DE3889791T2

DE3889791T2 - Zerstäuber.

Info

Publication number: DE3889791T2
Application number: DE3889791T
Authority: DE
Inventors: Robert T Bailey; Robert B Myers; Richard C Vetterick
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1987-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2008-07-15
Also published as: JPS6434459A; EP0299757A3; EP0299757A2; CA1288121C; EP0299757B1; ES2052726T3; JP2579192B2; DE3889791D1; US4819878A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zerstäuber.Verschiedene Arten von Zerstäubern sind bekannt. Ein Text, der die Zerstäubung im Hinblick auf Sprühtrocknung bespricht, ist Spray Drying Handbook, 3. Auflage, K.Masters, veröffentlicht 1979 durch George Godwin Limited, London, England, insbesondere dessen 6. Kapitel.
Zerstäuber zur Kombination von Flüssigkeiten mit Hochgeschwindigkeitsgasströmen sind seit vielen Jahren bekannt. Das US Patent Nr. US-A-1 373 525 (Payne) offenbart einen Zerstäuber für einen Ölbrenner, der eine zylindrische Mischkammer hat, die eine Luftzufuhr hat und in die Öl durch schräg verlaufende Röhren eingeleitet werden kann. Die US-A-2 931 580 (Johnson) offenbart die Verwendung einer kleinen Mischkammer, in der Luft und Fluid zusammengebracht werden. Eine relativ lange Röhre bringt die Mischung zu einer Düse. Die US-A-3 010 660 (Barrett) offenbart einen Zerstäuber zur Verwendung in einer Schnee erzeugenden Maschine, bei der ein Rohrabschnitt eine Wasser-Luft-Mischung zu einer Düse transportiert.
US-A-3 623 669 (Woods) zeigt den Zusammenfluß zweier Fluidströme und eines Gasstroms in eine Kammer, zum Ausstoß durch eine Wegwerfdüse, was insbesondere geeignet ist, um Farben oder Chemikalien zu versprühen.
US-A-3 712 681 (Marino u.a.) zeigt, daß eine Aufschlämmung durch unter Druck stehendes Wasser und unter Druck stehende Luft durch eine Röhre zu einer Auslaßdüse vorwärts bewegt werden kann. Die Länge der Röhre wird mit 0,3 bis 3,0 m (ein bis zehn Fuß) angegeben.
Zerstäuber für flüssige Brennstoffe zum Zerstäuben von Heizöl und ähnlichem sind aus den Patenten US-A-3 650 476 (Rackley u.a.) und US-A-3 929 290 (Tallarovic) derselben Anmelderin bekannt. Beide Patente zeigen den Gebrauch einer zentralen Versorgungsröhre, die mit einem der Fluide, die durch den Zerstäuber kombiniert werden, beschickt wird. Die zentrale Röhre ist von einer äußeren Röhre umgeben, die mit der zentralen bzw. inneren Röhre einen ringförmigen Raum definiert. Dieser Raum befördert die andere der zwei zu kombinierenden Fluide. Nahe dem Ende der Röhren ist eine Mischkammer gebildet, wo die zwei Fluide unter hoher Geschwindigkeit zusammengeführt werden. Ein Kappe bedeckt die Mischkammer. Öffnungen durch die Kappe bieten Durchgänge für den austretenden zerstäubten Sprühnebel. Keines dieser Patente zeigt jedoch die Verwendung einer länglichen, zylindrischen Mischkammer, in der die zwei Fluide bei einem kritischen Abstand zur Kappe zusammengeführt werden.
Zerstäuber sind in der petrochemischen Industrie verwendet worden, um Abfall bzw. Teerrückstände mit darin enthaltenen Kohlepartikeln mit bis zu 7,94 mm (5/16 Inch) Durchmesser zu zerstäuben, indem eine zentrale Mischkammer, in die zerstäubender Dampf eingespritzt wird, verwendet wird. Ein Beispiel eines solchen Zerstäubers ist in Figur 1A der beigefügten Zeichnungen gezeigt.
Ein Verfahren, bei dem die Trockenwäsche von Abgasen zur Entfernung von Schwefeldioxid zur Anwendung kommt, erfordert Zerstäuber zum Sprühen einer Aufschlämmung alkalischer Reaktionsstofffe in die Abgase. Die Anmelder der vorliegenden Erfindung, die eine beträchtliche Erfahrung mit Zerstäubern für flüssige Brennstoffe haben, haben diese Technologie für die Zerstäubung alkalischer Reaktionsstoffe zur Trockenwäsche von Abgasen angewendet. Die Zerstäubung einer Aufschlämmung mit sowohl flüssigen, als auch festen granularen Bestandteilen darin stellt jedoch einzigartige Probleme. Vier technische, von der Babcock und Wilcox Company vorgelegte Veröffentlichungen diskutieren die Entwicklung des Trockenwäscheverfahrens und die Verwendung speziell dafür entworfener Zerstäuber. Die erste mit dem Titel "DRY SCRUBBING ELlMINATING WET SLUDGE" von Hurst, vorgelegt vom 7. - 11. Oktober 1979 bei der Joint Power Generation Conference, Charlotte, N.C., USA, diskutiert eine Vorführanlage, die gebaut wurde und unter Verwendung eines Y-Jet-Zerstäubers, der ursprünglich für Flüssigbrennstoff ausgelegt war, betrieben wurde. Eine Veröffentlichung mit dem Titel "CONTROL OF SO2 EMISSIONS BY DRY SCRUBBING" von Downs u.a., vorgelegt in der Zeit vom 21-23 April 1980 bei der American Poower Conference, Chikago, Illinois, USA, diskutiert einige Nachteile der zu der Zeit für den Trockenwäscheprozess verwendeten Zerstäuber. "DRY SCRUBBER DEMONSTRATION PLANT - OPERATING RESULTS" von Hurst u.a., vorgelegt in der Zeit vom 28-31 Oktober 1980 beim EPA Symposium on Flue Gas Desulfurization, Houston, Texas, USA, offenbart das Betriebsverhalten eines Trockenwäscheprozesses, der eine zerstäubte Aufschlämmung verwendet. "DRY SO2 SYSTEM DESIGN IN EARLY OPERATING EXPERIENCE AT BASIN ELECTRIC'S LARAMIE RIVER STATION" von Anderson u.a., vorgelegt vom 16-21 November 1986 beim Symposium on Flue Gas Desulfurization, Atlanta, Georgia, USA, beschreibt schließlich zwei kommerziell arbeitende Schwefeltrockenentfernungssysteme (DSR Systeme), bei denen ein Zerstäuber, der die vorliegende Erfindung verwirklicht, (wie es in groben Zügen auf Seite 2 und Figur 4 darin beschrieben ist) vertraulich betrieben wurde, um eine bessere Zerstäubung zu liefern, während das Verstopfungspotential verringert wurde, was den Betrieb der DSR-Anlagen verbesserte.
Im allgemeinen können duale Fluidzerstäuber bezüglich des Ortes, an dem Gas- und Flüssigkeitsbestandteile zusammengemischt werden, unterteilt werden. Ein Zweifluidzerstäuber mit externer Mischung gibt Gas- und Flüssigkeitströme durch getrennte Strömungsdurchgänge in den Zerstäuber. Die zwei Fluide werden außerhalb der Zerstäubereinrichtung gemischt, indem Strahlen der beiden Fluide gegeneinander gerichtet werden. Ein Zweifluidzerstäuber mit interner Mischung mischt andererseits die Fluide innerhalb der Zerstäuberbauteile und entläßt sie durch einen gemeinsamen Strömungsdurchgang.
