DK141957B - Anordning til energigenudvinding i en drejestroemscyklons rengasudloeb - Google Patents

Description

(iår \Ray (11) FREMLÆ86ELSESSKRIFT 1^1957 DANMARK m ,ntcl·’ B 01 D 45/16 «(21) Ansøgning nr. 4299/74 (22) Indleveret den Ό· aug. 1974 (23) Løbedag 15» SUg. 1974 (44) Ansøgningen fremlagt og

fremlseggeteesskriftet offentliggjort den 2o. jU±. 1 yOU

Dl REKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet bøgeret fra den

17. aug. 1975* 2341789/ BE

(71) SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, Berlin und Muenchen, 8 Muenchen 2, Wit« TTelsbacherplatz 2, DE.

(72) Opfinder: Heinrich Klein, 852 Erlangen, Wehneltstr. 12, BE: Rudolf,

Pieper, 852 Erlangen, Eseeribacher Str. 6, BE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Giersing & Stellinger.

(64) Anordning til energigenudvinding i en dre^estrømscyklons rengasudløb.

Den foreliggende opfindelse angår en anordning til energigenudvinding 1 en drejestrømscyklons rengasudløb, hvor dreje· strømscyklonen består af et cylindrisk hrirvelkammer ned et koak· sialt rågasindløb i den ene endeside og et koakslalt rengasudløb i den anden endeside såvel sora ned tangentiale, i forhold til rå· gasindløbet skråt modrettede hjmlpegaslndløb i hvirvelkauaserkappens område og et rågasindløbet koncentrisk omgivende partikeludløb.

Sådanne drejestrømscykloner, som tjener til udskillelse af finkornede partikler, er f.eks. kendt ifølge tyske patent-skrifter nr. 1.220.240 og nr.1.507.847.

Da ved en sådan drejestrømscyklon den partikelførende rågas er indført aksialt med en snoning i hvirvelkammeret, har den på den modsat liggende endeside udtraedende rengas også endnu en vis 2 141957 snoning. Denne snoningsstrømning fortsættes herved i rengasledningen og frembringer der unødvendigt høje tryktab.

Den foreliggende opfindelse har til opgave at tilvejebringe et apparat med hvilket denne snoningsenergi atter kan genudvindes, således at det samlede tryktab i udskilleren kan formindskes.

Der kendes i denne sammenhæng diffusorer til energi-genudvinding, f.eks. fra "Technische Stromungslehre" af Bruno Eck, Springer-Verlag, 1966, navnlig side 187, hvilke diffusorer i praksis kun har fremvist ringe resultater og endvidere i forhold til apparatstørrelsen udviser meget store dimensioner, da energigennd-vindingen må finde sted uden stødtab·

Endvidere kendes det ved cykloner ifølge tysk patent-skrift nr· 1.278.203 at udforme rengasudstrømningsstudsen so* diffu-sor og at hælde dens midterakse i en stump vinkel i forhold til dykrørets akse, idet vinklen med strømningsretningen for den borttrækkende rengasstrøm stemmer overens i udtrædelsesåbningen i siden. Denne foranstaltning medfører imidlertid ligeledes kun en ringe energiomsætning fra snoningsenergi til trykenergi og betinger endvidere et betydeligt konstruktivt opbud, som navnlig ved begrænsede rumforhold er vanskelige at realisere.

Derudover består anordningen til energigenudvinding ved en drejestrømscyklon af den indledningsvis nævnte art ifølge opfindelsen i, at det koaksiale rengasudløbsrør er tilnærmelsesvis kegleformet udvidet i strømningsretningen og udmunder i et i det mindste den kegleformede udvidelse omsluttende, på endesiden afsluttet ringrum, hvorhos i den kegleformede udvidelsesende der er anbragt en radialt udstrakt flade med mindre diameter end ring-rummets indsatte og der i ringrummets cylindriske væg omtrent i den radiale plades højde er anbragt en udløbsstuds for rengassen, og at der fra den endesidige dækplade rager et cirkelkegleformet strømningslegeme ind i den kegleformede udvidelse. Herved er det hensigtsmæssigt at den kegleformede udvidelsesvinkel er større end det kegleformede strømningslegemes vinkel.

Ved denne udformning af rengasudløbet tilvejebringes der en regelmæssig strømningsnedsættelse uden strømningsafløsning fra væggen og der tilvejebringes en tabsfri omledning af strømningen i rengasudløbet. Ved denne foranstaltning kræves det også mindre energi til frembringelse af snoningen i rågasindløbet.

Videre udformninger ifølge opfindelsen findes angivet i krav 2-6.

