NO160055B - Framgangsmaate for aa skille vaeske eller finkornet fast masse fra en gasstroem. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning ifølge innledningen til krav 1, for å utskille væskedråper eller finkornete faste stoffer ut av en gasstrøm.

Først kan det være gunstig å forklare nærmere uttrykket bølgetopp og bølgedal på ei utskillingsplate i en anordning av ovennevnte slag. Disse uttrykk anvendes svært generelt innenfor ramma av foreliggende oppfinnelse, da de skal omfatte både sinusformede og trapes- eller siksak-formede bølger. Derav følger automatisk at en bølgetopp på den ene sida av ei utskillingsplate på den andre sida av samme plate danner en bølgedal og omvendt. Hovedfase-utskillingskammeret er derved anordnet så og si på "utsida", nemlig på bølgetoppens rygg, hvorved motsatsen skulle være en "dal", dvs. et hovedfaseutskillingskammer anordnet på bunnen av en bølgedal. Forøvrig angår disku-sjonen i det følgende en anordning med utskillingsplater, der hver av dem alene omfatter en bølgetopp, men er ikke begrenset til en slik anordning, men kan også tillempes med høvelig tilpasning på anordninger med utskillingsplater som hver og en er utført med flere bølgetopper. Til slutt bør også nevnes det faktum at innløpspartiet og/eller utløps-partiet ofte faller sammen med en bølgedal, særskilt ved en anordning med utskillingsplater som hver bare oppviser én bølgetopp.

Ved den kjente anordning for utskillelse av væskedråper eller finkornige faststoffer fra en gasstrøm som oppfinnelsen går ut fra (DE-OS 21 46 205), viser de parallelt med hverandre anordnete utskillingsplater stundom bare en bølgetopp på midten, slik at anretningen totalt har en liten gjennomstrømningsdypde. Utskillings-bladene framviser fra tid til annen et hovedfase-utski 11ingskammer og et oppsamlingskammer. Hovedfase-utskillingskammeret er anordnet nært innløpspartiet, nemlig på innløpssida av avbøyningsveggpartiet, og åpent på "utsida" mot strømningsretningen til gassen. Oppsamlingskammeret er anbragt bak bølgetoppen sett i gassens strømningsretning, dvs. med betydelig avstand bak hovedfaseutskillingskammeret, likeså åpent mot gassens strømningsretning, dog på "innsida". Innløpsparti-enden av hver utskillingsplate er bøyd i U-form mot "innsida" - med "U-ens" åpning i gassens strømningsretning og danner et venturiformet innløpsmunnstykke.

Den vesle gjennomstrømningsdybden til den kjente anretningen skulle normalt føre til et lavt trykktap henholdsvis energitap til de strømmende gassen. Det er ikke tilfelle, fordi det effektive strømningstverrsnitt for gassen i innløpsområdet blir innsnevret to ganger, nemlig gjennom innløpsmunnstykket og gjennom hovedfaseutskillingskammeret. Disse innsnevringene blir likevel betraktet som nødvendige på grunn av den vesle gjennomstrømningsdybden, for å oppnå i det minste en noen lunde brukbar utskillelsesgrad, særlig ved høye strømningshastigheter, i det veskedråpene på sett og vis blir "skutt" gjennom innløps-munnstykket og inn i hovedfaseutskillelseskammeret. Dess-uten bevirker oppsamlingskammeret anbragt i avstand bak hovedfaseutskillingskammeret sett i strømningsretningen, og likeså i strømningskanalen innragende et nytt trykk- hhv. energitap.

Ved en annen kjent anordning fra den kjente teknikk (DE-AS 21 48 079) er det på parallelt med hverandre løp-ende, bølgeformet utførte utskillingsplater stundom utformet et mot gassens strømningsretning åpent hovedfaseutskillingskammer på "utsida" av en bølgetopp. Et opp-saml ingskammer er antydet og likeså anordnet på "utsida"

av en bølgetopp og åpent utovet i gassens strømningsretning.

Videre er ett-ttinns (DE-GM 82 18 913) og flertrinns (DE-OS 27 26 524) anordninger for utskilling av væskedråper fra et gassformig medium kjent, ved at det på "utsida" av en bølgetopp er dannet et hovedfaseutski11ingskammer og like overfor på den samme utskillingsplatens innside er anordnet et utskillingskammer som er åpent mot gassens strømningsretning. Derigjennom blir sttømningstverrsnittet i området mellom hovedfaseutskillingskammeret på en utskillingsplate og det nøyaktig motstående utskillingskammeret til nabo-utskillingsplata betydelig innskrenket, slik at trykktapet hhv. energitapet til de strømmende gassen er temmelig stort.

