DE272984C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■ -ΛΙ 272984 — KLASSE 12 e. GRUPPE

JOHN ALSTON HART in BLACKBURN, England.

Verfahren und Vorrichtung zum Herbeiführen einer Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Gasen oder Dämpfen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Dezember 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf das Herbeiführen einer Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Gasen oder Dämpfen (im folgenden wird aber nur von Gasen gesprochen werden), mittels deren entweder nur eine Mischung der aufeinander einwirkenden beiden Medien erzielt oder eine physikalische oder chemische Wirkung hervorgerufen werden soll, oder aber es sollen feste Teilchen aus

ίο einem von ihnen entfernt werden; schließlich können auch andere analoge Zwecke vorliegen. Gemäß diesem verbesserten Verfahren wird das Gas in eine große Anzahl von verhältnismäßig schwachen Strömen zerlegt, die verhältnismäßig dicht beieinander verlaufen und auf die Flüssigkeit in der Nähe einer .konkaven Führungsfläche aufstoßen, an der die' Gasströme entlang fließen, wobei sie der Flüssigkeit Bewegung an dieser Fläche entlang und gegen sie hin erteilen und in eine verhältnismäßig dünne Schicht der Flüssigkeit eindringen. Hieraus entsteht ein Aufbrechen der Flüssigkeitsteilchen bei Anwesenheit der Gasströme, und zwar unter Zusammenstoßen mit diesen und Reiben an ihnen. Die Wirkung der Zentrifugalkraft, welch letztere durch die Krümmung des Bewegungsweges erzeugt wird, hat zur Folge, daß die Flüssigkeitsteilchen ganz oder fast ganz nahe an der Führungsfläche zurückgehalten werden, während das Gas von dieser Fläche weg gegen den Krümmungsmittelpunkt abgezogen wird, so daß die Flüssigkeit ganz oder fast ganz von dem Gas getrennt werden kann, wenn die Wechselwirkung vollendet ist.

Das wesentliche Element an dem Apparat zum Ausüben des verbesserten Verfahrens besteht in einem Gehäuse mit einer großen Anzahl von verhältnismäßig engen Kanälen, die dicht beieinander liegen und annähernd tangential zu der Krümmung der konkaven Innenfläche der gekrümmten Wandung gerichtet sind. Die Flüssigkeit wird dem Gas in Gestalt einer Schicht auf oder bei dieser gekrümmten Wandung zugeführt, und indem das Gas aus dem Gehäuse an einer Stelle abgelassen wird, die sich entfernt von der Wechselwirkungszone befindet, wird eine vollständige oder nahezu vollständige Trennung desselben von der Flüssigkeit bewirkt, sobald das Gas diese Region verläßt.

Um die zentrifugale Scheidewirkung, die dem Mischen des Gases mit der Flüssigkeit folgt, in vorteilhafter Weise zu sichern, wird der mit den tangentialen Kanälen versehenen Fläche vorzugsweise kreisförmige Gestalt gegeben, wie das im nachstehenden näher beschrieben ist, so daß das Gas an oder bei der Mitte des Wirbels abgezogen werden kann, nachdem seine Wechselwirkung mit der Flüssigkeit stattgefunden hat, während die Flüssigkeitsteilchen mittels der Wirbelströme nach außen geworfen und in wirksamer Berührung mit den Gasströmen gehalten werden, die

durch die vorerwähnte Fläche und über sie hinweg gehen. Die Flüssigkeitsteilchen werden mittels der Gasströme an oder bei den Kanalmündungen herumgeworfen, dadurch aufgebrochen und hiernach durch Zentrifugalwirkung wieder abgelagert, um erneut aufgebrochen zu werden, so daß auf diese Weise eine sehr innige Berührung zwischen der Flüssigkeit Und dem Gas gesichert wird, wo-

ίο bei die etwa vorhandenen festen Teilchen von dem Gas getrennt und mit der Flüssigkeit abgeführt werden.

Man sieht, daß ein dem Vorstehenden gemäß beschaffener und arbeitender Apparat die folgenden vier Eigentümlichkeiten aufweist: ι. eine gekrümmte Führungsfläche, auf deren konkaven Innen- oder Außenseite sich die Wechselwirkungszone befindet; 2. Unterteilen der Gasströme in eine große Anzahl von Teilen beim oder vor dem Eintreten in die Wechselwirkungszone; 3. Zulassen des Gases zu der Wechselwirkungszone mittels Kanäle, die annähernd tangential zu der Krümmung der konkaven Führungsfläche gerichtet sind und dicht beieinander liegen; 4. das Zuführen der Flüssigkeit derart, daß sie in der Nachbarschaft der gekrümmten Führungsfläche eine verhältnismäßig dünne Schicht bildet, die in dem Wege der Gasströme liegt.

