DE19528286A1 - Abscheider für mit Feststoff- oder Flüssigpartikeln beladene Gasströme - Google Patents
Abscheider für mit Feststoff- oder Flüssigpartikeln beladene GasströmeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Abscheider für mit Feststoff- und/oder Flüssigpar
tikeln beladene Gasströme, mit einem Gaseintrittsraum, einem Gasaustritt für
das gereinigte Gas, Abscheideelementen zwischen Gaseintrittsraum und Gas
austritt, sowie mit einer Auffangkammer für die abgeschiedenen Feststoff-
oder Flüssigpartikel.
Abscheider für mit Feststoff- oder Flüssigpartikeln beladene Gasströme sind in
zwei grundsätzlichen Ausführungen bekannt. Die erste Ausführung verwendet
konventionelle Filterelemente unter Einsatz z. B. von Staubfiltern aus textilem
Gewebe. Der Vorteil solcher Filter besteht in dem sehr guten Abscheidegrad,
wobei dieser weitgehend unabhängig von dem Durchsatz ist. Erst bei Überlast
mit sehr großen Druckdifferenzen kann es zu Durchschlägen kommen. Dem
gegenüber weisen Filterelemente den Nachteil auf, daß ihr Betrieb mit einem
sehr hohen Wartungsaufwand verbunden ist. Die Filterelemente müssen re
gelmäßig von den daran anbackenden Filterstäuben gereinigt werden, wobei
von Zeit zu Zeit ein vollständiger Austausch der Filterelemente hinzu kommt.
Eine weitere Grundausführung von Abscheidern wird durch die Gruppe der
Hydrozyklone gebildet. Hydrozyklone sind zwar wartungsfrei, sie erreichen je
doch einen akzeptablen Wirkungsgrad nur in einem bestimmten Betriebspunkt.
Bereits eine geringe Veränderung des Durchsatzes führt zu einem sehr starken
Abfall des Wirkungsgrades des Hydrozyklons.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider für mit
Feststoff- und/oder Flüssigpartikeln beladene Gasströme zu schaffen, welcher
den Vorteil der Wartungsfreiheit mit dem Vorteil einer nur geringen Abhängig
keit des Abscheidewirkungsgrades vom Durchsatz verknüpft.
Zur Lösung wird bei einem Abscheider der eingangs genannten Art
vorgeschlagen, daß sich der Gaseintrittsraum in Richtung der Gashauptströ
mung verjüngt, und daß die Abscheideelemente entlang den seitlichen Begren
zungsflächen des Gaseintrittsraums angeordnet sind.
Ein solcher Abscheider bietet zunächst den ansonsten nur mit Hydrozyklonen
erreichbaren Vorteil einer vollständigen Wartungsfreiheit. Anders als bei Hy
drozyklonen wird dieser Vorteil jedoch nicht mit dem Nachteil einer hohen Ab
hängigkeit des Abscheidewirkungsgrades vom Durchsatz erkauft. Vielmehr hat
sich in Versuchen herausgestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Abscheider
eine nur geringe Abhängigkeit des Abscheidegrades von dem Durchsatz be
steht.
Die Abscheidegrade bei staubhaltigen Gasen kommen nahe an die Abscheide
grade herkömmlicher Filtersysteme heran. Zugleich wird jedoch deren Nach
teil, nämlich ein sehr hoher Wartungsaufwand, vermieden.
Als Abscheideelemente kommen vorzugsweise Strömungsumlenkbleche zur
Anwendung, die in Strömungsrichtung gesehen länger werden und die die
Gasströmung in einem Winkel von mindestens 90° zur Richtung der Gas
hauptströmung umlenken.
Ferner wird vorgeschlagen, daß stromabwärts des verjüngten Endes des
Gaseintrittsraums die Auffangkammer für die abgeschiedenen Feststoff- oder
Flüssigpartikel angeordnet ist. Diese Auffangkammer kann an ihrem unteren
Ende mit einem Austritt für die abgeschiedenen Feststoff- oder Flüssigpartikel
versehen sein. Auf diese Weise gelangen die abgeschiedenen Partikel unter
dem Einfluß der Schwerkraft und der Strömung zu dem Austritt, so daß zu
sätzliche Fördereinrichtungen, wie Förderschnecken, Saugpumpen etc. nicht
benötigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird zur weiteren Erhöhung des Ab
scheidegrades vorgeschlagen, daß der in die Auffangkammer gelangende Teil
gasstrom einer zweiten Abscheiderstufe zugeführt wird, die ebenfalls die er
findungsgemäßen Merkmalskombinationen sowie ferner eine nachgeschaltete
zweite Auffangkammer mit einem zweiten Austritt für die in der zweiten Ab
scheiderstufe abgeschiedenen Feststoff- oder Flüssigpartikel aufweist. Der in
die zweite Abscheiderstufe gelangende Gasstrom sollte in etwa 10% des ge
samten, durch den Abscheider hindurchgeführten Gasstromes betragen.
