FI57536B

FI57536B - ANALYZING FOLLOWING AVOID DROPPAR UR GASER

Info

Publication number: FI57536B
Application number: FI2955/73A
Authority: FI
Inventors: Ulrich Regehr; Siegfried Bulang
Original assignee: Ulrich Regehr
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1980-05-30
Also published as: ZA737299B; SU564777A3; BE804775A; DE2246475B1; JPS5414778B2; FR2200037A1; NL156608B; IT998556B; CH561562A5; DE2246475C2; JPS4993963A; ES418178A1; CA1010381A; BR7307334D0; GB1446604A; NL7312977A; SE401323B; FI57536C; FR2200037B1

Description

ESF7I [B] (11)KUULUTUSJULKAISU c 7 c 7 r 11 ' * UTLÄGG N I NGSSKRI FT O f D Ö Ό 2¾¾ C (45) ^ v ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 B 01 D 45/08 SUOM I—-FI N LAN D (21) P»t«nttlh»ktmui — P»t»nt»w5knln| 2933/73 (22) Mik«mliptlvt — AntAknlnftdti 21.09*73 (23) Alkupilvl — Glltl|h«t*d»* 21.09.73ESF7I [B] (11) ANNOUNCEMENT c 7 c 7 r 11 '* UTLÄGG NI NGSSKRI FT O f D Ö Ό 2¾¾ C (45) ^ v ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 B 01 D 45 / 08 FINLAND I —- FI N LAN D (21) P »t« nttlh »ktmui - P» t »nt» w5knln | 2933/73 (22) Mik «mliptlvt - AntAknlnftdti 21.09 * 73 (23) Alkupilvl - Glltl | h« t * d »* 21.09.73

(41) Tullut lulklMkil — Bllvlt offentllj 2 3.0 3.7 U(41) Tullut lulklMkil - Bllvlt offentllj 2 3.0 3.7 U

Patentti·]· rekisterihallitus (44) Nlhtivlkilpanon ]« kuuklulkalsun pvm. —Patent ·] · National Board of Registers (44) Nlhtivlkilpanon] «moonwill date. -

Patent· och registerstyrelsen Aiwttktn utlagd och utUkrift«n pubiicerad 30.05.80 (32)(33)(31) Pyydetty «uoikw*—B.gird priority 22.09.72Patent · och registerstyrelsen Aiwttktn utlagd och utUkrift «n pubiicerad 30.05.80 (32) (33) (31) Pyydetty« uoikw * —B.gird priority 22.09.72

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2246475·1 Toteennäytetty-Styrkt (71) Ulrich Hegehr, Susterfeld 65» 51 Aachen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Ulrich Regehr, Aachen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE), Siegfried Bulang, Kerkrade/West, Hollanti-Holland(NL) (74) Forssen & Salomaa Oy (5I+) Laite pisaroideh erottamiseksi kaasuista - Anordning för avskiljande av droppar ur gaserFederal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) P 2246475 · 1 Proven-Styrkt (71) Ulrich Hegehr, Susterfeld 65 »51 Aachen, Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Ulrich Regehr, Aaven, German, Aachen ), Siegfried Bulang, Kerkrade / West, Netherlands-Netherlands (NL) (74) Forssen & Salomaa Oy (5I +) Apparatus for separating droplets from gases - Anordning för avskiljande av droppar ur gaser

Keksintö koskee laitetta pisaroiden, etupäässä pienien pisaroiden erottamiseksi virtaavista kaasuista, muodostuen joukosta yhdensuuntaisia, välimatkan päähän toisistaan järjestettyjä erotusseiniä, joilla on kaarenmuotoinen tai puolisuunnikkaan muotoinen poikkileikkaus ja sisäänvirtausosa ja ulosvirtausosa sekä jotka on varustettu johtokouruilla sekä lisäksi kohtisuoraan erotusseinien suhteen järjestetyillä kammioerotusseinillä.The invention relates to an apparatus for separating droplets, in particular small droplets, from flowing gases, consisting of a plurality of parallel, spaced-apart partition walls having an arcuate or trapezoidal cross-section and inflow and outflow sections and further provided with guide grooves and

Tällaisia laitteita käytetään ns. pisaraerottimina esimerkiksi jäähdytystomeissa tai vastaavissa, ja järjestetään yleensä erillisten rakennelmien tai vaippojen sisään. Useita tällaisia laitteita voidaan liittää yhteen päällekkäin tai vierekkäin kokonaisiksi pattereiksi, mutta myös jakaa.Such devices are used in the so-called. as droplet separators, for example in cooling atoms or the like, and are generally arranged inside separate structures or casings. Several such devices can be connected together or side by side into complete radiators, but can also be divided.

