DE29501148U1

DE29501148U1 - Einrichtung zur Stofftrennung mittels Fliehkraft

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Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2005-01-26

Description

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Einrichtung zur Stofftrennung mittels Fliehkraft

Zum Trennen und Abscheiden fester und/oder flüssiger Partikeln aus gasförmigen oder flüssigen Medien mittels Fliehkraft werden Fliehkraftabscheider mit mindestens einer Wirbelkammer verwendet. Das hierbei ablaufende Strömungstrennverfahren mit Wirbeln ist sehr leistungsfähig und erzielt hohe mit Gewebe- und Elektrofiltern vergleichbare Trennleistungen. Hinzu kommen aus dem einfachen Aufbau entsprechender Anlagen resultierende Vorteile, die sich durch die Zusammenstellung von Multiwirbelkammersystemen aus Serienbauelementen ergeben. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet derartiger Wirbelkammern ist die Abscheidung von feinstem Staub aus gasförmigen Medien.

Eine entsprechende Wirbelkammer ist der DE 25 38 664 C2 zu entnehmen. Diese zeigt eine Einrichtung zum Abtrennen des spezifisch leichteren Anteils aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums, in der der Strom in einem gekrümmten Kanal umgelenkt und teilweise in eine Wirbelkammer eingeführt wird, die den Hauptstrom tangiert und die im inneren Krümmungsbereich des Kanals in unmittelbarem Kontakt mit diesem steht, wodurch in der Wirbelkammer ein Fliehkraftfeld erzeugt wird, aus dem der spezifisch leichtere Anteil durch zwei in die Wirbelkammer koaxial und spiegelbildlich zu deren Mittelebene in den Zentralbereich der Wirbelkammer hineinragende Tauchrohre zusammen mit dem Reingas abgesaugt wird, wobei in die Tauchrohre je ein weiteres Absaugrohr konzentrisch derart eingesetzt ist, daß zwischen den Rohren ein Ringraum entsteht.

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Diese Wirbeikammer mit koaxial spiegelbildlich angeordneten, kurz paarigen Tauchrohren, wirkt als Reingaserzeuger, wobei das von Staub befreite Reingas durch die Tauchrohre aus dem Inneren der Wirbeikammer entnommen wird. Der zu entstaubende Rohgasvolumenstrom wird dabei mit flachrechteckigem Strömungsquerschnitt antreibend über eine freie Strömungsgrenze gekrümmt an dem Wirbel in kreiszylindrischem Wirbelgehäuse vorbeigeführt und teilweise zur Umwandlung in Reingas in die Wirbelkammer hineingesaugt. Der andere Teil strömt in einem weiterführenden Restrohgaskanal weiter und gelangt zu einer nachgeschalteten Folgewirbelkammer und wird hier mit dem in der ersten Stufe abgetrennten Staubanteil aufkonzentriert. Eine größere Folge in Reihe geschalteter Wirbelkammern erzeugt so stufenweise Reingas, wohingegen der am Ende der Wirbelkammerreihe verbleibende kleinere hochkonzentrierte Restrohgasvolumenstrom einem kleinen Abscheider bekannter Bauart als Direktabscheider zugeführt wird. Hierbei ergibt sich die Querschnittsform des antreibenden Volumenstroms durch die Form des Strömungseinlaufs, im folgenden Einlauf genannt. Dieser Einlauf ist im Falle der vorgenannten Wirbelkammer von flachrechteckigem Querschnitt und erstreckt sich über die gesamte Länge des Wirbelkammergehäuses.

Außer der Wirbelströmung und der durch die Tauchrohre verursachten Senkenströmung bildet sich eine sogenannte Sekundärströmung in wandnahen Bereichen, die von der axialen Mitte der Wirbelkammer-Wandung ausgehend, zu den Wirbelkammer-Böden, dann zu den Tauchrohr-Wurzeln und schließlich hin zu den Tauchrohr-Mündungen gerichtet ist.

Dabei entspricht die Krümmung des Rohgaskanals etwa der des Wirbelzylindermantels. Die Kontaktzone zwischen Rohgas- und Wirbelströmung erstreckt sich über einen Teilbereich des Wirbelzylinderumfanges und dessen Höhe mit abgewickelt rechteckiger Gestalt.

So wird der tangential ankommende Strömungsimpuls aus dem gekrümmten Rohgaskanalbereich durch die wandnahe Sekundärströmung axialsymmetrisch mit integraler Antriebswirkung in den Wirbel übergeleitet. Der doppelte Dt )himpulstransport beginnt seinen Meridianweg axial auseinanderstrebend an df r Rohgaskanalaußenwand und führt über die Wirbelkammerböden bis zu den

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Wurzeln der Tauchrohre. Von hier aus besorgt er den Antrieb einer axial zusammenstrebenden Quasischraubenströmung eng um die Tauchrohre bis zu deren Absaugemündungen hin, in der sich die höchsten Zentripetalbeschleunigungen entwickeln.

Dies ist die Abtrennzone für feinste Partikeln aus der Mehrphasenströmung. Bei jedem Umlauf der Schraubenströmung werden die spezifisch schwereren Partikeln der Aerodispersion radial weiter nach außen verschoben. In der Feinabtrennzone erfolgt so die Umwandlung von Rohgas in Reingas, das dann durch die Tauchrohre abgesaugt wird. Die abgetrennten Partikeln werden durch das Wirbelströmungsfeld hindurch radial immer weiter nach außen verschoben und gelangen so schließlich in den Restrohgasstrom, indem sie diesen aufkonzentrieren. Gröbere Partikeln verbleiben gleich im Rohgasvolumenstrom und strömen an der Wirbelkammer vorbei, denn der gekrümmte Rohgaskanal wirkt als Grobabtrennzone, wobei die an einer Partikel angreifenden Zentrifugalkräfte Partikelbahnen erzeugen, die der Sekunärströmung in die Wirbelkammer hinein nicht folgen.

Der Trennvorgang der Wirbelkammer erfolgt in der Feinabtrennzone zweifach über die Länge der Tauchrohre in einer vielfach umlaufenden Schraubenströmung. Die symmetrische Aufteilung der staubtransportierenden und zugleich Drehimpuls radial nach innen transportierenden Sekundärströmung in zwei Teilströme mindert deren Staubbeladung und dadurch die konzentrationsbedingten Drehimpulsverluste. Hierdurch und durch die symmetrische Formung der Strömung überhaupt werden in der Wirbelkammer höhere Drehgeschwindigkeiten und damit größere Trennwirksamkeiten erreicht. Das hier angewandte Prinzip, daß eine Schraubenströmung mit vielfachen Strömungsumläufen zur Erzeugung eines strömungsphysikalischen Partikelabtrennkräftemechanismus für hohe Trennieistungen genutzt wird, wird sicherlich auch Bestandteil künftiger Generationen von Wirbelabscheidern sein. Während die kontinuierliche Phase der Mehrphasenströmung den schraubenförmigen Stromlinien zu den Reingasabsaugemündungen der Tauchrohre hin folgt, wird eine Partikel der dispersen Phase bei jedem Umlauf durch die Einwirkung der vollen Zentrifugalkraft aus der Zentripetalbeschleunigung der

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Schraubenströmung weiter radial nach außen verschoben und schließlich aus der Schraubenströmungszone herausbefördert. So wird die Schraubenströmungszone gereinigt und der Absaugevolumenstrom in Reingas verwandelt.

Das Trennprinzip der Wirbelkammer mit der Schraubenströmungszone bewirkt, daß der Trennvorgang bereits abgeschlosen ist, wenn die Strömung des zu reinigenden Mediums in die Wirbelsenkenströmung übergeht. Demgegenüber wird die bei Zyklonen beobachtete Trennungsverhinderung feiner und feinster Partikeln gerade dadurch verursacht, daß diese Partikeln nicht von der Senkenströmung ferngehalten werden können und daher zwangsläufig in den Reingasstrom geraten. Dies wird dadurch verursacht, daß die an den Partikeln angreifenden in die Senke gerichteten Schleppkräfte gegenüber den Zentrifugalkräften überwiegen.

Die auch in der Wirbelkammer stattfindende Wirbelsenkenströmung wird nicht zur Wirbelabscheidung herangezogen sondern übernimmt andere Funktionen, und zwar bewirkt sie zum einen den Antrieb des Wirbels gegen die drailaufzehrende innere Strömungsreibung und die Wandreibung durch ständige frische Drehimpulszufuhr aus dem peripher den Wirbel kontaktierenden Rohgasstrom, und zum anderen die Führung der abzutrennenden feinsten Partikeln in trennwirksame Zonen des Strömungsfeldes unmittelbar um die Tauchrohre herum. Dieser Partikel- und zugleich Drehimpulstransport erfolgt zwar auch beim Zyklon mit gewisser Unterstützung durch die Sekundärströmung, bei der Wirbelkammer jedoch ausschließlich durch diese. Durch die spezielle Gehäuseformgebung der Wirbelkammer und günstige Nutzung von Strömungssymmetrie wird hier jedoch eine trennwirksame Quasischraubenströmung in der Feinabtrennzone im Wirbeiinneren über die Sekundärströmung erzeugt. Diese Schraubenströmung bewirkt, daß die Partikelschleppkraft aus der dem Wirbel überlagerten Senkenströmung gegenüber der beim Zyklon um 90° in axiale Richtung gedreht wird, so daß Zentrifugalkraft und Schleppkraft senkrecht aufeinander stehen. So wird bei der Wirbelkammer die volle Zentrifugalkraft zur radialen Partikelverschiebung und Abtrennung genutzt. Hierbei wirkt sich zusätzlich der Vorteil der symmetrischen Aufteilung der Feinabtrennzone in zwei axialspiegelbildliche Hälften aus: Die Ringschichtdicke der durch die

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Schraubenströmung ausgefüllten Zone wird dadurch ebenfalls halbiert. Damit halbiert sich der für die Reingaserzeugung erforderliche maximale Verschiebungsweg für Partikeln. Die Partikeln können schneller aus der Feinabtrennzone hinausgeschoben werden, bis Reingas entsteht. Das verbessert die Trennleistung der Wirbelkammer.

Dadurch, daß die Tauchrohre paarweise in der Wirbelkammer angeordnet sind, wird die überwiegend durch die Drehströmung verursachte Druckverlustbelastung halbiert. Hierdurch erweist sich das Wirbelkammerprinzip gegenüber bekannten Fliehkrafttrennverfahren, beispielsweise gegenüber dem Zyklon, von vornherein auch durch einen niedrigeren Energieverbrauch überlegen.

Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Wirbelkammerabscheidern, die immer einen Restrohgasstrom aufweisen, und hier Wirbelabscheider erster Art genannt werden, sind auch Lösungen von Abscheidern bekannt geworden, die basierend auf der vorbeschriebenen Wirbelkammer, den gesamten eintretenden Rohgasvolumenstrom in Reingas verwandeln. Diese direkt abscheidenden Einrichtungen werden hier Wirbelkammerabscheider zweiter Art genannt. Hierbei entfällt der Restrohgaskanal, der durch einen Staubaustrag ersetzt ist. Ein derartiger Direktabscheider ist beispielsweise durch die DE 28 32 097 C2 bekannt. Diese Wirbelkammer weist wieder einen Rohgaseintritt und ein Tauchrohrpaar auf. Der Restrohgaskanal ist jedoch nicht vorhanden. Statt dessen ist die kreiszylindrische Wandkontur des Wirbelkammergehäuses bis zum Rohgaseintritt geführt. Symmetrisch zur Mittelebene der Wirbelkammer sind ringspaltförmige Staubaustragsöffnungen angeordnet, die sich in den rotationssymmetrischen Strömungsecken der Wirbelkammer befinden. Damit erfolgt die Austragung, der abgetrennten Partikeln an Orten, an denen zusätzlich zu den Zentripetalbeschleunigungen des Wirbeifeldes überlagerte Zentripetalbeschleunigngen aus der wandnahen zweifach gekrümmten Sekundärströmung auftreten, was den Staubaustrag begünstigt. Dafür sind an den rotationssymmetrischen Strömungsecken der Wirbelkammer zwischen den kreisförmigen axialen Begrenzungen des Zylindermantels und den beiden Wirbelkammerböden Ringspalte belassen, so daß det Staub axial- und rotationssymmetrisch durch zwei möglichst großflächige Querschnitte ausgetragen werden kann. Andererseits ergeben sich an zu großen

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Ringspaltqerschnitten Drehimpulsverluste, die zu Minderungen der Drehgeschwindigkeiten an den Tauchrohren und damit zu niedrigeren Trennleistungen führen. Drehimpulsverluste werden durch die Austragsöffnungen an den sich dort ergebenden freien Strömungsgrenzen verursacht, weil hier durch Induktionswirkung Strömungsenergie vom Wirbel, in diesem Falle von seiner wandnahen Sekundärströmung, an das ursprünglich ruhende Gasvolumen des Außenraumes abgegeben wird. Dadurch wird in der von den Austragsspaiten über die Wirbelkammerböden weiterlaufenden Sekundärströmung ein geringerer Drehimpuls weiter radial nach innen zu den Tauchrohren transportiert.

Über die beiden Austragsspalte wird der abgetrennte Staub in zwei Außenräume ausgetragen und ist damit abgeschieden. Für die Begünstigung des Staubaustrages wird die Wirbeikammer vorzugsweise mit horizontaler Achse angeordnet. Dann liegen die beiden Außenräume horizontal neben den Wirbelkammerböden. Senkrecht unter den Außenräumen und geöffnet zu diesen ist der Staubsammelbunker angeordnet. Die Außenräume bilden die Staubtransporträume zwischen Austragsspaiten und Bunker. Der Staubtransport erfolgt durch Schwerkraftsedimentation.

Der theoretische Potentialwirbel basiert auf der Annahme reibungsfreier Strömung mit Konstanz des Drehimpulses. Hierbei genügt die Verteilung der Drehgeschwindigkeit v_rot über dem Radius r der Beziehung v_rot * r = konst . Nach diesem Verteiiungsgesetz des Drallsatzes ergeben sich auf kleineren Radien bis zum Tauchrohr zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten, die in der realen Praxis nicht erreichbar sind. Reale Drehgeschwindigkeitsverteilungen ^vrot(^r) 'ⁿ Zyklonen wie auch in der Wirbelkammer lassen sich durch die Beziehung v_rot * r^m = konst approximieren. Der Exponent m berücksichtigt dabei die Drehgeschwindigkeitsminderungen durch Strömungsverluste.

Diese Drehimpulsverluste als sogenannte m-Verluste in trenntechnisch genutzten Wirbeln entstehen durch innere Reibung der Kontinuumströmung und durch deren Gehäusewandreibung, aber auch durch komplexes Zusammenwirken zv ischen den strömenden kontinuierlichen und dispersen Phasen. Mit w chsender Staubkonzentration nimmt der Wert m stärker ab und damit auch die Drehgeschwindigkeit. Dies heißt nicht unbedingt, daß hierdurch der

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Abscheidegrad eines Fliehkraftabscheiders beeinträchtigt wird, denn mit wachsender Staubkonzentration fliegen die Partikeln dichter nebeneinander. Dadurch nimmt ihr Umströmungswiderstand ab, und die Partikeln werden im Kollektiv schneller verschoben und der Trennvorgang wird begünstigt. Die Partikeln können neben unterschiedlicher Größe verschiedene Gestalt haben, sie können rotieren, verschiedene Wichten haben, sich untereinander anstoßen und Wandstöße verursachen, wodurch die Sekundärströmung gebremst wird. Ein solches Zusammenwirken läßt sich derzeit theoretisch noch nicht erfassen. Derartige Einflüsse auf den m-Wert können nur empirisch ermittelt werden. Der m-Wert ist aber auch ein aerodynamisches Gütemaß für die Gehäuseart, mit der ein technischer Wirbel erzeugt und seine Sekundärströmung geführt wird. Der Exponent m ist immer kleiner als 1. Je mehr m ohne Staubkonzentrationseinfluß gegen 1 strebt, umso höher ist die aerodynamische und damit auch die trenntechnische Güte des Strömungsabscheiders. Wirbelkammern mit symmetrischer Führung der Sekundärströmung weisen an sich schon hohe m-Werte auf.

Technische Wirbel mit radial nach innen zunehmender Drehgeschwindigkeit entsprechend der Verteilung v_roi· * r^m = konst kommen nur zustande, wenn der tangential an der Peripherie eingeleitete Strömungsimpuls als Drehimpuls radial nach innen transportiert wird. Das bedeutet, daß die jeweilige Gasmasse, welcher der Impuls anhaftet, radial nach innen geführt werden muß, und zwar bis zu dem Radius r, an dem die höchste Drehgschwindigkeit v_rot des Trennwirbels beabsichtigt ist. Dies ist nur möglich über eine Absaugung im Wirbelinneren, bei der Wirbelkammer durch die Tauchrohrmündungen im Zentralbereich. Würden die Absaugemündungen axial weiter nach außen zu den Wirbelkammerböden hin verlegt, so würde hierdurch die Schraubenströmungszone verkürzt und damit die Trennleistung verringert. Bei der Wirbelkammer tritt die höchste Drehgeschwindigkeit wie beabsichtigt nahe der äußeren und inneren Tauchrohrwandung auf, streng genommen nahe der inneren Tauchrohrwandung, denn bis hierhin erfolgt der radiale Drehimpulstransport. Durch ihren geringen radialen Abstand voneinander und die radial nach innen weiter wachsenden m-Verluste sind die äußere und innere Drehgeschwindigkeit an der Tauchrohrwandung jedoch etwa gleich. Der Hauptanteil des &Tgr;; uchrohrvolumenstroms bewegt sich von den Tauchrohrmündungen her infolge der starken Zentrifugalwirkung in einer dünnen Ringschicht durch die Tauchrohre.

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Günstig integrierte rotationssymmetrische Absaugung auf der Wirbeldrehachse erfordert die Überlagerung des Wirbels mit einer Senkenströmung. Nur so kommen die trenntechnisch erwünschten beschleunigten Drehgeschwindigkeiten zustande. Wird die Absaugung bei einer Wirbelkammer erster Art, also bei einer Restrohgaswirbelkammer abgeschaltet, so bildet sich eine Drehgeshwindigkeitsverteilung v_rot; * r^ = konst aus. Der Exponent m ist gleich m = -1. Die Strömung rotiert dann wie ein Festkörper mit zum Drehzentrum linear bis auf \/_{&idiagr;&ogr;}&khgr; = 0 abnehmender Drehgeschwindigkeit und ist trenntechnisch nicht nutzbar.

Drehströmungsgehäuse für die wirksame Trennung von Mehrphasenströmungen müssen bestimmte größere Abmessungen des Wirbelvolumens relativ zur Größe des Strömungseintritts aufweisen. In diesen Gehäusen wird der zentral abgesaugte Volumenstrom ausschließlich durch die an den Gehäusewänden entlang fließende Sekundärströmung geliefert. Jede reale reibungsbehaftete gehäusegeführte gekrümmte Strömung erzeugt eine Sekundärströmung, die durch die Wandreibung bestimmt wird. Die Sekundärströmung bestimmt das Trennströmungsgeschehen der Wirbelkammer. Ohne die Sekundärströmung, also ohne Strömungsreibung, würde die Wirbelkammer nicht funktionieren. Die paarige Schraubenströmung an den Tauchrohren ist als Trennzone ein Teilbereich des Sekundärströmungsfeldes. Aber die Sekundärströmung transportiert auch den für hohe Trennleistungen erforderlichen Drehimpuls in das Wirbelinnere. Dieser Drehimpuls wird also wandnahe transportiert und ist so erhöhten Reibungswirkungen ausgesetzt, außerdem dem stärkeren Konzentrationseinfluß des in der relativ dünnen Sekundärströmungsschicht mittransportierten Staubes. Einer günstigen Führung der Sekundärströmung kommt daher eine große Bedeutung zu.

Bis zum Bekanntwerden von Wirbelkammern mit paarigen Tauchrohren und gezielter Integration der Sekundärströmung wurde das Gebiet der Stofftrennung durch Fliehkraft von den Zyklonen beherrscht, die ihre technischen Leistungsgrenzen trotz aller sonstigen Vorzüge erreicht haben. In der Fachliteratur zur Zyklonentwicklung finden sich sogar Hinweise zur Bekämpfung der den Zyklontrennprozeß behindernden Sekundärströmung.

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Durch die Integration der Sekundärströmung in den Wirbeltrennprozeß ergibt sich eine Verbesserung der Abtrennleistung entsprechender Wirbelkammerabscheider. Ein Vergleich der Abtrennleistungen von Wirbelkammerabscheidern erster und zweiter Art zeigt, daß letztere noch nicht an das Leistungsniveau der Restrohgaswirbelkammern heranreichen. Hohe Trennleistungen stellen sich bei der Restrohgaswirbelkammer dann ein, wenn das Absaugeverhältnis nicht zu groß gewählt wird. Das Absaugeverhältnis ist der Quotient von Reingasvolumenstrom durch Rohgasvolumenstrom einer Wirbelkammer. Dieser bestimmt die Steigung der Schraubenstromlinie der Quasischraubenströmung am Tauchrohr und damit die Partikelverweilzeit in der Feinabtrennzone. Kleinere Steigungen führen also zu höheren Trennleistungen. Die Übertragung dieser strömungsbegründeten Zusammenhänge auf die Direktabscheidewirbelkammer führt hier zu einer bestimmtn Geometrieforderung am Rohgaseintrittsspalt für hohe Trennleistungen. Das Verhältnis von Eintrittspaltweite b_e zu Wirbelkammerdurchmesser d darf keine zu großen Werte annehmen.

Referenzanlagen mit Wirbelkammern zweiter Art zur Heißgasentstaubung kohlegefeuerter Heizkessel in Großgärtnereibetrieben erzielten Entstaubungsleistungen, die die in den Gesetzesforderungen der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TALuft) geforderten Reingasstaubkonzentrationen weit unterschritten. Die Heißgasentstaubung ist besonders problematisch, weil durch die höheren Viskositäten der Trägergase {kontinuierliche Phase) die Verschiebung der Partikeln verzögert wird. Die Wirbelkammern erreichten die Entwicklungsziele und bewährten sich außedem bei rauhen intermittierenden Betriebsweisen dieser Entstaubungsanlagen durch robustes Betriebsverhalten. Häufige Taupunktunterschreitungen im Heizbetrieb beeinträchtigten die Funktion der Wirbelkammern nicht. .

Bei der Entwicklung dieser Anlagen stellte sich ein Problem durch Desagglomeration von Flugaschepartikeln ein: Der Verbrennungsprozeß erzeugt Flugaschepartikeln geringer Festigkeitsstrukturen. Mit den Typen der Feuerungskonstruktionen und der Art der verfeuerten Brennstoffe ändern sich diese Festigkeitsstrukturen in komplexer Weise. Aufgrund ihrer mürben Struktur werden Flugaschepartikeln durch Strömungskräfte weiter zerkleinert

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und dadurch der Abtrennvorgang erschwert. Trotz dieses Desagglomerationseffektes erreichten die Wirbelkammern hinreichende Trennleistungen.

Der Desagglomerationseffekt mit seiner den Trennvorgang in Wirbelkammern beeinflussenden Wirkung läßt sich folgendermaßen beschreiben: Bei Staubarten ohne Desagglomerationsneigung erzeugt eine Wirbelkammer ein Trennkennfeld, bei dem die Reingaskonzentration c_rej_n über der Eintrittsgeschwindigkeit v_e etwa hyperbolisch abnimmt und mit wachsendem v_e und gegen Null (0) strebt. So sind extrem hohe Trennleistungen erzielbar. Bei Stäuben mit Desagglomerationseigenschaften erfolgt die Abnahme von c_rej_n mit schwächer hyperbolischem Charakter und erreicht ein Minimum, danach steigt c_rej_n bei weiterer Zunahme von v_e wieder schwach an. Für derartige Stäube werden Wirbelkammern optimal für einen Betriebspunkt in der Nähe des c_rej_n -Minimums ausgelegt.

