DE2510239A1

DE2510239A1 - Rotary atomiser using high frequency pulsed gas stream - includes two circular discs with gas apertures

Info

Publication number: DE2510239A1
Application number: DE19752510239
Authority: DE
Inventors: Heiwald Dipl Ing Hentschel
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1975-03-08
Filing date: 1975-03-08
Publication date: 1976-09-16

Abstract

Rotary atomiser, liquids e.g. fuel oil, is of the type having a rotating atomising beaker with a free outer lip, surrounded annularly by a gas feed and with a liquid feed in the interior, but has a disc with circular periphery and gas aperture provided on the outer wall of the beaker upstream from the lip and a further disc, also with ciruclar periphery and gas apertures provided on the outer wall delimiting the gas feed, parallel to, but spaced a little way downstream from, the disc on the atomising beaker. This makes full use of the air so that a higher throughput for the same air quantity is produced than in the known atomisers, without significant increase in the size of the equipment.

Description

Drehzerstäuber Die Erfindung betrifft einen Drehzerstäuber für Flüssigkeinenmit einem rotierenden Zerstäuberbecher mit freier äußerer Becherlippe, einer ringförmig um den Zerstäuberbecher angeordneten Gaszuführung und einer Flüssigkeibszuführung in das Innere des Zerstäuberbechers. Rotary atomizer The invention relates to a rotary atomizer for liquids a rotating atomizer cup with a free outer cup lip, one ring-shaped around the atomizer cup arranged gas supply and a liquid supply inside the spray cup.

Drehzerstäuber sind primär als Brenner für Heizöl infolge der großen erzielbaren Zerstäubungsleistung entwickelt worden. Wesentliche Bauelemente sind im allgemeinen einauf einer rotierenden Hohlwelle montierter Zerstäuberbecher, der von einem Luftkanal umgeben ist und durch die Hohlwelle mit Heizöl beaufschlagt wird. Durch die Öffnung des Zerstäuberbechers erhält der zunächst an der Innenwand gebildete Ölfilm eine Bewegungskomponente zum Becherrand, an der er unter Wirkung der Fliehkraft in kleine Teilchen zerreißt. Der Fliehkraftwirkung überlagert sich durch die zugeführte Verbrennungsluft eine axial gerichtete Kraft--smponente, so daß letztlich ein weitgehend homogener, mehr oder weniger stark gefächerter Brennstoffnebel entsteht.Rotary atomizers are primarily used as burners for heating oil as a result of the large achievable atomization performance has been developed. Essential components are generally an atomizing cup mounted on a rotating hollow shaft, the is surrounded by an air duct and charged with heating oil through the hollow shaft will. Through the opening of the atomizer cup, it is first attached to the inner wall The oil film formed is a component of movement towards the edge of the cup, on which it acts the centrifugal force breaks into small particles. The centrifugal effect is superimposed an axially directed force due to the supplied combustion air - smponente, see above that ultimately a largely homogeneous, more or less diversified fuel mist arises.

weben der Zerstäubung von Heizöl ist auch die Zerstäubung ozonElementarschwefel (DT-AS 1 178 407) und von Abfalltlüssigkeiten (L. Reh "Verbrennung und thermische Spaltung flüssiger und schlanmiförmiger Industrie-Abfälle" Chem.weaving the atomization of heating oil is also the atomization of ozone elemental sulfur (DT-AS 1 178 407) and of waste liquids (L. Reh "Combustion and thermal Splitting of liquid and slender industrial waste "Chem.

in. Techn. 39 (1967) S. 165) mit Drehzerstäubern bekannt geworden.in. Techn. 39 (1967) p. 165) with rotary atomizers became known.

