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Anlage zum Erzeugen von granuliertem Blähton im heissen Gasstrom in einer Behandlungskammer
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gerichteten Achsen in die Brennerkammerwand eingesetzt ist.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Brennerkammer mindestens an der Decke und an der Seite mehrwandig ausgeführt ; der Zwischenraum zwischen den Wänden dient zur Luftzuführung zu den Brennern und zu den Sekundärluftöffnungen.
Weiter ist es zweckmässig, den Boden der Brennerkammer mit einer Auflage aus feuerfestem Werkstoff zu versehen.
Infolge der scharfen Strahlwirkung des aus der Brennerkammer austretenden Behandlungsgasstrahles kann es, vor allem, wenn Granalien verschiedener Korngrösse gebläht werden, vorkommen, dass die in die Strahlmitte gelangenden Granalien gewissermassen herausgeschossen werden. Um Erscheinungen dieser Art vorzubeugen, ist es zweckmässig, den geschlossenen Strahl zu einem kernfreien Strahl (Hohlstrahl) umzuwandeln. Das ist gemäss der Erfindung dadurch möglich, dass in den Übergang von der Brennerkammer zur Behandlungskammer ein Führungskörper eingesetzt ist, der entweder zylindrisch ist, so dass der Gasstrahl die Form eines Hohlzylinders annimmt, oder dessen Kopf sich in Strömungsrichtung verbreitert, so dass der geschlossene Gasstrahl zu einem kegelförmigen Hohlstrahl umgeformt wird.
Um einen stossfreien Übergang des Brenngases um den Führungskörper herum in die Behandlungskammer zu erzielen, ist es zweckmässig, den Führungskörper mit einer konkaven Auflauffläche zu versehen.
Um die ausserhalb des Gasstrahles zurückfallenden Granalien möglichst glatt in den Gasstrahl zurückzuführen, ist es zweckmässig, dass die untere Wandfläche der Behandlungskammer in Richtung auf diese konkave Auflauffläche verläuft.
Weiters ist es zweckmässig, den Führungskörper unterhalb der Auflauffläche mit Durchtrittsöffnungen für unter Überdruck stehende Luft zu versehen, um herabfallende Granalien in den Brenngasstrahl zurückzuführen. In Ergänzung hiezu ist eine Bremsblende am Fuss des Führungskörpers zweckmässig, welche die herabfallenden Granalien aufnimmt.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Führungskörper mit einem zum Entleeren der Behandlungskammer absenkbaren Verschlusskörper verbunden.
Für das Zurückführen der an der Wandung der Behandlungskammer herabfallenden Granalien in den Gasstrahl ist es weiter zweckmässig, eine muldenförmige Leitfläche, nach Art einer Sprungschanze, am Ende der Behandlungskammer anzuordnen, die durch tangentiale Einführungen für Gas oder Luft ergänzt sein kann.
Die Erfindung sei an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Behandlungskammer mit der darunter angeordneten Brennerkammer in Ansicht ; Fig. 2 die gleiche Anordnung, jedoch mit der Brennerkammer im Schnitt ; Fig. 3 eine besondere Ausbildung der Brennerkammer ; Fig. 4 einen Schnitt analog dem nach Fig. 2, jedoch mit einer Weiterbildung durch ein Führungsstück ; Fig. 5 eine Abwandlung des Führungsstückes nach Fig. 4 ; Fig. 6 eine schematische Darstellung der Zirkulationsströmung der Granalien und der Strömungsverhältnisse in der Behandlungskammer.
Es seien zunächst die Fig. 1 bis 3 erläutert.
Die Form der Behandlungskammer ist für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung. Die dargestellte Form gilt deshalb nur als Beispiel. Es ist angenommen, dass die Behandlungskammer die Form eines Zylindermantels-l-aus feuerfestem Material hat, der sich in seinem Unterteil-2konisch verengt. Das Gut wird durch einen Stutzen --3-- oder deren mehrere zugeführt. Wie das Gut zugeführt wird, ob lediglich durch Schwerkraft (Schurre) oder mit Hilfe eines Förderers, beispielsweise einer Förderschnecke, ist für die Erfindung unerheblich, ebenso die Lage des Stutzens --3-- am Mantel Die Brennerkammer-4-schliesst sich an den konischen Teil --2-- an. --5-- ist ein Abzugskanal für das fertige Gut,--6--ein Abzugskanal für das Behandlungsgas.
Der
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Auf dem Umfang der Brennerkammer --4-- verteilt ist eine Anzahl von Brennern--9--, die nur schematisch dargestellt sind. Sie sind zweckmässig an eine von einer Pumpe mit Brennstoff gespeiste Ringleitung angeschlossen und durch Ventile --10-- einstellbar. Die Brenngase der Brennerkammer --9- strömen in der Brennerkammer radial nach innen und werden an der als Leitfläche dienenden Kegelfläche-11-in Richtung auf die Reaktorkammerachse umgelenkt. Die Kegelflächen-11 und 12--bilden eine ejektorartige Einschnürung und sind die innere Wandbegrenzung des Kastens--7--,
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der mit Anschlussstutzen-13-für die Zuführung von Druckluft versehen ist.
