DE3727042A1 - Thermischer reaktor, insbesondere duennschichttrockner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen thermischen Reaktor, insbesondere Dünnschichttrockner, mit wenigstens einem langgestreckten Flügelrotor aus einem mit Rotorflügeln versehenen Rotor­ körper mit horizontaler Drehachse innerhalb eines ggf. be­ heizbaren Wärmetauscherrohres, welcher Wärmetauschermittel, ggf. das zu trocknende Material, an die Innenumfangsfläche des Rohres schleudert und dabei von einem Eintragsende des Rohres zu einem Austragsende des Rohres befördert.

Bei einem derartigen thermischen Reaktor wird durch das Wärme­ tauscherrohr das Wärmetauschermittel geführt, welches im allgemeinen mehr oder weniger zähflüssig ist und welches durch Aufnahme der vom Wärmetauscherrohr abgegebenen Wärme bzw. durch Wärmeabgabe an dieses Wärmetauscherrohr dem gewünschten Wärmeübertrag dient. Ein besonders bevor­ zugter Anwendungsfall für den Reaktor ist der Dünn­ schichttrockner, bei welchem vom beheizten Wärmetauscher­ rohr Wärme auf das zu trocknende Material innerhalb des Rohres übertragen wird, um dieses Material zu trocknen.

Bei einem aus der US-PS 33 48 600 bekannten Dünnschicht­ trockner dieser Art wird der Rotorkörper von einem durch­ gehenden Rohr gebildet. Dies hat den Nachteil, daß größere Rotorlängen praktisch ausgeschlossen sind, da mit größeren Rohrlängen das entsprechend zunehmende Rohrgewicht zu einer Durchbiegung des horizontalen Rohres führt, was Unwucht- Probleme nach sich zieht sowie eine ungleichmäßige Schicht­ dicke der Dünnschicht und unter Umständen ein Schleifen der Rotorflügel am Rohr.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen thermischen Reaktor insbesondere Dünnschichttrockner, der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem größere Rotorkörperlängen möglich sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Rotorkörper wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Teilschalen umfaßt, die mit ihren achsparallelen Längsrändern aneinander befestigt sind. Auf diese Weise erhält man einen relativ leichten und dennoch mechanisch stabilen Rotorkörper, der dement­ sprechend verlängert werden kann. Die erfindungsgemäße Verwendung der für Dünnschichttrockner bekannten Anordnung aus einem Wärmetauscherrohr mit eingesetztem Flügelrotor für thermische Reaktoren allgemein, bringt folgende Vorteile mit sich:
Gegenüber einem rotorlosen Wärmetauscherrohr ver­ bessert der Flügelrotor den Wärmeübergang, da er die Temperaturschichtung des Wärmetauschermittels am Rohrinnen­ umfang zerstört. Ferner läßt sich durch Variation der Rotordrehzahl bei gleichbleibendem Wärmetauschermittel-Durch­ satz die Effektivität des Wärmeübertrags variieren und damit der Wärmedurchgangs-Koeffizient.

Als Wärmetauschermittel kommen sämtliche pumpbaren Medien in Frage, wenn auch Materialien mit hoher Viskosität und/ oder Feststoffanteilen (Schlämme) bevorzugt sind, da bei diesen die Effektivitätsverluste aufgrund ausgeprägter Temperaturschichtung am Innenumfang des Rohres besonders groß sind und zudem die Gefahr eines Festbackens am Innen­ umfang besteht.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Rotorflügel als über die Rohrlänge durchgehende Streifen mit achsparalleler Abstreifkante ausgebildet sind, und daß die Streifen vorzugsweise jeweils in einer die Rotor­ achse enthaltenden Ebene liegen. Die über die Rohrlänge durchgehenden Streifen erfordern vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand. Überraschenderweise ergibt sich zudem ein wesentlich größerer Trocknungseffekt von bis zu 99% TS-Gehalt (bei Klärschlamm), was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, daß die durchgehenden Streifen dem Strom des Materials praktisch kein Hindernis entgegen­ stellen, wenn dieses von den rotierenden Streifen mit hoher Geschwindigkeit gegen den Rohrinnenumfang geschleudert wird und in der Folge bestrebt ist, so eine zur Rotorachse zentrische zylindrische Innenoberfläche (Äquipotential­ fläche) zu erhalten. Unterstützt wird diese Verteilung des Materials über die gesamte Rohrlänge offenbar durch die extrem geringe Reibung zwischen dem beheizten Rohr­ innenumfang und dennoch feuchten Material aufgrund der sich dazwischen bildenden Dampfschicht (Herdplatteneffekt). Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen An­ ordnung ein ausreichender Materialtransport zum Austrags­ ende hin stattfindet, aus welchem dann das Material in Pulverform ausfließen kann. Der weiter vereinfachten Her­ stellung des Flügelrotors mit der Möglichkeit wahlweiser Drehrichtung dient der Maßnahme, die Streifen jeweils in eine die Rotorachse enthaltenden Ebene zu legen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Streifen als zwischen Radialflanschen des Rotorkörpers eingespannte Spannbänder ausgebildet sind. Diese Spannbänder lassen sich verhältnismäßig einfach und schnell montieren und ggf. wieder demontieren, sei es um den Flügelrotor zu überholen oder umzurüsten. So kann man beispielsweise zur Anpassung an unterschiedliches zu trocknendes Material schnell und einfach die Spaltbreite zwischen Rohrinnenumfang und Abstreifkante entweder durch Verlagerung der Spannbänder in radialer Richtung oder durch Austausch von Spannbändern unterschiedlicher Breite verändern.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Spannbänder an den Radialflanschen mittels Keilstift-Verbindungen oder Schraubverbindungen befestigt sind. Derartige Verbindungen lassen sich leicht lösen und erlauben eine Anpassung der Vorspannung an die jeweiligen Betriebsbedingungen. So ist es vor allem bei sehr langen Flügelrotoren möglich, den Rotor durch entsprechendes Spannen der Spannbänder exakt achsparallel zu richten.

Es kann vorgesehen sein, daß die Rotorflügel am Rotorkörper (ggf. die Streifen) im Bereich der Längsränder angebracht sind. Auf diese Weise erhält man eine gegenseitige Ver­ steifung von Rotorfläche und Rotorkörper.

Eine sichere Verbindung zwischen den Teilschalen und den Streifen erhält man dadurch, daß die Streifen als gesonderte Bänder ausgebildet sind, die zwischen die Längsränder je­ weils zweier Teilschalen eingesetzt sind und diese Längs­ ränder miteinander starr verbinden, vorzugsweise aufgrund gemeinsamer Vernietung. Hierbei ist es möglich, die Streifen in radial unterschiedlichen Positionen zwischen den Längsrändern zu fixieren, wiederum zur Anpassung an unter­ schiedliche Rohrdurchmesser bzw. Schichtdicken. Um Spannungen zu vermeiden, werden die Teile vorzugsweise miteinander ver­ nietet.

Kostengünstig bevorzugt werden die Teilschalen von Präge­ teilen gebildet, welche vorzugsweise mit Versteifungs­ sicken versehen sind.