Til slutt er det kjent (DE-OS 24 39 614) fra en flere-trinns anordning med på bølgetoppene likeledes på utsida anordnete hovedfaseutskillingskammér og i bølgedalene likeledes innvendig anordnede utskillingskammer. På den ene sida har denne anordning en stor gjennomstrømningsdybde, og på den andre sida er utskillingsgtaden ikke så høy, som det er ønskelig og til slutt er trykktapet hhv. energitapet, i motsetning til den store gjennomstrømningsdybden, derfor relativt stor.

Oppfinnelsen har som formål, å videreføre og å videre-utvikle den kjente, innledningsvis beskrevne, ett-trinns anordning for utskillelse av væskedråper eller finkornige faststoffer fra en gasstrøm, ved at man oppnår ved bibe-holdelse av en liten gjennomstrømningsdybde en høy utskillelsesgrad for lave og høye gjennomstrømnings-hastigheter såvel for store som små væskedråper og samtidig at trykktap hhv. energitap fra de strømmende gassen er minst mulig.

Anordningen ifølge oppfinnelsen med kjennetegnene ifølge innledningen til patentkrav 1 oppfyller de tidligere beskrevne formål med kjennetegnene fra den karakteriserende del i patentkrav 1.

I følge oppfinnelsen er det blitt kjent, at ved ufor-andret liten gjennomstrømningsdybde, dvs. med bare en bølgetopp mellom to bølgedaler, er en forbedring av utskillelsesgtaden såvel for lave som også for høye stxømningshastigheter såvel foc stote og små væskedråper ved samtidig nedsetting av strømningsmotstanden mulig, når et på bølgetoppens "utside" mot gassens strømningsretning åpent hovedfaseutskillingskammer kombineres med et i gassens strømningsretning på baksida av hovedfase-utski11ingskammeret anbragte, således fotsåvidt "utvendig" anbragte, imidlertid mot "inns ida" åpent oppsamlingskammer. Oppfinnelsens kjernepunkt ligger i anordningen av oppsamlingskammeret direkte bak hovedfaseutskillingskammeret, dvs. innen den samme strømningskanal og overfor hverandre motstående, i et område konsentrerte anordninger av hovedfaseutskillingskammer og oppsamlingskammer. Gjennom konsentrasjonen av oppsamlingskammeret og hovedfase-utskillingskammeret i denne sonen blir utskillingsgraden bredbåndlig forhøyet. Anordningen av oppsamlingskammeret føter dermed hovedsaklig til, at strømningstverrsnittet ikke blir innsnevret som gjennom hovedfaseutskillingskammeret alene. Dermed er trykktapet så lite som mulig.

Av strømningstekniske grunner utpeker seg forøvrig utførelsen ifølge patentkrav 2. Framstillingsteknisk og strømningsteknisk er det gunstig, når kjennetegnet ifølge patentkrav 3 blir realisert.

For ytterligere å forbedre utskillingsgraden uten at strømningsmotstanden øker, er det å anbefale at når et utløpsfaseoppsamlingskammer er planlagt, å realisere de karakteriserende trekk ifølge patentkrav 4. Gjennom en til-svarende utformet retursperre blir det forhindret, at væskedråper som engang har kommet inn i utløpsfase-utskillingskammeret ikke blir revet ut av dette igjen. De foretrukne utformingene, særlig anordningen av retursperren, er beskreven i de karakteriserende trekk i patentkrav 5 og 6. Ytterligere nyttige utformingsmåter i område til utløpsfaseutskillingskammeret er beskrevet i patentkrav 7 og 8.

Selvfølgelig kan også anordningen i følge oppfinnelsen utføres "flertrinns", hvorved en ytterligere forbedring av utskillingsgraden og en ytterligere minsking av størrelsen på grensestørrelsesdråpene skulle oppnås, men i såfall på bekostning av økt trykktap. Dette blir beskrevet i patentkrav 9 og 10.

