DE7815425U1

DE7815425U1 - Tropfenabscheider

Info

Publication number: DE7815425U1
Application number: DE19787815425
Authority: DE
Original assignee: Hamon Sobelco SA
Current assignee: Hamon Sobelco SA
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-05-23
Publication date: 1982-07-29
Also published as: DE2822376A1; FR2395061A1; BE867378A; DE2822376B2; DE2822376C3; FR2395061B1

Description

A 29 067

Hamon-Sobelco S.A., Rue Capouillet, 50-58 B-1060 Bruxelles

BESCHRE IBUNG

Tropfenabscheider

Die Erfindung betrifft das Abscheiden von in einem Gasstrom in Suspension befindlichen Flüssigkeitstropfen, ein Vorgang, der insbesondere bei atmosphärischen Kühlern, Gaskonditioniervorrichtungen und anderen analogen Geräten Anwendung findet.

Durch die britische Patentschrift 322 684 ist bereits eine Separatorvorrichtung, meist "Tropfenabscheider genannt, bekannt, die in der Lage ist, diesen Vorgang mit Hilfe paralleler gewellter und mit Zwischenstücken versehener Platten durchzuführen, die zwischen sich, in Strömungsrichtung des Gasstroms gesehen, sinusförmige Wege bilden, die die Flüssigkeitstropfen einfangen; diese rieselt dann längs dieser Platte herab und wird unterhalb des Separators aufgefangen.

Auch ist in der französischen Patentanmeldung 74 17 (entsprechend P 25 21 845 ) ein Tropfenabscheider beschrieben, der Platten der in der englischen Patentschrift genannten Art umfasst, der jedoch insoweit verbessert wurde, als die Wellungen der Platten derart aus-

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gebildet sind, daß jeder sinusförmige durch zwei benachbarte Platten definierte Durchlaß zu beiden Seiten der Zone des Wellungsberges unter Bildung von Drosselungen eingeschnürt ist, wodurch eine erhebliche Verbesserung des Trennwirkungsgrades erhalten werden kann.

Mit Hilfe eines solchen Separators läßt man nur einen

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Anteil von etwa 10 der Gesamtmenge an Feuchtigkeit

passieren, die vom Gasstrom vor dem Separator mitgeführt wird.

Ein Problem bei der Herstellung eines solchen Separators besteht darin, zweckmäßig die gewellten Platten auszustreben bzw. auszusteifen und deren Gesamtanordnung eine ausreichende Steifigkeit zu verleihen und zu verhindern, daß ein zu großer Üruckverlust des Gasstroms durch den Separator erzeugt wird.

In der genannten britischen Patentschrift sind die Platten an ihren Enden querverstrebt und darum sollen sie selbst zum großen Teil zur Steifigkeit der Anordnung beitragen. Darum muß ihre Dicke relativ groß sein, was zu einer schweren Konstruktion führt.

Um den Wirkungsgrad eines solchen Tropfenabscheiders zu optimalisieren, muß dieser Tropfen auffangen, deren Abmessung so gering wie möglich ist. Die bekannten Separatoren fangen Tropfen auf, deren Durchmesser höchstens etwa 200 Mikron beträgt.

Um Tropfen kleineren Durchmessers aufzufangen, muß der Abstand zwischen den Platten so sein, daß dies zu er-' heblichen Schwierigkeiten in der Konstruktion führt.

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Bei einem geringen Abstand nämlich erhöht man die Anzahl der Platten pro Längeneinheit des Separators. Wenn man, um die Platten quer auszusteifen, auf die Lösung der britischen Patentschrift zurückgreift, wird das Gewicht des Separators zu groß. Da im übrigen die Platten-nicht über ihre gesamte Länge abgestützt werden, laufen sie Gefahr, aneinander anzustoßen und verschließen so teilweise, wenn nicht vollständig, die sinusförmigen Durchgänge, die sie zwischen sich belassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tropfenabscheider zu erzeugen, der es ermöglicht, Flüssigkeit;;« tropfen aufzufangen, deren Durchmesser bis etwa 10 Mikron geht, wodurch es möglich wird, am Austritt aus dem Separator eine Feuchtigkeit des Gasstroms zu erhalten, die nur einen Anteil von 10~ der gesamten Feuchtigkeit des Gasstroms am Eintritt in den Separator hat, wobei diese Wirkungsgradverbesserung ,jedoch nicht von einer unzulässigen Gewichtserhöhung des Separators noch von einem Druckverlust über den letzteren begleitet ist.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Tropfenabscheider insbesondere für industrielle Kühler, mit einer Reihe von parallelen gewellten und mit Queraussteifungen versehenen Platten, die miteinander gewundene Kanäle bilden und in der Lage sind, Tröpfchen, die in Suspension in dem den Scheider durchströmenden Gasstrom sich ; befinden, aufzufangen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß diese gewellten Platten aneinander mit Hilfe von Reihen von Oueraussteifunge- oder Querverbindungsplatten befestigt sind, die ,jeweils zwischen .jedem Paar benachbarter Platten angeordnet sind und deren Ränder den Teilungen der

