DE3203498A1

DE3203498A1 - Wirbelkammerfilter zum ausscheiden von feststoffen aus einem gasstrom

Info

Publication number: DE3203498A1
Application number: DE19823203498
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Anton Piller & Co Kg 3360 Osterode De GmbH; Anton Piller & Co Kg 3360 Osterode GmbH; Piller Anton GmbH and Co KG
Current assignee: Base Bielefeldt-Anschuetz System-Engineering GmbH
Priority date: 1981-02-05
Filing date: 1982-02-03
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE3203498C2

Description

Harro Gralfs

Gfalfs Patentanwa« Am Bütgefpark 8 D 3300 Braunschweig Germany

Am Bürgerpark 8

D 3300 Braunschweig, Germany -

Telefon 0531-74798

Cable patmarks braunschweig

Anton Piller GmbH & Co. KG G/WS - P 1177

Abgunst 24

■336Ο Osterode/Harz

Wirbelkammerfilter zum Ausscheiden von Peststoffen aus einem Gasstrom

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter zum Abscheiden von in einem Gasstrom suspendierten Feststoffen mittels Flieh-' kraft mit parallelen Strömungskanälen und einer Mehrzahl von zylindrischen Wirbelkammern, die jeweils an einen Strömungskanal mit einer scharfen Abströmkante und einer stumpfen Anströmkante angrenzen und' zwischen diesen auf einem Teil ihrer Wandfläche zum Strömungskanal offen sind, und mit jeweils zwei Austrittsrohren in den Wirbelkammern, die koaxial in den Wirbelkammern angeordnet sind und sich jeweils von deren Endwänden aufeinander zu erstrecken und die mit einem Reinluftauslaß in Verbindung stehen.

Filter mit Wirbelkammern zeichnen sich dadurch aus, daß mit ihnen ein hoher Abscheidungsgrad" erreichbar ist. Es ist bekannt, derartige Filter mehrstufig und mit einer Mehrzahl paralleler Strömungskanäle (DE-OS 21 60 Hl 5 und 22 26 514) auszubilden. Die bekannten Bauarten solcher Filter haben ein relativ hohes inaktives Bauvolumen und damit für eine vorgegebene Leistung ein relativ großes Einbauvolumen. Darüber hinaus ist die. Herstellung aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es^ einen Filter der genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß Filter unterschiedlicher Kapazität mit geringem Aufwand und geringem Einbauvolumen herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Filter eine Mehrzahl von gesonderten mehrstufigen Filterelementen aufweist, in denen jeweils wenigstens ein Strömungskanal vorj gesehen ist, an den eine Mehrzahl von Wirbelkammern angeschlossen ist, wobei der Querschnitt des St.römungskanals in Strömungsrichtung von Kammer zu Kammer entsprechend der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit reduziert ist, und daß der Einlaß und der Auslaß des Filterelementes in gegenüberliegenden Stirnwänden des Filterelemente^ ausgebildet sind, daß ein Filtergehäuse vorgesehen ist, in dem zwischen zwei im Abstand liegenden Wänden jeweils eine Mehrzahl von"Filterelementen angeordnet ist, für deren sich gegenüberliegende Ein-/Auslässe in den Wänden Durchlässe vorgesehen sind, wobei das Filtergehäuse zwischen den Wänden mit wenigstens .einer Reingas- " auslaßöffnung versehen ist, und daß die Ein-/Auslässe der Filterelemente vor den Wänden jeweils mit einem Rohgaseinlaß bzw. einem Restgasauslaß verbunden sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil, des-Filters gemäß der Erfindung besteht darin, daß unter Verwendung eines Basisfilterelementes Filteraggregate unterschiedlicher Kapazität zusammengestellt werden können, wobei lediglich die Gehäuse entsprechend angepaßt werden müssen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung, beschrieben.

Pig. 1 und 2 zeigen jeweils Längsschnitte durch vierstufige ausgebildete einkanalige Filterelemente.

Fig. 3 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht die Luftströmungen in einem Filterelement nach den Fig. und 2. ·

Fig. U zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt ein Filter gemäß der Erfindung mit einem Gehäuse, in dem eine Mehrzahl von Filterelementen angeordnet ist.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5. Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig.