1 det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet nærmere med henvisning til et på tegingen vist, ikke begrensende utføtelseseksempel. Her viser

fig. 1 i gjennomskjæring en anordning ifølge oppfinnelsen med tre utskillingsplater anordnet i avstand fra hverandre; fig. 2 i utsnitt og delvis i gjennomskjæring i perspektiv en anordning ifølge fig. 1;

fig. 3 to etter hverandre anordnede utskillingsplater for en anordning ifølge oppfinnelsen;

fig. 4 som fig. 3 to etter hverandre anordnede utskillingsplater for en anordning ifølge oppfinnelsen, med utskillingsplatene innbyrdes forskjøvet på tvers av gassens strømningsretning.

Fig. 1 viser flere, nærmere bestemt tre, utskillingsplater 1, som i tverrsnitt er bølgeformet utført og anordnet med innbyrdes avstand. Mellom utskillingsplatene 1 dannes derved strømningskanaler 2 for en gasstrøm, gassens strømningsretning vises med piler.

Det framgår klart at ved det viste utførelseseksemplet omfatter hver utskillingsplate 1 en bølgetopp 3 og to bølgedaler 4, og mellom bølgetoppen 3 og hver av bølge-dalene 4 et avbøyningsparti 5. Ved bølgetoppen finns det "utvendig", dvs. på bølgetoppens 3 rygg et hovedfaseutskillingskammer 6, som er åpent mot gassens strømnings-retning. Sett i gassens strømningsretning på baksida av hovedfase-utskillingskammeret 6 er videre et oppsamlingskammer 7 anordnet. Dette oppsamlingskammeret vil bli beskrevet lengre bak.

Hver av utskillingsplatene 1 har et innløpsparti 8 og et utløpsparti 9, hvoved utløpspartiet 9 er utført med et utløpsfaseutsillingskammer 10. Kammeret 10 er åpent mot gassens strømningsretning.

Fig. 1 viser at oppsamlingskammeret 7 er åpent "innenfra" omtrent på tvers av gassens strømningsretning,

at en spoilec 11 et anordnet mellom oppsamlingskammeret 7 og det foran oppsamlingskammeret beliggende avbøynings-veggpartiet 5, og at den sett i gassens strømningsretning. bakre veggen i oppsamlingskammeret 7 dannes av det tilgrensende avbøyningsveggpartiet 5.

Utløpsfaseutskillingskammeret 10 er forsynt med en retursperre i form av en ledeflens 12 som rager inn i kammeret, idet den rager inn i utløpsfase-utskillingskammeret 10 i en vinkel på ca. 45°, og i dette området er anordnet i en vinkel på ca. 80° i forhold til gassens strømningsretning.

Innløpspartiet 8 på hver av utskillingsplatene 1 vist i fig. 1 er utført med et innløpsmunnstykke, nærmere bestemt i form av et i innløpspartiet 8 "innover" anordnet innløpsfase-utskillingskammer. Derved vil gasstrømmen akselereres der og avbøyes mot det motstående avbøynings-veggpartiet 14 og trenges "innover" ved kanten, slik at også gassens randparti utsettes for tydelige retnings-forandringer. Innløpsfaseutskillingskammeret 13 er åpent i gassens strømningsretning, dvs. utført som en slags "U". Derved vil de viste utskillingsplatene, sett i gassens strømningsretning, vekselvis etter hverandre oppvise et innløpsfaseutskillingskammer 13, og et oppsamlingskammer 7, som er åpne i gassens strømningsretning eller på tvers av gassens strømningsretning, og et hovedfaseutskillingskammer 6 og et utløpsutskillingskammer 10, som er åpne mot gassens strømningsretning.

Av fig. 1 framgår forøvrig at avbøyningsveggpartiene 5 er forsynt med ekstra oppsamlingsrenner 14, som er ned-senket i avbøyningsveggpartiene 5. I utsnitt viser fig. 1 derved også to ytterligere utførelser av de ekstra oppsamlingsrennene 14, som har vist seg å være til nytte når det gjelder å minske risikoen for at dråper og sekundærdråper reflekteres i dette området.

Fig. 1 viser også at avbøyningsveggpartiene 5 og inn-løpspartiet 8 hhv. utløpspartiet 9 er utført slik at de går over i hverandre i stump vinkel.

Av fig. 1 framgår til slutt også ei iblant foretrukket utf<y>telsesform av en anording ifølge oppfinnelsen, der et ytterligere utløpsfaseutski11ingskammer 15 er anordnet etter utløpsfaseutskillingskammetet 10, sett i gassens strømningsretning. Derved vises at det andre utløpsfaseut-skillingskammetet 15 er åpent "utover", dvs. mot den sida av utskillingsplata 1 som er motstående relativt det første utløpsfaseutskillingskammetet 10. Ved hjelp av det andre utløpsfaseutskillingskammeret 15 kan store dråper, som under visse omstendigheter forlater hovedfaseutskillingskammeret 6 og renner langs utskillingsplata 1, likevel fanges opp i utløpspartiet 9.