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gewellten Platten folgen und an diesen über deren

gesamte Länge befestigt sind. ■

Hierdurch wird es möglich, die gewellten Platten nicht nur einander bis zu einer Entfernung anzunähern, die bis· zu nur einem Zentimeter reichen kann, es ist auch möglich, die Dicke der Platten, bezogen auf die in den üblichen Separatoren verwendeten, zu vermindern. So können Platten, deren Dicke nur 0,35 mm beträgt, verwendet werden. ;

i. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Quer- j aussteifungsplatten zick-zackförmig angeordnet, wobei ; zwei benachbarte Queraussteifungsplatten in ihren entsprechenden Rändern eine gemeinsame Kante bilden, mit der sie an den gewellten Hauptplatten des Separators befestigt sind.

So wird es möglich, die Konstruktion des Separators unter Inkaufnahme eines nur sehr geringen Druckverlustes über den Separator zu verstärken.

Die Queraussteifungsplatten können plan sein; Vorzugs- ' weise ist jedoch, um den Abscheidewirkungsgrad optimal zu erhöhen, jede Queraussteifung oder Querverbindung selbst !. entsprechend einem Profil gewellt, das gleich dem der ' 'Vellung der gewellten Hauptplatten ist. Es ist auch vorteilhaft, wenn diese Queraussteifungs- oder Zwischenpiaz~ ten weiter aneinander zu beiden Seiten der Kammzone der 'Vellung derart angenähert sind, daß mit den Drosselungen der durch die gewälten Hauptplatten belassenen Durchlässe es möglich wird, in ,iedem gebildeten Kanal zwei aufeinanderfolgende Drosselungen zu erhalten, dernn Querschnitt in ^ ihren beiden Dimensionen gleichzeitig vermindert ist. K

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigön in

Fig. 1 eine Ansicht eines Teils eines Tropfenabscheiden nach der Erfindung, bei abgenommener stirnseitiger Hauptplatte;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ebendiesen Teil des Separators; Fig. 3 eine Darstellung in Seitenansicht;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des betreffenden Teils des Separators;

Fig. 5 in der Ansicht ähnlich Fig. 1 eine zweite Ausführungsform eines Tropfenabscheiders nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Teil des Separators der Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Separators

der Figuren 5 bis 7; '

Fig. 9 eine Seitenansicht analog Fig. 3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

igt 10 eine Draufsicht auf diese Ausführungsform und

Fig. 11 zeigt die Ausführungsform in perspektivischer Darstellung.

Nach der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt der Tropfenabscheidernach der Erfindung eine Reihe von Hauptplatten 1, beispielsweise aus armiertem Polyester oder aus Polyvinylchlorid. Diese Platten sind zueinander unter einem Abstand angeordnet, der in der Größenordnung von 1 Zentimeter beispielsweise liegen kann. Sie sind gewellt in einem Sinne, daß sie ein Profil in Form einer etwa sinusförmigen periodischen Wellung aufweisen, wobei ihre Orientierungen im wesentlichen parallel und vertikal liegen. Der Ausdruck "parallel" wird nicht im geometrischen Sinne gebraucht; lediglich die allgemeinen Orientierungen der Platten sind parallel zueinander.

s Betrachtet man nämlich insbesondere Fig. 3, so sieht

man, daß jedes Paar von benachbarten Platten 1 einen

sinusförmigen Durchlaß (Kanal) 2 bildet, der von oben nach unten zunächst einen relativ breiten, sich nach

^ oben einschnürenden Teil 3a, einen nach oben sich er

weiternden Drosselteil 4, einen Mittelteil 5"relativ großer Breite aufweist, der erneut nach oben sich einschnürt. Weiterhin ist ein zweiter Drosselteil 6, der sich allmählich nach oben erweitert, vorgesehen und schließlich ein relativ breiter Teil 3b, dessen Ende so breit wie das äußere Ende des Eintritts des Teils 3a ist. Natürlich sind die Begrenzungen dieser Teile nicht klar definiert, da der sinusförmige Kanal keinerlei Diskontinuität aufweist.

