DK141793B - Gasfordelingsanordning til tilførsel af en behandlingsgas med indstilelig strømningsretning til et forstøvningskammer. - Google Patents

Description

(φ

Vf»a (11) FREMLÆ66ELSESSKRIFT 141793 DANMARK ™ lnt.CI.3 F 28 B 17/10 (21) Aneøgning nr. J>6^>9/78 (22) Indleveret den 17· aug. 1978 MB (23) Ubed8g 17‘ aug. 1978 ν' (44) Antegningen fremlagt og

fremleeggelee»kriftet offentliggjort den 1 6. Jun* I98O

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den (71) A/S NIRO ATOMIZER, GladsaxeveJ 305, 2860 Søborg, DK.

(72) Opfinder: Finn Hilding Larsson, Murskeen, 4, II, 2630 Tåstrup, DK:

Christian Sohwartzbach,“Brydegårdsvej 8, 2760 Måløv, DK.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau.

(54) Gas for delings anordning til tilførsel af en behandlingsgas med indstil® lelig strømningsretning til et forstøvningekammer.

Opfindelsen angår en gasfordelingsanordning til tilførsel af en behandlingsgas til en forstøvningszone omkring en centralt i et forstøvningskammer anbragt forstøvningsanordning, hvor behandlingsgassen fra en vandret spiralformet tilførselskanal føres gennem en ringformet, om kammerets akse rotationssymmetrisk mundingsspalte ind i mellemrummet mellem to koniske ledevægge omkring og over forstøvningsanordningen, idet der i nævnte mundingsspalte findes ledeskovle til at bibringe tørremediestrømmen en retningsændring fra hovedsagelig ren tangential strømning i den spiralformede kanal til en roterende strømning med mindre tangential hastighedskomposant i mellemrummet mellem de koniske ledevægge.

Ved forstøvningskamre skal her forstås behandlingskamre for forskellige processer som f.eks. tørring, køling og absorption, hvor 2 141793 en væske, son kan være et rent stof, en opløsning eller en suspension, forstøves ved hjælp af en centralt i det sædvanligvis hovedsageligt cylindriske kammer anbragt forstøvningsanordning, der f.eks. kan være et roterende forstøverhjul.

Det forstøvede materiale forlader forstøvningsanordningen i hovedsageligt vandrette radiære retninger ud i en forstøvningszone.

Ved de omhandlede processer tilføres som oftest en eller anden form for behandlingsgas til denne forstøvningszone med henblik på opnåelse af et tilsigtet resultat. Eksempelvis kan der ved tørringsprocesser tilføres en opvarmet tørregas, der f.eks. kan være atmosfærisk luft eller en inaktiv luftart. Ved andre processer kan der tilføres gasser, som udfører andre fysiske eller kemiske reaktioner med det forstøvede materiale.

Til opnåelse af en rotationssymmetrisk så vidt muligt ensartet fordeling af den tilførte behandlingsgas omkring forstøvningsanordningen benyttes oftest en fordelingsanordning af den ovennævnte art, hvor gassen fra den vandrette spiralformede tilførselskanal, der ligger højere end forstøvningsanordningen, føres gennem den nævnte mundings spalte ind i den af mellemrummet mellem de koniske ledevægge dannede koniske kanal, hvis ringformede munding ligger i et vandret plan umiddelbart over forstøvningszonen.

Ved de. kendte konstruktioner bibringes den til den koniske kanal tilførte gasmængde en ønsket strømningsretning med nedadgående bevægelse ved hjælp af ledeskovle i den koniske kanal. Endvidere er det ved hjælp af en yderligere konisk ledevæg kendt at opdele den koniske kanal i to koaksiale kanaler til frembringelse af gasstrømme , der tilføres forstøvningszonen med forskellige strømningsretninger, f.eks. en indre gasstrøm med overvejende aksial nedadgående strømningsretning og en ydre spiralformet gasstrøm med kraftig rotation omkring kammerets akse.