3 141957

Udførelseseksempler ifølge opfindelsen east opbygning og funktion beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegninge, hvor skematisk fig. 1 viser en drejestrømscyklon af sædvanlig konstruktion med et rengasndløb ifølge opfindelsen, fig. 2 viseren forbedret dreJestrømscyklon med et tilsvarende rengasndløb, fig· 3 og 4 viser forskellige varianter af rengasud-løbet, og fig. 5 viser et diagram over nedsættelsen af tryktabet ved et rengasndløb ifølge opfindelsen· På fig* 1 er vist en drejestrømscyklon, der er forsynet med et cylindrisk hvirvellrnmmer 1, I døn «se endeside udmunder i dette hvivelkammer 1 et ko aks ialt r&gasindløb 2, som over et længere område er udformet uden krumning, for at der dermed skal undgås ekstra tryktab. I dette rågasindløbsrør 2's mtmdingaonråde er der koncentrisk med et koaksialt strømnlngslegeme 3 anbragt ledeskovle 4, hvilke tilfører den indtrædende rågas én snoning· I hvirvelkammeret 1 's øvre område er der anbragt tangentielt og skråt imod rågasindløbet rettede hjælpegasindløb 5, hvilke forsynes med hjælpegas fra et hjælpegaskammer 6. Partiklerne, der skal adskilles, udslynges herved fra den med snoning tilførte rågasetrømning og føres af den ydre, via indløb 3 tilførte og i nærheden af væggens område viadelformede nedadforløbende hjælpegasstramning via en ringformet udløbsspalte 7 til en bunker 8.

Et rengasudløb 9 er ifølge opfindelsen til energi-genudviuding udformet på følgende mådes

Rengasudløbsrøret 9 er først konisk udvidet og udmunder i et endesidigt afsluttet ringrum 10. I enden af den kegleformede udvidelse 9 er der indsat en radialt udntrakt plade 11, som har en mindre diameter end rIngrummet 10's cylindriske væg 12. Endvidere rager centralt fra ringrunnet 10's endesidige dmkplade 13 et cirkelkegleformet strømnlngslegeme l4 ind i det kegleformet udvidede udløbsrør 9· På ringmanet 10's cylindriske væg 12 er der omtrent i højde med den radiale plade 11 anbragt en udløbetuds 13 for rengassen.

Yed denne udformning af rengasudløbet er der frembragt en kontinuerligt forøgelse af udetrømnlngstværenittet og herved en strømningsnedsættelse uden afløsning af strømninger fra væggen. Herved er der tilvejebragt en tabsfri omledning af strømningen i udløbet, hvorhos det i strømningen iboende snoning tabsfri kan gen- 141957 k udvindes. Hensigtsmæssigt er udløbsstudsen 15 for rengassen anbragt i ringrummet noget under den radiale plade 11, således at der derved finder en endnu en gang omledning af rengassen og en forøgelse af udstrømningstværsnittet sted, således at der indtræder en yderligere beroligen af strømningen.

På fig. 2 er vist en anden udformning for drejestrøms-cyklonen med et rengasudløb ifølge opfindelsen. Hertil tilføres hjælpegas ikke via skråt-tangentie1t stillede dyser, men via en ledeskovlekrans 16, som er anbragt mellem rengasudløbet 18 og hvirvel-kammervæggen 1 og forsynes via en studs 17 med hjælpegas. Endvidere er der parallelt med det koaksiale rengasudløbsrør 18 anbragt en ringspalte 19» via hvilken en del af rengassen, nemlig dennes ydre område, udsuges adskilt via et udløb 20 og som hjæ&egas atter tilføres via studsen 17* Hengasudløbsrørets øvre ende 21 er ligeledes kegleformet udvidet og går over i en radial plade 11, Også herved er der ligeledes anbragt et kegleformet strømningslegeme 14 ud fra den øvre endeplade 13, som rager ind i det udvidede udløb 21 og i det væsentlige tjener til at hindre en central tilbagestrømning af rengassen ind i hvirvelkammeret. Til optimering af den tabsfri energigenudvinding kan i afhængighed af den endnu iboende strømnings-styrke i rengassen afstandene a mellem den radiale plade 11 og endepladen 13 såvel som b mellem yderranden på pladen 11 og ringrummet 10's kappe 12 varieres.

På fig. 3 er vist en yderligere udførelsesform kun for rengasudløbet, ved hvilket det kegleformet udvidede udløbsrør 9 er forlænget så langt ind i ringrummet 10, at rengasudløbsstudsen 15 ligger helt nedenunder den radiale plade 11.

Det er særligt hensigtsmæssigt, når ved sådanne rengasudløb den kegleformede udvidelse 9 *s vinkel β er større end det kegleformede strømningslegeme l4's vinkel a, da der herved tilvejebringes en endnu bedre beroligelse af strømningen indenfor en kort vejstrækning. Herved skal denne vinkeldifference hensigtsmæssigt imidlertid ikke være mindre end 10°, På fig. k er vist en yderligere variant af rengasudløbet 9» hvor udvidelsen er udformet med afsnitsvis øgende hældninger 9's og 9*, I diagrammet vist på fig. 5 or der med afstanden a mellem den radiale plade 11 ifdge fig. 2 og dækpladen 13 tryktabet PEA mellem dre j e s trørns cyklonens indløb og udløb. Ved en drejestrømscyklon af sædvanlig konstruktionsmåde andrager hermed dette tryktab svarende til kurven 1 omtrent 100 mm vandsøjle, medens det af forløbet for kurven II fremgår, at tryktabet ved tilsvarende udformning af udløbet formindskes med mere end 20

Herved er en ringe aktiveringsenergi for snoningsstrømningen i rågasindløbet tilstrækkelig.

5 741957