht. Die genannten Zahnräder sind in eine Kapsel 33 eingeschlossen, die am Mittel teil des Gehäuses 34 des Gasreinigers ange ordnet ist.
Das zu reinigende Gas wird mit Hilfe eines Gebläses in den untern Teil 34a des Ge häuses 34 eingeführt; durch Mundstücke 36 wird Wasser in fein verteilter Form in das Gas eingespritzt. Vor dem Läufer 20 ist im Wege des Gasstromes ein als Ganzes mit 38 bezeichneter Leitapparat angeordnet. Dieser Leitapparat weist Schaufeln 40 auf, die den Gasstrom umleiten, so dass er eine Ur mlauf- bewegung erhält. Die Schaufeln 40 sind mit Zungen 41 verbunden, die verstellbar sind, so dass der Durchströmquerschnitt des Leitappa- rates verändert werden kann. Zu diesem Zweck sind die Zungen 41 an ein Hebelarm- System 42 angeschlossen, das an einer ring förmigen Schiene 43 gelenkig befestigt ist.
Der eine Endteil der Schiene 43 steht über einen Lenker 45 mit einer Membran 44 in Verbindung (F'ig. 2). Die Membran 44 ist in einer Dose 46 angeordnet und teilt diese in zwei Kammern, von denen die eine durch eine bei 47 angedeutete Leitung in den Raum vor dem Leitapparat 38 ausmündet, während .die andere Kammer durch eine Leitung 48 mit der Austrittsseite des Leitapparates in Verbindung steht. In der letztgenannten Kammer ist eine Druckfeder 50 angeordnet, die gegen die Membran 44 anliegt.
In Ab hängigkeit von dem Druckunterschied vor fand hinter dem Leitapparat nimmt die Mem bran 44 verschiedene Lagen ein und stellt gleichzeitig die Schiene 43 und damit die Zungen 41 auf einen entsprechenden Durch- strömquerschnitt ein.
Die im Läufer 20 auf das Gas wirkende Schleuderkraft wächst mit dem Abstand von der Drehachse. Da. somit die Schleuderwir- kung in einem grösseren Achsenabstand grösser ist als in einem geringeren, ist die Entfer nung zwischen den koaxial angeordneten Trommeln im Läufer 20 mit wachsendem Achsenabstand grösser, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht.
Wenn ein umlaufendes Gas einen Raum durchströmt, so stellen sich die Umlauf geschwindigkeiten nach bekannten hydrau lischen Gesetzen so ein, da.ss sie näher zur Achse grösser werden als am Umfang. Für die Läufermäntel ist das Verhältnis umgekehrt.
Die näher der Achse zu gelegenen Trommeln laufen mit kleinerer Umfangsgeschwindig keit um als die äussere. Wenn man daher die Umlaufgeschwindigkeit des Gases hinter dem Leitapparat 38 derart bemisst, dass sie in einem gewissen Abstand von der rmlaufaehse mit der Umlaufgeschwindigkeit des Läufers zu sammenfällt, so wird doch ein Geschwindig keitsunterschied zwischen dem Läufer und dem Gas an andern Stellen auftreten.
Dies kann durch am Gaseinlassende des Läufers an gebrachte Schaufeln 2 7 (siehe auch Fig. 5), die den eintretenden Gasstrom auf die gleiche Gesehwindigheit in Umfangsrichtung um lenken, die der Läufer in dem betreffenden Achsenabstand hat, vermieden werden. Im vorliegenden Fall ist die Geschwindigkeit des Gases hinter dem Leitapparat nach dem Spalt zwischen den äussersten Trommeln bemessen, der daher keine derartigen Schaufeln zu haben braucht. Die Einfallswinkel an den Schaufeln<B>297</B> müssen dann nach aussen zu abnehmen. Ein Leitapparat 38 ist auch an dler Austrittsseite 34b des Gasreinigers zur Umlenkung des Gasstromes in ungefähr axiale Richtung im Verhältnis zum festen Gehäuse angeordnet.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 his 3 werden die abgeschiedenen Teilchen von den Trommeln des Läufers 20 mit Hilfe einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, entfernt, die Pul dem obern Endteil des Läufers durch eine mit Öffnungen 52 versehene Leitung 53 eingeführt wird. Diese Öffnungen sind zweck mässig schräg gerichtet, so dass das Wasser annähernd tangential zu den Trommeln in deren Umlaufrichtung eingespritzt wird. In folge der schwach konischen Form der Trom meln bildet das Wasser über der Innenseite jeder Trommel eine Schicht, die langsam ab wärts wandert, im vorliegenden Fall in zum Gasstrom entgegengesetzter Richtung.