Wechselwirkungsapparate, die eine oder mehrere dieser Eigentümlichkeiten aufweisen, sind bereits bekannt, aber die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Apparaten dadurch, daß sich bei ihr alle vier Eigentümlichkeiten vereint finden, wodurch eine gänzlich neue Wirkung erhalten wird.

In dem bekannten sogenannten Zyklonstaubabscheider zum Trennen fester Teilchen von Luft werden zylindrische oder kegelförmige Gehäuse benutzt, und die mit Staub beladene Luft wird durch einen oder mehrere tangential angeordnete Kanäle geschickt, so daß innerhalb der Kammer Wirbel auftreten, aus denen der Staub durch Zentrifugalwirkung ausgeschieden wird. Diese Abscheidetätigkeit ist etwas analog demjenigen Ab-■ scheiden, welches bei Apparaten, nach der vorliegenden Erfindung eintritt, da das Gas von der Wechselwirkungszone abgezogen wird, aber die anderen kennzeichnenden Eigentümlichkeiten des vorliegenden Apparates sind dort nicht vorhanden, wozu hier noch hervorgehoben werden muß, daß bei dem Erfindungsgegenstand weitere Wirkungen durch die Zentrifugalkraft hervorgerufen werden, indem diese die innere Grenze der Wechselwirkungszone bestimmt und einen Teil der relativen Bewegung zwischen den Gasströmen und der Flüssigkeit bestimmt, sowie das Aufbrechen der Flüssigkeitsteilchen bewirkt.

Es sind auch bereits Wechselwirkungsapparate vorgeschlagen worden, bei denen einer Wand aus Drahtgaze oder aus gelochtem Blech o. dgl. Flüssigkeit zugeführt und durch diese das Gas hindurchgeleitet wird. Bei diesen Apparaten kann keine innige und verlängerte Berührung zwischen dem Gas und der Flüssigkeit eintreten und sie haben den ferneren großen Nachteil, daß, je geringer die Flüssigkeitsmenge ist, die sich in irgendwelchem Teil der Wechselwirkungszone befindet, desto größer die Gasmenge ist, welche durch den betreffenden Zonenteil hindurchgeht, so daß eine gleichförmige Behandlung mittels solcher Apparate praktisch unmöglich ist; ihr Wirkungsprinzip ist gerade der Grund zu jeder Ungleichförmigkeit, die vorkommt. Im allgemeinen wird die Flüssigkeit einfach von der Berührungsfläche durch den Gasstrom weggeblasen. Im Gegensatz hierzu wird aber bei Apparaten der hier vorliegenden Art die Flüssigkeit nahe der Berührungsfläche erhalten, trotz der Blasewirkung des Gases, und sie verbleibt in dem AVege der eintretenden Gasströme, indem sie in diese Ströme mittels der weiter folgenden Gasströme heftig hineingeworfen wird. Die Flüssigkeit ist in diesem Falle infolge der sich ausgleichenden Wirkungen der eintretenden Gasströme und der Zentrifugalkraft auf eine Zone eingeschränkt. Die Gasströme blasen die Flüssigkeit an der ■ Fläche entlang, und die infolge des Bewegens auf einem gekrümmten Wege auftretende Zentrifugalkraft hält die Flüssigkeit innerhalb der Wechselwirkungszone. In dem oben erwähnten früher vorgeschlagenen Falle hängt die Dicke der Flüssigkeitsschicht von der Oberflächenspannung, der Kapillarität, der Viskosität und anderen Einflüssen ab, die nur eine verhältnismäßig dünne Schicht zulassen, wohingegen bei dem Erfindungsgegenstand eine Schichtdicke von mehreren Zentimetern mit Leichtigkeit erzielt werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform eines Wechselwirkungsapparates, die ebenfalls vorgeschlagen worden ist, fließt eine Flüssigkeitsschicht eine glatte Wand hinab, und ein Gasstrom wird gegen die Oberfläche dieser Flüssigkeiten geleitet. Dieser Apparat hat praktisch all die Nachteile des soeben erwähnten.

Bei noch wieder einer anderen Art von Apparaten verläßt man sich auf mechanische Skrubberwirkung, indem das Gas durch den Raum zwischen gegeneinander bewegten Teilen hindurchgelassen und die Flüssigkeit in diesen Raum eingespritzt wird.- Bei diesen Apparaten kann eine innigere Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Gas erzielt werden, als es bei den oben abgehandelten Apparaten geschieht. Aber die innigste Beruh-

rung tritt zwischen dem Gas oder der Flüssig-· keit und der Oberfläche der bewegten mechanischen Teile ein. Solche Apparate müssen daher beim Gebrauch verhältnismäßig unwirksam sein, nämlich wegen der Reibung zwischen den bewegten Teilen und ihren mechanischen Stützen und zwischen den bewegten Teilen und dem Medium, mit dem sie in Berührung sind. Dahingegen ist bei Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung der Ventilator o. dgl., mittels dessen das Gas bewegt wird, der einzige zu bewegende Teil in dem Ganzen. Der sich bewegende Gasstrom selbst bildet das Mittel, durch das das Aneinanderreiben der Flüssigkeitsteilchen und des Gases, oder der Gasteilchen und der Flüssigkeit, herbeigeführt wird. Hier wird eine viel innigere Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Gas erzielt als bei irgendeinem der bekannten Skrubber, und die Arbeitsenergie wird bei dieser \^orrichtung weitaus wirksamer nutzbar gemacht.