Ved en kendt konstruktion dannes således af en indre konisk ledevæg og to ydre koniske ledevægge, der ligger i forskellig afstand fra den indre ledevæg og kun overlapper hinanden på et forholdsvis kort stykke, først en forholdsvis bred konisk kanal i direkte tilslutning til mundingsspalten og i fortsættelse af denne ind mod forstøvningszonen en konisk kanal med mindre bredde. Ved hjælp af indstillelige ledeskovle i den Øverste brede kanal frembringes en spiralformet gasstrøm, hvoraf en del frigives direkte ved den brede kanals udmunding et stykke over forstøvningszonen, medens en anden del . føres ind i den snævre koniske kanal og her ved hjælp af 3 1A17 93 andre ledeskovle rettes ind til en indre væsentligt aksialt nedadgående strømning.

Ved en anden fra beskrivelsen til DDR-patent nr. 70827 kendt konstruktion er den koniske kanal på hele strækningen fra mundingsspalten ved spiralkanalen til udmundingen i kammerets indre over forstøvningszonen udført todelt, og i hver af de to kanaldele er anbragt ledeskovlsæt, der hver for sig kan indstilles til en ønsket retningsændring med henblik på frembringelse af to gasstrømme som nævnt ovenfor.

Fælles for de kendte konstruktioner er, at navnlig indstillingen af det ledeskovlsæt, der frembringer den spiralformede gasstrøm, har vist sig at være ret kritisk og tilmed er besværlig at foretage i praksis, fordi ledeskovlene er anbragt i den koniske kanal inde mellem de koniske ledevægge og kun er tilgængelige ved direkte indgreb i forstøvningskammeret. Da indstillingen må foretages gennem forsøg for den konkrete installation og under hensyn til fødemateri-alets beskaffenhed, den ønskede beskaffenhed af det færdige produkt og driftsparametrene ved den behandling, der skal finde sted, er en sådan indstilling særdeles tids- og arbejdskrævende.

Ved opfindelsen tilsigtes det at frembringe en gasfordelingsanordning, som med enkle midler muliggør en simpel og nøjagtig indstilling af den af ledeskovlsæt af den omhandlede art forårsagede afbøjning af luftstrømmen fra den spiralformede kanal ind i den koniske ledekanal.

Med henblik herpå er gasfordelingsanordningen ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at ledeskovlene emfatter to separate i mundingsspalten over hinanden anbragte sæt, forholdsvis tætliggende faste ledeskovle, hvoraf det ene sæt er udformet til at afbøje gasstrømmen kraftigere til en retning med væsentligt lavere tangential hastighedskomposant end det andet sæt, og at der langs, mundingsspalten er anbragt et i højderetningen stilbart spjæld til regulering af forholdet mellem de andele af gasstrømmen i den spiralformede kanal, der føres ind i hvert af de to skovlsæt.

Herved erstattes den besværlige og tidsrøvende indstilling ved drejning af selve ledeskovlene med en simpel højdeforskydning af det nævnte spjæld, hvilket uden videre kan foretages udefra og hvorved blandingsforholdet mellem den del af behandlingsgassen, der udsættes for en kraftig retningsændring i mundingsspalten og den del, der kan passere mere frit fra spiralkanalen over i den koniske kanal, ændres.

4 141793

Idet det har vist sig, at der umiddelbart inden for de to ledeskovlsæt i den øverste del af den koniske kanal sker en blanding af de gasstrømme, der har passeret de to skovlsæt, kan der på enkel måde frembringes en spiralformet gasstrøm med et ønsket forhold mellem en radialt nedadgående og en tangential hastighedskomposant inden for et givet variationsområde.

