DE2934589A1

DE2934589A1 - Zyklonabscheider

Info

Publication number: DE2934589A1
Application number: DE19792934589
Authority: DE
Inventors: Kazuo Ido; Katzuji Sakai; Yoichiro Sato; Yukio Sogo; Kozo Taneda
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1979-08-27
Publication date: 1980-03-06
Also published as: FR2434651A1; FR2434651B1; DK354679A; DE2934589C2; US4278452A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus mit dem teilchenförmigen Material beladener Luft oder Gasen.

Herkömmliche Zyklonabscheider weisen im allgemeinen einen Abscheideturm auf, in den das mit dem teilchenförmigen Material beladene Gas vom oberen Teil aus tangential nach unten derart eingeführt wird, dass sich eine spiralförmig verlaufende Strömung nach unten im wesentlichen längs der Innenwandfläche des Abscheideturmes ergibt. Die spiralförmige Gasströmung wird in ihrer Strömungsrxchtung in der Nähe des Bodens des Abscheideturmes umgelenkt und dazu gebracht, spiralförmig im wesentlichen entlang des vertikalen mittleren Teiles nach oben zu strömen. Im Verlauf der spiralförmigen Abwärtsbewegung des Gases werden die Feststoffteilchen aus dem spiralförmigen Gasstrom unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft abgeschieden und am Bodenteil des Turmes gesammelt, bis sie abgeführt werden. Der spiralförmige Gasstrom nach oben längs des vertikalen mittleren Teiles des Abscheideturmes enthält daher weniger Feststoffteilchen. Der Abscheideturm ist daher an seinem oberen Teil mit einem Auslassrohr versehen, das im wesentlichen koaxial zu dem Turm angeordnet ist, damit nur der spiralförmige Gasstrom nach oben aus dem Turm herausströmen kann. Das Auslassrohr verläuft im allgemeinen vom oberen Ende des Abscheideturmes über eine gegebene Strecke nach unten, um zu verhindern, dass der mit dem teilchenförmigen Material beladene ankommende Gasstrom in das Auslassrohr eintritt.

Bei herkömmlichen Zyklonabscheidern, wie sie oben beschrieben wurden, können jedoch feine Teilchen nicht vollständig im Verlauf der spiralförmigen Abwärtsbewegung des Gasstromes

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abgeschieden werden, so dass das durch das Auslassrohr abgeführte Gas unvermeidlich teilchenförmiges Material in gewissem Ausmass enthält. Der Grund dafür besteht darin, dass es einerseits schwierig ist, extrem kleine Teilchen nur mit Hilfe der Zentrifugalkraft vollständig abzutrennen und sich andererseits eine Grenzschicht längs der Aussenflache des Auslassrohres bildet, wodurch die Geschwindigkeit der Gasströmung nach unten in der unmittelbaren Nähe des Auslassrohres beträchtlich herabgesetzt wird. Die Teilchen in der Nähe der Aussenfläche des Auslassrohres werden somit nicht durch die spiralförmige Strömung des eintretenden Gases nach unten mitgerissen, sondern können abseits von der spiralförmigen Strömung nach unten herunterfallen, woraufhin sie durch die spiralförmige Strömung nach oben in das Auslassrohr geblasen werden, wodurch der Teilchengehalt des abgeführten Gases in unerwünschter Weise erhöht wird.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wird in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 49-98254, entsprechend der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Sho 51-25272 und der US-Patentanmeldung 605 005 ein Zyklonabscheider beschrieben, bei dem ein Auslassrohr aus ainer Vielzahl von koaxialen Auslassrohrelementen besteht und eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine spiralförmige Abwärtsströmung im Ringraum zwischen jedem Paar von benachbarten Auslassrohrelementen erzeugt. Das in das Auslassrohr eintretende Gas enthält feine Feststoffteilchen, die zentrifugal nicht im Verlauf der spiralförmigen Abwärtsbewegung des mit teilchenförmigem Material beladanen Gases abgeschieden werden konnten_; und die Teilchenkonzentration im Auslaßrohr ist im Eereich entlang der Innenfläche des Auslassrohres am grössten, während sie zum mittleren Teil des Auslassrohres hin abnimmt. Die spiral-

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förmige Abwärtsströmung durch den Zwischenraum zwischen jeweils zwei benachbarten Auslassrohrelementen dient somit dazu, den äussersten Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes nach unten zu blasen, der einen beträchtlichen Teil der im Aufwärtsgasstrom enthaltenen feinen Teilchen enthält, um sie zum Abscheideturm zurückzuführen. Das hat zur Folge, dass nur der mittlere Teil des spiralförmigen Aufwärtsgasstromes, der eine kleinere Teilchenkonzentration als die mittlere Teilchenkonzentration des gesamten spiralförmigen Aufwärtsgasstromes aufweist, durch das Auslassrohr abgeführt wird, wodurch der Abscheidewirkungsgrad erhöht wird.