Das Wasser wird vom untern Ende des Läufers durch eine Öffnung 55 des Gehäuses 34 in eine Kammer 56 geschleudert, die mit einem suntern Ablauf 57 versehen ist.
L m einen Übertritt von mit Teilchen ver mengtem Gas nach dem gereinigten Gas hin zu verhindern, ist die Austrittsseite 34b des Reinigers mittels einer Leitung 60 mit demn Zwischenraum zwischen der äussersten Trom mel und dem Gehäuse 34 verbunden. Der Druck ist an der Austrittsseite infolge der dortigen geringeren Gasgeschwindigkeit im V'ergleich zu der Gasgeschwindigkeit hinter demn untern Leitapparat 38 grösser, weshalb (ein geringer Übertritt von Gas in Richtung von der Austrittsseite 34b zum genannten Zwischenraum stattfindet. In gewissen Fällen kann der Zwischenraum zum gleichen Zweck statt mit der Austrittsseite des Reinigers mit der äussern Atmosphäre in Verbindung stehen.
Der beschriebene Gasreiniger wirkt in folgender Weise: Das verunreinigte Gas wird mittels des oben erwähnten Gebläses in -den untern Teil 34a des Reinigers eingeführt, wo es mittels durch die Mundstücke 36 einge spritzten Wassers angefeuchtet wird. Dieses Wasser nimmt. etwaige dem Gasstrom bei gemischte schädliche Gase, z. B. Schwefel dioxyd, auf. Das Wasser hat auch eine ge wisse bindende Wirkung auf die Teilchen und erhöht deren Gewicht, so dass das nachfol gende Schleudern erleichtert wird.
Der Leit- apparat 38 überführt sodann das Gas von einer rein axialen in eine umlaufende Bewe gung und vermittels der Schaufeln ? 7 wird bewirkt, dass das Gas die der Drehgeschwin digkeit der Trommeln gleiche oder annähernd gleiche Geschwindigkeit in Umfangsrichtung zwischen den einzelnen Trommeln des Läu fers erhält. Während das Gas sich gleich zeitig zwischen den Trommeln nach oben be- w=egt, werden die Teilchen abgeschieden und von der an den Innenwänden der Trommeln herunterfliessenden Wasserschicht aufgenom men.
Die Teilchen werden mit dem Wasser ununterbrochen aus dem Läufer fortbewegt und gehen durcb, die Kammer 56 bzw. den Ablauf 57 ab.
Wenn der Gasreiniger mit Teilbelastung arbeitet, so :sorgt der einstellbare Leitapparat 38 dafür, dass die Geschwindigkeit des Gases in Umfangsrichtung im Läufer trotzdem ge nügend gross zur Erzielung einer wirksamen Reinigung des Gases ist. Wenn nämlich die Belastung sinkt, so steigt der Druck an der Austrittsseite des Leitapparates. Dies hat zur Folge, dass die Membran 44 die Schiene 43 nach links in Fig. 2 führt, wodurch die Zun gen 41 den Durchströmquerschnitt vermin dern, so dass die Gasgeschwindigkeit in Um fangsrichtung beim Einströmen in den Läu fer so hoch wird, wie bei voller Belastung.
Die Ausführungsform .gemäss Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von -der soeben beschrie benen, im wesentlichen dadurch, dass der Läu fer 20 keine besondere Antriebsanordnung be- sitzt, sondern statt dessen mit Hilfe des zu reinigenden Gases zum Umlaufen gebracht wird, das zu diesem Zweck durch den Leit- apparat 61 und die Schaufeln 27 geleitet wird. Die Leitschaufeln sind bei dieser Aus führungsform, die in erster Linie für Fälle ohne wechselnde Belastung vorgesehen ist, die aber auch dort angewandt werden kann, wo die Ansprüche an den Schleudereffekt bei kleiner Belastung geringer sind, fest.
Die Leitschaufeln und die Schaufeln 27 am Läu fereintritt sind so geformt, dass die Gas geschwindigkeit in Umfangsrichtung in jedem Trommelzwischenraum mindestens annähernd gleich der Umfangsgeschwindigkeit der zu gehörigen Trommelmantelwand ist. Schaufeln 27 sind auch an der Austrittsseite des Läu fers vorgesehen und dienen hier zum Herab setzen der Umlaufgeschwindigkeit des ge reinigten Gases, z. B. auf die Hälfte oder weniger der Umfangsgeschwindigkeit des Läufers.
