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Fliehkraftabscheider in Zyklonbauweise Gegenstand der Erfindung ist
ein Fliehkraftabscheider in Zyklonbauweise zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus
Gasen oder Dämpfen durch Wirkung der Massenkräfte, der aus mindestens einer Schleuderkammer
mit einem zentralen Reingasauslaß und einer Drallvorrichtung zur Erzeugung einer
rotierenden Bewegung in der Schleuderkammer sowie mindestens einem Absetzbehälter
besteht.
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Die Wirkungsweise der Fliehkraftabscheider besteht darin, das zu reinigende
Gas durch eine entsprechende Eintrittsleitvorrichtung (z. B. tangentialer Gaseintritt
oder axiale Drallvorrichtung od. dgl.) im Schleuderkammerraum in rasch rotierende
Bewegung zu versetzen, wodurch die abzuscheidenden Teilchen infolge der Fliehkräfte
an die Wand getrieben werden. Infolge der Schwerkraft und eventuell vorhandener
Sekundärströmungen gelangen die Teilchen in den am Ende der Schleuderkammer gegebenenfalls
angebrachten Absetzbehälter beliebiger Form, wo sie sich unter dem Einfluß der Schwerkraft
auf dem Boden desselben absetzen sollen. Das Gas verläßt den Abscheider mehr oder
weniger gereinigt durch das zentrale Austrittsrohr. Mehrere Schleuderkammern können
auch einen gemeinsamen Absetzbehälter besitzen (Multizyklone, Wirbler u. dgl.).
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Bei den bekannten Fliehkraftabscheidern läßt die Abscheideleistung
für feine Schwebeteilchen stark nach, und zwar einerseits aus dem Grunde, weil die
Masse derartiger Feinteile und damit auch die für die Abscheidung erzielten Massenkräfte
zu gering sind, um dieselben abzuscheiden bzw. dem Absetzbehälter zuzuführen. Sie
entweichen daher mit dem Reingas. Andererseits bilden diese Feinteilchen, selbst
wenn sie in den Absetzbehälter gelangt sind, infolge ihrer geringen Sinkgeschwindigkeit
eine für die Abscheideleistung dieser Abscheider schädliche Konzentration im Absetzbehälter.
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Da bei derartigen Abscheidern zusammen mit den abzuscheidenden Teilchen
eine gewisse Gasmenge in den Absetzbehälter übertritt, die mehr oder weniger regelmäßig,
z. B. in Form von unregelmäßig sich ablösenden Gasballen, wieder in den Hauptgasstrom
zurückkehrt und mit dem gereinigten Gas entweicht, und da diese einen Teil der Schwebeteilchen
mit sich führt, sinkt auch hierdurch die Abscheideleistung für feine Teilchen erheblich.
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Bei Fliehkraftabscheidern ohne besonderen Absetzbehälter ist es bekannt,
Reibungselektrizität erzeugende Einrichtungen am Rohgaseintrittsstutzen oder auch
in den aus der Schleuderkammer herausführenden Reingasstutzen vorzusehen, und zwar
durch entsprechende Ausbildung der Wandungen dieser Teile. Auf diese Weise
sollen die aus dem Reingasstutzen der Schleuderkammer entweichenden Schwebeteilchen
aufgeladen und an einer nachgeschalteten Niederschlagselektrode gesammelt werden.
Auf diese Weise soll die Staubkonzentration im Reingas verringert werden.
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Nach der Erfindung sind die zur Erzeugung der Reibungselektrizität
dienenden Einrichtungen in bzw. an das dem Absetzbehälter zum Abscheiden der innerhalb
der Schleuderkammer ausgeschiedenen Schwebeteilchen zugekehrte, konisch verengte
Ende mindestens einer Schleuderkammer eingebaut bzw. ein-oder in geringer Entfernung
angesetzt.
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In dem Absetzbehälter beim Fliehkraftabscheider treten nur sehr geringe
Gasbewegungen auf, so daß der Gasinhalt sehr lange im Absetzbehälter verweilt. Es
ist besonders zweckmäßig, wenn elektrisch geladene Schwebeteilchen in den Absetzbehälter
eingeführt werden, weil diese mit Sicherheit zur Abscheidung gebracht werden können.
Die Verweilzeiten für die Schwebeteilchen im Absetzbehälter sind sogar größer als
die Verweilzeiten in den Elektrofiltern bzw. elektrostatischen Abscheidern üblicher
Bauart.
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Durch die Erfindung wird eine übermäßige Konzentration feiner Schwebeteilchen
im Absetzbehälter vermieden. Eine übermäßige Konzentration feiner Schwebeteilchen
im Absetzbehälter bat nämlich zur Folge, daß ein Teil der feinen Schwebeteilchen
wieder in den Hauptgasstrom zurückkehrt und mit dem gereinigten Gas durch das Reingasrohr
entweicht.
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Beim erfindungsgemäßen Einbau der Reibungselektrizität erzeugenden
Einrichtungen ergeben sich auch besonders hohe Anpreßdrücke der Schwebeteilchen
und damit eine besonders hohe Aufladung der Schwebeteilchen.
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Zum Stande der Technik wird noch ausgeführt, daß es bekannt ist, einem
Elektrofilter einen elektromotorisch
angetriebenen Ventilator vorzuschalten,
dessen rotierende Flügel mit einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht bedeckt
sind. Durch diese Maßnahme soll die Niederschlagswirkung des Elektrofilters verbessert
werden.
