DE2148079A1

DE2148079A1 - Vorrichtung zum abscheiden von fluessigkeitstropfen

Info

Publication number: DE2148079A1
Application number: DE2148079A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Ing Regehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-27
Filing date: 1971-09-27
Publication date: 1973-04-05
Also published as: ZA726552B; CA983412A; IT967840B; BE789064A; JPS4841359A; NL7213099A; DE2148079B2; ES407029A1; US3849095A; DD99102A5; CH554696A; FR2154580B1; FR2154580A1; GB1408928A

Description

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Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur ₂o2/St- Hans Dieter Gesthuysen

Anwaltfakte:

4300 Essen, den23. September I97I Theaterplatz 3

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung des Herrn Dr.-lng. Ulrich Regehr
5105 Laurenaberg, RUtschergasse Ic

Vorrichtung zum Abscheiden von FlUssigkeltstropfen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flür.sigkeits tropf en aus strömenden Gasen. Vorrichtungen für diesen Zweck 3ind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbesondere sind solche bekannt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau bestehen aus Strömungskanal, darin eingebauten, im wesentlichen sinusförmig oder abgerundet zickzackförmic gevrellten, mit Abstand voneinander angeordneten Platten, deren Wellenberge (undWellentäler) quer zur Strömungsriohtung

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verlaufen und entgegen der .Ströinungsrichtung offene Fangrinnen aufweisen. Abzugs.einrichtun.ssn für die abgeschiedene Flüssigkeit sind zugeordnet und an den Strömungskanal angeschlossen. Bei der bekannten Aueführungsform von Vorrichtungen der beschriebenen Zweckbestimmung (vgl. deutsche Patentanmeldung A 13 658, 12e, 2,Ol) sind die Fangrinnen in ihrer Form den Wellenkämnien bzw. Wellentälern ähnlich und auf diesen bzw. in diesen angeordnet. Der erreichte Abscheidend ist wenig befriedigend. Das gilt insbesondere dann, wenn die Vorrichtungen zur Behandlung von Gasen eingesetzt werden müssen, die nur geringe Strömungsgeschwindigkeit und damit ohne weiteres auch nur geringe Anströmgeschwindigkeit beim Anströmen der Vorrichtungen zum Abscheiden der tnitgeführten Flüssigkeitstropfen aufweisen. Es hat sich auch gezeigt, daß bei den bekannten Ausführungsformen, insbesondere bei geringer Anströmgeschwindigkeit, Tropfenreflexion an den Platten auftritt. Die ' reflektierten Tropfen werden nicht mehr abgeschieden. Dadurch kann sich der Abscheidegrad erheblich verschlechtern. Das gleiche gilt für sogenannte Sekundärtropfen, die beim primären Aufprall von Tropfen auf die Platten gebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei eirs· Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen den Abscheidegrad zu verbessern.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von

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Flüssi^keitstropfen aus strömenden Gasen, bestehend aus Strümungskanal, darin eingebauten, im wesentlichen sinusförmig oder abgerundet zickzackförväig gewellten, mit Abstand vonein- ;.:.ΓΑ«ϋΓ angeordneten Flatten, deren Wellenberge (und Wellentäler) quer zur otrömungsrichtung verlaufen und entgegen der Strönomg.^riohtung offene Fangrinnen aufweisen, sowie mit Abzugseinrichtung für die abgeschiedene Flüssigkeit. Die Erfindung '^estelit darin, daß dio Platten auf Ihren Wellenbergen und untor ihren Wellentälern über die Länge der Viellenberge bzw. Wellentäler durchlaufende Stege aufweisen und diese durch bogenförmige Segmente zu Fangrinnen ausgeformt sind. Die Erfindung nutnt die Tatsache, daß die Fangwirkung von Fangrinnen, die aus Stegen und dr.ran angeschlossenen bogenförmigen Segmenten bestehen, v.'esentlich beoser ist als die Fangwirkung von Fangrinnen, die sich der Form der Wellenkämme bzw. Wellentäler gleichsam anschmiegen. Das gilt auch und zumindest für niedrige und extrem niedrige Anström-geschwindigkeiten der zu behandelnden Gase und insbesondere dann, wenn die Stege mit ihren Abbiegungen eine Höhe aufweisen, die größer ist als der halbe Abstand der Hatten voneinander.

Um den Druckverlust, den die Strömung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfährt, möglichst klein zu halten, empfiehlt die Erfindung, den Wellungn der Hatten zur Strömungakanalachse parallel Einlauf teilstücke vorzuschalten.. Umgekehrt könne η den Wollungen der Platten zur Sfcrömungskanalachso parallele Auslauft'jilstücke nachgeschaltet und vor diesen in den Platten in der Höhe reduzierte Auslauffangrinnen angeordnet sein. Für

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viele Anwendungsfälle 1st es ausreichend, die Anordnung so zu treffen, daß jede Platte zwei Wellenberge,' ein Wellental und ein auslaufendes Wellenhalbtal aufweist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein hoher Abscheidegrad öhre weiteres verwirklicht wsrden kann, und zwar bei geringen Druckverlusten der zu behandelnden strömenden Gase in der Vorrichtung selbst. Das gilt insbesondere für niedrige Anströmgeschwindigkeiten, für die die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise bestimmt ist. Insbesondere gelingt es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, an den Platten reflektierte Tropfen und beim primären Aufprall von Tropfen gebildete Sekundärtropfen, wieder einzufangen. Hierin ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen, da auf diese Weise Abscheidegrade von mehr als 99>9 % bei einer Anströmgeschwindigkeit von 2,0 m/s erreicht werden, während der Abscheidegrad bekannter Vorrichtungen bei einer solchen Anströmgeschwindigkeit wesentlich niedriger liegt. Die Auslegung der Vorrichtung im einzelnen folgt den üblichen Auslegungsregeln und berücksichtigt u. a. das Spektrum der abzuscheidenden Tropfen, die Strömungsgeschwindigkeit und die zu behandelnde Gasmenge, sowie das Dichteverhältnis von gasförmiger und flüssiger Phase und die Zähigkeit der Gasphase.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein

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AusfUhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutertj es zeigen:

Pig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig.l,

Fig. 3 entsprechend der Fig. 2 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 4 eine für einfache Abscheideprozesse bestimmte AusfUhrungsforra.

