管子和用于安装在管子中的导向元件

摘要

本发明涉及一种用于导通或导出湿气体的管子，特别是用于导通或导出经湿洗的烟气的管子。所述管子在其内壁上具有螺旋形构成的导向元件。通过这种设计减少了管子的液滴携带或液滴喷出。此外本发明还涉及一种用于安装到这种管子中的导向元件。所述管子优选是湿烟囱。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于导通或导出湿润的气体的管子，特别是用于 导通或导出受到湿洗的烟气的管子。

背景技术

在湿洗机之后，特别是烟气的湿洗机之后，目前为止在很多情况 下使用热交换器形式的再加热装置，或者通过利用气体燃烧器来直接 输入能量的再加热装置，以便输送湿气通过可高达400m的大型烟囱。 以这种方式可以避免从烟囱中喷出大的液滴，所述液滴可能直接在烟 囱附近落到地面上。但这种装置非常昂贵并需要大量维护，或者需要 高的能量消耗。

因此，新式的设备装备有所谓的湿烟囱，所述湿烟囱大约250m 高。这里借助于湿式洗涤机前面或后面的增压鼓风机来实现气体输送。 但由于湿气在到达烟囱出口的路途上的冷却会在烟囱内部出现大量的 冷凝物，并因此会从烟囱中喷出大的液滴，所述液滴可能直接在烟囱 附近(设备、地区)落到地面上。目前为止除了非常简单的排水装置， 只在少数情况下在大型烟囱中安装内置件，例如轴向气旋分离器，因 为这种内置件由于烟囱中的高速度会导致非常高的能量损失并且目前 为止也不构成在液滴导出方面令人满意的解决方案。

此外，为了降低液滴喷出，在很多湿烟囱中还装入所谓液膜捕集 部或其他干扰结构(Schikane)，它们防止沿烟囱壁拖动形成液膜。但 这些措施通常只能受限制地使用，因为由于在这种烟囱中存在的高速 度会拖带液膜或从液膜中拖带出液滴。因此利用这种装置也不能完全 防止有害的液滴喷出。

由DE 298 15 970 U1已知一种用于湿烟囱的具有内部成型结构的 烟囱管，其中通过所设置的内部成型结构主要应可以改进烟囱管内的 冷凝。

在WO 95/12784中记载了一种冷凝烟囱，其中湿式的、冷的、冷 凝的烟囱具有外部的烟囱壁，在其内腔中设置内管。为了扩大烟气的 接触面积，使用型材管作为内管。

发明内容

本发明的目的是，实现一种管子，其中以特别简单的结构在能量 损失较小的同时防止或减少液滴带出或液滴喷出。

根据本发明所述目的用前面所述的管子来实现，所述管子在其内 壁上具有螺旋形构成的导向元件。

在根据本发明的解决方案中，通过在管子的内壁上设置的螺旋形 构成的导向元件将气流置于旋转，使得在气流中携带的液滴通过旋转 的气流的离心加速度可以到达管子的内壁上，并可以从这里有目的地 且使流动平缓地导出。根据本发明的导向元件因此实现了双重功能。 一方面，所述导向元件赋予气流旋转运动或螺旋运动，另一方面导向 元件用于收集并导出积聚在管内壁上的液滴。前面所述的目的因此利 用特别简单的结构得以实现。此外，所设置的导向元件还带来了这样 的优点，即，由于设置导向元件出现的能量损失较少，特别是明显低 于传统的轴向气旋分离器中的情况。

可以理解，根据本发明设置的导向元件可以在管子的整个长度上 或仅总长度的一部分上延伸。导向元件螺线形或螺旋形地在管子的内 壁上延伸并以合适的方式固定在所述内壁上或与所述内壁一体地构成 (通过焊接)。

对于导向元件的尺寸设计，可以与管子中存在的流动条件无关。 但特别优选的是所设置的导向元件的下面的实施形式。

优选导向元件具有1/80D至1/5D(D/80至D/5)宽度，其中D 是管子的内直径。特别优选的是，采用1/20D(D/20)的宽度。因此， 导向元件优选在管内腔中最大向内占管内直径的10％的一段。以这种 方式避免了气流的过大能量损失。

导向元件的螺距高度优选在1/2D(D/2)～10D的 范围内，其中特别优选使用1/2D的螺距高度。因为导向元件同时用 于导出积聚在管内壁上的液滴，螺距高度选择成，使得能确保顺利地 导出液体。

在本发明的另一个优选的实施形式中，导向元件的从管中心向管 子的内壁的斜度为0°～60°。优选的倾斜角度为7°。尽管导向元件 也可以具有0°的斜度，但有一定的从中心朝内壁的倾斜是优选的， 由此形成一种液体沟槽，通过所述沟槽可以导出液体，而不会使液体 滴入导向元件之间的内腔，并由此出现携带液滴的危险。