Typisches Anzeichen eines Desagglomerationseffektes in einem Wirbelkammerkennfeld c_rej_n (ve) ist das Konzentrationsminimum c_rej_n. Die strömungsphysikalischen Ursachen des Desagglomerationseffektes erklären sich am Rohgaseintritt der Wirbelkammer zweiter Art: Um vergleichbar hohe Trennleistungen mit denen des Wirbelkammerabscheiders erster Art, also der Restrohgaswirbelkammer zu erzielen, darf die Volumenstrombelastung der Tauchrohre keine zu großen Werte annehmen. Das bedeutet kleine relative Eintrittsspaltweiten b_e/d. Über der Eintrittsspaltweite b_e bildet sich dann eine sehr scharf ausgeprägte radiale Verteilung der Eintrittsgeschwindigkeit v_e (r) aus mit hohen Geschwindigkeitsgradienten dv_e/dr. Dies führt zu hohen Scherbeanspruchungen und dadurch zur Zerkleinerung von mürben Flugaschepartikeln, die mit hoher mittlerer Geschwindigkeit v_e in die Wirbelkammer eintreten. Die nachteilige Folge dieser Zerkleinerung ist eine Reduzierung des hohen Trennleistungspotentials der Wirbelkammern für Stäube, die aus deart mürben Partikeln bestehen.

Eine Lösung, um die Scherbeanspruchung klein und den Desagglomerationseffekt in Grenzen zu halten, könnte darin bestehen, daß die Eintrittsgeschwindigkeit v_e im näheren Bereich des c_rej_n-Minimums eingestellt wird. Dies hätte aber zur Folge, daß derartige Wirbelkammern nur

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für reduzierte Strömungsgeschwindigkeiten verwendbar wären, was die vorteilhafte Baugrößenreduktion mit wachsender Volumenstrombelastung der Wirbelkammern begrenzen würde. Der Desagglomerationseffekt in Wirbelkammern zweiter Art verändert sich mit der Staubart. Die Kennfeldkurven c_rej_n (ve) verlaufen unterschiedlich mit verschiedenen und unterschiedlich stark ausgeprägten ■ Minima c_rej_n. Weiterhin wird der Desagglomerationseffekt durch den Wirbelkammerdurchmesser d als charakteristisches Maß für die Baugröße beeinflußt. Mit wachsendem d nimmt die Einlauf-Deagglomeration ab, aber auch die Trennleistung, weil sich in größeren Wirbelkammern nicht so hohe Zentripetalbeschleunigungen erzielen lassen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses vorgenannte unbefriedigende Verhalten, insbesondere direktabscheidender Wirbelkammern, zu vermeiden und eine gattungsgemäße Wirbelkammer so auszubilden, daß der leistungshemmende Einfluß widriger Staubeigenschaften wie des Desagglomerationseffektes durch besondere Strömungsbeeinflussung trotz Anwendung üblicher Strömungsgeschwindigkeiten begrenzt wird, so daß die Leistung der Wirbelkammer in neue Bereiche ausgedehnt wird und die Wirbelkammer ferner so zu vereinfachen, daß sich Vorteile bei deren Herstellung sowie bei deren Integration zu Multiwirbelkammeranlagen ergeben.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung bestehen in einem strömungstechnisch verbesserten Wirbeikammereinlauf, der mit verbesserten Wirbelräumen und Austragsspalten zusammenwirkt, wobei diese Merkmale zum Zwecke der Behandlung besonders problematischer Stäube mit der an sich bekannten Maßnahme der Flüssigkeitseinspritzung kombinierbar sind. Zunächst werden die zu der Erfindung führenden Schritte und Erkenntnisse erläutert.

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Im Einlauf nimmt der Trennströmungsprozeß der Wirbelkammer seinen Anfang. Hier wird der Rohgasvolumenstromanteil einer Einzelwirbelkammer des in der Rege! gewählten Multiwirbelkammersystems in die Wirbelkammer eingeleitet. Die Strömungseinleitung der Mehrphasenströmung bestimmt deren Eintrittsimpuls, der tangential an der Wirbelperiphere eingeleitet wird. Dieser Eintrittsdrehimpuls wird in die symmetrische Sekundärströmung überführt und mit dieser an den Gehäusewänden entlang bis in die Schraubenströmungszonen um die paarigen Tauchrohre weitergeleitet. Die dort erreichte höchste Drehgshwindigkeit des Wirbelströmungsfeldes bestimmt die Trennleistung der Wirbelkammer, ebenso jedoch die Meridiangeschwindigkeit der Schraubenströmung als kennzeichnende Größe des Volumenstroms, mit dem die Wirbelkammer bei konstanter Eintrittsgeschwindigkeit beaufschlagt wird. Zu große Volumenstrombeaufschlagungen V einer Einzelwirbelkammer im Verhältnis zur mittleren Eintrittsgeschwindigkeit v_e vergrößern die Steigung der Quasischraubenströmung derart, daß sie zu wenig Umläufe bis zu den Tauchrohrmündungen ausführt und dadurch weniger Partikeln aus der Feinabtrennzone herausgeschoben werden. Die Trennleistung nimmt dann ab. Dreh- und Meridiangeschwindigkeit der Schraubenströmungszone müssen günstig zusammenwirken, um eine möglichst hohe Trennleistung zu erzielen. Dafür muß der spezifische Volumenstrom V/v_e optimal gewählt werden.

Die mit abnehmendem Radius durch radialen Drehimpulstransport zum Wirbelinnern hin erfolgende Drehgeschwindigkeitssteigerung erfolgt bei realen reibungsbehafteten Strömungen etwa nach der Beziehung v_rot * r^m = konst mit m < 1. Die reale Drehgeschwindigkkeitssteigerung führt zu Drehgeschwindigkeiten &ngr;_{&Ggr;&ogr;&idiagr;/&idiagr;} am Tauchrohr, die mit weiter abnehmendem m-Wert sinken. Der m-Wert berücksichtigt sämtliche Verluste, die infolge der Reibungsbehaftung der realen Strömung durch den Drehimpulstransport auf seinem Weg radial nach innen verursacht werden. Transportverluste von Drehimpuls entstehen bei Strömungsumwandlungen und durch die gehäuseabhängige Führung der wandnahen Schichtströmung, die mit dem weiterzuleitenden Drehimpuls behaftet ist.

Dor Wirbelkammereinlauf bestimmt den tangentialen Eintrittsimpuls l_e des Ri hgasvolumenstroms. Bei bisherigen Wirbelkammerabscheidern zweiter Art, also bei den direktabscheidenden, besteht der Strömungseintritt aus einem

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flachrechteckigen Spalt mit der axialen Wirbelkammerlänge h als langer Seite, wobei die betreffende Spaltbreite b_e sehr schmal ist. Diese schmalen Eintrittspaltbreiten ergeben sich aus der Forderung kleinerer spezifischer Volumenströme V/v_e für höhere Trennleistungen dieser direktabscheidenden Wirbelkammern. Die eintretende stärker mit Staub beladene Mehrphasenstromung muß daher sehr schmale Spaltbreiten b.e passieren. Stromlinien mit sich stark ändernden Strömungsgeschwindigkeiten liegen dabei sehr nahe nebeneinander, denn an den radial inneren und äußeren festen Spaltbegrenzungen ist die Strömungsgeschwindigkeit Null (O). In radialer Richtung r, normal zu den Wänden des Strömungseintritts, muß sich die Strömung also mit sehr starken Geschwindigkeitsgradienten dv_e/dr auf kurzer Distanz bis zur maximalen Eintrittsgeschwindigkeit v_emax in Spaltmitte aufbauen.

Dieses sehr scharfe Eintrittsgeschwindigkeitsprofil v_e(r) führt zu hoher innerer Reibung und Wandreibung in der Eintrittsströmung bei diesen Wirbelkammern. Nach dem Eintrittspalt tritt die Strömung als einseitig anliegender flachrechteckiger Wandstrahl in den Wirbelzylinder ein. Durch dessen Wandkrümmung wirken unmittelbar stromabwärts des Spalteintritts mit radial zusammendrückender Wirkung hohe Zentripealbschleunigungen auf die Strahlströmung. Dadurch bleibt das scharfe radiale Geschwindigkeitsprofil auch hier noch erhalten. Aber in dieser Wandströmungszone des einseitig freien Strahls stromabwärts vom Eintrittsspalt wird die antreibende Strahlströmung auf kurzer Umfangsbogenlänge durch die hohe innere Reibung und Wandreibung in der Strahlströmung schnell abgebremst. So werden dem Eintrittsstrah! bereits kurz hinter dem Eintrittsspalt höhere Drehimpulsverluste durch Reibung noch an der Wirbelzylinderaußenwand aufgezwungen, bevor diese Antriebsströmung des Wirbels die Wirbelkammerböden erreicht. Dieses sind Verluste der Impulsweiterleitung . bei konstantem Radius. Der Betrag des tangential eingeleiteten Strömungsimpulses l_e wird an der Wirbelzylinderaußewand bereits stärker reduziert auf den Wert des Drehimpulses Im < l_e. Dabei ist l_m der Drehimpuls der sekundären Wandschichtströmung am Zylindermantel des Wirbelgehäuses. Diese Impulseinleitungsverluste bedeuten bereits einen Trennleistungsverlust.

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Die Einleitungsverluste für den Drehimpuls bei konstantem Radius werden durch Einflüsse der dispersen Phase auf die kontinuierliche Phase noch erhöht: Stellt man sich die Kontinuumströmung durch den schmalen Eintrittsspalt aus vielen entsprechend den Gasmolekülen extern dünnen Strömungsschichten zusammengesetzt vor, so fliegt eine Partikel aus der dispers verteilten Partikelschar aufgrund ihrer endlichen Größe in mehreren Kontinuumschichten mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten. Die Partikel kann aber nur mit einer Geschwindigkeit fliegen und verzögert dabei die Strömung in Nachbarschichten auf niedrigere Geschwindigkeiten. Das bedeutet Impulsverluste der Antriebsströmung mit der weiteren Folge von Trennleistungseinbußen. Dies gilt, wenn sich die Partikelbahnen und die Stromlinien des Kontinuums decken. Partikeln können sich aber auch quer zu den Stromlinien bewegen, verursacht durch Zentrifugalkraftwirkungen bei Partikelbahnkrümmungen, durch Zusammenstöße oder durch Wandstöße von Partikeln. Stößt eine Partikel gegen die Gehäusewand, so wird ihre Fluggeschwindigkeit dort verzögert. Prallt die abgebremste Partikel dann infolge des Stoßes in wandfernere Strömungsschichten zurück, so wirkt die verlangsamte Partikel dort verzögernd auf die Kontinuumsströmung. Verzögerungseinflüsse auf die Strömung entstehen auch durch Partikelzusammenstöße, Trägheitswirkungen und durch Rotation von Partikeln. Diese impuls- und trennleistungsmindernden Einflüsse der dispersen auf die kontinuierliche Phase wirken sich bei den schmalen Eintrittsspaltweiten besonders stark aus. Die Partikelwege zur Wand sind sehr kurz, und die gesamten Partikeln fliegen dort dichtgedrängt.

Diese drehimpulsmindernden Einflüsse in der wandnahen Mehrphasenströmung lassen sich auch mit dem theoretischen Modell einer scheinbaren Viskosität begründen. Für kleine Volumenkonzentrationen c_v von Partikeln ist die relative Viskositätserhöhung (&mgr;₅ - &mgr;)&Igr;&mgr; proportional c_v. Die Abschätzung gilt für die reine Scherströmung, ms ist die scheinbare Viskosität der Aerodispersion und m die Viskosität der reinen kontinuierlichen Phase. Da die Impulsminderung Delta I proportional der Wandschubspannung &tgr; ist und &tgr; wiederum proportional &mgr;₅, folgt schließlich Delta I proportional {1 + k c_v) &mgr; mit dem Proporionalitätsfaktor k. So wirkt sich also eine wachsende V )lumenkonzentration von Partikeln näherungsweise steigernd auf den Impulsverlust aus. Es muß einleuchten, daß diese Verhältnisse wesentlich

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komplexer werden bei gekrümmten Strömungen, wenn die Partiklbahnen nicht mit den Stromlinien übereinstimmen, bei höheren Staubkonzentrationen mit Partikelkollektiven unterschiedlicher Korngrößen und unterschiedlicher Korngestalten sowie Partikelstößen untereinander und mit der Wand sowie mit unterschiedlichen Rotationen der Partikeln. Laser-Messungen an Zyklonen zeigen, daß die maximale Drehströmungsgeschwindigkeit v_rot,max durch den Einfluß wachsender Staubkonzentration in starkem Maße beeinträchtigt wird: Bei Steigerung der Staubkonzentration von 0,5 bis 60 g/rri3 wird v_rot_/rnax um über 30% gegenüber dem Geschwindigkeitswert der niedrigen Konzentration verzögert.

Ein weiterer trennleistungsmindernder Effekt der schmalen Eintrittsspalte bei den besagten Wirbelkammern entsteht, wie bereits erwähnt, durch die hohen Scherbeanspruchungen der Partikeln in der Eintrittsströmung. Durch die starken Geschwindigkeitsgradienten des scharfen

Eintrittsgeschwindigkeitsprofils wird ein Strahlmühleneffekt hervorgerufen, der die Kornverteilung des Rohgasstaubes durch Desagglomerationswirkung in feinere Kornbereiche verschiebt. Durch diese nachteiligen Kornverteilungsumwandlungen innerhalb der Wirbelkammer bei bestimmten Stäuben mit schwächeren Festigkeitseigenschaften entsteht ein trennleistungsmindernder Effekt, der bei Geschwindigkeitssteigerung von v_e über eine bestimmte mittlere kritische Eintrittsgeschwindigkeit &ngr;_&thgr;/&idiagr;&zgr;_&Ggr;^ hinaus sogar zu einem Anwachsen der Reingaskonzentration c_rej_n führt. In dem Geschwindigkeitsbereich v_e > V₆^Jt überwiegt der Strahlmühleneffekt den Trenneffekt durch zu starke Verfeinerungswirkung auf die Kornverteilung. Die Wirbelkammern sind dadurch nur im Geschwindigkeitsbereich v_e < v_e/k_rrt einsetzbar und werden für v_e annähernd gleich v_e/i<_rjt ausgelegt, weil die Reingaskonzentration dort ihr Minimum erreicht. Doch auch im unterkritischen Betriebsbereäch der Wirbelkammern existiert der Strahlmühleneffekt bereits, der sich von sehr niedrigen Eintrittsgeschwindigkeiten mit schwächeren Scherbeanspruchungen bis v^^ steigert. Ohne Strahlmühleneffekt würde die Wirbelkammer auch bei niedrigeren Eintrittsgeschwindigkeiten bereits höhere Trennleistungen erreichen. Diese Einschränkung des Betriebsbereiches bei bisherigen Wirbelkammern begrenzt auch nachteilig deren angestrebte

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Baugrößenreduktion durch höhere Volumenstrombeaufschlagungen der Einzelwirbelkammern. Dadurch lassen sich die Herstellkosten bis jetzt nicht weiter senken.

Diese Erkenntnisse führen nun zu neuartigen Einlaufen, die sich durch wesentlich geringere Verluste auszeichnen und im Zusammenwirken mit neuartigen Wirbelräumen und Austragsspalten eine neue dritte Art von Wirbelkammern ergeben. Diese Einlaufe beeinflussen die von ihnen geführte Einlaufströmung in der Weise, daß die Strömung nur noch eine sehr geringe Scherbelastung aufweist und weiterhin eine stärkere Antriebswirkung auf die Trennströmung ausübt. Der Ansatz dafür beginnt folglich mit den angestrebten radialen und axialen Strahlgeschwindigkeitsprofilen. Es müssen sanfte Geschwindigkeitsprofile mit schwachen Geschwindigkeitsgradienten in den Einlaufen geschaffen werden. Das führt zum Abweichen vom flachrechteckigen Eintrittsstrahl. Doch im Hochleistungstrennströmungsfeld muß eine bestimmte obere Grenze für die spezifische Volumenstrombeaufschlagung V / v_e mit (V/v_e) _max eingehalten werden, damit die Schraubenströmung um die Tauchrohre nicht ungünstig im Hinblick auf die Trennleistung beeinflußt wird. Das bedingt einen maximal zulässigen Eintrittsquerschnitt A_emax in Abhängigkeit von der Wirbelkammergröße. Für A_e kleiner oder höchstens gleich A_emax bringt die Wirbelkammer hohe Trennleistungen. Diese Entwicklungsbedingungen führen zu dickeren Eintrittsstrahlen mit Eintritsquerschnitten von kreisförmiger über ovale bis hin zu rechteckiger Gestalt, wobei die Ovale bzw. Rechtecke kleinere Achsenverhäitnisse aufweisen müssen als die des extrem flachrechteckigen Eintrittsquerschnittes der Wirbelkammern bisheriger Art.

Bei den neuen rechteckigen oder rechteckähnlichen Eintrittsquerschnitten erstreckt sich die lange Seite oder die längere Seitenbegrenzung nicht mehr über die gesamte Wirbelkammerlänge I wie bei den entwicklungsmäßig vorangegangenen Wirbelkammern erster und zweiter Art. Beim neuartigen Einlauf mit Kreiquerschnitt ist dessen Durchmesser d_e kleiner als I, und bei elliptischem Eintrittsquerschnitt wird die lange Ellipsenachse kleiner als die Wirbelkammerlänge gehalten. Grundsätzlich wird bei Abweichungen vom kreisförmigen oder regelmäßig vieleckigem Eintrittsquerschnitt die in einer Ai hsrichtung längere Querschnittserstreckung kleiner als die

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Wirbelkammeriänge h gehalten. Das bringt zunächst einmal Fertigungsvorteile mit Senkung der Herstelikosten. Die hierauf basierenden neuen Wirbelkammertypen können vereinfacht aus Rohren, also Halbzeugen, gefertigt werden. Die Wirbelkammermäntel brauchen nicht mehr einzeln rundgewalzt oder geprägt zu werden, was die Hersteükosten erhöht, aber auch zu Fertigungsungenauigkeiten mit weiter kostenerhöhenden Nachrichtarbeiten führte. Weiterhin entfallen die komplizierteren und dadurch aufwendigeren Fügearbeiten bei Mänteln und Einlaufteiien bisheriger Wirbelkammern: Bei den ursprünglichen Einlauftypen, die sich über die gesamte Wirbelkammerlänge h erstrecken, ist der rundgewalzte Wirbelkammermantel kein zusammenhängender Kreiszylindermantel. Er ist ais Fertigungsteil über einen bestimmten Umfangsbogen offen für nachträglich einzubauende Einlaufteile. Dadurch hat dieser nicht geschlossene Zylindermantel zuwenig Eigensteifigkeit. Der Zusammenbau mit den Einlaufteilen erfordert zusätzliche Justier- und Richtarbeiten über Bauvorrichtungen. Die vorteilhaften neuen Wirbelkammermäntel sind geschlossene Kreiszylinder- oder Tonnenmäntel mit mehr mittigen Öffnungen für einfach einzufügende Einlaufe und weisen dadurch ausreichende Eigensteifigkeit zur Wahrung der Rundheit auf. Auf weitere Fertigungs- und Einbauvorteile der neuen Wirbelkammertypen wird bei der Beschreibung der verschiedenen Ausgestaltungen der Einlaufe eingegangen.

Zu diesen wichtigen wirtschaftlichen Vorteilen für die Senkung der Herstellkosten kommen die Vorteile durch Verbesserungen der Strömung und der Trennleistungen durch die neuen Einlaufe. Allen Einlauftypen gemeinsam sind dickere Strahlströmungen mit fülligeren, sanfteren

Geschwindigkeitsverteilungen in radialer und axialer Richtung der Eintrittsquerschnitte. Fülligkeit bedeuten größere Bereiche mit konstanter oder annähernd konstanter Geschwindigkeitsverteilung, die erst in nächstem Wandabstand auf NuI (0) bis zur Wand abgebremst wird. Sanftheit der Geschwindigkeitsprofile bedeuten die dabei in den Verteilungen überwiegenden schwachen Geschwindigkeitsgradienten.

Die Eintrittsgeschwindigkeitsverteilungen mit ausgeprägt rechteckähnlichen Profilen direkt am Strömungseäntritt werden durch kurze, dem Ei, trittsquerschnitt vorgelagerte Einlaufdüsen erzielt. Wichtig sind dabei die kurzen Beschieunigungsstrecken für die Einlaufströmung bis zum engsten

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Düsenquerschnitt, dem Eintrittsquerschnitt. Die größere radiale Strahldicke führt zu tieferem Eindringen der Eintrittsstrahlen am Wirbelkammermantel entlang in das Wirbelgehäuse und damit zu einer verbesserten Antriebswirkung auf die Trennströmung. Das tiefere Eindringen der Eintrittsströmung oder deren größere Reichweite erklären sich einmal aus der Strahltheorie, zum anderen aus der geringeren Bremswirkung der Strömungswände auf das Geschwindigkeitsfeld der Eintrittsströmung. Alle neuen Einlaufe erzeugen im Wirbelraum einseitig anliegende Wandstrahlen, die sich an der konkaven Wand des Wirbeigehäuses von der axialen Wirbelkammermitte aus doppelsymmetrisch in Achsrichtung ausbreiten. Dabei passen sie sich der natürlichen Sekundärströmung besser an, so daß die Eintrittsströmung verlustärmer in die Sekundärstömung überführt werden kann. Bei dieser Überführung hat die Eintrittsströmung radial nach innen bereits kontakt mit der Wirbelströmung, wodurch deren Antrieb vorteilhaft verbessert wird. Durch diese optimale Integration von Einlaufströmung, Sekundärströmng und Wirbelströmung wird die Hochleistungstrennströmung weiter verbessert. Das Wirbelgehäuse kann dabei zylindrische bis tonnenförmige Gestalt mit dazwischen liegenden Mischformen wie zum Beispiel auch doppelkegelartige Gestalt haben.

Die mehr zur axialen Mittelebene als axialer Symmetrieebene der Wirbelkammer hin flächenmäßig konzentrierten Eintrittsquerschnittsformen bewirken einen mittigen Strahleintritt. Der dadurch dicker eintretende Strahl hat eine größere Reichweite als der ursprüngliche flachrechteckige Eintrittsstrahl, dessen Reichweite durch die sehr schmale radiale Strahlbreite nicht groß ist. Nach der Strahltheorie wird als Reichweite des Strahls die Länge des Strahlkerns bezeichnet. Der Strahlkern ist die Zone, in der die maximale Düsenaustrittsgeschwindigkeit mit in Strömungsrichtung abnehmenden Strömungsquerschnitten über eine gewisse Distanz x_o erhalten bleibt. Bei einem einfachen runden Freistrahl, der in ruhende Umgebungsluft austritt, ist der Strahlkern ein Kegel, und die Strahlausbreitung mit der sogenannten Mischzone geht ebenfalls in der Form eines Kegels vor sich, der sich allerdings in Strömungsrichtung erweitert. Die Kernlänge X₀ dieses Rundstrahls wächst proportional dem Strahldurchmesser d_e, das ist hier der Durchmesser eines kreisförmigen Eintrittsquerschnitts. Bei den alten V rbelkammem mit flachrechteckigen Eintrittsquerschnitten der radial ausgerichteten Breite b_e wurden quasiebene Strahlen angewendet. Bei ebenen

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Freistrahlen wächst die Länge des hier keilförmigen Kerns proportional b_e. Nun liegen bei Wirbelkammern aber einseitig anliegende Wandstrahlen vor. Deren Reichweiten X₀ verdoppeln sich gegenüber Freistrahlen. Dabei bleibt das dem Strahldurchmesser d_e oder der Strahlbreite b_e proportionale Anwachsen von X₀ für Rund- und Flachstrahl erhalten.

Für gleiche Eintrittsquerschnittsflächen bei Wirbelkammern mit runden und flachen Strahlen nimmt d_e etwa bis 10 mal größere Werte gegenüber b_e an. Das bedeutet dann etwa bis 10 mal größere Strahleindringtiefe des Rundstrahls gegenüber dem Flachstrahl. Dies gilt in Anlehnung an die oben erwähnte Freistrahltheorie. Diese kommt jedoch überwiegend nur beim Anfahren der Wirbelkammern zum Tragen, wenn sich das Trennströmungsfeid aufbaut. Nach diesem instationären Anfahrvorgang stellt sich der stationäre Betriebszustand der Trennströmung ein. Dann tritt die Einlaufströmung in das vollständig aufgebaute Wirbelströmungsfeld ein. Ab dem Eintrittsquerschnitt hat die sich von dort fortsetzende Einiaufströmung zur Wirbelgehäusewand hin weiterhin die drehimpulsmindemde Bremswirkung durch Wandreibung in zusätzlicher Abhängigkeit von der Partikelkonzentration zu überwinden. Radial zur Wirbelachse hin trifft die Eintrittsströmung jedoch statt auf anfangs überwiegend ruhendes Gas auf eine Wirbelströmung, deren Geschwindigkeiten an der freien Grenzfläche zur Eintrittsströmung hin nur unmerklich kleiner sind als die dort wirkenden Geschwindigkeiten. Dies ist das Kennzeichen einer beabsichtigten Schleppwirkung der Eintrittsstömung auf die Wirbelströmung, deren Antrieb aber weiterhin von der Schraubenströmungszone um die Tauchrohre aus erfolgt. Dorthin wird der mit der Eintrittsströmung eingeleitete Drehimpuls über die Sekundärströmung transportiert und kommt vermindert um die Transportverluste als wirbelantreibende Strömungskraft zur Wirkung. Der Antriebsmechanismus der Wirbelkammerströmung läßt sich als Strömung zwischen zwei konzentrischen rotierenden Zylindern deuten. Diese ist eine bekannte viskose Strömungsform. Hier liegen nur keine festen unterschiedlich rotierenden Zylinderwände vor. Die Zylinderwände sind ersetzt durch unterschiedlich rotierende Schichtströmungen der Sekundärströmung am Wirbelkammermantel und um die Tauch rohre.