Bei Apparaten zürn Herbeiführen einer chemischen Reaktion zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit ist bereits vorgeschlagen worden, eine kreisförmige Kammer vorzusehen, die nahe ihi'em unteren Ende einen vorspringenden Ring mit Kanälen hat, durch die das Gas eintritt und annähernd tangential zu der Innenfläche des Ringes gerichtet wird. In diesem Falle ist aber der beabsichtigte Zweck einfach der, eine gleichförmig kreisende, Bewegung der Flüssigkeit in der Ebene der Gaseinlaßöffnungen zu erhalten, um. die Niederschlage wegzuschwemmen, die nahe diesen öffnungen infolge der Rückwirkung entstanden sein könnten, nicht aber handelt es sich darum, in dem Apparat eine heftige Bewegung der ganzen Flüssigkeitsmenge herbeizuführen, weswegen die letztere dem Kanalring denn auch nicht in einer verhältnismäßig dünnen Schicht zugeführt wird, vielmehr wird der ganze Querschnitt der Kammer bis zu erheblicher Höhe über dem Ring mit der Flüssigkeit angefüllt. Ferner aber ist in jenem älteren Apparat nur eine einzige Kanalreihe vorhanden, und in dieser befinden sich die Kanäle in ziemlich bedeutender Entfernung voneinander, wobei der Zweck offenbar der ist, ein gegenseitiges Beeinflussen der einzelnen Gasströme zu verhindern.

. Im Gegensatz zu all diesem ist bei dem Erfindungsgegenstand aber eine große Anzahl von Kanälen vorhanden, und diese Kanäle liegen dicht beieinander, weil sie den Zweck haben, die Flüssigkeit durch die vereinte Wirkung der an sich getrennten Luftströme aufzubrechen; . außerdem liegt der ganz besonders wesentliche Unterschied vor, daß die Flüssigkeit der j enigen Fläche, wo . die Kanäle münden, in einer verhältnismäßig dünnen Schicht zugeführt wird, auf die die Gasströme stoßen und durch die diese hindurchdringen, wobei die Flüssigkeitsschicht in Teilchen zerrissen wird, die von einem Gasstrom zu dem anderen geworfen, aber auch infolge der Zentrifugalwirkung gegen die benachbarte Wand geworfen und dann, beim Abprallen von dieser, wieder aufgefangen werden. Hierdurch wird die Flüssigkeit in eine Art von Schaum übergeführt, indem die Flüssigkeitsteilchen und die Gasteilchen sich aufs innigste mischen. Dieses Ergebnis wird nur durch die große Anzahl und enge Nähe der Luftströme ermöglicht, sowie dadurch, daß die Flüssigkeit in Form einer Schicht anstatt in solcher Menge zugeführt wird, daß sie das Gehäuse erfüllt.

Bei der in Rede stehenden älteren Einrichtung tritt das wechselseitige Einwirken von Flüssigkeit und Gas innerhalb einer eigentliehen Flüssigkeitsmenge ein, d. h. der den Einwirkungsort umgebende oder einschließende Stoff ist eine Flüssigkeit, wohingegen er bei der vorliegenden Erfindung aus einem Gas bzw. Luft besteht, das bzw. die den Platz umgibt, wo das wechselseitige Einwirken statthat. Hierdurch wird den aufeinander einwirkenden Teilchen ein ganz freies Gegeneinanderbewegen gestattet, was bei der vorerwähnten früheren Einrichtung unmöglich ist, insbesondere wegen der größeren Dichte und der Viskosität des die Tätigkeitszone umgebenden Stoffes.

Eine Arbeitszone vorzusehen, die die Gestalt einer verhältnismäßig dünnen Schicht hat ⁹^ und sich nahe der gekrümmten Wand befindet, durch die das Gas eintritt, hat den Vorteil, daß das Gas von der Flüssigkeit getrennt werden kann, indem es von der erwähnten Schicht nach der Krümmungsmitte der Wand geblasen oder gesaugt wird. Die Zentrifugalwirkung verhütet, daß die Flüssigkeit sich von der Wand über eine gewisse Entfernung hinaus wegbewegt, so daß, wenn das Gas über diese Grenze weitergeht, dann die in ihm suspendierten Flüssigkeitsteilchen zurückbleiben und sie an die Stelle zurückgelangen, wo das gegenseitige Einwirken der arbeitenden Stoffe stattfindet.