Fig. 6 bis 11 zeigen jeweils in Ausschnitten die benachbarten Einlaßenden zweier Tauchrohre mit einem Leitapparat zur Entdrallung der Strömung in verschiedenen Ausführungsformen.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Filters im Schnitt "längs der Linie XII-XII in Fig. 13.

Fig. 13 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei grundsätzliche Ausführungsformen von einkanaligen Filterelementen dargestellt, wie sie in Filtern zum Abscheiden von in einem Gasstrom suspendierten Feststoffen mittels Fliehkraft eingesetzt werden.

Das einkanalige Filterelement 2 in Fig. 1 ist vierstufig ausgebildet mit vier aufeinanderfolgenden Wirbelkammern 4 bis 10 und einem geraden Strömungskanal 12, an den die Wirbelkammern 4 bis

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jeweils mit einer scharfen Abströmkante 14 und einer stumpfen Anströmkante 16 angeschlossen sind. Der Querschnitt des Strömungskanals 12 ist zwischen dem Einlaß 18 und dem Auslaß

20 jeweils von Kammer zu Kammer so abgestuft, daß für alle Kammern eine -gleiche Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird. Der zu reinigende Volumenstrom Q₁ wird dabei jeweils um einen Reingasvolumenstrom Q-, reduziert, der durch die Tauchrohre 22 austritt, die sich von den Endwandungen der im wesentlichen zylindrischen Kammern aufeinander zu zur Mitte erstrecken.

Der um den Reingasvolumenstrom Q, reduzierte Volumenstrom tritt in die nächstfolgende Kammer ein und wird wieder um den aus den Tauchrohren austretenden Reingas volumenstrom Q^, verringert. Der die Feststoffe enthaltende Restvolumenstrom Q^ tritt am Auslaß 20 aus. Die Ein- und Auslaßquerschnitte der Kammern sind so ausgebildet, daß überall gleiche Strömungsgeschwindigkeiten anliegen. Die Arbeitsweise von Wirbelkammern mit Tauchrohren zum Abscheiden von in einem Gasstrom suspendierten Feststoffen mittels Fliehkraft ist an sich bekannt (DE-OS

21 60 415) und braucht an dieser Stelle nicht weiter beschrieben zu werden.

Das Gehäuse, in dem die Wirbelkammern ausgebildet sind, weist zwei einander gegenüberliegende Schmalseiten 24, 26 auf, die zumindest im Bereich des Ein- und Auslasses des Strömungskanals 12 eben und parallel zueinander ausgebildet sind.,Auf den Stirn-Seiten sind jeweils, die im wesentlichen rechteckigen Ein- und \ Auslaßöffnungen l8, 20 vorgesehen, die jeweils mit einem umlaufenden j Bund 28, 30 versehen sind, mit dem sie jeweils in weiter unten j zu-beschreibender Weise in einem Filtergehäuse festlegbar sind. ;

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 2 ist das einkanalige Filterelement, wiederum vierstufig ausgebildet. Der Strömungskanal 31 mit dem Einlaß 32 und dem Auslaß 34 ist hier wellenförmig um die *

Wirbelkammern 36 bis H2 herumgeführt, so daß jede einzelne Wirbelkammer jeweils im entgegengesetzten Sinne durchströmt wird. Der eintretende Rohgasvolumenstrom Q₁ wird in den einzelnen Wirbelkammern jeweils um den Reingasvolumenstrom Q-, reduziert. Um zu einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit zwischen Ein-' und Auslaß zu kommen, wird der -Querschnitt des Strömungskanals zwischen den einzelnen Wirbelkammern jeweils entsprechend reduziert. Die einzelnen Wirbelkammern haben auch hier wiederum eine scharfe Abströmkante und eine stumpfe Anströmkante. An den gegenüberliegenden Stirnseiten ist hier wiederum um den Ein- und Auslaß jeweils ein vorstehender Bund ausgebildet.