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Bei den neuartigen Wirbelkammern mit bezogen auf deren Länge mittigen Strömungseintritten liegen also dickere Eintrittsstrahlströmungen vor. Da sich die Bremswirkung durch Wandreibung aber nur auf eine sehr dünne Strömungsschicht in unmittelbarer Wandnähe auswirken kann und andererseits bei ausgeprägter stationärer Wirbelströmungsform radial nach innen nur sehr kleine Geschwindigkeitsunterschiede, zwischen Eintrittsströmung und Grenzwirbelfeld bestehen, bleiben in der Eintrittsströmungszone wesentlich größere Volumenbereiche mit Maximaigeschwindigkeiten erhalten als dies bei den dünnen flachrechteckigen Eintrittsströmungen der bekannten älteren Wirbelkammerausbildungen der Fall war. Die Eintrittsströmungen mit mittigem Strahleintritt beeinflussen dadurch bedeutend größere Volumenbereiche des Wirbelfeldes mit höherem Energieinhalt. Die allmähliche Strahlströmungsumwandlung dick-flach von der mehr runden in die flachrechteckige Querschittsform der Schichtströmung am Wirbelgehäusemantel vollzieht sich gegenüber den flachrechteckigen Eintrittsstrahlen älterer Bauart über größere Mantelbereiche. Dies erklärt die bessere Antriebswirkung durch mittige Eintrittsströmungen und die damit erzielbaren höheren Trennleistungen.

Weitere strömungs- und trenntechnische Vorteile der mittigen dickeren Eintrittsströmungen ergeben sich aus deren besserer Integration in die Sekundärströmung. Die dicken Strahlen folgen trägheitsgemäß auch nach Verlassen des führenden Eintrittsgehäuses ihrer dort empfangenen überwiegend tangentialen Strömungsrichtung. Dabei treffen sie mit größerer Strahldicke schräg auf die konkav gekrümmte Wirbelgehäusewand. Das bedeutet Strömungsumienkungen: Tangentiale wandnahe Stromlinien der Eintrittsströmung treffen eher auf die konkave Wand und erfahren dadurch bei der Komponentenumienkung in Kreisbahnrichtungen konzentrisch zum Umfangskreis des Wirbeigehäuses schwächere Umlenkungen als wandfernere Eintrittsstromlinien, die später auf die Gehäusewand auftreffen. Mit der Größe dieser Umlenkwinkel wächst auch die zusätzliche axiale Stromlinienablenkung in Richtungen parallele! zur Wirbelachse. Dadurch werden die ursprünglich tangentialen wandnahen und wandferneren Eintrittsstromlinien nach ihren zweifach gekrümmten radialen und axialen Ui ilenkungen wieder näher aneinander geführt. Dieser Umlenkvorgang wirkt also vorteilaft beschleunigend auf die freie Eintrittsströmung. Ein weiterer

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vorteilhafter Beschleunigungseffekt stromabwärts des Eintrittsquerschnittes wird allein durch die Krümmung der tangentialen Eintrittsströmung in Radialebenen erzielt. Die Strömung wird durch Zentrifugalwirkung in radialer Richtung gegen die Wirbelgehäusewand gedrückt und so durch freie Strahlkontraktion beschleunigt. Diese Beschleunigungseffekte bei der Überführung der tangentialen Eintrittsströmung in die Wirbelmantelsekundärströmung erzeugen vorteilhafte Antriebswirkungen des Wirbels durch die rotierende äußere Schichtströmung.

Durch die radialen und axialen Mehrfachkrümmungen der tangential und mittig eintretenden Einlaufströmung werden an die natürliche Mantelsekundärströmung günstig angepaßte Stromlinienverläufe erzeugt. Dieser Vorteil wirkt sich über die Verbesserung des Wirbelantriebs wiederum steigernd auf die Trennleistung aus. Eine derartige günstige Stromlinienanpassung der Eintrittsströmung an die Sekundärströmung des Wirbelzlindermantels liegt bei den bisherigen Wirbelkammern mit flachreckteckigem über die gesamte Wirbelkammerlänge einströmendem Eintrittsstrahi nicht vor: Die natürliche Sekundärströmung am Zylindermantel weist mit zunehmendem axialem Abstand von der Strömungsymmetrieebene der Wirbelkammer aus wachsende axiale Geschwindigkeitskomponenten auf. In Überlagerung mit ihren Umfangsgeschwindigkeitskomponenten ergeben sich dadurch schräg zur Wirbelachse verlaufende Stromlinen der Sekundärströmung. Dagegen tritt die flachrechteckige Eintrittsströmung älteren Typs als Parallelströmung in Umfangsrichtung, also senkrecht zur Wirbelachse ein. Damit überkreuzen sich Stromlinien der Eintrittsströmung mit denen der Sekundärströmung, insbesondere aus dem Sekundärströmungsbereich, der von stromaufwärts des Eintritts her kommt und sich nach Passieren des Eintrittsquerschnittes radial nach innen über die Eintrittsströmung legt. Durch die sich in dieser Strömungskontaktzone schräg kreuzenden Stromlinien werden Antriebsimpulsverluste verursacht und Turbulenz erzeugt, die mit der Sekundärströmung in die Schraubenströmungszone um die Tauchrohre transportiert wird und dort die Feinabtrennung mindert. Weiterhin werden durch die Stromlinienkreuzung in der Umgebung des Eintrittsquerschittes hohe Scherbeanspruchungen an den eintretenden Partikeln erzeugt, die die T ennleistung nachteilig beeinflussen. Die neuen Einlaufströmungen unterbinden diese gesamten Nachteile ungünstiger Einlaufanpassungen an das Wirbel- und Sekundärströmungsfeld.

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Die hier beschriebenen verbesserten Antriebswirkungen der neuen Wirbelkammereinläufe mit geringeren Eintrittsimpu!sumwand!ungsver!usten und Drehimpulstransportverlusten führen zu verbesserten m-Werten der Drehströmung v_rot * r^m = konst . Dadurch können die neuen Wirbelkammern mit mit höheren spezifischen Volumenströmen V / v_e beaufschlagt werden. Dies wirkt sich vorteilhaft verringernd . auf die Anlagenbaugröße und die Herstellkosten aus.

Die für alle neuen Einlauftypen beschriebenen gemeinsamen strömungs- und trenntechnischen Vorteile werden ergänzt durch die mit diesen Einlaufströmungen ebenso geschaffenen günstigen Geschwindigkeitsprofile mit niedrigen Scherbeanspruchungen der Partikeln. Dadurch wird der Betriebsbereich der Wirbelkammern vorteilhaft zu höheren Eintrittsgeschwindigkeiten hin erweitert. Hiermit lassen sich einmal noch höhere Trennleistungen und zum anderen noch weitergehende Reduzierungen von Baugröße und Herstellkosten erzielen.

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Die Erfindung ist anhand von Zeichnungen dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine kreiszylindrische Wirbelkammer, mit einem Einlauf von teilaxialer Länge,

Fig. 2 perspektivisch die Strömungsverhältnisse der Wirbelkammer nach Fig. 1,

Fig. 3 die Wirbelkammer nach Fig. 2 schematisch im Längsschnitt,

Fig. 4 perspektivisch den Einlauf nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Wirbelkammer nach Fig. 1,

Fig. 6 einen Einlauf mit abgerundetem Rechteckquerschnitt,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit einem Einlauf nach Fig. 6,

Fig. 8 schematisch einen Rohreinlauf, Fig. 9 eine andere Ausbildung eines Rohreinlaufs, Fig. 10 eine weitere Ausbildung eines Rohreinlaufs,

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit Einlaufen nach den Fign. 8 bis 10,

Fig. 12 eine Wirbelkammer mit mehreren Rohreinläufen, Fig. 13 einen Rohreinlauf nach Fig. 12 als Einzelteil, Fig. 14 die Rohreinläufe nach Fig. 12 in paralleler Anordnung,

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Fig. 15 die Rohreinläufe nach Fig. 12 in divergenter Anordnung,

Fig. 16 einen Querschnitt durch eine Wirbeikammer mit auf dem Umfang verteilten Rohreinläufen,

Fig. 17 einen Rohreinlauf mit integriertem Strömungsführungsbett,

Fig. 18 eine Ansicht des Rohreinlaufs nach Fig. 17 mit abgewickeltem Wirbelkammermantei,

Fig. 19 verschiedene Einlaufquerschnitte nach Fig. 18, Fig. 20 einen Querschnittaufbau nach Fig. 18 mit Überströmung,

Fig. 21 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit einem eine Beschleunigungsstrecke aufweisenden Rohreinlauf,

Fig. 22 einen Rohreinlauf in Form einer Flachdüse, Fig. 23 den Rohreinlauf nach Fig. 22 in Entwurfsdarsteliung, Fig. 24 den Rohreinlauf nach Fig. 22 in angepaßter Form,

Fig. 25 einen Teil eines Wirbeikammermanteis mit dem Rohreinlauf nach Fig. 24,

Fig. 26 den Wirbelkammermantei nach Fig. 25 mit einem Ausschnitt,

Fig. 27 perspektivisch einen abgewickelten Wirbeikammermantel mit einem weiteren Rohreinlauf,

Fig. 28 perspektivisch den Rohreinlauf nach Fig. 27 in gekrümmter Form, Fig. 29 den Rohreinlauf nach Fig. 28 in eingefügtem Zustand,

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Fig. 30 perspektivisch einen Rohreinlauf mit,geführter Beschleunigung,

Fig. 31 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit dem Rohreinlauf nach Fig. 30,

Fig. 32 den Rohreinlauf nach Fig. 30 mit Stromlinien,

Fig. 33 einen Rohreinlauf mit gerader Einlaufführung,

Fig. 34 den Rohreinlauf nach Fig. 33 in Entwurfsdarstellung,

Fig. 35 den Rohreinlauf nach Fig. 33 mit einem Wirbelkamimermante!,

Fig. 36 eine Einlaufdüse,

Fig. 37 einen eingezogenen Einlauf,

Fig. 38 den Einlauf nach Fig. 37 in Entwurfsdarstellung mit Stromlinien,

Fig. 39 eine Ausgestaltung des Einiaufs nach Fig. 37,

Fig. 40 einen eingezogenen Einlauf, gebildet aus einem Halbkreisprofil,

Fig. 41 einen eingezogenen Einlauf, gebildet aus einem U-Profil,

Fig. 42 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit Einiäufen nach den Fign. 40 und 41,

Fig. 43 einen eingezogenen Einlauf mit einer fünfeckigen Zunge,

Fig. 44 den Einlauf nach Fig. 43 mit Stromlinien,

Fig. 45 eine Ausgestaltung des Einiaufs nach Fig. 43,

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Fig. 46 einen weiteren eingezogenen Einlauf.mit einer Zunge, Fig. 47 eine Ausgestaltung des Einlaufs nach Fig. 46,

Fig. 48 perspektivisch in Entwurfsdarstellung einen Einlauf nach den Fign. 46 bzw. 47 mit Stromlinien,

Fig. 49 eine Seitenansicht des Einlaufs nach Fig. 48 mit Stromlinien,

Fig. 50 eine weitere Ausgestaltung eines eingezogenen Einlaufs mit einer Zunge,

Fig. 51 eine Abwicklung des Einlaufs nach Fig. 50, Fig. 52 eine Wirbelkammer mit einem Einlauf nach Figur 50,

Fig. 53 eine Ausgestaltung des Einiaufs nach Fig. 50 mit einer Spaitstütze,

Fig. 53a einen abgewickelten Ausschnitt für einen eingezogenen Einlauf,

Fig. 54 einen eingezogenen Einlauf, basierend auf dem Ausschnitt nach Fig. 53a in Entwurfsdarsteliung,

Fig. 55 eine Schnittdarstellung des Einlaufs nach Fig. 54,

Fig. 56 einen eingezogenen Einlauf mit einem keilförmigen Einlaufbett mit gekrümmter Bodenfläche,

Fig. 57 einen Querschnitt durch den Einlauf nach Fig. 56,

Fig. 58 einen Teilquerschnitt einer Wirbelkammer mit einem Einlauf nach Fig. 56,

Fig. 59 einen Ausschnitt zur Herstellung des Einlaufs nach Fig. 56,

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Fig. 60 einen eingezogenen Einlauf mit einem keilförmigen Einlaufbett und gerader Bodenfiäche,

Fig. 61 einen Querschnitt durch den Einlauf nach Fig. 60,

Fig. 62 einen Teilquerschnitt einer Wirbelkammer mit einem Einlauf nach Fig. 60,

Fig. 63 einen Ausschnitt für einen eingezogenen Einlauf mit zwei Zungenhälften,

Fig. 64 einen eingezogenen Einlauf mit zwei Zungenhälften, basierend auf dem Ausschnitt nach Fig. 63,

Fig. 65 einen Querschnitt durch den Einlauf nach Fig. 64,

Fig. 66 eine Ausgestaltung des Einlaufs nach Fig. 64 mit einer gefalteten Spaltstütze,

Fig. 67 die Spaltstütze nach Fig. 66 als Einzelteil, Fig. 68 einen Querschnitt durch den Einlauf nach Fig. 66,

Fig. 69 einen eingezogenen Einlauf mit einem Einlaufbett zur Erzeugung seitlicher Stufenwirbel,

Fig. 70 eine Stufe mit einem Wirbel,

Fig. 71 das Einlaufbett des Einlaufs nach Fig. 69,

Fig. 72 eine Ausgestaltung einer Stufe mit einer Abströmkante,

Fig. 73 eine weitere Ausgestaltung einer Stufe mit einer Abströmkante,

Fig. 74 eine Ausgestaltung einer Stufe mit einer Anströmkante,

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Fig. 75 eine Ausgestaltung des Einlaufs nach Fig. 69 mit einer gewölbten Bodenfläche,

Fig. 76 einen eingezogenen keilförmig gekrümmten Stufenwirbeieinlauf, Fig. 77 schematisch den Einlauf nach Fig. 76 mit Stromlinien,

Fig. 78 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit einem Einlauf nach Fig. 76,

Fig. 79 eine Wirbelkammer mit einem umlaufenden Einlauf in Form eines Spiralgehäuses,

Fig. 80 einen zentralen Querschnitt durch die Wirbelkammer nach Fig. 79, Fig. 81 eine Weiterbildung eines Einlaufs mit zwei Teilspiralen, Fig. 82 eine Weiterbildung eines Einlaufs mit vier Teilspiralen,

Fig. 83 eine Weiterbildung eines Einlaufs mit vier Teilspiralen und einer Außenspirale,

Fig. 84 eine Weiterbildung eines Einlaufs mit vier Teilspiralen und einem rotationssymmetrischen Außengehäuse,

Fig. 85 eine Weiterbildung eines Einlaufs mit einem rotationssymmetrischen Außengehause und einer Vielfachanordnung von eingezogenen Einlaufen,

Fig. 86 einen Längsschnitt durch eine Wirbelkammer mit einer Einlaufanordnung nach Fig. 85,

Fig. 87 eine Wirbelkammer mit einem rotationssymmetrischen Außengehause und einem inneren Zylindermantel,

Fig. 88 einen zentralen Querschnitt durch die Wirbelkammer nach Fig. 87,

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Fig. 89 eine Weiterbildung der Wirbelkammer nach Fig. 87 mit einer ringförmigen Stützplatte,

Fig. 90 eine Weiterbildung der Wirbelkammer nach Fig. 89 mit zwei symmetrischen Einzelgehäusen,

Fig. 91 einen Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit umlaufendem Spiralgehäuse von kreisförmigem Querschnitt,

Fig. 92 eine Seitenansicht des Spiralgehäuses nach Fig. 91,

Fig. 93 einen Querschnitt durch ein umlaufendes Ringgehäuse von U-förmigem Querschnitt,

Fig. 94 einen Querschnitt durch ein weiteres umlaufendes Ringgehäuse von U-förmigem Querschnitt,

Fig. 95 eine Wirbelkammer mit einem geraden Schälschlitz, Fig. 96 eine Rückansicht der Wirbelkammer nach Fig. 95, Fig. 97 eine Seitenansicht der Wirbelkammer nach Fig. 95,

Fig. 98 perspektivisch eine Wirbelkammer mit einem V-förmigen Schälschlitz,

Fig. 99 eine Rückansicht der Wirbelkammer nach Fig. 98,

Fig. 100 einen Querschnitt durch eine Wirbeikammer mit einem Schälschlitz nach Fig. 98,

Fig. 101 einen Eckbereich des Schälschlitzes nach Fig. 98 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 102 einen Längsschnitt durch eine tonnenförmige Wirbelkammer, ·": :**: :"* :*': ··' ·: : .··.

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Fig. 103 eine Seitenansicht der Wirbelkammer nach Fig. 102,

Fig. 104 eine Ausgestaltung der Wirbelkammer nach Fig. 103 mit einem am Einlauf angeordneten Flansch,

Fig. 105 eine Draufsicht eines Wirbelkammermoduls,

Fig. 106 eine Hauptansächt einer Muitiwirbelkammeranlage,

Fig. 107 eine Seitenansicht der Multiwirbeikammeranlage nach Fig. 106,

Fig. 108 eine tonnenförmige Wirbelkammer mit einem Schälschlitz,

Fig. 109 eine Seitenansicht der Wirbeikammer nach Fig. 108,

Fig. 110 eine Hauptansicht einer Multiwirbeikammeranlage mit Wirbelkammern nach Fig. 108,

Fig. 111 einen Horizontalschnitt durch die Muitiwirbelkammeraniage nach Fig. 110,

Fig. 112 eine Draufsicht eines Vierfachmoduls, gebildet aus tonnenförmigen Wirbelkammern mit Schälschlitzen,

Fig. 113 eine Draufsicht eines Vierfachmoduls, gebildet aus zylindrischen Wirbelkammern mit Schälschlitzen,

Fig. 114 einen Wirbelkammerblock, gebildet aus Modulen nach Fig. 113,

Fig. 115 den Wirbelkammerblock nach Fig. 114 mit einer zentralen Rohgasleitung,

Fig. 116 eine Draufsicht eines Vierfachmoduls, gebildet aus zylindrischen Wirbelkammern mit axialen Austragsspalten,

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Fig. 117 eine Wirbelkammer mit einer Einspritzdüse, Fig. 118 eine vergrößerte Darstellung der Einspritzdüse nach Fig. 117 und

Fig. 119 einen Wirbeikammerblock, mit einem System von Einspritzdüsen, gebildet aus Modulen nach.Fig. 113.

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In den Bildern Ftg.1 bis 3 ist eine kreiszylindrische Wirbelkammer mit einem mittigen Einlauf mit rechteckigem Eintrittsquerschnitt in verschiedenen Gesamtansichten dargestellt. Fig. 1 zeigt die kreiszylindrische Wirbelkammer 1 in perspektivischer Gesamtansicht mit aufgebrochenem kreiszylindrischem Wirbelgehäuse 2. Die konzentrisch zur Wirbelkammerachse paarig angeordneten Tauchrohre 3 durchdringen die ebenfalls konzentrisch angeordneten Wirbelkammerböden 4 und sind mit ihren Reingsabsaugemündungen axialsymmetrisch bis weit zur axialen Mitte der Wirbelkammer geführt. Die Wirbelkammerböden weisen kleinere Durchmesser als das Wirbelgehäuse auf und bilden dadurch ringförmige Austragsspalte 6 mit dem Wirbelgehäuse. Der staubbeladene Rohgasvolumenstrom tritt durch den mittig in Bezug auf die Längserstreckung der Wirbelkammer angeordneten Einauf 7 mit rechteckigem Eintrittsquerschnitt 8 ein. Ein gleichgroßer Reingasvolumenstrom tritt durch die beiden äußeren Tauchrohrenden 9 zu gleichen Volumenstromanteilen von Staub gereinigt aus. Der in der Wirbelkammer durch Zentrifugieren abgetrennte Staub wird durch die beiden Austragsspalte zweiseitig abgeschieden. Darum wird die Wirbelkammer vorzugsweise liegend mit horizontaler Achse in Wirbelkammeranlagen eingebaut. Seitliche Staubtransporträume für den Transport des abgeschiedenen Staubes zum Bunker sind hier nicht eingezeichnet.

Der Einlauf 7 weist eine einfache Bauform mit rechteckigen Strömungsquerschnitten auf, die ein Strömungsführungsbett 10 bilden, das zum Wirbelgehäuse hin offen ist für die Verbesserung des Wirbelantriebs, aber ein außerhalb der kreiszylindrischen Wirbelgehäusebegrenzung liegendes Bauteil darstellt. Die rechteckigen Strömungsquerschnitte weisen in Strömungsrichtung abnehmende radiale Höhen und zunehmende axiale Breiten auf. Die Breitenzunahme ist der örtlichen Krümmung der natürlichen Sekundärstromlinien angepaßt, um die Antriebswirkung der Einlaufströmung zu verbessern.

Die vorteilhafte trennströmungsverbessernde Wirkung des Einiaufes nach Fig. veranschaulicht Fig. 2. Die Rohgaseintrittsströmung 11 breitet sich geleitet durch das Strömungsführungsbett 10 axialsymmetrisch zu den Wirbelkammerböden 4 hin aus, wobei das Stromlinienfeld der Eintrittsströmung dem hier nicht eingezeichneten natürlichen Sekundärströmungsfeld des Wirbels

weitgehend deckungsgleich angepaßt ist, um Drehimpulsverluste möglichst zu vermeiden. Die Eintrittsströmung bildet so mit der Sekundärströmung am Mantel des Wirbelgehäuses eine weitgehend rotationssymmetrische angetriebene Mantelringschichtströmung 12 mit Schraubenströmungscharakter, deren Schraubenstromlinien axialsymmetrisch zu den beiden Wirbelkammerböden hinführen. Dort wird die Mantelringschichtströmung über rotationssymmetrische Strömungsecken 13, hier rechtwinklig, umgelenkt und in die beiden gleichen angetriebenen Bodenschichtströmungen 14 mit Spiralströmungscharakter überführt. An den rotationssymmetrischen Strömungsecken 13 erfolgt zusätzlich der Staubaustrag des in der Mantelringschichtströmung 12 mittransportierten abgetrennten Staubes durch die ringförmigen Austragsspalte 6 mit Unterstützung zusätzlicher Zentrifugalwirkungen durch die Eckenströmung. In den etwa ebenen Bodenschichtströmungen 14 erfolgt der Weitertransport des Dehimpulses aus der Mantelringschichtströmung 12 auf spiralig radial nach innen führenden Stromlinien zu den Tauchrohrwurzeln 15 hin. Dort werden die Bodenschichtströmungen 14 in die beiden angetriebenen

Tauchrohrringschichtströmungen 16 mit Schraubenströmungscharakter um die Tauchrohre überführt. Von den Tauchrohrwurzeln aus führen die Tauchrohrschraubenströmungen axialsymmetrisch zu den

Reingasabsaugemündungen 5 der Tauchrohre 3 nahe der Wirbelkammermitte. Zwischen der angetriebenen Mantelringschichtströmng 12 und den doppelsymmetrischen angetriebenen Tauchrohrringschichtströmungen 16 bildet sich das dadurch angetriebene quasiebene Wirbelströmungsfeld 17 aus. Zusätzlich zur vorteilhaften trennstarken Drehgeschwindigkeitsverteilung des Wirbelströmungsfeles 17 ist eine schwächere Drehgeschwindigkeitsverteilung mit kleineren Geschwindigkeiten eingezeichnet, um zu veranschaulichen, wie sich ein nachteiliger Einlauf von älteren Wirbelkammertypen schwächend auf die Trennströmung und damit auf die Trennleistung auswirkt, bei denen sich der flachrechteckige Eintrittsspalt über die gesamte axiale Wirbelkammerlänge bei sehr geringer Spaltbreite erstreckte. Die Schraubenstromlinienfelder der angetriebenen

Tauchrohrringschichtströmungen 16 bilden gleichzeitig die beiden axialsymmetrischen Feinabtrennzonen 18. Bis hierhin in den

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Wandschichtströmungen mittransportierter überwiegend feinkörniger Staub wird in den Feinabtrennzonen abgetrennt. So wird hier Reingas erzeugt, das durch die Reingasabsaugemündungen 5 der Tauchrohre 3 abgesaugt wird.