Die A^orrichtung ist für sehr viele Zwecke verwendbar: zum Anfeuchten, Kühlen, Erwärmen oder Trocknen von Luft durch Berührung mit Wasser. Ob die Luft Feuchtigkeit aufnimmt oder absetzt, hängt von ihrer Temperatur, der Wassertemperatur und der Luftfeuchtigkeit vor der Behandlung ab. Will man Feuchtigkeit aus der Luft beseitigen, so kann man beispielsweise einen absorbierenden Stoff, wie Kalziumchloridlösung, als Flüssigkeit benutzen. Bei der Befeuchtung oder iao

Trocknung hat die Vorrichtung die Wirkung, feste Bestandteile aus der Luft zu entfernen, so daß diese zu gleicher Zeit gereinigt und getrocknet 'oder befeuchtet wird. Kühlt man eine Kalziumchloridlösung o. dgl. auf niedrige Temperatur, so kann damit die Luft gekühlt und getrocknet werden und eignet sich dann besonders für kalte Vorratsräume usw. Die Vorrichtung kann auch zum Waschen von anderen Gasen als Luft, ζ. Β. Hochofengasen. Generatorgasen u. dgl., benutzt werden, desgleichen zur Kondensation und Absorption von Dämpfen oder Gasen oder zur Entfernung von Dampf aus ,Gasdampfgemischen.

Z. B. kann Ammoniakgas in der Vorrichtung durch Wasser absorbiert werden. Außerdem oder anstatt daß die Flüssigkeit auf das Gas eine besonders gewünschte Einwirkung ausübt, kann auch das Gas entsprechend verändernd auf die Flüssigkeit wirken. Man kann Flüssigkeit durch kalte oder heiße Gase kühlen oder erwärmen. Als Beispiel kommt die Behandlung von atmosphärischer Luft mit Wasser in Betracht, die von außen in das Innere eines Raumes eingeführt wird, um ihre Temperatur und Feuchtigkeit zu regeln. Diese Behandlung wird mit einer Kühlung des Wassers verbunden, so daß das von einem anderen Apparat zugeleitete Wasser, beispielsweise von einem die Luft in einem Zimmer kühlenden Apparat, zu dem Apparat für die Behandlung der eintretenden Luft verwendet werden kann, um dort gekühlt und zur Wiederbenutzung im innerhalb des Zimmers be-Bildlichen Apparat vorbereitet zu werden.

Weitere Anwendung kann die Vorrichtung finden, um Flüssigkeiten mit Gas, ζ. Β. Sauerstoff oder Ozon, zu beschicken, oder Gase mit Flüssigkeit zu beschicken, auch zum Ersatz oder zur Ergänzung von Soleleitungen bei Kühlanlagen. In letzterem Falle kann die kalte Sole in der Vorrichtung auf die Luft einwirken und diese Luft in die Kühlräume gebracht werden. Die Kühlwirkung der Sole ist dabei mit einer Trockenwirkung verbunden, sowohl infolge der niedrigen Temperatur der Sole als auch infolge der absorbierenden Wirkung der Lösung.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen-Standes sind in den Zeichnungen dargestellt. Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform,

Fig. 2 ein teilweiser Schnitt und teilweiser Grundriß hierzu.

Fig. 3 stellt eine abweichende Ausführungsform dar.

Fig. 4 zeigt eine besondere Art der Gaszuführung.

Fig. 5 ist eine Vorrichtung mit mehreren konzentrischen Mänteln.

Fig. 6 zeigt eine Form, bei welcher verschiedene Gase zusammen behandelt werden können.

Fig. 7 bis 11 zeigen Durchgangsöffnungen bzw. Zuführungskanäle.

Fig. 12 veranschaulicht ein besonderes Ausführungsbeispiel mit kegelförmigem Mantel.

Fig. 13 ist ein Schnitt nach Linie 13-13 der Fig. 12, und

Fig. 14 stellt eine besondere Ausführungsform der Durchgangsöffnungen dar.

