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Vom Staläggasstr®m in einer ebenen Spirale durchströmter Hiehkraftstaubabscheider
Es ist ein F lieehkraftstaubabscheider bekannt, den ein Staubgasstrom in Form einer
ebene. Spirale durchströmt und der mit einer Staubabschälöffnung am Umfang und einem
axialen Reingasaaslaß in Gestalt eines zylindrischem Rostes versehen ist, der aus-
entgegengesetzt zum Drehsinn des Gasstromes gerichteten Schaufeln besteht. Die rückwärts
gerichteten Schaufeln bedingen, daß das im Abscheidergehäuse in der Nähe der Schaufeln
kreisende, durch die Fliehkraft schon teilweise gereinigte Gas eine scharfe Richtungsänderung
erfahren muß, um den Reingasauslaß zu erreichen, wohingegen die darin noch enthaltenen
Staubteilchen infolge ihrer ta bentialen Trägheit und ihres Anpralles an die Schaufeln
zum größere 'peil in dein Wirbelraum verbleiben bzw. darin zurückkehren, so daß
.auch sie durch Fliehkraft an die Gehäusewand geschleudert und durch die Abschälöffnung
abgeführt werden können.
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Die Erfindung bezweckt, dien bekannten Staubabscheisler so zu verbessern,
daß die staubabscheidende Wirkung verstärkt, der Widerstand des Abscheiders aber
nicht vergrößert wird. Sie beruht auf der bereits er= wähnten bekannten Tatsache,
daß das Gas auf seinem IÄTege aus, dem Wirbelraum zum Reingasaustritt scharf umgelenkt
werben, d. h. der Anstellwinkel der Schaufeln klein sein muß, und weiter, daß die
mittlere Absa.uggeschwindigkeit in den zwischen den Schaufeln gebildeten spaltförmigen
Kanälen niedrig zu .halten ist. Wird ja wegeaa der Ablösung der Strömung von der
Schaufelrückseite stets nur ein Teil des Querschnitts dieser Kanäle für den Durchgang
des Gasstromes ausgenutzt, so .daß bei höherer mittlerer Absauggeschwindigkeit die
Gasgeschwindigkeit an der Ablenkstelle und damit der mit der zweiten Potenz dieser
Geschwindigkeit proportionale Widerstand unzulässig hoch werden würde.
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Die niedrige mittlere Absauggeschwin.digkeit bedingt einen im Verhältnis
zum Querschnitt der Rohgaseintrittsöffnung großen Gasaustrittsquerschnitt. Diese
Vergrößerung
des Austrittsquerschnitts läßt sich dadurch erzielen,
daß man die rechtwinklig zu den Schaufehl gemessene Breite der spaltförmigen Kanäle
vergrößert. Das ist bei einer gegebenen Schaufelzahl, die einen Mindestwert nicht
unterschreiten darf, nur durch Vergrößerung des Anstellwinkels der Schaufeln zu
erzielen, was aber unvermeidlich die Staubabscheidung ungünstig beeinflußt.
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Der Erfindung liegt nun die Erkesintrois zugrunde, daß den beiden
einander scheinbar widersprechenden Bedingungen des kleinen Anstellwinkels und der
kleinen mittleren Austrittsgeschwindigkeit dadurch gleichzeitig entsprochen werden
kann, d.aß man zwischen der den beschaufelten Reingasauslaß. umhüllenden Mantelfläche
einerseits, dein lichten Querschnitt des Rohgaseinlasses anderseits ein bestimmtes
Verhältnis wählt, und zwar dahingehend, daß erstere mindestens das Achtfache des
letzteren beträgt.
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Hierzu ist zu berücksichtigen, daß bei einem im Schrifttum dargestellten
Abscheider der bekannten Gattung das betreffende Verhältnis ungefähr gleich 6 beträgt,
diesem Schrifttum aber nicht die Erkenntnis zu entnehmen ist, daß es auf die Wahl
eines Mindestwertes für dieses Verhältnis ankommt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Fig. i ist die Seitenansicht eines Entstaubers nach der Erfindung
mit Einzelteilen im Schnitt.
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Fig. z ist ein Querschnitt durch den Abscheider nach Fig. i.
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Fig.3 zeigt eine Weitere Ausführungsform, von der die Fig.4 bis 6
Querschnitte in einzelgen Höhen nach den Linien IV-IV, V-V bzw. VI-VI darstellen.
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Die Fig.7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform.
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Aus den Figuren ergibt sich der folgende Aufbau des Staubabscheiders.