Wenn eine Flüssigkeit, die mit suspensierten festen Teilchen beladen ist (eine Aufschlämmung), zerstäubt werden soll, ist die Wahl des Zerstäubers durch praktische Beschränkungen eingegrenzt. Diese Beschränkungen bzw. Zwänge umfassen die Durchflußkapazität, die erforderliche Tropfengröße in dem zerstäubten Spray bzw. Sprühnebel, die Größe der Durchflußwege für den Durchtritt der Teilchen in der Aufschlämmung, die mechanische Haltbarkeit der Zerstäuberteile, die Empfindlichkeit der Qualität des zerstäubten Sprays auf Veränderungen in den Abmessungen der Komponenten und wirtschaftlich annehmbare Energieerfordernisse für die Herstellung des zerstäubten Sprays.
Die in den oben zitierten Patenten US-A-3 650 476 und US-A-3 929 290 offenbarten Zerstäuber sind Zweifluidzerstäuber mit interner Mischung. Diese Zerstäuberausführungen liefern die feinsten Tropfen bzw. Tröpfchen. Sie verwenden ein gasförmiges Zerstäubungsmittel, wie Luft oder Dampf, welches durch eine Passage mit kleinem Durchmesser beschleunigt wird, um eine hohe Geschwindigkeit bereitzustellen. Das Hochgeschwindigkeitsgas wird mit dem Fluid vermischt und die Gas/Fluidmischung wird über eine Durchflußpassage als zerstäubtes Spray hinausgelassen. Der in US-A-3 650 476 offenbarte Zerstäuber wird allgemein als T-Jet Typ bezeichnet. Die in den oben angegebenen technischen Veröffentlichungen offenbarten Aufschlämmungszerstäuber werden allgemein als Y-Jet Typ bezeichnet. Eine Aufschlämmung wird durch eine zentrale Röhre zu einem Düsenkopf, der divergierende Düsendurchgänge hat, geschickt. Luft oder Dampf wird durch eine ringförmige Kammer um die zentrale Röhre herum zu Einlaßöffnungen in den Düsendurchgängen, die sich geradewegs stromabwärts von der Einlaßöffnung für die Aufschlämmung befinden, geschickt. Bis jetzt lag die größte Auslaßöffnung, die erfolgreich getestet wurde, im Bereich von 4,914 mm (0,1935 Inch bzw. Zoll), während der beste Betrieb bei der Verwendung von Auslaßöffnungen von nur 3,912 mm (0,1540 Zoll) Durchmesser erreicht wurde.
Diese Einschränkung bei den Auslaßöffnungen führt zu Verstopfungsproblemen. Im allgemeinen war die Zerstäubung schlecht und die Abnutzungsraten waren wegen der abrasiven Eigenschaften der Aufschlämmung außerordentlich hoch.
Als Reaktion auf diese Probleme haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Zerstäuber entworfen, der Auslaßdüsen verwendet, die mit einem 2,74 oder 3,05 m (neun oder zehn Fuß) Rohr mit einer Zweifluidmischkammer, die sich am anderen Ende befindet, verbunden sind. Es wurden jedoch bei diesem Entwurf auch Probleme festgestellt. Insbesondere war die Zerstäubung wegen der unabsichtlichen Separation bzw. Auftrennung der Aufschlämmung schlecht. Offensichtlich wurde die Aufschlämmung während ihres Weges durch das Rohr von der hinteren Mischkammer zu den Düsen am anderen Ende getrennt. Die nach oben weisenden Düsen erzeugten extrem feine Sprühtropfen, während die nach unten weisenden Düsen große Tropfengrößen hatten, die nicht hinnehmbar waren. Weil die Tropfengröße in Trockenwäscheanwendungen sehr wichtig ist und die erwünschte Tropfengröße sehr klein ist, im Bereich 75 bis 80 Mikrometer mittlerer Durchmesser des überwiegenden Teils der Teilchen oder besser, wurde ein Zerstäuberentwurf, der hohe Kapazität bzw. Leistungsfähigkeit, feine Zerstäubung und niedrige Energieanforderungen aufwies, gebraucht.
Die Patenbeschreibung EP-A-0 117 472 offenbart einen Zerstäuber für einen Flüssigbrennstoffbrenner, wobei die Flüssigkeit aus zweiphasigen Mischungen, wie Kohle-Heizöl oder Kohle-Wasser, bestehen kann, wobei der flüssige Brennstoff einem zentral angebrachten Sprühkopf zugeführt wird und ein zerstäubendes Fluid unter Druck peripheren Röhren zugeführt wird, die schräg mit dem Zentralrohr in Verbindung stehen, um den Brennstoff und das Zerstäubungsfluid, die miteinander vermischt sind, in eine Mischkammer zu treiben und aus der Mischkammer hinaus durch schräg verlaufende Durchgänge, die zu einem Brennraum führen und in einer dem Zentralrohr gegenüberliegenden Wandung angebracht sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zerstäuber bereitgestellt zur Zusammenmischung und Zerstäubung von mindestens zwei Fluiden, wobei der Zerstäuber aufweist:
ein Mischkammergehäuse, welches eine Mischkammer mit einem offenen Eintritts-ende zur Aufnahme eines dieser Fluide und mit einem offenen Auslaßende definiert, wobei die Mischkammer eine Achse und einen inneren Durchmesser hat und das Mischkammer-gehäuse mindestens eine Eintrittsöffnung zum Hineinlassen des anderen Fluids in die Mischkammer hat, wobei die Eintrittsöffnung sich gegen die Achse der Mischkammer unter einem Winkel erstreckt und stromaufwärts von dem Auslaßende und stromabwärts von dem Eintrittsende bezüglich der Strömung des ersten Fluids entlang dieser Achse beabstandet ist;
eine Erweiterungskammer, die mit dem Auslaßende der Mischkammer in Verbindung steht und an dieses angrenzt, wobei die Erweiterungskammer einen Durchmesser hat, der größer ist als der innere Durchmesser der Mischkammer, wobei die Erweiterungskammer definiert wird durch einen Sprühkopf, der um das Auslaßende der Mischkammer herum mit diesem in Eingriff steht und eine innere konische Oberfläche hat, die einen Teil der Erweiterungskammer definiert und eine Endkappe hat, die eine konische Aussparung in sich hat, die einen anderen Teil der Erweiterungskammer definiert und die den Sprühkopf umgreift und mindestens eine Zerstäubungsdüse hat, die ein mit der Erweiterungskammer in Verbindung stehendes Eintrittsende hat und außerhalb einer Peripherie dieses Auslaßendes der Mischkammer angebracht ist, wobei das Auslaßende dieser mindestens einen Düse einen Mittelpunkt hat, der auf einem um diese Achse geschlagenen Kreis liegt, wobei der Durchmesser dieses Kreises senkrecht zu dieser Achse ist und größer ist als die Summe aus innerem Durchmesser der Mischkammer und dem inneren Durchmesser dieser wenigstens einen Düse, wobei die konische Oberfläche des Sprühkopfes die innere Oberfläche der Endkappe in einem Berürungskreis schneidet, der die äußere Kante des Eintrittsendes dieser wenigstens einen Düse innerhalb einer Toleranz von bis zu 6,35 mm umfasst; und