Um die beim Trocknen des Materials gebildeten Brüden in einfacher Weise durch den Rotorkörper ableiten zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, diesen hohl auszubilden mit wenigstens einer Brüdeneintrittsöffnung, vorzugsweise im Bereich des Austragsendes des Rohrs.

In einer besonders einfachen Ausführungsform des Dünn­ schichttrockners ist vorgesehen, daß das den Flügelrotor aufzunehmende Rohr als doppelwandiges Heizrohr ausge­ bildet ist.

Es können jedoch auch mehrere mit Flügelrotoren ver­ sehene Rohre innerhalb eines Gehäuses eingebaut werden, um bei nur wenig erhöhtem Bauaufwand und geringem Raumbedarf den Wärmetauscher- bzw. Trocknerdurchsatz entsprechend er­ höhen zu können (Bündelung der Rotoren).

Zum einfachen Aufbau trägt auch bei, daß erfindungsgemäß ein Materialeintragsraum sowie ein Materialaustragsraum innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, in welchem jeweils sämtliche Eintragsenden bzw. Austragsenden der Rohre einmünden. Es kann auch ein mit sämtlichen Rotoren ver­ bundener Dampfaustragsraum im Gehäuse vorgesehen sein.

Zur Vereinfachung des Antriebs wird vorgeschlagen, daß die Flügelrotoren miteinander bewegungsmäßig verkoppelt sind, vorzugsweise über ein Zahnradgetriebe oder Zahn­ riemengetriebe.

Zur Ausnützung der Brüdenwärme wird vorgeschlagen, daß die Brüden zur Heizung der Rohre rückgeführt werden, vorzugsweise nach Verdichtung der Brüden.

Zur weiteren mechanischen Versteifung des Flügelrotors ohne allzu große Gewichtszunahme, wird vorgeschlagen, daß der Rotorkörper wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Teil­ schalen umfaßt sowie einen Rotorkern mit auf den Rotor­ umfang verteilten, radial nach außen abstehenden, achs­ parallelen Kernrandstreifen entsprechend der Anzahl der Teilschalen, wobei an den Kernrandstreifen die achs­ parallelen Längsränder der Teilschalen befestigt sind. Der Rotorkern fixiert mit seinen Kernrandstreifen sowohl die Längsränder der Teilschalen als auch die im Bereich der Längsränder am Rotorkörper angebrachten (starren oder be­ weglichen) Rotorflügel, so daß ein unkontrolliertes radiales Ausweichen der Rotorflügel während des Betriebes, insbesondere aufgrund der Zentrifugalkraft, weitgehend ausgeschlossen ist. Auch ergeben sich von vorneherein geringere Unwuchten.

Einfache Herstellbarkeit bei hoher mechanischer Stabili­ tät ergibt sich dadurch, daß die Teilschalen mit radial nach außen abstehenden Schalenrandstreifen ausgebildet sind, die an der entsprechenden Seitenfläche des jeweiligen Kern­ randstreifens anliegen und mit diesem starr verbunden sind, vorzugsweise aufgrund gemeinsamer Vernietung.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Rotorkerns wird dieser von im wesentlichen ebenen Blechen gebildet, die im Bereich der Rotorachse miteinander starr ver­ bunden sind und radial nach außen abstehen. Diese im Radial­ schnitt etwa sternförmige Anordnung zeichnet sich durch be­ sonders geringe Rotorkernmasse, bezogen auf eine achs­ parallele Längeneinheit, aus.

Im Falle eines dreischaligen Rotorkörpers ist besonders bevorzugt vorgesehen, daß der Rotorkern drei Bleche umfaßt, die im Radialschnitt jeweils eine Seite eines zur Achse zentrischen, gleichseitigen Dreiecks bilden mit über die Ecken des Dreiecks hinaus verlängerten radial abstehenden Randabschnitten, wobei die Randabschnitte aufeinanderfolgender Bleche starr miteinander verbunden sind zur Bildung von Kernrandstreifen.

Im Falle mit dem Rotorkörper starr verbundener Rotorflügel wird der Einfachheit halber vorgeschlagen, daß die Kern­ randstreifen oder zwischen die Teilschalen-Längsränder eingesetzte radiale Verlängerungsstücke der Kernrandstreifen als Rotorflügel ausgebildet sind. Von Vorteil ist hierbei die unmittelbare Weiterleitung der auf die Rotorflügel wirkenden Zentrifugalkräfte auf den Rotorkern.

Dieser Vorteil bleibt auch im Falle schwenkbeweglicher Rotorflügel erhalten, wenn Kernrandstreifen oder zwischen die Teilschalen-Längsränder eingesetzte radiale Verlänge­ rungsstücke der Kernrandstreifen als Schwenklager für schwenkbewegliche Rotorflügel ausgebildet sind.

Um im Reaktor-Betrieb, insbesondere im Dünnschichttrockner-Betrieb, die Ablagerung einer Fest­ stoffschicht am Innenumfang des Rohrs zu verhindern, welche als Isolierschicht wirkt und damit den Wärmeübergang wesentlich verschlechtert, wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Teil der Rotorflügel als Abschabmesser ausgebildet ist.

Diese Abschabmesser können starr mit dem Rotorkörper ver­ bunden sein. Diese Ausführungsform ist jedoch auf Rotor­ körper verhältnismäßig geringer Axiallänge beschränkt, da nur bei kurzen Rotoren bei entsprechender Herstellungs­ genauigkeit ein zu starkes Schleifen der Abschabmesser am Rohrinnenumfang mit entsprechender Beschädigung der Abschabmesser und/oder des Rohrinnenumfangs vermieden werden kann. Um auch Abschabmesser bei größeren Rotor­ längen vorsehen zu können, daß die Abschabmesser beweglich am Flügelrotor angebracht sind. Aufgrund dieser Beweglichkeit können Fertigungsungenauigkeiten und/oder während des Be­ triebs auftretende momentane radiale Auslenkungen des Rotors kompensiert werden. Hierbei ist es denkbar, die Abschabmesser z. B. radial beweglich zu lagern, was jedoch den Nachteil einer möglichen Klemmung der Abschabmesser in der entsprechenden Halterung aufgrund Verkantung haben kann. Es wird daher vorgeschlagen, die Abschabmesser schwenkbeweglich am Flügelrotor anzubringen. Es besteht dann keine Klemmgefahr.

Um die Abschabwirkung in besonders einfacher Weise, nämlich durch Veränderung der Rotordrehzahl, variieren zu können, wird vorgeschlagen, daß die Abschabmesser mit einem Flieh­ kraft-Gewicht ausgebildet sind. Mit Erhöhung der Rotor­ drehzahl nimmt die Fliehkraftwirkung auf das Abschabmesser zu, so daß dieses mit zunehmender Kraft gegen den Innen­ umfang des Rohrs gestellt wird.

Um den Materialfluß vom Eintragsende zum Austragsende des Rohrs zu unterstützen, wird vorgeschlagen, daß die Abschabmesser mit wenigstens einem zur Rotorachse geneigten Leitblech an der von der Innenumfangsfläche des Rohres ab­ gewandten Seite des Abschabmessers versehen sind.