Såfremt der som nævnt ovenfor skal frembringes to forskellige gasstrømme gennem forstøvningszonen, kan en del af den således frembragte gasstrøm i en separat fortsættelse af den koniske kanal på kendt måde bibringes en yderligere retningsændring f.eks. til en i det væsentlige aksialt nedadgående luftstrøm, medens den resterende del af gasstrømmen føres direkte ud i forstøvningskammeret.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et forenklet lodret snit gennem en udførelsesform for gasfordelingsanordningen ifølge opfindelsen, fig. 2 et vandret snit efter linien II-II i fig. 1, og fig. 3 et perspektivbillede til illustration af ledeskovlene ved den i fig. 1 og 2 viste udførelsesform.

I fig. 1 og 2 er ved 1 vist en roterende forstøvningsanordning, f.eks. et forstøverhjul, som forudsættes anbragt centralt i den øverste del af et forstøvningskammer, i hvilket kun undersiden af kammerets loft er antydet ved 2.

Forstøvnings anordningen 1 befinder sig ved bunden af et skørt 3,der anslutter den nederste del af ikke viste drivorganer for forstøvningsanordxiingen, og gennem hvilket den væske, der skal forstøves, tilføres i form af et rent stof, en opløsning eller en suspension på ikke nærmere vist måde.

Til kammerets forstøvningszone, der befinder sig radiært omkring forstøvningsanordningen 1, skal ved hjælp af en gasfordelingsanordning ifølge opfindelsen føres en behandlingsgas tilpasset den proces som f.eks. tørring, køling eller absorption, som det tilførte materiale efter forstøvning ved hjælp af forstøvningsanordningen 1 skal udsættes for. Ved en tørreproces kan behandlingsgassen f.eks. bestå af opvarmet atmosfærisk luft.

I mange tilfælde bringes behandlingsgassen til at passere gennem forstøvningskammeret i to adskilte strømme, nemlig en indre strøm, som ovenfra tilføres forstøvningszonen med en kraftigt nedad-rettet bevægelse som vist ved pile 4 og 5, og en ydre strøm, der føres gennem kammeret i større afstand fra forstøvningsanordningen 1, som vist ved pile 6 og 7, og med en kraftig rotationskomposant.

141793 5

Behandlingsgassen tilføres fra en ikke-vist blæseindretning gennem en over forstøvningskammerets loft 2 anbragt, spiralformet tilførselskanal 8, der gennem en rundtgående ringformet mundingsspalte 9 står i forbindelse med en konisk ledekanal 10. Denne ledekanal 10 er til den ene side begrænset af en indre konisk ledevæg 11, som forneden er sluttet til skørtet 3, og i det illustrerede eksempel, hvor der skal frembringes to adskilte strømme af behandlingsgas, er kanalen 10 ved hjælp af to ydre koniske ledevægge 12a og 12b, som ligger i forskellige afstande fra ledevæggen 11 og kun overlapper hinanden på et kort stykke ved undersiden af kammerloftet 2, opdelt i en ydre kanal 10a, der udmunder ved undersiden af karamerloftet 2, til frembringelse af den førnævnte ydre strøm af behandlingsgas, og en indre kanal 10b, der kun tilføres en del af den gennem kanalen 10a passerede gasstrøm og udmunder et stykke under undersiden af kammerloftet 2 til frembringelse af den førnævnte indre strøm af behandlingsgas.

Ved kendte gasfordelingsanordninger fastlægges strømningsretningen for hver af disse to strømme ved hjælp af ledeskovle, som er anbragt direkte i kanalerne 10a og 10b, og hvoraf i det mindste ledeskovlene i den ydre kanal 10a må være indstillelige for at give mulighed for tilpasning af den ydre spiralstrøm af behandlingsgas til den proces, der udføres, og det materiale, der behandles i forstøvningskammeret.