wobei das erste und das zweite Fluid in der Mischkammer zusammengemischt werden, um eine gründlich homogenisierte Mischung zu bilden, die in die Erweiterungs-kammer übergeht und gegen eine Aufprallfläche trifft, die sich auf der Endkappe in der konischen Aussparung befindet und sich im wesentlichen senkrecht zu der besagten Achse erstreckt, wobei die Aufprallfläche auf einer dem Auslaßende der Mischkammer gegenüber-liegenden Seite der Erweiterungskammer liegt; und wobei die Mischung durch diese mindestens eine Düse zerstäubt wird, wobei die Aufprallfläche von dem Auslaßende einen Abstand hat, der ungefähr ein- bis dreimal dem inneren Durchmesser der Mischkammer entspricht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Zerstäuber vorgesehen mit: einem Gehäuse, welches eine zylindrische Mischkammer mit einem inneren Durchmesser, einem offenen Eintrittsende für eine Aufschlämmung oder ein fluidisiertes Trockenpulver und mit einem offenen Auslaßende definiert, wobei das Gehäuse mehrere Öffnungen hat, die sich unter einem Winkel von 45º bezüglich der Achse der Mischkammer in die Mischkammer erstrecken, wobei die Öffnungen stromaufwärts von dem Auslaßende mit dem eins- bis fünffachen des inneren Durchmessers der Mischkammer und stromabwärts von dem Eintrittsende bezüglich der Strömung der ersten Flüssigkeit beabstandet sind; einem Sprühkopf, der das Auslaßende umgreift und eine innere konische Oberfläche hat, die teilweise eine Erweiterungskammer definiert, die einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser der Mischkammer, die mit diesem Auslaßende in Verbindung steht; und einer Endkappe mit einer konischen Aussparung darin, die den Sprühkopf übergreifend umfasst, um die Erweiterungskammer abzuschließen, wobei die Endkappe eine Aufprall-fläche hat, um die herum die Düsen verteilt sind, wobei diese Aufprallfläche von dem Auslaßende einen Abstand hat, der mindestens einmal dem Durchmesser der Mischkammer entspricht, und sich im wesentlichen senkrecht zu der Achse der Mischkammer erstreckt;
wobei jede der Düsen ein Eintrittsende mit einem Zentrum hat, wobei die Zentren der Düseneintrittsenden außerhalb eines Kreises liegen, der einen Durchmesser aufweist, der mindestens gleich dem inneren Durchmesser der Mischkammer plus dem dem inneren Durchmesser einer der Düsen ist; und wobei die konische innere Oberfläche der Sprühkopfoberfläche sich mit der Endkappe in einem Kreis schneidet, der mindestens die äußeren Kanten bzw. Ränder der Eintrittsenden der Düsen umfasst.
Eine bevorzugte Ausführungsform der weiter unten im einzelnen beschriebenen Erfindung weist einen Zerstäuber auf, der zerstäubte Sprays wirksam und gut erzeugt, nicht für Verstopfung empfindlich ist und eine annehmbare Lebensdauer hat. Der bevorzugte Zerstäuber ist vom Zweiflüssigeitstyp. Er kann zum Beispiel verwendet werden zum Zusammenmischen und Zerstäuben von gasförmigen, flüssigen und festen Komponenten; und er ist insbesondere nützlich als Aufschlämmungszerstäuber. Ein einzigartige Eigenschaft des bevorzugten Zerstäubers liegt in der Verwendung von großen Durchlässen und in deren Anordnung. Die großen Durchlaßwege erlauben die Verwendung von niedrigen Fluid-geschwindigkeiten, wodurch die Druckanforderungen verringert werden. Dies erlaubt ebenfalls den Durchlaß von körnigen Teilchen ohne Zusetzen bzw. Verstopfen und erzeugt zur gleichen Zeit Feinzerstäubung eines flüssigen Anteils. Der bevorzugte Zweifluid-zerstäuber kann als ein 3-Phasen-Zerstäuber beschrieben werden, in dem ein Gas, eine Flüssigkeit und ein fester Stoff gleichzeitig passieren können. Der Zerstäuber erzeugt einen feinen Flüssigkeitsnebel und eine gleichmäßige Verteilung fester Partikel bzw. Teilchen, oder in Fällen, in denen eine Flüssigkeit nicht verwendet wird (wie zum Beispiel in einem Gas fluidisiertes Pulver), erzeugt der Zerstäuber eine feine und gleichmäßige Verteilung der Pulverteilchen. Die Verwendung niedriger Geschwindigkeiten verringert ebenfalls die Abnutzung durch Minimierung des Abriebs. Hohe Geschwindigkeiten werden nur an Düsenaustrittsöffnungen verwendet, wo das zerstäubte Spray gebildet wird. Kritische Abmessungs- und Lageparameter werden beachtet, um maximale Effizienz bei der Bildung des zerstäubten Sprays bzw. Sprühnebels zu gewährleisten, während die Abnutzung und die Neigung zur Verstopfung minimiert werden.
Ein Zerstäuber gemäß der Erfindung kann dieselbe oder eine größere Aufschlämmungskapazität haben als zuvor vorgeschlagene Zerstäuber, während Zerstäubungsgas- und Fluidströme unter niedrigerem Versorgungsdruck verwendet werden. Ein derartiger Zerstäuber liefert gute Zerstäubung trotz der Einsparungen bei Energie und Abnutzung. Größere Strömungsquerschnitte werden verwendet, um die Geschwindigkeiten innerhalb des Zerstäubers zu verringern und so unwiederbringbaren Druckverlust zu verringern.
Diese Vorteile sind kommerziell wichtig, weil sie höhere Kapazitäten bei niedrigerer Energie und geringeren Instandhaltungskosten gewährleisten. Reinigung und Inspektion ist weniger oft erforderlich, weil der Zerstäuber nicht empfindlich gegenüber Zusetzen und Verstopfen ist. Dies ist so wegen des Fehlens gekrümmter Strömungspassagen im Zerstäuber und wegen der Verwendung großer Strömungsquerschnitte, wie oben angegeben.
Eine gute Zerstäubung kann zum Beispiel erreicht werden mit 207 bis 552 kPa (30 bis 80 britische Pfund/Quadratfuß oder psi) Zerstäubungsgasdruck und 69 bis 414 kPa (10 bis 60 psi) Fluiddruck. Dies erlaubt die Verwendung von Kompressoren und Pumpen niedrigerer Leistung, was eine weitere Ersparnis bedeutet.
Die Tatsache, daß höhere Kapazitäten mit dem bevorzugten, unten beschriebenen Zerstäuber erreicht werden können, bedeutet, daß weniger Zerstäuber für einen gegebenen Prozess erforderlich sind. Dies ist insbesondere nützlich in Trockenwaschanlagen, bei denen weniger Zerstäuber eine zusätzlich Kostenersparnis sowohl hinsichtlich der Bauteile als auch im Unterhalt bedeuten.
Die Erfindung wird nun weiter an Hand eines erläuternden und nicht einschränkenden Beispiels beschrieben, wobei auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
Figur 1 ein axialer Querschnitt ist, der einen Kopf- und Düsenbereich eines früher vorgeschlagenen Y-Jet Typs eines Zerstäubers zeigt;
Figur 1A ein axialer Querschnitt ist, der einen Kopf- und Düsenbereich eines zweiten früher vorgeschlagenen Zerstäubers zeigt;
Figur 2 ein axialer Querschnitt eines Zerstäubers gemäß der Erfindung ist;
Figur 3 ein vergrößerter axialer Querschnitt ist, der einen Kopf- und Düsenbereich eines Zerstäubers gemäß der Erfindung zeigt;