Um die Nachgiebigkeit des Messers bei nicht ganz rundem Lauf, z. B. aufgrund nicht genau zylindrischer Innenumfangs­ fläche, zu verbessern und damit dem Abrieb an Messer und Rohrinnenumfang zu verringern, wird vorgeschlagen, daß die Abschabmesser mit einem Zusatzgelenk zwischen einem Messerträger und einer den Messerträger mit den Schwenk­ gelenken am Rotorflügel verbindenden Stützkonstruktion aus­ gebildet sind.

Um das im thermischen Reaktor zu behandelnde, insbesondere zu trocknende Material in intensiven Kontakt mit der vom Rohrinnenumfang gebildeten Wärmetauscherfläche zu bringen, wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Teil der Rotorflügel als Aufstreichflügel ausgebildet ist. Der Einfachheit halber kann vorgesehen sein, daß die Aufstreichflügel als in Bezug auf die Rotationsrichtung rückwärts gekrümmte Schaufeln ausge­ bildet sind.

Um den Materialtransport vom Eintragsende in den Rohr­ innenraum zu verbessern bei gleichzeitig großer Ab­ dampffläche zur Brüdenabgabe, wird vorgeschlagen, daß am Eintragsende des Reaktors, insbesondere am Innen­ umfang des Rohres, eines ortsfeste Eintragsspirale ange­ ordnet ist, an welcher als Aufstreichflügel ausgebildete Rotorflügel entlangstreifen, wobei die Eintragsspirale vorzugsweise lediglich mit wenigstens einem seiner Enden am Rohr angebracht ist. Aufgrund der Viskosität des Materials ergibt sich trotz ortsfester Eintragsspirale eine Mitnahme des zwischen den Spiralwänden liegenden Materials durch den Aufstreichflügel.

Zur gleichmäßigen intensiven Beheizung des Rohrs bzw. zur gleichmäßigen intensiven Wärmeabfuhr aus dem Rohr durch das Wärmetauschermittel wird vorgeschlagen, daß das doppelwandige Rohr mit einer im Ringraum verlaufenden Spiralwand versehen ist zur dementsprechenden spiraligen Zwangsführung des entsprechenden Wärmetauschermittels durch das Rohr.

Die Erfindung wird im folgenden an bevorzugten Ausführungs­ beispielen an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Dünnschicht­ trockners;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen abgewandelten Flügelrotor;

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch einen Dünn­ schichttrockner mit vier Flügelrotoren;

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine seitliche Schnittansicht eines Dünnschicht­ trockners mit Flügelrotor einer abgewandelten Aus­ führungsform;

Fig. 7 einen Radialschnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Radialschnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 6;

Fig. 9 einen Detailschnitt nach Linie IX-IX in Fig. 7;

Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X in Fig. 9;

Fig. 11 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 durch einen Rotorkörper;

Fig. 12 einen Schnitt entsprechend Fig. 11 durch einen ab­ gewandelten Rotorkörper;

Fig. 13 eine isometrische Ansicht des Rotorkörpers ent­ sprechend Fig. 12 und

Fig. 14 eine Ansicht entsprechend Fig. 10 eines abge­ wandelten Abschabmessers.

Die Figuren sind zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prinzips stark vereinfacht. So ist beispielsweise das Trocknergehäuse in Fig. 4 der Einfachheit halber ein­ stückig dargestellt. Dem Fachmann ist jedoch klar, daß es mit Endflanschen ähnlich Fig. 1 auszubilden ist, um den Zugang zum Gehäuseinnenraum zu ermöglichen.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dünnschicht­ trockner 10 zum Trocknen viskoser Materialien, insbe­ sondere von Klärschlamm, besteht aus einem beheizten doppelwandigen Rohr 12, in welchem ein Flügelrotor 14 drehbar gelagert ist, und zwar im Ausführungsbeispiel dadurch, daß an beide Rohrenden jeweils ein Stirnflansch 16 (in Fig. 1 links) bzw. 18 angeflanscht ist mit je­ weils einem abgedichteten Drehlager 20 bzw. 22 für den Flügelrotor 14. Beide Stirnflansche 16 und 18 sind je­ weils angenähert hutartig ausgeformt mit der "Hutkrempe" als Flanschring 24 zur Befestigung an einem entsprechenden Flanschring 26 des Rohrs 12. Auf diese Weise wird zwischen dem jeweiligen Stirnende des doppelwandigen Rohrs 12 und dem "Hutboden" 28 jedes Flansches 16 bzw. 18 ein Raum eingeschlossen jeweils mit Zugang zur Durchgangs­ öffnung 30 des Rohrs 12. Der in Fig. 1 linke Raum wird mit Materialeintragsraum 32 bezeichnet, der in Fig. 1 rechte Raum mit Materialaustragsraum 34. Ein seitlicher Anschlußstutzen 36 des Stirnflansches 16 mündet in den Raum 32; ein seitlicher Anschlußstutzen 38 mündet in den Raum 34. Durch den Anschlußstutzen 36 hindurch kann also das zu trocknende Material in den Materialeintragsraum 32 gedrückt werden und von diesem in den Ringraum zwi­ schen dem Rohrinnenumfang 40 und dem Flügelrotor 14; nach Durchgang durch das Rohr 14 gelangt das Material in den Materialaustragsraum 34 und kann dann über den Anschluß­ stutzen 38 abgeleitet werden. An der Innenumfangsfläche 40 wird das zu trocknende Material erhitzt, vorzugsweise über dem Siedepunktbereich derjenigen Flüssigkeiten, von denen das Material befreit werden soll. Im allgemeinen soll dem Material Wasser entzogen werden, so daß der Rohrinnenumfang dementsprechend stark zu erhitzen ist, um eine Verdampfung des Wassers ggf. unter Vakuum inner­ halb des Trockners 10 zu erreichen. Hierzu wird in den Doppelwandungs-Ringraum 44 des doppelwandigen Rohrs 12 Heizmedium durch einen in Fig. 1 links dargestellten seitlichen Anschlußstutzen 46 eingeleitet und über einen seitlichen Anschlußstutzen 48 wieder weggeführt. Als Heizmedium kommt insbesondere Sattdampf, Heißwasser oder Thermoöl in Frage; es ist jedoch auch eine Heizung mit Brenngasen oder Abgasen bzw. mit Gaslanze möglich. Ferner kann man dem Heizmedium zur Wärmerückgewinnung die beim Trocknungsvorgang gebildeten Brüden mittels Strahlpumpe bzw. nach vorhergehender Brüdenverdichtung die Brüden als Heizmedium einsetzen.