In Fig. 3 ist in einer Axialschnittdarstellung der gleichen Wirbelkammer mit dem Einlauf 7 nach Fig. 1,2 der zweifache Partikelabtrennvorgang im Detail veranschaulicht. Die Manteiringschichtströmung 12, hier mit Meridiangeschwindigkeitskomponenten dargestellt, bildet neben ihrer Aufgabe für den Drehimpulstransport zugleich die Grobabtrennzone. Mit der Rohgasströmung eingetretene gröbere Partikeln werden durch die Schraubenströmung der Grobabtrennzone zu den Austragsspalten 6 transportiert und dort ausgetragen, ohne in die Feinabtrennzonen 18 zu gelangen. Eine Feinabtrennzonenseite ist hier vereinfacht durch eine Schraubenstromlinie dargestellt, während am geüberliegenden Tauchrohr der zu dessen Reingasabsaugemündung führende Meridianfluß im Zusammenhang mit dem Meridianfluß in der gesamten Wirbeikammer gezeigt ist, um zu zeigen, auf welchem Weg der Rohgasvolumenstrom in den Wandschichtströmungen durch die Wirbelkammer geführt und dabei in Reingas verwandelt wird. Die Schraubenströmung der Feinabtrennzone 18 führt zu dem an einer Partikel angreifenden vorteilhaften Partikelabtrennkräftemechanismus aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Kräften Fz ud Fs. Hierdurch wird die oben erläuterte Hochleistungstrennung ermöglicht. Die Partikelzentrifugaikraft Fz verschiebt die Partikel in radialer Richtung. In axialer Richtung wird die Partikel durch die in der Feinabtrennzone axial gerichtete Partikelschleppkraft Fs der dem Wirbel überlagerten Senkenströmung verschoben, und zwar in unmittelbarer Tauchrohrnähe stärker und radial weiter nach außen schwächer, weil die Geschwindigkeit der am Tauchrohr axial gerichteten Senkenströmung außerhalb der Tauchrohrgrenzschicht mit wachsendem Radius zunächst stark abnimmt und dann schwächer asymptotisch gegen Null (0) strebt. Weiterhin nimmt die Partikelzentrifugaikraft mit zunehmendem Radius ab, weil die Zentripetalbeschleunigung &ngr;_&Ggr;0{2 /r proportional r -(2m +1) abnimmt, wenn die Drehgeschwindigkeit v_rot des Wirbelfeldes der Verteilung v_rot * r^m = konst genügt. So kommt der komplexe Verschiebungsweg der Partikeln beim Trennvorgang zustande, der hier im Bild für ein mitrotierendes Koordinatnsystem etwa bis zur radialen Mitte des Wirbelfeldes dargestellt ist. Die in der Feinabtrennzone 18 bis zu feinsten

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Korngrößen abgetrennten Partikeln werden über derartige Verschiebungswege in die Mantelringschichtströmung 12 zurückverschoben und mit höherer Wahrscheinlichkeit bei diesem zweiten Durchlauf ausgetragen, oder sie müssen mehrere Durchläufe bis zu ihrem Austrag vollziehen, weäi sie zum Beispiel durch komplexe Stoßvorgänge bei höheren Staubkonzentrationen in der Wandschichtströmung häufiger an den Austragsspalten vorbeigeführt werden.

Die Fign. 4 und 5 zeigen einen einfachen Einlauf 19 ähnlich Fig. 1 bis 3. In Fig. 4 ist der Einlauf in abgewickelter und perspektivischer Darstellung gezeigt, um sein einfaches Auslegungsprinzip besser zu veranschaulichen: Wie der Einlauf 7 in Fig. 1 bis 3 weist dieser Einlauf 19 einen gleichen mittigen rechteckigen Eintritt 8 und ein außen liegendes zum Wirbelgehäuse hin offenes Strömungsführungsbett 20 mit rechteckigen

Strömungsquerschnitten 21 auf, und seine axialsymmetrischen seitlichen Begrenzungswände 22 sind wie in Fig. 1 bis 3 entsprechend den benachbarten Stromlinien der natürlichen Sekundärströmung gekrümmt. Das Strömungsführunsbett 20 ist aber gegenüber Fig. 1 bis 3 dadurch abgewandelt, daß die axiale Ausbreitung der Einlaufströmung in rechteckigen Strömungsquerschnitten 21 nicht über einen Teilbereich der Wirbelkammerlänge, sondern über die volle Wirbelkammerlänge bis zu den Wibelkammerböden hin erfolgt. Abwandelnd ist in Fig. 4 weiterhin dargestellt, daß das außen liegende Strömungsführungsbett 20 nach Erreichen der vollen Wirbelkammerlänge über einen Teilumfangsbereich mit konstanter Höhe gleich der Wirbelkammerlänge mit in Strömungsrichtung abnehmender radialer Rechtecksbreite weitergeführt werden kann.

Damit wird eine Vielfalt gestalterischer Ausiegungsmerkmale für günstige Einlaufintegrationen in die spezielle Wirbelkammerströmung geschaffen, um deren Trennleistungen zu verbessern. Variationsmöglichkeiten ergeben sich zum Beispiel durch Konstanthaltung der Flächen der rechteckigen Strömungsquerschnitte 21 in Strömungsrichtung bis zum axialen Erreichen der vollen Wirbelkammerlänge. In diesem Umfangsbereich wird die Eintrittsströmung dann vorteilhaft mit etwa konstanten Umfangsgeschwindigkeitskomponenten geführt. Eine weitere

Variationsmöglichkeit besteht darin, die Flächen der Strömungsquerschnitte 21 in Strömungsrichtung abnehmen zu lassen, um die

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Einlaufströmung im Strömungsführungsbett 20 in speziellen Fällen günstig gesteuert zu beschleunigungen, wenn zum Beispiel sehr hohe Staubkonzentrationen vorliegen und durch deren Bremswirkung auf die Wände eine vorzeitige trennleistungsmindernde Verzögerung der antreibenden Einlaufströmung verursacht würde. Variationsmögüchkeiten bestehen auch darin, die radialen Breiten der rechteckigen Strömungsquerschnitte 21 nach der äußeren radialen Begrenzung 23 einer logarithmischen Spirale, einer Spirale anderer Kurvenfunktion oder einer einfachen Spiralenannäherung durch Kreisbögen zu begrenzen. Dabei ist es vorteihaft, die Spiralkurven oder ihre Näherungskurven tangential in den Umfangskreis der Wirbelgehäuse einlaufen zu lassen. In Fig. 5 wird eine Radialansicht der Wirbeikammer mit diesem neuartigen Einlauf 19 gezeigt. Die äußere radiale Begrenzung 23 verdeutlicht den Spiraleinlaufcharakter dieser neuen Typen von Einlaufen 19 nach Fign. und 5. Die Darstellung des Spiraleinlaufes nach Fig. 5 gilt genauso für den neuen Einlauf 7 nach Fig. 1 bis 3. Spiraleinlaufströmungen wirken sich vorteilhaft auf die Ausbildung von Rotationssymmetrie der durch sie angetriebenen Wirbel aus. Dadurch werden die Trennleistungen gesteigert.

In Fign. 6 und 7 sind weitere Abwandlungen der Einlaufe 7 und 19 nach Fign.1 bis 3 sowie Fign. 4 und 5 gezeigt. Fig. 6 zeigt in abgewickelter perspektivischer Darstellung einen neuartigen Einlauf 24 mit einem Eintrittsquerschnitt 25, der durch ein Rechteck mit abgerundeten Ecken gebildet wird. Mit abgerundeten Ecken werden Eckenströmungsverluste weitgehend vermieden, wie sie beispielsweise bei rechteckigen Strömungsquerschnitten auftreten. Diese Strömungsverluste bedeuten Drehimpulsverluste und wirken sich letztlich trennleistungsmindernd aus. Ein weiteres besonderes Merkmal des Eänlaufes 24 besteht darin, daß sein Eintrittsquerschnitt 25 etwa zur Hälfte radial nach innen in das hier angewendete kreiszylindrische Wirbelgehäuse eingelassen ist, wie dies in Fig. 7 in der Radialdarstellung besonders veranschaulicht ist. Es können auch andere radiale Einlaßtiefen angewendet werden. Durch das Einlassen des Eintrittsquerschnittes 25 werden zwei vorteilhafte

Strömungsführungsbetten 26 und 27 gebildet. Das stromabwärtige Strömungsführungsbett 26 ist wiederum spiraigehäuseartig ausgebildet und mit seiner axialen Höhenausbreitung der Strömungsquerschnitte 28 in Strömungsrichtung der natürlichen Sekundärströmung des anzutreibenden

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Wirbels günstig angepaßt wie bei den Strömungseinläufen nach Fig. 1 bis Die vorteilhafte Beschleunigungssteuerung der Einlaufströmung durch Veränderung der Strömungsquerschnitte des Strömungsführungsbettes 26, in diesem Falle der Halbquerschnitte, in Strömungsrichtung kommt auch hier zur Anwendung. Für das strömungsgünstige Einstraken des Strömungsführungsbettes 26 beim tangentialen Übergang der Einlaufspiralkurve in den Umfangskreis des Wirbelgehäuses werden die im Eintrittsquerschnitt kreisförmigen Eckenausrundungen im stromabwärtigen Verlauf des Eckenstraks abweichend von der Kreisform immer flacher gebogen, bis sie an der Einlaufhinterkante 29 in eine Gerade übergehen. Das stromaufwärts vor dem Eintrittsquerschnätt 25 angeordnete Strömungsführungsbett 27 begünstigt die dortige Einlaufstömung von außen durch verlustarme Sammlung aus dem Außenraum und strömungsgünstige Zusammenführung und Hinführung zum Eintrittsquerschnitt 25. Das hier als Halbbett dargestellte Strömungsführungsbett 27 ist ein Einlaufbett, das radial nach innen in das keiszylindrische Wirbelgehäuse 2 eingelassen ist, wie dies Fig. 7 veranschaulicht. Die Verteilung der radialen Einlaßbreiten folgt wiederum strömungsgünstig einer Spiralkurve oder einfacher einer spiralig eingestellten Näherungskurve als Kreisbogen. Auch dieses innere Einlaufhalbbett wird der natürlichen Sekundärströmung, speziell der ankommenden Sekundärströmung strömungsgünstig angepaßt. Andererseits wird auch eine Strömungsbegünstigende Anpassung an den Sammelvorgang im Außenraum erforderlich, um die gesamte Einlaufströmung dieses vorteilhaften teilweise eingelassenen Einlaufes 24 optimal trennleistungssteigernd auszubilden.

In der Serie neuer Einlaufe mit mittigen Strömungseintritten zählen Rohreinläufe zu den baulich einfachsten Formen, insbesondere solche Einlaufe, die sich aus Rohren mit Kreisquerschnitten als einfachsten Halbzeugen fertigen lassen, wobei im Hinblick auf optimale Strömungsverhältnisse auch Einlaufe mit nicht kreisförmigem Rohrquerschitt in Betracht kommen. Die folgenden Fign. 8 bis 16 zeigen verschiedene Ausgestaltungen von Rohreinläufen als Einzeleinläufe und Mehrfacheinläufe in Verbindung mit einfachen kreiszylindrischen Wärbeigehäusen. Fig. 8 zeigt in vereinfachter abgewickelter perspektivischer Darstellung zusammenfassend verschiedene parametrisch variable Gestaltungsmöglichkeiten eines Rohreinlaufs. Der Rohreinlauf 30 weist einen kreisförmigen halb

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eingelassenen Eintrittsquerschnitt 31 auf und daher zwei Strömungsführungsbetten, Das stromaufwärtige innere Strömungsführungsbett ist hier einfach als abgeschittenes Rohrteil ausgebildet, das bündig zur Wirbelgehäuseoberfläche abgeschnitten ist. Für das stromabwärtige äußere Strömungsführungsbett 33 gelten alle vorteilhaften gestalterischen Möglichkeiten für spiralgehäuseartige Ausbildung bis zur optimalen Sekundärströmungsanpassung mit stromabwärtiger axialer Aufweitung des Strömungsführungsbettes, wie sie bereits für die vorangegangenen Einlaufe nach Fig. 1 bis 7 beschrieben wurden, mit dem Unterschied, daß das Strömungsführungsbett hier von einem Haibkreisquerschnitt ausgehend durch den Strak automatisch mit kreisförmig ausgerundeten Strömungsecken in die gerade Einlaufhinterkante 34 als Mantellinie des Wirbelgehäuses übergeht. Damit die Eckenausrundungen hier im Strak einfache Kreise bleiben, müssen die Strakendpunkte mit den Endpunkten der Einlaufhinterkante 34 zusammenfallen. In dieser vereinfachten abgewickelten Darstellung nach Fig.8 sind die Straklinien Geraden. Bei dem real kreisförmig gekrümmten Zylindermantel des Wirbelgehäuses verwandeln sich die geraden Straklinien in Kurven.

Fig. 9 zeigt eine Abwandlung eines Rohreinlaufes 35 mit halb eingelassenem Eintrittsquerschnitt gegenüber dem Rohreinlauf 30 nach Fig.8, wiederum in vereinfachter abgewickelter Darstellung. Das stromabwärtige Strömungsführungsbett 36 ist hier zur weiteren baulichen Vereinfachung des Rohreinlaufes ebenfalls als abgeschnittenes Rohrteil ausgebildet. Wegen der räumlichen Zeichnungsvereinfachung von Fig. 9 läuft die dort eingezeichnete Rohrmantellinie 37 am Einlaufhinterkantenpunkt 38 scheinbar ungünstig unter einem von Null (0) verschiedenen Winkel mit der Tangente an den Kreisumfang des Wirbelgehäuses zusammen. Das ist bei der realen Darstellung nicht so; In Fig. 10 ist ein einfacher Einlauf 38 nach Fig. 9 in realer Radialansicht dargestellt. Der Einlauf 38 ist dadurch abgewandelt, daß er statt eines bündig zur Wirbelgehäuseoberfläche abgeschnittenen stromaufwärtigen Strömungsführungsbettes als Rohrführungsbett ein aus dem kreiszylindrischen Wirbelgehäuse herausgezogenes Rohrstück aufweist. Die äußere Rohrmantellinie 39 läuft hier tangential im Tangentenberührungspunkt 40 in den Kreisumfang des Wirbelgehäuses ein, so daß das stromabwärtige Strömungsführungsbett 41 als Rohrführungsbett strömungsgünstig integriert wird. Das beim Einlauf 38 belassene kurze stromaufwärtige

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Strömungsführungsbett 42 kann auch weggelassen werden. So kommt der baulich einfachste Rohreinlauf 43 nach Fig. 10 zustande. Dieser besteht aus einem tangential aus dem Wibelgehäuse herausgezogenen geraden Rohrstück 45, das an der Durchdringung 44 des Wirbelgehäuses bündig zu dessen innerer gekrümmter Oberfläche abgeschnitten ist.

Dieser extrem einfache Einlauf 43 leitet das Rohgas tangential in einem Rundstrahl in das hier angewendete einfache kreiszylindrische Wirbelgehäuse ein, wie dies ergänzend in der zeichnerisch vereinfachten räumlichen Darstellung in Fig. 11 veranschaulicht ist. Ohne stromabwärtiges Strömungsführungsbett erreicht der Einlauf dennoch ein vorteilhaft in das Wirbelfeld mit seiner natürlichen wandnahen Sekundärströmung integriertes Einlaufströmungsfeld durch günstige freie Sekundärströmungsanpassung: Diese kommt dadurch zustande, daß der Rundstrahl nach seinem Eintritt in das Wirbelgehäuse durch dessen konvexe Innenwandkrümmung so abgelenkt wird, daß die hierdurch verursachten Zentrifugalkräfte in der Einlaufströmung radial nach außen gegen die Wirbelgehäusewand gerichtet sind. Demzufolge wird der Eintrittsstrahl gegen die Wirbelgehäusewand gedrückt und abgeflacht. Da er aber aus Trägheitsgründen dazu tendiert, seine durch die strenge Gehäuseführung im Eintrittsquerschnitt aufgezwungene

Strömungsgeschwindigkeit bis weiter in das Wirbelgehäuse hinein beizubehalten, kann die Strahlströmung auf die Abflachung aus Kontinuitätsgründen nur so reagieren, daß sie symmetrisch in axialer Richtung nach den Seiten ausweicht. Dadurch kommt die vorteilhafte mehrfache Stromlinienkrümmung im Einlaufströmungsfeld zustande, die sich der natürlichen Sekundärtrömung im Wirbelgehäuse weitgehend deckungsgleich anpassen iäßt.

Der ebenfalls baulich sehr einfache Einlauf 46 in Fig. 10 ist eine Abwandlung des Einlaufes 43. Anstatt aus einem geraden Rohrstück ist dieser Einlauf 46 aus einem vorgefertigten Rohrkrümmer hergestellt. Damit läßt sich die von der Durchdringungskurve eingeschlossene Fläche vorteilhaft vergrößern; denn in diesem eintrittsnahen Bereich ist die Strahlströmung noch kaum durch Wandreibung gebremst, und so ergeben sich größere Kontaktbereiche der noch energiereichen frischen Eintrittsströmung mit dem anzutreibenden Wirbelfeld. Die im Einlauf bereits eingeleitete

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Strömungskrümmung bietet auch noch einen Vorteil, der sich besonders bei dickeren Einrittstrahlen auswirkt: Bei gekrümmtem Eintrittsstrahl wird die ankommende und mit dem Strahl zusammentreffende Wirbelströmung durch dessen Verdrängungswirkung örtlich nicht so stark umgelenkt wie bei einem dickeren Eintrittsstrahl. Der gekrümmte Eintrittstrahl erzielt damit einen besseren Wirbelantrieb.

Am Beispie! der einfachen geraden Rohreiniäufe werden nachfolgend, für alle möglichen Arten von Einlaufen geltend, vorteilhafte Mehrfachanordnungen von Einlaufen an einer Einzelwirbelkammer beschrieben. Bei der Grenzschichtbbeeinflussung an Flugzeugtragflächen bringt eine auf viele Impulsübertragungsstellen verteilte Strömungsbeeinflussung günstigere Antriebswirkungen auf die Strömung als deren Beeinflussung von einer einzigen Stelle aus. Die strömungstechnische Güte der Strömungsbeeinflussung ist dabei abhängig von den örtlichen Anordnungen und Abstandsverteilungen der Beeinflussungsstellen und wächst in der Regel mit deren Anzahl und der Flächengröße der Beeinfiussungszone. Allerdings führt die Vielfachverteilung von Strömungsbeeinflussungsstellen zu erhöhtem Bauaufwand. Ähnliches gilt für die strömungstechnische Güte beim Drehströmungsantrieb einer Wirbelkammer mit Mehrfachanordnungen von Einlaufen. Die gewählte Einfachheit der einzelnen Einlaufe schränkt dabei den Bauaufwand wieder ein. Die Mehrfacheinlaufanordnungen sind in den Fign. 12 bis 16 dargestellt.

In Fig. 12 ist eine einfache Einlaufgruppe 47 in paralleler Dreifachanordnung von geraden Rohreinläufen dargestellt. Als baulich sehr einfaches Einzelteil dieser Einlaufgruppe ist der Rohreinlauf perspektivisch in Fig. 13 dargestellt, er ist identisch mit dem in Radialansicht dargestellten Einzeleinlauf 43 nach Fig. 10. Das Einlaufströmungsfeld 48 nach Fig. 12 zeigt die angestrebte freie Sekundärströmungsanpassung mit dem symmetrischen axialen Aufspreizen der Stromlinien in Strömungsrichtung. Mit derartigen Gruppenanordnungen lassen sich noch höhere m-Werte in der Drehgeschwindigkeitsverteilung v_rot * r^m = konst gegenüber Einzeleinläufen erzielen und damit noch höhere Drehströmungsgeschwindigkeiten in der Feinabtrennzone an den Tauchrohren. Fig. 14 zeigt eine Einlaufgruppe 49 mit parallel gerichteten Austrittsstrahlen. In Fig. 15 ist die gleiche Dreifachanordnung 50 mit axialsymmetrisch aufspreizenden

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Hauptaustrittsrichtungen der Austrittstrahlen dargestellt. Durch unterschiedliche Neigungen der Strahlaustrittsrichtungen der einzelnen Rohreinläufe einer Einlaufgruppe lassen sich weitere Verbesserungen in der freien Sekundärströmungsanpassung erzielen. Fig. 16 zeigt, daß sowohl Einzeleinläufe als auch Einlaufgruppen über den Wirbelgehäuseumfang verteilt mit beliebigen Anzahlen von Einzeleinläufen zur Verbesserung des Antriebs und der Trennleistung angeordnet werden können.

In den Fign. 17 bis 20 ist ein Rohreinlauf 51 mit einem Strömungsführungsbett 52 gezeigt. In Fig. 17 ist der Rohreinlauf 51 mit dem stromabwärtig für optimale Antriebswirkung strömungsgünstig integrierten Strömungsführungsbett 52 als einzelnes Bauteil perspektivisch dargestellt. Die Integration des Rohreinlaufes 51 in den Wirbelgehäusemantel ist zum besseren Verständnis nur durch Einzeichnen des Mantelumfangskreises 53 in der axialen Mittelebene verdeutlicht. Fig. 18 zeigt den Rohreinlauf 51 mit dem Strömungsführungsbett 52 in abgewickelter Darstellung zusammen mit einem Teil des Wirbelgehäusemantels 54, wobei sich die Querschnittsform des Führungsbetts 52 aus geklappten Querschnitten ergibt, deren einer beispielhaft mit 56 bezeichnet ist. Das Bild gezeigt: Wo es mit der optimalen Strömungsführung durch das Strömungsführungsbett 52 vereinbar ist, werden dessen seitliche Begrenzungskonturen 55 der sich stromabwärts axialsymmetrisch verbreiternden und radial abflachenden Strömungsquerschnitte in der Abwicklung gerade geführt. Dies ergibt auslegungs- und fertigungstechnische Vorteile. Ansonsten sind die Begrenzungskonturen einschließlich der zwischen diesen verlaufenden Einlaufmantellinien zweifach in axialer und in radialer Richtung gekrümmt geführt. In Fig. 17 ist die mittlere Mantellinie 57 eingezeichnet. Sie liegt in der axialen Symmetrieebene und ist daher nur einfach radial gekrümmt. In ihrem Einlaufpunkt 58 in den Mantelumfangskreis 53 muß sie vorzugsweise strömungsgünstig tangential einlaufen. Fig. 19 stellt die vorteilhafte Querschnittsverteilung in Strömungsrichtung aus der abgewickelten Darstellung nach Fig. 18 dar: Die konstruktive geometrisch strömungsgünstige Einlaufentwicklung beginnt aus einem Kreisquerschnitt 59 heraus. Über einen Halbkreisquerschnitt 60 ohne Eckenausrundungen 61 geht die Querschnittsverteilung in weiter stromabwärtige Führungsbettquerschnitte 62,63 mit strömungsgünstigen Ausrundungen 64,65 zum angrenzenden Wirbelgehäusemantel über. Die Einlaufhinterkante 66

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-vergleiche auch Fig. 17 -muß sich für das günstige Einstraken des Einlaufgehäuses mit einer Mantellinie des Wirbelgehäuses decken: Hier ist die Einlaufhinterkante als Gerade dargestellt, weil für das Wirbelgehäuse ein einfacher Kreiszylinder gewählt wird. Die Querschnittsverteilung zeigt, wie sich die einzelnen Führungsbettquerschnitte in Strömungsrichtung bei einfachen geometrischen Querschnittsformen axiaxialsymmetrisch verbreitern und in radialer Richtung abflachen. Fig. 20 zeigt einen stromabwärtigen Führungsbettquerschnitt 64 in Einzeldarstellung: Um seine Konstruktion vorteilhaft zu vereinfachen, sind sämtliche Rundungen 67,68 aus Kreisen gebildet.