Gemäß Fig. 1 ist ein zylindrischer Körper a vorgesehen, an welchem bzw. in dessen Nähe die Einwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit stattfindet. Der Zylinder oder Mantel a besteht ζ. B. aus dünnem Metall mit einer großen Zahl verhältnismäßig kleiner Öffnungen b, die zu mehreren Tausenden in Ringen oder Reihen, etwa versetzt, auf dem ganzen Mantel angeordnet sein können. Diese Öffnungen b können z. B. die in Fig. 7 und 8 angegebene Form haben und durch Ausstanzen und Pressen hergestellt sein, so daß sie sich ungefähr tangential nach außen öffnen. Durch ein Rohr c kann mittels eines passenden Ventilators eine große Menge Luft oder Gas durch den Apparat hindurchgesaugt werden. Der Mantel α wird geeignet gestützt, etwa durch eine Bodenplatte d, die am Rohr c befestigt ist. Ein Kreuz e trägt eine Mittelstange/, an der eine Anzahl — z. B. acht — radialer Bleche g befestigt ist, welche der Wirbelbewegung des Gases beim/Eintritt in das Rohr c entgegenwirken sollen. Unterhalb der Vorrichtung befindet sich ein Trog h zur Aufnähme von Flüssigkeit. Letztere wird durch ein Rohr i auf einen umlaufenden Tisch k geleitet, der mit einer Spindel in der Stange oder Säule / steckt und Scheiben Z trägt, mittels deren beim Durchströmen des Luft- oder Gasstromes durch den Apparat der Tisch k in Drehung versetzt wird. Der Zylinder ist oben durch eine Decke m mit Glasplatte η abgeschlossen. Durch gebogene Rohre 0 wird Flüssigkeit mit oder Ohne feste Teile vom Boden des Zylinders α abgeleitet und in den Trog h gebracht, von wo sie durch einen Überlauf p austreten kann. Die Rohre 0 sind entsprechend der Richtung, in welcher die Flüssigkeit im Zylinder α umläuft, gebogen. Die Flüssigkeit kann, natürlich auch den Rohren 0 direkt entnommen werden, man.kann sie wieder in den Apparat zurückleiten oder anderweitig behandeln.

Diese Vorrichtung wirkt wie folgt:

Wenn mittels des Rohres c ein Luft- oder Gasstrom durch den Apparat gesaugt wird, so tritt das Gas durch die Öffnungen b tangential ein und läuft rasch im Innern des Zylinders a um. Der Flüssigkeitsverteiler k dreht sich,

und die auf ihn geleitete Flüssigkeit wird in einen feinen Schleier gegen die Zylinderwand gesprüht, an welcher sie herabfällt, um sich am Boden zu sammeln und durch die Rohre ο auszutreten. Man kann auf diese Weise Luft befeuchten oder Luft oder Gas durch Niederschlagen der Unreinigkeiten mittels des Wassers reinigen oder Luft oder Gase sonstwie durch Flüssigkeit behandeln. Die im

ίο Innern des Mantels σ herabfließende Flüssigkeit wird durch die feinen eintretenden Gasstrahlen außerordentlich fein verteilt, nachdem sie schon durch die Fliehkraftwirkung in feiner Verteilung gegen den Mantel geschleudert war. Man kann die Flüssigkeit auf den Tisch k zurückleiten oder in anderer gewünschter Weise behandeln. Die Geschwindigkeit, mit der das Gas im Zylinder α umläuft, ist sehr hoch, richtet sich allerdings nach dem erzielten Unterdruck. Der überragende Rand q (Fig. 2) nahe der Einmündung in das Rohr c soll ein etwaiges Mitreißen von Tropfen der sich unten sammelnden Flüssigkeit in das Rohr c verhindern. Die Bleche g heben die Wirbelbewegung des Gases vor dem Eintritt in das Rohr c auf.

Die Verteilung der Flüssigkeit braucht nicht durch einen Tisch k zu erfolgen. Man kann diesen ersetzen oder ergänzen, beispielsweise durch einen Kanal r an der Decke des Gehäuses, der mit einer Anzahl Öffnungen ί ausgerüstet ist, durch die die Flüssigkeit gegen den Mantel α trifft, um hier der Wirkung des wirbelnden Gases ausgesetzt zu werden. Die Öffnungen ί kann man ähnlich den Öffnungen b gestalten, oder man kann schräge oder gekrümmte Rohre t gemäß Fig. 11 verwenden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine spezielle Art der Einführung der Flüssigkeit, und die obigen Arten sind nur Beispiele. So kann die Flüssigkeit auch durch einige oder alle Öffnungen b zusammen mit dem eintretenden Gas eingeführt werden.

Auch kann man die Flüssigkeit über die Außenfläche statt über die Innenfläche des Mantels α verteilen. Gerade, schraubenförmige oder ringförmige Rohre können im Innern des Zylinders α zur Flüssigkeitsverteilung dienen und werden vom Mantel in solchem Abstand angeordnet, daß sie die Wirbelbewegung nicht stören. Diese Rohre erhalten feine Austrittsöffnungen o. dgl. Man kann im Zylinder α auch umlaufende Mäntel anordnen, an welche die Flüssigkeit herangeführt wird und welche diese nach außen gegen den Zylinder α werfen.

Ein Versuchsapparat ähnlich Fig. 1 und 2 hatte einen Zylinder α von 760 mm Durchmesser und 610 mm Höhe. Es wurden in der Minute ungefähr 140 cbm Luft von etwa 15⁰C. durch das Rohr c gesaugt. In der Minute wurden dem Apparat durch einen Kanal r und Schlitze s bzw. Rohre t etwa 22V₂1 Wasser zugeleitet. Die Öffnungen b waren an der Kante χ nach Fig. 7 ungefähr 8 mm breit, und die Länge von χ bis y war ungefähr 13 mm. Etwa 4500 öffnungen b waren vorhanden. Die gewünschte Einwirkung zwischen Luft und Wasser wurde hierbei in sehr vollkommener Weise erzielt. Durch entsprechende Bemessung und Gestaltung der Vorrichtungsteile kann man jede Art der Einwirkung herbeiführen.