Eine sowohl hinsichtlich der strömungstechnischen Eigenschaften, als auch
hinsichtlich der Baukosten besonders günstige Konstruktion ergibt sich, wenn
der Gaseintrittsraum keilförmig mit zwei aufeinander zu laufenden und zwei
sich voneinander entfernenden Begrenzungsflächen gestaltet ist, wobei die
Abscheideelemente nur entlang den aufeinander zulaufenden Begrenzungsflä
chen angeordnet sind. Bei einer solchen Bauform des Abscheiders sind die
dem Gasstrom aufgezwungenen Strömungsumlenkungen gering, so daß dieser
Abscheider mit relativ geringen Druckverlusten arbeitet.
Die Bauform läßt sich weiter vereinfachen, indem die zwei aufeinander zulau
fenden Begrenzungsflächen vertikal angeordnet sind.
Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Abscheider ein run
des, rohrförmiges Gehäuse aufweist, welches durch die symmetrisch darin
angeordneten Begrenzungswände in den Gaseintrittsraum und einen Gasaus
trittsraum unterteilt ist. Hierdurch läßt sich eine insgesamt kompakte Bauform
realisieren, die sich sehr gut mit anderen Komponenten, z. B. Be- oder Entlüf
tungskanälen für U-Bahnen, Unterführungen etc. kombinieren läßt. Auch ein
Einsatz im Bereich der Haustechnik ist möglich, z. B. im Rahmen der Klimatisie
rung größerer Gebäude.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden
nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Darauf zeigen:
Fig. 1 in Schnittdarstellung einen Abscheider für mit Feststoff- oder Flüs
sigpartikeln beladene Gasströme;
Fig. 2 den Abscheider gemäß Fig. 1 in einer um 90° gedrehten Schnitt
darstellung und
Fig. 3 einen gegenüber der Fig. 2 vergrößerten Ausschnitt des Abschei
ders.
Der Abscheider verfügt über ein langgestrecktes, liegendes Gehäuse 1 mit ei
nem Gaseintritt 2 am einen und einem Gasaustritt 3 am anderen Ende. Gasein
tritt 2 und Gasaustritt 3 sind jeweils als Stutzen zum Anschluß geeigneter Zu-
und Abführkanäle versehen.
An den Gaseintritt 2 schließt sich beim Ausführungsbeispiel eine Vergleich
mäßigungszone 4 zur Beruhigung der eintretenden Gasströmung an. Bereits in
der Vergleichmäßigungszone 4 werden konzentriert in der Gasströmung auf
tretende Feststoff- oder Flüssigpartikel infolge ihres Eigengewichtes abge
schieden, wobei sich diese am Boden der Vergleichmäßigungszone 4 ansam
meln und über einen dort angeordneten Stutzen 5 das Gehäuse 1 verlassen.
An die Vergleichmäßigungszone 4 schließt sich in Strömungsrichtung ein das
zu reinigende Gas verteilender Gaseintrittsraum 6 an. Der Gaseintrittsraum 6
setzt sich aus insgesamt vier Begrenzungsflächen 7, 8, 9 zusammen. Zwei der
Begrenzungsflächen 7 sind vertikal in dem Gehäuse 1 ausgerichtet und laufen
in Richtung der Gashauptströmung aufeinander zu, ohne sich zu berühren.
Diese beiden vertikalen Begrenzungsflächen 7 definieren eine sich in Richtung
der Gashauptströmung verjüngende Querschnittsgestalt des Gaseintrittsrau
mes 6. Diese Querschnittsgestalt ist einem langgestreckten, symmetrischen
Keil ohne Spitze angenähert. Nach unten und oben hin wird der Gaseintritts
raum 6 durch zwei sich voneinander entfernende bzw. zunehmend aufsprei
zende Begrenzungsflächen 8 und 9 begrenzt, die beide ebenfalls die Gestalt
eines symmetrischen Keiles ohne Spitze aufweisen. Hierbei ist die Verjüngung
des Gaseintrittsraums 6 durch die Begrenzungsflächen 7 ausgeprägter als die
Aufspreizung durch die Begrenzungsflächen 8 und 9.
