DE590364C - Vorrichtung zum Abscheiden von spezifisch schwereren Bestandteilen aus Gasen und Daempfen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Abscheiden von spezifisch schwereren Bestandteilen aus Gasen und Dämpfen Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf die Abscheidung von spezifisch schwereren Beimengungen aus Dämpfen oder Gasen, insbesondere z. B. auf die Entwässerung oder Entölung von Dampf oder Luft durch Fliehkraftwirkung. Es ist bereits bekannt, zu diesem Zwecke das zu trennende Medium in Drehung zu versetzen. Bei einem Teil der bisher bekanntgewordenen Einrichtungen, bei denen größere Drehgeschwindigkeiten Anwendung finden, geschieht dies aber in einer Art, daß turbulente Erscheinungen auftreten, die eine Schichtung nach dem spezifischen Gewicht verhindern. Diese schädlichen Wirbel werden insbesondere durch Führungsrippen an den Stellen höchster Drehgeschwindigkeiten oder durch plötzliche Änderungen, insbesondere Erweiterungen des Strömungsquerschnittes oder der Strömungsrichtung, verursacht.
• Bei anderen Einrichtungen wird die die Ausscheidung bewirkende Fliehkraft dadurch erzeugt, daß der Gas- bzw. Dampfstrom in einer gekrümmten Bahn geführt wird, wobei der Krümmungshalbmesser der Außenbahn stets größer bleiben muß als der Durchmesser des Leitkanals.
• Von den bekannten Einrichtungen, bei denen unter Anwendung von Fliehkraft die zu reinigenden Gase oder Dämpfe durch eine Düse, an deren engsten Stelle (: Öffnungen zu. n Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen angebracht sind und gegebenenfalls daran anschließend durch einen Diffusor zur Energierückgewinnung geführt werden, unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß unmittelbar vor der in der Strömuugsrichtung verlaufenden, glattwandigen Düse in der Leitung bekannte, der Erteilung einer Drehbewegung des Gas- oder Dampfstromes um seine Fortbewegungsachse dienende Leitvorrichtungen angeordnet sind.
• In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Abb. I bis 4 in zwei Ausführungsbeispielen jeweils in Längs- und Querschnitten dargestellt.
• Abb. I und 2 zeigen einen Ölabscheider für größere Dampfmengen. Der Dampf tritt durch den Stutzen I tangential in den Ringraum 2 ein und kommt hierbei in eine drehende Bewegung. Sodann gelangt er durch den Schaufelkranz 3, der einem Turbinenleitapparat ähnelt, in die Düse 4, die sich in der Strömungsrichtung verengt. Durch die Fliehkraft werden die spezifisch schwereren Teile ausgeschleudert und gelangen durch den Ringspalt 5 in den Sammelraum 6, von wo sie durch das Rohr I I einem Ölableiter bekannter Bauart zufließen können. Der entölte Dampf strömt sodann durch die gemäß Abb. I vorteilhaft sich in der Strömungsrichtung erweiternde Düse 7 und durch den Schaufelkranz 8, der ähnlich wie Schaufelkranz 3 ausgebildet ist, in den Ringraum 9, wobei sich seine Drehgeschwindigkeit verlangsamt. Hierbei setzt sich ein Teil seiner lebendigen Kraft in Druck um. Der entölte Dampf fließt sodann durch die Austrittsöffnung io seinem weiteren Verwendungszweck zu. Ferner sind in dem Ringraum 2 und im Ringraum 9 Abflußöffnungen 12 und I3 vorgesehen, die ebenfalls zum Ölableiter führen und durch die das allenfalls schon vor der Hauptausscheidung oder auch nach derselben noch ausfallende Öl abfließt.
• Die Deckel 14 und I5 der Düsenkörper könnten eben ausgebildet sein oder, wie in der Abb. I dargestellt, einen Führungskegel bilden, wodurch der Drehstrahl eine gute Führung erhält. Die Führung des Strahles wird auch durch die der Verbindung der beiden Deckel dienende Schraube I6 verbessert, die den Übergang des einen Kegels in den anderen vermittelt.