Statt koaxiale Trommeln weist der Läufer nach Fig. 6 Mantelwände auf, die sich in Form einer Spirale 62 in mehreren Umdre hungen um die Läuferachse herum erstrek- ken und die von einem Motor 67 angetrieben werden. Die Spirale 62 ist mittels Arme 28 mit der Läuferwelle verbunden. Die die Teil chen aus dem Läufer fortschaffende Flüssig keit kann in diesem Fall in eine Trommel 63 im Innern der Spirale eingeführt werden und durch Öffnungen 64 in der Trommelwand unter Wirkung der Schleuderkraft nach aussen strömen.
Auch bei dieser Ausführungsform wird das Gas axial durch den Läufer geführt, während ihm gleichzeitig eine mindestens an nähernd der Drehgeschwindigkeit der ein zelnen Mantelwände gleiche Geschwindigkeit in Umfangsrichtung erteilt wird.
In den Fig. 7 und 8 wird eine Ausfüh rungsform gezeigt, bei der das Gas dagegen den Läufer radial durchströmt. Dieser hat die Form einer Blechspirale 63', die an einem Ende mit einer mittleren Eintrittsöffnung 65 für das Gas versehen ist. 25, 26 sind die Stirnwände. Bevor das Gas in den Läufer eintritt, wird es mittels eines Leitapparates 38 der oben beschriebenen Art in Umfangsrich tung abgelenkt.
Um einen störungsfreien Ein tritt zu erhalten, ist die, innerste Blechwin dung der Spirale 63 nach unten verlängert und gleichzeitig nach aussen abgerundet, wie dies bei 66 (Fig. 7) angedeutet ist. Zur Ver bindung des Läufers mit der untern Welle 21 kommen Stege 28 zur Anwendung.
Der Ab stand zwischen den Windungen der Spirale nimmt in Richtung nach aussen ab, so dass die Gasgeschwindigkeit in Umfangsrichtung nac'i aussen zunimmt, damit möglichst gleichblei bende Geschwindigkeitsunterschiede zwischen dem Gas und den Spiralwäaden erhalten wer den. Das Gas läuft etwas schneller als die Spirale um, deren Drehrichtung diejenige ge mäss dem Pfeil 69 ist (Fig. 8). Die abgeschie denen Teilchen werden auch in diesem Fall durch eine Flüssigkeit, z. B.
Wasser, vom Läufer fortgeführt, das durch ein mit Mund stücken versehenes mittleres Rohr 68 ein geführt wird. Das äussere Ende der Spirale ist umgebogen, wie dies bei 71 (Fig. 8) ge zeigt ist, wobei das Wasser aus der Spirale durch eine Öffnung 70 in der untern Stirn wand 25 des Läufers ablaufen kann. Diese Öffnung 70 mündet in eine Tasche 72, die mit einem Ablauf 73 versehen ist, der auch nach dem Gehäuse 34 gelangtes Wasser ab führt. Das gereinigte Gas geht durch einen Diffusor 74 ab. Der Läufer kann entweder gas- oder motorangetrieben sein.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 9 ist gleicher Art wie die vorhergehende, nur mit dem Unterschied, dass der Läufer aus zwei Spiralen 63 zusammengesetzt ist. Diese Aus führungsform ermöglicht eine grössere Lei stung des Gasreinigers, ohne dass der Ge schwindigkeitsunterschied zwischen den Spi- ralwandungen und dem Gas erhöht werden müsste. Selbstverständlich kann der Läufer auch aus mehr als zwei Spiralen 63 zu sammengesetzt sein.
In den Fig. 10 bis 12 wird eine Ausfüh rungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Trommeln .des Läufers auf mechanischem Weg von den abgeschiedenen Teilchen ge- reinigt werden. Der Läufer 20 besitzt vier Trommeln 80 bis 83. Die innerste Trommel 80i und die dritte Trommel 82, von innen ge rechnet, sind mittels Keilen 84 mit der durch- gelhenden Läuferachse 85 fest verbunden. während die beiden übrigen Trommeln 81 und 83 im Verhältnis zu ihr drehbar ange ordnet sind.