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Weiterhin sind Vorrichtungen zur elektrischen Abscheidung und Rückgewinnung
von staubförmigen Stoffen aus Gasen bekannt, die mit Bürsten versehene rotierende
Drehflügel besitzen, wobei die Bürsten an einer Reibungselektrizität erzeugenden
Schicht, z. B. einem Glaszylinder, streifen. Bezweckt wird damit eine Niederschlagung
der Schwebeteilchen auf dem Glaszylinder.
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Das zweckmäßig für die Erzeugung der Reibungselektrizität verwendete
Material hängt von den Schwebeteilchen selbst ab, insbesondere von deren chemischer
Zusammensetzung, deren Korngröße und Oberflächenbeschaffenheit. Es können hierfür
die verschiedensten Sorten von Kunststoffen, Hartgummi, Glas, Porzellan und ähnlichen
Nichtleitern oder auch Halbleitern verwendet werden. Infolge des großen Einflusses
der Schwebeteilchen auf die Erzeugung von Reibungselektrizität, wobei schon deren
Kornzusammensetzung und Kornkonzentration eine Rolle spielt, emfiehlt es sich, an
Hand einer Kleinanlage die zur Erzielung einer optimalen Wirkung geeigneten Materialien
festzustellen, wobei darauf zu achten ist, daß auch die Gasgeschwindigkeit und Reibungsdrücke
denjenigen der zu erstellenden Großanlage entsprechen.
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In einer vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist der konische
Teil der Schleuderkammer auswechselbar und besteht ganz oder teilweise aus derartigen
Materialien oder enthält eine Oberflächenschicht aus diesen Materialien. Ebenso
kann zwischen der für die Erzeugung der Reibungselektrizität vorgesehenen Schicht
und dem konischen Teil eine elektrisch isolierende Zwischenschicht angebracht sein.
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Hierdurch gelangen die Teilchen bereits elektrisch geladen in den
Absetzbehälter, und es wird durch die elektrische Aufladung eine Zusammenballung
derselben erzielt.
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Dieselbe Wirkung wird erreicht, wenn am Ende oder in einiger Entfernung
vom Ende der Schleuderkammern Teile aus Reibungselektrizität erzeugendem Material
angebracht sind. Vorzugsweise bestehen diese Teile aus einem Konus mit oder ohne
Zentralloch, dessen Spitze ins Innere der Schleuderkammer gerichtet ist und an dessen
Basisfläche aus aerodynamischen Gründen gegebenenfalls eine kleine Scheibe angebracht
sein kann. Die Mantellinie des Konus kann geradlinig oder gewölbt sein. Besonders
vorteilhaft ist eine konkave Wölbung des Konus, da die mit hoher Geschwindigkeit
aus der Schleuderkammer austretenden Teilchen hierdurch eine starke Umlenkung erfahren
und durch die dabei entstehenden Massenkräfte besonders stark an die Außenseite
des Kegelmantels angepreßt werden. Hierdurch können auch sehr feine Schwebeteilcheen
infolge der großen Berührungsdrücke starke elektrische Ladungen erhalten. Dieselbe
Wirkung wird erzielt, wenn die am Schleuderkammerende angebrachten Teile lediglich
eine Schicht aus Reibungselektrizität erzeugendem Material erhalten, die z. B. im
Tauchverfahren auf diesen Teil aufgebracht werden kann. Ebenso kann es von Vorteil
sein, zwischen der zur Erzeugung von Reibungselektrizität vorgesehenen Schicht und
den am Ende der Schleuderkammer angebrachten Teilen eine elektrisch isolierende
Zwischenschicht anzubringen, da in diesem Falle die Reibungselektrizität erzeugende
Schicht auch aus elektrisch leitendem Material bestehen kann. Daher kann diese vorzugsweise
auswechselbare Schicht aus sehr verschleißfestem Werkstoff, z. B. Sintereisen, bestehen,
die bei Verschleiß ausgetauscht werden kann.
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Dieselbe Wirkung wird erzielt, wenn die am Ende der Schleuderkammern
angebrachten Teile gegen die Schleuderkammern und gegen das Gehäuse isoliert sind.
Dies kann in einfachster Weise dadurch erzielt werden, daß die Haltebügel dieser
Teile gegen Schleuderkammer und Gehäuse isoliert sind oder aus isolierendem Material
bestehen. In diesem Falle können die am Ende der Schleuderkammern angebrachten Teile
auch aus elektrisch leitendem Material, z. B. Stahl, bestehen.
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Eine besonders wirksame elektrische Auf ladung der Teilchen wird erzielt,
wenn sowohl am konisch verjüngten, dem Absetzbehälter zugekehrten Ende der Schleuderkammer
als auch in einiger Entfernung vom Ende derselben Reibungselektrizität erzeugende
Teile angebracht sind.
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Eine besonders wirksame Zusammenballung der Schwebeteilchen wird erzielt,
wenn bei einer Fliehkraftabscheidergruppe nur ein Teil der Schleuderkammern (etwa
die Hälfte) mit Reibungselektrizität erzeugenden Teilen ausgerüstet ist, während
die restlichen Teile dieselben nicht enthalten. Auf diese Weise gelangt nur ein
Teil der Schwebeteilchen elektrisch geladen in den Absetzbehälter, während der restliche
Teil nicht geladen ist, wodurch eine besonders wirksame Zusammenballung der Schwebeteilchen
erzielt werden kann.