Trotz der erwähnten hohen Zerstäubungsleistung sind den bekannten Drehzerstäubern dort Grenzen gesetzt, wo mit steigenden Anlagengrößen sehr hohe Leistungen gefordert werden. Der Grund liegt darin, daß bei groß ausgelegten Drehzers-täubern der Flüssigkeitsfilm bereits beim ersten Auftreffen in den Luftstrom abgelenkt wird, so daß nur der innere Teil des Luftstromes an der Zerstäubung der Flüssigkeit teilnimmt. Der äußere Teil des Luftstromes verliert bereits kurz hinter der Zuführung seine Energie und ist damit für die Zerstäubung ohne Bedeutung.Despite the high atomization performance mentioned, the known Rotary atomizers are subject to limits where, with increasing system sizes, very high ones Services are required. The reason is that large-scale rotary disruptors the liquid film is deflected into the air flow as soon as it hits it, so that only the inner part of the air flow participates in the atomization of the liquid. The outer part of the air flow already loses its position shortly after the inlet Energy and is therefore irrelevant for atomization.

Man hat zwar versucht, diesen Nachteil zu umgehen, indem die Drehzerstäuber mit großem Becherdurchmesser, damit großer Luftspaltlänge und kleiner Luftspaltbreite ausgestattet werden. Durch die entsprechend größer werdenden Abmessungen geht aber gerade ihr wesentlicher, für die weite Verbreitung verantwortlicher Vorteil der geringen Aggregatgröße wieder verloren.Attempts have been made to circumvent this disadvantage by using the rotary atomizer with large cup diameter, thus large air gap length and small air gap width be equipped. Due to the correspondingly larger dimensions, however, it works it is precisely their essential advantage, which is responsible for the widespread use, of the small aggregate size is lost again.

Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile der bekannten Drehzerstäuber zu beseitigen und einen solchen bereitzustellen, der mit vertretbaren zusätzlichen apparativen Mitteln selbst bei größter Durchsatzleistung geringe Abmessungen besitzt und eine insbesondere vollständige Durchmischung von Gas und Flüssigkeit gestattet.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the known rotary atomizers to eliminate and provide one with reasonable additional apparatus has small dimensions even with the greatest throughput and, in particular, permits complete mixing of gas and liquid.

Die Aufgabe wird gelöst, indem der Drehzerstäuber der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung ausgestaltet wird durch eine an der Außenwand des Zerstäuberbechers 1 vor der Becherlippe angeordnete, mit Gasdurchtrittsöffnungen 6 versehene Scheibe 7 mit kreisförmiger Umfangslinie und eine am die Gaszuführung nach außen begrenzenden Mantel 9 angebrachte weitere mit Gasdurchtrittsöffnungen 6 versehene Scheibe 8 mit kreisförmiger Umfangslinie, die im Verhältnis zur Scheibe 7 des Zerståuberbechers 1 parallel verläuft und diese mit geringem Abstand überdeckt.The object is achieved by the rotary atomizer of the aforementioned Kind according to the invention is designed by a on the outer wall of the Atomizer cup 1 arranged in front of the cup lip, with gas passage openings 6 provided disc 7 with a circular circumference and one on the gas supply outwardly delimiting jacket 9 attached further with gas passage openings 6 provided disc 8 with a circular circumference, which in relation to the disc 7 of the atomizer cup 1 runs parallel and this with a small distance covered.

Geringer Abstand bedeutet in diesem Zusammenhang, daß sich beide Scheiben gerade nicht berühren.In this context, a small distance means that both discs just don't touch it.

