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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für
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Drallabscheidung aus einem Gasstrom, - mit zylindrischem Strömungskanalgehäuse,
umgebendem Abführungsgehäuse und Drallerzeugungsaggregat, wobei das Drallerzeugungsaggregat
gegen die Achsrichtung des Strömungskanalgehäuses schräggestellte, an einen zentralen
Einbaukörper angeschlossene Drallschaufeln besitzt und zumindest einige Drallschaufeln
an ihrem oberen Rand Abführungskanaäle aufweisen, die über Abführungsdurchbrüche
in den Ringraum münden, der zwischen Strömungskanalgehäuse und Abführungsgehäuse
gebildet ist, wobei ferner in Strömungsrichtung hinter dem Drallerzeugungsaggregat
im Strömungskanalgehäuse ebenfalls in den Ringraum mündende Abscheideschlitze angeordnet
sind.
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Die bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (DE-OS 28 18 510) haben
sich an sich bewährt. Je nach den Foirderungen, die bei speziellem Einsatz in bezug
auf zu behandelnden Gasmengenstrom, Grenztropfen, Abscheidegrad und Druckverlust
gestellt werden, ergeben sich jedoch verhältnismäßig große Längen und Durchmesser
für das Strömungskanalgehäuse und damit auch für das Drallerzeugungsaggregat. Diese
geometrischen Parameter werden im allgemeinen um so größer, je kleiner der Grenztropfen
ist, der in der Vorrichtung noch abgeschieden werden soll.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, anzugeben,
wie eine gattungsgemäße Vorrichtung weiterauszubilden ist, damit bei vorgegebenen
Gasmengenstrom, Grenztropfen und Abscheidegrad die Vorrichtung insgesamt wesentlich
kompakter gebaut werden kann und zwar ohne störende Erhöhung des Druckverlustes.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in Strömungsrichtung
vor dem Drallerzeugungsaggregat Agglomeratorbleche angeordnet sind, die aus einem
Anströmblech und einem daran unter Bildung eines Agglomerationswinkels angeschlossenen
Abströmblech bestehen. Das läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen, nämlich
einmal mit einem Agglomerator, der als linearer Strömungsgleichrichter ausgebildet
ist, zum anderen mit einem Agglomerator, der radiale Agglomeratorflügel aufweist.
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Die Ausführungsform mit linearem Strömungsgleichrichter ist dadurch
gekennzeichnet, daß dessen Agglomeratorbleche einen Abstand im Bereich D/x bis D/y
aufweisen, wobei D den Durchmesser des Drallabscheiders bedeutet, X = 10, y = 30.
Vorzugsweise wird man mit D/20 arbeiten.
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Die andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeratorbleche
als radiale Agglomeratorflügel ausgebildet sind, und daß der Anström-Teilflügel
der Agglomeratorflügel entgegen der Schrägstellung der Drallschaufeln, der Abström-Teilflügel
in Richtung der Schrägstellung der Drallschaufeln schräggestellt sind.
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Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen erfolgt an den Agglomeratorblechen
gleichsam eine Transformation der kleinen Tropfen zu dickeren Tropfen, die danach
ohne Schwierigkeiten abgeschieden werden.
Auf diese Weise ergibt
sich eine wesentlich kompaktere Bauweise der Vorrichtung. Die Auslegung der Parameter
Agglomerationswinkel, Breite der Anströmbleche sowie der Abströmbleche (und ggf.
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deren Länge) können nach den speziellen Einsatzfällen dimensioniert
werden und erlauben es im allgemeinen, ohne eine störende Erhöhung des Druckverlustes
die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen.
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Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten
der weiteren Ausbildung und gestaltung. Bei der Ausführungsform mit radialen Agglomeratoflügeln
kann man die Agglomeratorflügel mit Abstand von den Drallschaufeln in Strömungsrichtung
vor diesen anordnen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Agglomerationsflügel
unmittelbar vor den Drallschaufeln des Drallerzeugungsaggregates zu montieren. Gerade
bei dieser Ausführungsform können die Agglomeratorflügel an den gleichen zentralen
Einbaukörper angeschlossen sein, wie die Drallschaufeln. Sowohl bei dieser Ausführungsform
als auch bei der mit einem linearen Strömungsgleichrichter bildenden Agglomeratorblechen
kann man die Agglomeratorbleche unabhängig von den zentralen Einbau körpern für
die Drallschaufeln anordnen und innenseitig am Strömungskanalgehäuse befestigen.