Figur 4 ein Graph ist, der den Zerstäubungsdruck gegen den Durchfluß für einen Zerstäuber gemäß der Erfindung und für zwei früher vorgeschlagene Zerstäuber zeigt; und
Figur 5 ein Graph ist, der den mittleren Durchmesser zerstäubter Tropfen (Mikrometer) versus das Luft-zu-Wasser Durchflußverhältnis für einen Zerstäuber gemäß der Erfindung und für zwei früher vorgeschlagene Zerstäuber zeigt.
Ein früher vorgeschlagener, als Y-Jet-Zerstäuber bekannter Zerstäuber ist schematisch in Figur 1 gezeigt. Der Zerstäuber hat ein inneres Rohr bzw. einen inneren Zylinder 50 zur Beförderung eines Aufschlämmungsstromes 52 zu mehreren Zerstäubungsdüsen 53. Ein Zerstäubungsgas 54, wie Luft oder Dampf, fließt in einer ringförmigen Passage 55, die zwischen dem inneren Rohr 50 und einem äußeren Rohr 56 gebildet wird. Das Zerstäubungs-gas (z.B. Luft) wird über abgewinkelte Luftdurchlässe 57 der Basis der Düsen 53 zugeführt.
Für eine effiziente Zerstäubung wurde eine obere Grenze für den inneren Durchmesser der Düsen 53 in diesem Zerstäuber mit ungefähr 4,915mm (0,1935 Zoll) gefunden, was einem Nr.10 Spiralbohrer entspricht. Dieser relativ kleine Durchmesser zusätzlich zu dem noch kleineren Durchmesser der Luftdurchlässe 57 macht den Y-Jet-Zerstäuber ziemlich empfindlich für Zusetzen und Verstopfung, wenn eine Aufschlämmung beteiligt ist. Hohe Geschwindigkeiten werden verwendet, um eine gute Zerstäubung zu erhalten. Hohe Geschwindigkeiten bedeuten jedoch, daß die inneren Teile des Zerstäubers besonders abnutzungsempfindlich sind. Eine Maßnahme, die ergriffen wurde, um lokal die Abnutzung zu reduzieren, bestand darin, die Düse 53 mit gegen Abnutzung widerstandsfähigen Einsätzen 58 auszukleiden. Dies löst jedoch weder das Zusetzproblem, noch verringert es in irgendeiner Weise die Energie- bzw. Leistungsanforderungen für diesen Zerstäuber.
Es sei angemerkt, daß in Wirklichkeit der Zerstäuber aus Figur 1 statt aus dem gezeigten Einzelteil aus mehreren Teilen hergestellt ist, die zusammengeschraubt sind.
Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Zerstäuber, der eine Ausführungsform der Erfindung ist, der insbesondere geeignet ist für die Zerstäubung einer Aufschlämmung aus flüssigkeitsgetragenen Teilchen oder eines Fluids aus gasgetragenen trockenen Pulverteilchen mittels eines Zerstäubungsgases wie Luft oder Dampf.
Der in den Figuren 2 und 3 gezeigte Zerstäuber hat eine Endkappe 1, die mehrere Auslaßdüsen 24 trägt, wobei jede eine(n) gegen Abnutzung widerstandsfähige(n) Einsatz oder Auskleidung 4 aufweist, der bzw. die durch einen mit Gewinde versehenen Festhalter 3 gehalten wird, der in die Endkappe 1 eingeschraubt ist. Das Innere der Endkappe 1 ist ausgehöhlt, um einen Teil einer Erweiterungskammer 28 zu bilden, die an ihren Seiten durch einen Sprühkopf 2 begrenzt wird. Die Endkappe 1 trägt ebenfalls ein(e) gegen Abnutzung widerstandsfähige(s) Polster bzw. Unterlage 5.
Ein Mischkammergehäuse 7 ist in den Sprühkopf 2 geschraubt und bildet eine innere, zylindrische Mischkammer 30, die mit einer Verschleißhülse oder einem Verschleißeinsatz 6 ausgekleidet ist. Die Kammer 30 hat einander gegenüberliegende offene Enden. Das linke Ende steht mit dem offenen Ende eines inneren Rohres 17 in Verbindung, welches eine Aufschlämmung oder fluidisiertes Trockenpulver in die Kammer 30 befördert. Das gegenüberliegende (rechte) Ende der Kammer 30 steht mit der Erweiterungskammer 28 in Verbindung.
Die Düseneinsätze 4, die Verscleißunterlage 5 und die Abnutzungshülse 6 sind vorteilhafterweise hergestellt aus gegen Abnutzung bzw. Abrieb widerstandsfähigen Materialien, wie zum Beispiel Keramik oder gehärtetem Stahl. Siliziumkarbid ist ein Beispiel für ein derartiges keramisches Material. Es soll jedoch angemerkt werden, daß der Auswahl des speziellen Materials (z.B gehärtete Stahllegierungen oder Keramiken) für irgendeines der gegen Abnutzung widerstandsfähigen Bauteile (4,5 und 6) vollständig die beabsichtigte Verwendung und Anwendung zugrundeliegt.
Um die Herstellungskosten zu verringern, können die gegen Abnutzung widerstandsfähigen Bauteile 4,5 und 6, wenn sie aus keramischen Material hergestellt sind, vorteilhafterweise mit einem vergießbaren Material, wie zum Beispiel Kautschuk, beschichtet sein, um die Herstellungstoleranzen und die Bearbeitungserfordernisse erforderlichenfalls zu lockern. Typische Herstellungstoleranzen ohne Nachbearbeitung für keramische Abnutzungsmaterialien sind in der Gegend von +0.794mm (+ 1/32 Zoll). Die kautschukbeschichteten, gegen Abnutzung widerstandsfähigen Oberflächen, die in direkte Kontakt mit der homogenisierten Aufschlämmung stehen, werden ihre Beschichtung schnell verlieren, wenn der Zerstäuber in Betrieb geht.
Die Zerstäubungsgaseinlässe 22 erstrecken sich durch das Gehäuse 7 und die Abnutzungshülse 6 in die Kammer 30. Vorteilhafterweise werden vier gleichmäßig verteilte Gaseinlässe 22 verwendet, wobei die Einlässe entlang des Umfangs der Abnutzungshülse 6 beabstandet sind. Ein Adapterkoppelstück 8 umgibt das Mischkammergehäuse 7 und hat von ihm nach außen einen Abstand, um so einen ringförmigen Raum für die Strömung des Zerstäubungsgases, wie z.B. Luft oder Dampf, zu bilden. Das Adapterkoppelteil 8 ist an einem Ende in die Endkappe 1 geschraubt und hat eine Schulter, um den Kopf 2 gegen die innere Oberfläche der Endkappe 1 zu halten.
Das gegenüberliegende Ende des Adapterkoppelteils 8 ist an ein äußeres Rohr 11 geschraubt. Ein Sicherungsmutter 9 fixiert die Position des Adapterkoppelteils 8 auf dem äußeren Rohr 11. Ein Spaltringkragen 10 erstreckt sich um das äußere Rohr 11 und wird zur Unterstützung des äußeren Endes des Zerstäubers verwendet.
Das innere Ende des Zerstäubers (zur Linken der Figur 2) hat einen Zerstäubergrundkörper 15, der Durchlässe für die Aufschlämmung (oder das fluidisierte Pulver) und das Zerstäubungsgas aufweist.
Das Zerstäubungsgas wird durch die Einlaßöffnung 32 in den Zerstäubergrundkörper 15 hineingelassen und die Aufschlämmung oder das fluidisierte Trockenpulver wird durch eine Einlaßöffnung 34 in den Zerstäubergrundkörper 15 hineingelassen.
Eine axiale Passage durch den Zerstäubergrundkörper 15 wird zur Linken durch einen Rohrverschluß 16 verschlossen und hat zur Rechten ein Gewinde zur Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Endes des inneren Rohres 17. Das gegenüberliegende, mit Gewinde versehene Ende des Rohres 17 ist in das Mischkammergehäuse 7 geschraubt.