Durch die Anordnung der mit Gasdurchtrittsöffnungen versehenen Scheiben wird eine große Luftspaltlänge auf kleiner Fläche erzeugt. In dem Gas das sowohl Luft oder mit 5 aiierstoffangereicherte Luft als auch Brenngas oder Inertgas sein kann, werden Schallwellen erzeugt, die unmittelbar nach ihrer Entstehung an der Stelle der geringsten Dicke des Flüssigkeitsfilmes einwirken und mit hohen Differenz geschwindigkeiten zwischen leichtem Gas und schweren Flüssigkeitspartikelnim Bereich der fortschreitenden Schallwelle verbunden sind. Infolge einer nahezu beliebig hoch einstellbaren Schallenergiedichteund Frequenz kann der Flüssigkeitsdurchsatz bei gleicher Zerstäubungsgasmengeerheblich erhöht oder aber bei gleichem Flüssigkeitsdurchsatz die Zerstäubungsgasmenge reduziert werden. Geringe Zerstäubungsgasmengen können aus verfahrenstechnischer Sicht von erheblicher Bedeutung sein, nämlich wenn beispielsweise bei Verbrennungsprozessen hohe Konzentrationen der Verbrennungsprodukte angestrebt sind und daher die Verwendung von mit Sauerstoff angereicherter Luft oder bei stöchiometrischer oder unterstöchiometrischer Verbrennung eine kleine Gasmenge beabsichtigt ist.Due to the arrangement of the disks provided with gas passage openings a large air gap length is created in a small area. In the gas both Air or air enriched with aiierstoffanriched as well as fuel gas or inert gas can, sound waves are generated that immediately after their emergence at the Act with the smallest thickness of the liquid film and with a high difference velocities between light gas and heavy liquid particles in the range the advancing sound wave. As a result of an almost arbitrarily high adjustable sound energy density and frequency, the liquid throughput can the same amount of atomizing gas is increased significantly or with the same liquid throughput the amount of atomizing gas can be reduced. Small amounts of atomizing gas can be of considerable importance from a procedural point of view, namely if, for example High concentrations of the combustion products are aimed for in combustion processes are and therefore the use of oxygen enriched air or at stoichiometric or substoichiometric combustion a small amount of gas is intended.

Die Gasdurchtrittsöffnungen aufweisenden Scheiben können gelocht sein, wobei eine Lochreihe oder mehrere auf verschiedenem Umfang angeordnete Lochreihenvorgesehen sein können. Es können auch Einschnitte angebracht sein, die radial oder in Richtung von Sekanten verlaufen. Die Zahl der Gasdurchtrittsöffnungen der Scheiben, die etwa 10 - 25 beträgt, kann für beide- Scheiben gleich oder unterschiedlich sein, so daß unterschiedliche Arten von Schallwellen erzeugt werden können.The disks having gas passage openings can be perforated, one row of holes or several rows of holes arranged on different circumferences being provided could be. Incisions can also be made, which are radial or in the direction run by secants. The number of gas openings in the discs, which is approximately 10 - 25, can be the same or different for both discs, so that different Types of sound waves can be generated.

Der Verlauf des fächerartigen Nebels aus Gas und Flüssigkeit läßt sich weitgehend durch den Winkel der Scheiben im Verhältnis zur Rotationsachse bestimmen. Mit zunehmend kleiner als 900 werdendem Winkel in Richtung der vom Zerstäubungsbecher sich entfernenden Rotationsachse wird eine zunehmende Verbreiterung und mit einem zunehmend größer als 900 werdenden Winkel eine zunehmende Bündelung in axialer Richtung erhalten. Es läßt sich also für jeden Anwendungsfall durch geeignete Anstellung der Scheiben der jeweils erwünschte ITebelkegel einstellen.The course of the fan-like mist of gas and liquid leaves largely determined by the angle of the disks in relation to the axis of rotation. With an increasingly smaller than 900 angle in the direction of the atomizing cup receding axis of rotation becomes an increasing broadening and with a increasingly larger than 900 angles an increasing bundling in the axial direction obtain. It can therefore be used for every application by suitable employment Set the desired I-fog cone on the discs.

Der Zerstäuberbecher des erfindungsgemäßen Drehzerstäubers kann einen Öffnungswinkel von etwa 0 - 100 betragen. Der im Gaskanal herrschende Druck beiträgt etwa 0,1 - 3 atü O Drehzahl und Zahl der Gasdurchtrittsöffnungen sind zweckmäßigerweise derart abzustirn, daß der erzeugte Gasstrom eine Frequenz von 1 000 bis 10 000 Hertz aufweist.The atomizer cup of the rotary atomizer according to the invention can be a Aperture angles of approximately 0 - 100. The pressure prevailing in the gas duct contributes About 0.1-3 atmospheric speed and the number of gas passage openings are expedient so that the gas flow generated has a frequency of 1,000 to 10,000 hertz having.

