Zerstäubungsanlage.
Die Erfindung betrifft eine Zerstäubungsanlage mit einer Zerstäubungskammer und mindestens einem in dieser angeordneten Zerstäuber sowie mit Organen zur Einführung eines Troekenmittels in die Zerstäubungskammer in Form einer rotierenden Strömung.
In solchen Anlagen können als Trockenmittel z. B. warme Gase, gasförmige Kühlmittel oder irgendwelche gasförmigen Reaktions- mittel angewendet werden, welche in den obern Teil der Zerstäubungskammer eingeführt werden. Die angewendeten Zerstäuber können durch Zerstäubung von der Decke aus abwärts oder vom Boden der Zerstäubungskammer aus aufwärts wirken, können beliebige Form haben und z. B. als Druck- oder Zentrifugalzerstäuber, als Dnickluftzerstäuber oder Druck- oder Zentrifugal-Düsenzerstäuber ausgebildet sein. Düsenzerstäuber können auch längs der Wände der Kammer angebracht sein und gegen deren Mitte zerstäuben.
Solche Anlagen können für mannigfache Zwecke Verwendung finden, sei es zum Trocknen flüssigkeitshaltiger Stoffe, wie z. B. Lösungen, Dispersionen oder dünne Aufschlemmungen, sowie zum Trocknen von Pulvern, sei es zur Eindampfung oder zur Kühlung einer zerstäubungsfähigen Substanz, ferner auch bei chemischen Reaktionen zwischen zerstäubungsfähigen Substanzen und Gasen sowie bei Dampferzeugung insofern, als z. B. Pulpe von Torf durch Zerstäubung in heisses Pulver übergeführt wird, das für die Dampferzeugung in einer an die Zerstäubungsanlage angeschlossenen Verbrennungskammer unter Druck ganz oder teilweise verbrannt wird.
Bei bekannten Zerstäubungsanlagen bestehen Schwierigkeiten, die Einblasung des angewendeten gasförmigen Trockenmittels auf eine solche Weise zu erreichen, dass nicht ein Teil der zerstäubten Substanz gegen die Gasverteilungsorgane oder gegen andere Wände in der Zerstäubungskammer geführt wird. Besonders wenn das Trockenmittel warm ist, riskiert man dadurch eine Überhitzung und gegebenenfalls eine Verbrennung eines Teils der zerstäubten Substanz.
Es wurde schon vorgeschlagen, Sekundärgas an Stellen, wo auf Grund der Strömung des Trockenmittels ein Unterdruck vorkommt, einzuführen, um auf diese Weise zu vermeiden, dass die pulverisierte Substanz gegen feste Wände in der Zerstäubungskammer gesaugt wird; doch ist es mit bedeutenden Schwierigkeiten verbunden, eine genügend genaue Regulierung der Sekundärgaszufuhr an den verschiedenen Stellen, wo sie erforderlich ist, zu erreichen, weil die Konstruktion der Anlage durch eine solche Massnahme in erhebliehem Masse kompliziert wird.
Der Zweck der Erfindung ist, die erwähnten Übelstände zu vermeiden, und nach der Erfindung wird dies durch wenigstens einen an der Decke der Zerstäubungskammer derart angebrachten und ausgebildeten Spalt zum Einblasen des Trockenmittels, dass dessen Eintritt wenigstens annähernd tangential zur Decke erfolgt, und durch eine Decke erreicht, die längs eines von der Trockenmittelströmung bestrichenen Teils ihrer Innenfläche gewölbt ist, um der rotierenden Strömung des Trockenmittels eine dieser Innenfläche entlang verlaufende Sinkbewegung zu erteilen.
Bei dieser Ausbildung der Zerstäubungsanlage können zum Trocknen von zerstäubten Produkten Trockenmittel von sehr hoher Temperatur angewendet werden, ohne dass eine Überhitzung des Produktes erfolgt, wobei das Ausnützen eines grossen Temperaturgefälles eine gute Wärmeökonomie und eine kurze Trockenzeit ergibt und eine Zerstäubungskammer von nur kleinem Volumen erfordert.