Diese bereits vorgeschlagene Anordnung ist insofern erfolgreich, als sich ein verbesserter Teilchenabscheidewirkungsgrad ergibt. Sie hat jedoch den Nachteil/ dass es schwierig ist, nur den äussersten Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes nach unten zu blasen, ohne den spiralförmigen Aufwärtsgasstrom zu stören. Wenn jedoch der spiralförmige Aufwärtsgasstrom gestört wird, wird eine beträchtliche Menge feiner Teilchen im äussersten Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes unvermeidlich in den mittleren Teil des Aufwärtsstromes gezogen, der durch das Auslassrohr abgeführt wird, so dass ein zufriedenstellender Teilchenabscheidewirkungsgrad nicht erzielt werden kann. Selbst ohne eine Störung des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes ist es unmöglich, vollständig zu vermeiden, dass ein gewisser Teil des äussersten Teils des spiralförmigen Aufwärtsstromes, der durch den nach unten führenden Strom zwischen jeweils zwei benachbarten Auslassrohrelementen nach unten geblasen wird, durch den mittleren Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes wieder mitgerissen wird, bevor er aus dem Auslassrohr nach unten geblasen wird. Durch diese Schwierigkeiten ist daher der Abscheidewirkungsgrad begrenzt.

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Ziel der Erfindung ist daher ein Zyklonabscheider mit einem weiter verbesserten Teilchenabscheidewirkungsgrad.

Erfindungsgemäss wird das durch einen Zyklonabscheider erreicht, bei dem eine Auslassrohreinrichtung vorgesehen ist, die von wenigstens zwei koaxialen Auslassrohren gebildet wird, die im oberen mittleren Teil einer Abscheidekammer nach unten und radial im Abstand voneinander derart verlaufen, dass sich dazwischen ein ringförmiger Durchlass ergibt. Das innere Auslassrohr steht mit einer Auslasskammer in Verbindung. Der ringförmige Durchlass zwischen dem inneren und dem äusseren Auslassrohr ist über eine Ansaug- oder Strahlpumpeinrichtung mit Mündungseinrichtungen verbunden, die um die Auslassrohreinrichtung herum vorgesehen sind.

Während des Abscheidevorganges im Zyklonabscheider wird der äusserste Teil des spiralförmigen Aufwärtsgasstromes, der in die Auslassrohreinrichtung eingetreten ist, in den Durchlass zwischen den Auslassrohren eingesaugt und anschliessend durch die Mündungseinrichtungen in eine Abscheidekammer rückgeführt. Da der äusserste Teil des spiralförmigen Aufwärtsgasstromes angesaugt wird, kann der äusserste Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes, der einen beträchtlichen Teil der Feststoffteilchen im spiralförmigen Aufwärtsgasstrom in der Auslassrohreinrichtung enthält, vollständig vom mittleren Teil des Aufwärtsstromes mit einer geringeren Teilchenmenge getrennt werden, ohne den spiralförmigen Aufwärtsstrom zu stören. Anschliessend kann der äussere Teil des Gasaufwärtsstromes durch die Mündungseinrichtungen in die Abscheidekammer für eine weitere Abscheidung" rückgeführt werden, während die Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung gestört wird, um die Ausbildung einer Grenzschicht an der Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung zu verhindern. Das eintretende Gas mit hoher Teilchenkonzentration, das in der

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Grenzschicht nach unten fällt, wird daher davor bewahrt, in beträchtlichem Ausmass durch die spiralförmige Aufwärtsströmung am Einlass der Auslassrohreinrichtung mitgerissen zu werden, ohne dem Abscheideeffekt der spiralförmigen Abwärtsströmung unterworfen zu werden. Weiterhin wird nur der mittlere Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes in der Auslasseinrichtung, der eine geringere Teilchenmenge enthält, vollständig abgetrennt und über das innere Auslassrohr und die Auslasskammer abgeführt, ohne dass die im äussersten Teil des Aufwärtsgasstromes enthaltenen Teilchen mitgezogen werden. Dementsprechend kann verglichen mit der Anordnung bei den oben erwähnten Anwendungsformen ein höherer Abscheidewirkungsgrad erhalten werden.