Ennestään tunnetuissa, kuvatun tyyppisissä pisaranerottimissa (ks. esim. Euroform-prospekti T 271 ja saksalainen hakemusjulkaisu 1 544 115) ovat erotinseinät tasaisia seiniä, mitkä on taivutettu tai muotoiltu puolisuunnikkaan muotoisiksi vir-taussuunnassa. Johtokourut on puristettu pitkin toista sivua ja ne muodostuvat toimintamielessä erillisistä kouruista, mitkä on järjestetty ainoastaan erotus- 57536 2 / seinien alueelle, eli kalteviin puolisuunnikassivuihin. Siten tulee nuolimuoto tulosivulla virtaussuunnan vastaiseksi ja raenosivulla samaan suuntaan kuin virtaus. Yhdessä kammioerotusseinien kanssa muodostuu siten märättyjä virtauskammi-oita, joissa kaasuvirtaa ohjataan. Siten aikaansaadaan hitausvoimia, mitkä pakottavat mukanaolevat pisarat erotusseiniä vasten. Johtokourujen alueella yhtyvät yksityiset pisarat mennäkseen ulos pisaraerottimesta enemmän tai vähemmän pitkin kamnioerotusseiniä. Johtokourut on muodostettu siten, että ne voivat kerätä pisarat.In previously known droplet separators of the type described (see, for example, Euroform-Prospectus T 271 and German Application Publication No. 1,544,115), the partition walls are flat walls which are bent or shaped into a trapezoidal shape in the flow direction. The guide troughs are pressed along the other side and functionally consist of separate troughs, which are arranged only in the area of the partition walls, i.e. on the inclined trapezoidal sides. Thus, the arrow shape on the inlet side becomes opposite to the flow direction and on the grain side in the same direction as the flow. Together with the chamber partition walls, certain flow chambers are thus formed in which the gas flow is controlled. Thus, inertia forces are provided which force the accompanying droplets against the partition walls. In the area of the conduits, private droplets coalesce to go out of the droplet separator more or less along the chamber separation walls. The cable trays are formed so that they can collect droplets.

Laitteiden kuvatut suoritusmuodot pisaroiden erottamiseksi virtaavista kaasuista ovat suurin piirtein osoittautuneet tyydyttäviksi, mutta muodostuvat kalliiksi siten, että koko laite täytyy muodostaa erikoisella tavalla eri tarkoituksiin.The described embodiments of the devices for separating droplets from flowing gases have proved to be approximately satisfactory, but are expensive so that the entire device must be specially designed for different purposes.

Kun käyttöolosuhteet vaihtelevat erikoisissa erotustehtävissä ja siksi vaadittaisiin leveänauhaerotusta, ei ennestään tunnettujen laitteiden erotusaste ole riittävän laaja ja sitä täytyy siksi parantaa.When the operating conditions vary in special separation tasks and therefore a wideband separation would be required, the degree of separation of the previously known devices is not wide enough and must therefore be improved.

Tämän keksinnön tarkoitus on nyt parantaa kuvatun tyyppisen laitteen erotusastet-ta leveämmällä nauhalla, mutta luoda samalla mahdollisuudet voida yksinkertaisella tavalla sovittaa laite erilaisiin erotustehtäviin.The object of the present invention is now to improve the separation degree of a device of the type described with a wider strip, but at the same time to create the possibility of being able to adapt the device to different separation tasks in a simple manner.

Keksinnölle on tunnusomaista, että erotusseinillä on aallonmuotoinen profilointi aallonpohjineen ja aallonhuippuineen, jotka erotusseinien keskialueella kulkevat nuolenmuotoisesti yhteen ja joiden pituusakseli kulkee vinosti virtaussuunnan suhteen ja että aallonmuotoinen profilointi liittyy molemmilla sivuilla profi-loimattomiin poistovyöhykkeisiin, jotka vuorostaan liittyvät kammioerotusseiniin.The invention is characterized in that the partition walls have a wave-shaped profiling with corrugations and wave peaks which in the middle of the partition walls intersect in an arrow shape and whose longitudinal axis extends obliquely with respect to the flow direction and that the waveform profiling is associated with

Keksintö ei toimi enää pääasiassa tasaisten erotusseinien kanssa, joilla on kaari-mainen tai puolisuunnikkaan muotoinen poikkileikkaus, mitkä ainoastaan tietyiltä alueilta on varustettu erillisillä, toisistaan riippumattomilla johtokouruilla, vaan sen asemesta aaltolevyillä, joilla on mainittu profilointi koko pinnallaan, ja jotka sen lisäksi ovat kaarimaisesti tai puolisuunnikkaan muotoisesti taivutettuja. Näiden aaltolevyjen aallotuksilla voi olla hyvin erilaisia muotoja.The invention no longer works mainly with flat partitions with an arcuate or trapezoidal cross-section, which are provided with separate, independent guide troughs only in certain areas, but instead with corrugated plates having said profiling over their entire surface and which are also arcuate or trapezoidally bent. The corrugations of these corrugated sheets can have very different shapes.