Zu einer besonders kurzen Bauweise in Strömungsrichtung kommt man bei der Ausführungsform
mit radialen Agglomeratorflügeln, wenn diese mit ihrem Abström-Teilflügeln in die
Drallschaufeln übergehen. Die Anzahl der Agglomeratorflügel können mit der Anzahl
der Drallschaufeln übereinstimmen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, insoweit
mit unterschiedlichen Anzahlen zu arbeiten, insbes. eine größere Anzahl von Agglomeratorflügeln
vorzusehen, als Drallschaufeln angeordnet sind.
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Bei der Ausführungsform mit linearem Strömungsgleichrichter wird man
die Agglomeratorbleche in Durchmesserrichtung und parallel zur Durchmesserrichtung
des Strömungskanalgehäuses anordnen. Stets können an die Abströmbleche in Achsrichtung
der Vorrichtung verlaufende Verlängerungsteilstücke angeschlossen werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
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Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößerter
Darstellung einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 entsprechend
der Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1 und Fig. 4 entsprechend
der Fig. 1 eine nochmals andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Vorrichtung dient zur Drallabscheidung
von Flüssigkeitstropfen und/oder feinkörnigen Feststoffen aus einem Gasstrom. Zur
Vorrichtung gehören zunächst ein Strömungskanalgehäuse 1, ein Drallerzeugungsaggregat
2 mit Drallschaufeln 3 und ein das Strömungskanalgehäuse 1 unter Bildung eines Ringraums
4 umgebendes Abführungsgehäuse 5.
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Die Drallschaufeln 3 sind zwischen einem zentralen Einbaukörper 6
und dem Strömungskanalgehäuse 1 angeordnet. Das Strömungskanalgehäuse 2 besitzt
in Strömungsrichtung hinter dem Drallerzeugungsaggregat 2 im Bereich des Ringraumes
4 Abscheideschlitze 7. - Es versteht sich von selbst, daß der Ringraum 4 einen Ablauf
8 o. dgl.
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für abgeschiedene Flüssigkeit und/oder abgeschiedene feinkörnige Feststoffe
aufweist.
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An die Drallschaufeln 3 sind besondere Abführungskanäle 9 angeschlossen.
Das ist im Ausführungsbeispiel bei allen Drallschaufeln 3 der Fall. Die Abführungskanäle
9 erstrecken sich längs der Abströmkante 10 der einzelnen Drallschaufeln 3. Die
Abführungskanäle 9 besitzen anströmseitig einen längslaufenden Eintrittsschlitz
11.
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Sie münden über Abführungsdurchbrüche 12 in den Ringraum 4 ein.
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Die hiter dem Drallerzeugungsaggregat 2 angeordneten Abscheideschlitze
7 sind mit ihrer Erstreckung im wesentlichen quer zur Drallströmung angeordnet.
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Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1, 2 und 3 erkennt man
zunächst, daß die Abführungskanäle 9 einen runden oder rechteckigen Querschnitt
aufweisen können. Der Eintrittsschlitz 11 befindet sich stets zwischen einer Wandkante
13 der Abführungskanäle 9 und der Drallschaufel 3. Die Wandkante 13 funktioniert
so als Schälkante, weil sie die Ebene der zugeordneten Drallschaufel 3 anströmseitig
überragt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform sind die Abführungskanäle
9 in Richtung der Drallströmung und bezogen auf die Richtung der Drallströmung schräggestellt.
Sie können zur Vermeidung von Anströmverlusten auch tragflügelartig gekrümmt sein.
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Die Abscheideschlitze 7 besitzen etwa die gleiche Länge L wie die
Drallschaufeln 3 selbst in Strömungsrichtung breit sind, sie sind jedoch, wie schon
erläutert, schräggestellt und verlaufen insoweit mehr oder weniger orthogonal zur
Schrägstellung der Drallschaufeln 3.
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Das Strömungskanalgehäuse 1 besitzt im Ausführungsbeispiel einen umströmbaren
oberen Rand 14, der einen abgebogenen Kragen 15 aufweist. Die Abscheideschlitze
7 einerseits, die Abführungsdurchbrüche 12 andererseits sind so dimensioniert, daß
ein Teilstrom des strömenden Gases den oberen Rand 14 umströmt, wie es in der Figur
angedeutet ist.