Fig. 3 und M zeigen schematisch die Wirkung der Filterelemente nach den Fig. 1 und 2, wobei die spezielle Ausführung für die Funktion unwesentlich ist. Das Rohgas Q.. strömt in das Filterelement an dem in Fig. 3 nicht sichtbaren Einlaß ein. Aus den in zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Filterelementes liegenden Mündungen ^H der Tauchrohre 22 tritt das Rein gas aus und aus dem Auslaß tritt der Restrohgasstrom Q^ aus, der mit den .in den Wirbelkammern abgeschiedenen Feststoffen angereichert ist. In Fig. k ist rechts der Strömungskanal 12 wiedergegeben mit der scharfen Anströmkante Ik der Wirbelkammer k. Der Reinluftstrom, der beidseitig aus den Tauchrohren 22 austritt, ist durch die Pfeile Q, veranschaulicht. Die Tauchrohre 22 sind vorzugsweise mit einem düsenförmigen Auslauf 23 versehen. Am Einlaßende 21 sind die Tauchrohre mit abgerundeten Kanten ausgebildet. Zur Vereinfachung der Herstellung sind die Filterelemente 2 vorzugsweise in ihrer Symmetrielinie S, die in Fig. 4 eingezeichnet ist, geteilt ausgebildet. Auf diese Weise lassen sich die Filterelemente in Form von zwei spiegelbildlichen Teilen herstellen-, wobei diese Teile ohne Hinterschneidungen sind und damit in einfachen zweiteiligen Formen

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gegossen werden können. Die beiden Teile" A und B können beispielsweise aus Kunststoff im Spritzgußverfahren oder aber aus Metall im Druckgußverfahren hergestellt werden. Dabei ist es möglich, für alle Strömungskanäle und insbesondere die Wirbelkammerwände eine hohe Oberflächengüte zu erzielen. Es ist dabei weiter möglich, Materialanhäufungen durch Ausbildung von Hohlräumen 46, HQ zu vermeiden, die zur Trennfläche hin offen sind. Derartige Hohlräume HS und kB sind in Fig. 1 gestrichelt zwischen den Wirbelkammern 4 und 6 angedeutet. Dabei könnte der Hohlraum 48 in Fig. 1 auch zur linken Seitenkante des Filterelementes hin offen sein. Die Wandung würde damit der Kontur der Wirbelkammern folgen. Im Bereich der Trennfuge der beiden Teile könnten dann an die Trennfuge angrenzend Flansche angegossen werden, die. den Zwickel zwischen jeweils zwei Wirbelkammern ausfüllen. In gleicher Weise könnten auf der rechten Längsseite des Filterelementes 2 Flansche im Bereich der Trennfuge angegossen werden, die sich über die gesamte Länge des Filterelementes erstrecken können, oder aber in Form von kurzen Flanschenabschnitten ausgebildet sein können.

In den Berührungsflächen können- weiter einander übergreifende Vorsprünge 52, 54 vorgesehen werden, wie sie in Fig. 4 angedeutet sind. Solche Vorsprünge können zur Zentrierung und zur besseren Abdichtung dienen.

Die beiden Formteile A und B,aus denen die Filterelemente zusammengesetzt sind, können entweder lösbar oder unlösbar miteinander verbunden werden. Für eine unlösbare Verbindung kommen insbesondere Klebeverbindungen in Frage. Lösbare Verbindungen, beispielsweise mit Hilfe von Schraubverbindungen durch die oben angesprochenen Flansche angrenzend an die Trennfuge S,können für Inspektions- und Reinigungszwecke zweckmäßig sein.

Filterelemente der beschriebenen Art können in Verbindung mit einem Filtergehäuse zu Filteraggregaten mit unterschiedli.chßr Kapazität zusammengebaut werden. Ein solches Filteraggregat ist in den Fig. 5 bis 7 beispielsweise veranschaulicht. Das Filtergehäuse 60 ist mit zwei im Abstand voneinander liegenden Wänden 62 versehen, in denen jeweils öffnungen 64 ausgebildet sand, in die die Filterelemente 2 mit ihren Zentrierbunden 28, 30 einsteckbar sind. Die Filterelemente 2 sind damit zwischen den beiden Endwänden durch die Zentrierbunde 28, 30 gehaltert, und zwar so, daß sie jeweils in vorbestimmten Abständen voneinander liegen. Um den Zentrierbund 28, 30 kann dabei jeweils eine elastische Dichtung angeordnet werden, die sich innen gegen die Wand anlegt. Es ist auch möglich, entsprechende Dichtungen an der Wand zu befestigen.

