DE2246475C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen, insbesondere von kleinen Tropfen, aus strömenden Gasen, bestehend aus einer Mehrzahl von parallel und mit Abstand voneinander angeordneten Abscheiderwänden, die bogenförmigen oder trapezförmigen Querschnitt mit Anströmabschnitt und Ausströmabschnitt aufweisen und mit Führungsrinnen versehen sind und fernerhin bestehend aus orthogonal zu den Abscheiderwändcn angeordneten Kammertrennwänden. — Derartige Vorrichtungen werden als sogenannte Tropfcnabscheider z. B. bei Kühltürmcn u. dgl. eingesetzt und im allgemeinen in besonderen Gehäusen untergebracht. Sie können mehrfach übereinander und auch mehrfach nebeneinander zu ganzen Batterien zusammengesetzt, aber auch geteilt werden.

Bei bekannten Tropfenabscheidern der beschriebenen Gattung (vgl. EUROFORM-Prospckt T 271. deutsche Offenlegungsschrift 1 544 115) sind die Ab-"lcheiderwände ebene Wände, die in Strömungsrich-•ung trapezförmig gebogen oder geführt sind. Die führungsrinnen sind nach einer Seite hin eingedrückt tnd funktionsmäßig einzelne Rinnen, die nur in Beleichen der Abscheiderwände angeordnet sind, nämlich gleichsam in den Trapczschenkcln. Darüber hin-. tus steht die Pfeilung eintrittsseitig entgegen der Ströfciungsrichtung, austrittsseitig in Strömungsrichtung. Zusammen mit den Kammertrennwänden entstehen besondere Strömungskammern, in denen der Gasstrom umgelenkt wird. Dadurch werden Tragheuv kräfte wirksam, die die mitgeführten Tropfen an die Abscheiderwände tragen. Im Bereich der Fuhrungsrinnen fließen die einzelnen Tropfen zusammen, um den Tropfenabscheider, mehr oder weniger entlang der Karnmertrennwände, stränenartig zu verlassen. Die Führungsrinnen sind so gestaltet, daß sie die Tropfen aufzunehmen in der Lage sind.

Die beschriebene Ausführungsform von Vorrichtungen zum Abscheiden von Tropfen aus strönunden Gasen hat sich an sich bewährt, aufwendig ist jedoch, daß für unterschiedliche Abscheideaufgaben die Auslegung insgesamt in besonderer Weise angepaßt werden muß. Wenn bei speziellen Abscheideaufgaben die Beuiebsverhältnisse schwanken und in diesem Sinne Breitbandabscheidung verlangt wird, ist der Abscheidend der bekannten Vorrichtung nicht hinreichend breitbandig und verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe r^r-indc. bei einer Vorrichtung der beschriebenen Gattung den Abscheidegrad für Breitbandabscheidung zu verbessern, gleichzeitig aber die Möglichkeil zu schaffen. auf einfache Weise eine Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Abscheideaufgaben vorzunehmen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen, insbesondere von k'-.'inen Tropfen, aus strömenwen Gasen bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen und mit Abstand voneinander angeordneten Abscheiderwänden, die bogenförmigen oder trapezförmigen Querschnitt mit Anströmabschnitt und Ausströmabschnitt aufweisen und mit Führungsrinnen versehen sind, und aus orthogonal zu den Abscheiderwänden angeordneten Kammertrennwänden. Die Erfindung besteht darin. daß die Abscheiderwände eine wellenförmige Profilicrung mit Wellentälern und Wellenbergen aufweisen, deren Längsachse schräg zur Strömlingsrichtung verläuft, und daß die wellenförmige Profilicrung an unprofiiierte Ablaufzonen anschließt, deren Rand in schlitzförmigen Ausnehmungen der Kamrnertrcnnwände gehalten ist. Die Längsachsen der Wellenberge und der Wellentäler können über die gesamte Breite der Abscheiderwände in einer Richtung durchlaufen. In diesem Fall ist eine Ablaufzonc nur an einer. gleichsam der unteren Seite erforderlich. Funktionell überlegen in bezug au! definierte Strömungsverhälinisse ist jedoch eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist. daß die Wellentäler und die Wellenberge der wellenförmigen Profilierung im Bereich der Mitte der Abscheiderwände pfeilförmig zusammenlaufen und beidseitig an diese Profilierung Ablaufzonen angeschlossen sind.