In der beiliegenden Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen je eine Zerstäu- bungsanlage mit ihren wesentlichen Teilen schematisch im Axialschnitt.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Zerstäubungskammer mit einer abwärts gewölbten Decke 2.
Zentral von der Decke ragt ein Zerstäuber 3 an einem trichterförmigen Gehäuse 4 in die Zerstäubungskammer.
Über der Zerstäubungskammer 1 ist um den obern Teil des Gehäuses 4 eine ringförmige Verteilungskammer 5 angebracht, worin das Trockenmittel durch ein tangential angebrachtes Rohr 6 eingeblasen und dadurch in rotierende Bewegung gebracht wird.
In der Decke 2 befinden sich eine Anzahl ringförmige, konzentrische Spälte 7, die zwisehen kegelstumpfmantelförmigen Wänden oder Leitschaufeln 8 vorgesehen sind. Anstatt durch geradlinige Erzeugende können die Leitschaufeln geometrisch auch durch schwach gebogene Erzeugende hervorgerufen sein.
Die in der ringförmigen Kammer 5 rotierende Luft wird durch die erwähnten Spälte 7 hindurchgepresst, wo ihr von den Leitschau feln 8 eine nach unten und aussen gerichtete, rotierende Bewegung erteilt wird, so dass sieh eine rotierende Luftströmung der gewölbten Decke 2 und weiter unten der zylindrischen Wand 9 der Zerstäubungskammer entlang bewegt und jede Wirbelbildung längs Decke und Wand vermieden wird. Infolgedessen besteht keine Gefahr, dass die getroekneten Partikeln sich an irgendeiner Stelle absetzen und dort eventuell verbrennen.
Eine solche Gefahr der Wirbelbildung liegt nur um das Gehäuse 4 des Zerstäubers herum vor, wo auf Grund der nach aussen gerichteten Bewegungskomponente der rotierenden Luftströmung ein Unterdruck vorhanden ist. Zur Behebung dieses Unterdruckes und der dadurch begünstigten Wirbelbildung ist hinter den Eintrittsspälten 7 mit Bezug auf die Bewegungsrichtung der Luftströmung ein ringförmiger Spalt 10 zwischen dem Gehäuse 4 und der innersten der Schaufeln 8 vorgesehen, durch welchen Spalt Sekundärluft aus der ringförmigen Kammer 5 in die Zerstäublmgskammer 1 eintreten kann, um den Unterdruck zu beheben.
Zur Regulierung der Zufuhr des Trockenmittels sind die Schaufeln 8 an einigen Zapfen 11 aufgehängt, welche von Muttern 12 getragen werden, und können durch Einstellung dieser-Muttern zum Zwecke der Veränderung der Spaltweite 7 gehoben und gesenkt werden.
Zur Regulierung der Sekundärluftzufuhr ist über dem Spalt 10 eine aus einem plattenförmigen Ring bestehende Regulierwand 13 angebracht, die in entsprechender Weise wie die Schaufeln 8 an Zapfen 14 mit Einstellmuttern 15 aufgehängt ist.
In der gezeigten Ausführungsform sind ferner Massnahmen für den Eintritt von Sekundärluft in die Zerstäubungskammer aus dem Gehäuse 4 getroffen, indem die Gehäusewand als Doppelwand ausgebildet ist, in deren Zwischenraum 16 durch ein Rohr 17 Sekundärluft tangential eingeführt wird, so dass eine Zifluilation der Luft, die. durch Öffnun- gen 18 im mittleren Teil der Wand des Gehäuses 4 ausströmt, erreicht wird.
Die Luft (oder ein anderes Trockenmittel), welche der Zerstäubungskammer durch die Öffnungen 18 zugeführt wird, kann eventuell niedrigere Temperatur als der durch die Spälte 7 eingeblasene Hauptluftstrom haben.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten dadurch, dass zur Zufuhr des Hauptstromes nur ein einziger Spalt 19 vorgesehen ist, der teils von der Decke 2 bzw. der Unterseite der Ringkammer 5 und teils von einem in seinem Abstand von dieser Unterseite der Ringkammer 5 einstellbaren, plattenförmigen Ring 20 begrenzt ist, der an seiner Innenseite einen nach oben gebogenen Flansch 21 hat, welcher sich an einen nach unten gebogenen Flansch 22 der Oberseite 23 der Ringkammer 5 anschliesst. Die Einstellbarkeit des Ringes 20 ergibt sich in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 mittels Zapfen 11 und Muttern 12. Zur Erzeugung bzw. zur Intensivierung der Rotationsbewegung der Troekenmittelströmung sind in der Kammer 5 Leitschaufeln 23 angebracht.