Der aus einem Kreisquerschnitt heraus entwickelte aerodynamische Rohreinlauf 51 mit integriertem Strömungsführungsbett 52 besteht ausschließlich aus günstig aufeinander abgestimmten Querschnittsformen mit gekrümmten Querschnittskonturen. Das bringt strömungstechnische Vorteile für verlustarme Querschnittsumwandlungen der Einlaufströmung, die in diesem Falle mit einem Rundquerschnitt beginnt und nach stromabwärts radial abgeflacht und axialsymmetrisch verbreitert wird. Das Strömungsführungsbett 52 ist so ausgebildet, daß es im Sinne einer kombinierten geführten und freien Sekundärströmungsanpassung wirkt. Dabei wird die Einlaufströmung im Kern geführt im Strömungsführungsbett 52, um die hohen Kerngeschwindigkeiten nach stromabwärts möglichst weit aufrecht zu erhalten. An den Seiten der stromabwärtigen Führungsbettquerschnitte 62,63 bewirken die strakenden kreisförmigen Ausrundungen 64,65 ein sanftes axialsymmetrisches verlustarmes Überquellen der Einlaufströmung auf den Wirbelgehäusemantei. Mit dieser Maßnahme läßt sich die integrale Antriebswirkung des aerodynamischen Einlaufes weiter verbessern durch Kontaktflächenvergrößerung zum Wirbel.

In den Fign. 21 bis 26 ist ein einfacher Rohreinlauf mit geführter Beschleunigungssteuerung dargestellt. Für Querschnättsumwandlungen bei geführten Strömungen in Strömungsrichtung, wie sie hier auch bei den Einlaufen vorliegen, ist es vorteilhaft, die Einlaufströmung im gehäusegeführten Einlaufteil zu beschleunigen, um die Strömungsverluste durch Querschnittsumwandlung zu minimieren. Fig. 21 zeigt einen beschleunigten Rohreinlauf 69 in radialer Gesamtansicht mit einem

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kreiszylindrischen Wirbelgehäuse. Dieser baulich einfache Rohreinlauf wird vorteilhaft einfach gefertigt aus einem Halbfabrikat 70 nach Fig. 22, bestehend aus einem einseitig gleichmäßig über seine Rohrlänge so flachgedrückten Kreisrohrstück, daß dabei gerade Mantellinien entstehen. Fig. 23 zeigt die geraden Mantellinien 71 des verformten Rohrstückes. Der Austrittsquerschnitt 72 wird durch die Blechformung mittels Flachdrücken flächenmäßig kleiner als der kreisförmige Eintrittsquerschnitt 73. Der Austrittsquerschnitt 72 ist außerdem so flachgedrückt, daß dabei strömungstechnisch vorteilhaft ein Rechteckquerschnitt mit runden Ecken entsteht, der unterschiedlich weit flachgedrückt werden kann, um beliebige Beschleunigungsverhältnisse für die Einlaufströmung einzustellen. In dem weiteren einfach gehaltenen Fertigungsablauf wird nach Fig. 24 von dem Halbfabrikat 70 ein verlorener Abschnitt entsprechend der Durchdringungskurve 74 mit dem hier kreiszylindrichen Wirbelgehäuse so abgetrennt, daß nach Fig. 21 ein strömungstechnisch vorteiihhaftes tangentiales Einlaufen der äußeren Einlaufmantellinie 75 in den Kreisumfang 76 des Wirbelgehäuses eingehalten wird. Nach Fig. 25 entsteht dabei ein für den Wirbelantrieb vorteilhaftes inneres Anfangsführungsbett 77 für die Einlaufströmung, die sich im weiteren Verlauf über freie Sekundärströmungsanpassung antriebs- und trennleistungsfördernd ausbreitet, wie dies bereits für die einfachen Rohreinläufe 43 nach Fig. 10,11 beschrieben wurde. Fig. 26 zeigt ein Mantelteüstück 78 des Wirbelgehäuses nach Fig. 25 ohne das zugehörige Einlaufteil, um dessen leichte fertigungstechnische Einfügung in das Wirbelgehäuse mit der einfachen Aussparung 79 zu veranschaulichen.

Der Rohreinlauf nach Fig. 21 bis 26 kann auch aus vorgefertigten Halbfabrikaten hergestellt werden, die andere als Kreisquerschnitte in der Vorfertigungsstufe aufweisen. In den Fign. 27 bis 29 ist dies für einen fertigungstechnisch einfachen neuartigen Einlauf dargestellt, der im Halbfabrikat als rohrartig geschlossenes Formteil ausgebildet ist, beispielsweise mit Rechteckquerschnitten konstanter Höhe und weiter mit in Strömungsrichtung gleichbleibenden kreisförmigen Eckenausrundungen mit konstantem Radius. Fig. 27 zeigt vereinfacht räumlich abgewickelt die strömungs- und fertigungstechnisch einfache Auslegung des rohrartigen Halbfabrikates 80, dessen an den Ecken gleichgerundete Querschnitte 81 mit

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radial konstanter Breite eine axiale Höhenverteilung aufweisen, die zu axialsymmetrischen Seitenwandkrümmungen 82 des Einlaufes 83 führt. Dadurch wird eine vorteilhafte Sekundärströmungsanpassung möglich. Entsprechend der radialen Breitenverteiiung 84 in Strömungsrichtung wird von dem rohrartigen Halbfabrikat 80 ein verlorener Abschnitt abgetrennt, so daß eine Endfertigungsstufe 85 des Einlaufes nach Fig. 28 entsteht. In Fig. 29 ist der mit dem Wirbelgehäusemantel zusammengefügte Einlauf perspektivisch dargestellt.

In Fig. 30 bis 32 ist ein neuartiger aerodynamischer Rohreinlauf mit geführter Beschleunigungssteuerung dargestellt, der aus einem Kreisquerschnitt heraus über Querschnittsumwandlungen in Rechtecke mit kreisförmig gerundeten Ecken entwickelt ist. Nach Fig. 30 nehmen die Strömungsquerschnitte dabei bereits vom Kreisquerschnitt außerhalb des Wirbelgehäuses her ab, so daß die Einlaufströmung bis etwa zur Durchdringungsöffnung 85 geführt beschleunigt wird. In Strömungsrichtung gesehen ist der Strömungsquerschnitt 86 bereits am Anfang der Durchdringungsöffnung 85 rechteckig mit gerundeten Strömungsecken. Die geführte Beschleunigung erfolgt dabei vorteilhaft in einem Rohrkrümmer, der sich bei der Strömungskrümmung radial abflacht. Dies ist besonders in der radialen Gesamtansicht der Wirbelkammer nach Fig. 31 veranschaulicht. Damit ergeben sich vorteilhaft niedrigste Krümmerverluste der Strömung. Das radiale Abflachen des ursprünglich kreisrunden Strömungsquerschnittes wirkt sich zusätzlich vorteilhaft auf die Sekundärströmungsanpassung aus. Die dafür wichtige radiale Rundstrahlabflachung und axialsymmetrische Strahlausbreitung unter möglichst großräumiger Konstanthaltung der Strömungsgeschwindigkeit in Kernströmungsbereichen wird bereits im geschlossenen Krümmerbereich des Einlaufes eingeleitet. Diese Strömungsvorgänge veranschaulicht die Draufsichtdarstellung nach Fig. Hier ist die optimale Integration der Einlaufströmung 87 (schwarze Strömungspfeile) in die anzutreibende natürliche Sekundärströmung 88 (weiße Strömungspfeile) durch die günstige kombinierte geführte bis freie Sekundärströmungsanpassung veranschaulicht durch weitgehend deckungsgleiche Strömungsfeider. Der aerodynamische Einlauf geht nach seiner geschlossenen beschleunigten Krümmerführungsstrecke 89 für die Strömung stromabwärts in das nach radial innen offene und sich axäalsymmetrisch aufspreizende

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Strömungsführungsbett 90 über. Dabei sind die Strömungsquerschnitte im offenen Strömungsführungsbett nur noch'Teilquerschnitte 91 der gesamten Einlaufströmung, so daß dieses Strömungsführungsbett stromabwärts immer weitergehender die Aufgabe einer Teüführung der Einlaufströmung übernimmt. Da die Einlaufströmung aber mit der Forderung der Konstanthaltung der Strömungsgeschwindigkeiten ausgelegt wird, kommt bei den Teilquerschnitten 91 die Strömungskontinuität derart zur Wirkung, daß im offenen Strömungsführungsbett über dessen gesamte vorteilhaft große Kontaktfläche radial nach innen zum Wirbel weitgehend gleichmäßig verteilt Strömungsmedium einfließt mit frischem konstanten Drehimpuls aus dem Einlauf. Die Vergleichmäßigung der sekundärströmungsangepaßten Einleitung in die anzutreibende äußere Wirbelringschicht wird nach Fig. 30 vorteilhaft unterstützt durch die äußere radiale Einlaufgehäusebegrenzung 92 in Form einer Spiralkurve wie einer logarithmischen Spirale oder anderer Spiralen. Dieser aerodynamische Rohreinlauf nutzt nach Fig. 30,32 noch einen weiteren strömungstechnischen Vorteil: Die Durchdringungsöffnung 85 ist an ihrem stromaufwärtigen Anfang 93 weiter zusammengezogen, so daß in der Draufsicht nach Fig. 32 bis nach weiter stromabwärts abnehmend Teilbereiche des Einlaufes noch durch feste Stromungswande verdeckt sind. Dadurch werden die Strömungsführungseigenschaften des Einlaufes ähnlich denen einer vorteilhaften rohrartig geschlossenen strengeren Strömungsführung verbessert, obgleich die Strömungsquerschnitte in diesem Bereich bereits teilweise zum Wirbelantrieb offene Kontaktflächen erzeugen. Bei diesem vorteilhaften aerodynamischen Einlauf wird damit ein sanfter Beginn der Drehimpulseinleitung in den Wirbel erzielt unter gleichzeitig sanft eingeleiteter axialsymmetrischer Strömungsauffächerung. Der gesamte Einlauf wird durch die Integralwirkung aller hier beschriebenen speziellen Auslegungsmaßnahmen zu einem weitgehend optimalen aerodynamischen Einlauf für hohe Antriebsleistungen und Trennleistungen der Wirbelkammer.

Unter weitgehender Wahrung der vorteilhaften Eigenschaften des aerodynamischen Rohreinlaufes nach Fig. 30 bis 32 wird in den Fign.33 bis 36 eine fertigungstechnisch vorteilhaft vereinfachte Ausgestaltung des verwandten Hochleistungseinlaufes gezeigt. Die Vereinfachungen werden dadurch erzielt, daß statt der geschlossenen beschleunigten Krümmerführungsstrecke 89 nach Fig. 30 bis 32 eine einfachere geschlossene

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beschleunigte gerade Einlaufführungsstrecke 94 nach der Radialansicht in Fig. 33 gewählt wurde. Diese wird vorzugsweise zu einem Halbfabrikat vorgefertigt aus einem Rohrkegelstumpf, der nach Fig. 34 einseitig flachgedrückt wird, hier vorteilhaft bis auf den Querschnitt Null (0), so daß dabei gerade Mantellinien entstehen. Dieses vollständige Flachdrücken vereinfacht den Fertigungsvorgang dadurch, daß die seitlichen Ausrundungen mit dem Ausrundungsradius bis zur Einlaufhinterkante linear auf Null (0) abnehmen. Von dem Halbfabrikat wird dann in der Fertigungsendstufe entsprechend dem Krümmungsradius des hier angewendeten kreiszylindrischen Wirbelgehäuses ein verlorener Abschnitt 95 nach Fig. 33 abgetrennt. Die Verwendung eines Kegelstumpfes bringt den Vorteil, daß beim Flachdrücken eine stärkere axialsymmetrische Querschnittsaufspreizung im Sinne einer günstigen Sekundärströmungsanpassung erzielt wird, als dies bei einem geraden Rohrstück als Ausgangsformteil möglich ist. Den so fertigungsgünstig entstandenen hinteren Einlaufteil 96 zeigt Fig. 35 in der Draufsicht zusammen mit einem aufgesetzten düsenartigen Einlaufvorderteil 97. Die separate Darstellung dieser Einlaufdüse zeigt Fig. 36 als nicht rotationssymmetrisches Formteil 97. Diese Bauform wurde hier demonstrativ gewählt, um zu veranschaulichen, daß eine strömungsgünstige Anpassung zwischen Einlaufvorder- und -hinterteil wegen der Rotationsasymmetrie des hinteren Einlaufteils auch ein rotationsasymmetrisches vorderes Einlaufteil erfordert, da dann die Übergangstangenten beider Formteile übereinstimmen müssen. Fertigungsvereinfachungen sind in der angewandten Strömungstechnik häufig nur unter Inkaufnahme gewisser Strömungsverluste durchzuführen. Die hier ebenfalls mögliche Ausbildung des Einlaufvorderteils 97 als fertigungstechnisch einfachere rotationssymmetrische Einlaufdüse führt zu teilweise mäßigen Wandkonturknicken für die Strömungsführung in zwei gegenüberliegenden Seitenbereichen der hier kreisförmigen Fügungsstelle der beiden Bauteile.

Wenn mehrere Wirbeikammern in einem Multiwirbelkammersystem strömungstechnisch parallel geschaltet werden, ist es aus strömungs- und fertigungstechnischen Gründen vorteilhaft, den Gesamtvolumenstrom der Anlage über eine Beruhigungskammer auf eine Vielzahl gleichgestalteter Wirbelkammern zu verteilen. Strömungstechnisch sind auf diese Weise sehr gleichmäßige Volumenstromaufteilungen auf die Einzelwirbelkammern zu

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erreichen, und bautechnisch entsteht ein bedeutender kostensparender Vorteil durch erhebliche Vereinfachung des Anlagenaufbaus, indem die Verteilungs- und Verzweigungskanäle für die Volumenstromaufteilung fortfallen. Bei diesen Multiwirbelkammersystemen mit Volumenstromaufteüung über Beruhigungskammern saugt jede Einzelwirbelkammer ihren Eintrittsvoiumenstrom umso mehr näherungsweise rotationssymmetrisch etwa aus einem räumlichen Bereich einer Halbkugel an, je mehr sich die Querschnittsflächengestalt der Einsaugöffnung einer Form mit rotationssymmetrischem Charakter anpaßt. Optimal wird diese Bedingung durch einen Kreisquerschnitt erfüllt. Nach dieser Definition ist auch ein quadratischer Eintrittsquerschnitt räumlichen Ansaugströmungsfeldern mit mehr rotatäonssymmetrischem Charakter zuzuordnen und ebenso Rechteckquerschnitte mit kleinerem Seitenverhältnis, nicht aber die flachrechteckigen Eintrittsquerschnitte der älteren Wirbelkammergenerationen mit Seitenverhältnissen um 40:1 bis 60:1. Diese hohen Seitenverhältnisse führen zu quasiebenen Ansaugströmungsfeldern stromaufwärts der äußeren Eintrittsöffnung, die sich ungünstig auf die gleichmäßige Volumenstromaufteüung über Beruhigungskammern auswirken. Dagegen weisen die oben beschriebenen räumlichen Ansaugfelder erhebliche Vorteile für die Vergleichmäßigung der Volumenstromaufteüung über Beruhigungskammern auf Multiwirbelkammeranordnungen auf.

Für die freie Volumenstromaufteilung auf strömungstechnisch parallel geschaltete Multiwirbelkammeranordnungen über Beruhigungskammern ohne Verteilungs-und Verzweigungskanäle ist es vorteilhaft, die Strömung in den Beruhigungskammern aus verlust- und verteilungstechnischen Gründen mit niedrigerer Geschwindigkeit zu führen und sie erst im Bereich der Ansaugströmungsfelder der gleichen Einzelwirbelkammern zu beschleunigen. Die gehäusegeführte Beschleunigung muß dabei vorteilhaft auf kurzen Strecken erfolgen, um die weiter vorn beschriebenen antriebs- und trenntechnisch günstigen fülligen Geschwindigkeitsverteüungen von nahezu Rechteckgestalt im engsten Einlaufquerschnitt zu erzeugen. Die kurzen Beschleunigungsstrecken der dafür erforderlichen Düsen am Einlaufbeginn wirken sich durch Tubulenzminderung auch vorteilhaft auf die angestrebte Laminarisierung der Einlaufströmung aus. Aus diesen Gründen können sämtliche neuartigen Einlaufe von Wirbelkammern zusätzlich mit strömungsmäßig

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vorgeschalteten Einlaufdüsen ausgerüstet werden. Die Vorschaltdüsen können dabei unterschiedlichen Trenn- und Entstaubungsaufgaben entsprechend verschiedene Kontraktionsverhältnisse aufweisen und werden den jeweils speziellen Gestaltungsmerkmalen des Einlaufes für günstiges räumliches Ansaugen angepaßt in mehr oder weniger rotationssymmetrischen Ausführungen. Eine Ausführungsform einer solchen Vorschaltdüse ist wie bereits beschrieben in Fig. 35 und 36 dargestellt. Weiterhin können diese Vorschaltdüsen so ausgebildet werden, daß stromaufwärts an sie Rohre oder Strömungskanäle mit unterschiedlichen Querschnittsformen angeschlossen werden können. Die Düsen können auch durch spezielle Übergangsstücke den Rohren oder Kanälen angepaßt werden. Letztlich können die Rohr- oder Kanalanschiüsse auch ohne Vorschaltdüsen an den Einlaufen ausgebildet sein.

Nachfolgend werden sogenannte eingezogene Einlaufe beschrieben. Das vollständige Einziehen des Einlaufes in das Wirbelgehäuse der Wirbelkammer bringt wesentliche bautechnische Vereinfachungen der Einzelwirbelkammern und Montagevereinfachungen sowie Wartungserleichterungen bei

Multiwirbelkammeranlagen; denn die Einzelwirbelkammern können so einfach parallel in Lochwänden mit engen Vielfachlochanordnungen aus Kreislöchern für kleines Anlagenbauvoiumen arretiert werden. Die Parallelanordnung erfolgt vorzugsweise in zwei Lochwänden mit schnell und einfach lösbaren speziellen Befestigungseinrichtungen. Dabei können die Wirbelkammern an beliebigen Steilen der Lochplatten einzeln montiert oder demontiert werden. Bei eingezogenen und in das Wirbelgehäuse integrierten Einlaufen ergibt sich eine größere Variationsbreite unterschiedlicher Gestaltungsmerkmale mit jeweils besonderen strömungstechnischen und fertigungstechnischen Vorteilen, die häufig zu Kompromißlösungen bei Einlaufkonfigurationen führen.

In den Fign. 37 bis 39 ist ein eingezogener aerodynamischer Einlauf dargestellt, der eine vorteilhafte Kombination mehrfacher günstiger aerodynamischer Gestaltungsmerkmale aufweist. Fig. 37 zeigt einen eingezogenen aerodynamischen Einlauf 98 in perspektivischer Gesamtdarstellung, integriert in ein hier gewähltes kreiszylindrisches Wirbelgehäuse. In Fig. 38 ist dieser Einlauf 98 skelettmäßig mit ausgezeichneten sich kreuzenden Mantellinien dargestellt, um seine Formgebung und Integration in das Wirbelgehäuse für eine optimale

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antriebs- und trennieistungsbezogene Strömung zu veranschaulichen. Deshalb sind Mantellinien in Mittelströmungsrichtung als Längsmantellinien 99 und Manteüinien quer dazu als Quermantellinien 100 dargestellt. Fig. 39 zeigt eine zur besseren Veranschaulichung vergrößerte leicht abgewandelte Ausgestaltung eines Einlaufs mit gebogener Einlaufhinterkante 101. Der Ausgangseinlauf nach Fig. 37,38 weist eine gerade Einiaufhinterkante auf. Die speziellen aerodynamischen Gestaltungsmerkmale werden entlang den in der Beruhigungskammer für die Einzelwirbelkammer beginnenden äußeren Strömungswegen beschrieben, in Kompatibilität zur gleichzeitig erforderlichen günstigen Innenströmungsführung der Wirbeikammer mit äußeren und inneren Stromlinienführungen: Die sich in der Mittelebene der Wirbelkammer in deren Innern axialsymmetrisch verzweigende Sekundärströmung erfordert eine dieser Sekundärströmungsverzweigung günstig angepaßte innere Bugform 103 nach Fig. 39 zur verlustarmen axialen Strömungsteilung. Dabei wird die ankommende Sekundärströmung auch teilweise radial zum Wirbelinnern abgedrängt. Aus diesem Grunde darf die Einlaufausdehnung radial nach innen nicht zu weit erfolgen, da sonst die vorteilhafte Rotationssymmetrie der Wirbeiströmung zu stark gestört wird. Der Einlauf wird daher von innen abgeflacht unter Beibehaltung eines rechteckähnlichen

Eintrittsquerschnittes 104 mit kleinerem Seitenverhältnis, das wiederum für einen dickeren Eintrittstrahi für besseren Wirbelantrieb und höhere Trennleistungen erforderlich ist. Die Eintrittsstrahldicke wird dabei durch die gebogene Einlaufhinterkante 101 vorteilhaft vergrößert, so daß der Eintrittsstrahl in Umfangsrichtung tief in den Wirbel eindringen und sich zusätzlich axial weit auffächern kann. Mit diesen Merkmalen ist die Form des Einlaufes von den Forderungen für eine günstige Innenströmung her zu gestalten. Aber auch für die Gestaltung der Außenform des eingezogenen Einlaufes ergeben sich hiermit günstige Gestaltungsmerkmale: Der rechteckähnliche Eintrittsquerschnitt 104 weist S-förmige

Seitenbegrenzungen 105 auf, die sich nach stromaufwärts in den Quermanteliinien 100 unter allmählicher Abflachung bis zum Einlaufvorderkantenpunkt 106 fortsetzen. Auch die Längsmantellinäen 99 sind leicht S-förmig gekrümmt. Im günstigen Mantellinienstrak mit der stärker gleichmäßig gebogenen Einlaufvorderkante 107 ergibt sich so ein vorteilhaftes äußeres Einlaufbett 108 für strömungsgünstiges räumliches Ansaugen der Einlaufströmung. Die S-förmig gekrümmten Mantellinien wirken

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sich auch verlustmindemd auf die Innenströmung der Wirbelkammer aus. Das räumliche Ansaugen erfolgt verlustarm über die etwa halbkreisförmig gebogene Einlaufvorderkante 107 mit anschließendem sanft gerundetem Übergang in das äußere Einlauf bett 108. Dabei wirken die kreisförmigen Umfangslinien des Wirbelgehäuses führungsunterstützend mit. Der gesamte Einlauf ist so konzipiert, daß der Eintrittsvolumenstrom überwiegend aus einer dickeren gekrümmten Schicht unmittelbar über dem Wirbelgehäusemantel entnommen und zum Eintrittsquerschnitt 104 geführt wird. In dieser mantelparallelen Schichtführung der Einlaufströmung kann die Einlaufhinterkante 101 nach Fig. 39 und 102 nach Fig. 38 wegen der dort strömungsparaüelen Ausrichtung der Wandtangenten vorteilhaft einfach als scharfe Strömungsteilungskante ausgebildet werden. Weiterhin vorteilhaft wirkt sich nach diesem aerodynamischen Einlaufkonzept die bereits im Einlaufbett 108 beginnende geführte günstige Sekundärströmungsanpassung aus, so daß die Eintrittströmung unmittelbar nach dem Strömungseintritt 104 schon etwa deckungsgleich ist mit der natürlichen Sekundärströmung des Wirbels. Dies veranschaulicht das Stromlinienbild nach Fig. 38.