Durch die Erfindung wird insbesondere ein Zyklonabscheider geliefert, der einen Abscheideturm,der im inneren eine Abscheidekammer begrenzt, und eine Einlasseinrichtung aufweist, um mit teilchenförmigen! Material beladenes Gas in die Abscheidekammer vom oberen Teil aus derart einzuführen, dass das eingeführte Gas eine spiralförmige Abwärtsströmung entlang einer Innenwandfläche des Abscheideturmes bildet und anschliessend in seiner Strömungsrichtung umgelenkt wird, so dass es eine spiralförmige Aufwärtsströmung im wesentlichen entlang des mittleren Teiles bildet. Der Zyklonabscheider weist weiterhin eine Auslassrohreinrichtung auf, die so angeordnet ist, dass sie im oberen mittleren Teil des Abscheideturmes nach unten verläuft,und die von wenigstens zwei koaxialen Auslassrohren gebildet wird, von denen eines im anderen Auslassrohr radial im Abstand vom anderen Auslassrohr verläuft, so dass dazwischen ein ringförmiger Durchlass gebildet ist. Um das äussere Auslassrohr herum 1st gleichfalls eine Beschleunigungsluft liefernde Düseneinrichtung vorgesehen, um Beschleunigungsluft entlang der Aussenfläche des äusseren Auslassrohres in der Richtung des spiral-

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förmigen Abwärtsstromes auszugeben. Der ringförmige Durchlass zwischen den Auslassrohren steht mit der Düseneinrichtung in Verbindung, deren Verbindungsmündung in eine derartige Richtung ausgerichtet ist, dass dann, wenn die Beschleunigungsluft durch die Düseneinrichtung ausgestossen wird, eine Saugkraft an der Verbindungsmündung durch den sog. Saugeffekt oder durch einen Strahlpumpeffekt erzeugt wird, der durch den Beschleunigungsluftstrom hervorgerufen wird, der vor der Verbindungsmündung entlangströmt.

Bei einem derartigen Aufbau wirkt der Beschleunigungsluftstrom, der von der Düseneinrichtung entlang der Aussenflache des äusseren Auslassrohres ausgegeben wird, nicht nur in der Weise, dass er den spiralförmigen Abwärtsstrom des mit teilchenförmigen! Material beladenen Gases in der Abscheidekammer beschleunigt, um die Zentrifugalkraft in dem spiralförmigen Strom zu erhöhen, sondern dass er auch die Aussenflache des äusseren Auslassrohres stört, um eine Ausbildung einer Grenzschicht vollständig zu verhindern. Die im ringförmigen Durchlass zwischen dem inneren und dem äusseren Auslassrohr erzeugte Saugkraft wirkt ohne eine Störung des spiralförmigen Aufwärtsgasstromes derart, dass sie nur den äussersten Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes in der Auslassrohreinrichtung ansaugt und abtrennt, der eine Teilchenkonzentration hat, die erheblich grosser als die des mittleren Teils des Aufwärtsstromes ist, um den äusseren Teil des Stromes durch den ringförmigen Durchlass und die Düseneinrichtung für die Beschleunigungsluft in die Abscheidekammer zurückzuführen. Es wird daher nur der mittlere Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes, der eine relativ kleine Teilchenkonzentration hat, abgeführt, ohne den äussersten Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes mitzuziehen. Das hat zur Folge, dass der Teilchenabscheidewirkungsgrad erhöht ist.

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Statt der die Beschleunigungsluft liefernden Düseneinrichtung kann erfindungsgexnäss eine Ansaugmündungseinrichtung um die Aussenfläche des äusseren Auslassrohres vorgesehen und in eine derartige Richtung ausgerichtet sein, dass dann, wenn das ankommende Gas spiralförmig vor der Mündungseinrichtung nach unten strömt, eine Saugkraft an der Mündungseinrichtung durch den sog. Ansaugeffekt oder Strahlpumpeffekt erzeugt wird. Der ringförmige Durchlass zwischen dem inneren und dem äusseren Auslassrohr steht mit der Mündungseinrichtung in Verbindung.

