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DE9414414U1 - Kondensatabscheider

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Publication number: DE9414414U1
Application number: DE9414414U
Authority: DE
Original assignee: BRIGON MESSTECHNIK MICHAEL IHR
Current assignee: BRIGON MESSTECHNIK MICHAEL IHR
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2004-09-07

Description

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KEIL&SCHAAFHAUSEN

patentanwälte

Kondensatabscheider

Die Erfindung betrifft einen Kondensatabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus Gasen mit einem Gehäuse, das eine Zuleitung für den Eintritt des Gases, eine Ableitung für den Austritt des Gases und mit der Zuleitung bzw. der Ableitung für das Gas verbundene Verschlußstopfen aufweist, die endseitig ein Deckrohr verschließen, und mit einer in dem Gehäuse vorgesehenen Filtereinheit, die auf einem vorzugsweise einstückig mit dem ableitungsseitigen Verschlußstopfen ausgebildeten Haltezapfen gehalten ist.

Bei der Messung von beispielsweise O₂, CO, SO₂ und NOx im Abgas von Verbrennungsanlagen werden häufig Meßgeräte mit elektrochemischen Sensoren verwendet. CJm insbesondere bei Langzeitmessungen die Meßgeräte vor unnötigen Belastungen durch Kondensatabscheidungen an den Sensoren zu schützen, werden ihnen Kondensatabscheider, die auch als Kondensatfallen oder Wasserabscheider bezeichnet werden, vorgeschaltet. Die Kondensatabscheidung kann beispielsweise durch Abkühlen des Abgases erfolgen, wobei die in dem Abgas enthaltene Feuchtigkeit auskondensiert, oder indem das Gas durch eine Membran geleitet wird, die kondensatundurchlässig ist.

Aus der DE-C 41 01 194 ist ein Kondensatabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus Gasen bekannt, der ein Gehäuse mit einer Zuleitung zum Eintritt des Gases, eine Ableitung zum Austritt des Gases und einen nach außen abgedichteten

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Hohlraum aufweist, wobei im Bereich der Gehäusemitte zwei einander gegenüberliegende zapfenartige Teile angeordnet sind, die in den Hohlraum hineinragen und von den Zu- und Ableitungen bildenden Axialbohrungen durchsetzt sind, wobei die Axialbohrung eines zapfenartigen Teils über mindestens eine Querbohrung in den Hohlraum mündet und stirnseitig einen trichterförmigen Abschluß aufweist, der der Axialbohrung des zweiten Teils zugewandt ist. Dieser Kondensatabscheider soll in jeder Lage betrieben werden können, da sich das abgeschiedene Kondensat je nach Einbaulage entweder um das eine oder das andere zapfenartige Teil herum ansammelt und nicht in die entsprechende Ableitung gelangen kann. Um dem Erfordernis der beliebigen Einsetzbarkeit zu genügen, ist dieser Kondensatabscheider jedoch relativ kompliziert aufgebaut, da bei jeder Einbaulage das Eintreten des Kondensats in die Ableitung verhindert werden muß. Außerdem wird dem Gas durch die Kondensatabscheidung an den Wänden des Gehäuses nicht alle Feuchtigkeit entzogen, so daß beim Eintreten in die der Ableitung vorgeschaltete Filtereinheit eine Restabscheidung von Feuchtigkeit erfolgt. Diese kann bei dem bekannten Kondensatabscheider in die Ableitung eintreten, was selbst bei wenigen Tropfen zu einer Beschädigung der Pumpe oder der Sensoren führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kondensatabscheider der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau jegliches Eintreten von Kondensat in die Ableitung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Haltezapfen eine der Filtereinheit zugewandte konvexe Oberfläche aufweist, und daß ein mit der Ableitung verbundener Gasaustrittskanal im Bereich der erhöhten Mitte der konvexen Oberfläche des Haltezapfens in die Filtereinheit mündet. Dadurch sammelt sich in der Filtereinheit abgeschie-

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denes Kondensat an den Rändern des konvexen Bereichs und kann erst dann in die Gasaustrittsöffnung hineinfließen, wenn das Kondensatniveau in dem Filterraum den höchsten Punkt der konvexen Oberfläche übersteigt. Dies ist aber aufgrund der nur geringen in die Filtereinheit eindringenden Restfeuchtigkeit des Gases erst nach langer Einsatzdauer zu befürchten. Somit wird die Lebensdauer des Filters wesentlich erhöht und er muß seltener ausgetauscht werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Filtereinheit ein Partikelfilter zwischen dem Haltezapfen und einem gegenüberliegenden Verschlußzapfen in einem umschliessenden Rohr gehalten, wobei das Gas über wenigstens eine Querbohrung und eine daran anschließende Axialbohrung in die Filtereinheit eintritt, und wobei die Querbohrung von außen nach innen leicht ansteigend ausgebildet ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß im Gehäuse herabtropfendes Kondensat nicht in die Filtereinheit hineinläuft, wenn es zufällig auf die Öffnung der Querbohrung in den Hohlraum des Gehäuses trifft.