Zwischen den beiden Wänden 62 sind die Filterelemente 2 von einem Gehäusemantel 66 umgeben, der wiederum im Abstand von den einzelnen Filterelementen liegt, so daß, wie in Fig. 6, 7 ersichtlich, die Filterelemente allseitig frei in dem durch den Gehäusemantel' 66 und die Wände 62 umschlossenen Raum liegen, so daß Strömungskanäle gebildet werden, durch die das aus den Tauchrohren austretende Reingas ungehindert strömen kann. Für den Reingasaüslaß ist der Gehäusemantel 66 wenigstens mit einem ReingaSauslaßstutzen 68 versehen.

Auf der Einlaß- und Auslaßseite der Filterelemente ist vor den Wänden 62 jeweils eine Gehäusekammer 70, 72 vorgesehen, die mit einem Rohgaseinlaßstutzen 74 bzw. einem Restrohgasauslaß- · stutzen-7.6 versehen ist. Die Ein- und Auslaßkammern 70, 72 sind in der Zeichnung quaderförmig dargestellt. Es ist selbstverständlich möglich, diese Kammern durch eine strömungsgünstige Haube zu bilden,um sicherzustellen, daß alle Filterelemente .gleichmäßig mit Rohgas versorgt'werden. Entsprechendes gilt

- Sr - ^l

Pilteraggregate. der erfindungsgemäßen und oben beschriebenen Art lassen sich in unterschiedlichen Größen herstellen. Es ist dabei insbesondere möglich, leicht und klein bauende · Filter herzustellen, wie sie für die Belüftung von Fahrzeugen und dergleichen eingesetzt werden, in denen im allgemeinen das verfügbare Einbauvolumen und die zusätzliche Last durch das Filter kritisch sind. Auch ortsfeste Filter für die Entstaubung lassen sich gemäß der Erfindung einfach und wirtschaftlich herstellen.

•für die Auslaßkammer 72. Die Ausbildung der Ein- und Auslaßkammer hängt weiter davon ab, ob das Filteraggregat für Saugbetrieb oder Druckbetrieb auszulegen ist. Bei druckseitigem Betrieb wird das Rohgas über einen Ventilator in den Einlaß 8 gefördert, an den dieser Ventilator druckseitig angeschlossen ist. Bei saugseitigem Betrieb ist je ein Ventilator saugseitig an den Reingasauslaß 18 und den Restgasauslaß 26 angeschlossen. _ "^:j

Für .ein ordnungsgemäßes Arbeiten des Filteraggregates ist die Einbaulage unkritisch. Es kann ein horizontaler Einbau vorgesehen sein, wie er in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Anordnung kann aber auch so erfolgen, daß entweder der Einlaß oder der Auslaß unten liegen. Auch schräge Einbaulagen sind möglich. Eine Einbaulage mit dem Auslaß nach unten kann zweckmäßig sein, wenn die Gefahr besteht, daß sich in der Auslaßkammer Staub absetzt, und zwar insbesondere dann, wenn es sich beispielsweise um radioaktiv, belastete Stäube handelt, bei denen sichergestellt werden muß, daß sie .sich nicht ansammeln. Abweichend von der Darstellung in den Fig. 6 und 7 können die Filterelemente auch mit ihren parallel :zu den Tauchrohr-. achsen liegenden Außenflächen unmittelbar aneinanderliegend angeordnet werden... . .

Mit Filtern gemäß der Erfindung lassen sich mit nur wenigen Basisfilterelementen als den auslegungsmäßig kritischen Filterbestandteilen Filter mit einem großen Kapazitätsspektrum herstellen. Unterschiedliche Kapazitäten werden dabei jeweils durch Parallelschaltung von Filterelementen abgedeckt ,· wobei" jeweils lediglich die Gehäuse entsprechend auszubilden sind. .