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Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird in der Längsachse
der Schleuderkammer eine durch Reibungselektrizität aufladbare Sprühelektrode angebracht,
die z. B. aus einem elektrisch gegen das Gehäuse isolierten Sprühdraht oder aus
einem mit Sprühspitzen versehenen Stab bestehen kann. Die Anbringung einer Sprühelektrode
in der Längsachse der Schleuderkammer zur Erhöhung der Abscheideleistung durch elektrische
und bzw. oder elektrostatische Wirkungen ist bekannt. Dieselbe wird jedoch nicht
durch eine komplizierte und kostspielige Hochspannungsquelle, wie z. B. durch mechanische
Drehstromgleichrichter, Selen-Hochspannungsgleichrichter u. ä., aufgeladen, sondern
durch Reibungselektrizität, die von den die Schleuderkammern passierenden Schwebeteilchen
selbst erzeugt wird. Die Aufladung der Sprühelektrode kann z. B. in einfachster
Weise dadurch bewirkt werden, daß dieselbe mit dem vorstehend geschilderten, am
Ende oder in einiger Entfernung der Schleuderkammer angebrachten Teil verbunden
ist.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann auch mindestens
eine Schleuderkammer mit Schwebeteilchen betrieben werden, die wie z. B. Quarzsand,
Bärlappsamen, Glaskörper od. dgl. besonders starke Reibungselektrizität erzeugen,
und es können die Sprühelektroden der übrigen Schleuderkammern von dieser Reibungselektrizitätsquelle
gespeist werden.
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Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß hierzu eine kostspielige
Hochspannungsverteileranlage, insbesondere deren Überwachungsinstrumente, der Hochspannungsschutz
gegen Berührung der Zuleitungen sowie eine Vielzahl von Isolatoren, vermieden wird,
da für die Befestigung der Sprühelektroden und zur Erzeugung der Reibungselektrizität
Teile verwendet werden, die bei einem rein mechanischen Fliehkraftabscheider zur
Erzielung hoher Abscheideleistung ohnedies erforderlich sind.
Es
ist bekannt, daß Isolatoren, die mit einer dünnen Schicht von Schwebeteilchen bedeckt
sind, bereits ihre elektrisch isolierenden Eigenschaften verlieren und daß zu deren
Erhaltung ein großer technischer Aufwand, wie z. B. Überdrucklüftung, Anblasen mit
einem Gasstrom hoher Geschwindigkeit od. dgl., getrieben werden muß. Ein weiterer
wesentlicher Vorteil der Erfindung wird daher darin gesehen, daß die Halterung der
Sprühelektroden durch Teile erfolgt, die am Ende der Schleuderkammern einem Gasstrom
hoher Geschwindigkeit ausgesetzt sind, so daß sich keine die Isolation beeinträchtigende
Schicht von Schwebeteilchen ansetzen kann, und, wie erwähnt, hierfür Teile verwendet
werden, die bei mechanischen Abscheidern hoher Abscheideleistung ohnedies benötigt
werden.
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Die erzeugte Reibungselektrizität kann auch dazu dienen, einen elektrostatischen
Abscheider zu betreiben, der den Schleuderkammern nachgeschaltet ist, also im Reingasstrom
des Abscheiders angebracht ist. Auf diese Weise können auch eventuell aus den Schleuderkammern
entwichene Teilchen noch abgeschieden werden.
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An Stelle der Reibungselektrizität erzeugenden Materialien können
auch an sich bekannte Elektretkörper Verwendung finden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der neuen Vorrichtung
zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Dämpfen beispielsweise schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Fliehkraftabscheider (Zyklon) im Aufriß mit konischer,
Reibungselektrizität erzeugender Wandung und nachgeschaltetem Absetzbehälter, Fig.2
eine Fliehkraftabscheidergruppe im Aufriß mit Reibungselektrizität erzeugenden Konussen
und gemeinsamem Absetzbehälter, Fig.3 eine Fliehkraftabscheidergruppe im Aufriß
mit konischen Einsatzstücken aus Reibungselektrizität erzeugendem Material und gemeinsamem
Absetzbehälter, Fig. 4 und 5 andere Ausbildungsformen der Einsatzstücke, Fig. 6
einen Fliehkraftabscheider (Zyklon) im Aufriß mit einem in einiger Entfernung vom
Schleuderkammerende angebrachten Teil aus Reibungselektrizität erzeugendem Material
mit nachgeschaltetem Absetzbehälter, Fig. 7 eine Fliehkraftabscheidergruppe im Aufriß
mit Sprühelektroden und in einiger Entfernung von den Schleuderkammerenden angebrachten
Teilen zur Erzeugung von Reibungselektrizität und gemeinsamem Absetzbehälter, Fig.8
bis 12 verschiedene Ausbildungsformen der in einiger Entfernung vom Schleuderkammerende
angebrachten Teile, Fig.13 und 14 eine Fliehkraftabscheidergruppe (Zyklone) im Aufriß
und Grundriß, wobei der konische Teil eines Zyklons als Erzeuger der Reibungselektrizität
dient, Fig.1S eine Fliehkraftabscheidergruppe im Aufriß mit Reibungselektrizität
erzeugenden Einrichtungen und nachgeschaltetem elektrostatischem Abscheider.