Eine ringförmige Passage 26 steht mit dem Einlaß 32 in Verbindung und wird zwischen dem inneren Rohr 17 und dem äußeren Rohr 11 definiert.
Das äußere Rohr 11 wird in einem/r aufnehmenden Loch bzw. Bohrung des Zerstäubergrundkörpers 15 durch eine Stopfbuchse 14 aufgenommen, die durch einen Haltering 14 und eine Muffe bzw. Brille 12, die in das offene Ende des Zerstäubergrundkörpers 15 geschraubt ist, zusammengepresst wird.
Die Durchflußwege, Öffnungen und Düsen des vorliegenden Zerstäubers haben relativ große Durchflußöffnungen bzw. -querschnitte. Insbesondere sind innere Durchmesser der Düse 24 von 12,7mm (1/2 Zoll) erfolgreich verwendet worden, während weiterhin eine gute Zerstäubung erreicht wurde. Eine Aufschlämmung oder ein fluidisiertes Trockenpulver wird mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten der Einlaßöffnung 34 zugeführt und fließt durch das innere Rohr 17 und in das Einlaßende der Kammer 30. Hier wird die Aufschlämmung oder das fluidisierte Trockenpulver mit dem durch die Öffnungen 22 aus der ringförmigen Passage 26 und dem Einlaß 32 zugeführten Zerstäubungsgas homogenisiert.
Die homogenisierte Mischung aus Zerstäubungsgas und Aufschlämmung (oder fluidisiertem Trockenpulver) bewegt sich axial durch die zylindrische Kammer 30 und stößt gegen das Stoßolster bzw. den Abnutzungseinsatz 5. Die homogenisierte Mischung geht dann durch die Auslaßdüsen 24 und wird einer schnellen Ausdehnung unterworfen, die eine feintropfige/teilige Zerstäubung hervorruft.
Übergroße Teilchen, die, aus welchen Gründen auch immer, in der Aufschlämmmung enthalten sind, können ohne Verstopfung leicht durch die relativ großen Zerstäubungsdüsen 24 strömen. Trotzdem wird der flüssige Anteil fein in kleine Teilchen zerstäubt, die typisch sind für den Zweifluid-Y-Jet-Zerstäuber. In konkreten Tests haben Düsen 24 mit inneren Durchmessern von 12,7 mm (0,5 Zoll), das ist mehr als 6,5 mal größer als bei zuvor vorgeschlagenen Düsen, erfolgreich zerstäubte Sprays hoher Qualität erzeugt.
Schlechte Zerstäubung auf Grund von Zusetzen ist faktisch eliminiert durch die einzigartige Anordnung der Zerstäubungsgaseinlaßöffnungen 22, die alle mit der Mischkammer 30 in Verbindung stehen und durch das einzige große Ende des Mischkammereinlasses, was einen ungehinderten Strömungsweg für die Aufschlämmung erlaubt. Die Zerstäubungsgaseinlaßöffnungen 22 sind so bemessen, daß die Gasgeschwindigkeit gut unterhalb der Schallgeschwindigkeit (der Geschwindigkeit, bei der Schallwellen den Gasstrom behindern) liegt. Sollte irgendeine Zerstäubungsgasöffnung 22 verstopft werden, wird sich das Zerstäubungsgas durch die verbleibenden Gasöffnungen 22 neu verteilen, was es der homogenisierten Mischung in der Mischkammer 30 erlaubt, die richtigen Verhältnisse zwischen Fluid und Gas für die gesamte Mischung beizubehalten.
In dem vorliegenden Zerstäuber sind Hochgeschwindigkeitsströme bzw. -strahlen aus Zerstäubungsgas für die planmäßige Zerstäubung, um letztlich feine Zerstäubung des Fluids bei hohem Durchsatz zu erreichen, nicht erforderlich. Es wurde festgestellt, daß es die anfängliche Durchmischung erforderlich ist, um ein gleichmäßiges und vollkommen homogenes Fluid auszubilden, aus dem heraus eine feine Zerstäubung durch eine schnelle Expansion über die Auslaßdüsen erreicht wird. Darüberhinaus ist es wichtig, daß, wenn die zwei Fluide erst einmal gründlich, gleichmäßig und homogen gemischt sind, weder eine Trennung bzw. Separation auftreten darf, noch daß tote bzw. stagnierende Volumina erlaubt werden, die eine Trennung durch die Schwerkraft zulassen.
Damit der vorliegende Zerstäuber richtig arbeitet, sollten jedoch bestimmte kritische Abmessungsbeziehungen beachtet werden.
Mit Bezug auf Figur 3, sollte die zylindrische Mischkammer 30 eine Auslaßende 31 haben, das an die Erweiterungskammer 28 angrenzt. Dies wird durch die Strecke A in Figur 3 gezeigt. Ein Wert von A = 6,35 mm (0,25 Zoll), der nur zur Erleichterung der mechanischen Konstruktion gewählt wurde, hat sich als annehmbar herausgestellt. Die Oberfläche der Abnutzungseinlage 5 erstreckt sich vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu der Achse 40 der Kammer 30 (die auch die Strömungsrichtung der sich ergebenden homogenisierten Mischung ist).
Der Abstand zwischen dem Auslaßende oder der Öffnung 31 und der Auftrefffläche des Abnutzungsteils 5 sollte das ein- bis zum dreifachen des inneren Durchmessers der Mischkammer 30 sein. Der innere Durchmesser ist bei D in Figur 3 gezeigt.
Die Zerstäubungsgasöffnungen 22 sind so positioniert, daß eine schädliche Phasentrennung der homogenene Mischung nicht vor dem Austreten aus der Kammer 30 in die Erweiterungskammer 28 eintritt. Annehmbare Ergebnisse können erreicht werden, wenn die Zerstäubungsgasöffnungen 22 ein- bis fünfmal D stromaufwärts vom Auslaßende 31 der Kammer 30 entfernt angebracht sind. Die Öffnungen 22 können ein oder mehrere Löcher wie gezeigt sein (und vorzugsweise vier Löcher) oder sie können in der Form von einer oder mehr Öffnungen oder Durchflußpassagen in die Kammer 30 sein.
Der Winkel B, den die Achse der Öffnung oder der Öffnungen 22 mit der Achse 40 der Kamer 30 bildet, kann von 10º bis 170º reichen, der spezielle Winkel B wird so gewählt, daß eine gründliche Mischung ohne erheblichen Druckabfall erreicht wird. Befriedigende Ergebnisse sind mit vier Öffnungen mit einem Winkel B von 45º erreicht worden.
Die gesamte Querschnittsfläche der Öffnungen 22 sollte so gewählt sein, daß eine Geschwindigkeit von 30,5 bis 152,4 m/s (100 bis 500 Fuß/s) für das Zerstäubungsgas erreicht wird.
Der Aufschlämmungseinlaß 33 der Kammer 30, ebenso wie das Auslaßende 31 erstrecken sich entlang der zentralen Linie oder Achse der Kammer 30. Der Aufschlämmungseinlaß 33 ist vorzugsweise stromaufwärts der Zerstäubungsgasöffnungen 22 angebracht, obwohl dies nicht wesentlich für die Benutzung der Erfindung ist. Die Größe des Aufschlämmungseinlasses 33 muß so gewählt werden, daß die Fluidgeschwindigkeit innerhalb des Bereichs von 0,15 bis 9,0 m/s (0,5 bis 29,5 Fuß/s) ist.
Der innere Durchmesser D der Mischkammer 30 wird so gewählt, daß die homogenisierte Mischung im Geschwindigkeitsbereich von 30,5 bis 91,4 m/s (100 bis 300 Fuß/s) gehalten wird.