In den Kasten --7-- ist eine Wand --14-- eingebaut, so dass ein von den Wänden-11, 12, 14- begrenzter Zwischenraum --20-- gebildet ist. Dieser steht über Bohrungen oder Rohrstücke --15-- mit dem Raum --16-- im Kasten --7-- in Verbindung. --18-- ist eine Ringkammer, die über Öffnungen - mit dem Zwischenraum --20-- in Verbindung steht. In die Kammer --18-- ragen
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als Primärluft zugeführt. Die auf diesem Weg strömende Luft dient gleichzeitig zur intensiven Kühlung der den hohen Temperaturen ausgesetzten Wände des Kastens--7--, so dass diese aus wärmeelastischem Stahl hergestellt werden können. Die aufgenommene Wärme wird dabei wieder in den Kreislauf zurückgeführt.
Es war bereits gesagt, dass es besonders zweckmässig ist, quer oder gegen den Brennstrahl Luft in die Brennerkammer einzuführen. Die zu diesem Zweck dienenden Düsen sind mit --22-- bezeichnet.
Die hier eintretende Luft bildet einerseits die Sekundärluft für den Verbindungsvorgang und ruft anderseits eine scharfe Turbulenz der Brenngasstrahlen hervor.
In einer Weiterbildung dieser Bauform ist am unteren Ende des schrägen Bodenteiles eine zum Gasstrom hinführende, vorzugsweise muldenförmige Leitfläche für die Zuführung der nach unten zurücklaufenden Granalien zum Gasstrom vorgesehen, z. B. ähnlich einer Sprungschanze. Durch die vorzugsweise muldenförmige Leitfläche werden die nach unten zurücklaufenden Granalien in ihrer Richtung so geführt bzw. geleitet, dass sie mit einer bestimmten Geschwindigkeit wieder in den Gasstrom gelangen. Eine wesentliche Abbremsung der Granalien erfolgt hiebei nicht. Die Fallenergie der Granalien braucht hiebei nicht mehr vernichtet zu werden, sondern sie wird in vorteilhafter Weise ausgenutzt.
Dadurch besteht die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Gasstromes und damit die in ihm enthaltene Energie so zu reduzieren, dass diese Geschwindigkeit knapp über der Fallgeschwindigkeit liegt und ausreicht, um die Granalien senkrecht nach oben zu tragen. Damit wird eine wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades der Kammer erzielt und Energie eingespart. Durch die Reduzierung der Gasstromgeschwindigkeit werden ferner die Granalien geschont, und es wird ein Abrieb vermieden.
Ausserdem ergibt sich hiebei die Möglichkeit, die Kammerhöhe auf ein Minimum zu reduzieren und eine Prallplatte am oberen Ende der Kammer einzusparen.
Um Stauungen der nach unten zurücklaufenden Granalien in der vorzugsweise muldenförmigen Leitfläche zu verhindern, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein zur Leitfläche etwa tangential von aussen her hinführender schlitzförmiger Kanal vorgesehen sein, der zur Einführung von Gas, insbesondere Luft, mit erhöhter Geschwindigkeit dient. Durch das in den schlitzförmigen Kanal eingeführte Gas werden die Granalien aus der Leitfläche herausgeblasen, also beschleunigt und damit ihre Geschwindigkeit der Gasstromgeschwindigkeit angeglichen. Dadurch werden Wirbelbildungen vermieden. Das durch den schlitzförmigen Kanal eingeführte Gas kann kalt oder vorerhitzt sein und z. B. dieselbe Temperatur besitzen wie der Gasstrom in der Mitte der Kammer. Das Gas kann auch dieselbe Geschwindigkeit aufweisen wie dieser Gasstrom.
Es kann schliesslich ein abgezweigter Teil des Gasstromes selbst sein.
Diese Ausbildung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Fläche --12'-- ist nicht schräg nach unten geneigt, wie die Fläche --12-- der Fig.2, sondern aufwärts gekrümmt. Die Leitfläche kann aber auch gerade, nach oben oder unten ausgerichtet sein. Die Bewegung der Granalien --23-- wird durch Luftströme unterstützt, die durch Düsenkanäle--24--zugefuhrt werden.
Die Ergänzung der Ringbrennkammer durch einen Führungskörper sei an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert, die hinsichtlich der Ringbrennkammer mit der Fig. 2 übereinstimmt. Der Kegel--6--, der eine Austragsöffnung --33-- abschliesst, ist, wie bereits erwähnt, absenkbar, so dass das fertig geblähte Gut durch den Hals --5-- ausgetragen werden kann.