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Bei dem Fliehkraftabscheider (Zyklon) nach Fig. 1 tritt das Rohgas
durch den tangentialen Eintritt 1 in die Schleuderkammer 2 ein. Das gereinigte Gas
entweicht durch das zentrale Austrittsrohr 3. Unterhalb des Zyklons befindet sich
der Absetzbehälter 4, in den die abzuscheidenden Teilchen aus der Schleuderkammer
2 gelangen. Der konische Teil der Schleuderkammer 2 ist mit einer Reibungselektrizität
erzeugenden Schicht 5 bedeckt, an der größere, mit größerer Masse behaftete Schwebeteilchen
mit hoher Geschwindigkeit entlangschmirgeln und dadurch stark elektrisch geladen
in den Absetzbehälter 4 gelangen. Die verhältnismäßig hohe Sinkgeschwindigkeit dieser
Teilchen wird dadurch erhöht, daß sich feine, ungeladene Schwebeteilchen anlagern.
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Bei der Fliehkraftabscheidergruppe nach Fig.2 tritt das Rohgas durch
den Eintritt 6 in den Rohgasraum 7 ein. Die Schleuderkammern bestehen aus dem zylindrischen
Teil 8 und dem konischen, abnehmbaren Teil 9. Beim Eintritt in die Schleuderkammern
wird das Rohgas durch den axialen Drallerzeuger 10 in Drehung versetzt und entweicht
gereinigt durch die Reingasrohre 11 in den Reingasraum 12. Die von den Schleuderkammern
abgeschiedenen Teilchen gelangen in den Absetzbehälter 13. Der auswechselbare konische
Teil 9 der Schleuderkammern besteht aus Reibungselektrizität erzeugender Material.
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Beim Durchtritt durch den konischen Teil der Schleuderkammern werden
die Schwebeteilchen elektrisch geladen und gelangen dann in den Absetzbehälter.
Im Absetzbehälter 13 vereinigen sich die elektrisch geladenen gröberen Schwebeteilchen
mit den ungeladenen feinen Schwebeteilchen zu größeren Einheiten, wodurch eine schädliche
Konzentration feiner Schwebeteilchen vermieden wird.
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Bei der Fliehkraftabscheidergruppe nach Fig, 3 tritt das Rohgas durch
den Eintritt 14 in den Abscheider ein, verteilt sich im Rohgasraum 15 und strömt
den Gaseintritten 16 der Schleuderkammern 17 zu. Das Rohgas kann den Schleuderkammern
sowohl über eine axiale, mit Drallerzeugern ausgerüstete Eintrittsleitvorrichtung
als auch, wie in der Zeichnung gezeigt, über eine tangentiale Eintrittsleitvorrichtung
zugeführt werden. Die gereinigten Gase entweichen durch die zenr alert Reingasaustrittsrohre
18 in den Reingasraum 19 und verlassen den Abscheider durch den Austritt 20. Gröbere
Teilchen gelangen in den Absatzbehälter 21, mit dem Reingas entwichene Teilchen
gelangen in den Absetzbehälter 22. Die in den Schleuderkammern abgeschiedenen Teilchen
gelangen in den Absetzbehälter 23. Die Schleuderkammern 17 bestehen aus einem zylindrischen
Rohr, an dessen in den Absetzbehälter 23 mündendem Ende ein ringförmiges Einsatzstück
24 aus Reibungselektrizität erzeugendem Material angebracht ist, dessen Hohlraum
sich in Richtung yum Absetzbehälter 23 konisch verengt. Zweckmäßig ist dieses Einsatzstück
23 so ausgebildet, daß es in das untere Rohrende der Schleuderkammern einsteckbar
ist und in geeigneter Weise befestigt werden kann. Bei Reibung der Teilchen an den
Wänden des Einsatzstückes 24 werden diese elektrisch geladen und gelangen in diesem
Zustand in den Absetzbehälter 23, wo sie sich zusammenballen und auf diese Weise
mit Sicherheit abgeschieden werden. Der konische Teil 24 kann auch nur mit einer
Reibungselektrizität erzeugenden Schicht bedeckt sein, Eine besonders wirksame Zusammenballung
der Schwebeteilchen im Absetzbehälter 23 wird erzielt, wenn nur ein Teil derEinsatzstücke
24 (etwa die Hälfte) aus Reibungselektrizität erzeugendem Material hergestellt oder
mit einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht bedeckt ist, während die restlichen
Einsatzstücke 24 keine Reibungselektrizität erzeugen. Auf diese Weise gelangt nur
ein Teil der .Schweibeteiichen elektrisch geladen in .den Absetzbehälter, während
der restliche Teil nicht geladen ist. Dadurch wird eine besonders wirksame Zusammenballung
der Schwebeteilchen im Absetzbehälter 23 erzielt.
Fig.4 zeigt in
vergrößertem Maßstab ein in das untere Ende der zylindrischen Schleuderkammer 25
eingestecktes Einsatzstück 26, das mit einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht
27 bedeckt ist. Die Mantellinie des Konus ist geradlinig.