一个优选的实施形式的突出之处在于，导向元件的内边缘是弯卷/ 卷边(umkanten)的，而且优选是沿气流方向弯卷。由此防止在导向 元件后面出现流动的在流出侧的涡流。这种布置形式还用于，降低系 统的压力损失，以及防止液体再次进入主气流，并由此避免了携带液 滴。弯卷的高度优选为1/200D～1/40D(D/200～D/40)。

导向元件可以是板状的平坦的元件。但也可以采用这样的结构形 式，所述结构形式在横截面中是结构化的(形成表面凸凹结构的)。例 如优选这样的实施形式，其中，导向元件在其宽度上构造成凹入的， 这特别有利于导出液体。也可以设想采用凸出的结构。但优选是平坦 至凹入的结构形式。

导向元件适宜地具有至少一个设有流出通道的堰部(Wehr)。所 述堰部用于导出液体，其中所述堰部阻挡相应的液体，所述液体然后 通过流出通道导出，所述流出通道优选穿过管子的壁部向外延伸。适 宜地安装在管子的总高度并且由此还有导向元件的总高度上分布的带 有流出通道的堰部，其中流出通道优选通过虹吸管浸入(液体)。以这 种方式实现了在管子的不同高度上积聚的液体的导出，从而避免了， 积聚的液体在向下流动时重新进入内腔中的主气流中。

在根据本发明构成的管子中，管内壁也可以由一个设置在外壳体 中的内管形成，导向元件能拆卸或不能拆卸地固定在内管上。这里内 管和导向元件可以构成一个结构单元，所述结构单元装入外壳体中。 当然这种内管也可以也可以具有多个可相互套插的部段。

根据本发明构成的管子用于导通或导出气体。根据本发明所涉及 的措施这里用于，当管子将气体导出至大气时，防止在气流中携带液 滴或抛出液滴或喷出液滴。设有导向元件的管子这里也可以称为一种 预分离器(特别是在封闭的管系统中)。

优选所述管子构造成湿烟囱，其中这里主要的目的是，防止湿烟 囱的液滴喷出。

在本发明的另一个实施形式中，所述管子在其内壁上在相邻的导 向元件部段之间具有用于沿管内壁移动的液膜的液膜捕集部。就是说， 如果气流被置于旋转，特别是在边缘区域出现高的切向速度，所述切 向速度此时在导向元件的下侧上螺旋形地向上推动所述液膜。应通过 所设置的液膜捕集部防止这种效应。

液膜捕集部例如可以由轴向延伸的平坦或弯曲的板条构成。弯曲 的所述板条相对于液膜移动的方向凹入地构成，以便用作收集装置。 所述液膜捕集部优选配设一个或多个流出管，由此所收集的液体可以 从所述管子中或由所述管子导出。

在本发明的另一个优选的实施形式中，液膜捕集部由轴向延伸的 流出管构成，导向元件通入所述流出管中或者所述流出管与导向元件 交叉。这里设置在管子内壁上的流出管以其外轮廓

形成液膜捕集部，同时用于导出在其外轮廓上液膜，所述液膜在 流出管中断以及跨越导向元件的位置处与由导向元件导出的液体一起 被引入流出管中。这里所述流出管优选借助于管变窄部跨越导向元件 的区域，从而在所述位置处，位于流出管中的液体被向下引导，而且 在管的外轮廓上向下流动的液体和由导向元件导出的流体也可以被引 入流出管中。构造成桥接元件的管变窄部这里使得在其旁边导向元件 的液体可以流入下部的管段中。

所述液膜捕集部的实施形式的优点在于，不需要附加的流出管。

但在另一个实施形式中，管子在导向装置下面具有气流导向部段， 以便有利于实现希望的螺旋形的气流分布。

根据本发明构成的管子优选是竖直设置的管子。但这并不排除， 管子也可以构造成水平或倾斜设置的管子。无论如何，本发明通常适 用于任意的用于导通或导出湿气体的管道。

导向元件可以能拆卸地固定在管内壁上，例如通过螺纹连接固定， 但也可以与管内壁一体地连接，例如通过焊接或层压连接。合适的材 料例如包括塑料，特别是GfK、PP，以及也包括金属。

在本发明的另一个实施形式中，导向元件的宽度在管子的长度上 变窄。如果导向元件例如构造成沟槽，则这里沟槽的宽度减小。在这 个实施形式中，导向元件的宽度与需要导出的液体的体积流量相适配， 所述体积流量当然在管子的起始区域比在管子的末端区域大。这里导 向元件的变窄可以连续地或分级地进行。

在本发明的又一个实施例中，导向元件具有变化的导程 (Steigung)。所述导程这里可以单独地与相应的条件相适配，例如在 管子的起始区域构造成比末端区域小。

在又一个实施形式中，所述管子具有两个或更多个导向元件。在 这种实施形式中，例如两个或更多个导向元件可以相互间隔开并相互 平行地设置。例如对于两个导向元件，这两个导向元件可以相互错开 管子圆周的一半地起始并相互平行地延伸或者在管子竖直设置时螺旋 升高。由此可以增强通过导向元件实现的旋转效果，并且对于管子或 湿烟囱可以节省长度或高度。