Die Erfindung arbeitet nicht mehr mit hauptsächlich ebenen Abscliciderwändcn, die bogenförmigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen und nur bercichswcise mit einzelnen, voneinander unabhängigen Führungsrimicn versehen sind, sondern gleichsam mit Wellplatten, die über den gesamten Slrömungsweg die beschriebene Profilicrung aufweisen und außerdem bogenförmig bzw. trapezförmig gebogen sind. Die Wellungen dieser Wellplatten können sehr verschiedene Gestaltung aufweisen. Im allgemeinen wird man mit sinusförmigen oder trapezförmigen Weitungen arbeiten. Die Weitungen bcdckken gleichmäßig die gesamte Fläche der Abscheiderwände, und zwar bis auf die Ablaufzonc bzw. die Ablaufzonen. Ist eine so aufgebaute Vorrichtung für eine spezielle Abscheideaufgabe nach den herrschen-

den Baulehren ausgelegt, so arbeitet eine solche Vorrichtung überraschend breitbandig, d. h. mit einwandfreier Abscheidung auch bei sehr unterschiedlichen Betriebsverhältnissen. Dieser Effekt mag auf mehr oder weniger homogener, isotroper Turbulenz beruhen, die dem strömenden Gas von den Weitungen her eingeprägt wird, und die das Strömungsverhalten in den Abscheidekammern — bis in den Bereich der Kammertrennwände — beherrscht. Im Bereich der Kammertrennwände bewirken diese und die ebenfalls nicht profilierten Ablaufzonen, daß die homogene isotrope Turbulenz in anisotrope Turbulenz übergeht. So wird die Strömung der gasförmigen Phase aufgeteilt in eine Zone homogener, isotroper Turbulenz und in eine Zone inhomogener, anisotroper Turbulenz mit Totwasserströmung. Zufolge der Einwirkung von Trägheitskräften auf die Flüssigkeitstropfen treten die Tropfen durch die Grenzfläche, die die Zone homogener isotroper Turbulenz umschließt, in die Zone anisotroper Turbulenz mit Totwasserströmung. Das verstärkt den primären Abscheidevorgang. Gleichzeitig wird die Abführung der Flüssigkeit aus dem Abscheider heraus verbessert, weil eine Zone anisotroper Turbulenz mit Totwasserströmung geschaffen ist, die störende Kräfte auf die ablaufende Flüssigkeit nicht ausübt. Die Anpassung an unterschiedliche Abscheideaufgaben ist einfach, und zwar ist es ausreichend, lediglich den Abstand der Abscheiderwände zu variieren. Mit diesem Ziel erreicht man gleichzeitig eine einfache Fertigung. Die Kammerirennwände können nämlich ihrerseits über die Anströmabschnitte bzw. die Ausströmabschnitte der Abscheiderwände vorstehen und durch Verbundleisten vereinigt sein. Damit ist es möglich, die Kammertrennwände ihrerseits als Leisten zu gestalten, wobei ein Austauschen von Leisten unterschiedlicher Breite die Anpassung an unterschiedliche Abscheideaufgaben ermöglicht.

Für eine erfindungsgemäße Vorrichtung können die verschiedensten Werkstoffe eingesetzt werden. Insbesondere kann mit Kunststoff gearbeitet werden. Da jedoch die Abscheiderwände — bis auf die Ablaufzonen — mit kontinuierlichen Wellungen versehen sind, empfiehlt es sich häufig, mit einem metallischen Werkstoff zu arbeiten, der auf einfache Weise diese Profilierung zuläßt. Daher wird man bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im allgemeinen zumindest die Abscheiderwände, gegebenenfalls aber auch die anderen Bauteile aus korrosionsfestem Chromnickelstahl oder anderen geeigneten metallischen Werkstoffen herstellen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. IZs zeigt in schcmatischcr Darstellung

F i g. 1 die Ansicht eines Ausschnittes aus einer erfind'ingsgcmäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

F i g. 3 die Aufsicht B auf den Gegenstand nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung 1 dient zum Abscheiden von Tropfen, insbesondere von kleinen Tropfen, aus strömenden Gasen. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Mehrzahl von parallelen und mit Abstand voneinander angeordneten Abscheiderwa'nden % die im Ausführungsbeispiel den in F i g. 2 erkennbaren trapezförmigen Querschnitt aufweisen und mit Anströmabschnitien 3 sowie Ausströmabschnitten 4 versehen sind. Die Pfeile 5' deuten die Strömungsrichtung des strömenden Gases an. Im übrigen sind in den Abscheiderwänden 2 Führungsrinnen 5 für die Führung abgeschiedener Tropfen vorgesehen. Zur Vorrichtung 1 gehören fernerhin orthogonal zu den Abscheiderwänden 2 angeordnete Kammertrennwände 6. — In der Figur siiid nur einige Abscheiderwände 2 und nur einige Kammertrennwände 6 dargestellt worden. Die Abscheiderwände 2 und die Kammertrennwände 6 lassen sich praktisch zu beliebig großen Aggregaten zusammensetzen, die wiederum mehrfach nebeneinander und übereinander angeordnet werden können, so daß aus den beschriebenen Bauteilen batterieartige Vorrichtungen 1 für sehr große strömende Gasmengen zusammengesetzt werden können. Man kann aber auch die in F i g. 2 durch die strichpunktierte Linie C-C angedeutete Teilung vornehmen.