Die Windleitung c kann anstatt an den Boden des Apparates auch an dessen Decke angeschlossen sein, und es kann ein gelochtes oder sonstiges Sammelrohr verwendet werden, um das Gas aus dem Gehäuseinnern in die Windleitung zu führen. Die öffnungen, durch die das Gas in die Windleitung tritt, können Löcher oder lange Schlitze sein, die senkrecht oder tangential angeordnet sind und die Wirbelbewegung des Gases aufrechterhalten oder ihr entgegenwirken. Wenn das Gas nicht aus dem Apparat herausgesaugt, sondern in denselben hineingepreßt wird, so kann man sich vorteilhaft eines umschließenden Gehäuses u von schneckenförmigem Verlauf gemäß Fig· 4 bedienen. Hierbei würde das Gas bei ν eintreten, und das Gehäuse verläuft so, daß die Zuführung des Gases rings auf der Mantelfläche etwa gleichbleibt und schon vor dem Eintritt in den Zylinder α eine tangentiale Bewegung annimmt. Innerhalb des schneckenförmigen Gehäuses kann man Flüssigkeit oder Dampf behufs Vorbehandlung in das Gas einleiten.

Der gelochte Mantel α braucht nicht festzustehen, sondern kann in irgendeiner Richtung umlaufen, indem man ihn· durch einen Riemen o. dgl. bewegt. Auch kann man den Zylin-. der α frei drehbar lagern und durch die drehende Wirkung des eintretenden Gases in Umlauf versetzen. Bei Versuchen mit einem Apparat nach Fig. 3 wurde gefunden, daß der Zylinder in umgekehrter Richtung umläuft, als das Gas sich dreht, wenn solches durch den .Apparat hindurchgesaugt wird. Fig. 3 stellt eine Ausführungsform mit drehbarem Mantel dar.- Die Flüssigkeit wird auf den Apparat geleitet und gelangt durch Öffnungen ^ an den Mantel. Unten tritt sie durch öffnungen 21 aus, um in einen Trog 22 mit Überlauf 23 zu fließen. Hier ist der Fall angenommen, daß die Flüssigkeit gehoben und wiederholt durch den Apparat geschickt werden soll. Hierzu dienen gekrümmte Rohre 24, deren untere Enden 25 die Flüssigkeit aus dem Trog 22 aufnehmen, wenn der Mantel α rotiert, und die

Flüssigkeit wird durch die Fliehkraft nach außen und oben bewegt und fließt durch die Rohrenden 26 wieder aus. Zweckmäßig benutzt man zwei solcher diametral gegenüberliegenden Rohre. Je nach Umständen kann man aber jede beliebige Anzahl davon verwenden. Der Mantel α wird von einem Armkreuz 27 gehalten und stützt sich auf eine Welle 28, die durch ein Armkreuz 29 hindurch bis in ein Spurlager 30 ragt. Die Drehung des Zylinders α ist geeignet, die Einwirkung zwischen' Flüssigkeit und Gas zu verstärken und kann auch sonst nützlich sein, zumal das Heben der Flüssigkeit nur als Beispiel erwähnt ist. Verwendet man die Rohre 24 nicht, oder genügen sie nicht, so benutzt man an Stelle oder in Ergänzung derselben das Rohr 20 zur Flüssigkeitszuführung. Flüssigkeiten durch Zentrifugalkraft in einem sich drehenden Rohr oder sonstigen Körper zu heben, ist an sich bereits früher vorgeschlagen worden.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel mit drei konzentrischen Mänteln a, a¹, a², durch welche das Gas einer mehrmaligen Behandlung nacheinander unterworfen wird. Man kann beliebig viel konzentrische Zylinder verwenden. Jedem Zy-. linder wird die Flüssigkeit durch eine zugehörige Reihe Öffnungen ί in Rinnen r zugeleitet, und der Abfluß erfolgt durch Rohre 0 oder in sonstiger geeigneter Weise. Die Flüssigkeit kann -auch durch Löcher der Innenmäntel an die Außenmäntel oder in die Einwirkungszonen zwischen Flüssigkeit und Gas innerhalb der Mäntel geworfen werden. Das Gas kann auf verschiedene andere Weise, z. B. durch Hindurchführen durch mehrere Vorrichtungen nach Fig. 1 nacheinander, der mehrfachen Behandlung unterworfen werden.