In Weiterbildung der Erfindung ist in dem ableitungsseitigen Verschlußstopfen eine in den in dem Gehäuse gebildeten Hohlraum mündende Ablaßleitung vorgesehen. Dadurch kann in dem Kondensatabscheider abgeschiedene Flüssigkeit aus dem Hohlraum abgelassen werden, wodurch ebenfalls die Einsatzdauer des Kondensatabscheiders erhöht wird. Bei bekannten Kondensatabscheidern müssen diese dagegen ausgetauscht werden, wenn das Niveau des Kondensatspiegels die Einlaßöffnung in die Filtereinheit erreicht.

Vorzugsweise ist die Ablaßleitung über ein Ventil verschließbar, so daß der Gasstrom nicht durch die Ablaßleitung entweichen kann.

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Wenn, wie bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, das Deckrohr aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas, Plexiglas oder dergleichen, besteht, kann das Ansteigen des Kondensatspiegels in dem Kondensatabscheider bequem von außen kontrolliert werden, so daß die Flüssigkeit rechtzeitig abgelassen werden kann.

Eine effiziente Abscheidung der in dem Gas enthaltenen Feuchtigkeit wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß in dem zuleitungsseitigen Verschlußstopfen des Gehäuses schräg angeordnete Eintrittsöffnungen ausgebildet sind, über die das eintretende Gas gegen die Innenfläche des Deckrohrs geleitet wird. Da das Deckrohr beispielsweise durch Umgebungsluft gekühlt wird, erfolgt hier die überwiegende Auskondensierung der Feuchtigkeit des Gases.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Kondensatabscheiders.

Der im wesentlichen symmetrisch aufgebaute Kondensatabscheider weist ein zylindrisches Gehäuse 1 mit zwei endseitigen Verschlußstopfen 2, 3 auf, die durch ein Deckrohr 4 verbunden sind. Die Verschlußstopfen 2, 3 weisen nach außen vorstehende Anschlußstutzen für die Zu— bzw. Ableitung 5, 6 des Gases auf. Die Verschlußstopfen 2, 3 sind gegenüber dem Deckrohr 4 jeweils mit Hilfe eines O-Rings 7, 8 abgedichtet.

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In dem zuleitungsseitigen Verschlußstopfen 2 sind im Anschluß an die Zuleitung 5 schräg angeordnete Eintrittsöffnungen 9 ausgebildet, über die das einströmende Gas gegen die Innenfläche des Deckrohrs 4 geleitet wird, so daß die erste Kondensatabscheidung beim Auftreffen auf das Deckrohr 4 erfolgt.

An dem ableitungsseitigen Verschlußstopfen 3 ist einstückig ein Haltezapfen 10 ausgebildet, auf dem eine Filtereinheit 11 gehalten wird. Die Filtereinheit 11 besteht aus einem Rohr 12, das über einen dem Haltezapfen 10 gegenüberliegenden Verschlußzapfen 13 verschlossen wird und einen Partikelfilter 14, beispielsweise aus einem Kunststoffvlies, umschließt. In dem Verschlußzapfen 13 ist eine Axialbohrung 15 ausgebildet, in die schräg von außen nach innen ansteigende Querbohrungen 16 münden.

Der Haltezapfen 10 weist eine konvex gekrümmte Oberfläche 17 auf, die dem Partikelfilter 14 zugewandt ist. In dem Halte— zapfen 10 ist mittig ein mit der Ableitung 6 verbundener Gasaustrittskanal 18 ausgebildet, der im Bereich der erhöhten Mitte der konvexen Oberfläche 17 in die Filtereinheit 11 mündet. Der Haltezapfen 10 und der Verschlußzapfen 13 sind über O-Ringe 19, 20 gegenüber dem Rohr 12 abgedichtet.

In dem ableitungsseitigen Verschlußstopfen 3 ist neben der Filtereinheit 11 eine Ablaßleitung 21 ausgebildet, die über ein nicht dargestelltes Ventil verschließbar ist.

Beim Betrieb des Kondensatabscheiders wird über die Zuleitung 5 Gas, insbesondere Rauchgas, in das Gehäuse 1 eingeleitet und über die schräg angeordneten Eintrittsöffnungen 9 gegen die Innenfläche des Deckrohrs 4 geleitet, an der die erste Kondensatabscheidung erfolgt. Das abfließende Kondensat sammelt sich in den in dem Gehäuse 1 gebildeten Hohlraum 22 und steigt langsam von unten nach oben auf. Währenddessen tritt

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das weitgehend von Feuchtigkeit befreite Gas durch die Querbohrungen 16 und die daran anschließende Axialbohrung 15 in die Filtereinheit 11 ein und wird durch den Partikelfilter 14 gereinigt, beispielsweise von Rußpartikeln befreit. Anschliessend wird das Gas über den Gasaustrittskanal 18 und die Ableitung 6 nicht dargestellten Sensoren zugeführt, durch die es analysiert wird. Der Partikelfilter 14 wird bei zu starker Verschmutzung, die über das durchsichtige Rohr 1 2 aus Glas oder Plexiglas überwacht werden kann, ausgetauscht.