Aus einer vergleichbaren Beüachtung der Fig. 1 bis 3 entnimmt man. daß die Abscheiderwände 2 eine wellenförmige Profilierung aufweisen, wobe^: die WeI-lentäler 7 die Führungsrinnen für die abgeschiedenen Tropfe.« bilden. Dabei besitzen diese _rtellenförmig profilierten Abscheiderwände 2 Wellenberge 8 und Wellentäler 7, deren Längsachse schräg zur St^römungsriehtung verläuft, die darüber hinaus im AusführungsDeispiel im Bereich der Mitte der Abscheiderwände 2 pfeilförmig zusammenlaufen. Das ist in F i g. 1 angedeutet worden, wo die Wellenberge 8 durch einen verhältnismäßig dicken Strich, die Wellentäler 7 durch einen demgegenüber dünnen Strich dargestellt sind. An beiden Seiten schließen sich unprofilierte Ablaufzonen 9 an.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind ciie Abscheiderwände 2 in schlitzförmigen Ausnehmungen 10 der Kammerwände 6 gehalten. Die Kammertrennwände f> stehen ihrerseits über die Anströmabschnitte 3 bzw. die Ausstromabschnitte 4 der Abscheiderwände vor und sind durch Ve.rbundleistcn 11 verrnigt. Man erkennt unmittelbar, daß so die Ka:nmertrennsv;inde f» als Leisten ausgeführt sind, die unterschiedliche Breite besitzen können. Das ermöglicht ohne Schwierigkeiten die Anpassung an unterschiedliche Abscheidcaufgaben. Ist die Vorrichtung für eine bestimmte Abscheideaufgabe ausgelegt, so arbeitet sie in dieser Abscheideaufgabe überraschend breitbandig in bezug auf den Abscheidegrad. Die Profilierung 7. 8 dit-nt nicht nur der Flüssigkeitsabführung, sondern auch der Vermeidung von Tropfenreflexion. Reflektierte Tropfen würden wieder in die Gasströmung gelangen und den Abscheidegrad verschüchtern. Durch clic Profilierung 7. 8 in dem Bereich der Abscheiderwände 2. wo tropfen auftreffen, wird bei der überwiegenden Anzahl dieser Tropfen Koalcszen/ erreicht. Der Anströmabschnitt 3 ist wesentlich kleiner gehalten als der Ausströmabschnitt 4. Durch den wesentlich größeren Ausströmabschnitt 4 wird zusätzlich der Abscheidegrad verbessert, in dem vorher reflektierte Tropfen hier nochmals an d'c Profilwände 7. 8 gelangen und somit abgeschieden werden.

Dieser Ausführungsform der Erfindung kommt daher besondere Bedeutung zu.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Tropfen aus strömenden Gasen, bestehend aus einer Mehrzahl von parallelen und mit Abstand voneinander angeordneten Abscheiderwanden, die bogenförmigen oder trapezförmigen Querschnitt mit Anströmabschnitt und Ausströmabschnitt aufweisen und mit Führungsrinnen versehen sind und aus orthogonal zu den Abscheiderwänden angeordneten Kammertrennwänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheiderwände (2) eine wellenförmige Profilierung mit Wellentälern (7) und Wellenbergen (8) aufweisen, deren Längsachse schräg zur Strömungsrichtung (S) verläuft, und daß die wellenförmige Profilierung (7,8) an unprofilierte Ablaufzonen (9) anschließt, deren Rand in schlitzförmigen Ausnehmungen (10} Jer Kammertrennwände (6) ge- halten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentäler (7) und die Wellenberge (8) der wellentörmigen Profilierung im Bereich der Mitte der Abscheiderwände (2) pfeilförmig zusammenlaufen unc!· beidseitig an diese Profilierung (7, 8) Ablaufzonen (9) angeschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze:;hnei, daß die Kammertrennwände (6) über die Anströmabschnitte (3) bzw. die Ausströmabschnitte \4) d.r Abscheiderwände (2) vorstehen und ourch Vcrbundlcisten (10) vereinigt sind.

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