In den dickeren obern Teil der Läufer welle 85 tritt eine Welle 86 ein, die mit einem radial hervorstehenden Zapfen 87 versehen ist, der eine Rolle 88 trägt. Der Zapfen 87 ist durch eine längliche axiale Ausnehmung 89 in der Läuferwelle 85 von ungefähr glei cher Breite wie der Zapfendurchmesser ge führt. Ber Zapfen 87 tritt mit der Rolle 88 in eine Ausnehmung 90 einer auf der Läufer welle angeordneten Hülse 91. Die Ausneh- nung 90 hat ebenfalls langgestreckte Form, verläuft ,jedoch schräg zur Läuferachse. Die Hülse 91 ist mit zwei Zapfen 92, 93 versehen, voll denen jeder eine Sperrklinke 94, 95 trägt. Fig. 10 und 12).
Die Klinke 94 ist zum Zusammenwirken mit Zähnen eines Ringes 96 (siehe Fig. 72) angeordnet, der mittels Kreuzstegen 28 an die äusserste Trommel 83 angesehlossen ist. Die Sperrklinke 95 wirkt fmnit Zähnen eines Ringes 98 zusammen, der durch Kreuzstege 28 mit der Trommel 81 verbunden ist. Die Sperrklinken sind derart angeordnet, dass die Sperrklinke 94 die Trom- nmel 83 bei Drehung der Hülse 91 nach einer Richtung (gemäss Pfeil l07 in Fig. 11) mit nimmt, jedoeh über die Zähne des Ringes 96 hei Drehung der Hülse in entgegengesetzter Richtung in der im folgenden näher erklär ten Weise hinweggleitet.
Die Sperrklinke 95 wiederum nimmt die Trommel 81 bei Dre hung der Hülse 91 in zum Pfeil 107 ent gegengesetzter Richtung mit und gleitet über die Zähne des Ringes 98 bei deren Drehung in Richtung des Pfeils 107.
Die Welle 86, die in der Läuferwelle 85 gelagert ist, ist oben mit einer Rolle 100 ver- schen, die eine ringförmige Spur 101 besitzt, in die das gabelförmige Ende 102 eines in einem festen Support gelagerten zweiarmigen Hebels 103 eintritt. Dieser ist an seinem ent- gegengesetzten Ende mit einer Kurbelwelle 104 verbunden und wird von ihr von einer geeigneten Antriebsanordnung aus, z. B. dem Antriebsmotor des Läufers, in auf- und ab gehende Bewegung versetzt, bei der die Welle 86 mitgenommen wird.
An der Aussenseite der Trommeln 80 bis 82 sind Abstreicher <B>106</B> gelenkig angeordnet, die sich längs der Trommeln in axialer Rich tung zwischen den Querstegen 28 erstrecken. Die Abstreicher 106 liegen infolge der Wir kung der Schleuderkraft gegen die entspre chende davorliegende Innenseite der Trom meln mit so grosser Reibungskraft an, dass auch die Trommeln 81 und 83 bei Drehung der Welle 85 mit gleicher Umdrehungszahl wie diese sie besitzt, mitgenommen werden. Der von der innersten Trommel 80 getragene Abstreicher erstreckt sich schräg nach aussen gegen die Trommel 81 in Drehung des Läu fers (Pfeil 107), während die Abstreicher der Trommeln 81 und 82 nach der entgegen gesetzten Richtung gewandt sind.
Die Trom meln 81 und 82 sind unmittelbar bei ihren Abstreichern 106 mit längsgehenden Schlit zen<B>1.08</B> versehen. Die äusserste Trommel 83 weist ebenfalls zwei derartige längsgehende Schlitze 108 auf. Das Gehäuse 34 ist mit radialen Rippen 110 versehen. Jede Trommel kann auch nur einen Schlitz 108 besitzen.
Die Läuferwelle 85 wird bei dem Betrieb des Gasreinigers über die Welle 30 in Rich tung des Pfeils 107 angetrieben, wobei die Läuferwelle die Trommeln 80 und 82 un mittelbar über die Keile 84 und die Trommeln 8l und 83 durch die Reibung, die die Ab: streicher <B>106</B> unter Wirkung der Schleuder kraft ausüben, mitnimmt. Gleichzeitig bewegt sich die Welle 86 auf und nieder und ver ursacht, da die Rolle 88 in die schräggestellte Spur 90 eintritt, eine unterschiedliche Bewe gung in ITmfangsrichtung zwischen der Hülse 91 und den Wellen 85, 86.