In an sich bekannter Weise erleiden die mit in Suspension befindlicher Flüssigkeit beladenen Gassträhnen, die in den Separator von unten, d. h. in Richtung des Pfeils F, eintreten, in den jeweiligen Kanälen 2 Beschleunigungen aufgrund der Tatsache, daß Drosselteile

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4 und 6 vorhanden sind, was die Trennung der Tropfen in diesen Zonen begünstigt, ,von Tropfen, die aufgrund ihrer Trägheit gegen die Platten auftreffen und als nach unten abgeführte Flüssigkeit herabrieseln. Das von Feuchtigkeit befreite Gas tritt oben aus dem Separator aus.

Nach der Erfindung werden die gewellten parallelen Hauptplatten 1 auf zweckmäßigem Abstand durch Queraussteifungen 8 gehalten, die in der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 .jeweils durch eine plane Platte gebildet sind, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Hauptplatten gebildet ist. Zwei Reihen von Platten können beispielsweise durch Formung in der Wärme unter Vakuum hergestellt werden. Die Ränder 9 dieser Queraussteifungen oder Zwischenstücke ^R haben eine sinusförmige Gestalt, die gleich der der Hauptplatten ist und passen sich diesen somit vollkommen an. Sie sind an diesen über ihre gesamte Länge nach irgendeinem geeigneten Verfahren befestigt, wobei Kleben oder Ultraschallschweißen als bevorzugte Verfahren anzusehen sind. Der Abstand zwischen den Oueraussteifungen 8 kann einerseits als Funktion ihrer eigenen Dicke und die der Hauptplatten 1 und andererseits als Funktion der Steifigkeit gewählt werden, die schließlich der gesamten Konstruktion des Separators erteilt werden soll. Ein Ab- \ stand gleich dem der Hauptplatten ist als bevorzugter Wert anzusehen.

Nach der Ausführungsform der Figuren 5 bis 8 haben die Haiatplatten 1 cie gleiche Gestalt wie die der Platten der ersten Ausführungsform. In diesem Fall ,ledoch umfaßt, der Separator plane Queraussteifungen oder Zwischenstücke

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10, die zick-zackförmig bezüglich einander zwischen Paaren benachbarter Hauptplatten 1 angeordnet sind. Jedes Zwischenstück 10 liegt mit seinen gegenüberliegenden Längsrändern an den entsprechenden Rändern der benachbarten Platten an und bildet Kanten 11 entsprechend dem Profil der Hauptplatten, die an diesen über deren gesamte Länge nach einem Verfahren befestigt sind, welches analog dem räch der ersten Ausführungsform angewendeten ist.

Wie insbesondere die Figuren 6 bis 8 zeigen, führt eine solche Separator-Konstruktion zur Bildung von Strömungskanälerh von variablem Dreieckquerschnitt, wobei die Strömung in den beiden Zonen 13 und 14 zu beiden Seiten des Wellenkamms der Wellungen in den Hauptplatten 1 (Fig. 7) am geringsten ist.

Selbstverständlich können Queraussteifungen 10 genausogut gebildet werden durch Folien oder "Bleche", die nur durch eine einzige gewellte Folie voneinander-getrennt sind und deren Kämme die Befestigung an den Folien 1 erleichtern.