Bei einer derartigen Anordnung erlaubt die im ringförmigen Durchlass wirkende Saugkraft, dass der äusserste Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes in der Auslassrohreinrichtung angesaugt und durch den Durchlass zwischen den Auslassrohren und die Mündungseinrichtung zur Abscheidekammer rückgeführt wird. Das von der Mündungseinrichtung abgeführte Gas wird darüberhinaus entlang der Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung geführt, um die Aussenfläche zu stören und eine Ausbildung einer Grenzschicht zu verhindern.

Auf der mittleren Achse der Auslassrohreinrichtung kann in der Nähe der Einlassmündung oder der unteren Mündung der Auslassrohreinrichtung weiterhin ein Ausdehnungselement angeordnet sein, um den Radius des spiralförmigen Aufwärtsstromes zu vergrössern. Dieses Ausdehnungselement bewirkt, dass der periphere Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes wiederum durch den spiralförmigen Abwärtsstrom mitgerissen wird, ohne dass er in die Auslassrohreinrichtung eintreten kann. Das Ausdehnungselement bewirkt gleichfalls, dass der Eintritt des äussersten Teiles des spiralförmig nach oben strömenden Gases in der Auslassrohreinrichtung in den Durchlass zwischen dem inneren und dem äusseren Auslassrohr erleichtert wird. Vorzugsweise besteht das Ausdehnungselement

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aus einem Kreiszylinder mit einem konischen Teil an den gegenüberliegenden Enden.

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einem Zyklonabscheider zum Abscheiden von Feststoffteilchen von einem mit dem teilchenförmigen Material beladenen Gas mit einer Auslassrohreinrichtung, die zwei koaxiale Auslassrohre aufweist, die radial im Abstand voneinander verlaufen, so dass ein ringförmiger Durchlass dazwischen gebildet ist. Der Auslass steht über eine Ansaug- oder Strahlpumpeinrichtung mit Mündungen in Verbindungen, die um die Auslassrohreinrichtung herum angeordnet sind. Der äusserste Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes in der Auslassrohreinrichtung, der einen beträchtlichen Teil der im Gasaufwärtsstrom in der Auslassrohreinrichtung enthaltenen Teilchen mitführt, wird in den Durchlass zwischen den Auslassrohren eingesaugt, ohne den Aufwärtsstrom zu stören, und durch die Mündungen um die Auslassrohreinrichtung in eine Abscheidekammer rückgeführt und ausgegeben, um die Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung zu stören und dadurch die Ausbildung einer Grenzschicht auf der Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung zu verhindern. Das innere Rohrder Auslassrohreinrichtung steht mit einer Auslasskammer in Verbindung, so dass nur der mittlere Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes, der weniger Teilchen enthält, abgeführt wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er. läutert:

Fig. 1 zeigt eine VertikalSchnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Zyklonabscheiders.

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Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie

II-II in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie III-III in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine Vertikalschnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Zyklonabscheiders.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie V-V in Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie VI-VI in Fig. 4.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie VII-VII in Fig. 4.

Fig. 8 zeigt in einer vertikalen TeilSchnittansicht

ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Auslassrohreinrichtung des in Fig. 4 dargestellten Zyklonabscheiders.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Zyklonabscheiders dargestellt, der einen Abscheideturm 1 aufweist, der eine im wesentlichen umgekehrte Kegelstumpfform mit einem zylindrischen Oberteil 2 und einem konischen Unterteil 3 hat und im Inneren eine Abscheidekammer begrenzt. Das untere Ende des Abscheideturmes 1 steht mit einer Teilchensammelkammer 4 in Verbindung. Am oberen Ende des Abscheideturmes 1 ist eine Einlasskammer 5 vorgesehen, die einen Einlasskanal 6 aufweist, der tangential zur Einlasskammer 5 vorgesehen ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Es ist gleichfalls ein zylindrisches Auslassrohr 7 vorgesehen, das vertikal

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nach unten durch den mittleren Teil der Einlasskamraer 5 bis in die Nähe des unteren Endes des zylindrischen Teiles 2 des Abscheideturmes 1 verläuft.