Hierdurch wird über die Sperrklinke 94 eine unterschiedliche Bewegung zwischen der Trommel 83 und der Trommel 82 erzwungen, wenn die Welle 86 sich nach oben bewegt. Diese unterschiedliche Bewegung erfolgt also in Richtung des Pfeils 107. Wenn dagegen die Welle 86 sich nach abwärts bewegt, gleitet die Sperrklinke 94 über die Zähne des Ringes 96, während die Sperrklinke 95, die bei der aufwärtsgehenden Bewegung der Welle 86 unwirksam war, jetzt die Trommel 81 in Richtung gegen den Pfeil 107 mitnimmt. Die Trommeln 81 und 83 drehen sich also gleichzeitig mit ihrer schnellen Drehbewegung stufenweise im Ver hältnis zu den beiden andern Trommeln.
Die Grösse der unterschiedlichen Bewegung zwi schen den Trommeln kann beispielsweise eine oder mehrere Umdrehungen auf 100 Umdrehun gen des Läufers betragen. Während dieser Relativbewegung kratzen die Abstreicher 106 die aus dem ebenso wie bei den Ausfüh rungsformen gemäss Fig. 1 bis 6 in axialer Richtung zwischen den Trommeln von unten nach oben strömenden Gas abgeschiedenen Teilchen ab und führen sie mit sich. Wenn der von der Trommel 80 getragene Abstrei cher 106 bei der unterschiedlichen Bewegung zu einem Schlitz 108 der Trommel 81 gelangt ist, wird der gesammelte Staub durch diesen Schlitz herausgeworfen und legt sich vor den von der genannten Trommel getragenen Ab streicher.
Von den Schlitzen 108 der äusser sten Trommel wird der Staub schliesslich nach dem äussern Gehäuse 34 geschleudert und geht durch die untere Öffnung 57 ab.
Mittels des nur angedeuteten Leitappara- tes 38 wird das zu reinigende Gas vor dem Eintritt in den Läufer so umgelenkt, dass seine Geschwindigkeit in Umfangsrichtung mindestens annähernd gleich der Umfangs geschwindigkeit der zugehörigen Wände der Trommeln 80 bis 83 ist.
Wird der Läufer mit Schaufeln 27 aus gerüstet (siehe Fig. 1), so kann dem Gas die gewünschte Umlaufgeschwindigkeit im Läu fer ohne Hilfe eines Leitapparates erteilt wer den. Der Läufer könnte auch mittels der Spülflüssigkeit - bei entsprechender Zufüh rung derselben - angetrieben werden.
Centrifugal gas purifier. The invention relates to a centrifugal gas cleaner, e.g. B. for separating fly ash from combustion gases, which has a rotor into which the gas to be cleaned is passed with a flow component in the circumferential direction.
If a gas circulates in a cylindrical Ge vessel, foreign bodies in the gas, eg. B. dust particles are thrown outwards at a speed that is determined by the centrifugal force and the resistance of the gas to the movement of the particles. If the gas mixed with the foreign bodies has circulated in the vessel for a certain period of time, all the particles should therefore have collected on the circumference and deposited on the vessel wall.
However, centrifuges of this type known up to now have a relatively poor cleaning ability, since the separation of the particles is more or less incomplete as a result of the eddies occurring in the vessel along its N wall. On the basis of this observation, the invention aims to create an improved gas cleaner of this type which is also able to effectively separate foreign bodies of a very small size.
According to the invention, this is to be achieved in that the rotor through which gas flows has jacket walls which extend in several revolutions around the rotor axis and between which spaces are provided, the gas velocity in the circumferential direction in the jacket spaces further away from the rotor axis being greater than in those closer to the rotor axis.
The gas cleaner according to the invention preferably has devices such. B. Leit rails or blades that reduce the rotational speed of the gas flowing out of the rotor to a much smaller value than the peripheral speed of the rotor.
Some embodiments of the inven tion are illustrated in the drawing. 1 shows a longitudinal section through a centrifugal gas cleaner, FIG. 2 shows the adjustable diffuser in section along the line II-II of FIG. 1 and FIG. 3 shows the same in a view from above; Fig. 4 is a longitudinal section through another embodiment of the invention and Fig. 5 is a section along line V-V of Fig. 4; Fig. 6 is a cross section through another embodiment of the invention;
Fit'-. 7 is a longitudinal section along the line VII-VII of FIG. 8 through a further embodiment and FIG. 8 is a section along the line VIII-VIII of FIG. 7; 9 is a cross section through a somewhat modified embodiment of the gas cleaner according to the two provided figures;
Fig. 10 is a longitudinal section through a centrifugal gas cleaner, in which the foreign bodies deposited in the Läu fer are removed from it by a mechanical device; the figure is a section along the line X-X of FIG. 11, which in turn is a section along the line XI-XI of FIG. 10; Fig. 12 shows a detail of the same gas cleaner in an external view and on a larger scale.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, 20 denotes a rotor which is composed of five coaxially arranged shells or drums which are carried or guided by shafts 21, 22 mounted in bearings 23 and 24, respectively. The jackets are connected to the shafts 21, 22 and with each other via disks 25, 26, which are simultaneously closed end walls for the innermost drum, as well as cross webs 28; the drums are slightly conical, the further end of the drums facing downward in FIG. 1.