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Das Gehäuse i enthält in der Nähe des Eintrittsstutzens 2 eine um
den Zapfen 4 schwenkbare Regelklappe 3. Mit 5 ist der Reingasaustrittsstutzen bezeichnet,
der im vorliegenden Fall z. B. einen Schornstein darstellt. Im Übergang zum Reingasauslaß
sitzt ein zylinderförmiger Rost 6 aus Schaufeln, die rückwärts zur Bewegungsrichtung
des Staubgasstromes gestellt sind. Diese Schaufeln. können entweder gekrümmt oder
gerade sein. In den Fig. i bis 6 ist angenommen, daß diese Schaufelung 6 in irgendeinem
Schlot angebracht ist. Zur Einfassung der Schaufeln dienen Hauben 7 und B. Für die
Versteifungen des Schlotes -5 sind die Leisten c) vorgesehen, die aber für die Ausführung
der Erfindung keine Rolle spielen. Mit - i o ist eile an sich bekannte Abschälkante
für die Staubhaut bezeichnet, die sich beim Betrieb des Staubabscheiders an der
Außenwand des Abscheiders anreichert. Neben dem Hauptabscheider liegt ein in dieser
Schaltung ebenfalls bekannter Nachabscheider i i.
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Aus dieser Beschreibung der Fig. i und 2 ergibt sich ohne weiteres
folgende Wirkungsweise: Das Staubgas tritt durch den Kanal 2 in den Abscheider i
ein. Der größte Teil des Staubes reichert sich mit einem verhältnismäßig geringen
Gasgehalt an der Außenwandung an, um durch den Schlitz io in den Nachabscheider
i i überzutreten. Das halb gereinigte Gas strömt an den Schaufeln entlang, wobei
fortwährend Teilströme zwischen den Schaufeln entweihen. Da hierbei der Gasstrom
eine sehr scharfe Umlenkung durchmachen muß, werden die noch in diesem Teilstrom
schwebenden Staubteilchen ausgeschleudert, und zwar erreichen sie unmittelbar. den
Hauptstrom um die Schaufeln, oder sie prallen gegen die Schaufeln und" erreichen
so. wieder den Hauptstrom. Da die Staubteilchen, die sich ursprünglich an der Innenseite
des gekrümmten Teilstroms befanden, die ganze Breite dieses Teilstroms durchlaufen
müssen, bevor sie den Hauptstrom um die Schaufeln erreichen, hat eine durch einen
kleinen Anstellwinkel bedingt ,geringe Breite der zwischen den Schaufeln befindlichen
Schlitze einen sehr guten Einfluß.
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Das Renngas tritt .durch die Spalte in den Schaufeln 6 auf dem ganzen
Umfang in den Reingaskanal 5 über. Der Querschnitt der Spalte zwischen den Schaufeln
6 ist trotz des kleinen Anstellwinkels dadurch wesentlich größer als der F-intrittsquersclLnixt
2, daß die Fläche der Umhüllenden des beschaufelten Reingasaustritts mehr als das
Achtfache der Eintrittsfläche, d. h. des lichten Querschnitts des Rohgaseinlasses,
,beträgt.
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Fig. 3 stellt eine Sonderausführung des neuen Abscheiden dar, der
einen Vor- und Nachabscheider ineinandergebaut enthält. Wie aus den Fig. 3 und 5-ersichtlich
ist, handelt es sich wiederum um einen Abscheider i mit Eintrittsstutzen 2, einer
Regelklappe 3 mit Drehpunkt q. im Eintrittsstutzen sowie einer sehr großen Schaufelung
6 mit Hauben 7 und 8 sowie Versteifungen 9. Auch dieser Abscheider kann an einen
Schlot oder Kamin angebaut sein. Die Besonderheit dieses Abscheiders besteht darin,
daß die Abschälkante i o für den Staübgasstrom, wie die Fig. 3 und 5 erkennen lassen,
gemäß dem tiefer gelegenen Schnitt nach Fig.4 durch einen Umführungskanal38 zu einem
Eintrittsstutzen 4,3 eines Nachabscheiders 44 führt, dem ein Spirälgehäuse 45 vorgelagert,
ist. Dieses
Spiralgehäuse. zeigt Fig. ¢ besonders deutlich, während
die Fig.3 und 6 den Teil veranschaulichen. Mit 41 sind Leitschaufeln bezeichnet,
die den tangentialen Eintritt der Gase in den Nachabscheider bezwecken. Der endgültige
und einzige Staubaustritt aus dem Abscheider erfolgt durch den Auslaß 47.
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Die Abb.7 und 8 zeigen einen Abscheider mit waagerechter Achse,, unmittelbar
mit einem Ventilator 38 verbunden. Der allgemeine Aufbau des Abscheiders ist dem
Aufbau des Abscheiders nach Abb. y und 2 ähnlich. Jedoch sind die Schaufeln 6 so
angeordnet, daß sie umlaufen können. Der Auslaß 37 des Abscheiders ist unmittelbar
mit dem Einlaß 39 des Ventilators 38 verbunden. Der Schaufelkranz q0 sitzt auf der
außen angetriebenen Welle ¢i. Wenn die Umlaufzahl des, Schaufelkranzes ¢o -die gleiche
ist wie die des Flügelrades 42 des Ventilators, können sowohl der Schaufelkranz
als auch das Flügelrad auf einer Welle sitzen, wie in der Abbildung dargestellt
ist.
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Dank diesen umlaufenden Schaufeln kann die Relativgeschwindigkeit
der Gase längs der Schaufeln sehr hoch aufgeführt werden, ohne daß- die absolute
Geschwindigkeit der Gase im Abscheider und folglich auch der Widerstand des Abscheiders
vergrößert wird.