Wie es allgemein bei Zyklonabscheidern bekannt ist, wird mit teilchenförmigem Material beladenes Gas vom Einlasskanal 6 tangential in die Einlasskammer 5 eingeleitet und anschliessend spiralförmig nach unten entlang der Innenwandfläche des Abscheideturmes 1 geführt, um einen spiralförmigen Gasabwärtsstrom zu bilden, der durch Pfeile 8 in Fig. 1 dargestellt ist. Am unteren Teil des Abscheideturmes 1 wird der Gasstrom nach oben umgelenkt, um einen spiralförmigen Aufwärtsstrom entlang des mittleren Teiles des Abscheideturmes 1 zu bilden. Am oberen Teil des Abscheideturmes 1 wird der spiralförmige Aufwärtsstrom in das Auslassrohr 7 eingeführt. Während dieses Vorganges werden die Feststoffteilchen im Gas vom Gas unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft des spiralförmigen Gasstromes abgeschieden und fallen die Feststoffteilchen entlang der Innenwandfläche des Abscheidetürmes 1 nach unten, um durch die Teilchen— sammelkammer 4 gesammelt zu werden.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau ist erfindungsgemäss eine Beschleunigungsluft liefernde Düseneinrichtung 9 an der Aussenflache des Auslassrohres 7 vorgesehen. Die Düseneinrichtung 9 weist ein kreiszylindrisches Element 12 auf, das so vorgesehen ist, dass es koaxial das Auslassrohr 7 umgibt. Das zylindrische Element 12 weist einen verbreiterten oberen Teil 10 und einen schmaleren unteren Teil 11 auf. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist der untere Teil 11 mit einer Vielzahl von vertikalen Schlitzen versehen, die in gleichen Abständen in Umfangsrichtung geschnitten sind, um Düsenmündungen 9a auszubilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Düsenmündungen 9a vorgesehen. Der Zwischenraum zwischen dem Auslassrohr 7 und dem verbreiterten oberen Teil 10 des zylindrischen Elementes 12 steht an seinem

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oberen Teil über Leitungen 13 und 14 mit einem Gebläse 15 in Verbindung, so dass die Düsenmündungen 9a Beschleunigungsluft einblasen können.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Düsenmündungen 9a so ausgerichtet, dass sie die Beschleunigungsluft in der Drehrichtung des spiralförmigen Stromes des mit teilchenförmigen! Material beladenen Gases einblasen, der vom Einlasskanal 6 ausgegeben wird. Vorzugsweise sind die Düsenmündungen 9a schräg nach unten ausgerichtet, um die Beschleunigungsluft' in der Richtung des spiralförmigen Gasabwärtsstromes einzublasen.

Erfindungsgemäss ist weiterhin ein Hilfsauslassrohr 16 mit einem inneren Rohrteil 16a vorgesehen, das koaxial im Auslassrohr 7 radial in Abstand vom Auslassrohr 7 angeordnet ist, so dass dazwischen in ringförmiger Durchlass gebildet ist. Das Hilfsauslassrohr 16 steht an seinem oberen Teil mit einer Auslasskammer 17 in Verbindung und der innere Rohrteil 16a endet mit seinem unteren Ende an einer Stelle oberhalb vom unteren Ende des Auslassrohres 7. Die Auslassrohre 7 und 16 bilden eine Auslassrohreinrichtung. Der obere Teil des Hilfsauslassrohres 16 ist über das obere Ende des Auslassrohres 7 nach aussen gebogen und anschliessend nach unten gebogen, so dass er einen verbreiterten gebogenen zylindrischen Teil 16b aufweist, der im Zwischenraum zwischen dem äusseren Auslassrohr 7 und dem verbreiterten oberen Teil 10 des kreiszylindrischen Elementes 12 nach unten verläuft, so dass der ringförmige Durchlass zwischen dem inneren Rohrteil 16a und dem äusseren Auslassrohr 7 mit der Düseneinrichtung 9 in Verbindung steht. Eine Verbindungsmündung 16c, die durch das untere Ende des umgebogenen Teils 16b begrenzt wird, ist so ausgerichtet, dass dann, wenn die Beschleunigungsluft durch die Düseneinrichtung eingeblasen wird, eine Saugkraft an der Verbindungsmündung 16c durch den