The rotor 20 is driven by a motor (not provided) which is connected to a shaft 30 which is connected via bevel gears 31, 32 to the shaft 21. Said gears are enclosed in a capsule 33 which is arranged on the central part of the housing 34 of the gas cleaner.
The gas to be cleaned is introduced into the lower part 34a of the housing 34 with the aid of a fan; Water is injected into the gas in finely divided form through mouthpieces 36. A diffuser designated as a whole as 38 is arranged in front of the rotor 20 by way of the gas flow. This diffuser has blades 40 which divert the gas flow so that it receives an original movement. The blades 40 are connected to tongues 41 which are adjustable so that the flow cross-section of the diffuser can be changed. For this purpose, the tongues 41 are connected to a lever arm system 42 which is hingedly attached to an annular rail 43.
One end part of the rail 43 is connected to a membrane 44 via a link 45 (FIG. 2). The membrane 44 is arranged in a box 46 and divides it into two chambers, one of which opens into the space in front of the diffuser 38 through a line indicated at 47, while the other chamber through a line 48 with the outlet side of the diffuser into Connection. In the last-mentioned chamber, a compression spring 50 is arranged, which rests against the membrane 44.
Depending on the pressure difference found behind the diffuser, the membrane 44 assumes different positions and at the same time sets the rail 43 and thus the tongues 41 to a corresponding flow cross-section.
The centrifugal force acting on the gas in the rotor 20 increases with the distance from the axis of rotation. There. Thus the centrifugal effect is greater in a larger axial distance than in a smaller one, the distance between the coaxially arranged drums in the rotor 20 is larger with increasing axial distance, as can be seen from FIG.
When a circulating gas flows through a room, the circulating velocities are set according to known hydraulic laws in such a way that they are greater closer to the axis than to the circumference. The ratio is reversed for the runner's jackets.
The drums that are closer to the axis run at a lower peripheral speed than the outer ones. If one measures the velocity of the gas behind the diffuser 38 in such a way that it coincides with the velocity of the rotor at a certain distance from the flow axis, a speed difference between the rotor and the gas will occur at other points.
This can be avoided by attaching blades 27 to the gas inlet end of the rotor (see also FIG. 5), which direct the incoming gas flow to the same visibility in the circumferential direction that the rotor has in the relevant axial distance. In the present case, the speed of the gas behind the diffuser is measured according to the gap between the outermost drums, which therefore does not need to have such blades. The angles of incidence on the blades <B> 297 </B> then have to decrease towards the outside. A diffuser 38 is also arranged on the outlet side 34b of the gas cleaner for deflecting the gas flow in an approximately axial direction in relation to the fixed housing.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, the separated particles are removed from the drums of the rotor 20 with the aid of a liquid, e.g. B. water removed, the Pul is introduced to the upper end portion of the rotor through a line 53 provided with openings 52. These openings are suitably directed at an angle so that the water is injected approximately tangentially to the drums in their direction of rotation. As a result of the slightly conical shape of the drums, the water forms a layer over the inside of each drum that slowly migrates downwards, in the present case in the opposite direction to the gas flow.
The water is hurled from the lower end of the runner through an opening 55 of the housing 34 into a chamber 56 which is provided with a suntern drain 57.
To prevent the passage of gas mixed with particles to the purified gas, the outlet side 34b of the cleaner is connected by means of a line 60 to the space between the outermost drum and the housing 34. The pressure on the outlet side is greater due to the lower gas velocity there compared to the gas velocity behind the lower diffuser 38, which is why there is a slight transfer of gas in the direction from the outlet side 34b to the space mentioned. In certain cases, the space to the for the same purpose instead of being connected to the outlet side of the cleaner with the external atmosphere.