For at undgå denne i praksis vanskelige og tidrøvende indstilling, der kræver direkte indgreb i forstøvningskammeret, sker fastlæggelsen af strømningsretningen i den ydre koniske ledekanal 10a ved gasfordelingsanordningen ifølge opfindelsen til forskel herfra ved hjælp af et simpelt blandeprincip, idet der i mundingsspalten 9 er monteret to separate over hinanden anbragte sæt, forholdsvis tætliggende faste ledeskovle 13 og 14, hvoraf det ene sæt 13 afbøjer gasstrømmen kraftigere til en retning med væsentligt lavere tangential ha-stighedskomposant end det andet sæt 14, og der langs mundingsspalten 9 er anbragt et i højderetningen stilbart spjæld 15 til regulering af forholdet mellem de andele af gasstrømmen i den spiralformede kanal 8, der føres ind i hvert af de to ledeskovlsæt 13 henholdsvis 14, der i mundingsspalten 9 adskilles af en ringformet vandret skilleplade 16. De to ledeskovlsæt danrær herved tilsamnen afstandsstykker i mundingsspalten 9, således at separate afstivnings eller understøtningsorganer i denne kan undværes.

Af de to ledeskovlsæt er ledeskovlsættet 13 indrettet til at bibringe gasstrømmen i den spiralformede kanal 8 med den ved en 6 141793 pil 17 viste rent tangentiale strømningsretning en kraftig afbøjning, således at de gennem skovlene i skovlsættet 13 passerede gasstrømme som vist ved en pil 18 træder ind i den koniske ledekanal 10 under en forholdsvis lille vinkel med aksialplaner i gasfordelingsanordningen.

Skovlsættet 14 bibringer derimod de fra kanalen 8 tilførte gasstrømme en mindre kraftig afbøjning, således at gasstrømmen fra dette skovlsæt som vist ved en pil 19 træder ind i den koniske kanal med bevarelse af en så stor tangential hastighedskomposant, at der fortrinsvis er i det væsentlige fri gasgennemstrømning fra kanalen 8 gennem skovlsættet 14 til kanalen 10.

Idet det har vist sig, at der umiddelbart inden for skovlsættene 13 og 14 i kanal 10 sker en blanding af gasstrømmene med de ved pilene 18 og 19 viste strømningsretninger, vil der således ved hævning og sænkning af det kun i fig. 1 viste blandespjæld 15, som ved den viste udførelsesform er anbragt i den spiralformede kanal 8 på den udvendige side af mundingsspalten 9 og kan betjenes udefra ved hjælp af en trækstang 20, kunne ske indstilling af strømningen .i den øvre del 10a af den koniske ledekanal 10 til en hvilken som helst strømningsretning inden for et variationsområde, hvis ydergrænser bestemmes dels af de ved pilene 18 og 19 viste udgangsstrømningsretninger fra skovlsættene 13 og 14, dels af forholdet mellem de to skovlsæts udstrækning i mundingsspalten 9's højderetning og dels af bevægelsesområdet for det i højderetningen stilbare spjæld 15.

Til opnåelse af den førnævnte indre strøm af behandlingsgas er der i kanalen 10b anbragt ledeskovle 21, som virker på den gennem denne kanal passerende gasstrøm. Disse ledeskovle 21 kan normalt være faste.

Til opnåelse af et i praksis passende variationsområde kan skovlsættene 13 og 14 udformes således, at de ved pilene 18 og 19 viste udgangsstrømningsretninger f.eks. danner vinkler på henholdsvis ca. 15° og ca. 45° med aksialplaner i gasfordelingsanordningen, og højden af skovlsættet 13 bør være større end højden af skovlsættet 14 f.eks. således, at skovlsættet 13's højde udgør to trediedele af mundingsspalten 9's højde.Med et bevæge1s esområde for blandespjældet 15 rækkende fra fuldstændig lukning for skovlsættet 14 til fuldstændig åbning for dette skovlsæt og halv lukning for skovlsættet 13 vil der kunne opnås et variationsområde 141793 7 for strømningsretningen i den øvre koniske ledekanal på ca. 15°, nemlig mellem resulterende strømningsretninger, som danner vinkler på ca. 15° og ca. 30° med aksialplaner i gasfordelingsanordningen, hvilket har vist sig passende i praksis.

