DE3331593C2 - Vorrichtung zur Erhitzung der Prozeßluft für einen Trockner - Google Patents

Description

Im Einlaßkanal und im Ringraum wird die Luft beschleunigt und in eine Rotationsbewegung versetzt, die sich in den Zyklon hinein fortsetzt Hierdurch wird im Zyklon eine aufgrund der entstehenden Zentrifugalkräfte nach außen gedrückte, wandnahe, spiralförmige Luftströmung erzeugt, die in vorteilhafter Weise die radial innerhalb hiervon in den Zyklon eintretende Flamme nicht stören kann und die gleichzeitig die Zyklonwandung kühlt Hierdurch ist eine saubere, allein durch die Brennereinstellung kontrollierbare Verbrennung ge- ίο währleistet Gleichzeitig ist hierdurch sichergestellt, daß der Zyklon in dem dem Mündungsquerschnitt des Ringraums benachbarten Bereich keine Isolierung benötigt so daß diese auf die Windrohrleitung und den dieser benachbarten Zyklonbereich beschränkt werden kann. Die Rotation der dem Zyklon zugeführten Druckluft und die hierdurch im querschnittsengen Austrittsbereich des Zyklons erzeugten Wirbel bewirkten in vorteilhafter Weise außerdem eine homogene Vermischung der Druckluft mit den Verbrennungsgasen, was eine gleichmäßige Lufterwärmung sicherstellt Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist in der hierbei gewährleisteten, bezüglich des Brenners druckseitigen Luftzufuhr zu sehen. Hierdurch ist sichergestellt, daß bereits mit Hilfe eines kleinen Gebläses ein hoher Luftdurchsatz erreichbar ist und eine Vorwärmung der Luft entfallen kann. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in einer ausgezeichneten Wirtschaftlichkeit zu sehen.

Die US-PS 26 66 269 zeigt zwar einen direkt beheizten Fließbetttrockner mit nachgeordnetem, in einer Luftrückführleitung angeordnetem Zyklon. Dieser Zyklon dient hierbei jedoch ausschließlich zur Abscheidung von Feststoffen. Auf die Verbrennung und Vermischung von Verbrennungsgasen und Prozeßluft hat diescr Zyklon keinen Einfluß.

Zur noch weiteren Steigerung der erzielbaren Verbrennungsgüte kann in Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen dem Brenner ein in ein den Ringraum aufnehmendes Zylindergehäuse eingesetzter, koaxial zur Zyklonachse angeordneter Trichter zugeordnet sein, der sich zum Mündungsquerschnitt des Ringraums hin erweitert und im Bereich seines kleineren Querschnitts den Flammkopf bzw. die Flammköpfe des Brenners bzw. der Brenner umfaßt. Der hier vorgesehene Trichtcr bewirkt eine saubere Führung und Abschirmung der Flamme gegenüber der Prozeßluft Gleichzeitig kann der Trichter, der sich nach kurzer Betriebszeit erwärmt, eine Aufheizung der Misch- und Brennzone öewirken bzw. eine Wärmeabstrahlung verhindern, was sich positiv auf die Erzielung einer vollständigen, sauberen Verbrennung auswirkt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann im Zyklon eine mit radialem Abstand vom Zyklonmantel und mit axialem Abstand vom Anschlußquerschnitt an die Windrohrleitung angeordnete Flammenprallplatte vorgesehen sein. Hierdurch wird verhindert, daß die Flamme etwa bei auf Vollast eingestelltem Brenner in die Wind rohrleitung durchschlagen kann. Außerdem werden hierdurch die Verbrennungsgase nach radial außen gedrängt, was die Wirbelbildung und Vermischung mit der Prozeßluft positiv beeinflußt.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß der dem Ringraum zugeordnete Einlaßkanal miltcls einer Druckausgleichsleitung mit der Luftansaugöffnung des Brenners bzw. der Brenner verbunden ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß trotz druckseitiger Luftzufuhr der Brenner nicht gegen den Druck der dem Zyklon zugeführten Luft arbeiten muß und daher gebläseseitig vergleichsweise leicht dimensioniert werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Lufterhitzer,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach F i g. 1 und

F i g. 3 eine Ansicht der Anordnung nach F i g. 1 von der bf ennerseitigen Stirnseite her.