The gas cleaner described works in the following way: The contaminated gas is introduced by means of the above-mentioned fan into the lower part 34a of the cleaner, where it is moistened by means of water injected through the mouthpieces 36. This water takes. any harmful gases mixed with the gas flow, e.g. B. sulfur dioxide on. The water also has a certain binding effect on the particles and increases their weight, so that subsequent spinning is made easier.
The control device 38 then converts the gas from a purely axial to a circumferential movement and by means of the blades? 7 causes the gas to have the same or approximately the same speed as the rotational speed of the drums in the circumferential direction between the individual drums of the rotor. While the gas simultaneously moves upwards between the drums, the particles are separated out and taken up by the layer of water flowing down the inside walls of the drums.
The particles are continuously moved out of the runner with the water and go through the chamber 56 or the drain 57.
If the gas cleaner works with partial load, the adjustable diffuser 38 ensures that the speed of the gas in the circumferential direction in the rotor is nevertheless sufficiently high to achieve effective cleaning of the gas. When the load decreases, the pressure on the outlet side of the diffuser increases. As a result, the membrane 44 guides the rail 43 to the left in FIG. 2, whereby the tongues 41 reduce the flow cross-section so that the gas velocity in the circumferential direction when flowing into the runner is as high as when it is full Burden.
The embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs from the one just described, essentially in that the rotor 20 does not have a special drive arrangement, but instead is made to circulate with the aid of the gas to be cleaned for this purpose is passed through the guide apparatus 61 and the blades 27. The guide vanes are in this imple mentation form, which is primarily intended for cases without changing loads, but which can also be used where the demands on the centrifugal effect are lower at low loads.
The guide vanes and the vanes 27 at the rotor inlet are shaped so that the gas velocity in the circumferential direction in each drum gap is at least approximately the same as the circumferential velocity of the associated drum shell wall. Shovels 27 are also provided on the outlet side of the Läu fers and are used here to reduce the speed of the ge purified gas, z. B. to half or less of the circumferential speed of the rotor.
Instead of coaxial drums, the rotor according to FIG. 6 has jacket walls which extend in the form of a spiral 62 in several revolutions around the rotor axis and which are driven by a motor 67. The spiral 62 is connected to the rotor shaft by means of arms 28. The liquid which removes the particles from the runner can in this case be introduced into a drum 63 inside the spiral and flow outward through openings 64 in the drum wall under the effect of the centrifugal force.
In this embodiment, too, the gas is guided axially through the rotor, while at the same time it is given a speed in the circumferential direction that is at least approximately the same as the rotational speed of the individual jacket walls.
7 and 8, a Ausfüh approximately form is shown in which the gas, on the other hand, flows radially through the rotor. This has the shape of a sheet metal spiral 63 ', which is provided at one end with a central inlet opening 65 for the gas. 25, 26 are the end walls. Before the gas enters the rotor, it is deflected in the circumferential direction by means of a diffuser 38 of the type described above.
In order to get a trouble-free entry, the innermost Blechwin formation of the spiral 63 is extended downwards and at the same time rounded outwards, as indicated at 66 (FIG. 7). To connect the rotor to the lower shaft 21, webs 28 are used.
The distance between the turns of the spiral decreases in the outward direction, so that the gas speed increases in the circumferential direction towards the outside, so that the speed differences between the gas and the spiral vaults are kept as constant as possible. The gas runs a little faster than the spiral, the direction of rotation of which is that according to the arrow 69 (Fig. 8). The deposited particles are also in this case by a liquid, for. B.
Water, continued by the runner, which is passed through a central tube 68 provided with mouths. The outer end of the spiral is bent, as shown at 71 (Fig. 8) GE, the water from the spiral through an opening 70 in the lower end wall 25 of the runner can drain. This opening 70 opens into a pocket 72 which is provided with a drain 73, which also leads to the housing 34 from water. The cleaned gas exits through a diffuser 74. The runner can be either gas or motor powered.
The embodiment according to FIG. 9 is of the same type as the previous one, only with the difference that the rotor is composed of two spirals 63. This embodiment enables the gas cleaner to perform better without having to increase the speed difference between the spiral walls and the gas. Of course, the runner can also be composed of more than two spirals 63.
10 to 12 show an embodiment of the invention in which the drums of the rotor are cleaned of the separated particles by mechanical means. The rotor 20 has four drums 80 to 83. The innermost drum 80 i and the third drum 82, calculated from the inside, are firmly connected to the continuous rotor axis 85 by means of wedges 84. while the other two drums 81 and 83 are rotatably arranged in relation to her.