In den Fig. 12 und 13 ist ein Wirbelkammerfilter dargestellt, bei dem abweichend von der im vorstehenden beschriebenen " Ausführungsform die einzelnen Filterelemente 158 eine Mehrzahl von Strömungskanälen mit jeweils einer Mehrzahl von Wirbelkammern aufweisen. Bei dem .Ausführungsbeispiel sind drei parallele Strömungskanäle l6O, 162 und l6M vorgesehen, an die jeweils in Reihe fünf Wirbelkammern 166,168,170,172 und 17^ angeschlossen sind. Der Strömungskanal ist hier wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wellenförmig um die Wirbelkammern herumgeführt, so daß aufeinanderfolgende Wirbelkammern jeweils im entgegengesetzten Sinne durchströmt werden.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich, ist es möglich, ein solches .mehrkanaliges Filterelement 158 platzsparender auszubilden ^l

als drei einkanalige Filterelemente nach Fig. 2. Bei dem ";

dargestellten Ausführungsbeispiel liegt jeweils eine Außenkontur des Strömungskanals der Außenkontur der einen kleineren Radius aufweisenden Wirbelkammer gegenüber. Die einzelnen Kanäle können daböi so weit zusammengerückt werden, daß im Bereich der Wirbelkammer 166 für die Wandstärke d nur eine einfache Mindestwandstärke vorgesehen werden muß, während bei Anordnung von zwei einkanaligen Filterelementen in diesem Bereich wenigstens die doppelte Mindestwandstärke vorliegen muß.

Auch das mehrkanalige Filterelement nach Fig. 12 und 13 wird ' vorzugsweise als zweiteiliges Präzisionsgußstück hergestellt,

beispielsweise im Spitzgieß- oder Druckgießverfahren, wie oben unter Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Diese Gießverfahren .. erfordern eine möglichst gleichmäßige Wandstärke. Dies kann auch hier dadurch erreicht werden, daß entsprechende Aussparungen vorgenommen werden.

Die die Strömungskanäle und die Wirbelkammern begrenzenden Konturen x, y sind für alle drei Kanäle l6O bis 164 identisch. Das bedeutet, daß die Wandelemente ζ zwischen den Kanälen 160 und l62 bzw. 162 und 164 identisch sind. Damit ist es beispielsweise möglich, ein Filterelement nach Fig. 12 auch unter Verwendung von Gußstücken entsprechend den Wandelementen ζ auszubilden. Für die Herstellung eines Filterelementes würde dann eine Gießform für dieses Wandelement ζ ausreichen. Für die Fertigung eines dreikanaligen Filterelementes, wie es in Fig. dargestellt ist, würden dann vier gleiche Gußstücke benötigt werden, die in entsprechendem Abstand zwischen zwei parallelen Platten zu befestigen sind, welche gleichzeitig die Tauchrohre tragen. Die Befestigung kann dabei entweder durch Verkleben oder durch Verschrauben erfolgen. Die außen liegenden Gußstücke würden dann mit ihrer Kontur χ(oben) bzw. y (unten) mit Spitzen über die erforderliche Mindesthöhe herausragen. Diese überstehenden Spitzen, die in der»Zeichnung jeweils gestrichelt dargestellt sind, können von den Gußstücken abgearbeitet werden, zweckmäßig nachdem das Filterelement montiert ist. Die strichpunktiert eingezeichneten Reste der Konturen χ und y können durch ein Blech abgedeckt werden, falls es erforderlich sein sollte.

Am rechten Ende des Fxlterelementes 158 münden die Strömungskanäle 160, 162, 164 in einen innerhalb des Fxlterelementes ausgebildeten Sammelkanal I76. In der Endwand 178 des Filterelementes ist unten eine Anschlußbohrung I80 vorgesehen, in der ein Anschlußstutzen 182 befestigt ist. In der Endwand 184 des Filtergehäuses I86 ist eine Bohrung I88 vorgesehen, in die der

Anschlußstutzen l82 einführbar ist. Die Abdichtung erfolgt über einen O-Ring 190. Anstelle eines Sammelkanals I76 kann selbstverständlich auch für jeden Strömungskanal ein gesonderter Anschlußstutzen vorgesehen werden, der jeweils in eine Bohrung in der Gehäuseendwand einführbar und dort abgedichtet ist.

Bei Anordnung eines Sammelkanals 176 im Filterelement I58 sind die Konturen der Gußstücke ζ in diesem Bereich nicht mehr identisch. Um gleichwohl ein solches Filterelement aus identischen Gußstücken ζ aufbauen zu können, können für die Ausbildung des Sammelkanals 176 Zusatzelemente vorgesehen werden, deren Oberflächenkontur einfach ist und daher mit geringem Aufwand auch mechanisch bearbeitbar ist.