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sog. Ansaugeffekt oder Strahlpumpeffekt erzeugt wird, der durch die Strömung der Beschleunigungsluft in der Düsen— einrichtung hervorgerufen wird, um einen nach oben gerichteten Ansaugstrom im ringförmigen Durchlass zwischen dem äusseren Auslassrohr 7 und dem inneren Rohrteil 16a des Hilfsauslassrohres 16 zu erzeugen.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird die vom Gebläse gelieferte Druckluft von den Mündungen 9a der Düseneinrichtung 9 längs der Aussenfläche des äusseren Auslassrohres 7 ausgegeben. Die ausgegebene Luft von den Düsenmündungen 9a bewirkt eine Beschleunigung des spiralförmigen Abwärtsströmes des mit teilchenförmigem Material beladenen Gases vom Einlasskanal 6, um den Zentrifugalabscheideeffekt des spiralförmigen Gasabwärtsstromes zu erhöhen und gleichzeitig die Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung so zu stören, dass eine Ausbildung einer Grenzschicht vollständig vermieden wird,die sonst sich an der Aussenfläche des Auslassrohres bilden könnte. Da somit die Menge an Feststoffteilchen, die entlang der Aussenfläche des Auslassrohres aufgrund einer Grenzschicht herabfallen, stark verringert ist, können nicht nur im wesentlichen alle im ankommenden Gas enthaltenen Teilchen durch den spiralförmigen Gasabwärtsstrom mitgerissen werden, sondern wird auch das ankommende Gas mit hoher Teilchenkonzentration, das in der Grenzschicht nach unten fällt, daran gehindert, im wesentlichen durch den spiralförmigen Gasaufwärtsstrom am Einlass der Auslassrohreinrichtung mitgerissen zu werden, ohne dem Abscheideeffekt des spiralförmigen Abwärtsstromes unterworfen zu werden, wodurch der Abscheideeffekt des spiralförmigen Stromes bis zum maximalen Grenzwert erhöht wird.

Der äusserste Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes in der Auslassrohreinrichtung, der eine relativ hohe Teilchenkonzentration aufgrund deSiEinflusses der Zentrifugalkraft, hat.

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wird weiterhin in den ringförmigen Durchlass zwischen den Auslassrohren 7 und 16a eingesaugt, ohne den spiralförmigen Aufwärtsstrom zu stören, und anschliessend durch den nach oben gerichteten Ansaugstrom in den ringförmigen Durchlass eingezogen, um durch die Düseneinrichtung 9 in die Einlasskammer 5 für eine weitere Abscheidung der Teilchen rückgeführt zu werden. Es wird daher nur der eine geringe Teilchenmenge aufweisende mittlere Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes, der in die Auslassrohreinrichtung eingetreten ist, durch den inneren Auslassrohrteil 16a abgeführt, ohne dass der äussere Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes in der Auslassrohreinrichtung mitgezogen wird.

Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, dass der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Zyklonabscheider einen höheren Abscheidewirkungsgrad liefert, als er mit herkömmlichen Einrichtungen erzielbar ist, wie sie oben beschrieben wurden.

In den Fig. 4 bi_s η ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Zyklonabscheiders dargestellt. Gleiche Teile der Zyklonabscheider in den Fig. 4 bis 7 und 1 bis 3 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind keine Einrichtungen vorgesehen, die der die Beschleunigungsluft liefernden Düseneinrichtung 9, den zugehörigen Leitungen 13 und 14 oder dem Gebläse 15 in Fig. 1 entsprechen würden. Stattdessen weist das Hilfsauslassrohr 16 einen verkleinerten zylindrischen Teil 16d auf, der von dem vergrösserten umgebogenen Teil 16b entlang der Aussenflache des Auslassrohres 7 verläuft. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, weist der verkleinerte zylindrische Teil 16d eine Vielzahl vertikaler Schlitze 20 auf, die in gleichen Abständen am Aussenumfang des Teiles 16d ausgebildet sind. Es sind beispielsweise vier Schlitze vorgesehen. Diese

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Schlitze 20 sind so ausgerichtet, dass dann, wenn das mit teilchenförmigen! Material beladene ankommende Gas spiralförmig vor den Schlitzen 20 nach unten strömt, eine Saugkraft an den Schlitzen durch den sog. Saug- oder Strahlpumpeffekt erzeugt wird, um einen nach oben gerichteten Ansaugstrom im Ringzwischenraum zwischen dem Auslassrohr 7 und dem inneren Rohrteil 16a des Hilfsauslassrohres 16 zu bilden. Die Schlitze 20 sind beispielsweise so ausgerichtet, dass sie in der Richtung der Rotation des spiralförmigen Abwärtsstromes in der Einlasskammer 5 münden. Vorzugsweise sind die Schlitze 20 schräg nach_.unten gerichtet, so dass sie in derselben Richtung wie der spiralförmige Abwärtsstrom des Gases münden. Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass die Schlitze 20 als Ansaugmündungseinrichtung bezeichnet werden können, da sie die Wirkung haben, dass eine Ansaugkraft im ringförmigen Durchlass zwischen dem Auslassrohr 7 und dem Hilfsauslassrohr 16 erzeugt wird.