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Fig. 5 zeigt ein Einsatzstück 28 in vergrößertem Maßstab, das in das
untere Ende der zylindrischen Schleuderkammer 29 eingesteckt ist und bei dem zwischen
der Reibungselektrizität erzeugenden Schicht 30 und dem Konus eine elektrisch isolierende
Zwischenschicht 31 angebraucht ist. In diesem Falle kann die Reibungselektrizität
erzeugende Schicht 30 auch aus elektrisch leitendem Material bestehen, und es können
hierfür sehr verschleißfeste Materialien verwendet werden. Beispielsweise kann die
Reibungselektrizität erzeugende Schicht 30 aus Sintereisen bestehen, die bei Verschleiß
von Zeit zu Zeit ausgewechselt wird. Die Mantellinie des Einsatzkonus ist gewölbt,
was von Vorteil sein kann, da hierdurch die abzuscheidenden Teilchen besonders stark
an den Konus angepreßt werden und eine starke Reibungselektrizität erzeugt wird.
Diese Ausführungsform eignet sich besonders zur Aufladung feiner Schwebeteilchen
und ist dann von Vorteil, wenn im Rohgas keine oder nur wenig grobe Schwebeteilchen
vorhanden sind.
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Beim Fliehkraftabscheider nach Fig.6 tritt das Rohgas durch den tangentialen
Eintritt 32 in die Schleuderkammer 33 ein, deren konischer Teil gegebenenfalls mit
einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht bedeckt sein kann. Das gereinigte
Gas entweicht durch das zentrale Reingasrohr 34. Die in der Schleuderkammer abgeschiedenen
Teilchen gelangen in den Absetzbehälter 35. In einiger Entfernung vom Ende der Schleuderkammer
ist ein Teil 36
aus Reibungselektrizität erzeugendem Material angebracht derart,
daß er von den aus der Schleuderkammer austretenden Teilchen beruht wird und diese
infolge Reibungselektrizität elektrisch geladen werden. Der Teil 36 kann beliebige
Form besitzen und z. B. aus einem Konus bestehen, der z. B. ein Mittelloch, wie
in der Zeichnung dargestellt, enthalten kann und der durch Haltebügel
37 zentral zur Achse der Schleuderkammer gehalten wird derart, daß zwischen
Schleuderkammerende und Teil 36 ein Ringspalt 38 entsteht. Besonders wirkungsvoll
ist die in der Zeichnung abgebildete konkave Bauform des Konus, da die mit hoher
Geschwindigkeit aus der Schleuderkammer austretenden Teilchen hierdurch zu einer
starken Richtungsänderung gezwungen werden und durch die dabei entstehenden Massenkräfte
besonders stark an die Außenseite des Kegelstumpfmantels angepreßt werden. Hierdurch
können auch sehr feine Schwebeteilchen infolge der großen Berührungsdrücke mit dem
Teil 36 stark elektrisch aufgeladen werden, wodurch eine wirksame Zusammenballung
der Schwebeteilchen im Absetzbehälter erzielt wird.
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Bei der Fliehkraftabscheidergruppe nach Fig.7 tritt das Rohgas durch
den Eintritt 39 in den Rohgasraum 40 ein. Beim Eintritt in die Schleuderkammern
41 wird das Rohgas durch einen axialen Drallerzeuger oder durch einen tangentialen
Eintritt in Drehung versetzt und entweicht gereinigt durch die Reingasrohre 42 in
den Reingasraum 43. Die von den Schleuderkammern abgeschiedenen Teilchen gelangen
in den Absetzbehälter 44. Die Schleuderkammern 41 sind an ihrem konischen Teil mit
einer Schicht aus Reibungselektrizität erzeugendem Material bedeckt.
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In einiger Entfernung von den Schleuderkammerenden sind die Konusse
45 mit Mittelloch angebracht, die gegebenenfalls aus aerodynamischen Gründen in
Achsmitte eine Platte enthalten können derart, daß zwischen Konus 45 und Schleuderkammeraustritt
ein Ringspalt 47 entsteht. In der Zeichnung ist ein Konus mit gerader Mantellinie
gezeigt. Derselbe kann auch eine gewölbte Form besitzen. Konus 45 und Platte 46
sind durch Haltebügel 48 mit dem Haltering 49 verbunden, der aus elektrisch isolierendem
Material besteht. Durch diese Anordnung sind Konusse 45, Platten 46 und Haltebügel
48 gegen die Umgebung elektrisch isoliert, werden durch die aus der Schleuderkammer
mit großer Geschwindigkeit austretenden Teilchen infolge Reibungselektrizität stark
aufgeladen und laden ihrerseits diese Teilchen elektrisch auf.
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An der Platte 46 kann ein Stab 50 in Achsmitte der Schleuderkammern
41 befestigt sein, der in das Innere der Schleuderkammern hineinragt und in Nähe
der Reingasrohre 42 endigt. Auf dem Stab 50 sind Sprühspitzen 51 angebracht. Die
Wirkung dieser Einrichtung ist folgende: Die in den Schleuderkammern infolge Reibungselektrizität
stark elektrisch geladenen Schwebeteilchen treffen auf den Konus 45 auf und geben
ihre Ladung ab. Da der Konus, die Bodenplatte 46 und die Haltebügel 48 durch den
Haltering 49 elektrisch isoliert sind, erhalten diese Teilchen eine sehr hohe Spannung,
die durch den mit den Sprühspitzen 51 versehenen Stab in die Schleuderkammer selbst
eingeleitet wird. Der mit Sprühspitzen versehene Stab. 50 hat also dieselbe
günstige Wirkung auf die Abscheideleistung des Fliehkraftabscheiders wie eine in
der Schleuderkammerachse angebrachte, an sich bekannte Sprühelektrode, die von einer
fremden Hochspannungsquelle aufgeladen wird. Im Gegensatz zu dieser bekannten Ausführung
wird jedoch bei der neuen Vorrichtung die Hochspannung zum Betrieb der Sprühelektrode
von den die Schleuderkammern durchströmenden Schwebeteilchen selbst erzeugt.