Die Größe und Anzahl der Auslaßdüsen 24 wird den Kapazitätserfordernissen angepasst. Die Anzahl und die Anordnung der Ausgänge der Düsen 24 werden den Bedürfnissen der Entwerfer angepasst. Die Lage des Eingangsendes 25 jeder der Düsen 24 ist jedoch entscheidend für den Mischkammerausstoß. Der Durchmesser eines Kreises, der um die Achse 40 zentriert ist und zu dieser senkrecht steht und die Zentralachsen des Eingangsendes 25 der Düsen 24 umfasst, muß größer sein als die Summe aus einmal D, aber nicht mehr als dreimal D und dem Durchmesser einer Auslaßdüse 24. Dies plaziert das Eingangsende 25 jeder der Düsen 24 außerhalb der Peripherie des Auslaßendes 31 der Mischkammer 30. Die Lage der Aufprallplatte 5 bezüglich des Eingangsendes 25 der Düsen 24 wird so gewählt, daß eine gute Zerstäubung erreicht wird.
Die Form des Sprühkopfes 2 ist ebenfalls wichtig. Die innere Fläche des Sprühkopfes 2, die teilweise die Kammer 28 definiert (und in Figur 3 als konisch gezeigt ist), sollte die innere Fläche der Endkappe 1 in einem tangentialen Kreis 36 schneiden, der die äußere Kante der Einlaßöffnungen 25 der Düsen 24 umfasst. Dieser Schnittkreis 36 muß jedoch innerhalb von 6,35mm (0,25 Zoll) von der äußeren Kante der Einlaßöffnungen 25 entfernt liegen, um eine örtliche Auftrennung der Mischung zu vermeiden, die zu einer schlechten Zerstäubung führen kann.
Die aufeinander passenden kegelförmigen Außenflächen des Sprühkopfes 2 und der Endkappe 1, die in Figur 3 gezeigt sind, sollten innerhalb + 0,5º genau sein, um die Kappe 1 dicht mit dem Kopf 2 zu verbinden.
Die Erweiterungskammer 28 ist weiterhin im Durchmesser beschränkt, um stagnierende bzw. ruhige Bereiche zu minimieren, die zu einer Phasentrennung der homogenisierten Mischung führen. Der Radius der Kammer 28 von der Achse 40 zum äußersten Bereich der Kammer sollte nicht größer sein als zweimal D (dem inneren Durchmesser der zylindrischen Kammer 30).
Indem einige oder alle der vorhergehenden kritischen bzw. entscheidenden Eigenschaften beachtet werden, wird gegenüber den früher vorgeschlagenen Zerstäubern eine verbesserte Zerstäubung erreicht.
Figur 4 zeigt Testergebnisse, bei denen alle kritischen Eigenschaften bzw. Parameter bei einem Zerstäuber gemäß der Erfindung eingehalten wurden. Figur 4 ist ein Graph, der die Zerstäubungsdrücke mit den Durchflußraten in Beziehung setzt und die Ergebnisse eines Zerstäubers gemäß der Erfindung mittels durch Kreise dargestellter Punkte zeigt. Ergebnisse für zwei Versionen eines früher vorgeschlagenen Y-Jet-Zerstäubers (mit MK34 und MK20 bezeichnet) sind ebenfalls mit Punkten gezeigt, die jeweils durch Dreiecke und Quadrate dargestellt sind.
Die früher vorgeschlagenen Entwürfe erfordern Versorgungsdruck des Zerstäubungsgases (laut Meßgerät) von 758 kPa oder 862 kPa (110 oder 125 lbf/Quadratzoll oder psi), während der vorliegende Zerstäuber nur 552 kPa (80 psi) braucht. Dies stellt eine Verminderung um 207 oder 310 kPa (30 oder 45 psi) dar. Außerdem beträgt bei einer Durchflußrate von 2687 kg/h (7200 lb/h) der Fluiddruck 655 oder 717 kPa (95 oder 104 psi) in den früher vorgeschlagenen Zerstäubern. Bei dem vorliegenden Zerstäuber wird bei dieser Durchflußrate nur 414 kPa (60 psi) gebraucht, was einer Verringerung um 207 oder 303 kPa (30 oder 44 psi) entspricht.
Bei dem vorliegenden Zerstäuber wird entlang der zylindrischen Kammer 30 ein Zerstäubungsgasdruckabfall von nur ungefähr 138 bis 172 kPa (20 bis 25 psi) erzeugt. Der Überschuß des Druckabfalls wird "aufgespart", so daß er an den Düsen 24 verwendet werden kann, für eine gute Zerstäubung zu sorgen. Entlang der Düsen 24 wird ein Druckabfall von nur ungefähr 379 kPa (55 psi) verbraucht. Dieser relativ geringe Druckverlust stellt eine Energieersparnis dar. Dies ist bedeutsam angesichts der Tatsache, daß die Qualität des zerstäubten Sprays bezüglich der früheren Vorschläge erhalten bleibt oder sogar übertroffen wird, wie in Figur 5 gezeigt. Zusätzlich, und mit weiterem Bezug auf Figur 5, erreicht der vorliegende Zerstäuber die gleiche oder eine bessere Zerstäubung (wie anhand des mittleren Durchmessers des überwiegenden Teils der Tropfen gemessen) bei dem gleichen Gas-zu-Flüssigkeits-Verhältnis (kg je kg oder lb je lb), was eine bedeutende Energieersparnis bedeutet.
Es sei angemerkt, daß die Versorgung mit Zerstäubungsgas und Aufschlämmung (oder fluidisiertem Trockenpulver) zu den Öffnungen 32 und 34 vertauscht werden kann, wenn gewünscht. Die Abnutzungsbauteile 4,5 und 6 können außerdem aus einem Teil mit der Endkappe und den Gehäusestrukturen hergestellt zusammen werden.
Der vorliegende Zerstäuber mischt die zwei Fluide gründlich, um eine homogenisierte Mischung zu erzielen, wobei ein niedriger Druckabfall (und demgemäß niedrigere Energieanforderungen) aufgewendet werden und hält eine homogensierte Mischung während des Zerstäubungsprozesses aufrecht. Dies steht im Gegensatz zu anderen früher vorgeschlagenen Zerstäubungsanordnungen, wie dem Y-Jet oder dem T-Jet.
Sowohl im Y-Jet, als auch im T-Jet Entwurf wurden hohe Geschwindigkeiten in der Mischregion für die erste Stufe der Zerstäubung der zwei Fluide verwendet, was für eine gegebene Kapazität eine Vielzahl von kleiner Öffnungen erforderte. Wie zuvor erwähnt, traten dabei Probleme mit Verstopfung und bei der Kapazität auf. Wenn die Öffnungsgröße erhöht wurde, um diese Probleme zu lösen, wurde die Vollständigkeit der Mischung der zwei Fluide schlechter, was zu einer schlechten Zerstäubungsqualität und -gleichmäßigkeit führte.
Es hat sich herausgestellt, daß eine gute Homogenisierung eine Vorassetzung ist für eine gute Zerstäubung. Wegen der einzigartigen geometrischen Anordnung der Einrichtung ist der vorliegende Zerstäuber erfolgreich bei der Erzielung einer guten Homogenisierung bei niedrigeren Geschwindigkeiten und niedrigerem Druckabfall als die früher vorgeschlagenen Einrichtungen. Darüberhinaus ist der Zerstäuber relativ unempfindlich gegenüber Abmessungsabweichungen, herrührend aus Herstellungstoleranzen oder Abnutzung, weil der vorliegende Zerstäuber eine gründliche Mischung bei niedrigen Geschwindigkeiten erreicht und dennoch hohe Kapazitäten erreichen kann.
Während eine spezielle Ausführungsform der Erfindung gezeigt worden war und an Hand eines Bespiels in Einzelheiten beschrieben worden war, versteht es sich, daß die Erfindung anders ausgeführt werden kann. Zum Beispiel können mehrere Reihen von Düsen 24 in dem Sprühkopf 2 angebracht werden, die in einer symmetrischen oder unsymmetrischen Anordnung angeordnet sind.