Yleensä toimitaan sinimuotoisella tai puolisuunnikasmuotoisella aallotuksella. Aallotus ulottuu samanmuotoisesti yli erotusseinien koko pinnan laskuvyöhykkeeseen tai -vyöhykkeisiin asti. Jos siten konstruoitu laite on mitoitettu erikoista erotustehtävää varten vallitsevien konstruktioperiaatteiden mukaisesti, niin toimii se hämmästyttävän leveänauhaisesti, so. moitteettomalla erotuksella myös hyvin vaihtelevissa erilaisissa käyttöolosuhteissa. Tämä teho voi riippua enemmän tai vähemmän homogeenisesta, isotrooppisesta turbulenssista, mihin aallotus pakottaa kaasut, ja mikä hallitsee virtausolosuhteita erotuskammiossa kammioerotus- 3 57536 seiniin asti. Kammioerotusseinien alueella aiheuttavat nämä ja profiloimattomat laskuvyöhykkeet sen, että homogeeninen, isotrooppinen turbulenssi muuttuu aniso-trooppiseksi turbulenssiksi. Siten jaetaan kaasumainen faasi virtausvyöhykkeeseen, missä on homogeeninen, isotrooppinen turbulenssi ja vyöhykkeeseen, missä on epähomogeeninen, anisotrooppinen turbulenssi ja pysyväinen virtaus. Hitausvoimien vaikutuksen seurauksena menevät pisarat sen rajapinnan läpi, mitä rajoittaa isotrooppisella virtauksella varustettu vyöhyke ja vyöhykkeelle, missä on anisotrooppinen turbulenssi ja pysyvä vedenvirtaus. Tämä vahvistaa perinteistä erotustapah-tumaa. Samalla parannetaan nesteen ulosjuoksua erottimesta, koska aikaansaadaan anisotrooppisella turbulenssilla ja pysyvällä vesivirtauksella varustettu vyöhyke, mikä ei aiheuta mitään häiritseviä voimia ulosmenevään nesteeseen. Sovittaminen erilaisiin erotustehtäviin on yksinkertaista, ja itse asiassa on riittävää ainoastaan vaihdella erotusseinien välimatkaa. Samanaikaisesti tämän kanssa saavutetaan myös yksinkertainen valmistus. Kammioerotusseinät voivat nimittäin puolestaan työntyä erotusseinien sisäänvirtaus- ja vastaavasti ulosvirtausosien yli ja olla yhdistetyt liitoslistoin. Siten on mahdollista muodostaa kammioerotusseinät itse listoiksi, jolloin erilevyisten listojen vaihto mahdollistaa sovituksen erilaisiin erotustehtäviin.Usually operated by sinusoidal or trapezoidal corrugation. The corrugation extends uniformly over the entire surface of the partition walls to the landing zone or zones. If the device thus constructed is dimensioned for a special separation task in accordance with the prevailing construction principles, then it operates in an surprisingly wide band, i.e. with perfect separation even in very different different operating conditions. This power may depend on the more or less homogeneous, isotropic turbulence to which the corrugation forces the gases, and which controls the flow conditions in the separation chamber up to the chamber separation walls. In the region of the chamber separation walls, these and non-profiled landing zones cause homogeneous, isotropic turbulence to be converted to aniso-tropical turbulence. Thus, the gaseous phase is divided into a zone of homogeneous, isotropic turbulence and a zone of inhomogeneous, anisotropic turbulence and constant flow. As a result of the effect of inertia forces, droplets pass through the interface bounded by the zone with isotropic flow and to the zone with anisotropic turbulence and constant water flow. This reinforces the traditional separation event. At the same time, the outflow of liquid from the separator is improved by providing a zone with anisotropic turbulence and constant water flow, which does not cause any disturbing forces to the outgoing liquid. Adaptation to different partitioning tasks is simple, and in fact it is sufficient only to vary the distance between the partition walls. Simultaneously with this, simple manufacturing is also achieved. Namely, the chamber partition walls can protrude over the inflow and outflow parts of the partition walls, respectively, and be connected by connecting strips. Thus, it is possible to form the chamber partition walls into strips themselves, whereby the exchange of strips of different widths makes it possible to adapt to different separation tasks.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen voidaan käyttää erilaisia rakenneaineita. Erikoisesti voi tulla kysymykseen muovi. Koska kuitenkin erotusseinät on laskuvyöhyk-keisiin asti varustettu jatkuvalla aallotuksella, on usein sopivinta käyttää metallista ainetta, mikä tekee levyjen profiloinnin hyvin yksinkertaiseksi. Siksi on tapana keksinnön mukaisissa laitteissa valmistaa ainakin erotusseinät ja mahdollisesti myös muut rakenneyksityiskohdat korroosiokestävästä krominikkeliteräksestä tai jostakin muusta sopivasta metallisesta aineesta.Various building materials can be used in the device according to the invention. Plastic in particular may come into question. However, since the partition walls are provided with continuous corrugation up to the lowering zones, it is often most suitable to use a metallic material, which makes the profiling of the plates very simple. Therefore, it is customary in the devices according to the invention to make at least the partition walls and possibly also other structural details of corrosion-resistant chromium-nickel steel or some other suitable metallic material.

Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin yhdestä suoritusesimerkistä. Piirustuksissa esittää kuvio 1 päälikuvaa keksinnön mukaisesta laitteesta, kuvio 2 leikkausta pitkin kuvion 1 linjaa A-A ja kuvio 3 tasokuvaa kuvion 1 laitteesta, nähtynä nuolen B suunnassa.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings of one exemplary embodiment. In the drawings, Figure 1 shows a plan view of the device according to the invention, Figure 2 is a section of Figure 1 along line A-A and Figure 3 is a plan view of the apparatus of Figure 1, seen in the direction of arrow B.

Kuviossa esitetty laite 1 toimii pisaroiden, etupäässä pienien pisaroiden erottamiseksi virtaavista kaasuista.The device 1 shown in the figure works to separate droplets, mainly small droplets, from flowing gases.

Perusrakenne muodostuu useasta yhdensuuntaisesta, välimatkan päähän toisistaan järjestetystä erotusseinästä 2, joilla suoritusesimerkin mukaan on kuviossa 2 näkyvä, puolisuunnikkaan muotoinen poikkileikkaus, ja mitkä on varustettu osalla 3 virtauksen sisääntuloa ja osalla 4 sen ulosmenoa varten. Nuolet S osoittavat virtaa-van kaasun virtaussuunnan. Lisäksi on erotusseiniin 2 järjestetty johtokourut 5 4 57536 erotettujen pisaroiden ohjaamiseksi. Laitteeseen kuuluu vielä kohtisuoraan erotus-seinien suhteen 2 järjestetyt kammioerotusseinät 6.The basic structure consists of a plurality of parallel, spaced-apart partition walls 2, which according to an exemplary embodiment have a trapezoidal cross-section as shown in Fig. 2, and which are provided with a part 3 for the flow inlet and a part 4 for its outlet. Arrows S indicate the direction of flow of the flowing gas. In addition, guide troughs 5 4 57536 are arranged in the partition walls 2 to guide the separated droplets. The device further comprises chamber partition walls 6 arranged perpendicular to the partition walls 2.

Kuviossa esitetään ainoastaan muutamia harvoja erotuseiniä 2 ja kammioerotusseiniä 6. Erotusseinät 2 ja kammioerotusseinät 6 voidaan käytännössä koota yhteen halutun suuruisiksi laitteiksi, joita vuorostaan voidaan järjestää toistensa päälle ja viereen siten, että kuvatuista rakenneosista voidaan koota patteristontapai-sia laitteita 1 hyvin suuria virtaavia kaasumääriä varten. Voidaan kuitenkin suorittaa myös kuviossa 2 katkoviivalla C-C esitetty jakaminen.The figure shows only a few partition walls 2 and chamber partition walls 6. The partition walls 2 and the chamber partition walls 6 can in practice be assembled into devices of the desired size, which in turn can be arranged on top of and next to each other so that very large flows can be assembled from the described components. However, the division shown by the broken line C-C in Fig. 2 can also be performed.