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Die an sich bekannte Wirkung dieser Sprühelektrode besteht darin,
daß die Abscheidewirkung der irr der Schleuderkammer der Fliehkraft unterworfenen
Schwebeteilchen durch elektrische und elektrostatische Wirkungen zusätzlich unterstützt
wird, wobei auch der von den Sprühspitzen in Richtung zur Schleuderkammerwand ausgehende
elektrische Wind einer für die Abscheideleistung der Schwebeteilchen schädlichen,
zur Achsmitte und damit zum Reingasrohr 42 gerichteten Gasströmung entgegenwirkt.
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Ebenso können die Teile 45, 46 und 48 Sprühspitzen 52 erhalten, wodurch
eine besonders starke Aufladung der vorbeistreichenden Schwebeteilchen und damit
eine besonders wirksame Zusammenballung derselben im Absetzbehälter erzielt wird.
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Durch die geschilderten Maßnahmen wird also sowohl in den Schleuderkammern
selbst ein Mitreißen von Schwebeteilchen in das Reingasrohr 42 vermieden und die
Abscheidung der normalerweise nur der Fliehkraft unterworfenen Teilchen gefördert
als auch durch Zusammenballung im Absetzbehälter 44 eine für die Abscheideleistung
schädliche Konzentration feiner Schwebeteilchen niedriger Sinkgeschwindigkeit vermieden.
Hierdurch wird eine wesentliche Steigerung der Abscheidelei.stung dieser Abscheider
erzielt.
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Fig. 8 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Konus 53 mit Mittelloch,
der gegebenenfalls in Achsmitte eine kleine Platte 54 enthalten kann, bei der beide
Teile mit einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht 55 bedeckt sind. Der Konus
53 ragt mit seinem verjüngten Ende geringfügig in das Ende der Schleuderkammer 56
hinein, wodurch der Ringspalt
57 gebildet wird. Ebenso kann das
konisch verengte Ende der Schleuderkammer 56 mit einer Reibungselektrizität erzeugenden
Schicht 58 versehen sein. Konus 53 und Platte 54 sind durch elektrisch leitende
Haltearme 59 miteinander verbunden. Die genannten Teile sind durch Haltebügel
60 aus elektrisch isolierendem Material am Schleuderkammerende 56 befestigt,
so daß die am Schleuderkammerende angebrachten Teile gegen die Schleuderkammer und
gegen das Gehäuse elektrisch isoliert sind. Wird gegebenenfalls eine ins Schleuderkammerinnere
ragende Sprühelektrode 61 angebracht, so kann es von Vorteil sein, daß die am Schleuderkammerende
angebrachten Teile 53 und 54 keine Reibungselektrizität erzeugende Schicht 55 erhalten.
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Fig. 9 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen Konus 62 mit Mittelloch,
der gegebenenfalls in Achsmitte eine kleine Platte 63 enthalten kann, die durch
den Bügel 64 aus elektrisch leitendem Material befestigt ist. Beide Teile sind durch
den Haltebügel 65 aus elektrisch isolierendem Material an dem Schleuderkammerende
66 befestigt. Konus 62 und Platte 63 besitzen eine Reibungselektrizität erzeugende
Schicht 67, die durch eine elektrisch isolierende Zwischenschicht 68 vom Konus 62
und der Platte 63 getrennt ist. Ebenso kann auch zur Erhöhung der Aufladewirkung
das konisch verengte Schleuderkammerende 66 mit einer Reibungselektrizität erzeugenden
Schicht 69 versehen sein, die durch eine elektrisch isolierende Zwischenschicht
70 vom Schleuderkammerende 66 isoliert ist. Auf der Platte 63 kann gegebenenfalls
eine in die Schleuderkammer hineinragende Sprühelektrode 71 befestigt sein.
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Die Anbringung einer elektrisch ilsolierenden Zwischenschicht hat
den Vorteil, daß die Reibungselektrizität erzeugende Schicht aus sehr verschleißfestem
Material bestehen kann, das in dieser Ausführung auch elektrisch leitend sein kann.
Beispielsweise kann diese Schicht aus Sintereisen bestehen, die bei Verschleiß von
Zeit zu Zeit ersetzt wird. Da die elektrisch isolierenden Haltearme 65 dem aus dem
Schleuderkammerende 66 mit hoher Geschwindigkeit ausströmenden Gasstrom ausgesetzt
sind, kann sich auf denselben keine die Isolierung beeinträchtigende Schicht von
Schwebeteilchen absetzen, so daß ohne besondere Maßnahmen die Isolationswirkung
der Haltearme gewährleistet ist.