Fig. 2 viser den i samband med fig. 1 utførlig beskrevne anordningen enda en gang i perspektiv. Fig. 1 viser derved klart at strømningen mot anordningen er horisontal. Derfor plasseres utskillingsplatene 1 vertikalt i et hus 16 på i og for seg kjent måte. Fig. 1 viser spesielt tydelig hvordan anordningen ifølge oppfinnelsen også ved liten "amplitude" hos bølgetoppen 3 og bølgedalene 4 på utskillingsplatene sikrer en omfattende avbøyning av hele gasstrømmen ved hjelp av innløpsfaseutskillings-

kammeret 13.

Fig. 3 og 4 viser tilslutt hvordan utskillingsplater gjennom seriekopling kan settes sammen til en "flertrinns" anordning. Derved viser fig. 4 ei spesiell utførelsesform laget slik at sett på tvers av gassens strømningsretning (angis med pila) er de seriekoplede utskillingsplatene 1 innbyrdes forskjøvet en forskyvningsstrekning 17.

Claims (10)

1. Anordning for å utskille væskedråper eller fin-kotnete faste stoffer fra en gassttøm, med flere, innbyrdes parallelt anordnede utskillingsplater (1), hvorved en strømningskanal dannes mellom hvert par av utskillingsplater, hver utskillingsplate (1) oppviset minst en omtrent på midten anordnet bølgetopp (3), og to ved innløpskanten og utløpskanten anordnede bølgedaler (4), som danner et innløpsparti (8) og et utløpsparti (9), og mellom bølge-toppen (3) og bølgedalene (4) utformete avbøyningspartier (5), hvormed i innløpspartiet (8) utformes et innløpsmunn-stykke. og gasstrømmen avbøyes på grunn av innløpsmunn-stykket mot innløpspartiet på det motstående avbøynings-veggpartiet (5) hvormed på "utsiden" av hver utskillingsplate (1) er utformet et i gassens strømningsretning åpent hovedfaseutskillingskammer (6) og bakenfor dette på "innsiden" er utformet et oppsamlingskammer <7), karakterisert ved at hovedfaseutskillingskammeret (6) er dannet på bølgetoppen (3) og at oppsamlingskammeret (7) er anordnet umiddelbart på baksiden av hovedfaseutskillingskammeret (6) sett i gassens strømningsretning og er åpent på "innsiden" omtrent vinkel-rett mot gassens strømningsretning.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at mellom oppsamlingskammeret (7) og det forran oppsamlingskammeret (7) liggende avbøyningsparti (5) er utformet en spoiler (11).

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at gassens strømnings-retning bak veggen i oppsamlingskammeret (7) dannes av de tilgrensende avbøyningspartier (5).

4. Anordning som angitt i kravene 1-3, som er utstyrt med et utløpsfaseutskillingskammer (10), karakterisert ved at utløpsfase-utskillingskammetet (10) er forsynt med en retursperre.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at retursperren dannes av en i uutløpsfaseutskillingskammeret (10) inntrengende i en vinkel på fortrinnsvis 45° ledeflens (12).

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at ledeflensen (12) er anbragt i en vinkel mellom 0° og 90°, fortrinsvis i en vinkel på 80°, i forhold til gassens strømningsretning.

7. Anordning som angitt i noen av de foregående krav og som omfatter et utløpsfaseutskillingskammer (15), karakterisert ved at utløpspartiet (9) omfatter at andre utløpsfaseutskillingskammer (15) og at det første (10) og det andre utløpsfaseutskillingskammer (15) er åpne på motsatte sider av de respektive utskillingsplater (1).

6. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at det andre faseutskillings-kammeret (15) er anordnet, sett i gassens strømningsretning, bak det første utløpsfaseutskillingskammer (10) og kan omfatte en i dets indre innskytende retursperre i form av en ledeflens (12).

9. Anordning som angitt i noen av de foregående krav, karakterisert ved at flere utskillingsplater (1) er anordnet etter hverandre i gassens strømningsretning.

10. Anordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at de etter hverandre anordnede utskillingsplater (1) er hensatt mot hverandre på tvers av gassens strømningsretning.