Wie es weiterhin in Fig. 4 dargestellt ist, befindet sich ein Ausdehnungselement 21 auf der Achse der Auslassrohreinrichtung in der Nähe des Einlassteiles oder des unteren Teiles der Auslassrohreinrichtung, um den Radius des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes zu vergrössern. Das Ausdehnungselement 21 besteht vorzugsweise aus einem Kreiszylinder mit einem konischen Teil an den gegenüberliegenden Enden.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung mit teilchenförmigen! Material beladene Luft vom Einlasskanal 6 durch die Einlasskammer eingeführt wird und vor den Schlitzen 20 in Form eines spiralförmigen Abwärtsstromes entlangströmt, wird eine Saugkraft durch den Saugeffekt oder den Strahlpumpeffekt an den Schlitzen 20 und somit im ringförmigen Durchlass zwischen dem Auslassrohr 7 und dem Hilfsauslassrohr 16 erzeugt. Die Saugkraft hat die Wirkung , dass der äusserste Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes, der in die Aus-

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lassrohreinrichtung eingetreten ist, angesaugt und durch den ringförmigen Durchlass zwischen den Auslassrohren 7 und 16 und durch die Schlitze 20 zur Einlasskanuner 5 angesaugt und rückgeführt werden kann, ohne den spiralförmigen Gasaufwärtsstrom in der Auslassrohreinrichtung zu stören. Das hat zur Folge, dass nur der mittlere Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes, der weniger Teilchen enthält, durch die Auslasskammer 17 abgeführt wird und der äusserste Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes in der Auslassrohreinrichtung, der einen wesentlichen Teil der Teilchen im spiralförmigen Aufwärtsstrom in der Auslassrohreinrichtung enthält, für eine weitere Abscheidung zur Einlasskammer rückgeführt wird. Das durch die Schlitze 20 rückgeführte Gas wird darüberhinaus entlang der Aussenflache der Auslassrohreinrichtung geführt, um die Aussenflache zu stören und dadurch die Ausbildung einer Grenzschicht zu verhindern.

Das Ausdehungselement 21 bewirkt weiterhin, dass der Radius des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes vor der Einlassmündung der Auslassrohreinrichtung vergrössert wird, um dadurch zu bewirken, dass der äussere Teil des Aufwärtsstromes wieder durch den spiralförmigen Abwärtsstrom mitgerissen wird, ohne dass er in die Auslassrohreinrichtung eintreten kann. Der äusserste Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes mit einer relativ hohen Teilchenkonzentration wird daher zum spiralförmigen Abwärtsstrom rückgeführt und vom spiralförmigen Abwärtsstrom mitgerissen, bevor er in die Auslassrohreinrichtung eintritt. Das Ausdehnungselement 21 bewirkt auch eine Erleichterung des Eintritts des äussersten Teils des spiralförmigen Aufwärsstromes in der Auslassrohreinrichtung in den ringförmigen Durchlass zwischen den Auslassrohren 7 und 16.

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Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass bei dem in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Zyklonabscheider aufgrund der Tatsache, dass die Ausbildung einer Grenzschicht verhindert wird und der äusserste Teil des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes mit relativ hoher Teilchenkonzentration zweimal abgeschieden wird und zum Abscheideturm zurückgeführt wird, so dass nur der mittlere Teil mit einer extrem niedrigen Teilchenkonzentration des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes abgeführt wird, der Abscheidewirkungsgrad stark erhöht ist. Das heisst mit anderen Worten, dass ein ähnlicher Effekt wie bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Zyklonabscheider mit einem einfacheren Aufbau erhalten werden kann.

Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, kann bei dem in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel die Auslassrohreinrichtung ein zweites Hilfsauslassrohr 16e aufweisen, das zwischen dem Auslassrohr 7 und dem inneren Rohrteil 16a des ersten Hilfsauslassrohres 16 vorgesehen ist. Das kann auch für den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Zyklonabscheider der Fall sein. Das Ausdehungselement 21 kann weiterhin auch bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Zyklonabscheider angeordnet werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GR1JNECKER DiPL -1NG H. KINKELDEY DR-ING W. STOCKMAIR DRING AeE(CAL-TECHt K. SCHUMANN Oft RER NAT DtPL-PHVS P. H. JAKOB O<P\--ING G. BEZOLD CH R£R WOH CH6M 8 MÜNCHEN MAXIMIUANSTRASSE -»3 27- Aug. 1979 P 14 199 SNOW BRAIiD MILE PRODUCTS CO. , LTD. No. 36-108, 6-chome, Naebo-cho, Higashi-ku, Sapporo-siii, Hokkaido, Japan Zyklonabscheider PATENTANSPRÜCHE