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Fig. 10 zeigt in vergrößertem Maßstab einen am Schleuderkammerende
angebrachten Konus 72 mit konkaver Wölbung der Mantellinie, der gegebenenfalls in
Achsmitte eine kleine Platte 73 sowie eine Sprühelektrode 74 enthalten kann. Konus
72 und Platte 73 sind mit einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht 75 bedeckt,
die gebenenfalls durch eine elektrisch isolierende Zwischenschicht 76 von den genannten
Teilen isoliert sein kann.
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Fig. 11 zeigt einen Konus 77 mit konvex gewölbter Mantellinie, der
gegebenenfalls in Achsmitte eine Platte 78 und eine Sprühelektrode 79 enhtalten
kann. Auf dem Konus 77 und der Platte 78 ist eine Reibungselektrizität erzeugende
Schicht 80 angebracht, die gegebenenfalls von einer elektrisch isolierenden Zwischenschicht
81 von den genannten Teilen isoliert sein kann.
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Fig. 12 zeigt einen Konus 82 mit Mittelloch mit konkaver Wölbung der
Mantellinie, der gegebenenfalls in Achsmitte eine kleine Platte 83 enthalten kann,
die durch Haltearme 84 aus elektrisch leitendem Material mit dem Konus 82 verbunden
ist. Der Konus 82 ragt mit seiner oberer. Öffnung geringfügig in das Ende der zvlindrischen
Schleuderkammer 86 hinein. Am Ende der zylindrischen Schleuderkammer ist ein konisches
Einsatzstück 87 aus Reibungselektrizität erzeugendem Material befestigt, so daß
zwischen demselben und dem Konus 82 ein Ringspalt 88 entsteht. Die Platte 83 und
damit der Konus 82 sind durch Haltearme 89 aus elektrisch isolierendem Material
am Schleuderkammerende 86 befestigt. Auf der Platte 83 ist der Stab 85 befestigt,
der in das Innere der Schleuderkammer hineinragt und mit nicht gezeigten Sprühspitzen
versehen ist. Die infolge Reibungselektrizität elektrisch geladenen Schwebeteilchen
verlassen mit hoher Geschwindigkeit die Schleuderkammer und treffen auf den Konus
82, an den sie ihre elektrische Ladung abgeben. Da derselbe durch die Haltearme
89 elektrisch isoliert ist, wird der Konus und damit die Sprühelektrode 85 mit hoher
Spannung aufgeladen.
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Fig. 13 und 14 zeigen eine Fliehkraftscheidergruppe (Zyklone), wobei
der konische Teil eines Zyklons als Erzeuger der Reibungselektrizität dient. Das
Rohgas wird durch die gemeinsame Rohgasleitung 90 den tangentialen Rohgaseintritten
91, 92 und 93 der Schleuderkammern 94, 95 und 96 zugeführt und entweicht gereinigt
durch die zentralen Reingasaustritte 97, 98 und 99 in eine gemeinsame Sammelleitung
100. Die von den Schleuderkammern 94, 95, 96 abgeschiedenen Schwebeteilchen gelangen
in den gemeinsamen Absetzbehälter 101. Am Ende der Schleuderkammern sind in einigem
Abstand die Konusse 102, 103 und 104 angebracht, die gegebenenfalls in Achsmitte
jeweils eine kleine Platte 105, 106 und 107 enthalten können. Auf jeder Platte ist
in Achsmitte der Schleuderkammer je ein Stab 108, 109 und 110 angebracht, der bis
in die Nähe des Reingasrohres reicht und mit Sprühspitzen 111 versehen ist.
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Die Schleuderkammer 112 ist, wie in der Zeichnung gezeigt, in ihrem
konischen Teil mit einer Reibungselektrizität erzeugenden Schicht 113 bedeckt, die
zur Erzeugung der Reibungselektrizität dient. Diese Schicht ist so gewählt, daß
ein Höchstmaß von elektrischer Ladung erzielt wird. Ebenso werden die zum Betrieb
der Schleuderkammer vorgesehenen Teilchen so gewählt, daß ein Höchstmaß an elektrischer
Ladung erzielt wird. Beispielsweise können dieselben aus Quarzsand größerer Körnung
bestehen, wodurch außer günstigen reibungselektrischen Eigenschaften ein hoher Anpreßdruck
an die Reibungselektrizität erzeugende Schicht gewährleistet ist. Die hierfür vorgesehenen
Schwebeteilchen sind in dem Bunker 114 untergebracht. Durch die Drehschleuse 115
unterhalb des Bunkers können dieselben in genau dosierter Menge der Leitung 116
zugeführt werden. Die Trägerluft zum pneumatischen Transport derselben tritt durch
die Öffnung 117 in die Leitung 116 ein. Die Schwebeteilchen treten über den tangentialen
Eintritt 118 in die Schleuderkammer 112 ein. Das gereinigte Gas entweicht durch
den zentralen Reingasaustritt 119. Wird, wie im vorliegenden Falle vorgeschlagen,
ein verhältnismäßig grobes und gleichkörniges Gefüge (Quarzsand) der Schwebeteilchen
gewählt, so werden diese praktisch vollkommen von der Schleuderkammer 112 abgeschieden
und gelangen über den Absetzbehälter 120 wieder in den Bunker 114 zurück. In diesem
Falle kann in einfachster Weise der Reingasaustritt 119 an die gemeinsame Reingasleitung
100 der übrigen Schleuderkammern angeschlossen werden. Selbstverständlich kann das
Gas der Schleuderkammern 112 auch im Kreislauf betrieben werden, indem an den Reingasaustritt
119 ein kleiner Ventilator angeschlossen
ist, der das Gas dem Eintritt
117 der Leitung 116 wieder zuführt" -oder es kann auch dieses Gas direkt ins Freie
geblasen werden.