Um die entstandenen Brüden in einfacher Weise abzuleiten und dabei auch noch deren Wärmeinhalt teilweise zur Materialtrocknung einzusetzen, ist der Flügelrotor 14 mit einem hohlen, rohrförmigen Rotorkörper 50 ausge­ bildet, an welchem im Ausführungsbeispiel insgesamt drei als Rotorflügel dienende Streifen 52 angebracht sind. Durch wenigstens eine kurz vor dem Bereich des Materialaustragsraums 34 vorgesehene seitliche Brüden­ eintrittsöffnung 54 des Rotorkörpers können die im Rohr 12 gebildeten Brüden in den Rotorkörper-Innenraum 56 ein­ dringen und durch das in Fig. 1 linke Rotorkörperende abgeleitet werden, nachdem sie bei dieser Rückströmung (Strömungspfeile A) zur Beheizung des Rotorkörpers inner­ halb des Rohrs 12 beitragen konnten. Man erkennt in Fig. 1 links ein stationäres Brüden-Aufnahmeteil 57, in welches das linke Rotorkörperende 58 über eine nicht dargestellte Drehlagerdichtung abdichtend mit Rotations­ möglichkeit eingesetzt ist. Durch einen Stutzen 60 können die Brüden abgeleitet und ggf. zur Rohrheizung rückge­ führt werden.

Am in Fig. 1 rechten Rotorkörperende 62 ist, unter Ab­ dichtung des Innenraums 56, ein Antriebselement 64 an­ geflanscht, um dem Flügelrotor 14 die gewünschte Rotationsbewegung aufprägen zu können. Der Einfachheit halber ist in Fig. 1 das Antriebselement 64 als Zahnrad dargestellt, welches mit einem Antriebsritzel eines nicht dargestellten Antriebsmotors kämmt. Es sind natürlich auch andere Antriebsarten, z. B. Direktkupplung, Zahnriemen­ antrieb, denkbar.

Die die Rotorflügel bildenden Streifen 52 können mit dem Rotorkörper 50 einstückig ausgebildet sein. Zur Er­ leichterung der Herstellung sowie des exakten Richtens des Flügelrotors 14 ist im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehen, die gesonderten Streifen 52 zwischen zwei Radialflanschen 66 des rohrförmigen Rotorkörpers 56 einzuspannen. Dies kann in vielfältiger Weise geschehen, beispielsweise durch Schraubverbindungen oder Keilstiftverbindungen, wie dies für das Einspannen von Gatter-Sägeblättern üblich ist. In den Fig. 1 und 2 sind derartige Keilstifte 68 angedeutet, die jeweils ein entsprechendes Loch jedes Streifens 52 durchsetzen und sich an der jeweiligen Außenseite des entsprechenden Radialflansches 66 abstützen. Aufgrund ihrer Keilform mit in einer zur Rotorachse 70 paralleler Ebene liegendem Keilwinkel ist ein kontinuierliches Spannen, ggf. Nach­ spannes der Streifen 52 möglich.

Der Dünnschichttrockner 10 gemäß den Fig. 1 und 2 zum Trocknen von Klärschlamm bis auf einen TS-Gehalt von etwa 99% wird mit einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 200 Umdrehungen pro Minute betrieben. Hierbei kann die Länge des Rohrs 12 sechs Meter betragen bei einem Innendurchmesser (des Rohrinnenumfangs 40) von 150 mm und einer lichten Spaltweite zwischen dem Rohrinnenumfang 40 und den Streifen 52 von maximal 8 mm. Der Außendurch­ messer des rohrförmigen Rotorkörpers 50 beträgt hierbei ca. 70 mm bei einer Wanddicke von ca. 2 mm. Die Breite der Streifen 52 beträgt ca. 30 mm bei einer Streifendicke von ca. 1 mm.

Obwohl die Streifen 52 jeweils in einer die Rotorachse 70 enthaltenden Ebene angeordnet sind und somit keinesfalls entsprechend Propellern geneigt sind, wird das zu trocknende Material zuverlässig durch den Dünnschicht­ trockner 12 hindurchbefördert. Es wird angenommen, daß dies auf die Tendenz des mit hoher Radialgeschwindigkeit an den Rohrinnenumfang 40 geschleudert und zumindest teil­ weise mit dem Flügelrotor mitdrehenden fließfähigen Materials zurückzuführen ist, sich über den gesamten Rohrinnenfang 40 zu verteilen. Diese Verteilungsbe­ wegung wird weder durch Reibungskräfte zwischen dem Rohrinnenumfang 40 und dem Material gebremst (Bildung einer dazwischen liegenden Dampfschicht), noch durch die die Rotorflügel bildenden Streifen, da diese achs­ parallel, also in Ausbreitungsrichtung verlaufen. Von Vorteil ist auch, daß die Verschmutzungsgefahr des Flügelrotors praktisch vernachlässigbar ist.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Flügelrotors im Querschnitt dargestellt und mit 114 bezeichnet. Der Rotorkörper 150 wird hier von drei Teil­ schalen 151 gebildet, die im Querschnitt der Fig. 3 zwischen ihren zur Rotorachse 170 parallelen Längsrändern 153 jeweils einen Zentriwinkel (in Bezug auf die Achse 170) von etwa 120° einschließen. Die Längsränder 132 sind radial nach außen umgebogen. Jeweils zwischen zwei Längsrändern 153 benachbarter Teilschalen 151 ist ein gesondertes Band 152 eingepaßt, welches radial nach außen über die Längsränder 153 vorsteht und mit den Längsrändern gemeinsam vernietet ist. Gegenüber einem ebenfalls möglichen Verschweißen oder Verlöten ergibt sich beim Vernieten der Vorteil, daß sich der Rotor­ körper nach dem Vernieten praktisch nicht verzieht.

Die Bänder 152 tragen zur Versteifung des Rotorkörpers 150 bei. Aufgrund der geringen und möglichst genau ein­ zuhaltenden Spaltbreite zwischen der außen liegenden Kante (Abstreifkante) 155, der Streifen 152 und dem Innenumfang 40 des Rohres 12 in Verbindung mit dem relativ geringen Rohrdurchmesser und der vergleichsweise großen Rohrlänge ist eine möglichst hohe Maßgenauigkeit des Flügelrotors 114 von großer Bedeutung.

Zur Versteifung des Rotorkörpers 150 können die Teil­ schalen 151 mit Versteifungssicken 157 versehen sein. Die Teilschalen 151 können aus Stahlblech mit einer Blechstärke von ca. 1,25 mm geprägt sein.

Um bei wenig vergrößerten Außenabmessungen ein Mehr­ faches des Durchsatzes des Dünnschichttrockners mit einem einzigen Flügelrotor gemäß Fig. 1 und 2 zu erhalten, wird in dem in den Fig. 4 und 5 verein­ facht dargestellten Dünnschichttrockner 210 eine ent­ sprechende Vielzahl von Flügelrotoren 214 mit zuge­ ordneten Röhren 212 als "Bündel" in ein gemeinsames Trocknergehäuse 276 eingesetzt. Bauelemente, die ihrer Funktion nach solchen in den Fig. 1 und 2 entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern, jeweils vermehrt um die Zahl 200, versehen.