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Es versteht sich von selbst, daß mehrere der Vorrichtungen übereinander
angeordnet werden können und daß der Vorrichtung auch ein weiteres Drallerzeugungsaggregat
2 des beschriebenen Aufbaues nachgeschaltet werden kann, beispielsweise so, daß
die durch das erste Drallerzeugungsaggregat 2 eingeprägte Drallkomponente im zweiten
wieder aufgehoben wird.
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Die Anzahl der Schlitze 7 kann gleich der Anzahl der Drallschaufeln
3sein. Diese können auch eine integrierte oder vorgeschaltete Einrichtung zur Benetzung
mit einer Wasckflüssigkeit aufweisen, und zwar insbes. dann, wenn es sich um die
Abscheidung fester Teilchen handelt.
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Im Ergebnis besitzt also das Drallerzeugungsaggregat 2 gegen die Achsrichtung
des Strömungskanalgehäuses 1 schräggestellte, an einen zentralen Einbaukörper 6
angeschlossene Drallschaufeln 3, wobei zumindest einige der Drallschaufeln 3 an
ihrem oberen Rand
Abführungskanäle 9 aufweisen. Diese münden über
Abführungsdurchbrüche 12 in den Ringraum 4, der zwischen Strömungskanalgehäuse 1
und Abführungsgehäuse 5 gebildet ist. Dort münden aber auch die schon erwähnten
Abscheideschlitze 7.
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In Strömungsrichtung vor dem Drallerzeugungsaggregat 2 sind Agglomeratorbleche
16, 17 angeordnet. Diese bestehen aus einem Anströmblech 16 und einem daran unter
Bildung eines Agglomerationswinkels a angeschlossenen Abströmblechs 17.
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In der Ausführungsform nach den Fig.. 1 bis 3, sind die Agglomeratorbleche
als radiale Agglomeratorf#el 16, 17 ausgeführt. Der Anström-Teilflügel 16 der Agglomeratorflügel
16, 17 ist entgegen der Schrägstellung der Drallschaufeln 3 schräggestellt. Der
Abström-Teilflügel 17 ist jedoch in gleicher Richtung schräggestellt wie die Drallschaufeln
3. Der Agglomerationswinkel a ist ebenso wählbar wie die Breite B, B' von Anströmteilflügel
16 und Abström-Teilflügel 17. Im allgemeinen ist der Anström-Teilflügel 16 sehr
viel breiter als der Abström-Teilflügel 17. Jedenfalls läßt sich die erfindungsgemäße
Vorrichtung durch Wahl dieser Parameter den unterschiedlichsten Einsatzfällen anpassen.
Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist der Agglomeratorflügel 16, 17 mit Abstand
von den Drallschaufeln 3 in Strömungsrichtung vor diesen angeordnet. Bei der Ausführungsform
nach den Fig. 1 und 2 ist die Anordnung im Gegensatz dazu so getroffen, daß die
Agglomeratorflügel 16, 17 unmittelbar vor den Drallschaufeln 3 angeordnet sind,
wobei die Abström-Teilflügel 17 der Agglomeratorflügel 16, 17 in die Drallschaufeln
3 übergehen. Gleichzeitig zeigt die Fig. 3, daß lediglich die Drallschaufeln 3 an
den zentralen Einbaukörper 6 angeschlossen sind, während die Agglomeratorflügel
16, 17 innenseitig an dem Strömungskanalgehäuse 1 befestigt sind. Demgegenüber werden
bei
der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 die Drallschaufeln 3 einerseits und die
Agglomeratorflügel 16, 17 andererseits von dem gleichen zentralen Einbaukörper 6
getragen. Im Ausführungsbeispiel stimmt aus zeichentechnischen Gründen die Anzahl
der Agglomeratorflügel 16, 17 mit der Anzahl der Drallschaufeln 3 überein, was jedoch
nicht beschränkend ist.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bilden die Agglomeratorbleche 16,
17 einen linearen Strömungsgleichrichter. Sie stehen in der Fig. 4 senkrecht auf
der Zeichenebene, verlaufen also in Durchmesserrichtung und parallel dazu. In allen
Fällen können an die Abströmbleche 17 in Achsrichtung der Vorrichtung verlaufende
Verlängerungsteilstücke 18 angeschlossen sein.