Der Führungskörper-39-ist in dieser Ausbildung der Erfindung mit dem Abschlusskegel --6-- verbunden, nimmt also an dessen Bewegungen teil. Es ist das aber nicht unbedingt erforderlich. Der Führungskörper könnte auch stillstehen, während der Kegel --6-- abgesenkt wird. Allerdings muss dann der Ringraum der Öffnung--33--hinreichend gross sein, um ein Herausfallen des geblähten Gutes zu ermöglichen.
Durch den Führungskörper --34-- wird das aus der Brennerkammer kommende Gas jetzt an
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einem so kleinen Winkel, dass schädliche Stossbeanspruchungen der Granalien nicht auftreten.
Wie der Führungskörper-34-im Querschnitt geformt ist, ob mit rundem oder polygonalem Querschnitt, ist für die Erfindung unerheblich. Die dargestellte Pilzform erscheint besonders vorteilhaft.
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Beispiel angenommen ist, dass sich der Führungskörper --34-- zusammen mit dem Kegel-6bewegen soll, muss die Luftzuführung eine entsprechende Bewegungsmöglichkeit haben. Im Beispiel ist angenommen, dass die Luft durch einen biegsamen Schlauch --41-- zugeführt wird.
Die dem Inneren des Führungskörpers zugeführte Luft hat zunächst die Aufgabe, ihn zu kühlen.
Sie hat aber bei der besonderen Ausführungsform des Führungskörpers noch eine funktionelle Aufgabe.
In der Nähe des unteren Randes des Führungskörpers ist eine Reihe von Durchbrechungen-42vorgesehen, deren Achse schräg aufwärts, also im wesentlichen senkrecht zu dem dort strömenden Brenngas gerichtet ist, so dass also eine Reihe schräg gebildeter Luftstrahlen gebildet wird. An sich soll das gekörnte Gut nicht durch den engsten Querschnitt --43-- zwischen der Kante --44-- und der Führungsfläche --35-- hindurchfallen, Ganz ausschliessen lässt es sich aber nicht, dass doch ein solches Durchfallen eintritt.
Gleitet nun das durchgefallene Gut abwärts und kommt es dabei in den Bereich der Düsen--42--, so wird es hier von einem kräftigen Luftstrahl erfasst, in den Brennerkanal --45-- hineingedrückt und durch das Gas wieder mitgenommen, so dass sich keine Ansammlungen auf dem Boden der Brennerkammer bilden können.
Der guten Führung des körnigen Gutes dient noch eine weitere Ausbildung. Die Wand --12-des Kastens-7-, die bei andern Ausführungen auch die Verlängerung der Brennerkammerwand - sein kann, ist so geneigt, dass auf ihr entlanggleitendes gekörntes Gut, wenn es den ringförmigen Brenngasstrom durchbrechen sollte, auf die Auflauffläche --35-- auftrifft und so gezwungen wird, nach den Düsen --42-- zu rollen. Die Luftdüsen-42-haben, wie bereits gesagt, die Aufgabe, etwa durchfallendes Gut in den Brennkammerkanal--45--hineinzudrücken.
Diese Wirkung kann noch verbessert werden, wenn gemäss der Erfindung eine Ringblende-46--, am besten aus feuerfestem Werkstoff, angesetzt wird, die herabfallendes Gut auffängt, also abbremst. Es wird dann durch die aus den Düsen --42-- austretende Luft entlang der Blendenfläche--47-- wieder in den Gasstrahl zurückgeblasen.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 entspricht im Prinzip der nach Fig. 4, jedoch ist der Führungskörper-34a-in diesem Falle nicht pilzförmig gestaltet, sondern hat die Form einer Spindel, d. h. an die gewölbte Auflauffläche --21-- schliesst sich eine im wesentlichen glatte Zylinderrfläche --48-- an. In diesem Falle bildet sich ein achsgleicher kernfreier Ringstrahl, so dass das Gut im wesentlichen achsgleich zur Reaktorkammer nach oben mitgenommen wird. Welche der beiden Ausführungsformen, die nach Fig. 4 oder nach Fig. 5 die günstigere ist, lässt sich nur durch Versuche für die einzelnen Materialien feststellen. Eine allgemein gültige Regelung lässt sich hiefür nicht geben.
Die Zirkulationsströmung der Granalien in der Behandlungskammer --1-- ist in Fig. 6 durch die gestrichelten Linien --50-- angedeutet. Wie auch immer die Abmessungen der Behandlungskammer - sein mögen, eines ist wesentlich, dass nämlich der Kulminationspunkt--5--der Zirkulationsbewegung--50--der Granalien in einem gewissen Abstand --H-- von der Decke - -52-- der Behandlungskammer --1-- entfernt ist, so dass die Granalien nicht auf die Decke
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etwaiges Feinkorn am Austritt aus der Behandlungskammer zu hindern, muss diese Prallplatte ebenfalls um eine Höhe-h-über dem Kulminationspunkt --51-- liegen.
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