Neben dem Vorteil der Kompaktheit der Anordnung ergibt die Bündelung auch noch den Vorteil einfacheren Aufbaus, da für sämtliche Flügelrotoren 214 ein gemeinsamer An­ trieb vorgesehen sein kann. Dies ist in Fig. 4 symbolisch durch ein mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbundenes, auf einer Welle 278 drehfest angeordnetes zentrales Zahnrad 280 angedeutet, welches gleichzeitig mit einer entsprechenden Anzahl von Rotorzahnrädern 282 kämmt. Diese Zahnräder sind gemäß Fig. 4 jeweils mit dem rechten Ende der rohrförmigen Rotorkörper 250 drehfest verbunden, insbesondere durch entsprechende nicht dar­ gestellte Flanschverbindungen. Auf diese Weise haben sämtliche Flügelrotoren 214 gleichen Drehsinn, was sich als günstig für den Eintrag des Materials aus dem im Trocknergehäuse 276 ausgebildeten sämtlichen Rohren 212 gemeinsamen Materialeintragungsraum 232 in die einzelnen Rohre 212 erwiesen hat. In Fig. 5 ist mit Richtungs­ pfeilen B der jeweilige Drehsinn der Flügelrotoren 214 angedeutet (hier entgegen dem Uhrzeigersinn).

Entsprechend dem Dünnschichttrockner 10 in den Fig. 1 und 2 wird das Material über einen seitlichen Anschluß­ stutzen 246 des Trocknergehäuses 276 in den Materialein­ tragsraum 232 befördert. Dementsprechend gelangt das getrocknete Material aus den Rohren 212 in einen 234, sämtlichen Rohren gemeinsamen Materialaustragsraum um dann über einen seitlichen Anschlußstutzen 238 weg­ geleitet werden zu können.

Zur Heizung der nunmehr einfach-wandigen Rohre 212 ist ein Rohrheizraum 284 im Trocknergehäuse 276 vorgesehen, welcher in radialer Richtung durch einen Mantelrohrab­ schnitt 286 des Trocknergehäuses 276 begrenzt ist und in axialer Richtung durch zwei den Querschnitt des Rohrab­ schnitts 286 ausfüllende zu den Rotorachsen 270 senk­ rechte Rohrhalteplatten 288, 290. Die in Fig. 4 linke Rohrhalteplatte 288 wird von den Eintragsenden der Rohre 212 durchsetzt, die allenfalls geringfügig in Fig. 4 nach links über die Platte 288 vorstehen. Dem­ entsprechend wird die in Fig. 4 rechte Rohrhalteplatte 290 von den Austragsenden der vier Rohre 212 durch­ setzt. Die Platte 288 bildet eine axiale Begrenzung des Raums 232 und dementsprechend die Platte 290 eine Begrenzung des Raums 224. Der besagte Rohrheiz­ raum 284 wird über entsprechende Anschlußstutzen 246, 248 im Rohrabschnitt 286 mit Heizmedium versorgt, wel­ ches die Rohre 212 umspült und auf diese Weise aufheizt.

Zur Ableitung und Weiterverwendung der beim Trocknungs­ vorgang gebildeten Brüden sind die rohrförmigen Rotor­ körper 250 wiederum im Bereich vor dem Materialaustragsraum 234 mit jeweils mindestens einer Brüdeneintrittsöffnung 254 versehen. Abweichend von Fig. 1 werden die Brüden nicht über die rohrförmigen Rotorkörper 50 aus dem Trocknergehäuse einzeln herausgeführt, da nunmehr die Rotorkörper 150 beidseits innerhalb des Trocknergehäuses 276 enden, was den Aufbau, insbesondere hinsichtlich der Abdichtung, vereinfacht. Die Rotorenden sind, wie in Fig. 4 symbolisch angedeutet ist, jeweils in einfachen Drehlagern 220 bzw. 222 in einer Lagerplatte 292 und 294 innerhalb des Trocknergehäuses 276 an dessen linkem bzw. rechtem Ende drehgelagert. Die Platte 294 bildet die rechte axiale Begrenzung des Materialaustragsraums 234. Zwischen die Platte 292 und die Platte 288 ist jedoch eine Zwischenplatte 296 eingesetzt, um den Materialeintragungsraum 232 von einem Brüdenaustragsraum 298 zu trennen. Die Zwischenplatte 296 wird dement­ sprechend, mehr oder minder gut abgedichtet, von den rohrförmigen Rotorkörpern 250 durchsetzt. Im Bereich zwischen den Platten 292 und 296 weisen die Rotorkörper 250 jeweils wenigstens eine Brüdenaustrittsöffnung 300 auf, so daß die Brüden nach Eintritt in die Brüdenein­ trittsöffnungen 254 und Durchgang durch die Rohre 212 schließlich in den Brüdenaustragsraum 298 eintreten können und von diesem durch einen seitlichen Anschluß­ stutzen 302 des Trocknergehäuses 276 abgeleitet werden können. Die beiden Anschlußstutzen 236, 238 können ohne Funktionseinbußen vertauscht werden; dementsprechend kann auch der Brüdenaustragsraum an das andere Ende des Trocknergehäuses verlegt werden.

Wie bereits in Verbindung mit der ersten Ausführungs­ form gemäß Fig. 1-3 erläutert worden ist, können die Brüden zur Ausnutzung ihres Wärmeinhalts rückge­ führt werden, ggf. nach entsprechender Verdichtung durch Erhöhung der Brüdentemperatur. Die Trocknung kann auch im Vakuum erfolgen.

Der vorstehend beschriebene Dünnschichttrockner in seinen Ausführungsformen eignet sich ebenso wie der im nach­ folgenden erläuterte Dünnschichttrockner gemäß den Fig. 6 bis 14 grundsätzlich auch als thermischer Reaktor. Ein erstes Wärmetauschermittel wird durch den Rohrinnenraum geführt. Ein zweites Wärmetauschermittel wird durch den Ringraum des doppelwandigen Rohrs geführt. Das zweite Wärmetauschermittel kann zur Erwärmung des ersten Wärme­ tauschermittels dienen (entsprechend dem Dünnschichttrockner- Betrieb) oder auch umgekehrt. Der Vorteil des Flügelrotors liegt darin, daß er eine am Rohrinnenumfang sich aus­ bildende Temperaturschichtung des ersten Wärmetauscher­ mittels sogleich beseitigt, was den Wärmeübertrag wesentlich verbessert. Dieser Effekt der Rotordrehung ist drehzahlabhängig, so daß die Möglichkeit besteht, den Wärmedurchgangskoeffizienten (k-Wert) des Reaktors durch Rotordrehzahlveränderung zu steuern, ohne hierbei den Wärmetauschermittel-Durchsatz zu verändern.

Der Dünnschichttrockner 310 gemäß Fig. 6 besteht wiederum aus einem doppelwandigen Rohr 312 sowie einem in das Rohr koaxial eingesetzten Flügelrotor 314. Vom Rotor 314 ist ein in Fig. 6 linker Abschnitt weggelassen sowie der linke Stirnflansch ebenso wie das rechte Rotorkörperende samt angeschlossenem Drehantrieb. In den zwischen den Wänden des doppelwandigen Rohrs 312 gebildeten Ringraum 370 ist ein Spiralwand 372 einge­ setzt, um das in einen der beiden Anschlußstutzen 346, 348 eingeführte zweite Wärmetauschermittel bzw. Heizmittel zwangsweise längs eines Spiralwegs durch den Ringraum 370 zu führen. Die Spiralwand kann von einem Stahlband ge­ bildet sein, welches spiralig auf den Außenumfang 374 des inneren Rohrteils 376 des doppelwandigen Rohrs 312 ge­ wickelt und dort beispielsweise mittels Punktschweißung befestigt ist. Es ergibt sich dann die in Fig. 6 ange­ deutete Neigung des Bandes. Anschließend wird das äußere Wandteil 378 aufgeschoben (in Fig. 1 sind der Ein­ fachheit halber die beiden Wandteile 376, 378 sowie die entsprechenden Flanschteile einstückig mit dem Rohr 312 ausgebildet dargestellt).