Über der Kammer 5 ist eine weitere Ringkammer 24 mit Leitschaufeln 25 angeordnet, welche Kammer 24 in einem ringförmigen Spalt zwischen dem Flansch 22 und der trichterförmigen Wand des Gehäuses zur Einblasung von Sekundärluft mündet. Die Luftzufuhr geschieht durch ein Rohr 26.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist in der Mitte der Decke 2 eine trichterförmige Kammer 27 für die Zufuhr des Trockenmittels angebracht, welches dieser Kammer durch ein Rohr 28 tangential zugeführt wird.
Unter der Decke 2 sind eine Anzahl Platten 29 angebracht, die die trichterförmige Zufuhrkammer 27 umschliessen und mit der Decke parallel verlaufen, und deren Durchmesser mit zunehmendem Abstand der Platten von der Decke abnimmt. Dadurch entstehen eine Anzahl Eintrittsspälte 30 zur Zufuhr des Troekenmittels in die Zerstäubungskammer 1.
In den Spälten 30 sind Leitschaufeln 31 zur Erzeugung oder Intensivierung der Rotation der Troekenmittclströmung angebracht. Am untern Ende der trichterförmigen Zufuhrkammer 27 sind Öffnungen 32 zum Austritt von Sekundärluft in die Zerstäubungskammer 1 vorgesehen.
Die Ausführungsformen nach den Fig. 4 bis 6 sind einander insofern ähnlich, als die gewölbte Decke 2 der Zerstäubungskammer 1 eine zentrale Einsenkung 33 aufweist, welche trichterförmig auf den von der Decke in die Zerstäubungskammer ragenden Zerstäuber zu gewölbt ist.
In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist ein Zuführungsspalt 34 für das Trockenmittel vorgesehen, welcher an der Einsenkung 33 in solcher Weise angebracht ist und nach oben mündet, dass das Trockenmittel, welches unter zirkulierender Bewegung diesem Spalt 34 zugeführt wird, als rotierende Strömung der Einsenkung entlang nach oben und dem anschliessenden Teil der Decke 2 nach aussen folgt und darauf von der Decke nach unten abgelenkt wird.
In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist ein nach oben mündender Spalt 35 zur Einblasung des Trockenmitteis an dem sich gegen die Seitenwand der Zerstäubungskammer 1 zu wölbenden Teil der Decke 2 vorhanden. In diesem Falle wird die Trockenmittelströmung dazu gebracht, sich nach oben längs der Decke und nach innen gegen die Achse zu bewegen. Unterhalb dieses Spaltes 35 befinden sieh Öffnungen 36 zur Einblasung von Sekundärluft.
Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sieh von der in Fig. 5 gezeigten dadurch, dass die Zufuhr des Troekenmittels sowohl durch einen nach oben mündenden Spalt 37 als aneh durch einen an der sich in die Seitenwand der Zerstäubungskammer wölbenden Decke 2 nach unten mündenden Spalt 38 erfolgt, welche Spälte dazu dienen, die Trockenmittelströmungen nach oben der Decke 2 entlang bzw. nach unten der Seitenwand entlang strömen zu lassen. Sekundärluft wird durch Öffnungen 39, welche beliebig zwischen den erwähnten Spälten angebracht sind, zugeführt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist es auch möglich, die Spälte 30 in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 einstellbar zu machen, während die in den Ausführungsformen nach Fig. 4 bis 6 vorhandenen Spälte in der in Fig. 2 gezeigten Weise einstellbar gemacht werden können. Der Zerstäuber, der in sämt- liehen Ausführungsformen zentral von oben in den Zerstäubungsraum eingeführt gezeigt ist, kahn von beliebiger Bauart sein und könnte im übrigen von unten oder von der Seite eingeführt sein. Auch könnten mehrere Zerstäuber in die Zerstäubungskammer hineinragen.