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Am Ende der Schleuderkammer 112 ist in einigem Abstand der Konus 121.
angebracht derart, daß zwischen ihm und dem Schleuderkammerende ein Ringspalt 122
gebildet wird. Gegebenenfalls kann in Achsmitte des Konus die Platte 123 angebracht
sein. Konus 121 und Platte 123 sind elektrisch leitend verbunden und werden durch
Haltebügel 124 am Schleuderkammerende elektrisch isoliert befestigt. An der Platte
123 ist eine Verbindungsleitung 125 befestigt, die mit den Platten 105, 106 und
107 und den Stäben 108, 109 und 110 in Verbindung steht. Das gegenüberliegende Ende
der Verbindungsleitung 125 bzw. Platte 107 und Konus 104 sind durch den Haltebügel
126 an der Schleuderkammer 96 befestigt und gegen dieselbe elektrisch isoliert.
In der Trennwand 127 der Absetzbehälter 120 und 101 ist der Isolator 128 angebracht,
der die Verbindungsleitung 125 gegen das Gehäuse elektrisch isoliert.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Die verhältnismäßig
groben Schwebeteilchen werden durch den im konischen Teil der Schleuderkammer 112
angebrachten, Reibungselektrizität erzeugenden Belag 113 stark elektrisch geladen
und geben ihre Ladung auf den Konus 121 ab. Die hohe Spannung dieses Konus wird
über die elektrisch isolierte Verbindungsleitung 125 den als Sprühelektroden dienenden,
mit Sprühspitzen 111 versehenen Stäben 108, 109, 110 zugeführt. Hierdurch wird eine
wesentliche Verbesserung der Abscheideleistung des Abscheiders erzielt. Es können
hierdurch auch Schwebeteilchen wirksam abgeschieden werden, die einer Aufladung
durch Reibungselektrizität nicht zugängig sind. Für Schwebeteilchen, die einer elektrischen
Aufladung zugängig sind, können selbstverständlich auch im konischen Teil der Schleuderkammern
94, 95 und 96 und gegebenenfalls auch an den an den Schleuderkammerenden angebrachten
Teilen 102, 103 und 104 Vorrichtungen zur Erzeugung von Reibungselektrizität angebracht
werden.
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Bei der Fliehkraftabscheidergruppe nach Fig.15 tritt das Rohgas durch
den Eintritt 129 in den Abscheider ein, verteilt sich im Rohgasraum 130 und strömt
den Schleuderkammern 131 zu, die eine axiale, mit Drallerzeugern eingerichtete Eintrittsleitvorrichtung
oder tangentialen Gaseintritt besitzen können. Die gereinigten Gase entweichen durch
die zentralen Austrittsrohre 132 in den Reingasraum 133 und verlassen den Abscheider
durch den Austritt 134. Gröbere Teilchen gelangen in den Absetzbehälter 135, mit
dem Reingas entwichene Teilchen in den Absetzbehälter 136. Die in den Schleuderkammern
abgeschiedenen Teilchen gelangen in den Absetzbehälter 137. Die Schleuderkammern
131 bestehen aus zylindrischen Rohren, an deren in den Absetzbehälter 137 mündenden
Enden ringförmige Einsatzstücke 138 aus Reibungselektrizität erzeugendem Material
angebracht sind, deren Hohlräume sich in Richtung zum Absetzbehälter 137 konisch
verengen. Am Ende der Schleuderkammern 131 sind in einiger Entfernung die Konusse
139 mittels der elektrisch isolierten Haltebügel 140 angebracht, bei denen gegebenenfalls
in Achsmitte kleine Platten 141 angeordnet sein können. An den Konussen 139 bzw.
an den Platten 141 sind Stäbe 142 in Achsmitte der Schleuderkammern angebracht,
deren andere Enden an einem im Reingasraum 133 angebrachten, schematisch gezeigten
Sprühgitter 143 befestigt sind. Das Sprühgitter 143 ist mittels der
Isolatoren 144 und 145 gegen das Gehäuse elektrisch isoliert.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Die infolge der konischen Einsatzstücke
138 elektrisch geladenen Schwebeteilchen treffen beim Verlassen der Schleuderkammern
auf die Konusse 139, wodurch dieselben starke elektrische Ladungen erhalten. Durch
die Stäbe 142 wird die elektrische Ladung auf das Sprühgitter 143 übertragen und
hierdurch eine elektrostatische Abscheidung der aus den Schleuderkammern entwichenen
Schwebeteilchen erzielt. Innerhalb der Schleuderkammern 131 können die Stäbe 142
in bekannter Weise als Sprühelektroden ausgebildet werden. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, daß die Stäbe in der Schleuderkammer Sprühspitzen erhalten oder
daß an Stelle von Stäben größeren Durchmessers Sprühdrähte verwendet werden.
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Durch die geschilderten Maßnahmen wird bei derartigen Abscheidern
eine wesentliche Erhöhung der Abscheideleistung für feine Teilchen erzielt.