Der Flügelrotor 314 besteht aus dem Rotorkörper 350 sowie aus Rotorflügeln 352, die entweder starr (Fig. 8) oder schwenkbeweglich (Fig. 7) am Rotorkörper 350 ange­ bracht sind. Für den Aufbau des Rotorkörpers 350 kommen eine Vielzahl von Ausführungsformen in Betracht, bei­ spielsweise die gemäß Fig. 3. Die Ausführungsformen gemäß Fig. 11 bis 13, die sich durch erhöhte mechanische Festigkeit, insbesondere Steifigkeit, auszeichnen, kommen ebenfalls in Betracht. Entsprechend Fig. 3 sind auch die Ausführungsformen gemäß Fig. 11 bis 13 jeweils aus drei Teilschalen 351 aufgebaut mit achsparallelen, im Quer­ schnitt halbkreisringförmigen, nach außen gewölbten Sicken 357 zur weiteren Versteifung. Bei den Ausführungs­ formen gemäß Fig. 11 bis 13 kommt jedoch ein Rotorkern 380 (bzw. 380′ in Fig. 11) hinzu. Dieser wird im Falle der Fig. 12 und 13 von drei gesonderten Blechen 382 gebildet. Diese bilden im Radialschnitt der Fig. 12 und 13 zusammen ein zur Rotorachse 370 zentrisch angeordnetes gleichseitiges Dreieck mit über die Ecken des Dreiecks hinaus verlängerten, radial abstehenden Randabschnitten 384. Die Randabschnitte 384 aufeinanderfolgender Bleche 382 liegen aneinander flächig an und sind miteinander starr verbunden, beispielsweise durch Vernieten. Seitlich an diesen aneinander anliegenden Randabschnitten 384 sind radial nach außen stehende Randstreifen 353 der Teilschalen 351 befestigt, wiederum vorzugsweise durch Vernieten. Die zwischen den Schalenrandstreifen 353 eingefaßten Be­ reiche der Randabschnitte 384 werden als Kernrandstreifen 386 des Rotorkerns 380 bezeichnet.

Wie die Fig. 12 und 13 zeigen, können die Bleche 382 derart gebogen sein, daß die Spitzen des Dreiecks praktisch unmittelbar in die Kernrandstreifen 386 übergehen (Fig. 12) oder von diesen Abstand haben, vorzugsweise entsprechend etwa dem halben Rotor-Radius (Fig. 13).

In einer alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 11 wird der Rotorkern 380′ wiederum von drei Blechen 382′ gebildet, die jedoch als ebene, radial in Bezug auf die Rotorachse 370′ angeordnete Bleche ausgebildet sind, die im Bereich der Rotorachse 370′ miteinander starr verbunden, insbe­ sondere verschweißt, sind. Während des Betriebes auftreten­ de, auf die Kernrandstreifen 386′ von nicht dargestellten Rotorflügeln ausgeübte Zentrifugalkräfte werden in die in radialer Richtung und somit in Kraftrichtung verlaufenden ebenen Bleche 382′ unmittelbar eingeleitet und gegenseitig im Bereich der Achse 370′ kompensiert. Hervorzuheben ist der sparsame Materialeinsatz und damit das niedrige Ge­ wicht des Rotorkerns 380′.

Am Flügelrotor 314 sind drei Reihen Rotorflügel ange­ bracht, und zwar jeweils im Bereich der Schalenrand­ streifen 353 bzw. der Kernrandstreifen 386, 386′. Die Flügelrotoren sind teils starr (Fig. 8), teils schwenkbe­ weglich (Fig. 7) am Flügelrotor 314 befestigt. Die starr befestigten Flügelrotoren 390 gemäß Fig. 8 befinden sich am Eintragsende des Wärmetauschers bzw. Dünnschicht­ trockners 310. Sie haben die Form von entgegen der Dreh­ richtung C gekrümmten Schaufeln. Sie dienen dazu, das durch den Anschlußstutzen 346 zugeführte Material zwischen die Windungen einer sich gegen den Innenumfang 392 eines Rohrabschnitts 394 abstützenden Eintragsspirale 395 zu streichen. Der Rohrabschnitt 394 schließt eintragsseitig an das doppelwandige Rohr 312 an mit gleichem Innendurch­ messer. Der Abschnitt 394 trägt sowohl den Anschluß­ stutzen 346 für den Materialeintrag als auch einen Ent­ lüftungsanschlußstutzen 338 für die Abfuhr von Brüden. Am vom 312 abgewandten Ende des Abschnitts 394 ist ein in Fig. 1 stark vereinfacht dargestellter radialer Stirn­ flansch 318′ angebracht, welcher auch ein Drehlager für eine Rotorwelle 396 bildet.

Aufgrund der Viskosität des eingetragenen Materials wird dieses bei drehendem Flügelrotor und ortsfester Eintrags­ spirale 395 entlang der Windungen zumindest teilweise mitgenommen, so daß sich der gewünschte Materialfluß in Fig. 6 von rechts nach links ergibt. Die Eintragsspirale 395 kann hierzu lediglich mit einem oder beiden seiner Enden am Trocknergehäuse fixiert sein, wobei dann die Rotor­ flügel 390 selbsttätig für eine Zentrierung der Eintrags­ spirale 395 dienen, indem sie entlang des Innenumfangs 398 der Eintragsspirale 395 gleiten. Dies vereinfacht die Montage bei gutem Mitnahmeeffekt.

Die Rotorflügel des Flügelrotors 314 im Bereich innerhalb des doppelwandigen Rohrs 312 sind am Flügelrotor 314 je­ weils schwenkbar gelagert, und zwar mit einer zur Rotorachse 370 parallelen Schwenkachse 399. Etwa ²/₃ der schwenkbar gelagerten Rotorflügel sind als Aufstreichflügel der gleichen Form wie die Rotorflügel 390 gemäß Fig. 8 ausge­ bildet und in Fig. 7 mit 402 bezeichnet. Die restlichen Rotorflügel 404 sind als Abschabmesser ausgebildet, wie den Fig. 7, 9 und 10 zu entnehmen ist. Man erkennt eine Stützkonstruktion aus zwei in radialer Ebene ver­ laufenden Stützen 406, die jeweils von einem mit dem Rotor­ körper 314 gemeinsamen Schwenkgelenk ausgehen und in einem achsparallelen plattenförmigen Messerträger 410 enden, an welchem sie angeschweißt sind. Ein oder mehrere Abschab­ messer 412 sind an der der Schwenkachse 399 zugewandten Seite des Messerträgers 410 an diesem in nicht näher dargestellter Weise angebracht, insbesondere verschraubt (um einen Messeraustausch zu erleichtern).