1. Zyklonabscheider mit einem Abscheideturm, der in seinem Inneren eine Abscheidekammer begrenzt, mit einer Einlasseinrichtung zum Einführen von mit teilchenförmigem Material beladenen Gas in die Abscheidekammer an ihrem oberen Teil derart, dass das eingeleitete Gas einen spiralförmigen Abwärtsstrom entlang einer Innenwandfläche des Abscheideturmes bildet und anschliessend in seiner Strömungsrxchtung umgelenkt wird, so dass es einen spiralförmigen Aufwärtsstrom im wesentlichen entlang des mittleren Teiles des Abscheideturmes bildet, und mit einer Auslassrohreinrichtung, die im oberen Teil der Ab-

TELEFON (CJ8ö)

MON*RAT

scheidekammer angeordnet ist, damit der spiralförmige Gasaufwärtsstrom hindurchgehen kann, dadurch gekennzeichnet , dass die Auslassrohreinrichtung wenigstens zwei koaxiale Auslassrohre (7, 16) aufweist, die radial im Abstand voneinander so angeordnet sind, dass dazwischen ein ringförmiger Durchlass gebildet ist,und dass eine Mündungseinrichtung um die Auslassrohreinrichtung vorgesehen ist, wobei der ringförmige Durchlass über eine Ansaugeinrichtung mit der Mündungseinrichtung derart in Verbindung steht, dass der äusserste Teil des spiralförmigen Aufwärtsstromes, der in die Auslassrohreinrichtung eintritt, in den ringförmigen Durchlass eingesaugt und durch die Mündungseinrichtung zur Abscheidekammer rückgeführt wird, während die Äussenflache der Auslassrohreinrichtung gestört wird.

2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Mündungseinrichtung eine Beschleunigungsluft liefernde Einrichtung (9) ist, die um die Auslassrohreinrichtung herum angeordnet ist, um Beschleunigungsluft entlang der Aussenfläche der Auslassrohreinrichtung in Richtung der spiralförmigen Gasabwärtsströmung auszugeben.

3. Zyklonabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Saugeinrichtung eine Verbindungsmündungseinrichtung (16c) zum Verbinden des Durchlasses zwischen den Auslassrohren (7, 16) mit der die Beschleunigungsluft liefernden Einrichtung (9) ist, so dass dann, wenn die Beschleunigungsluft durch die die Beschleunigungsluft lieferende Einrichtung (9) eingeblasen wird, eine Saugkraft an der Verbindungsmündungseinrichtung (16c) durch den Ansaugeffekt erzeugt wird.

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4. Zyklonabscheider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass die die Beschleunigungsluft liefernde Einrichtung (9) eine Vielzahl von Düsenmündungen aufweist, die in gleichen Abständen am Aussenumfang der Auslassrohreinrichtung vorgesehen und in Drehrichtung des spiralförmigen Gasabwärtsstromes ausgerichtet sind.

5. Zyklonabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass ein Ausdehnungselement (21) auf der mittleren Achse der Auslassrohreinrichtung in der Nähe der Auslassrohreinrichtung vorgesehen ist, um den Radius des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes zu vergrössern.

6. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Ansaugeinrichtung eine Ansaugmündungseinrichtung (20) ist, die um die Aussenflache der Auslassrohreinrichtung herum vorgesehen und so ausgerichtet ist, dass dann, wenn das eingeführte,mit teilchenförmigem Material beladene Gas spiralförmig vor der Ansaugmündungseinrichtung (20) entlangströmt, eine Saugkraft an der Ansaugmündungseinrichtung (20) über einen Ansaugeffekt erzeugt wird.

7. Zyklonabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Ansaugmündungseinrichtung

(20) eine Vielzahl von Mündungen aufweist, die in gleichen Abständen am Aussenumfang der Auslassrohreinrichtung vorgesehen und in Drehrichtung des spiralförmigen Gasabwärtsstromes ausgerichtet sind.

8. Zyklonabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass ein Ausdehnungselement (21) auf der mittleren Achse der Auslassrohreinrichtung in der Nähe der Auslassrohreinrichtung vorgesehen ist, um den Radius des spiralförmigen Gasaufwärtsstromes zu vergrössern.

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