Ein aus einzelnen Gußstücken montiertes mehrkanaliges Filterelement kann insbesondere bei größeren Abmessungen zweckmäßigsein, um die Werkzeugkosten niedrig zu halten.

An ihrem linken Ende sind die Filterelemente 158 nebeneinander an einer gemeinsamen Tragplatte 192 befestigt. Die Filterelemente können hierfür, wie in Fig. 13 dargestellt, mit Flanschen 19^ versehen sein, in denen Gewindebohrungen vorgesehen sind, in die durch die gemeinsame Tragplatte 192 hindurch Befestigungsschrauben 196 eingeschraubt sind. Im-Bereich der Einlasse der Strömungskanäle der einzelnen Filterelemente ist die Tragplatte mit Ausschnitten 198 versehen.

Durch die Befestigung der Filterelemente an der gemeinsamen Tragplatte 192, die gleichzeitig einen Abschluß des Gehäuses bildet, können alle Filterelemente gemeinsam aus dem Gehäuse herausgenommen werden bzw. in das Gehäuse eingesetzt werden. Die Tragplatte 192 wird über Schrauben 200 zwischen einem Flansch 202 des Filtergehäuses I86 und einem Flansch 20*1 des den Lufteintritt bildenden Gehäusedeckels 206 gehaltert.

Auf der Austrittsseite münden die nebeneinander liegenden Bohrungen 188 in einen an der Gehäuseendwand 184 ausgebildeten Plansch 210, an den ein querliegender Sammelkanal anschließbar ist, der in eine Staubaustrittsöffnung übergeht, die vorzugsweise einen runden Querschnitt hat.

In einer Seitenwand des Filtergehäuses 186 ist ein Reinluft auslaßstutzen 212 vorgesehen, der in Fig. 13 dargestellt ist.

Insbesondere bei Filterelementen mit größeren Kammerdurchmessern kann es zur Reduzierung des Druckverlustes erforderlich sein, Mittel zur Umwandlung der Drallenergie des aus der jeweiligen Kammer austretenden Reingasstromes in Druckenergie vorzusehen. Hierfür können Leitapparate zwischen den Tauchrohrenden vorgesehen werden.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, liegen die aufeinander zu gerichteten .Tauchrohre 22 mit ihren Enden in einem Abstand voneinander. Im Zwischenraum zwischen den Tauchrohrenden tritt das Reingas in die Tauchrohre ein. Zur Umwandlung der Drallenergie des Reingases können zwischen den Tauchrohrenden radiale Leitapparate angeordnet sein, wie sie in den Fig. 8 bis 11 in vier Ausführungsformen dargestellt und im nachstehenden beschrieben sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind an den Enden der Tauchrohre 122 Düsenringe 124 angeordnet bzw. ausgebildet. Bei Tauchrohren, die gesondert hergestellt und nachträglich mit der Wirbelkammer verbunden werden, können derartige Düsenringe, wie in Fig. 8 links dargestellt, aus einem Stück mit dem'Tauchrohr bestehen. Bei Filterelementen, bei denen die .Wirbelkammer wie oben beschrieben in zwei Hälften in einem Stück gegossen werden, würde ein solcher Düsenring eine Hinterschneidung bilden. Der Düsenring wird daher bei solcher Ausführungsform zweckmäßig gesondert ausgebildet und aufgesteckt. Die Düsenringe 124 sind im Spritz- oder Druckgußverfahren mit hoher Genauigkeit herstellbar und können beispielsweise durch Verkleben mit den Tauchrohren verbunden werden.