Am Messerträger oder am Abschabmesser sind eine Reihe von zur Rotorachse 370 geneigten Leitblechen 414 angebracht, beispielsweise durch Vernietung oder Verschraubung. Fig. 6 zeigt Kopf­ schrauben 416, die einen Fußblechabschnitt 418 am Messer 414 festlegen. Der Fußblechabschnitt 418 liegt also am Messer 412 an. Das Leitblech 414 selbst steht recht­ winklig vom Fußblechabschnitt 418 nach innen ab. Die Kopfschrauben 416 können kurzfristig gelockert werden, um den Anstellwinkel α wahlweise abzuändern (Anstellwinkel des mit unterbrochener Umfangslinie angedeuteten ver­ stellten Leitblechs 414′ in Fig. 9). Eine Vergrößerung des Anstellwinkels α (Winkel zwischen der Richtung der Rotationsachse 370 und der Ebene des Leitblechs 414) hat eine Verringerung der Materialtransportgeschwindigkeit vom Eintragsende zum Austragsende zur Folge.

Gemäß den Fig. 7 und 10 beschreibt die Messerkante 420 des Abschabmessers 412 bei Schwenkbewegung um die Achse 399 einen Kreisbogen 422 mit Radius R. Dieser Kreis 422 ist nun derart festgelegt, daß er den von der Rohr-Innen­ umfangsfläche 26 im Radialschnitt gemäß Fig. 7 gebildeten Kreis 428 zumindest tangiert, jedoch besser geringfügig schneidet. Aufgrund der während des Betriebs auftretenden Zentrifugalkraft, verstärkt durch den als Fliehkraft- Gewicht mit dementsprechend erhöhter Dicke ausgebildeten Messerträger, drückt die Messerkante 420 gegen den Innenum­ fang 426 des Rohrs 312. Durch Erhöhung der Rotordrehzahl läßt sich die Andrückkraft wahlweise erhöhen. Gleich­ zeitig besteht die Möglichkeit eines momentanen Aus­ weichens des Abschabmessers entgegen der Drehrichtung, sofern dieses auf eine Unebenheit des Rohrinnenumfangs oder auf am Innenumfang festgebackenes Material trifft. Ein Verklemmen des Abschabmessers mit entsprechender Beschädi­ gungsgefahr des Messers und/oder des Rohrinnenumfangs ist somit ausgeschlossen. Hartnäckige Verkrustungen am Rohr­ innenumfang lassen sich durch kurzfristige Rotordrehzahl­ erhöhung in der Regel zuverlässig beseitigen.

Um eventuellen Unebenheiten der Rohrinnenumfangsfläche besser folgen zu können, kann gemäß einer in Fig. 14 dar­ gestellten Ausführungsform eines Rotorflügels 430 wiederum mit der Funktion eines Abschabmessers ein Schwenkgelenk mit zur Rotorachse 370 paralleler Schwenkachse 432 vorge­ sehen sein. Dieses Schwenkgelenk ist zwischen der Stütz­ konstruktion aus den beiden Stützen 434 und dem Messerträger 436 vorgesehen. Der Messerträger 436 trägt wiederum das Abschabmesser 438, wobei an letzterem die Leitbleche 440 angebracht sind.

Am Messerträger 436 kann ein in Fig. 14 angedeuteter Schwenkbewegungs-Anschlagslappen 442 ausgebildet sein, welcher den Messerträger in der in Fig. 14 erkennbaren, angenähert rechtwinkligen Anordnung zur Stützkonstruktion hält und eine Schwenkbewegung des Messerträgers 436 in Bezug auf die Stützkonstruktion entgegen dem Uhrzeiger­ sinn in Fig. 14 verhindert. Eine Ausweichbewegung des Messerträgers 436 in der entgegengesetzten Richtung ist dagegen zugelassen. Auf diese Weise läßt sich auch ein geringfügig unrunder Lauf des Flügelrotors ohne weiteres ausgleichen.

Zu den Fig. 11, 12 und 13 sei noch ergänzt, daß die Kern­ randstreifen 386 oder radiale Verlängerungsbleche dieser Kernrandstreifen zur Bildung der Schwenkscharniere radial außerhalb der Schalenrandstreifen 353 mit zur Rotorachse 370 parallelen halbzylindrischen Prägungen 450 versehen sind, die sich zu einer Hohlzylinder-Form er­ gänzen, um einen in Fig. 13 rechts unten angedeuteten Schwenklagerstag 452 aufnehmen zu können, der eine in den Kernrandstreifen gebildete Aussparung 454 überbrückt. In dieser Aussparung 454 wird der entsprechende Stützarm 406 des jeweiligen Rotorflügels eingesetzt und anschließend der Stift 452 zur Bildung des Schwenklagers eingeschoben.

Die als Aufstreichflügel ausgebildeten Rotorflügel 352 sind in entsprechender Weise am Flügelrotor 314 schwenk­ beweglich gelagert.

Während des Betriebs sorgen die als Abschabmesser ausge­ bildeten Flügelrotoren einerseits für eine Beseitigung der Temperaturschichtung am erhitzten Rohrinnenumfang 426, was den Wärmeübertrag wesentlich verbessert. Zum andern lösen die Abschabmesser am Rohrinnenumfang mehr oder weniger stark festgebackene und bereits mehr oder weniger getrocknete Materialschichten im Fall des Einsatzes der erfindungsgemäßen Anordnung als Dünnschichttrockner. Die auf diese Weise freigelegte erhitzte Innenumfangsfläche wird dann zur Erwärmung bzw. Trocknung weiteren Materials herangezogen, indem dieses Material durch die beiden in Umfangsrichtung sich anschließenden Aufstreichflügel (Rotorflügel 352) auf den Rohrinnenumfang gestrichen wird. Die geneigten Leitbleche 414 sorgen für den gewünschten Materialtransport in Richtung zum Austragsende.

Das Rohr 312 kann auch in anderer Weise als durch Durch­ leiten eines Heiz- bzw. Kühlmittels durch den Ringraum des doppelwandigen Rohrs beheizt, z. B. elektrisch beheizt, oder ge­ kühlt werden. Wie bereits eingangs erwähnt worden ist, kann durch Veränderung der Rotordrehzahl die Effektivität des Wärmeübertrags und damit der Wärmedurchgangs-Koeffizient variiert werden, ohne daß hierbei notwendigerweise auch der Materialdurchsatz verändert wird. Soll der Materialdurch­ satz konstant gehalten werden, so kann man je nach Art des durch den Rohrinnenraum geführten Mediums entweder die Leitbleche 414 in Fig. 9 ganz weglassen oder den Neigungs­ winkel α vergrößern bis zum maximal 90°.

Unter dem Begriff "thermischer Reaktor" soll sowohl ein Reaktor verstanden werden, in welchem chemische Prozesse unter Wärmeeinwirkung stattfinden, wie z. B. Konvertierungs­ prozesse, insbesondere Verkokung, Vercrackung und Entgasung, als auch ein Reaktor, in welchem physikalische Prozesse unter Wärmeeinwirkung stattfinden, wie z. B. Phasenübergänge (z. B. Trocknung) und bloße Energieübergänge (Wärmetauscher).