Der den Zeichnungen zugrunde liegende Lufterhitzer besteht aus einem Gehäuse, das einen konischen, einen Zyklon 1 bildenden Abschnitt und einen zylinderförmigen, ein Zylindergehäuse 2 bildenden Abschnitt aufweist Der Zyklon 1 ist mit seinem größeren Querschnitt an das bezüglich der Zyklonachse koaxial hierzu angeordnete Zylindergehäuse 2 angeflanscht, dessen Außendurchmesser dem größten Außendurchmesser des Zyklons in etwa entspricht Der Mantel des Zylindergehäuses 2 ist doppelwandig ausgebildet. Hierdurch wird ein Ringraum 3 begrenzt Der Ringraum 3 endet im Bereich der Flanschverbindung 4 zwischen Zyklon 1 und Zylindergehäuse 2 und mündet somit im Bereich des äußeren Rands des größeren Querschnitts des Zyklons 1 in diesen ein. Der Ringraum 3 wird mit Druckluft beaufschlagt Hierzu ist der Ringraum 3 mittels eines im Bereich des Umfangs des Zylindergehäuses 2 angeordneten Einlaßkanals 5 mit einem nicht näher dargestellten Gebläse verbunden. Der den Ringraum 3 in Umfangsrichtung zumindest teilweise umfassende Einlaßkanal 5 ist, wie am besten aus F i g. 3 erkennbar ist, in Umfangsrichtung verjüngt und mündet in etwa tangentialer Richtung in den Ringraum 3 ein. Hierdurch wird die dem Ringraum 3 zugeführte Druckluft beschleunigt und in eine Rotationsbewegung versetzt, die im Ringraum 3 stabilisiert wird. Die Länge des Zylindergehäuses 2 in axialer Richtung entspricht etwa der 2,5fachen Breite des Einlaßkanals 5, wodurch der Ringraum 3 eine große Führungslänge erhält.

Die dem Zyklon 1 demnach in Form einer wandnahen, spiralförmigen Strömung zugeführte Druckluft wird durch die mittels eines Brenners 6, der als öl- und/ oder Gasbrenner ausgebildet sein kann, erzeugten Verbrennungsgase direkt beheizt, d. h. die Verbrennungsgase werden im Zyklon 1 mit der aus dem Ringraum 3 austretenden Luft vermischt. Die so erhitzte Luft wird durch eine an den kleineren Querschnitt des Zyklons t sich anschließende Windrohrleitung 7 einem hier nicht näher dargestellten Trockner, beispielsweise einem Trockner für Getreide und/oder Sämereien zugeführt. Die Windrohrleitung 7 und der hieran sich anschließende Bereich des Zyklons 1 sind mit einer Isolation 8 versehen, um Wärmeverluste zu vermeiden. Der zylindergehäuseseitige Bereich des Zyklons 1 kann isolationsfrei bleiben, da die wandnahe Luftströmung in diesem Bereich eine Kühlung ergibt.

Der Brenner 6 ist an eine dem Zyklon 1 gegenüberliegend» Stirnwand 9 des Zylindergehäuses 2 so angeflanscht, daß sein Flammkopf 10 etwa koaxial zur Zyklonachse angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel findet lediglich ein Brenner Verwendung. Es wäre aber auch denkbar, mehrere Brenner zur An-

Wendung zu bringen. In diesem Falle ergibt sich eine zur Zyklonachse symmetrische Anordnung der Flammköpfe. Zur Bewerkstelligung eines Druckausgleichs zwischen der Druckseite und der Saugseite des Brenners ist der dem Ringraum 3 zugeordnete Einlaßkanal 5 mittels einer Druckausgleichsleitung 11 mit der Luftansaugöffnung 12 des Brenners 6 verbunden. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Brenner nicht gegen den Druck im Zyklon 1 arbeiten muß. Irn Bereich des Zyklons 1 ist ein gewisser Druck erforderlich, um den Druckabfall im Bereich des nachgeschalteten Trockners zu überwinden. Im Bereich der Druckausgleichsleitung 11 ist eine Steuerklappe 13 angeordnet, mittels der die gewünschte Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite des Brenners einstellbar ist Die Steuerklappe 13 ist, wie am besten aus F i g. 2 erkennbar ist, mittels eines Schwenkhebels 14 betätigbar, der hier einfach manuell bedient wird. Es wäre aber auch denkbar, die Steuerklappe 13 mittels eines Stellmotors zu verstellen.