Bei Wechselwirkungsapparaten, in denen Flüssigkeit über eine glatte, ungelochte Fläche fließt und der Einwirkung eines entgegenfließenden Gasstromes ausgesetzt wird, ist es übrigens bereits vorgeschlagen worden, mehrere konzentrische kreisförmige Gehäuse zu verwenden. In solchen Apparaten dienen die verschiedenen konzentrischen Wände jedoch nur zum jeweilig einmaligen Behandeln einer größeren Gäsmenge in einem Apparat von gegebener Größe, wohingegen bei dem Erfindungsgegenstand die verschiedenen konzentrischen Gehäuse eine Verstärkung des Grades der Behandlung herbeiführen. Bei dem früheren Vorschlage ist nur eine Flüssigkeitshaut vorhanden, und das Gas geht über diese Haut hinweg. Im vorliegenden Falle aber geht das Gas durch die Flüssigkeit hindurch, und die Wechselwirkungszone kann sich auf mehrere Zentimeter radial nach innen erstrecken. Wenn man ein zweites Gehäuse nahe zu der inneren Begrenzung der Wechselwirkungszone anordnet, so kann dadurch eine zweite Zone von ähnlicher Tiefe gebildet werden. Demgemäß wird also durch die Benutzung von mehreren konzentrischen Gehäusen eine verlängerte und energischere Wirkung erzielt.

Fig. 6 zeigt die Benutzung einer Haube 31, die einen Teil des Mantels α umgibt, um das Gas einem Teil des Mantels zuzuführen, während Luft oder ein anderes Gas durch den übrigen Teil des Mantels eindringen kann. Diese Ausführungsform kommt in Betracht, wenn z. B. schmutzige und heiße Luft ο. dgl.-gekühlt und gereinigt und mit reiner Luft gemischt werden soll. Die verunreinigte Luft wird durch das Rohr w in die Haube 31 geleitet, wobei der Apparat z. B. auf dem Dache eines Gebäudes aufgestellt sein kann. Die Haube 31 kann mit einer Tür und das Rohr τυ mit Abschlußvorrichtungen ausgerüstet sein, so daß bei geschlossenem Rohr w und geöffneter Haubentür frische Luft von allen Seiten zum Mantel α gelangen kann. Statt einer Haube nach Fig. 6 kann auch ein zylindrischer Hohlraum rings um den Mantel abgeschlossen werden, der sich dann zweckmäßig am oberen Ende des Apparates befindet und bis zu einer entsprechenden Tiefe herunterreicht. Die Haube kann einstellbar oder veränderlich sein, um das Verhältnis zwischen den Gasen bestimmen zu können.

Um die Einwirkungszeit verlängern oder verkürzen zu können, kann der Mantel α statt zylindrisch kegelförmig sein. Der größte Durchmesser würde oben zu liegen haben, wenn die Einwirkung verlängert werden soll, und unten liegen, um die Einwirkungszeit zu verkürzen, z. B. wenn das Gas eine große Menge fester Bestandteile enthält, die rasch von der Flüssigkeit aufgenommen werden. Es ist bekannt, den Einfluß der Schwerkraft und Fliehkraft zu vereinigen, um die Bewegung der flüssigen und festen Teile zu regeln. Eine kegelförmige Kammer gemäß Erfindung besitzt aber besondere Vorteile, welche an Hand von Fig. 12 und 13 erläutert werden sollen. Der kegelförmige Mantel α ist zwischen den Ringplatten 33 und 34 befestigt. Der obere Teil des Mantels jst durch eine Glasplatte 35 geschlossen. Die Einlaßöffnungen b für das Gas sind im unteren Teil des Mantels α angebracht, und oberhalb davon befindet sich eine Reihe Öffnungen 36, welche zweckmäßig ebenfalls ungefähr . tangential zum Mantelumfang sitzen, aber entgegengesetzt zu den Öffnungen, b gerichtet sind, wie aus den beiden Hälften der Fig. 13 hervorgeht. Die Flüssigkeit wird z. B. mittels Rohres 37 der Bodenplatte 34 des Gehäuses zugeführt. Wenn der Apparat arbeitet, so

