DE1262234B - Drehstroemungswirbler zum Abscheiden fester oder fluessiger Teilchen aus Gasen - Google Patents

Description

• Drehströmungswirbler zum Abscheiden fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen Zusatz zur Anmeldung: S 67735 IV c/12 e -Auslegeschrift 1 244 120 Gegenstand der Hauptpatentanmeldung S6773-IV CI 12 e (deutsche Auslegeschrift 1 244 120) ist ein Drehströmungswirbler zum Abscheiden fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen, insbesondere zur Staubabscheidung. Ein derartiger Drehströmungswirbler besteht aus einer zylinderrohrförmigen Wirbelkammer mit einem koaxialen Einströmrohr für das Rohgas und gegenüberliegendem axialem Reingasauslaß sowie mit tangentialen, dem einströmenden Rohrgas schräg entgegengerichteten Zweitluftdüsen im Wirbelkammermantel zur Erzeugung einer Drehströmung.
• Diese sogenannte Drehströmung weist eine äußere wendelförmige Potentialwirbelströmung und eine innere wendelförmige, gleichsinnig umlaufende Rotationswirbelströmung auf, wobei die axialen Strömungskomponenten des Rotations- und des Potentialwirbels entgegengesetzte Richtungen haben. In der Nähe des Wirbelkammerbodens ist außerdem eine Ableitung für die in Richtung zur Wirbelkammerwand getragenen und abgeschiedenen Teilchen vorgesehen. Bei diesem Drehströmungswirbler ist oberhalb der Zweìtlufteinblasung ein die Umfangskomponente und Breite der äußeren Potentialwirbelströmung vergrößernder ringförmiger Körper mit einem sich diffussorartig erweiternden hohlringförmigen Einschnitt und einer sich daran anschließenden Rückführung für den Düsenfehlstrahl in die Wirbelkammer angeordnet. Außerdem sind eine oder mehrere, eine Geschwlndigkeitsaufstockung des Hauptstrahls be wirkende Zweitluftdüsen auf einer wendelförmigen Bahn, die dem Verlauf des Düsenhauptstrahls entspricht, in die Wirbelkammerwand eingebaut und zusätzliche Düsen in Höhe eines oder vor einem am Rohgaseintritt angeordneten Strömungskörper sowie in die Rohgasleitung eingebaute Leitschaufeln zur Voranregung des Rohgasstromes vorgesehen.
• Die in diesem Drehströmungswirbler eingebauten Zweitluftdüsen sind im allgemeinen innen glatt ausgebildet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Abscheidung der im Rohgas enthaltenen Partikeln wesentlich verstärkt wird, wenn die Zweitluft eine hohe Turbulenz aufweist. Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß die zur Anregung dienenden Zweitluftdüsen runden oder rechteckigen Querschnitts mit turbulenzerzeugenden Mitteln versehen sind.
• Eine solche mit turbulenzerzeugenden Mitteln versehene Düse führt die Zweitluft in Form eines Strömungskegels in den staubführenden Gasstrom ein, wobei sich an dem Mantel des Strömungskegels Randturbulenzzonen und einzelne Düsenstrahlen ausbilden. Der untere turbulente Rand eines solchen Turbulenzkegels reicht aus, um bei einem geringen Überdruck des Zweitstrahles den Staub nach unten abzuführen. Durch eine besondere Ausbildung der Zweitluftdüsen gelingt es, in einer einzigen Düse gleichzeitig mehrere Randturbulenzzonen zu erzeugen. Weiterhin wird mit Hilfe der sich an den Rauhigkeiten bildenden Wirbel eine wesentliche Stabilisierung des Zweitlufthauptstrahles und damit eine Verringerung der Zweitluftenergie bei gleichem Abscheidegrad erzielt.
• Zunächst können die turbulenzerzeugenden Mittel in Düsen runden undloder prismenförmigen bzw. rechteckigen Querschnittes angeordnet sein. Rechteckige Düsen ermöglichen bei einer Ausführung in Schlitzform bzw. bei besonderer Unterteilung eine günstige Anordnung der turbulenzerzeugenden Mittel bei gleichzeitiger Einhaltung eines hohen Einströmdruckes. Eine solche rechteckige Düse, auch Schlitzdüse genannt, kann zur Parallelführung der Luft mit Leitblechen unterteilt sein. Dabei können die Schmalseiten der Schlitzdüse aufeinander zu gekrümmt sein, um eine Kontraktion des Strahles zu erreichen.
• Rauhigkeiten können zunächst an der Innenseite des Düsenaustritts vorgesehen sein. Besitzt die Düse einen verstellbar angeordneten Drosselkörper, durch dessen Verschieben die Zweitluftmenge und der Düsenvordruck eingestellt werden, so kann man dessen Anströmseite aufrauhen. Sollen mit einer einzigen Düse gleichzeitig mehrere Randturbulenzzonen erzeugt werden, so wird die Düse mit einem etwa als Strömungskörper ausgebildeten Stachel ausgerüstet, der an seiner Oberfläche aufgerauht ist und selbst auch als zusätzliche Düse ausgebildet sein kann. Ferkönnen innerhalb der Düse an einer Stelle vor dem Luftaustritt Flügelkörper angeordnet sein, die eine Voranregung der Zweitluftströmung in der Weise bewirken, daß der eingeblasenen Zweitluft eine Potentialströmung aufgedrückt wird und die Luft in der Drehturbulenzdüse in Drehung versetzt wird. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der turbulenten Wirkung erzielt.
• Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in ihren wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung.
• Die Fig. 1 zeigt eine Düse 1 und als turbulenzerzeugende Mittel eine rauhe Oberfläche 2 eines Kolbens 3, Rauhigkeiten 4 an der Innenseite des Düsenaustritts und zusätzlich zur Verstärkung der turbulenten Wirkung einen scharfkantigen Vorsprung 5 innerhalb der Düse. Die Zweitluft wird durch das Winkelrohr 6 in die Düse eingeführt. Die rauhe Oberfläche 2 des Kolbens 3 und die Rauhigkeiten an der Innenseite des Düsenaustritts bewirken die Ausbildung eines Strömungskegels 7 mit Randturbulenzzonen. Die Teilchen des Zweitluftstrahles bewegen sich außer in der Hauptrichtung entsprechend dem Pfeil a entsprechend den Pfeilen b in der Zeichenebene. Die Teilchen werden an den aufgerauhten Flächen der Düsen gebremst, so daß sich an diesen Stellen ihre Geschwindigkeit vermindert, während sich die Geschwindigkeit der Teilchen an der dem Strömungskern zugewandten Seite vergrößert. Dies führt zu einer Stabilisierung des Zweitlufthauptstrahles. Weiterhin wird der Zweitluft durch die Flügelkörper 15 eine Potentialströmung aufgedrückt und durch die auf diese Weise entstehende Drehbewegung die Turbulenz der Strömung weiter verstärkt.
• Die F i g. 2 zeigt eine Weiterentwicklung der Düse nach Fig. 1, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet sind.
• Die Düse 1 besitzt einen verschiebbaren Drosselkolben 3 mit rauhen Oberflächen 2 und 4 an der Innenseite des Düsenaustritts, ferner die scharfe Kante 5 zur Verstärkung der Turbulenzwirkung.
• Die durch das Winkelrohr 6 eingeblasene Zweitluft strömt zunächst auf Grund der Rauhigkeiten 2 (des Kolbens 3) und 4 (am Düsenaustritt) in Form eines Turbulenzkegels 7 aus der Düse aus. In den verschiebbaren Drosselkolben 3 ist ein an seiner Oberfläche aufgerauhter Stachel 8 eingesetzt, der in der Strömung einen inneren Turbulenzkegel 9 bildet. Dieser Stachel kann zusätzlich durchbohrt und damit ein dritter Turbulenzkegel erzeugt werden. Durch die Schaffung zusätzlicher Randturbulenzzonen wird der Abscheidegrad, insbesondere der feinsten Fraktionen, wesentlich erhöht.
• Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Winkeleinblasung der Zweitluft durch das Winkelrohr 6 ist dann vorzusehen, wenn die Düse gleichzeitig als Drosselorgan wirken soll. Die Luft kann auch in Richtung des Hauptstrahles a durch das in den vorliegenden Ausführungsbeispielen vom Kolben 3 ausgefüllte Rohr eingeleitet werden. Der Stachel 8 kann dann etwa durch Abstandshalter in dem genannten Rohr befestigt werden.
• Turbulenzdüsen größeren Durchmessers können nach F i g. 3 mit einem zusätzlichen rohrartigen Einbau 20 ausgerüstet sein, dessen Innenfläche aufgerauht ist. An einem Steg 21 des Rohres 20 können der Stachel 8 und ein weiterer an seiner Innen- und Außenfläche aufgerauhter Rohreinsatz 22 befestigt sein. Auf diese Weise wird außer den Turbulenzkegeln 7 und 9 ein weiterer Kegel 23 gebildet.
• Die F i g. 4 zeigt eine Zweitluftdüse 10 in Rechteckform, auch Schlitzdüse genannt. Die Düse 10 ist an ihrer Längsseite mit turbulenzerzeugenden Mitteln 11 und 12 versehen. Die an den Längsseiten der Düse angebrachten turbulenzerzeugenden Mittel 11 und 12 stehen sich mit geringem Abstand gegenüber, so daß bei hohem Einströmdruck eine Vielzahl von Turbulenzzonen entsteht. Die Schlitzdüse besitzt Leitbleche 16, wobei die Schmalseiten 17 der Schlitzdüse in Richtung zueinander umgebogen sind.
• Eine zusätzliche Verstärkung der Turbulenz kann auch durch Einblasen eines pulsierenden bzw. intermittierenden Luftstromes erreicht werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Drehströmungswirbler zum Abscheiden fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen, insbesondere zur Staubabscheidung, mit Zweitluftdüsen zur Geschwindigkeitsaufstockung des Hauptstrahles nach Patentanmeldung S 67735 IV c 112 e (deutsche Auslegeschrift 1244120), d a d u r c h gekennzeichnet, daß die zur Anregung dienenden Zweitluftdüsen runden oder rechteckigen Querschnitts mit turbulenzerzeugenden Mitteln versehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Düse ein aufgerauhter Stachel angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge. kennzeichnet, daß der Stachel selbst als zusätzliche Düse ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Düsenaustritts Flügelkörper zur Erzeugung einer Drehung der Zweitluft vorgesehen sind.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der turbulenten Wirkung innerhalb der Düse scharfkantige Vorsprünge vorhanden sind.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer Düse verstellbar angeordneter Drosselkolben an seiner Anströmseite mit Rauhigkeiten versehen ist.