Claims

1. Zerstäuber für das Zusammenmischen und Zerstäuben von mindestens zwei Flüssigkeiten, wobei der Zerstäuber aufweist:

ein Mischkammergehäuse (7), welches eine Mischkammer (30) mit einem offenen Eintrittsende (33) zur Aufnahme einer dieser Flüssigkeiten und einem offenen Auslaßende (31) definiert, wobei die Mischkammer (30) eine Achse (40) und einen inneren Durchmesser (D) hat und das Mischkammergehäuse (7) mindestens eine Eintrittsöffnung (22) zum Hineinlassen der anderen Flüssigkeit in die Mischkammer (30) hat, wobei die Eintrittsöffnung (22) sich gegen die Achse (40) der Mischkammer (30) unter einem Winkel (B) erstreckt und stromaufwärts von dem Auslaßende (31) und stromabwärts von dem Eintrittsende (33) bezüglich einer Strömung der ersten Flüssigkeit entlang dieser Achse (40) beabstandet ist;

eine Erweiterungskammer (28), die mit dem Auslaßende (31) der Mischkammer (30) in Verbindung steht und an dieses angrenzt, wobei die Erweiterungskammer (28) einen Durchmesser hat, der größer ist als der innere Durchmesser (D) der Mischkammer (30), wobei die Erweiterungskammer (28) festgelegt wird durch einen Sprühkopf (2), der um das Auslaßende (31) der Mischkammer (30) herum mit diesem in Eingriff steht und eine innere konische Oberfläche hat, die einen Teil der Erweiterungskammer (28) definiert und eine Endkappe (1) hat, die eine konische Aussparung hat, die einen anderen Teil der Erweiterungskammer (28) definiert und die über den Sprühkopf hinweg mit diesem in Eingriff steht und mindestens eine Zerstäubungsdüse (24) hat, die ein mit der Erweiterungskammer (28) in Verbindung stehendes Eintrittsende (25) hat und außerhalb der Peripherie des Auslaßendes (31) der Mischkammer (30) angebracht ist, wobei das Eintrittsende (25) dieser mindestens einen Düse (24) einen Mittelpunkt hat, der auf einem um die Achse (40) geschlagenen Kreis liegt, wobei der Durchmesser dieses Kreises senkrecht zu dieser Achse (40) verläuft und größer ist als die Summe aus dem Innendurchmesser (D) der Mischkammer und dem Innendurchmesser dieser wenigstens einen Düse (24), wobei die konische Oberfläche des Sprühkopfes (2) die innere Oberfläche der Endkappe (1) in einem Berührungskreis (36) schneidet, der die äußere Kante des Eintrittsendes dieser wenigstens einen Düse (24) mit einer Toleranz von bis zu 6,35 mm umfasst; und