Die aufeinander zu laufenden Begrenzungsflächen 7 setzen sich jeweils aus ei
ner Vielzahl hintereinander angeordneter Abscheideelemente 10 in Form von
Lamellen zusammen. Die in Richtung der Gashauptströmung in den Gasein
trittsraum 6 gelangende Gasströmung durchströmt diesen parallel und wird, da
sich der Querschnitt des Gaseintrittsraumes 6 zunehmend verengt, seitlich
abgelenkt und hierbei durch die als Umlenkbleche gestalteten Abscheideele
mente 10 hindurchgeführt. Fig. 3 läßt erkennen, daß die Strömungsumlenkung
ca. 160° beträgt, mindestens jedoch 90°. Die lamellenförmigen Abscheide
elemente 10 sind so gestaltet, daß die umgelenkte Strömung anschließend,
d. h. außerhalb der Begrenzungsflächen 7 in dem dann anschließenden, zu dem
Gasaustritt 3 führenden Gasaustrittsraum, wieder die ursprüngliche Richtung
der Gashauptströmung annimmt, so daß sich in Richtung auf den Gasaustritt
des Gehäuses wiederum eine Parallelströmung 11 einstellt. Gaseintrittsraum 6
und Gasaustrittsraum sind also in Verlängerung zueinander auf einer Achse
angeordnet, wodurch sich günstige Strömungsverhältnisse ergeben.
Feststoff- oder Flüssigpartikel, die in dem Gasstrom enthalten sind, können
infolge ihrer Trägheit der durch die Verjüngung des Gaseintrittsraumes 6 er
zwungenen Strömungsumlenkung nicht folgen. Sie werden vielmehr weiter in
Richtung der Gashauptströmung getragen, und gelangen an dem zu laufenden
Ende des Gaseintrittsraumes 6 in eine dort angeordnete Auffangkammer 12.
Die Partikel und Tropfen, welche die Lamellen anfeuchten, können an den La
mellen ablaufen und verlassen den Abscheider über den Stutzen 19. Die Auf
fangkammer 12 erstreckt sich über den gesamten Gehäusedurchmesser und
ist an ihren Seitenflächen sowie der dem auftreffenden Gasstrom abgewand
ten Wand geschlossen, und nur an ihrem unteren Ende offen ausgebildet. Die
ses untere Ende der Auffangkammer 12 mündet in einen Sammelraum 13, der
an seinem durch das Gehäuse 1 gebildeten Boden mit einem Stutzen 14 ver
sehen ist. Über den Stutzen 14 gelangt ein Großteil der in der voranstehend
beschriebenen Abscheiderstufe abgeschiedenen Feststoff- oder Flüssigpartikel
aus dem Gehäuse heraus. Zusätzliche Hilfsmittel sind hierzu nicht erforderlich,
da die abgeschiedenen Feststoff- oder Flüssigpartikel infolge ihrer Schwerkraft
und der Strömung innerhalb der Auffangkammer 12 nach unten in den Sam
melraum 13 fallen, und von dort in den Stutzen 14 gelangen.
An den Sammelraum 13 schließt sich wiederum ein Gaseintrittsraum 15 an,
der jedoch im Vergleich zu dem ersten Gaseintrittsraum 6 klein ausgebildet ist.
Der zweite Gaseintrittsraum 15 gehört zu einer zweiten Abscheiderstufe, de
ren Aufbau und Funktion, bis auf die anderen Größenverhältnisse, der ersten
Abscheiderstufe vergleichbar ist. Auch die zweite Abscheiderstufe mündet in
einen Sammelraum 16 mit einem darunter angeordneten Stutzen 17 für die in
der zweiten Abscheiderstufe angefallenen Feststoff- oder Flüssigpartikel. Über
eine Öffnung 18 gelangt die restliche Gasströmung in den zum Gasaustritt 3
hin strömenden, gereinigten Hauptgasstrom.
Die Dimensionierung der beiden Abscheiderstufen ist dergestalt, daß ca. 90%
des über den Gaseintritt 2 zuströmenden Gases die Begrenzungsflächen 7
durchströmt, während ca. 10% dieses Gasstromes als mit den abgeschiede
nen Partikeln beladener Teilgasstrom in die Auffangkammer 12 gelangt. Dieser
Teilgasstrom mit einem Anteil von ca. 10% gelangt dann durch die zweite
Abscheiderstufe hindurch.
