DE1507847C - Drehströmungswirbler zur Abscheidung fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehströmungswirbler zur Abscheidung fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen mit einer zylindrischen Wirbelkammer, einem koaxialen, in einer Vordrehdüse endenden Einströmrohr für das Rohgas, einem gegenüberliegenden Reingasauslaß und einem das Rohgaseinströmrohr umgebenden, in den Bunker übergehenden Teilchenaustragringschlitz (französische Patentschrift 1 096 283, deutsches Gebrauchsmuster 1 912 323).

Das Rohgas durchsetzt dabei die Wirbelkammer in Form einer wendeiförmigen Rotationsströmung, wobei die abzuscheidenden Teilchen in Richtung zum Wirbelkammermantel ausgetragen werden. Ferner wird in der Wirbelkammer im wandnahen Bereich eine wendeiförmige Umlaufströmung derart angeregt und aufrechterhalten, daß sie zusätzlich zur Umlaufbewegung noch eine Axialbewegung entgegen dem in der einen Stirnseite der Wirbelkammer axial zugeführten Rohgas ausführt. Ein Teil dieser Umlaufströmung wird in Höhe des Rohgaseinlasses zur Achse der Wirbelkammer hm umgelenkt und geht zusammen mit dem einströmenden Rohgas in eine koaxiale und gleichsinnig umlaufende Rotationsströmung über. Die auszuscheidenden Teilchen werden dabei nach dem Ausschleudern aus der inneren Rotationsströmung von einem Zweig der äußeren Umlaufströmung in einen den Rohgaseinlaß umgebenden Teilchenauslaß zu einem Bunker abgeführt, während das gereinigte Gas die Wirbelkammer durch den Reingasauslaß an der anderen"Stirnseite verläßt. Bei den bekannten DrehströmungswirWern wird dabei die Umlaufströmung durch zusätzliches Zuführen eines Hilfsmediums erzeugt, das schräg entgegen dem

ίο Rohgasstrom und tangential zum Wirbelkammermantel einströmt.

Es hat sich aber bei diesen Abscheidern gezeigt,

daß durch Wandreibung und durch Grenzschicht-

• ablösung an der Wirbelkammerwand eine starke Einwärtsströmung der gasförmigen Medien stattfindet. Von diesen Einwärtsströmungen wird ein Teil der abzuscheidenden Teilchen am Austragen aus der Rotationsströmung gehindert, und schon ausgetragene Teilchen werden der axialen Strömung wieder zu-

ao geführt, so daß diese Teilchen die Wirbelkammer durch den Reingasauslaß verlassen.

Um diese Erscheinungen zu unterdrücken und somit die Abscheideleistung eines eingangs beschriebenen Drehströmungswirblers zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß koaxial zum Reingasauslaß und anschließend an diesen ein Ringschlitz als Gasaustritt und koaxial zu diesem und angrenzend an die Wirbelkammerinnenwandung ein weiterer Ringschlitz als Gaszufuhr vorgesehen sind und daß beide Ringschlitze über ein Gebläse miteinander in Verbindung stehen.

Durch diese Strömungsführung wird um die innere Rotationsströmung praktisch ein koaxialer und gleichsinnig umlaufender Wirbelschlauch gelegt, der an der Stirnseite der Wirbelkammer abgesaugt und im wandnahen Bereich wieder eingeblasen wird, wo er dann die beschriebene Umlaufströmung bildet. Diese Umlaufströmung strömt in Höhe des Rohgaseinlasses wieder nach innen und wird somit in den die Rotationsströmung umhüllenden Wirbelschlauch überführt.