Nach der in den Figuren 9 bis 11 dargestellten Ausführungsform umfaßt der SeparatorHa.uptr>latten 1 , die ebenfalls den oben beschriebenen gleich sind. In diesem Fall sind die Queraussteifungen 15 ebenfalls zick-zackfönmig zwischen Paaren benachbarter Hauritplatten aufgereiht; diese Queraussteifungen sind jedoch nicht plan, sondern selbst entsprechend einen Profil gewellt, das gleich dem der Hauptplatten 1 ist. Wie im Falle der Figuren 5 bis liegen diese Platten mit ihren ,ieweiligen Rändern an den Rändern der benachbarten Queraussteifungen an und

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bilden in zueinander senkrechten Richtungen gewellte Kanten 16, wobei eine der Wellungen zurückzuführen * ist auf die Krümmung bzw. den Aus- I

schnitt der Ränder und die andere eben auf die Form der · Queraussteifungen oder Zwischenstücke. Die hieraus im Separator resultierenden Kanäle 17 haben immer variablen Dreiecksquerschnitt, dessen Verminderung in den Drosselzonen 18 und 19 (Fig. 9) zu beiden Seiten der Kammzone ist .jedoch erheblich größer. Nimmt man beispielsweise eine sinusförmige Wellung der Hauptplatten 1 an, so erhält man im Falle der Figuren 1 bis 4 eine Verminderung des Querschnittes s am engsten Ort der Drosselung um '[£ , bezogen auf einen nichtgewellten Durchlaß. So ist im Falle der Figuren 9 bis 1-j diese Verminderung = Xz y \2 = 2 im engsten Querschnitt t (Fig. 9), bezogen auf eine nicht gewellte Ausbildung, und zwar immer für ein sinusförmiges Profil der Wellungen.

Man sieht also, daß man einen optimalen Wirkungsgrad in einem Separator nach der Erfindung erhalten kann, indem man die Druckverluste auf dar, Minimum reduziert und die

_^ Steifigkeit der Anordnung erhöht. Die Dicke der Platten

und der Queraussteifungen oder Zwischenstücke kann bis

0,"*5 mm vermindert, sein und der mittlere Querschnitt

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der Durchlässe kann bis 1 cm betragen.

Die parallelen Queraussteifungen der Ausführung?form der Figuren 1 bis 4 können auch ein gewelltes Profil aufweisen, was es ermöglicht, hinsichtlich der Wirksamkeit der Trennung in etwa die gleichen Ergebnisse zu erhalten, wie sie die Ausführungsform der Figuren 9 bis 11 zeitigt.

Claims

1. Tropfen abscheide^ insbesondere für industrielle Kühler, mit einer Reihe gewellter paralleler und quer ausges.teifter Ektten, die miteinander sinusförmige Durchlässe oder Kanäle bilden, die in der Lage sind, Tröpfchen, die in Suspension in dem den Separator durchströmenden Gasstrom sich befinden, aufzufangen, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Platten (1) aneinander mittels einer Reihe von ,ieweils zwischen ,iedem Paar benachbarter Platten

(1) angeordneter Reihen von Oueraussteifungsplatten (^p ; 10} 15) befestigt sind und deren Ränder ( 9; 11; 16) den Teilungen der gewellten Platten folgen und an diesen über deren gesamte Länge befestigt sind.

2. Tropfenabscheidernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Oueraussteifungsplatten (P; 10) plan sina.

3. Tropfembscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch··»; ,g-.e^k..©. η η,,ζ,β, i c h η e c , daß die Queraussteifurigsp.Ja.tiie'n; (B) _ p? rallel verlaufen.

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4. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Oueraussteifungsplatten (10; 15) zickzackartig in den die Hauptplatten (1) trennenden Zwischenräumen angeordnet sind.

5. Tropfenabscheider nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Längsränder jeder Queraussteifungsplatte (10; 15) den jeweiligen Rändern beider benachbarter Oueraussteifungsplatten anliegen und Kanten (11; 16) bilden, mittels deren diese Oueraussteifungsplatten an den Hauptplatten befestigt sind.

6. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Queraunsteifungs- oder Querverbindungsplatten (15) selbst gewellt sind und ein Profil gleich dem der Hauptplatten aufweisen.

7. Tropfenabscheidernach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wellungen der Hauptplatten (1) die Form einer angenähert sinusförmigen Periode aufweisen.

H. Tropfenabscheidernach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Oueraussteifungs- oder Ouerverbindungsnlatten (15) Teilungen aufweisen, deren Form einer in etwa sinsusförmigen Periode entspricht.

9. Tropf enabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis P, dadurch gekennzeichnet , daß er aus Kunststoff, insbesondere einem Polyester oder einem Polyvinylchlorid besteht.

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-βTropf erabscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptplatten (1) und die Oueraussteifungs- oder Querverbindungsplatten (8; 10; 15) durch Verkleben oder Verschweißen in der Wärme zusammengefügt sind.

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