In den Fign. 40 bis 42 sind fertigungstechnisch stark vereinfachte Varianten eingezogener Einlaufe dargestellt. Von der Bewertung der Strömungsgüte her müssen solche Vereinfachungen strömungstechnische Kompromißlösungen darstellen. Fig. 40 zeigt einen eingezogenen Einlauf, der in einfachster Weise aus dem Halbfabrikat eines Halbkreisprofils 109 gefertigt ist. Es können auch andere Profilquerschnittformen zur Anwendung kommen, die kompromißgeeignete Sammeleigenschaften im Ansaugbereich sowie günstigere Strömungsführungseigenschaften im Einlaufbett 110 entfalten können. Ein weiteres Beispiel hierzu zeigt Fig. 41: Hier ist ein flacheres U-Profil 111 als Halbfabrikat in der Vorfertigungsstufe gewählt. Die eingezogenen Profiieinläufe nach Fig. 40,41 weisen strömungstechnisch günstige Besonderheiten auf: Beide Einlaufe sind mit hinterschnittenen Führungsbetthinterkanten 112 und 113 versehen. Diese Hinterschneidungen bringen mehrere strömungstechnische Vorteile: Einmai werden dadurch die Führungsbettlängen vorteilhaft verkürzt und dadurch die strömungsbremsenden Wandreibungsflächen verkleinert, aber die angestrebte Minimierung der Mantelfläche des Profilführungsbettes bringt auch den Vorteil der Verkleinerung besonderer profilformbedingter Verlustzonen, in denen

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spezielle Strömungsverluste auftreten können, wie beispielsweise Eckenströmungsverluste durch das U-Profil 111 nach Fig. 41. Das Profilführungsbett wird vorteilhaft so verkleinert, daß es die strömungstechnischen Anforderungen der günstigen Strömungsammlung und der anschließenden besonderen Strömungsführung gerade erfüllt. Weiterhin bietet die Hinterschneidungskonstruktion den Vorteil einer stoßfreien Anströmung der Einlaufhinterkante 114 nach Fig. 40,41. Die Einlaufhinterkante wird bei stoßfreier Anströmung tangential angeströmt, bezogen auf den Umfangskreis des Wirbelgehäuses. Dann entstehen keine Stoßverluste durch Ablöseblasen der Strömung im Wirbelgehäuseinneren kurz hinter der Einlaufhinterkante. Die Ablöseblasen würden zusätzlich Turbulenz generieren, die mit der Einlaufströmung in das Wirbelströmungsfeld mit seinen Abtrennzonen eindringt und die Abscheideleistung durch turbulente Diffusion mindert. Die Einlaufhinterkante kann bei stoßfreier Anströmung vorteilhaft einfach scharf ausgebildet werden. Die vorteilhafte Hinterschneidungskonstruktion wird am einfachsten anhand der radialen Gesamtansicht von Einlauf mit Wirbelkammer nach Fig. 42 beschrieben: Die Strömung wird im Einlaufbett 110 etwa parallel ausgerichtet nach dessen unterer Begrenzung 115. In Fig. 40 ist die untere Begrenzung identisch mit der unteren Mantellinie 116, während die untere Begrenzung in Fig. 41 durch die untere Begrenzungsebene 117 gebildet wird. Nach Fig. 42 wird die Projektionsgerade 118 der Hinterschneidung nun so weit geneigt, bis die Kreistangente durch ihren Schnittpunkt 119 mit dem Umfangskreis des Wirbelgehäuses parallel verläuft zur unteren Begrenzung 115 des Einlaufbettes. Dann liegt in guter Näherung weitgehend stoßfreie Anströmung an der Einlauf hinterkante 114 vor.

Nachfolgend werden eingezogene Einlaufe beschrieben, bei denen Gestaltungsmerkmale für hohe aerodynamische Güte mit Merkmalen einfacher Fertigung kombiniert sind. Aerodynamische und fertigungstechnische Merkmale lassen sich jedoch nicht in beliebiger Weise und Anzahl miteinander kombinieren. Die Kompatibilität aerodynamischer und fertigungstechnischer Merkmalskombinationen führt deshalb zu einer Gruppe unterschiedlich gestalteter eingezogener Einlaufe höherer aerodynamischer Güte für gleichzeitig wirtschaftliche Fertigungsweisen.

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Ein entsprechender Einlauf mit aerodynamischen und fertigungstechnischen Kombinationsmerkmalen ist in Fig. 43 bis 45 dargestellt. Nach Fig. 43 wird der Hauptteil des Einlaufes aus einer 5-eckigen axialsymmetrischen Zunge 120 gebildet, die einfach und stärker radial nach innen gekrümmt ist als der in gleicher Richtung gekrümmte Wirbelkammermantel. Die Zunge 120 ist axialsymmetrisch zu ihrer gekrümmten Mittellinie 121 ausgebildet, die im Bild die einfache Zungenkrümmung veranschaulicht und an der Einlaufvorderkante 122 mit gleicher Tangente wie am Wirbelgehäusemantel beginnt. Die Einlaufvorderkante 122 verläuft aus Gründen der axialen Strömungssymmetrie parallel zur Wirbelgehäuseachse und bei hier gewähltem kreiszylindrischem Wirbelgehäuse parallel zu dessen Mantellinien. In Fig. 44 ist der Einlauf ohne den Wirbelgehäusemante! gezeigt und die Einlaufströmung durch Strömungspfeiie einseitig zur Strömungssymmetrieebene ais axialer Mittelebene des Wirbelgehäuses dargestellt. Die beiden stromaufwärtigen Seitenbegrenzungen 123 der Zunge sind im Sinne einer symmetrischen Vorauffächerung der Einlaufströmung zur günstigen Sekundarstromungsanpassung zu den beiden seitlichen axialen Wirbeikammerbegrenzungen durch die Wirbelkammerböden hin symmetrisch gekrümmt. Die Zunge 120 ist nach Fig. in einer etwa gleich geformten und leicht größeren Aussparung 124 im Wirbelgehäusemantel angeordnet. Durch das Herunterbiegen der Zunge gegenüber dem Wirbelkammermantel entsteht der V-förmige eingezogene Eintrittsspait 125 radial nach innen unterhalb der V-förmigen Einlaufhinterkante 126. Bei schwächerer V-Form der Einlaufhinterkante 126 weist der Eintrittsspalt 125 nahezu konstante Spaltweite auf. Bei stärker ausgeprägter V-Form bilden sich symmetrisch zur axialen Mittelebene des Wirbelghäuses hin die größeren Spaltweiten aus. So läßt sich die Spaltweitenverteilung des Einlaufes über die V-Form der Einlaufhinterkante 126 vorteilhaft einstellen, aber auch durch unterschiedliche V-Formen der Einlaufhinterkante 126 relativ zum korrespondierenden V-Formteil 127 der Zunge 120. Mit diesen einfachen fertigungstechnischen Anpassungen der Einlaufspaltgeometrie lassen sich aerodynamische Vorteile bei der günstigen Sekundarstromungsanpassung der Einlaufströmung erzielen. Durch das Herunterbiegen der Zunge 120 gegenüber dem Wirbelkammermantei wurden weiterhin keilförmige seitliche Spalte zwischen den Seitenbegrenzungen 123 und den korrespondierenden Seitenbegrenzungen der Aussparung 124 entstehen. Diese Spalte sind hier

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durch zwei axialsymmetrisch eingesetzte zweifach gekrümmte keilförmige Rundteiie 128 geschlossen, so daß nach Fig. 44 ein vorteilhaftes verlustarmes Überströmen der Rundteile 128 ermöglicht wird bei der gleichzeitigen symmetrischen Strömungssammlung und Vorauffächerung stromaufwärts vor dem Eintrittsspalt 125. In Fig. 45 ist eine leicht abgewandelte Form des eingezogenen . Einlaufs nach Fig. 43 dargestellt: Die Einlaufhinterkante 129 wurde nach dem bereits weiter vorn erläuterten strömungsgünstigen Hinterschneidungsprinzip weiter nach stromabwärts verlegt. Ihre gerundeten Ecken 130 dienen der vorteilhaften Verringerung von Eckenverlusten der Spaltströmung. Die durch Hinterschneidung zurückverlegte Einlaufhinterkante ermöglicht deren einfache fertigungstechnische Ausbildung als scharfe Anströmkante 129 für das strömungsgünstige Abschälen der in radialer Richtung vorteilhaft als Parallelströmung verteilten Spaltströmung.

In den Fign. 46 bis 49 ist ein fertigungstechnisch extrem einfacher eingezogener Einlauf aus der Einlaufgruppe mit aerodynamischen und fertigungstechnischen Kombinationsmerkmalen dargestellt für hohe aerodynamische Güte der Einlaufströmung. Dieser Einlauf wird mit dem hier kreiszylindrisch gewählten Wirbelgehäusemantel vorteilhaft integriert aus einem Stück gefertigt. Aus dem als Rohrstück ausgebildeten Wirbelgehäusemantel wird nach Fig. 46 eine axialsymmetrisch zur Mittelebene des Wirbelgehäuses etwa sichelförmig ausgebildete Aussparung 131 herausgeschnitten. Dabei bildet sich die Zunge 132 aus, die wie bereits beschrieben, nach radial innen stärker als der Wirbelgehäusemantel, einfach und strömungsgerecht gekrümmt wird. Dabei entsteht der etwa sichelförmig gekrümmte Eintrittsspalt 133 für aerodynamisch günstige Sekundärströmungsanpassung der Einlaufströmung. Die axialsymmetrisch zur Mittelebene nach axial außen leicht abnehmende Verteilung der radialen Spaltweite läßt sich wiederum strömungsgünstig beeinflussen durch die hinterschnittene Ausbildung der scharfen Einlaufhinterkante 134 mit strömungsgünstigen Eckenrundungen 135. Zur axialen Mittelebene hin sind die Einlaufhinterkante 134 und die korrespondierende Zungenhinterkante 136 aus fertigungstechnischen Gründen V-förmig geprägt. Fig. 47 bis 49 zeigen eine Abwandlung des Einlaufes nach Fig. 46, die nach Fig. 47 im wesentlichen darin besteht daß die Aussparung 137 an den Seiten nach stromaufwärts verlaufende schmale Einschnitte 138 aufweist, die etwa strömungsparalle! zur

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örtlichen Einlaufströmung ausgebildet sind. Durch diese Einschnitte 138 wird die Zunge vorteilhaft in Strömungsrichtung verlängert, so daß sie sanft und einfach in das Wirbelgehäuse hinein gekrümmt werden kann. Diese vorteilhafte Zungenkrümmung veranschaulicht Fig. 48 mit der Skelettliniendarstellung des Einlaufes. An den Einschnitten 138 entstehen durch das Herunterbiegen der Zunge offene keilförmige Spalte 139. Diese Spalte 139 werden hier aus Gründen der Fertigungsvereinfachung offen belassen. Fig. 48 zeigt, daß die offenen Spalte 139 aufgrund ihrer strömungsparallelen Ausrichtung vorteilhaft verlustarm ausgerichtet sind: Die mit einem weißen Strömungspfeil dargestellte Innenströmung 140 im Wirbelraum und die mit schwarzen Strömungspfeilen dargestellte benachbarte Außenströmung 141 im Einlaufbett 142 verlaufen in ihrer Kontaktumgebung vorteilhaft weitgehend parallel ausgerichtet zueinander, so daß zwischen ihnen eine freie Strömungsgrenze besteht mit weitgehend gleichen Strömungsgeschwindigkeiten beidseits der Grenze. Diese nach Fig. 48 perspektivisch dargestellten vorteilhaften Strömungsverhältnisse veranschaulicht Fig. 49 in Radialschnittdarstellung. Hier ist insbesondere die vorteilhafte Wirkung der Hinterschneidung der Zunge auf die Ausbildungung einer stoßfreien Anströmung der scharfen Einlaufhinterkante 134 stromlinienmäßig veranschaulicht.

Die Fign. 50 bis 53 zeigen weitere fertigungstechnische Abwandlungen des eingezogenen sichelförmigen Einlaufes nach Fig. 46 bis 49. Der abgewandelte Einlauf nach Fig. 50 unterscheidet sich von dem Ausgangseinlauf nach Fig. im wesentlichen durch eine zweifache Krümmung der Zunge 143. Dies veranschaulichen die Skelettliniendarstellungen in beiden Bildern. Die zweifache Zungenkrümmung wirkt sich vorteilhaft auf die Ausbildung einer weitgehend konstanten Spaltweitenverteilung 144 bis weit in die axial seitlichen Eckenzonen des Einlaufbettes 145 hinein aus. Weiterhin wird die Ausbildung einer konstanten Spaltweitenverteilung vorteilhaft unterstützt durch die Hinterschneidung 146 der Zungenhinterkante 147 gegenüber der Einlaufhinterkante 148. Fig. 51 zeigt die einfache Ausbildung der Einiaufsichel in abgewickelter Darstellung, begrenzt durch die Zungenhinterkante 147 und die Einlaufhinterkante 148. In Fig. 52 ist die vorteilhafte Integration des eingezogenen sichelförmigen Einlaufes in die gesamte Wirbelkammer dargestellt. Die Wirbelkammer 149 ist nach außen ausschließlich kreiszylindrisch begrenzt, weil der Einlauf eingezogen ist.

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Dadurch läßt sich die Wirbelkammer insbesondere bei Multiwirbelkammersystemen mit Vielfachanordnungen von baugleichen Serienwirbelkammern vorteilhaft einfach in Lochwänden arretieren. Eine Abwandlung des Einlaufes nach Fig. 50 zeigt Fig. 53: Hier ist in axialer Einlaufmitte des Eintrittsspaltes eine Spaitstütze 150 angeordnet, die vorteilhaft der genauen Spaltweiteneinstellung dient. Es können auch mehrere Spaltstützen im Eintrittsspalt angeordnet werden.

In den Fign. 53a bis 55 sind weitere ergänzende fertigungstechnische Abwandlungen des eingezogenen sichelförmigen Einlaufes nach Fig. 46 bis dargestellt. Nach der abgewickelten Darstellung in Fig. 53a bestehen die besonderen fertigungstechnischen Merkmale dieses Sicheleinlaufes in zwei stromaufwärts von der Zungenhinterkante 151 ausgehenden symmetrisch angeordneten schmalen Einschnitten 152, die aus Gründen minimaler Strömungsverluste vorteilhaft etwa parallel zur örtlichen wandnahen Strömung im Einlaufbett angeordnet werden und gerade oder gekrümmt eingeschnitten sein können. Die Einschnitte 152 beginnen an Punkten 153, die um eine gewisse Distanz in axialer Richtung nach innen zur Wirbeikammermittelebene hin versetzt sind gegenüber den äußeren Begrenzungspunkten 154 der abgewickelten Einlaufsichel 155. Die Richtungsorientierung der Einschnitte 152 erfoigt vorteilhaft so, daß sich die symmetrische Anordnung der Einschnitte 152 in Strömungsrichtung aufspreizt, um den strömungsgünstigen Auffächerungseffekt bereits im Einlaufbett 156 einzuleiten. Die Einschnitte 152 enden in zwei vorderen Begrenzungspunkten 157, deren Verbindungslinie die Einlaufvorderkante darstellt, von der aus die Zunge mit vorteilhafter einfacher Krümmung in das Wirbelgehäuse hineingebogen wird, um den eingezogenen Einlauf mit dem Einlaufbett 156 zu bilden. Die perspektivische Darstellung hierzu veranschaulicht Fig. 54 mit zusätzlicher Skelettliniendarstellung. Die Verbindungslinien der vorderen Begrenzungspunkte 157 mit den äußeren Begrenzungspunkten 154 bilden die seitlichen Begrenzungungen 159 des Einlaufbettes 156, die gerade oder gekrümmt sein können. Von diesen seitlichen Begrenzungen 159 aus werden die gekrümmten Seitenwände 160 in das Einlaufbett 156 hineingebogen. Dabei entstehen nach Fig. 55 schmale Spalte 161, die vorteilhaft in Richtung der örtlichen Außen-und Innenströmungen am Einlauf ausgerichtet sind, so daß an den freien Strömungsgrenzen an den Spalten 161 nur minimale Strömungsverluste entstehen.

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Die Fign. 56 bis 68 zeigen weitere ergänzende fertigungstechnische Abwandlungen des eingezogenen sichelförmigen Einlaufes nach Fig. 46 bis In Fig. 56 ist ein eingezogener sichelförmiger Einlauf mit sich in Strömungsrichtung aufspreizendem keilförmigen Einlaufbett 162 dargestellt, dessen Seitenwände 163 vorteilhaft aus leicht 2-fach gekrümmten Kegelmantelteilflächen gebildet sind. Dje Bodenfläche 164 ist ebenfalls als 2-fach gekrümmte Kegelmantelteilfläche ausgebildet. Fig. 57 veranschaulicht diese einfache Einlaufbettkonstruktion im Axialschnitt mit abwechselden umgekehrten Kreisbögen als Querschnittkontur, und Fig. 58 zeigt die Einfachheit des Einlaufes in radialer Ansicht. In Fig. 59 ist eine abgewickelte Darstellung des Einlaufes in einer Vorfertigungsstufe gezeigt mit weggelassener Bodenfläche 164, um die vorteilhaft einfache Herstellbarkeit zu veranschaulichen. Die seitlichen Begrenzungen 165 des keilförmigen Einiaufbettes 162 können in der Abwicklung gerade oder gekrümmt ausgebildet werden. Die Einlaufhinterkannte 166 ist wiederum vorteilhaft hinterschnitten ausgebildet.

Die Fign. 60 bis 62 zeigen eine weitere vereinfachende Abwandlung des Einlaufes nach Fig. 56 bis 59, bei dem das Einlaufbett nach Fig. 61 mit einer im Axialschnitt geraden Bodenfläche 167 ausgestaltet ist. In der realen perspektivischen Darstellung nach Fig. 60 ist die Bodenfläche vorteilhaft einfach gekrümmt, wie dies auch Fig. 62 in radialer Ansicht veranschaulicht. Diese Einlaufe nach Fig. 56 und 60 ermöglichen wiederum das bereits beschriebene vorteilhafte verlustarme Überströmen der keilförmig angeordneten seitlichen Begrenzungen 165. Ebenso wird durch die keilförmige Ausbildung des Einlaufbettes 162 eine strömungsgünstige Vorauffächerung der Einlaufströmung erzielt.

Die Fign. 63 bis 65 zeigen eine weitere vereinfachende Abwandlung des Einlaufes nach Fig. 56 bis 59. Das besondere fertigungstechnische Merkmal besteht nach der abgewickelten Darstellung in Fig. 63 aus einem in der axialen Wirbelkarnmermitteiebene angeordneten schmalen geraden Einschnitt 168, durch den zwei axialsymmetrische und keilförmig verlaufende seitliche Begrenzungen 169 des Einlaufbettes erzeugt werden, die in der Abwicklung gerade oder gekrümmt verlaufen, um ein vorteilhaftes verlustarmes Überströmen zu ermöglichen. Zwischen dem Einschnitt 168 und den

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Begrenzungen 169 liegen zwei Zungenhälften 170, deren Zungenhinterkanten gerade in Richtung der Manteliinien des hier kreiszylindrisch gewählten Wirbelgehäuses verlaufen. Die beiden geraden Zungenhinterkanten 171 können aber auch V-förmig symmetrisch angeordnet sein im Sinne einer Verstärkung des Hinterschneidungseffektes zur axialen Wärbelkammermittelebene hin. Weiterhin können die Zungenhinterkanten symmetrisch gekrümmt ausgebildet werden, um die Einlaufströmung der sich im Wirbelgehäuse fortsetzenden Auffächerung auf einfachste Weise durch Hinterschneiden günstig anzupassen. Die Zungenhälften 170 werden in das Wirbelgehäuse so hineingebogen, daß an den seitlichen Einlaufbegrenzungen 169 sanft gekrümmte Strömungsübergänge beginnen. Weiter zur axialen Wirbelkammermitte hin werden die Zungenhälften 170 vorteilhaft einfach eben belassen, wie dies Fig. 64 in perspektivischer Darstellung und Fig. 65 im Axialschnitt veranschaulichen: Durch das Hineänbiegen der Zungenhälften 170 in das Wirbelgehäuse entsteht zwischen den Zungenhälften ein keilförmiger Spalt 172, der bei der Einlaufvariante nach Fig. 63 bis 65 aus Einfachheitsgründen offen belassen wird, da die hierdurch verursachten Strömungsverluste gering sind. Der Spalt 172 kann aber auch durch einen Blechkeil verschlossen werden.

In Fig. 66 ist eine weitere Einlaufvariante dargestellt, bei der der keilförmige Spalt 172 nach Fig. 64 durch eine einfach gefaltete Blechstütze 173 verdeckt wird, die gleichzeitig die hinterschnittene Einlaufhinterkante 174 berührt und so vorteilhaft der Eintrittsquerschnitteinstellung dient. Fig. 68 zeigt einen Axialschnitt mit dem durch die Blechstütze 173 abgestützten Eintrittsquerschnitt. Fig. 67 zeigt eine perspektivische Einzeldarstellung der einfachen Blechstütze 173.

In den Fign. 69 bis 78 wird eine besondere Gruppe eingezogener aerodynamischer Einlaufe mit keilförmigen Einlaufbetten beschrieben, bei denen an den seitlichen Begrenzungen des Einlaufbettes ein symmetrisches Paar gegenläufig rotierender Stufenwirbel erzeugt wird, die die Einlaufströmung in mehrfacher Hinsicht günstig beeinflussen. Durch diese vorteilhafte Einlaufströmungsbeeinflussung durch Stufenwirbei wird einmal eine über den Eintrittsquerschnitt weitgehend konstante flächenhafte Eintrittsgeschwindigkeitsverteilung erzielt. Diese füliige

Geschwindigkeitsverteilung begünstigt den Hauptwirbelantrieb im

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Wirbelgehäuse und führt zu großen Volumenstromdurchsätzen durch eingezogene Einlaufe relativ !deiner Baugröße. Zürn anderen fördert die Einlaufströmungsbeinflussung durch Stufenwirbel die angestrebte günstige Vorauffächerung der Strömung im Einlaufbett und die anschließende axiale Auffächerung der Einlaufströmung im Wirbelgehäuse für den günstigen sekundärströmungsintegrierten Hauptwirbelantrieb. Die Stufenwirbel sind im Einlaufbett so gelagert, daß die stromaufwärts vor dem Einlaufbett ankommende Strömung die Stufenwirbel oben (radial nach außen von der Wirbelkammerachse gesehen) peripher tangiert und durch die Stufenwirbe! umgelenkt und dabei in das Einlaufbett hineingeführt wird. Dabei wird ein Teilvolumenstrom der Einlaufströmung von den Stufenwirbeln an deren Unterseite gezogen (radial nach innen von der Wirbelkammerachse gesehen) und wegen der dort axialsymmetrisch zu den beiden Wirbelkammerböden hin gerichteten Stufenwirbelströmung in der angestrebten günstigen Weise aufgefächert. Die Teilströmung zwischen den beiden Stufenwirbeln im Einlaufbett spürt von den fest gelagerten Stufenwirbeln her stabile sich keilförmig in Strömungsrichtung aufweitende freie Strömungsgrenzen und wird dadurch ebenfalls günstig und verlustarm aufgefächert.

In den Fign. 69 bis 71 ist ein neuartiger eingezogener Stufenwirbeleinlauf einfachster Bauart mit rechteckigen Querschnittsprofilen dargestellt. Fig. 69 zeigt die perspektivische Gesamtdarstellung des eingezogenen Stufenwirbeleinlaufes mit den symmetrischen Stufenwirbeln und der durch diese beeinflußten Einlaufströmung. Bei den Stufenwirbeleinläufen findet nach Fig. 70 immer ein vorteilhaftes wirbelbeeinflußtes Überströmen der stufenartig ausgebildeten seitlichen Einlaufbegrenzungen 175 statt. Die wandnahe Einlaufströmung 176 wird durch den unmittelbar hinter der Stufe liegenden Stufenwirbe! 177 strömungsgünstig an der Stufe hinunter und in das Einlaufbett hineingeführt. Fig. 71 zeigt das Einiaufbett 178 in separater Darstellung. Die seitlichen Einlaufbegrenzungen 175 sind hier als sich in Hauptströmungsrichtung keilförmig erweiternde Wände mit einfacher S-förmiger Krümmung ausgebildet.

Die Fign. 72 bis 74 zeigen Abwandlungen der Stufenausbildung für den eingezogenen Stufenwirbeleinlauf nach Fig. 69 bis 71. In Fig. 72 ist die einfache rechtwinklige Stufe 179 durch eine tangential zur oberen Stufenwand

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verlaufende Abströmplatte 180 mit angeschärfter Abströmkante 181 ergänzt. Hierdurch wird der Stufenwirbel örtlich besser stabilisiert. Das Anschärfen dient der vorteilhaften Vermeidung von Abströmkantenturbulenz. Jede in die Wirbelkammer eingeleitete Turbulenz würde sich trennleistungsmindernd auswirken. In Fig. 73 ist der nach Fig. 72 eckige Raum unterhalb der Abströmkante 181 durch ein halbkreisförmiges Stufenwirbelbett 182 ersetzt. Hierdurch werden Eckenströmungsverluste der Stufenwirbelführung vermieden, bei denen wiederum auch Turbulenz generiert würde. Fig. 74 zeigt schließlich die Ergänzung des Stufenwirbelbettes 182 durch eine strömungsgünstig geformte Anströmnase 183 mit einer Anströmkante 184, die gerundet bis scharf ausgebildet werden kann. Die Anströmnase wird vorteilhaft so profiliert, daß sie einmal das teilkreisförmige Stufenwirbelbett 182 erweitert und zum anderen die durch den Stufenwirbel umgelenkte Einlaufströmung mit sanfter Eckenausrundung 185 in Richtung parallel zur Bodenfläche 186 umlenkt. Fig. 74 stellt daher die verlustärmste Gestaltung einer Stufenwirbelführung dar.