Um diese Wirkung zu erzielen, ist es erfindungsgemäß aber auch möglich, daß etwa in Höhe des Rohgaseinlasses im Mantelbereich der Wirbelkammer ein konzentrischer Ringschlitz als Gasaustritt und zwischen dem Rohgaseinlaß und dem Ringschli'tz ein weiterer konzentrischer Ringschlitz als Gaszufuhr vorgesehen sind und daß beide Ringschlitze über ein Gebläse miteinander in Verbindung stehen. Auch bei einer derartigen Ausbildung des Drehströmungswirblers mit Absaugung und Wiederzuführung eines Teils des gasförmigen Mediums in Höhe des Rohgaseinlasses läßt sich der beschriebene Wirbelschlauch erzeugen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, daß im Wirbelkammermantel schräg tangentiale, mit dem Gebläse in Verbindung stehende Düsen vorgesehen sind, die zur Wiedereinführung des abgesaugten Gases dienen. An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Prinzipbild der Wirbelschlauchführung nach der Erfindung,

F i g. 2 die Absaugung und Wiederzuführung eines Teils des gasförmigen Mediums auf der Auslaßseite des Drehströmungswirblers,

Fig. 3 eine Absaugung und Wiederzuführung in Höhe des Rohgaseinlasses und

Fig. 4 die Zuführung eines Teils des gasförmigen Mediums über schräg tangentiale Düsen im Wirbelkammermantel.

Nach dem in F i g. 1 dargestellten Prinzip strömt in eine Wirbelkammer 1 das mit den festen oder flüssigen abzuscheidenden Teilchen beladene Rohgas durch einen Einlaß 2 in Richtung der Pfeile 4 zu und wird durch eine Vordrehdüse 3 zu einer Rotationsströmung 5 angeregt. Diese innere Rotationsströmung S wird von einem Wirbelschlauch 8 aus einem Teil des gasförmigen Mediums umgeben. Dieser Wirbelschlauch 8 strömt ebenfalls gleichsinnig zur Rotationsströmung 5 durch den Drehströmungswirbler und bildet somit den äußeren Bereich der Rotationsströmung 5. Der Wirbelschlauch strömt nach Umlenkung in Höhe des Reingasauslasses 6 in Form einer Umlaufströmung 9 entgegen der Fortschreitungsrichtung des Rohgases zum Rohgaseinlaß 12 und wird dort wieder zur Rotationsströmung 8 umgelenkt. Die Bahn des im Kreislauf strömenden gasförmigen Mediums ist dabei mit 10 bezeichnet.

Die den Rohgasstrom 5 umhüllende Gasschicht stellt dabei in bezug auf die Axialrichtung einen Wirbelschlauch dar, bei dem die Axialgeschwindigkeit in dem dem Rohgas nahen Teil die gleiche Richtung wie die der Rohgasströmung aufweist, während sie unmittelbar an der feststehenden Wand 1 der Wirbelkammer die entgegengesetzte Richtung hat.

Die aus dem Rohgas ausgeschleuderten Teilchen gelangen also in die Umlaufströmung 10 und reichern sich dort an. Dabei werden die Teilchen, wie es bei den bekannten Wirbelabscheidern nach dem Drehströmungsprinzip beschrieben ist, etwa am Umkehrpunkt der Umlauf- zur Rotationsströmung mit einem Zweig der Umlaufströmung in einen den Rohgaseinlaß umgebenden Bunker 11 ausgetragen.

In F i g. 2 ist eine Absaugung des Teils des gasförmigen Mediums in Höhe des Reingasauslasses 6 dargestellt. Dabei wird das gasförmige Medium durch einen Ringschlitz 15 abgesaugt und über ein Gebläse 16 durch einen Ringschlitz 17 dem Wirbelabscheider 1 wieder zugeführt. Durch das Gebläse wird der Energieverlust gedeckt, der durch Reibung des gasförmigen Mediums im Wirbelabscheider entsteht. Die erforderliche Vordrehung des gasförmigen Mediums bei Wiedereintritt in die Wirbelkammer kann durch hier nicht dargestellte Leitbleche oder durch schräg tangentiale Zuführung mittels Düsen im Ringschlitz 17 erfolgen, wobei gegebenenfalls der Ringschlitz 17 selbst düsenartig ausgebildet sein kann.