In das den radial äußeren Ringraum 3 aufweisende Zylindergehäuse 2 ist ein bezüglich der Zyklonachse koaxial angeordneter Trichter 15 eingesetzt, der sich zum Zyklon 1 hin erweitert. Der Trichter 15 liegt mit seinem größeren Durchmesser an der zyklonseitigen Randkante der radial inneren Wandung 16 des Ringraums 3 an und umfaßt seinen gegenüberliegenden engeren Bereich bzw. mit einem hieran angesetzten Stutzen 17 den in das Zylindergehäuse 2 hineinragenden Flammkopf 10 des Brenners 6. Der Trichter 15 hat die Aufgabe, die mittels des Flammkopfes 10 erzeugte Flamme zu führen und zu stabilisieren und ein Herausreißen von unverbrannten ölpartikeln aus dem flammkopfseitigen kalten Bereich der Flamme und damit eine Rußbildung zu verhindern.

Um zu verhindern, daß die mittels des Flammkopfes 10 erzeugte Flamme etwa bei Vollasteinstellung des Brenners in die Windrohrleitung 7 durchschlägt, ist im Bereich des Zyklons 1 eine mit axialem Abstand vom Zyklonaustrittsquerschnitt 18 angeordnete, hierzu parallele Prallplatte 19 vorgesehen, die gegenüber dem Innenurnfang des Zyklons 1 zur Bewerkstelligung eines ausreichenden Luftdurchlasses radialen Abstand aufweist Der Durchmesser der Prallplatte 19 entspricht in etwa dem Durchmesser des Auslaßquerschnitts 18 des Zyklons. Die bezüglich der Zyklonachse koaxial angeordnete Prallplatte 19 wird durch radial verlaufende, am Zyklon 1 befestigte Streben 20 gehalten, wie insbesondere aus Fig.3 erkennbar ist An der Prallplatte 19 werden die Verbrennungsgase nach radial außen gedrängt, wodurch eine Wirbelbildung und gute Vermischung mit der spiralförmigen Luftströmung bewerkstelligt wird. Zur Beobachtung der Flamme ist der Zyklon 11, wie am besten aus Fig.2 erkennbar ist, im Bereich vor der Prallplatte 19 mit einer Dichtplatte bzw. einem Dichtfenster etc. versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Sichtfenster 21 vorgesehen, das durch eine aus feuerfestem Glas bestehende Scheibe gebildet wird, die in einem zyklonseitig vorgesehenen Fensterrahmen 22 aufgenommen ist

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gePatentansprüche: kennzeichnet daß im Bereich der Druckausgleichsleitung (11) eine Steuerklappe (13) vorgesehen ist

1. Vorrichtung zur Erhitzung der Prozeßluft für

einen Trockner, insbesondere einen Trockner für 5

Getreide und/oder Sämereien mit mindestens einem Brenner (6), dessen Verbrennungsgase mit der Prozeßluft vermischt werden, gekennzeichnet Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhitzung durch einen mit seinem kleineren Querschnitt an der Prozeßluft für einen Trockner, insbesondere einen eine Windrohrleitung (7) angeschlossenen Zyklon 10 Trockner für Getreide und/oder Sämereien, mit minde-(1), der im Bereich des äußeren Rands seines größe- stens einem Brenner, dessen Verbrennungsgase mit der ren Querschnitts mit aus einem koaxial zur Zyklon- Prozeßluft vermischt werden.

achse angeordneten, mit einem in Umfangsrichtung Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS

verlaufenden Einlaßkanal (5) versehenen Ringraum 27 58 515 bekannt Diese bekannte Anordnung geht je-

(3) austretender Druckluft und radial innerhalb hier- 15 doch davon aus, daß zumindest ein Teil der für eine

von mit mittels mindestens eines mit seinem Ramm- stöchiometrische Verbrennung erforderlichen Luftmcn-

kopf (10) im Bereich der Zyklonachse angeordneten ge aus der Prozeßluft kommt Sofern die Prozeßluft die

Brenner (6j erzeugbaren Verbrennungsgasen beauf- durch die Verbrennungsgase erst aufgeheizt werden

schlagbar ist soll, nicht vorgewärmt ist besteht hierbei daher die Ge-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 fahr, daß sich die an der Verbrennung teilnehmende zeichnet daß der Zyklon (1) mit seinem größten Luft insgesamt zu stark abkühlt, was zu ungünstigen Durchmesser an ein durchmessergleiches Zylinder- Verbrennungsverhältnissen führen kann. Es sind daher gehäuse (2) angesetzt ist, dessen Mantel zur Bildung eine unvollständige Verbrennung und damit eine unvolldes in den Zyklon (1) einmündenden Ringraumes (3) ständige Ausnutzung des Brennstoffs, sowie Rußbildung doppelwandig ausgebildet ist 25 zu befürchten. Außerdem erfordert die bekannte An-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Ordnung einen hohen Regelungsaufwand zur genauen zeichnet daß das Zylindergehäuse (2) in axialer Luftmengenregulierung. Aufgrund der auch bei einem Richtung mindestens doppelt so breit ist wie der hohen regelungstechnischen Aufwand nicht zu vermei-Einlaßkanal (5). denden Nachlaufzeiten kann es hier aber dennoch sehr