Der beschriebene Abscheider eignet sich ebenso zur Reinigung von Luft wie
von technischen Gasen. Da die infolge der Strömungsumlenkung in dem
Gaseintrittsraum 6 abgeschiedenen Partikel sich dort nicht an lagern, sondern
über die Auffangkammer 12 und den Stutzen 14 aus dem Gehäuse 1 heraus
gelangen, arbeitet der Abscheider völlig wartungsfrei. Die Abscheidewirkung
infolge der Strömungsumlenkung in den Gaseintrittsräumen 6 und 15 ist zu
dem weitgehend unabhängig von dem Durchsatz des Abscheiders, so daß die
ser über einen weiten Betriebsbereich mit sehr guten Abscheideergebnissen
arbeitet.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Gaseintritt
3 Gasaustritt
4 Vergleichmäßigungszone
5 Stutzen
6 Gaseintrittsraum
7 vertikale Begrenzungsfläche
8 horizontale Begrenzungsfläche
9 horizontale Begrenzungsfläche
10 Abscheideelement
11 Parallelströmung
12 Auffangkammer
13 Sammelraum
14 Stutzen
15 zweiter Gaseintrittsraum
16 zweiter Sammelraum
17 Stutzen
18 Öffnung
19 Stutzen
2 Gaseintritt
3 Gasaustritt
4 Vergleichmäßigungszone
5 Stutzen
6 Gaseintrittsraum
7 vertikale Begrenzungsfläche
8 horizontale Begrenzungsfläche
9 horizontale Begrenzungsfläche
10 Abscheideelement
11 Parallelströmung
12 Auffangkammer
13 Sammelraum
14 Stutzen
15 zweiter Gaseintrittsraum
16 zweiter Sammelraum
17 Stutzen
18 Öffnung
19 Stutzen
Claims (8)
1. Abscheider für mit Feststoff- und/oder Flüssigpartikeln beladene Gas
ströme, mit einem Gaseintrittsraum (6), einem Gasaustritt (3) für das ge
reinigte Gas, Abscheideelementen (10) zwischen Gaseintrittsraum (6) und
Gasaustritt (3), sowie mit einer Auffangkammer (12) für die abgeschie
denen Feststoff- oder Flüssigpartikel,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Gaseintrittsraum (6) in Richtung der Gashauptströmung
verjüngt, und daß die Abscheideelemente (10) entlang den seitlichen Be
grenzungsflächen (7) des Gaseintrittsraums (6) angeordnet sind.
2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschei
deelemente (10) Strömungsumlenkbleche sind, die in Strömungsrichtung
gesehen länger werden und die die Gasströmung in einem Winkel von
mindestens 90° zur Richtung der Gashauptströmung umlenken.
3. Abscheider nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß stromabwärts des verjüngten Endes des Gaseintrittsraums (6) die
Auffangkammer (12) für die abgeschiedenen Feststoff- oder Flüssigparti
kel angeordnet ist.
4. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffang
kammer (12) an ihrem unteren Ende mit einem Austritt (Stutzen 14) für
die abgeschiedenen Feststoff- oder Flüssigpartikel versehen ist.
5. Abscheider nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der in die Auffangkammer (12) gelangende Teilgasstrom einer zwei
ten Abscheiderstufe (15, 16) zugeführt wird, die ebenfalls die in Anspruch
1 angegebene Merkmalskombination sowie ferner eine nachgeschaltete
zweite Auffangkammer mit einem zweiten Austritt (Stutzen 17) für die in
der zweiten Abscheiderstufe (15, 16) abgeschiedenen Feststoff- oder
Flüssigpartikel aufweist.
6. Abscheider nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gaseintrittsraum (6) keilförmig mit zwei aufeinander
zu laufenden (7) und zwei sich voneinander entfernenden (8, 9) Begren
zungsflächen gestaltet ist, wobei die Abscheideelemente (10) nur entlang
den aufeinander zulaufenden Begrenzungsflächen (7) angeordnet sind.
7. Abscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
aufeinander zulaufenden Begrenzungsflächen (7) vertikal angeordnet
sind.
8. Abscheider nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß diese ein rundes, rohrförmiges Gehäuse (1) aufweist, wel
ches durch die symmetrisch darin angeordneten Begrenzungswände
(7, 8, 9) in den Gaseintrittsraum (6) und einen Gasaustrittsraum unterteilt
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995128286 DE19528286C2 (de) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Abscheider für mit Feststoff- oder Flüssigpartikeln beladene Gasströme |
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DE1995128286 DE19528286C2 (de) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Abscheider für mit Feststoff- oder Flüssigpartikeln beladene Gasströme |
Publications (2)
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DE19528286A1 true DE19528286A1 (de) | 1997-02-06 |
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Family
ID=7768445
Family Applications (1)
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DE1995128286 Expired - Lifetime DE19528286C2 (de) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Abscheider für mit Feststoff- oder Flüssigpartikeln beladene Gasströme |
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