Atomization system.
The invention relates to an atomization system with an atomization chamber and at least one atomizer arranged in this as well as with organs for introducing a drying agent into the atomization chamber in the form of a rotating flow.
In such systems, such. B. warm gases, gaseous coolants or any gaseous reactants can be used, which are introduced into the upper part of the atomization chamber. The atomizers used can act by atomization from the ceiling downwards or from the floor of the atomization chamber upwards, can have any shape and e.g. B. be designed as a pressure or centrifugal atomizer, as a Dnickluftzerstäuber or pressure or centrifugal nozzle atomizer. Nozzle atomizers can also be mounted along the walls of the chamber and atomize towards the center thereof.
Such systems can be used for a variety of purposes, be it for drying liquid-containing substances, such as. B. solutions, dispersions or thin slurries, as well as for drying powders, be it for evaporation or for cooling an atomizable substance, also in chemical reactions between atomizable substances and gases as well as in steam generation insofar as z. B. pulp from peat is converted by atomization into hot powder, which is burned in whole or in part under pressure in a combustion chamber connected to the atomization system for steam generation.
In known atomizing systems there are difficulties in achieving the injection of the gaseous desiccant used in such a way that part of the atomized substance is not directed against the gas distribution elements or against other walls in the atomization chamber. Especially when the desiccant is warm, there is a risk of overheating and possibly burning of part of the atomized substance.
It has already been proposed to introduce secondary gas at places where there is a negative pressure due to the flow of the desiccant, in order to avoid in this way that the pulverized substance is sucked against solid walls in the atomization chamber; however, it is associated with considerable difficulties to achieve a sufficiently precise regulation of the secondary gas supply at the various points where it is required, because the construction of the plant is considerably complicated by such a measure.
The purpose of the invention is to avoid the above-mentioned inconveniences, and according to the invention this is achieved by at least one gap for blowing in the desiccant that is attached and designed on the ceiling of the atomization chamber in such a way that its entry is at least approximately tangential to the ceiling, and by a ceiling achieved, which is curved along a swept by the desiccant flow part of its inner surface in order to give the rotating flow of the desiccant a descending movement along this inner surface.
With this design of the atomization system, very high temperature desiccants can be used to dry atomized products without overheating the product, the use of a large temperature gradient results in good heat economy and a short drying time and an atomization chamber of only a small volume.
Several embodiments of the subject matter of the invention are shown in the accompanying drawings.
1 to 6 each show an atomization system with its essential parts schematically in axial section.
In FIG. 1, 1 denotes an atomization chamber with a downwardly curved ceiling 2.
An atomizer 3 protrudes centrally from the ceiling on a funnel-shaped housing 4 into the atomization chamber.
An annular distribution chamber 5 is attached above the atomization chamber 1 around the upper part of the housing 4, into which the desiccant is blown in through a tangentially attached pipe 6 and is thereby brought into rotating movement.
In the ceiling 2 there are a number of annular, concentric gaps 7, which are provided between walls or guide vanes 8 which are frustoconical. Instead of straight generators, the guide vanes can also be geometrically caused by slightly curved generators.
The air rotating in the annular chamber 5 is forced through the mentioned gaps 7, where it is given a downward and outward rotating movement by the guide panels 8, so that you see a rotating air flow of the vaulted ceiling 2 and further down the cylindrical Wall 9 moved along the atomization chamber and any vortex formation along the ceiling and wall is avoided. As a result, there is no risk that the dried particles will settle at any point and possibly burn there.
Such a risk of vortex formation exists only around the housing 4 of the atomizer, where there is a negative pressure due to the outwardly directed movement component of the rotating air flow. To eliminate this negative pressure and the resulting vortex formation, an annular gap 10 is provided between the housing 4 and the innermost of the blades 8 behind the inlet gaps 7 with reference to the direction of movement of the air flow, through which gap secondary air from the annular chamber 5 into the atomization chamber 1 can occur to remove the negative pressure.