In the thicker upper part of the rotor shaft 85 occurs a shaft 86 which is provided with a radially protruding pin 87 which carries a roller 88. The pin 87 is through an elongated axial recess 89 in the rotor shaft 85 of approximately the same width as the pin diameter leads ge. Via the pin 87, the roller 88 enters a recess 90 in a sleeve 91 arranged on the rotor shaft. The recess 90 also has an elongated shape, but runs at an angle to the rotor axis. The sleeve 91 is provided with two pins 92, 93, each of which carries a pawl 94, 95. Figures 10 and 12).
The pawl 94 is arranged to interact with the teeth of a ring 96 (see FIG. 72) which is attached to the outermost drum 83 by means of cross webs 28. The pawl 95 interacts with the teeth of a ring 98 which is connected to the drum 81 by cross webs 28. The pawls are arranged such that the pawl 94 takes the drum 83 with it when the sleeve 91 rotates in one direction (according to arrow 107 in FIG. 11), but via the teeth of the ring 96 when the sleeve is rotated in the opposite direction slides away in the following explained in more detail.
The pawl 95 in turn takes the drum 81 with Dre hung of the sleeve 91 in the opposite direction to the arrow 107 and slides over the teeth of the ring 98 as they rotate in the direction of arrow 107.
The shaft 86, which is mounted in the rotor shaft 85, is fused at the top with a roller 100 which has an annular track 101 into which the fork-shaped end 102 of a two-armed lever 103 mounted in a fixed support enters. This is connected at its opposite end to a crankshaft 104 and is driven by a suitable drive arrangement, e.g. B. the drive motor of the rotor, set in up and down motion, in which the shaft 86 is taken.
On the outside of the drums 80 to 82 scrapers 106 are articulated, which extend along the drums in the axial direction between the transverse webs 28. The scrapers 106 are due to the effect of the centrifugal force against the corresponding upstream inside of the drums with such a large frictional force that the drums 81 and 83 are taken along when the shaft 85 rotates at the same speed as this one. The scraper carried by the innermost drum 80 extends obliquely outward against the drum 81 in the rotation of the Läu fers (arrow 107), while the scrapers of the drums 81 and 82 face in the opposite direction.
The drums 81 and 82 are provided with longitudinal slots immediately next to their scrapers 106. The outermost drum 83 also has two such longitudinal slots 108. The housing 34 is provided with radial ribs 110. Each drum can have only one slot 108.
When the gas cleaner is in operation, the rotor shaft 85 is driven via the shaft 30 in the direction of the arrow 107, the rotor shaft driving the drums 80 and 82 indirectly via the wedges 84 and the drums 8l and 83 by the friction that the Ab: strokes <B> 106 </B> exert force under the action of the centrifugal force. At the same time, the shaft 86 moves up and down and, since the roller 88 enters the inclined track 90, causes a different movement in the circumferential direction between the sleeve 91 and the shafts 85, 86.
This forces a different movement between the drum 83 and the drum 82 via the pawl 94 when the shaft 86 moves upwards. This different movement takes place in the direction of arrow 107. If, however, the shaft 86 moves downwards, the pawl 94 slides over the teeth of the ring 96, while the pawl 95, which was ineffective during the upward movement of the shaft 86, now the Drum 81 takes along in the direction against arrow 107. The drums 81 and 83 thus rotate at the same time with their rapid rotary movement in stages in relation to the other two drums.
The size of the different movements between the drums can be, for example, one or more revolutions per 100 revolutions of the rotor. During this relative movement, the scrapers 106 scrape off the particles separated from the gas, which flows from bottom to top in the axial direction between the drums, as in the embodiments according to FIGS. 1 to 6, and carry them with them. When the scraper 106 carried by the drum 80 has reached a slot 108 of the drum 81 during the different movement, the collected dust is thrown out through this slot and lies in front of the scraper carried by said drum.
The dust is finally thrown from the slots 108 of the outer drum towards the outer housing 34 and goes out through the lower opening 57.
By means of the guide apparatus 38, which is only indicated, the gas to be cleaned is diverted before it enters the rotor so that its speed in the circumferential direction is at least approximately equal to the circumferential speed of the associated walls of the drums 80 to 83.
If the rotor is equipped with blades 27 (see FIG. 1), the gas can be given the desired speed in the Läu fer without the aid of a diffuser. The runner could also be driven by means of the flushing liquid - if the same is supplied accordingly.