Während die eingezogenen Stufenwirbeleinläufe mit ihren Varianten nach Fig. 69 bis 74 sämtlich rechteckige bis rechteckähnliche Hauptströmungsquerschnitte mit einfach gekrümmten Bodenflächen verwenden, die sich im Axialschnitt als Gerade darstellen, zeigt Fig. 75 ergänzend eine Einlaufvariante zu Fig. 74, deren Bodenfläche 187 im Axialschnitt radial nach innen zur Wirbelkammerachse hin ausgebaucht ist, so daß diese Bodenfläche 187 insgesamt zweifach gekrümmt ist. Ausgebauchte Bodenflächen führen zu vorteilhaft größeren Einlaufströmungsquerschnitten mit dickeren Eintrittsstrahlen.

Die Fign. 76 bis 78 zeigen einen eingezogenen Stufenwirbeleinlauf mit einfachen rechteckigen Strömungsquerschnitten, bei denen die beiden zur Wirbelkammerachse gerichteten Ecken strömungsgünstig kreisförmig ausgerundet sind. Weiterhin ist der Einlauf vorteilhaft mit hinterschnittener Einlaufbetthinterkante und ebenfalls hinterschnittener Einlaufhinterkante ausgestaltet sowie mit flügelartigen Abströmplatten, deren Abströmkanten nur nach einer Seite und in Hauptströmungsrichtung zunehmend stärker gekrümmt sind. Ebenso erweitert sich das Einlaufbett in Hauptströmungsrichtung keilförmig mit insbesondere progressiv zunehmenden Wandkrümmungen der

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axialen Seitenbegrenzungen des Einlaufbettes. Somit wird insgesamt ein fertigunstechnisch einfacher kleinvolumiger Einlauf hoher aerodynamischer Güte erzielt. Fig. 76 zeigt den eingezogenen keilförmig gekrümmten Stufenwirbeleinlauf in perspektivischer Gesamtansicht. Die Einlaufhinterkante 188 ist vorteilhaft sichelförmig nach hinten stromabwärts hinterschnitten und geht mit gerundeten seitlichen Begrenzungen 189 über in die in Hauptströmungsrichtung progressiv zunehmend gekrümmten Abströmkanten 190 an den flügelartigen Abströmplatten 191. Die Einlaufbetthinterkante 192 ist sichelförmig nach vorn stromaufwärts hinterschnitten. Dadurch wird die Wandfläche des Einlaufbettes vorteilhaft auf ein Minimum verkleinert, so daß ihre günstigen Führungseigenschaften für die Einlaufströmung gerade noch erhalten bleiben. Fig. 77 zeigt eine perspektivische skeiettmäßige Darstellung des eingezogenen Stufenwirbeleinlaufes mit dem symmetrischen Stufenwirbeipaar 194, durch dessen Strömungsbeeinflussende Unterstützung die Einlaufströmung 195 in der beschriebenen Weise vorteilhaft in das Einlaufbett 193 eingeleitet und so aufgefächert wird, daß sich die Einlaufströmung an den Randzonen der natürlichen Sekundärströmung 196 im Wirbelgehäuse günstig anpaßt. Diese strömungsgünstige Einiaufintegration in das Wirbelgehäuse wird zusätzlich durch die nach radial innen gerundeten beiden Ecken 197 der rechteckigen Einlaufströmungsquerschnitte 198 unterstützt. Fig. 78 zeigt diesen eingezogenen Stufenwirbeleinlauf in radialer Ansicht. Es ist dargestellt, wie der Stufenwirbeieinlauf durch vorteilhaft großes Einsaugvermögen große Einlaufvolumenströme bei relativ kleiner Baugröße bewältigt.

Nachfolgend wird eine Gruppe neuartiger peripher um das Wirbelgehäuse umlaufender aerodynamischer Einlaufe beschrieben, durch die die Wirbelströmung vorteilhaft gleichmäßig über den gesamten Wirbelgehäuseumfang axialsymmetrisch mittig bis außermittig mit günstiger integraler Sekundärströmungsanpassung angetrieben wird. Diese Art des kontinuierlich umlaufenden Wirbelantriebs wirkt sich vorteilhaft auf die Rotationssymmetrie der angetriebenen Wirbeltrennströmung und deren Trennleistung aus.

In den Fign. 79 bis 84 ist ein neuartiger umlaufender aerodynamischer Einlauf einfachster Bauart mit Varianten dargestellt. Fig. 79 zeigt den Einlauf in axialer und Fig. 80 in radialer Darstellung. Danach besteht der

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Einlauf aus einem umlaufenden Spiralgehäuse 199 mit Strömungseintritt 200. Das Spiralgehäuse weist rechteckige Strömungsquerschnitte auf, deren Ecken auch vorteilhaft gerundet sein können. Die rechteckigen Strömungsquerschnitte 201 sind nach radial innen zum Wirbel im Wirbelgehäuse 202 offen mit freier Strömungsgrenze. Radial zwischen dem umlaufenden Spiralgehäuse 199 und dem Wirbelgehäuse 202 ist eine rotationssymmetrische Verteüungskammer 203 angeordnet, die günstig profilierte gekrümmte Seitenwandbegrenzungen 204 aufweist, über die die Einlaufströmung rotations- und axialsymmetrisch etwa deckungsgleich mit der örtlichen natürlichen Sekundärströmung vorteilhaft integral in diese übergeht. Die freie Strömungsgrenze zwischen Spiralgehäuse 199 mit Verteüungskammer 203 und Wirbelgehäuse 202 bildet zusätzlich eine vorteilhaft große Antriebsfläche für den Wirbel mit Übertragung von Drehimpuls. Das umlaufende Spiralgehäuse kann auch umfangsmäßig in vorteilhaft gleiche Teilspiralgehäuse mit jeweils zugehörigen eigenen Strömungseintritten unterteilt sein. Fig. 81 zeigt eine rotationssymmetrische Verteilungskkammer 203 mit einer Zweifachanordnung gleicher Teilspiralgehäuse 204 und Fig. 82 eine entsprechende Vierfachanordnung. Fig. 83 zeigt, daß um diese Teilspiralgehäuseanordnungen zusätzlich ein Außenspiralgehäuse 205 gelegt werden kann, wenn beispielsweise ein einziger äußerer Strömungseintritt gefordert wird. In Fig. 84 ist dieses Außenspiralgehäuse 205 nach Fig. 83 vorteilhaft durch ein fertigungstechnisch einfacheres weitgehend rotationssymmetrisches Ringgehäuse 206 mit einem tangentialen Strömungseintritt 207 ersetzt, das durch seine vorteilhafte Funktion als Beruhigungskammer mit Umlaufströmung die gleichmäßige Einlaufvolumenstromaufteilung auf die Teilspiralgehäuse 204 unterstützt.

Die rotationssymmetrische ringförmige Beruhigungskammer mit einfachem tangentialen Strömungseintritt kann nach der Radialdarstellung in Fig. 85 auch als Volumenstromaufteilungskammer für rotationssymmetrische Vielfachanordnungen beliebiger weiter vorn beschriebener Einlaufe vorteilhaft gleicher Bauart benutzt werden. Fig. 86 zeigt eine solche rotationssymmetrische Vielfachanordnung gleicher Einlaufe in Axialschnittdarstellung. Durch die vielfache Teüvolumenstromauffächerung im Wirbelgehäuse wird eine vorteilhafte Wirbelantriebswirkung erzielt.

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Die Fign. 87 bis 94 zeigen Abwandlungen von Wirbelkammern mit neuartigen Einlaufen aus umlaufenden Spiralgehäusen nach Fig. 79 und 80 oder rotationssymmetrischen Ringgehäusen nach Fig. 84 bis 86.

Fig. 87 zeigt einen neuartigen Einlauf mit rotationssymmetrischem Ringgehäuse 208 in Axialschnittdarstellung und Fig. 88 den entsprechenden Radialschnitt dazu mit dem einfachen tangentialen Strömungseintritt 209 zum Ringgehäuse. Das Ringgehäuse 208 weist strömungsgünstige Eckenausrundungen auf und ist nach radial innen durch einen axial breiteren Zylindermantel 210 kleineren Durchmessers als beim Wirbelgehäusezylindermante! so abgedeckt, daß dadurch paarige symmetrische ringförmige Düsen 211 erzeugt werden mit ringförmigen Austrittspalten 212 für axialsymmetrischen Strömungsaustritt in die Wandschichtströmung der natürlichen Sekundärströmung im Wirbelgehäuse. Der tangentiale Strömungseintritt 209 nach Fig. 88 besorgt die erforderliche Dralleinleitung in das Ringgehäuse 208, aus dessen beiden symmetrischen ringförmigen Austrittsspalten die Einlaufströmung dann mit axialsymmetrischen und Umfangsgeschwindigkeitskomponenten, austritt, deckungsgleich günstig angepaßt an die natürliche Sekundärströmung und diese antreibend. Fig. 89 zeigt ergänzend zu Fig. 87 und 88 die Anordnung einer ringförmigen Stützplatte 213 in der axialen Mittelebene der Wirbelkammer, durch die der Zylindermantel 210 abgestützt und die Einlaufströmung in zwei symmetrische Hälften aufgeteilt wird. Die dadurch entstehenden zusammenhängenden symmetrischen Teilgehäuse 214 können ergänzend nach Fig. 90 auch als zwei symmetrische Einzelgehäuse 215 ausgebildet werden, die axial weiter auseinander liegen. Dadurch werden zwei Antriebsteilen für den Trennwirbel geschaffen, die vorteilhaft an dafür strömungstechnisch relevanten Orten angeordnet werden können.

In Fig. 91 und 92 ist im Axial- und Radialschnitt ein neuartiger Einlauf mit umlaufendem Spiralgehäuse 216 mit Kreisquerschnitten 217 dargestellt. Das Spiralgehäuse 216 ist an seiner radialen Innenseite kreisförmig begrenzt und geht dort über den gesamten Kreisumfang in.ein axial schmaleres rotationssymmetrisches Ringgehäuse über, das vorteilhaft als Strömungsausgleichgehäuse 218 wirkt und in das die Einlaufströmung aus dem Spiralgehäuse 216 rotationssymmetrisch über den gesamten Umfang mit gleichen radialen und Umfangsgeschwindigkeitskomponenten eintritt. Die Übergänge

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zwischen Spiralgehäuse 216 und Strömungsausgleichgehäuse 218 sind strömungsgünstig gerundet, ebenso die rotationsymmetrischen Übergänge zwischen Strömungsausgleichgehäuse 218 und dem hier kreiszyiindrischen Wirbelgehäuse 219. Der tangentiale Strömungseintritt 220 leitet den erforderlichen Drall ein und erzeugt so die Umfangsgeschwindigkeitskomponenten in der Einlaufströmung im Spiralgehäuse 216, während die spiraligen Wandbegrenzungen des Spiralgehäuses 216 die Radialgeschwindigkeitskomponenten erzeugen. Diese Radialgeschwindigkeitskomponenten setzen sich im

Strömungsausgleichgehäuse 218 fort bis in dessen Übergangsbereich in das Wirbelgehäuse, denn bis dort erstreckt sich die Führungswirkung des Strömungsausgleichgehäuses 218 mit ihrem Kontinuitätseinfiuß auf die Radialgeschwindigkeitskomponenten. Dieser radiale Kontinuitätseinfluß nimmt bis zum Ende des gerundet profilierten Übergangsbereiches zwischen Strömungsausgleich- und Wirbelgehäuse bis auf Null (0) ab. Auf diesem Weg wandelt sich die radial orientierte Meridianströmung aus dem Strömungsausgleichgehäuse 218 immer mehr in eine axial orientierte Meridianströmung um, wobei sich die Umfangsgeschwindigkeitskomponenten wegen der abnehmenden Radien bis dahin noch vorteilhaft steigern. Da sich das Wirbelgehäuse nach zwei Seiten axialsymmetrisch vom mittigen Strömungsausgleichgehäuse aus erstreckt, erfolgt die radial-axiale Umwandlung mit Strömungsteilung der Meridianströmung in zwei axialsymmetrisch gleiche Teilvolumenströme. So erfolgt die vorteilhafte rotations- und axialsymmetrische Strömungsanpassung der Einlaufströmung deckungsgleich zur örtlichen natürlichen Sekundärströmung und mit vorteilhaft integraler Antriebswirkung auf den Trennwirbel.

Die Fign. 93 und 94 zeigen fertigungstechnisch einfachere Abwandlungen zum Einlauf nach Fig. 91 und 92, bei denen das umlaufende Spiralgehäuse durch umlaufende rotationssymmetrische Ringgehäuse mit hier nicht dargestellten einfachen tangentialen Strömungseintritten ersetzt ist. Fig. 93 zeigt ein U-förmig ausgebildetes Ringgehäuse 221 mit gerundeten radial äußeren Ecken, das mit zwei gleich ausgebildeten hier kreiszylindräschen Wirbelgehäusehalbteilen 222 so verbunden wird, daß zwischen den Wirbelgehäusehalbteilen für die Einlaufströmung ein rotationssymmetrischer Eintrittsspalt zum Wirbelgehäuse erzeugt wird. Die erforderlichen

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strömungstechnisch günstigen Ausrundungen am Eintrittsspalt sind durch einfache einseitige Blechumformung an den Wirbelgehäusehalbteilen 222 erzeugt. Dadurch wirkt der zweiseitig etwa kreisförmig gerundete Eintrittspaltbereich zusätzlich vorteilhaft als Strömungsausgleichkammer. Bei einer weiteren Fertigungsvariante nach Fig. 94 sind die beiden Wirbelgehäusehalbteile 223 einseitig durch Blechumformung so verformt, daß im Axialschnitt U-förmige Enden mit gerundeten U-Böden an den Enden der Wirbelgehäusehalbteile entstehen. Auf die kurzen U-Schenkel ist dann das U-förmig ausgebildete Ringgehäuse aufgesetzt. So entsteht ein vorteilhaftes fertigungstechnisch einfaches Ringgehäuse mit Strömungsausgleichkammer.

Die im vorangehenden beschriebenen Wirbelkammern mit neuartigen Einlaufen sind sämtlich mit zwei rotations- und axialsymmetrischen axialen Austragsspalten zum Austragen des abgeschiedenen Staubes zwischen dem bisher kreiszyündrisch gewählten Wirbelkammermantel und den beiden Wirbelkammerböden als axiale Begrenzungswände des Wirbelgehäuses ausgestaltet. Durch die beiden Austragsspalte wird eine Wirbelkammer in drei Bauteilgruppen unterteilt. Nachfolgend werden in den Fig. 95 bis 101 Wirbelkammern mit neuartigen Austragsspaiten in Form von Schälschlitzen im Wirbelgehäusemantel dargestellt. Diese Anordnungen von Schälschlitzen im Wirbelgehäusemantel bieten vorteilhafte fertigungstechnische Vereinfachungen bei der Herstellung von Wirbelkammeranlagen. Wirbelkammern mit axialen Austragsspalten bestehen aus drei Fertigungseinheiten: Das sind der Wirbelgehäusemantel mit dem daran angeordneten Einlauf sowie die beiden fertigungsgleichen kreisförmigen Wirbelkammerböden mit den darin konzentrisch angeordneten gleichen Tauchrohren. Diese drei Fertigungseinheiten müssen bei Wirbelkammeranlagen bisher in jeweils separaten Halterungen konzentrisch zueinander gehaltert werden. Demgegenüber wird die Wirbelkammer mit Schälschlitzen im Wirbelgehäusemantel insgesamt einfach als eine Fertigungseinheit gehaltert. Das bedeutet erhebliche Vorteile in der Vereinfachung des Wirbelkammeranlagenaufbaues insbesondere bei Multiwirbelkammersystemen sowie Vorteile bei der Anlagenmontage und der Wartung durch einfache Austauschbarkeit von baugleichen Serienwirbelkammem. Grundsätzlich können alle Wirbelkammern mit Schälschlitzen im Wirbelgehäusemantel vorteilhaft mit sämtlichen weiter vorn beschriebenen neuartigen Einlaufen ausgestaltet werden. Für die nachfolgend beschriebenen

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Wirbelkammern mit neuartigen Schälschiitzen wird aus Einfachheitsgründen eine vereinheitlichte Darstellung mit neuartigen einfachen gekrümmten Rohreinläufen mit Aufsatzdüsen für freies gleichverteiltes beschleunigtes Ansaugen aus Beruhigungskammern in Multiwirbelkammeranlagen gewählt.

Fig. 95 zeigt eine solche Wirbejkammer mit neuartigem geraden Schälschlitz 224 parallel zur Wirbelkammerachse in axialer aufgebrochener Geamtdarstellung. Mit dem hier kreiszylindrisch gewählten Wirbelgehäusemantei 225 sind die beiden Wirbelkammerböden 226 und mit letzteren die Tauchrohre 227 in vorteilhaft integraler Bauweise durch strömungsgünstige Ausrundungen 228 an sämtlichen Strömungsecken für die Sekundärströmung verbunden. Fig. 96 zeigt diese Wirbelkammer mit geradem Schälschiitz in axialer Rückansicht von außen und Fig. 97 in radialer Ansicht. Der Schälschlitz 224 ist vorteilhaft einfach nur im zylindrischen Bereich des Wirbelgehäusemantels zwischen den Bodeneckenausrundungen als mit dem Kreiszylindermantel integriertes Bauteil tangential zum Zylinderumfangskreis nach außen herausgebogen. Dabei entstehen zwei axial seitliche Schlitze, die hier durch keilförmige Schälschlitzseitenwände 229 abgedeckt sind.

In Fig. 98 ist eine Abwandlung dieser Wirbeikammer mit neuartigem V-förmigen Schälschlitz 230 in perspektivischer Gesamtdarstellung und in Fig. 99 in rückseitiger Axialansicht dargestellt. Der V-förmige Schälschlitz kann auch als Kurve ausgebildet werden und bietet neben fertigungstechnischen Vorteilen eine vorteilhafte trennströmungsgünstige Anpassungsmöglichkeit an die axialsymmetrische Sekundärströmung am Zylindermantel des Wirbelgehäuses. Nach der Radialansicht in Fig. 100 ist der V-förmige Schälschlitz 230 vorteilhaft einfach ohne axiale Schälschlitzseitenwände dargestellt. Durch die keilförmigen offenen seitlichen Schlitze wird die Schälschlitzlänge seitlich vorteilhaft vergrößert und dadurch der Staubaustrag verbessert. Die Wirbelkammer kann aber auch mit Schälschlitzseitenwänden ausgestaltet werden. Bei vorteilhaften Multiwirbelkammeranordnungen in Lochplatten werden die seitlichen Schlitze vorteilhaft einfach durch die Lochplatten abgedeckt, wobei die seitlichen Schenkel 231 nach Fig. 99 und 100 vorteilhaft einfach für die axiale und radiale Arretierung der Wirbelkammer in den hier nicht dargestellten Lochplatten genutzt werden. Nach Fig. 100 wird der

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Schälschiitz im stromaufwärtigen Bereich vorteilhaft als mit dem zylindrischen Wirbeigehäusemante! integral zusammenhängendes Bauteil tangential aus dem Wirbelgehäusemantel herausgebogen, und zwar so weit, bis die erforderliche Schälschlitzbreite erreicht wird, wie es der Verlauf der seitlichen Schenkel 231 anzeigt. Ab dieser Stelle wird der V-förmige Bereich 232 des Schälschlitzbleches konzentrisch zur Wirbelkammerachse gekrümmt, so daß im V-förmigen Bereich ein vorteilhafter Schälschlitz konstanter Schälschlitzbreite entsteht. Fig. 101 zeigt eine vergrößerte Detaüdarstellung dieser vorteilhaften einfachen Schälschützausbildung nach Fig. 98 an einem der beiden axialsymmetrischen seitlichen Schälschlitzbereiche. Diese Konstruktion läßt sich wiederum als einfache axiale und radiale Arretierungshiife bei der Wirbelkammermontage von Multiwirbelkammeranordnungen in Lochplatten benutzen.

Für die bis hier insgesamt dargestellten Wirbeikammern wurden ausschließlich kreiszylindrische Wirbelgehäusemäntel gewählt. Sämtliche Wirbelkammern mit unterschiedlichen neuartigen Einlaufen sowie axialen zweiseitigen Austragsspaiten oder einfachen Schälschlitzen können auch mit strömungstechnisch vorteilhaften neuartigen tonnenförmigen bis doppelkegeiförmigen Ausbildungen der Wirbelgehäusemäntel ausgestaltet werden. Die tonnenförmig gekrümmte oder für vereinfachte Fertigung auch doppelkegelförmige Ausbildung des Wirbelgehäusemantels bietet besondere strömungstechnische Vorteile für den Wirbelantrieb: Bei tonnenförmigen bis doppelkegelförmigen Wirbelgehäusemänteln erfolgt die tangentiale Drehimpulseinleitung radial weiter außen. Dadurch werden bei gleichbleibender Tauchrohrgeometrie höhere Drehgeschwindigkeiten in der Feinabtrennzone um die Tauchrohre und somit höhere Trennleistungen erzeugt. Das Wirbelgehäusevolumen bleibt bei tonnen- bis doppelkegelförmigen ' Gehäuseausbildungen vorteilhaft kleiner als bei kreiszylindrischer Wirbelgehäuseausbildung für gleichen Maximaldurchmesser in der Mittelebene. Bei diesem Vergleich ist daher bei den tonnen- bis doppelkegelförmigen Wirbelgehäusen ein kleineres Wirbelvolumen anzutreiben. Das führt bei diesen Wirbelkammern zu geringeren Verlusten durch innere Strömungsreibung und wegen der kleineren Gehäuseoberfläche auch zu geringerer Wandreibung, so daß sich hieraus höhere m-Werte für die Drehgeschwindigkeitsverteilung v_rot * r^m = konst ergeben und hierdurch wiederum höhere Trennleistungen. Außerdem

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bewirkt die tonnen- bis doppelkegelförmige Mantelausbüdung größere Eintrittsstrahireichweiten in Umfangsrichtung und damit eine verbesserte Tangentialimpulsumwandlung in Drehimpuls für den Wirbel, weil die Strahlauffächerung über einen größeren Umfangsbereich erfolgt. Hieraus resultieren noch einmal höhere Trennleistungen.

Im Axialschnitt in Fig. 102 ist eine Wirbeikammer mit neuartigem tonnenförmigen Wirbelgehäusemantel 233 dargestellt, der hier beispielsweise mit einem neuartigen Einlauf als einfacher Rohreinlauf ausgestaltet ist. Der Rohreiniauf ist durch eine Aufsatzdüse für freies gleichverteiites beschleunigtes Ansaugen aus Beruhigungskammern in Multiwirbeikammeranlagen ergänzt. Es können auch beliebige andere weiter vorn beschriebene neuartige Einlaufe zur Anwendung kommen. Die Wirbelkammer ist hier mit axialen zweiseitigen Austragsspalten ausgestaltet. Sie kann aber auch mit Schälschlitzen im Wirbelgehäusemantel oder mit Kombinationen von Schälschlitzen und axialen Austragsspalten ausgestaltet werden. Fig, 103 zeigt diese Wirbelkammer in radialer äußerer Gesamtansicht.

In Fig. 104 ist eine Abwandlung dieser neuartigen tonnenförmigen Wirbelkammer mit einfachem Rohreinlauf in radialer Ansicht dargestellt, bei der der Rohreinlauf mit einem Flansch 234 ausgestaltet ist zum seitlichen Anschluß der Wirbelkammer an einen Verteilungskanal für vielfache gleichartige Wirbelkammeranschlüsse. Der Flansch geht mit strömungsgünstigen Eckenausrundungen 235 für verlustarme Strömungseinleitung in den Rohreinlauf über. Im Bereich der Anströmecken 236 geht der Flansch mit vorteilhaft geringeren Ausrundungen in den Rohreinlauf über, weil dieser Bereich als verlustarmer Strömungsteilungsbereich auszubilden ist. Mit derart über den inneren Flanschumfang variierenden strömungsgünstigen Eckenausrundungen wird eine vorteilhaft turbulenzarme Strömungsverteilung aus dem Verteilungskanal sichergestellt und somit die Trennleistung der angeschlossenen Wirbelkammern nicht beeinträchtigt.