To regulate the supply of the desiccant, the blades 8 are suspended from some pins 11 which are carried by nuts 12, and by adjusting these nuts they can be raised and lowered for the purpose of changing the gap width 7.
To regulate the secondary air supply, a regulating wall 13 consisting of a plate-shaped ring is attached above the gap 10, which regulating wall 13 is suspended in a manner corresponding to the blades 8 on pins 14 with adjusting nuts 15.
In the embodiment shown, measures are also taken for the entry of secondary air into the atomization chamber from the housing 4, in that the housing wall is designed as a double wall, into the space 16 of which secondary air is tangentially introduced through a pipe 17, so that a Zifluilation of the air that . flowing out through openings 18 in the middle part of the wall of the housing 4 is achieved.
The air (or another desiccant) which is supplied to the atomization chamber through the openings 18 can possibly have a lower temperature than the main air flow blown in through the gap 7.
The embodiment shown in Fig. 2 differs from that shown in Fig. 1 in that only a single gap 19 is provided for supplying the main flow, which is partly from the ceiling 2 or the underside of the annular chamber 5 and partly from one in its Distance from this underside of the annular chamber 5, adjustable, plate-shaped ring 20 is limited, which has an upwardly bent flange 21 on its inside, which adjoins a downwardly bent flange 22 of the upper side 23 of the annular chamber 5. The adjustability of the ring 20 results in a manner similar to that in FIG. 1 by means of pins 11 and nuts 12. To generate or intensify the rotational movement of the dry medium flow, guide vanes 23 are attached in the chamber 5.
A further annular chamber 24 with guide vanes 25 is arranged above the chamber 5, which chamber 24 opens into an annular gap between the flange 22 and the funnel-shaped wall of the housing for blowing in secondary air. The air is supplied through a pipe 26.
In the embodiment shown in FIG. 3, a funnel-shaped chamber 27 for the supply of the desiccant is attached in the middle of the ceiling 2, which is tangentially supplied to this chamber through a pipe 28.
A number of plates 29 are attached under the ceiling 2, which surround the funnel-shaped supply chamber 27 and run parallel to the ceiling, and the diameter of which decreases as the distance between the plates and the ceiling increases. This creates a number of inlet gaps 30 for supplying the drying agent into the atomization chamber 1.
Guide vanes 31 for generating or intensifying the rotation of the central dry flow are fitted in the gaps 30. At the lower end of the funnel-shaped supply chamber 27, openings 32 are provided for the exit of secondary air into the atomization chamber 1.
The embodiments according to FIGS. 4 to 6 are similar to one another in that the arched ceiling 2 of the atomization chamber 1 has a central depression 33 which is funnel-shaped towards the atomizer protruding from the ceiling into the atomization chamber.
In the embodiment shown in Fig. 4, a feed gap 34 is provided for the desiccant, which is attached to the depression 33 in such a way and opens upwards that the desiccant, which is supplied to this gap 34 with circulating movement, as a rotating flow of the Countersink along upwards and the adjoining part of the ceiling 2 follows to the outside and is then deflected downwards from the ceiling.
In the embodiment shown in FIG. 5, there is an upwardly opening gap 35 for blowing in the drying agent on the part of the ceiling 2 that is to be arched against the side wall of the atomization chamber 1. In this case the desiccant flow is caused to move up along the ceiling and inward against the axis. Below this gap 35 are openings 36 for the injection of secondary air.
The embodiment shown in FIG. 6 differs from the one shown in FIG. 5 in that the supply of the drying agent both through an upwardly opening gap 37 and through a downward opening in the ceiling 2 which curves into the side wall of the atomization chamber 38 takes place, which gaps are used to allow the desiccant flows to flow upwards along the ceiling 2 or downwards along the side wall. Secondary air is supplied through openings 39, which are placed anywhere between the mentioned gaps.
In the embodiment shown in FIG. 3 it is also possible to make the gaps 30 adjustable in a manner similar to that in the embodiment according to FIG. 1, while the gaps present in the embodiments according to FIGS can be made adjustable. The atomizer, which in all of the embodiments is shown introduced centrally from above into the atomization chamber, can be of any design and could otherwise be introduced from below or from the side. Several atomizers could also protrude into the atomization chamber.