nimmt das sich in drehender Bewegung befindende Gas die Flüssigkeit mit, und diese wird durch Fliehkraftwirkung an dem kegelförmigen Mantel aufwärts bewegt, wird also selbsttätig über die Fläche verteilt, durch welche das Gas eintritt. Wenn die Flüssigkeit die obere Grenze der Lochung erreicht, so kommt sie vor die Öffnungen 36, welche bei ihrer umgekehrten Richtung den Ausfluß der F.lüssigkeit in die Ringkammer 38 gestatten. Von hier geht die Flüssigkeit durch ein Rohr 39 in einen Wasserverschluß 40, 41, um abzulaufen. Man kann aber auch die Flüssigkeit zum Boden des Apparates zurückleiten und wird dann das Rohr 39 nach den punktierten Linien ausführen. Der Flüssigkeitsabfluß wird zweckmäßig mit einem Abschluß versehen, um das Durchtreten von Luft, welche das Abfließen stören oder verhindern könnte, zu vermeiden. Ein Überlaufrohr 42 ist in der. Bodenplatte 34 befestigt und oberhalb derselben der Strömungsrichtung der Flüssigkeit entgegengekrümmt, so daß es die entbehrliche Flüssigkeit leicht aufnimmt. Wie gezeichnet, ist das Rohr mit Wasserverschluß versehen. Man kann die Flüssigkeit nach dem Austritt durch die Löcher 36 und vor dem Wiedereintritt in das Gehäuse erhitzen oder kühlen, z. B. kann in der Ringkammer 38 ein Heiz- oder Kühlrohr angeordnet sein. Gemäß Zeichnung ist das obere Ende der Windleitung c von einem gelochten Zylinder 43 umgeben, dessen Lochung radial gerichtet ist und welcher die Wirbelbewegung des Gases beim Eintritt in die A.bzugsleitung c aufhebt oder vermindert. Die Öffnungen können entsprechend tangential oder zwischen tangential und radial angeordnet sein. Statt einer Reihe von Löchern 36 im Mantel können mehrere Reihen oder andere Hilfsmittel zum Austritt der Flüssigkeit vorgesehen sein. in manchen Fällen kann die Anbringung solcher Löcher überhaupt entbehrlich sein.

In Fig. 7 und 8 sind die an sich bekannten Öffnungen durch Einschnitte und Herauspressen der Teile b der Wandung α erzeugt, um Eintrittskanäle zu schaffen, die ungefähr tangential zur Mantelkrümmung münden. Nach Fig. 7 und 8 stehen die Öffnungen weiter auseinander, während sie in Fig. 9 kleiner und dichter zusammengedrängt sind. Die vorspringenden Teile b können sich auf der Außenseite oder auf der Innenseite des Mantels α befinden. Fig. 10 zeigt Öffnungen 32 in einer verhältnismäßig dicken Platte a, die sehr schräg liegen, um am gebogenen Mantel möglichst tangential gestellt zu sein. '

Wie in Fig. 14 gezeigt ist, können die Gaseinlaßöffnungen gegen die Horizontale geneigt sein, und zwar nach oben oder nach unten. Die Neigung nach unten erleichtert das Herabfallen der festen Teile des Gases und kann angewandt werden, wenn man die Einwirkungszeit zwischen Flüssigkeit und Gas bei verstärkt niederfließender Flüssigkeit vermindern will. Mit einer Neigung der Öffnungen b nach oben wird eine Hebewirkung auf die "Flüssigkeit ausgeübt, welche derjenigen ähnlich ist, die bei der Ausführungsform nach Fig. 12 und 13 erreicht wird, aber keinen kegelförmigen Mantel α erfordert. Die Gasströme erteilen dabei vielmehr der Flüssigkeit direkt eine drehende und eine aufwärts gerichtete Bewegung.

Claims (8)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Herbeiführen einer Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Gasen oder Dämpfen, bei dem Gas- oder Dampfströme auf die Flüssigkeit stoßen und, indem sie sich in einem gekrümmten Wege an einer konkaven Führungsfläche entlang bewegen, ihr Bewegung erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit an oder nahe bei der konkaven Fläche eine verhältnismäßig dünne Schicht bilden, das Gas oder den Dampf' in einer großen Anzahl von dicht nebeneinander befindlichen Strömen auf diese Flüssigkeitsschicht auftreffen und in sie eindringen läßt, indem die Flüssigkeitsteilchen mittels der Gas- oder Dampfströme selbst gleichzeitig umhergeworfen, dadurch aufgebrochen, durch Zentrifugalwirkung gegen die konkave Fläche geworfen und dann ganz oder fast ganz nahe dieser Fläche zurückgehalten werden, wohingegen das Gas oder der Dampf gegen den Krümmungsmittelpunkt hin entfernt und so die Flüssigkeit nach dem Beenden der Wechselwirkung ganz oder fast ganz von ihm getrennt wird.

2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Benutzung einer kreisförmigen Wand mit annähernd tangential zur Krümmung der Wand gerichteten Kanälen oder Löchern für den Eintritt des Gases oder Dampfes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle oder Löcher (b) in großer Anzahl vorhanden sind und dicht nebeneinander liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand von einem schneckenförmig sich allmählich verjüngenden Gehäuse umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gelochte Wand drehbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4,

gekennzeichnet, daß mehrere konzentrisch ineinandergesteckt

dadurch

Wände

sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand von einer verstellbaren oder einstellbaren Haube teilweise umgeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die gelochte Wand sich nach unten verengert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential gerichteten Durchtrittsöffnungen so angeordnet sind, daß in jedem Falle die Achse der Strömungsrichtung durch die Öffnungen geneigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.