De nævnte numeriske værdier er dog ikke begrænsende for opfindelsen, idet såvel udformningen og højden af skovlsættene 13 og 14 som bevægelsesområdet for spjældet 15 kan afvige fra det ovenfor anførte.

I den viste udførelsesform er ledeskovlsættet 14, som tillader i det væsentlige fri gennemstrømning fra den spiralformede kanal 8 til den koniske kanal 10, anbragt øverst i mundingsspalten 9.

Der er dog i princippet intet til hinder for at anbringe dette skovlsæt nederst, selv om det på grund af den koniske ledevæg 11 normalt må foretrækkes at have strømningen med stor tangential hastig-hedskomposant øverst.

Til opnåelse af en optimal, rotationssymmetrisk ensartet fordeling af den behandlingsgas, der fra den spiralformede tilførsels kanal 8 føres ind i den koniske ledekanal 10, kan i det mindste skovlsættet 13 bestå af to på hinanden følgende sæt af faste ledeskovle henholdsvis 13a og 13b, således som det er beskrevet i ansøgernes samtidigt indleverede ansøgning nr. , og hvoraf skovlene i det ene ved mundingsspalten 9's åbning mod den spiralformede kanal 8 liggende skovlsæt 13a er udformet til at afbøje gasstrømmen fra den ved pilen 17 viste rent tangentiale strømning i kanalen 8 til den ved pilen 18 viste strømningsretning, for hvilken den radiale hastighedskomposant ind mod gasfordelingsanordningens akse væsentligt overstiger den tangentiale hastighedskomposant, medens hver af skovlene i det andet ved mundingsspalten 9's indvendige åbning mod den koniske ledekanal 10 liggende skovlsæt 13b rager ind i mellemrummet mellem de inderste dele af naboskovle i det første skovlsæt 13a og forløber i det væsentlige parallelt med tangentialplaner til disse skovle ved deres inderste kanter, dvs. parallelt med den retning, hvortil gasstrømmen afbøjes af disse naboskovle .

Hver af skovlene 13a kan som vist have en af to i det væsentlige plane dele 13a' og 13a" sammensat bukket form, men disse skovle kan også have en mere jævnt krum tværsnitsform, som kan tilvejebringe den ønskede afbøjning af gasstrømmene i kanalen 8.

Skovlene 13b er vist som plane ledeskovle, men skal blot forløbe i det væsentlige parallelt med skovldelene 13a", således at de sta- 8 141793 biliserer gasstrømmene til de retninger, hvortil de er afbøjet af skovlene 13a.

I den viste udformning, hvor skovlsættet 14 er indrettet til at tillade i det væsentlige fri gennemstrømning, kan skovlene i dette skovlsæt lige som skovlene 13a i skovlsættet 13 have en simpel bukket form med to i det væsentlige plane skovldele 14' og 14". Udformes skovlsættet 14 til kraftigere afbøjning af gasstrømmen, kan også dette skovlsæt lige som skovlsættet 13 med fordel opbyg- o ges af to på hinanden følgende skovlsæt for at opnå en god gasfordelende og retningsdirigerende virkning.

Den nærmere udformning af skovlsættene 13 og 14 kan f.eks. være som vist i perspektivbilledet i fig. 3. For opnåelsen af en god gasfordelende og retningsdirigerende virkning er det væsentligt, at skovlene i begge skovlsæt ligger med ringe indbyrdes vinkelafstand i mundingsspalten 9, fortrinsvis således at afstanden mellem naboskovle er mindre end mundingsspalten 9's radiale udstrækning mellem kanalen 8's indvendige åbning og tilgangsåbningen for den koniske ledekanal 10.

Skovlene kan fremstilles ved simpel udstansning og bukning eller bøjning af skovlemner af et plademateriale f.eks. stål, som er bestandigt over for eventuelle korroderende påvirkninger fra behandlingsgassen.