• Die Vergrößerung der Drehgeschwindigkeit und die dadurch verursachte verstärkte Fliehkraftwirkung ist in dem eben geschilderten Ausführungsbeispiel durch Einschnürung des rotierenden Strahles erzielt worden. Ebenso bewirkt die später folgende Erweiterung des rotierenden Strahles eine Verringerung der Drehung.
• Dies ergibt sich aus der im folgenden angeführten physikalischen Erscheinung: Die konische Düse übt auf den drehenden Strahl kein Drehmoment aus, daher gilt bezüglich der Drehbewegung des Strahles der Flächensatz. Heißt also r der Radius eines Teilchens, # dir Winkelgeschwindigkeit und u-r## die Umfangsgeschwindigkeit desselben, so gilt n r = konstant, gelangt daher ein Teilchen auf seinem Schraubenweg aus dem Radius r1 in den Radius r2, so ist u2 r2 = u1r1 oder u2/u1 = r1/r2, d. h. die Umfangsgeschwindigkeiten verhalten sich verkehrt wie die Radien, oder: in einem Drehstrahl mit veränderlichem Querschnitt verhalten sich die Tangentialgeschwindigkeiten an der Wand der Düse in zwei Querschnitten verkehrt wie die Halbmesser dieser Querschnitte.
• Die Fliehkraft, die ein Teilchen erfährt, ist sodann je Masseneinheit in den beiden Punkten I und 2, F1 = u12/r1 und F2 = u22/r2 oder F2/F1=u22/u12#r1/r2 oder zusammen mit obiger Gleichung r1 r.2 schließlich F2 /F1 = #r1/r2#3, d. h. bei der Einschnürung eines rotierenden Strahles mittels einer glattwandigen Düse verhalten sich die Fliehkräfte an der Düsenwand verkehrt wie die dritten Potenzen der Halbmesser der jeweiligen Querschnifte. Bei einer Einschnürung auf die Hälfte des Halbmessers würde demnach die Fliehkraft an der Düsenwand sich auf den achtfachen Wert erhöhen. Für die inneren Stromfäden ist diese Vers'tärkung entsprechend größer.
• In den Abb. 3 und 4 ist ein Entöler für Preßluft dargestellt. Der Leitapparat 3 setzt den Strahl in Drehung. Die Einschnürung des Strables erfolgt bei 4, die Ölabfuhr durch die Öffnungen 5' der Nut 5 in den Raum 6 bzw. II, die Erweiterung des Strahles bei 7.
• Ein Austrittsleitapparat ist hierbei nicht angewendet. Die Ein- und Austrittsöffnung sind gleichachsig angeordnet. Die Nut 5 kann auch fortgelassen werden. An Stelle von mehreren Öffnungen 5' kann auch nur eine einzige vorgesehen sein.
• Die vorbeschriebenen Abscheider können auch in zwei oder mehreren parallelen Wegen angeordnet werden, um die Abmessungen des Drehstrahles zu verkleinern und um gegebenenfalls die bei größeren Abmessungen möglichen und störenden turbulenten Bewegungen zu vermeiden.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H : Vorrichtung zum Abscheiden von spezifisch schwereren Bestandteilen aus Gasen oder Dämpfen, bei welcher unter gleichzeitiger Anwendung von Fliehkraft die zu reinigenden Gase oder Dämpfe durch eine Düse, an deren engsten Stelle Öffnungen zum Abführen der ausgeschiedenen Verunreinigungen angebracht sind und gegebenenfalls daran anschließend durch einen Diffusor zur Energierückgewinnung geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der in der Strömungsrichtung verlaufenden, glattwandigen Düse (4) in der Leitung bekannte, der Erteilung einer Drehbewegung des Gas- oder Dampfstromes um seine Forthewegungsachse dienende Leit vorrichtungen (3) angeordnet sind.