Die in den Fig. dargestellte Vorrichtung dient zum Abscheiden von FlUssigkeitstropfen aus strömenden Gasen. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau zunächst aus einem Strömungskanal 1, der auch als Mantel der Vorrichtung bezeichnet werden kann und darin eingebauten, im wesentlichen sinusförmig gewellten, rait Abstand voneinander angeordneten Platten 2. Die Wellenberge 3 und Wellentäler 4 verlaufen quer zu der durch Pfeil 5 angedeuteten Strömungsrichtung. Sie tragen entgegen der Strömungsrichtung offene Fangrinnen. Unter dem Strömungskanal 1 befindet sich eine Abzugseinrichtung β für abgeschiedene Flüssigkeit.

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Insbesondere aus den Fig. 2, 3 und 4 entnimmt man, daß die Platten auf ihren Wellenbergen j5 und unter ihren Wellentälern K über die Länge der Wellenberge bzw. Wellentäler durchlaufende Stege 7 aufweisen, wobei diese durch bogenförmige Segmente 8·zu Fangrinnen ausgeformt sind. Die Stege 7 r.iit ihren bogenförmigen Segmenten 8 besitzen für geringe Anströmgeschwindigkeit der zu behandelnden Gase eine Höhe H, die größer ist als der halbe Abstand 8 der Platten 2 voneinander. Den Wellungen der Platten 2 sind zur Strömungslcanalachse parallel Einlaufteilstücke 9 vorgeschaltet, entsprechende Auslaufteilstücke Io sind nachgeschaltet. Vor letzteren befinden sich in den Platten in der Höhe reduzierte Auslauffangrinnen.

Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die bogenförmigen Segmente 8 auch mit einem Ende an die Stege angeschlossen sein können. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt Jede Platte 2 nur zwei Wellenberge 3 und ein vollständiges Wellental 4, während auslaufend noch ein Wellenhalbtal 12 angeschlossen ist. Hinsichtlich des Energieaufwandes für die Abscheidung gelangt man zu einem Optimum, wenn - wie in Fig. 2 und 3 angedeutet - der freie Durchgang (A-H) in Strömungsrichtung von Stufe zu Stufe kleiner wird.

Pig. 4 zeigt eine für einfache Abscheideprozesse bestimmte Ausführungsform der Erfindung, bei der Steg J mit dem bogen-

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förmigen Segment 8 auf dem auslaufenden Wellenhalbtal 12 eine Höhe H aufweist, die klein ü im Verhältnis zum Abstand A der Platten 2 voneinander. Die Höhe H braucht nur gering zu

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sein, weil hier im Gasstrom befindliche Tropfen gefangen werden sollen ,- sondern nur an den Platten 2 entlangwandernde Flüssigkeit zum Ablauf gebracht werden soll. Infolge der geringen Höhe H ist der Druckverlust an dieser Stelle auch wesentlich kleiner als bei einer normalen Steghöhe. Auf diese Weise wird also Druckverlust gespart und zugleich eine vollständige Abscheidung und Abführung der Flüssigkeit gewährleistet.

In Fig. 1 ist angedeutet worden, daß den beschriebenen Fangrinnen aus Stegen 7 und bogenförmigen Segmenten 8 auoh gleichsam klassisch aufgbaute Fangrinnen IJ vorgeschaltet sein können.

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Claims

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Ansprüche :

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen, bestehend aus Strömungskanal, darin eingebauten, gewellten, mit Abstand voneinander angeordneten Platten, deren Wellenberge und Wellentäler quer zur Strömungsrichtung verlaufen und entgegen der Strömungsrichtung offene. Fangrinnen aufweisen, und Abzugseinrichtung für die abgeschiedene Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2) auf ihren Wellenbergen (3) und unter ihren Wellentälern (4) über die Länge der Wellenberge bzw. Wellentäler durchlaufende Stege (7) aufweisen und diese durch bogenförmige Segmente (8) zu ■'■'arigr innen ausgeformt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7) mit ihren bogenförmigen Segmenten (8) eine Höhe (H) aufweisen, die größer ist als der halbe Absta-nd (A) der Platten (2) voneinander.

jj. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Wellenbergen (^) der Platten (2) zur Strömungskanalachse parallele Einlaufteilstücke (9) vorgeschaltet sind.

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4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Wellungen der Platten (2) zur Strömungskanalachse parallele Auslaufteilstücke (lo) nachgeschaltet und vor diesen in den Platten (2) in der Höhe reduzierte Auslau ff angrinnen (H) angeordnet sind.

f3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis K, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (2) zwei Wellenberge (j), ein Wellental (4) und ein auslaufendes Wellenhalbtal (12) aufweist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz (A-H) zwischen dem Abstand (A) der Platten (2) und der Höhe (H) der Stege (7) mit ihren bogenförmigen Segmenten (S) in Strömungsrichtung von Stufe zu Stufe kleiner wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (7) mit dem bogenförmigen Segment (8) auf dem auslaufenden Wel]ß nhalbtal (12) eine Höhe (H) aufweist, die klein ist in Verhältnis zum Abstand (A) der Platten (2) voneinander.

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