本发明还涉及一种用于安装到具有前面所述特征的管子中的导向 元件。这种导向元件优选可以与管子一起、特别是与内管一起构成一 个结构单元。

附图说明

下面根据实施例结合附图详细说明本发明。其中：

图1示出湿烟囱的一部分的示意性纵向剖视图；

图2用放大的比例示出图1的湿烟囱的一部分的立体图；

图3进一步放大地示出在图1和2中的湿烟囱的一部分的纵向剖 视图；

图4用竖直剖视图示出湿烟囱的细部图；

图5用水平剖视图示出湿烟囱的细部图；

图6示出湿式弹簧的另一个实施形式的细部视图；

图7示出图6的一个细节的放大视图；以及

图8示出图7的主题的俯视图。

具体实施方式

图1示出湿烟囱1的示意性部分剖视图。湿烟囱的内壁3设有螺 旋形的导向元件2，所述导向元件在湿烟囱的长度上延伸。内壁3例 如可以是烟囱壳体的内壁或者是装入烟囱壳体中的烟囱管的内壁。

湿烟囱1设置在烟气的湿式洗涤机的下游并用于将烟气导出到大 气中。气流在图1中从下向上定向。通过设置在湿烟囱1的内壁3上 的导向元件2，气流被赋予旋转运动或螺旋运动，从而在气体中携带 的液滴通过离心加速度到达烟囱的内壁3上，并在这里通过所设置的 螺旋形的或螺线形的导向元件2向下导出。在湿烟囱上按确定的间距 设置导出通道，这些导出通道穿过烟囱壁向外延伸，以便使由导向元 件2向下导出的液体从烟囱中导出，并由此防止液体重新进入主气流 中。导出通道也可以是烟囱内部的管子。

螺旋形或螺线形的导向元件2因此一方面赋予气流旋转运动或螺 旋运动，另一方面用于导出在烟囱内壁3的区域内积聚的液体。为此 导向元件凹入地构造成沟槽的形式，特别是如图2所示的那样。如上 所述，间隔开地在湿烟囱的长度上设置多个导出通道，这些导出通道 与导向元件2相接触，以便从烟囱中排出被向下引导的液体。在这些 导出通道之前可以设置相应的堰部，以便阻挡被引导的液体。所述堰 部在图中也没有示出。

图3用放大的剖视图示出导向元件2的凹入的沟槽形状的结构。

导向元件2的宽度这样确定，导向元件可以赋予气流足够大的旋 转运动或螺旋运动，此外它还可以实现其作为液体导出元件的功能。 为了不导致气流过于强烈的能量降低，过大的宽度是不希望的。优选 的宽度范围在前面在说明书中给出。相应的设想同样适用于导向元件 2的导程。这里还应当这样进行优化，即，导向元件能够实现前面说 明的两个功能。优选的数值范围同样在前面给出。

重要的是，湿烟囱的内部区域没有内置件，由此对于气流不会导 致过于强烈的能量降低。此外，通过所述导向元件还防止了，在烟囱 壁区域内积聚的液体重新进入内部区域中的主气流中并在这里由气流 携带。导向元件的相应的尺寸设计根据在湿烟囱中存在的流动条件来 优化。

图4用竖直剖视图示出湿烟囱1的细部视图。可以看到导向元件 2，所述导向元件构造成沟槽形式并具有相应的带有流出管4的堰部6， 所述流出管穿过烟囱内壁向外分布。此外，在烟囱内壁3上还设有液 膜捕集部5，所述液膜捕集部构造成各个导向元件部段之间的板条， 所述板条竖直地在内壁3上延伸(也如图1所示)。液膜捕集部5防止 在内壁上构成的液膜由于旋转流动而向上移动。液膜到达袋状构成的 液膜捕集部中并从这里向下流动进入沟槽状的导向元件2中，通过所 述导向元件经由流出管4将其导出。在图5的水平剖视图中，用上部 的箭头表示导向元件上的液体的流出方向，用下部的箭头便是气流的 向上运动。此外图5还示出设置在导向元件2上的堰部6。

图6示出液膜捕集部的另一个实施形式的视图，所述液膜捕集部 这里构造成流出管10的形式，所述流出管设置在湿烟囱的内壁上。流 出管10上下叠置地分成多个流出管部段，这些流出管部段借助于桥接 元件(管变窄部)11在它们与导向元件2交叉的位置处相连。图7示 出与导向元件2的这种交叉位置的放大视图。流出管10的两个部段之 间的连接由管变窄部(桥接元件)11形成，所述管变窄部朝下面的流 出管部段变窄并在侧向使下面的流出管部段的开口的一部分露出，从 而在流出管的外轮廓上向下流动的液体和由导向元件2引导的液体能 够流入下面的流出管部段。

图8示出图7的实施形式的示意性俯视图。