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 30 leicht zu LuftUberschuß kommen, wodurch die oben geAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der schilderten Nachteile noch verstärkt werden und ein Querschnitt des Einlaßkanals in Umfangsrichtung Abreißen der Ramme hervorgerufen werden kann, kontinuierlich auf die lichte Weite des Ringraums (3) Aus der DE-PS 9 24 260 ist ebenfalls eine Vorrichtung verengt. gattungsgemäßer Art bekannt bei der der Brenner in-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 35 nerhalb eines Flammrohrs angeordnet ist, das von ei-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das den nem in axialer Richtung mit Prozeßluft beaufschlagten Ringraum (3) aufweisende Zylindergehäuse (2) ein Luftkanal umfaßt wird. Sofern das Flammrohr hier nicht zum Mündungsquerschnitt des Ringraums (3) hin lang genug ist, besteht hierbei die Gefahr, daß sich die sich erweiternder, koaxial zur Zylinderachse ange- am Flammrohr vorbeistreichende Prozeßluft teilweise ordneter Trichter (15) eingesetzt ist der im Bereich 40 mit der Verbrennungsluft vermischt was zu den oben seines kleineren Querschnitts den Flammkopf bzw. geschilderten Nachteilen führt Sofern das Flammrohr die Flammköpfe (10) des Brenners bzw. der Brenner so lang ist daß eine Vermischung der' Prozeßluft mit der (6) umfaßt. an der Verbrennung teilnehmenden Luft nicht möglich

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- ist ergibt sich jedoch eine sehr große Baulärige. Außerzeichnet, daß der Trichter (15) bis zur zyklonseitigen 45 dem besteht hierbei die Gefahr, daß sowohl die Ver-Kante der radial inneren Wandung (16) de; Ring- brennungsgase als auch die Prozeßluft infolge der lanraums (3) reicht. gen Führung so stark gebündelt werden, daß am Ende

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden des Flammrohrs keine intensive Vermischung statlfin-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/die det Die Folge davon sind Temperaturunterschiede inBrenner im Bereich der dem Zyklon (1) gegenüber- 50 nerhalb der erwärmten Luft was für viele Verwenliegenden Stirnseite des Zylindergehäuses (2) ange- dungszwecke unbrauchbar ist

ordnet ist bzw. sind. Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vor-

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden liegenden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zyklon wähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln (1) eine mit radialem Abstand vom Zyklonmantel 55 so zu verbessern, daß eine saubere, vollständige Ver- und mit axialem Abstand vom Auslaßquerschnitt brennung des Brennstoffs und damit eine hohe Brenn-(18) angeordnete, hierzu parallele Prallplatte (19) für Stoffausnutzung gewährleistet ist.

die Verbrennungsgase vorgesehen ist Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich erfin-

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- dungsgemäß durch einen mit seinem kleineren Querzeichnet, daß der Durchmesser der Prallplatte (19) 60 schnitt an eine Windrohrleitung angeschlossenen Zyetwa dem Durchmesser des hierzu parallelen Aus- klon, der im Bereich des äußeren Rands seines größeren laßquerschnitts (18) entspricht. Querschnitts mit aus einem koaxial zur Zyklonachse an-

b; 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden geordneten, mit einem in Umfangsrichtung vcrlaufcn-

1; Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dem den Einlaßkanal versehenen Ringraum austretender

■ Ringraum (3) zugeordnete Einlaßkanal (5) mittels ei- 65 Druckluft und radial innerhalb hiervon mit mittels min-

i|_f ner Druckausgleichsleitung (11) mit der Luftansaug- destens eines mit seinem Flammkopf im Bereich der

|j öffnung (12) des Brenners bzw. der Brenner (6) ver- Zyklotiachse angeordneten Brenners erzeugbaren Vcr-

* bunden ist. brennungsgasen beaufschlagbar ist.