wodurch die erste und die zweite Flüssigkeit in der Mischkammer (30) zusammengemischt werden, um eine gründlich homogenisierte Mischung zu bilden, die in die Erweiterungskammer (28) übergeht und gegen eine Aufprallfläche (5) trifft, die sich auf der Endkappe (1) in der konischen Aussparung befindet und sich im wesentlichen senkrecht zu der Achse (40) erstreckt, wobei die Aufprallfläche (5) auf einer dem Auslaßende (31) der Mischkammer (30) gegenüberliegenden Seite der Erweiterungskammer (28) liegt; und wobei die Mischung durch diese mindestens eine Düse (24) zerstäubt wird, wobei die Aufprallfläche (5) von dem Auslaßende (31) einen Abstand hat, der ungefähr gleich dem Ein- bis Dreifachen des Innendurchmessers (D) der Mischkammer (30) ist.

2. Zerstäuber nach Anspruch 1, wobei der Winkel (B), unter dem sich die mindestens eine Eintrittssöffnung (22) gegen die Achse (40) der Mischkammer (30) erstreckt, zwischen 10º und 170º liegt.

3. Zerstäuber nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mindestens eine Eintrittsöffnung (22) stromaufwärts von dem Auslaßende (31) der Mischkammer (30) einen Abstand hat, der ausreicht, eine nachteilige Phasentrennung der homogenisierten Mischungsbestandteile zu verhindern.

4. Zerstäuber nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mindestens eine Eintrittsöffnung (22) stromaufwärts von dem Auslaßende (31) der Mischkammer (30) einen Abstand hat, der dem Ein- bis Fünffachen des inneren Durchmessers (D) der Mischkammer (30) entspricht.

5. Zerstäuber nach Anspruch 1 mit einem Verschleißkissen (5), das mit der Endkappe (1) verbunden ist und die Aufprallfläche trägt.

6. Zerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sprühkopf (2) und die Endkappe (1) kegelförmige, aufeinanderpassende Oberflächen (38) haben, die bis auf 0,5º aufeinander passen, um den Sprühkopf mit der Endkappe zu verschließen, um die Erweiterungskammer (28) abzuschließen.

7. Zerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Verschleißeinsatz (4), der die mindestens eine Düse (24) auskleidet.

8. Zerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem inneren Rohr (17) zur Beförderung einer der Flüssigkeiten, wobei das innere Rohr (17) mit dem Eintrittsende (33) der Mischkammer (30) verbunden ist; und mit einem äußeren Rohr (11), welches mit dem Mischkammergehäuse (7) verbunden ist und mit dem inneren Rohr (17) einen ringförmigen Raum (26) zur Beförderung der anderen Flüssigkeit definiert, wobei dieser ringförmige Raum (26) mit der mindestens einen Eintrittsöffnung (22) in Verbindung steht, um die andere Flüssigkeit in die Mischkammer (30) zu befördern.

9. Zerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser des erwähnten Kreises das Ein- bis Dreifache des Innendurchmessers (D) der Mischkammer (30) plus dem Innendurchmesser der mindestens einen Düse (24) beträgt.

10. Zerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit ein bis vier Eintrittsanschlüssen (22), die sich in die Mischkammer (30) erstrecken, wobei die Abmessungen der Eintrittsanschlüsse (22) so gewählt werden, daß sich eine Strömungsgeschwindigkeit einer Zerstäubungsflüssigkeit durch die Eintrittsöffnungen (22) im Bereich von 30,5 bis 152,4 m/s (100 bis 500 Fuß/Sekunde) einstellt, wobei das Eintrittsende (33) der Mischkammer (30) einen Durchmesser hat, der so gewählt wird, daß eine Strömungsgeschwindigkeit der anderen Flüssigkeit von 0,15 bis 9,0 m/s (0,5 bis 29,5 Fuß/Sekunde) ermöglicht wird, wobei die Mischkammer (30) zylindrisch ist und der Innendurchmesser (D) der Mischkammer (30) so gewählt wird, daß eine homogenisierte Mischung der zwei Flüssigkeiten sich durch die Mischkammer mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 30,5 bis 91,4 m/s (100 bis 300 Fuß/Sekunde) bewegt.

11. Zerstäuber mit: einem Gehäuse (7), welches eine zylindrische Mischkammer (30) mit einem inneren Durchmesser (D), einem offenen Eintrittsende (33) für eine Aufschwemmung oder ein fluidisiertes Trockenpulver und mit einem offenen Auslaßende (31) definiert, wobei das Gehäuse (7) mehrere Anschlüsse (22) hat, die sich unter einem Winkel (B) von 45º bezüglich einer Achse (40) der Mischkammer (30) in die Mischkammer (30) erstrecken, wobei die Anschlüsse (22) stromaufwärts von dem Auslaßende (31) mit dem Ein- bis Fünffachen des Innendurchmessers (D) der Mischkammer (30) und stromabwärts von dem Eintrittsende (33) beabstandet sind; einem Sprühkopf (2), der um das Auslaßende (31) herum mit diesem in Eingriff steht und eine innere konische Oberfläche hat, die teilweise eine Erweiterungskammer (28) definiert, die einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser (D) der Mischkammer (30) und die mit diesem Auslaßende (31) in Verbindung steht; und einer Endkappe (1) mit einer konischen Aussparung darin, die den Sprühkopf (2) übergreifend mit diesem in Eingriff steht, so daß sie die Erweiterungskammer (28) umschließt, wobei die Endkappe (1) mehrere durch sie hindurchgehende Düsen (24) hat, wobei die Düsen (24) mit der Erweiterungskammer (28) in Verbindung stehen, und wobei die Endkappe (1) eine Aufprallfläche hat, um die herum die Düsen verteilt sind, wobei diese Aufprallfläche von dem Auslaßende (31) einen Abstand hat, der mindestens gleich einem Durchmesser (D) der Mischkammer (30) ist, und wobei sie sich im wesentlichen senkrecht zu der Achse (40) der Mischkammer (30) erstreckt;

wobei jede der Düsen (24) ein Eintrittsende (25) mit einem Zentrum hat, wobei diese Zentren der Düseneintrittsenden an der Außenseite eines Kreises liegen, der einen Durchmesser aufweist, der mindestens gleich dem Innendurchmesser (D) der Mischkammer (30) plus dem Innendurchmesser einer der Düsen ist; und wobei die konische innere Fläche der Sprühkopfoberfläche sich mit der Endkappe (1) in einem Kreis schneidet, der mindestens die äußeren Kanten der Eintrittsenden (25) der Düsen (24) umfasst.