Zwischen den beiden durch die Düsenringe gebildeten Tauchrohrenden ist in Fig. 8 ein Leitapparat 126 angeordnet, der symmetrisch zu den Tauchrohrenden liegt und sich jeweils ein begrenztes Stück in die Tauchrohrenden hineinerstreckt. Wie aus der in Fig. 8 unten dargestellten Stirnansicht des Leitapparates 126 ersichtlich, weist dieser in Abständen über den Umfang verteilt gekrümmte Leitschaufeln 128 auf, die von einem Kern 130 ausgehen, der in seiner Mitte, mit einer Längsausnehmung 132 versehen ist. Ein Rohling für einen derartigen Leitapparat kann im Strangguß- oder Strangpreßverfahren hergestellt werden. Der äußere Durchmesser der Leitschaufeln 128 ist so gewählt, daß die Außenkante bzw. das freie'Ende 13^ der Leitschaufeln, wie in Fig. 8 oben wiedergegeben, etwa auf dem Durchmesser im Bereich des kleinsten Abstandes der beiden Düsenringe liegt. An diesen Abschnitt angrenzend sind die Leitschaufeln außen entsprechend der Innenkontur der Düsenringe und der Tauchrohre 122 überdreht, so daß sie weitgehend spaltfrei mit den Schaufeln anliegend in die Tauchrohrenden einsteckbar sind. Die Schaufelkrümmung ist dem" Drall des Reingasstroms entgegengesetzt gerichtet. Der Reaktionsdruck kann beispielsweise dadurch aufgenommen werden, daß der Leitapparat 126 in wenigstens eines der Tauchrohre 122 mit Preßsitz eingesetzt ist. Für die Montage wird der Leitapparat in eines der Tauchrohre eingesetzt. Beim Schließen der Kammer durch das zweite Kammerteil wird dann das Ende des anderen Tauchrohres über das diesem angrenzenden Ende des Leitapparates geführt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind an den Enden der Tauchrohre 122 wiederum Düsenringe 124 angeordnet, die wiederum aufsteckbar sein können. Der Leitapparat 136 weist hier wiederum Leitschaufeln 138 auf, die in gleicher Weise im Zwischenraum zwischen den Düsenringen zwischen diese greift und im übrigen entsprechend dem Durchmesser der Tauchrohre überdreht ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind von der Mitte des Zwischen-

raums zwischen den Düsenringen ausgehend jeweils konische, die Leitschaufeln .durchdringende Führungskörper l4O vorgesehen, die sich in Strömungsrichtung in die Tauchrohre hinein verjüngen. An ihren einander berührenden Füßen sind diese Führungskörper mit Einlaufkrümmungen'155 versehen. In der Stirnansicht in Fig. 9 unten ist die abgerundete Spitze eines solchen Leitkonus 140 ersichtlich. Leitapparate nach Fig. 9 lassen sich im Spritζ- oder Druckgußverfahren herstellen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. .10 ist ein Leitapparat 142 vorgesehen, der wiederum Leitschaufeln 144 aufweist, die sich im Bereich der Düsenringe 124 bis in den engsten Querschnitt erstrecken und. im übrigen der Innenkontur der Tauchrohrenden angepaßt sind. Die Beschaufelung 144 ist hier auf einer Scheibe l46 angeordnet, die mittig im Zwischenraum zwischen den Düsenringen liegt und sich über den äußeren Umfang der Beschaufelung hinaus erstreckt. Die Scheibe 146 kann in ihrer Mitte mit einem Durchbruch 148 versehen sein. Auch' ein solcher Leitapparat läßt sich im Spritz- oder Druckgußverfahren herstellen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist ein Leitapparat 150 vorgesehen, dessen Leits-chaufeln 152 an einem der auf die Tauchrohrenden au^steckbaren Düsenringe 154 befestigt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitschaufeln 152 jeweils alternierend an einem der beiden Düsenringe befestigt, so daß die beiden .Dü'senringe zusammen mit ihren Beschaufelungen jeweils die Gesamtbeschaufelung ergeben. Auch derartige; Düsenringe lassen sich im Spritz- oder Druckgußverfahren herstellen. Es ist .dabei.möglich, die Leitschaufeln nur im Bereich der Stirnseite der Düsenringe zu befestigen. Sie können aber mit ihrer'Befestigungskante auch über ein begrenztes Stück innerhalb des Düsenringes selbst befestigt sein und sich wie bei den übrigen Ausführungsformen in das Tauchrohr hineinerstrecken.

>5 -

Die-Eintauchtiefe der Beschaufelung der Leitapparate in die Tauchrohre'riden kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen gewählt werden. ' ■■"'

B.urch_die Leitapparate gemäß der Erfindung wird die-Drallenergie des in die Tauchrohre eintretenden Reingasstroms in Drückenergie-umgewandelt und'damit der Druckabfall im Filter verringert. Diese Umwandlung wird ohne zusätzliches Bauvolumen ermöglicht und damit raumsparend realisierbar. Der Fertigungsaufwand für die Leitapparate ist darüber hinaus relativ gering.