Bevorzugte Anwendungsfälle des erfindungsgemäßen Drehzerstäubers sind die Zerstäubung von flüssigem Elementarschwefel, Säureschlämmen und Abfallsäuren, insbesondere Abfallschwefelsäure, sowie von Emulsionen, wie Altöle und dergleichen.Preferred applications of the rotary atomizer according to the invention are the atomization of liquid elemental sulfur, acid sludge and waste acids, in particular waste sulfuric acid, as well as emulsions such as waste oils and the like.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise und näher erläutert.The invention is explained in greater detail by way of example with reference to the figures.

Es veranschaulichen schematisch Fig. 1 a und lb einen Schnitt längs der Rotationsachse und Fig. 2 eine Vorderansicht des Drehzerstäubers.FIGS. 1 a and 1 b schematically illustrate a section longitudinally the axis of rotation and FIG. 2 is a front view of the rotary atomizer.

Der Zerstäuberbecher 1 ist auf einer in Lagern 2 und 3 laufenden Hohlwelle 4 angeordnet. Die Zufuhr von Flüssigkeit erfolgt über das Rohr 5. Am Zerstäuberbecher 1 ist vor der Becherlippe eine mit Gasdurchtrittsöffnungen 6 versehene Scheibe 7 angebracht. Eine weitere Scheibe 8 befindet sich am Mantel 9, der die Gaszuführung nach außen begrenzt. In Richtung des Gasflusses befindet sich SclXeiDe 7 vor Scheibe 8.The atomizer cup 1 is on a hollow shaft running in bearings 2 and 3 4 arranged. The supply of liquid takes place via the pipe 5. On the atomizer beaker 1 is a disk 7 provided with gas passage openings 6 in front of the cup lip appropriate. Another disk 8 is located on the jacket 9, which is the gas supply limited to the outside. In the direction of the gas flow, SclXeiDe 7 is in front of the disk 8th.

Die Scheiben 7 und 8 bilden in Fig. la einen rechten und in Figur lb einen sturnpfenWinkel mit der Hohlwelle 4.The disks 7 and 8 form a right in Fig. La and in Figure lb an obtuse angle with the hollow shaft 4.

Fig. 2 zeigt im oberen Bereich die vorn liegende, am Mantel 9 angebrachte Scheibe 8 mit Gasdurchtrittsöffnungen 6 in Form von Einschnitten. Im unteren Bereich sind gelochte Scheiben 7, 8 dargestellt, wobei die Löcher der am Zerstäuberbecher 1 angeordneten hinteren Scheibe 7 durch unterbrochene Zeichnung kenntlich gemacht sind.Fig. 2 shows in the upper area the front, attached to the jacket 9 Disc 8 with gas passage openings 6 in the form of incisions. In the area below perforated disks 7, 8 are shown, the holes being the ones on the atomizer beaker 1 arranged rear disc 7 indicated by interrupted drawing are.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

Claims U Drehzerstauker for liquids with a rotating Atomizer beaker with a free outer beaker lip, one ring-shaped around the atomizer beaker arranged gas to lead and a liquid supply to the interior of the atomizer beaker, characterized by one on the outer wall of the atomizer beaker (1) in front of the beaker lip arranged, with gas passage openings (6) provided with disc (7) with circular Perimeter line and a jacket (9) attached to the outside bounding the gas supply further disc (8) provided with gas passage openings (6) with a circular circumferential line, which runs parallel in relation to the disc (7) of the atomizer cup (1) and this covered with a small distance

2. Rotary atomizer according to claim 1 characterized through perforated disks (7, 8).

3. Rotary atomizer according to claim 1, characterized by with incisions provided disks (7, 8).

4. Application of the rotary atomizer according to one or more of the claims 1 to 3 with the proviso that the gas flow generated has a frequency of 1000 to 10 000 Hertz.

5. Application of the rotary atomizer according to one or more of the claims 1 to 3 on the atomization of liquid elementary sulfur, acid sludge, waste acids and emulsions such as waste oil.