Claims (29)

1. Thermischer Reaktor, insbesondere Dünnschichttrockner, mit wenigstens einem langgestreckten Flügelrotor (150; 314) aus einem mit Rotorflügeln (52; 352; 390; 404) versehenen Rotorkörper (50; 350) mit im wesentlichen horizontaler Drehachse (70; 370) innerhalb eines ggf. beheizbaren Wärmetauscherrohrs (12; 312), welcher das Wärmetauscher­ mittel, ggf. das zu trocknende Material, an die Innen­ umfangsfläche (426) des Rohr (12; 312) schleudert und da­ bei von einem Eintragsende des Rohrs (12; 312) zu einem Austragsende des Rohrs (12; 312) befördert, wobei der Rotorkörper (50; 350) wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Teil­ schalen (151; 351) umfaßt, die mit ihren achsparallelen Längsrändern (153; 353) aneinander befestigt sind.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorflügel als über die Rohrlänge durchgehende Streifen (52) mit achsparalleler Abstreifkante (155) ausgebildet sind, und daß die Streifen (52) vorzugsweise jeweils in einer die Rotorachse (70) enthaltenden Ebene liegen.

3. Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (52) als zwischen Radial-Flanschen (66) des Rotorkörpers (50) eingespannte Spannbänder ausge­ bildet sind.

4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbänder an den Radial-Flanschen (66) mittels Keilstiftverbindung (68) oder Schraubverbindungen be­ festigt sind.

5. Reaktor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorflügel (152; 352; 390; 404) am Rotorkörper (50; 350) im Bereich der Längsränder (Randstreifen 353) der Teilschalen (151; 351) ausgebildet sind.

6. Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (152) als gesonderte Bänder ausgebildet sind, die zwischen die Längsränder (153) jeweils zweier Teilschalen (151) eingesetzt sind und diese Längsränder (153) miteinander starr verbinden, vorzugsweise auf­ grund gemeinsamer Vernietung.

7. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschalen (151) von Prägeteilen gebildet sind, welche vorzugsweise mit Versteifungssicken (157) versehen sind.

8. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (50) zur Ableitung von beim Trocknen des Materials gebildeten Brüden hohl ausge­ bildet ist und wenigstens eine Brüdeneintrittsöffnung (54), vorzugsweise im Bereich des Austragsendes des Rohrs (14), aufweist.

9. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Flügelrotor (14) aufnehmende Rohr (12) als doppelwandiges Heizrohr ausgebildet ist.

10. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (276) mit wenigstens einem mit einem Flügelrotor (214) versehenen Rohr (212).

11. Reaktor nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Materialeintragsraum (32; 232) sowie einen Materialaustragsraum (34; 234) innerhalb des Gehäuses (276), in welchen jeweils sämtliche Eintragsenden bzw. Austragsenden der Rohre (12; 212) gemeinsam einmünden.

12. Reaktor nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelrotoren (214) miteinander bewegungs­ mäßig verkoppelt sind, vorzugsweise über ein Zahnrad­ getriebe oder Zahnriemengetriebe.

13. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüden zur Heizung der Rohre (12; 212) rückge­ führt werden, vorzugsweise nach Verdichtung der Brüden.

14. Reaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit sämtlichen Flügelrotoren (214) verbundener Dampfaustragsraum (298) im Gehäuse (276) vorgesehen ist.

15. Reaktor, insbesondere Dünnschichttrockner, ins­ besondere für Klärschlamm, nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (350) wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Teilschalen (351) umfaßt sowie einen Rotorkern (380; 380′) mit auf den Rotorumfang verteilten, radial nach außen abstehenden achsparallelen Kernrandstreifen (386) entsprechend der Anzahl der Teilschalen (351), wobei an den Kernrandstreifen (386) die achsparallelen Längsränder (Randstreifen 353) der Teilschalen (351) befestigt sind.

16. Reaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschalen (351) mit radial nach außen abstehen­ den Schalenrandstreifen (353) ausgebildet sind, die an der entsprechenden Seitenfläche des jeweiligen Kern­ randstreifens (386) und mit diesem starr verbunden sind, vorzugsweise aufgrund gemeinsamer Vernietung.

17. Reaktor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkern (380′) von im wesentlichen ebenen Flächen (382′) gebildet ist, die im Bereich der Rotor­ achse (370′) miteinander starr verbunden sind und radial nach außen abstehen.

18. Reaktor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkern (380) drei Bleche (382) umfaßt, die im Radialschnitt jeweils eine Seite eines zur Rotorachse (370) zentrischen, gleichseitigen Dreiecks bilden mit über die Ecken des Dreiecks hinaus verlängerten, radial abstehenden Randabschnitt (384), wobei die Randab­ schnitte (384) aufeinanderfolgender Bleche starr mit­ einander verbunden sind zur Bildung der Kernrandstreifen (386).

19. Reaktor nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernrandstreifen (386) oder zwischen die Teil­ schalen-Längsränder (Randstreifen 353) eingesetzte radiale Verlängerungsstücke der Kernrandstreifen als Rotorflügel (390) ausgebildet sind.

20. Reaktor nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernrandstreifen (386) oder zwischen die Teil­ schalen-Längsränder eingesetzte radiale Verlängerungs­ stücke der Kernrandstreifen als Schwenklager für schwenkbewegliche Rotorflügel (352; 404) ausgebildet sind.

21. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Rotorflügel (404) als Ab­ schabmesser ausgebildet ist.

22. Reaktor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabmesser beweglich, vorzugsweise schwenk­ beweglich, am Flügelrotor (314) angebracht sind, vor­ zugsweise derart, daß die Messerkante (420) einen den Rohrinnenumfangskreis (428) tangierenden oder schneidenden Kreis (420) beschreibt.

23. Reaktor nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabmesser mit einem Fliehkraft-Gewicht aus­ gebildet sind.

24. Reaktor nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabmesser mit wenigstens einem zur Rotorachse (370) geneigten Leitblech (414) an der der Rotorachse (370) zugewandten Seite des Abschabmessers versehen sind.

25. Reaktor nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabmesser mit einem Zusatzgelenk zwischen einem Messerträger (436) und einer den Messerträger (436) mit den Schwenkgelenken am Flügelrotor (314) ver­ bindenden Stützkonstruktion (430) ausgebildet sind.

26. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Rotorflügel (390) als Auf­ streichflügel (352; 390) ausgebildet ist.

27. Reaktor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstreichflügel als in Bezug auf die Rotations­ richtung (C) rückwärts gekrümmte Schaufeln ausgebildet sind.

28. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintragsende des Reaktors, insbesondere des Dünnschichttrockners, am Innenumfang des Rohrs (394) eine ortsfeste Eintragsspirale (395) angeordnet ist, an welcher als Aufstreichflügel ausgebildete Flügel­ rotoren (390) entlangstreifen, wobei die Eintrags­ spirale vorzugsweise lediglich mit wenigstens einem seiner Enden am Rohr (394) angebracht ist.

29. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelwandige Rohr (312) mit einer im Ring­ raum (370) verlaufenden Spiralwand (372) versehen ist zur dementsprechend spiraligen Zwangsführung des ent­ sprechenden Wärmetauschermittels durch das Rohr (312).