Tarkasteltaessa kuvioita 1-3 havaitaan, että erotusseinillä 2 on aallonmuotoinen profilointi, jolloin aallonpohjat 7 muodostavat johtokourut erotetuille pisaroille. Tällöin on näissä aallonmuotoisesti profiloiduissa erotusseinissä 2 aallon-huiput 8 ja aallonpohjat 7, joiden pituusakselit kulkevat vinosti virtaussuunnan suhteen ja mitkä sen lisäksi suoritusesimerkissä yhtyvät nuolenmuotoisesti erotus-seinien 2 keskialueella. Tämä on esitetty kuviossa 1, missä aallonhuiput 8 kuvataan suhteellisen paksuilla viivoilla ja aallonpohjat 7 suhteellisen ohuilla viivoilla. Molempiin sivuihin liittyvät profiloimattomat laskuvyöhykkeet 9.Looking at Figures 1-3, it is observed that the partition walls 2 have a wave-shaped profiling, whereby the corrugation bases 7 form conduits for the separated droplets. In this case, these wave-shaped profiled partition walls 2 have wave peaks 8 and corrugation bases 7, the longitudinal axes of which run obliquely with respect to the flow direction and which, in addition, in the embodiment form converge in an arrow-shaped manner in the central region of the partition walls 2. This is shown in Figure 1, where the wave peaks 8 are depicted by relatively thick lines and the wave bottoms 7 by relatively thin lines. Unprofiled landing zones associated with both sides 9.

Suoritusesimerkissä ja keksinnön edullisessa suoritusmuodossa on erotusseinät 2 kiinnitetty kammioseinissä 6 oleviin rakomaisiin uriin 10. Kammioerotusseinät 6 työntyvät puolestaan yli erotusseinien tulo-osan 3 ja vastaavasti meno-osan 4 ja on yhdistetty liitoslistoilla 11. On selvää, että kammioerotusseinät 6 on siten muodostettu listoiksi, mitkä voivat olla eri levyisiä. Tämä mahdollistaa ilman vaikeuksia sovittamisen eri käyttöolosuhteisiin. Jos laite on mitoitettu tiettyä määrättyä erotustehtävää varten, niin se toimii hämmästyttävän leveänauhaisesti tällä erotusalueella erotusasteen suhteen. Profilointi 7,8 ei palvele ainoastaan neste-erotusta, vaan estää myös pisaroiden roiskumisen. Roiskuneet pisarat joutuisivat muuten takaisin kaasuvirtaan ja huonontaisivat erotusastetta. Profiloinnilla 7,8 erotusseinien 2 alueella, minkä pisarat kohtaavat, saadaan erottuminen huomattavalle joukolle näistä. Sisäänvirtausosa 3 on pidetty oleellisesti pienempänä kuin ulosvirtausosa 4. Siten, että ulosvirtausosa 4 on oleellisesti suurempi, parannetaan erotusastetta lisää, koska roiskuneet pisarat täällä taas kohtaavat profiiliseinät 7,8 ja sen vuoksi erottuvat. Tällä keksinnön suoritusmuodolla on siksi erittäin suuri merkitys.In the exemplary embodiment and the preferred embodiment of the invention, the partition walls 2 are fixed to the slotted grooves 10 in the chamber walls 6. The chamber partition walls 6 in turn project over the inlet part 3 and outlet part 4 of the partition walls and are connected by connecting strips 11. It is clear that the chamber partition walls 6 can be of different widths. This makes it easy to adapt to different operating conditions. If the device is dimensioned for a specific separation task, then it operates in an amazingly wide band in this separation range with respect to the degree of separation. Profiling 7.8 not only serves liquid separation, but also prevents droplets from splashing. Splashed droplets would otherwise be returned to the gas stream and degrade the degree of separation. Profiling 7.8 in the region of the partition walls 2 which the droplets meet gives a separation to a considerable number of these. The inflow part 3 is kept substantially smaller than the outflow part 4. By making the outflow part 4 substantially larger, the degree of separation is further improved, because the splashed droplets here again meet the profile walls 7.8 and therefore separate. This embodiment of the invention is therefore of great importance.

Claims

5,57536 Patent applications

An apparatus for separating droplets, in particular small droplets, from flowing gases, comprising a plurality of parallel, spaced apart partition walls (2) having an arcuate or trapezoidal cross-section and an inflow portion (3) and an outlet portion (4) and having (5) and in addition chamber chambers (6) arranged perpendicular to the partition walls (2), characterized in that the partition walls (2) have a wave-shaped profiling with corrugations (7) and a wave peak (8) extending in an arrow-shaped manner in the central region of the partitions (2). the longitudinal axis runs obliquely with respect to the flow direction (S), and that the wave-shaped profiling (7, 8) is associated on both sides with non-profiled outlet zones (9), which in turn are connected to the chamber separation walls (6).

Device according to Claim 1, characterized in that the chamber partition walls (6) project over the inflow part (3) and the outflow part (4) of the partition walls (2), respectively, and are connected by connecting strips (11).