In F i g. 3 ist eine Absaugung des gasförmigen Mediums durch einen Ringschlitz 18 im Mantel der.

ίο Wirbelkammer in Höhe des Rohgaseinlasses 12 vorgesehen. Über ein Gebläse 16, das ebenfalls zur Dekkung der Reibungsverluste in der Wirbelkammer dient, wird das gasförmige Medium durch einen koaxialen und an den Rohgaseinlaß 12 direkt anschließenden Ringschlitz 19 dem Wirbler wieder zugeführt. Auch in diesem Falle können im Ringschlitz 19 entsprechende Leitbl.eche angeordnet sein.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach F i g.4 kann ein Teil des bei 18 abgesaugten gasförmigen

ao Mediums durch schräg tangentiale Düsen 20 zur Anregung der Umlaufströmung dem Drehströmungswirbler wieder zugeführt werden.

Durch den Wirbelschlauch, der um die axiale Strömung gelegt wird, wird verhindert, daß die eingangs geschilderten Turbulenz- und Ablöseerscheinungen im Wandbereich der Wirbelkammer auf die Rohgasströmung übergreifen, soweit das gasförmige Medium bezüglich der Rotation eine höhere Energie besitzt als das Rohgas. Da das gasförmige Medium der Kreislaufbewegung keinen Durchsatz darstellt, gehen in den für die eigentliche Gasströmung nötigen Energieverbrauch nicht der Gesamtenergieinhalt, sondern nur die Energieverluste des gasförmigen Mediums ein. Es ist daher in diesem Fall wirtschaftlich eine wesentlich höhere Drehung des Rohgasstromes als z. B. in einem Zyklon möglich.

Darüber hinaus werden auch die Teilchen, die aus der inneren Rotationsströmung noch· nicht ganz ausgeschleudert sind, sondern sich noch im äußeren Bereich derselben und somit in dem beschriebenen Wirbelschlauch befinden, mit diesem Wirbelschlauch abgezweigt und somit einer sicheren Abscheidung zugeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Drehströmungswirbler zur Abscheidung fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen mit einer zylindrischen Wirbelkammer, einem koaxialen, in einer Vordrehdüse endenden Einströmrohr für das Rohgas, einem gegenüberliegenden Reingasauslaß und einem das Rohgaseinströmrohr umgebenden, in den Bunker übergehenden Teilchenaustragringschlitz, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Reingasauslaß (6) und anschließend'an diesen ein Ringschlitz (15) als Gasaustritt und koaxial zu diesem und angrenzend an die Wirbelkammerinnenwandung (1) ein weiterer Ringschlitz (17) als Gaszufuhr vorgesehen sind und daß beide Ringschlitze (15, 17) über ein Gebläse (16) miteinander in Verbindung stehen.

2. Drehströmungswirbler zur Abscheidung fester oder flüssiger Teilchen aus Gasen mit einer zylindrischen Wirbelkammer, einem koaxialen, in einer Vordrehdüse endenden Einströmrohr für das.Rohgas, einem gegenüberliegenden Reingasauslaß und einem das Rohgaseinströmrohr umgebenden, in den Bunker übergehenden Teilchenaustragringschlitz, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in Höhe des Rohgaseinlasses (12) im Mantelbereich der Wirbelkammer (1) ein konzentrischer Ringschlitz (18) als Gasaustritt und zwischen dem Rohgaseinlaß (12) und dem Ringschlitz (18) ein weiterer konzentrischer Ringschlitz (19) als Gaszufuhr vorgesehen sind und daß beide Ringschlitze (18, 19) über ein Gebläse (16) miteinander in Verbindung stehen.

3. Drehströmungswirbler nach Anspruch 1 ' oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirbelkammermantel (1) schräg tangentiale, mit dem Gebläse (16) in Verbindung stehende Düsen (20) vorgesehen sind.