Üblicherweise dringt mit dem Gas so gut wie keine Restfeuchtigkeit in die Filtereinheit 11 ein. Bei längeren, beispielsweise ganztägigen Messungen erreicht die in der Filtereinheit 11 eintretende und dort auskondensierende Restfeuchtigkeit eine Menge von beispielsweise 5 bis 6 Tropfen. Selbst eine derart geringe Feuchtigkeitsmenge kann jedoch die Pumpe und die Sensoren beschädigen, so daß auch diese am Eindringen in den Gasaustrittskanal 18 gehindert werden soll. Die Restfeuchtigkeit sammelt sich am Rande der konvexen Oberfläche 17 und aufgrund der nur geringen anfallenden Menge besteht keine Gefahr, daß der dadurch gebildete Kondensatspiegel den höchsten Punkt der konvexen Oberfläche 17 erreicht und in den Gasaustrittskanal 18 eintritt.

Das Deckrohr 4 besteht aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas oder Plexiglas, so daß das Ansteigen des Kondensatspiegels in dem Hohlraum 22 des Gehäuses 1 von außen verfolgt werden kann und die Flüssigkeit durch Öffnen der Ablaßleitung 21 aus dem Kondensatabscheider abgelassen werden kann. Auch dadurch wird die Einsatzdauer des Kondensatabscheiders wesentlich erhöht, da selbst bei großen Feuchtigkeitsmengen kein Austausch des Kondensatabscheiders erforderlich ist.

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Bezugszeichenliste

1	Gehäuse
2	Verschlußstopfen
3	Verschlußstopfen
4	Deckrohr
5	Zuleitung
6	Ableitung
7	O-Ring
8	O-Ring
9	Eintrittsöffnung
10	Haltezapfen
11	Filtereinheit
12	Rohr
13	Verschlußzapfen
14	Partikelfilter
15	Axialbohrung
16	Querbohrungen
17	konvexe Oberfläche
18	Gasaustrittskanal
19	O-Ring
20	O-Ring
21	Ablaßleitung
22	Hohlraum

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Claims

_ 8 - KEIL&SCHAAFHAUSEN PATENTANWÄLTE Schutzansprüche:

1. Kondensatabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus Gasen mit einem Gehäuse (1), das eine Zuleitung (5) für den Eintritt des Gases, eine Ableitung (6) für den Austritt des Gases und mit der Zuleitung (5) bzw. der Ableitung (6) für das Gas verbundene Verschlußstopfen (2, 3) aufweist, die endseitig ein Deckrohr (4) verschließen, und mit einer in dem Gehäuse (1) vorgesehenen Filtereinheit (11), die auf einem vorzugsweise einstückig mit dem ableitungsseitigen Verschlußstopfen (3) ausgebildeten Haltezapfen (10) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltezapfen (10) eine der Filtereinheit (11) zugewandte konvexe Oberfläche (17) aufweist, und daß ein mit der Ableitung (6) verbundener Gasaustrittskanal (18) im Bereich der erhöhten Mitte der konvexen Oberfläche (17) des Haltezapfens (10) in die Filtereinheit (11) mündet.

2. Kondensatabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filtereinheit (11) ein Partikelfilter (14) zwischen dem Haltezapfen (10) und einem gegenüberliegenden Verschlußzapfen (13) in einem umschließenden Rohr (12) gehalten ist, wobei das Gas über wenigstens eine Querbohrung (16) und eine daran anschließende Axialbohrung (15) in die Filtereinheit (11) eintritt, und wobei die Querbohrung (16) von außen nach innen leicht ansteigend ausgebildet ist.

3. Kondensatabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ableitungsseitigen Verschlußstopfen

(3) eine in den in dem Gehäuse (1) gebildeten Hohlraum (22) mündende Ablaßleitung (21) vorgesehen ist.

4. Kondensatabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßleitung (21) über ein Ventil verschließbar ist.

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5. Kondensatabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckrohr (4) aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas, Plexiglas oder dergleichen besteht.

6. Kondensatabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zuleitungsseitigen Verschlußstopfen (2) des Gehäuses (1) schräg angeordnete Eintrittsöffnungen (9) ausgebildet sind, über die das eintretende Gas gegen die Innenfläche des Deckrohrs (4) geleitet wird.

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