Für Multiwirbeikammeranlagen ist es aus Gründen rationeller Serienfertigung und der Anlagenmontage in einfachem Anlagenaufbau vorteilhaft, gleichartige Wirbelkammern in Gruppen mit gleicher Wirbelkammeranzahl zu gleichausgestalteten Modulen zusammenzufassen. Fig. 105 zeigt in Draufsicht

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ein neuartiges Wirbelkammermodul mit tonnenförmigen Wirbelkammern mit axialen zweiseitigen Austragsspalten. An einen Verteilungskanal 237 für Rohgas sind zweiseitig symmetrisch strömungsmäßig parallel und statisch tragend mehrere Wirbelkammern angeschlossen. Der Verteilungskanal 237 trägt die Wirbelgehäuse der Wirbelkammergruppe und ist hier mit rechteckigem Strömungsquerschnitt vorteilhaft so. ausgebildet, daß er als statische Hauptstütze des Wirbelkammermoduls dient. Daher erstreckt sich der Verteiiungskanal in Axialrichtung der Wirbelkammern soweit, daß die beiden gleichen rechteckigen Reingassammelkanäle 238 des Moduls vorteilhaft statisch mit dem tragenden Verteilungskanal verbunden werden können und zwar so, daß zwischen den beiden Wirbeikammerböden und den Grundplatten 239 der Reingassammelkanäle 238 zwei axialsymmetrische Staubtransporträume freigelassen werden. Die beiden Grundplatten 239 tragen jeweils alle Tauchrohre mit den damit verbundenen Wirbelkammerböden einer axialen Wirbelkammerseite. Die Grundplatten werden wiederum vorteilhaft als statische Tragelemente so ausgebildet und gegenüber den langen Querschnittsseiten der Reingassammelkanäle verlängert, daß sie als flanschartige Verbindungselemente zwischen mehreren Wirbelkammermodulen genutzt werden können. Die Wirbelkammerbaugruppen Wirbelgehäuse mit Einlauf und in zweifacher Ausführung Tauchrohr mit Wirbelkammerboden werden also vorteilhaft kraftschlüssig über den statischen Weg Verteilungskanal-Reingassammelkanäle im Wirbelkammermodul verbunden. Dadurch, daß diese statischen Verbindungselemente kastenförmig sind mit relativ größeren tragenden Querschnitten, wird eine hohe Modulsteifigkeit erzielt mit vorteilhaft niedrigem Modulbaugewicht.

Fig. 106 zeigt die Seitenansicht eines Wirbelkammermoduls nach Fig. 105 in Parallelschaltung von 2 Modulen in einer Wirbelkammeranlage. Ein Wirbelkammermodul besteht hier aus einer Gruppe von insgesamt 6 Wirbelkammern, die vorteilhaft raumsparend zweiseitig symmetrisch in 3 Etagen traubenartig an die senkrechten Verteilungskanäle 237 angeschlossen sind. Die Verteilungskanäle 237 sind in strömungsmäßiger Parallelschaltung an den horizontalen Rohgashauptkanal 241 angeschlossen, der vorteilhaft oberhalb der Wirbelkammermodule angeordnet ist, um unter diesen ausreichenden freien Raum für den Transport des aus den Wirbelkammern abgeschiedenen Staubes in die Staubauffangtrichter 242 bereitzustellen. Zur

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Verringerung der Anlagenbauhöhe ist es vorteilhaft, mehrere Staubauffangtrichter 242 nebeneinander anzuordnen. In die Anlagendarstellung wurden aus Einfachheitsgründen keine Staubsammelbehälter unter den Auffangtrichtem eingezeichnet. Fig. 107 zeigt die Frontansicht dieser Wirbelkammeranlage mit den oben vorteilhaft platzsparend zweiseitig neben dem Rohgashauptkanal 241 angeordneten beiden Reingashauptkanälen 243, die wiederum in horizontaler Anordnung die einzelnen senkrechten Reingassammelkanäle 238 jeweils von einer Wirbelkammermodulseite strömungsmäßig parallel geschaltet miteinander verbinden. Weiterhin sind die beiden Staubtransporträume 240 seitlich der Wirbelkammern dargestellt, die unten in die Staubauffangtrichter 242 münden.

In Fig. 108 ist eine neuartige tonnenförmige Wirbelkammer mit Schälschlitz gezeigt, der sich in der seitlichen Projektion als Gerade darstellt, wie dies die Radialansicht nach Fig. 109 andeutet. Dies bringt fertigungstechnische Vorteile. Die tonnenförmige Wirbelkammer ist hier mit einem Einlauf als einfachem geraden Rohreinlauf mit Aufsatzdüse für freies gleichverteiltes beschleunigtes Ansaugen aus Beruhigungskammern in Multiwirbeikammeranlagen ausgestaltet. Die Ausgestaltung der Wirbelkammern mit Schälschlitzen führt zu vorteihaft einfachem und raumsparenden Aufbau von Multiwirbeikammeranlagen. Fig. 110 zeigt eine solche neuartige Multiwirbelkammeranlage in seitlicher Hauptansicht und Fig. 111 in Schnittdarstellung mit Sicht von unten. Bei diesem Wirbelkammertyp mit Schälschlitz gilt hier die Einzelwirbelkammer vorteilhaft als Modul. Weil Schälschlitze und Einlaufe vorteilhaft einfach im Wirbelgehäusemantel gegenüberliegend angeordnet sind, liegen die Rohgasverteilungsräume 244 als Beruhigungskammern und die Staubtransporträume 245 in der Multiwirbelkammeranlage vorteihaft einfach zwischen zwei Lochplatten 246 abwechselnd nebeneinander. Die gasdichte Trennung von Rohgasverteilungsräumen 244 und Staubtransporträumen 245 erfolgt vorteilhaft einfach durch Serientrennelemente 247 und 248 zwischen den senkrecht angeordneten Gruppen von Wirbelkammern. Insgesamt führt dies zu einfacherem Anlagenaufbau und kleineren Anlagenbaugrößen. Die Rohgaszufuhr erfolgt hier vorteilhaft von unten platzsparend zwischen den nicht eingezeichneten Staubsammelbehältern in separaten Rohgaseintritten 249 und 250 zu den

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einzelnen Rohgasverteilungsräumen 244. Das Reingas aus den einzelnen Wirbelkammern wird in zwei seitlichen axialsymmetrisch zu den Wirbelkammern angeordneten größeren Reingassammelräumen 251 als Beruhigungskammem gesammelt und durch zwei Reingasaustritte 252 abgeführt.

In Fig. 112 ist ein Wirbelkammermodul mit vierseitig symmetrischer Anordnung von tonenförmigen Wirbelkammern mit Schälschlitzen in Draufsicht dargestellt. Die Wirbelkammern weisen Einlaufe für freies gieichverteiltes beschleunigtes Ansaugen aus Beruhigungskammern in Multiwirbelkammeranlagen auf, die hier aus einfachen geraden Rohreinläufen mit Aufsatzdüsen bestehen. Die Wirbelkammern können auch mit kreiszylindrischen Wirbelgehäusen ausgestaltet werden. Bei dem Wirbelkammermodu! nach Fig. 112 sind alle Wirbelkammern kreuzartig so angeordnet, daß ihre Einlaufe zum Kreuzungszentrum zeigen und dadurch vorteilhaft in einen einzigen Rohgasverteilungsraum 253 als Beruhigungskammer münden. Durch die kreuzartige Wirbelkammeranordnung ergeben sich vier Kreuzecken, in denen vier gleiche Reingassammelkanäle 254 angeordnet sind. Die Schälschlitze befinden sich bei dieser Modulkonstruktion an den Wirbelgehäusemantelseiten gegenüber den Einlaufen an den äußeren Kreuzenden der Wirbelkammeranordnung und münden dort in vier gleiche Staubtransporträume 255. Insgesamt ergibt sich so eine extrem raumsparende kompakte einfache Modulkonstruktion, die bei Mehrfachanordnungen in Multiwirbelkammeranlagen zu vorteilhaft kleinen Anlagenbaugrößen führt, die sich wiederum auf vorteilhaft niedrige Herstellkosten auswirken.

Fig. 113 zeigt eine Abwandlung des Wirbelkammermoduls nach Fig. 112 mit umgekehrter kreuzartiger Wirbeikammeranordnung. Hier münden alle Schälschlitze der zu Demonstrationszwecken kreiszylindrisch gewählten Wirbelgehäuse in einen einzigen zentralen Staubtransportraum 256 im Kreuzungszentrum. Daher sind an den äußeren Kreuzenden vier gleiche Rohgasverteilungsräume 257 als Beruhigungskammern angeordnet.

Fig. 114 zeigt das kreuzartige Wirbelkammermodu! nach Fig. 113 in Seitenansicht als Einzelmodul in einer Multiwirbelkammeranlage. Dieses Modul besteht hier aus 20 Wirbelkammern in traubenförmiger etagen- und kreuzartiger Wirbelkammeranordnung mit 5 Wirbelkammeretagen. Die

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Rohgaszufuhr zu den vier außen liegenden Rohgasverteilungsräumen 257 als Beruhigungskammern erfolgt vorteilhaft von unten über einen ringförmigen Rohgasverteilungskanal 258 mit einen Rohgaseintritt 259. Die vier Reingassammelkanäle 254 münden daher in einen oben angeordneten Reingassammelraum 260 mit einem Reingasaustritt 261. Die gasdichte Trennung von Rohgasverteilungsräumen 257 und Staubtransportraum 256 erfolgt zwischen den Wirbelkammeretagen durch Serientrennelemente 262 und 263. Der zentrale Staubtransportraum 256 mündet unten in den Staubauffangtrichter 264. Der an diesen anzuschließende Staubsammelbehälter wurde aus Einfachheitsgründen nicht mit eingezeichnet.

Fig. 115 zeigt eine Abwandlung der Multiwirbelkammeranlage mit kreuzartigem Wirbelkammermodul nach Fig. 114. Hier wird konzentrisch innerhalb des Staubtransportraumes 256 eine Rohgasleitung 265 mit Strömungsrichtung von oben kommend geführt, die an ihrem unteren Ende mit Rohrverzweigungen 266 in den ringförmigen Rohgasverteilungskanal 267 mündet. Diese Rohgasführung durch den Staubtransportraum im Zentrum der Multiwirbelkammeranlage wirkt sich vorteilhaft platzsparend auf die Anlage mit Rohranschlüssen aus und bringt insbesondere für Aufgaben der Heißgasentstaubung den Vorteil einer günstigen gleichmäßigeren Vorwärmung der Entstaubungsanlage, die sich vorteilhaft auf den robusten Anlagenbetrieb für intermittierende Fahrweise mit der Gefahr von Taupunktunterschreitungen auswirkt.

In Fig. 116 ist in Draufsicht dargestellt, daß sich vorteilhafte neuartige kreuzartige Wirbelkammermodule auch mit Wirbelkammern mit axialen zweiseitigen Austragsspalten gestalten lassen. Die Wirbelkammern sind hier über Einlaufe als einfache gerade Rohreinläufe mit strömungsgünstigen Eintrittausrundungen an den zentralen Verteilungskanal 268 für Rohgas im Kreuzungszentrum der Wirbelkammeranordnung angeflanscht, wie dies Fig. 117 für die Radialansicht einer Wirbelkammer im Detail zeigt. Nach Fig. 116 sind die vier Reingassammelkanäle 269 in den Kreuzecken so angeordnet, daß zwischen den seitlichen Wirbelkammerböden mit den axialen Austragsspalten Zwischenräume als Staubtransporträume 270 freigelassen werden. Mit dieser kreuzartigen Wirbelkammeranordnung ergibt sich wiederum eine vorteilhaft einfache raumsparende Modulkonstruktion.

Die Wirbelkammer nach Fig. 117 ist zusätzlich mit einer Einspritzdüse 271 an einer Einspritzrohrleitung 272 zum Zerstäuben von Flüssigkeit ausgerüstet. Die Zerstäubung von Flüssigkeiten beispielsweise als Wassertropfen erfolgt vorteilhaft im Einlauf der Wirbelkammer. Damit wird eine vorteilhafte neuartige naßabscheidende Wirbelkammer geschaffen, die gegenüber der Trockenabscheidung von Staub zu noch höheren Trennleistungen führt. Die Trennleistungssteigerung basiert dabei auf dem physikalischen Effekt, daß sich Staubpartikeln durch Partikelstöße mit den Flüssigkeitströpfchen vereinigen und dadurch schwerere Partikeln entstehen, die sich mit weniger Drehströmungsenergie leichter abtrennen lassen. Dieser Effekt der Trennleistungssteigerung läßt sich besonders vorteilhaft für die Abtrennung und Abscheidung feinster Partikeln anwenden. Die mit den Flüssigkeitströpfchen vor ihrem Eintritt in die Wirbelkammer vereinigten Staubpartikeln werden in der Wirbelkammer durch die Wirbeltrennströmung vom Wirbelinnern durch den weiter vorn beschriebenen Strömungsvorgang bis an den Wirbelgehäusemantel verschoben und vereinigen sich dort zu einem dünnen Flüssigkeitsfilm mit den darin suspendierten Staubpartikeln. Dieser Suspensionsfilm an der Gehäusewand wird durch die natürliche Sekundärströmung des Wirbels zu den beiden axialen Austragsspalten oder bei Schälschlitzwirbelkammem zum Schälschlitz bewegt und dort ausgetragen und abgeschieden.

Grundsätzlich lassen sich sämtliche Wirbelkammertypen mit unterschiedlichen Einlaufen vorteilhaft mit Einspritzeinrichtungen zur Flüssigkeitszerstäubung ausrüsten. Die Zerstäubung kann bei Einzelwirbelkammern, in Wirbelkammermodulen für Multiwirbelkammeranlagen und in anderen Multiwirbelkammersystemen außer in den separaten Einlaufen auch vorteilhaft stromaufwärts von diesen in Verteilungsgehäusen wie Beruhigungskammern und anderen Rohrleitungen und Rohrleitungssystemen erfolgen. Die Einspritzdüsen können die Zerstäubungsflüssigkeit dabei kegelartig in Gasströmungsrichtung aussprühen oder auch vorteilhaft im Gegenstrom entgegen der örtlichen Gasströmungsrichtung. Es können dabei weiterhin eine oder auch mehrere strömungsmäßig parallel geschaltete Einspritzdüsen in

Gasströmungsquerschnitten angeordnet werden, die von entsprechenden Rohrleitungen oder Verteilungsrohrleitungssystemen vorteilhaft zentral gespeist werden.

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Diese Naßwirbelkammern und Naßwirbelkammeranlagen mit Einzelwirbelkammern oder Multiwirbeikammersystemen können vorteilhaft für verschiedene neuartige verfahrenstechnische Anwendungen eingesetzt werden:

Einmal ist dies die Hochleistungsstaubabscheidung für spezielle Staubarten mit feinsten extrem schwer abzuscheidenden Kornspektren.

Zum anderen können naßabscheidende Wirbeikammern zur Geruchsabscheidung und Schadgasabscheidung eingesetzt werden. Die Schadgase werden dabei von den Flüssigkeitströpfchen gebunden.

In den Naßwirbelkammern können auch spezielle Flüssigkeiten tröpfchenartig versprüht werden, die zu beabsichtigten chemischen Reaktionen mit Staubpartikeln bestimmter chemischer Konsistenz führen und nach der Reaktion in der Wirbeikammer abgetrennt und abgeschieden werden oder danach einer weiteren verfahrenstechnischen Behandlung innerhalb eines verfahrenstechnischen Prozesses unterzogen werden.

Weiterhin können die Naßwirbelkammern vorteilhaft für neuartige technische Anwendungen in Klima- und Belüftungsanlagen eingesetzt werden: Durch Versprühen von Wasser in Tröpfchenform kann die klima- oder belüftungstechnisch zu behandelde Luft in einer einzigen Geräteeinheit der Wirbelkammer oder des Multiwirbelkammersystems kombiniert von Feinststaub gereinigt und konditioniert werden. Die Konditionierung kann einmal in der Feuchtigkeitsregulierung der Luft durch die Naßwirbelkammern bestehen und zum anderen auch in der Lufttemperaturregulierung über die Temperatur des versprühten Wassers.

Vorteilhaft lassen sich die Naßwirbelkammern auch zur umweltfreundlichen Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen einsetzen. Für die Abgasrückführung bei Dieselmotoren lassen sich zum Beispie! vorteilhaft einfach Wirbelkammerbauarten der ersten Entwicklungsgeneration mit Restrohgaskanälen oder auch Wirbelkammern mit Schälschlitzen einsetzen, indem in den Einlaufen der Wirbelkammern Dieselkraftstoff in Tröpfchen versprüht wird. Diese Kraftstofftröpfchen binden schadhafte Dieselpartikeln

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aus dem Dieselabgas, und die abgeschiedene

Kraftstoff-Dieselpartikelsuspension wird dann über Rückführleitungen einer erneuten Nachverbrennung zum Beispiel in den Motorzylindern oder einer gesonderten Nachverbrennung zugeführt.

Fig. 118 zeigt eine vergrößerte radiale Detaildarstellung eines Einlaufes mit Einspritzdüse und Einspritzrohrleitung der neuartigen Naßwirbelkammer nach Fig. 117. Die Flüssigkeit wird hier in Richtung der Einlaufströmung kegelartig zerstäubt. Dabei werden die Flüssigkeitspartikelbahnen durch die Schleppkräfte aus der seitlichen Gasumströmung gekrümmt. Die Einspritzdüse ist vorteilhaft so angeordnet, daß der gesamte Eintrittsquerschnitt des Einlaufes durch die Sprühströmung erfaßt wird.

Fig. 119 zeigt eine neuartige Naßwirbelkammeranlage, hier gebildet aus einem einzigen kreuzartigen Wirbelkammermodul mit Wirbelkammern mit axialen zweiseitigen Austragsspalten nach Fig. 116. Diese Naßwirbelkammeranlage besteht aus drei Wirbelkammeretagen mit insgesamt 12 Wirbelkammern und oben liegendem Rohgaseintritt sowie ringförmigem Reingassammelkanal mit Reingasaustritt. Im zentralen Rohgasverteilungskanal 268 im Kreuzungszentrum der Wirbelkammeranordnung ist konzentrisch das hier vierfach achsensymmetrische und dreietagige Verteilungsrohrleitungssystem 273 mit den Einspritzdüsen 271 angeordnet. Die als Staubsuspension abgeschiedene Flüssigkeit sammelt sich im Auffangbehälter 274 unterhalb der Wirbelkammern. Der zentrale Verteilungskana! 268 für Rohgas ist nach unten in den Auffangbehälter 274 hinein verlängert bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 275 und kann daher unten mit einer Öffnung 276 bis über den gesamten Rohrquerschnitt zum Auffangbehälter 274 offen belassen werden, weil die Gasabdichtung vorteilhaft durch die Wirkung kommunizierender Gefäße erfolgt. Die Öffnung 276 bringt den Vorteil, daß Suspensionstropfen, die im oberen Verteiiungskanal aufgrund ihres Gewichtes nicht in die Einlaufe der Wirbelkammern umgelenkt wurden, nach unten in die Flüssigkeit des Auffangbehälters 274 sedimentieren. Die so mit dahin gelangten Staubpartikeln können dann in der Flüssigkeit des Auffangbehälters 274 innerhalb des darin befindlichen nach unten offenen Verteilungskanals 268 weiter sedimentieren bis in Bodennähe des Auffangbehälters 274 und dann mit

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der gemeinsamen Flüssigkeit als Suspension über den Flüssigkeitsaustritt 277 abgepumpt werden. Auf diese Weise wirkt der unten offene Verteiiungskanal 268 vorteilhaft als integrierter Vorabscheider bei einem einzigen gemeinsamen Auffangbehälter für Suspensionsflüssigkeit.

Die dargestellten und beschriebenen Einrichtungen können anstelle der Ringspalte auch Schälschlitze zum Austragen der Partikeln aufweisen. Ferner ist es denkbar, daß die erfindungsgemäßen Einlaufe mit solchen Wirbelkammern kombiniert werden, wobei ein Restrohgaskanal vorgesehen ist.

Claims

Einrichtung zur Stofftrennung mitteis Fliehkraft

Schutzansprüche

1. Einrichtung zum Trennen der spezifisch leichteren und schwereren Anteile aus einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums mittels Fliehkräften, in der der Rohgasstrom durch eine Führung umgelenkt und in eine Wirbelkammer eingeführt wird, aus der der spezifisch leichtere Anteil durch zwei in die Wirbeikammer koaxial und spiegelbildlich zu deren Mitteiebene in den Zentralbereich der Wirbelkammer hineinragende Tauchrohre zusammen mit dem Reingas abgesaugt wird, so daß innerhalb der Wirbelkammer ein um die Tauchrohre drehender Wirbel mit einem Fliehkraftfeld erzeugt wird, und das Gehäuse der Wirbelkammer aus einem umlaufenden Mantel mit an den axialen Enden angeordneten Wirbelkammerböden besteht, die an ihrem Umfang mit dem Mantel Ringspalte bilden, durch die der spezifisch schwerere Anteil ausgetragen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel eine geschlossene rotationssymmetrische Grundform aufweist und die Führung aus mindestens einem Strömungseinlauf mit einem Einlaufquerschnitt besteht, dessen parallel zur Wirbelkammerachse verlaufende Erstreckung sich nur über einen Teil der Wirbelkammerlänge erstreckt, und der Einlauf das Wirbelkammergehäuse durchdringt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf mindestens ein Strömungsführungsbett aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsführungsbett hinter dem Einlaufquerschnitt angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsführungsbett vor dem Einlaufquerschnitt angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf einen rechteckigen Strömungsquerschnitt aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf einen rechteckigen Strömungsquerschnitt mit gerundeten Ecken aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf einen ovalen Strömungsquerschnitt aufweist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf als Rohreinlauf ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinlauf eine Beschleunigungsstrecke aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinlauf eine strömungsführende Beschleunigungsstrecke aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinlauf die Form einer Fiachdüse aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinlauf eine angepaßte Form aufweist.

13. Einrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinlauf als gerade Einlaufführung ausgebildet ist.

T Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohreinlauf als gekrümmte Einlaufführung ausgebildet ist.

. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf eine eingezogene Form aufweist.

. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf aus einem Halbkreisprofi! gebildet ist.

. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf aus einem U-Profil gebildet ist.

Yf. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf eine Zunge aufweist.

f. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf eine Spaltstütze aufweist.

ytf. Einrichtung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf ein keilförmiges E'filaufbett aufweist.
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iff. Einrichtung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet,_j#jdaß der ^ Einlauf eine gekrümmte Bodenfläche aufwe*is-f.^:··: "*.: : *: *: :.:. I*\

,2T. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf eine gerade Bodenfläche aufweist.

«22. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer mit einem umlaufenden Einlauf in Form eines Spiralgehäuses versehen ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf aus mehreren Teilspiralen gebildet ist.

. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer ein rotationssymmetrisches Außengehäuse und eine Vielfachanordnung von eingezogenen Einlaufen aufweist.

. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelkammergehäuse einen inneren Zylindermantel aufweist.

. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer zwei symmetrische Einlaufgehäuse aufweist.

. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer ein umlaufendes Spiralgehäuse von kreisförmigem Querschnitt aufweist.

28. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Spiralgehäuse einen U-förmigen Querschnitt aufweist.

2SYl Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, d durch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer einen geraden Schälschlitz auweist.

• · &diams;·

&bgr;&. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer einen V-förmigen Schälschlitz auweist.

&Pgr;
( Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer tonnenförmig oder doppelkegelförmig bzw. doppelkegelförmig mit einem zylindrischen Mittelteil ausgebildet ist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf mit einem Flansch versehen ist.

Vf
33". Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu Mehrkammermodulen integrierbar ist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelkammergehäuse mehrere parallel angeordnete Einlaufe aufweist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelkammergehäuse mehrere divergent angeordnete Einlaufe aufweist.

JJ€f. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelkammergehäuse einen Restrohgaskanal aufweist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf eine Einlaufdüse aufweist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, da 'urch gekennzeichnet, daß diese mindestens eine Einspritzdüse aufweist.

Einrichtung nach^:e^:iflim*ii.er JArjsprjjche.fl. J3f§ 38,

dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere *ELri5prLudijsin*3n . *..: "*. einem oder mehreren Verteüerkanälen stromaufwärts von*der*£inricfitu*ng aongeordnet sind.