Claims

A "ri s' ρ r ü c' Ίι' e

1. .Filter .zum Abscheiden von in einem Gasstrom "suspendierten Feststoffen mittels Fliehkraft mit parallelen Strömungskanälen und einer- Mehrzahl von zylindrischen Wirbelkammer!!, die jeweils an die Strömungskanäle mit einer scharfen Ab-"strömkante und einer stumpfen Anströmkante angrenzen und zwischen diesen auf einem Teil· ihrer Wandflache · zum Strömungskanal offen sind, und mit jeweils zwei Austrittsrohren in den Wirbelkammern, die koaxial in den Wirbelkammern angeordnet sind und sich jeweils von deren Endwänden aufeinander '■ zu erstrecken und die mit einem Reingasauslaß in Verbindung ' stehen, dadurch gekennzeichnet," 'daß das Filter eine Mehrzahl ^: von gesonderten mehrstufigen Filterelementen'"(2;3) aufweist, in denen jeweils wenigstens ein Strömungskanal (12;31) vorgesehen ist, an den.eine Mehrzahl von. Wirbelkammern (4-10;36-42) angeschlossen ist, -wobei der Querschnitt 'des Strömungskanals in Strömungsrichtung von Kammer zu Kammer entsprechend der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit, reduziert ist, daß der Einlaß (18;32) und.der Auslaß (2O;34) des Filterelementes in-gegenüberliegenden Stirnwänden (24,26) des Filterelementes ausgebildet sind, daß ein Filtergehäuse (60) vorgesehen ist, in dem zwischen zwei im Abstand liegenden Wänden (62) jeweils eine Mehrzahl von Filterelementen angeordnet, ist, für deren- sich gegenüberliegende Ein-/Auslässe- in den Wänden Durchlässe (64) vorgesehen sind, wobei das Filtergehäuse zwischen den Wänden mit wenigstens 'einer Reingasauslaßöffhung (68)"versehen ist, und daß die Ein- und Auslässe der Filterelemente vor den Wänden jeweils mit einem Rohgaseinlaß (74) bzw.' "einem Restgasauslaß (76) verbunden sind.

Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (12)" in"dem Filterelement (2) im wesentlichen geradlinig"ausgebildet ist und"daß die Wirbelkammern (4-10) einseitig an den Strömungskanal angeschlossen sind.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (31) in dem Filterelement (3) wellenförmig gekrümmt ist und die Wirbelkammern (36-^2) jeweils im konkaven Bereich der Strömungskanäle an diese angeschlossen ""sind."

¹J V"Filter"riach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente (2) an ihren gegenüberliegenden Enden mit im wesentlichen ebenen und parallelen Endflächen (2Ί,2β) und um den Ein- bzw. Auslaß (18,20) des Strömungskanals (12) mit einem Zentrierbund (28,30) versehen sind.

5. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j daß die Filterelemente in ihrer Längsrichtung quer zur Achse der Wirbelkammern geteilt sind.

6T Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente symmetrisch geteilt sind.

7. Filter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (A,B) der Filterelemente als Druck- oder Spritzgußteile ausgebildet sind.

8. Filter nach einem der Ansprüche 5 bds7j dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohre (22) mit den Teilen (A,B) der Filterelemente (2,3) aus einem Stück bestehen.

9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohre (22) mit einem düsenförmigen Auslauf (23) versehen sind.

10". "Filter "nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-■ zeichnet _a daß zwischen den innenliegenden Einlaßenden der ""Tauchrohre ein Leitapparat mit radialer Beschaufelung vorgesehen ist.

11. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens > η identische Strömungskanäle vorgesehen sind, wobei η größer . j ist als l,und daß das Filterelement zusammengesetzt ist ί aus η + 1 Gußstücken, die auf ihren gegenüberliegenden Längsseiten mit den beiden Begrenzungskonturen (x;y) der Strömungskanäle und der daran angeschlossenen Wirbelkammern versehen sind, und daß die Gußstücke zwischen parallelen, im _ wesentlichen plattenförmigen Begrenzungswänden angeordnet sind, welche die Tauchrohre tragen.