SPRÜHDÜSE, SPRÜHANORDNUNG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER SPRÜHDÜSE UND EINER SPRÜHANORDNUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Sprühdüsenanordnung mit einer Sprühdüse mit einer Austritts- oder Mischkammer und wenigstens zwei in die Austritts- oder Mischkammer mündenden Durchgangsbohrungen, wobei die Durchgangsbohrungen jeweils mit einer Fluidleitung verbunden sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Sprühanordnung.

[0002] Für die Erzeugung eines möglichst feinen Tropfenspektrums werden Sprühdüsen mit einer Austritts- oder Mischkammer und wenigstens zwei in die Austritts- oder Mischkammer mündenden Durchgangsbohrungen, die jeweils mit einer Fluidleitung verbunden sind, eingesetzt, insbesondere sogenannte Zweistoffdüsen. Ein Nachteil dieser Zweistoffdüsen ist die Neigung zu Feststoffablagerungen insbesondere auch in den Zuluftbohrungen. Der sichere Betrieb von Zweistoffdüsen erfordert in vielen Fällen einen häufigen Ausbau der Düsenlanzen, an denen die Sprühdüsen angeordnet sind. Nur auf diese Weise sind Düsen nach dem Stand der Technik für Reinigungsarbeiten zugänglich.

[0003] In der Verfahrenstechnik, insbesondere bei der Rauchgasreinigung, werden häufig Düsen eingesetzt, die eine sehr feine Zerstäubung der Flüssigkeit ermöglichen. Neben Hochdruckeinstoffdüsen kommen auch zunehmend Zweistoffdüsen zum Einsatz. Bei diesen wird die Flüssigkeit unter Zuhilfenahme eines Druckgases, z.B. Druckluft oder Dampf, bei mäßigen Drücken fein zerstäubt. Bei bekannten derartigen Zweistoffdüsen treten relativ häufig Betriebsstörungen durch Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen zur Austritts- oder Mischkammer auf. Betroffen sind Engstellen einer Flüssigkeitszuführung zur Mischkammer, aber insbesondere auch die meist radial angeordneten Bohrungen für die Drucklufteinleitung in die Mischkammer. Dies zwingt zu einem häufigen Ausbau der Düsenlanzen und zur Reinigung der Düsen. Da die Anlagen, in welche die Düsen eingebaut sind, insbesondere beim Einsatz für die Rauchgasreinigung, zu diesem Zweck in aller Regel aber nicht abgefahren werden können, schränken diese Erfordernisse den Einsatz von Zweistoffdüsen erheblich ein, denn am Düseneinbauflansch muss in aller Regel Unterdruck in der Anlage herrschen, damit keine Schadgase über den zum Ausbau der Düsenlanzen kurzzeitig geöffneten Flansch austreten können. Ferner bedingen die Wartungsarbeiten einen großen Zeitaufwand. Die Funktion der Anlage kann durch den wartungsbedingten Ausbau einer Düsenlanze beeinträchtigt sein.

[0004] Aus der russischen Patentschrift RU 2 102 160 C1 ist eine Sprühdüse zum Befeuchten und zum Reinigen von Luft und Rauchgasen in thermischen Kraftwerken bekannt. Die Sprühdüse kann auch zum Waschen und Spritzen verschiedener Gegenstände in der Bauindustrie verwenden werden. Stromaufwärts eines tieftrichterförmig erweiternden Mundstückes ist eine Mischkammer vorgesehen, in die über eine konzentrisch zum Mundstück liegende Flüssigkeitseintrittsdüse zu versprühende Flüssigkeit eingeleitet wird. Die Flüssigkeitseintrittsdüse ist in Längsrichtung der Düse verstellbar, um mehr oder weniger Luft zu der zu versprühenden Flüssigkeit zu zumischen. Die Flüssigkeitseintrittsdüse ist soweit in Richtung auf eine Engstelle vor dem trichterförmigen Mundstück verstellbar, dass die Flüssigkeitseintrittsdüse an der Engstelle anliegt. In der Engstelle selbst können, siehe Fig. 6, Einlassbohrungen vorgesehen sein, um zusätzlich Flüssigkeit einzuleiten.

[0005] Mit der Erfindung sollen Verschmutzungen von Sprühdüsen weitgehend unterbunden werden, so dass lange, wartungsfreie Betriebsintervalle von solchen Sprühdüsen und Sprühanordnungen erzielt werden können.

[0006] Erfindungsgemäß ist hierzu eine Sprühanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen.

[0007] Mittels der erfindungsgemäßen Sprühanordnung wird die Entstehung von Ablagerungen an den Durchgangsbohrungen dadurch verhindert, dass diese entweder selbstreinigend ausgebildet sind oder zusätzliche Vorrichtungen zum Reinigen wenigstens einer der Durchgangsbohrungen vorgesehen sind. Die Selbstreinigung erfolgt dabei während eines Sprühbetriebs und die Vorrichtungen zum Reinigen entfernen eventuelle Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen während des Sprühbetriebs oder eines Reinigungsbetriebs.

[0008] In Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eine der Durchgangsbohrungen auf ihrer, der Austritts- oder Mischkammer abgewandten Seite einen derart abgerundeten, sich verjüngenden Querschnitt auf, dass eine Fluidströmung die Durchgangsbohrung bis zur Mündung in die Mischkammer ohne Strömungsablösung passiert.

[0009] Auf diese Weise wird die Entstehung von Ablagerungen in der Durchgangsbohrung verhindert, da in der Bohrung durchgehend eine von der Fluidströmung erzeugte Wandschubspannung auf die Bohrungswand in Richtung auf die Mischkammer zu wirkt. Diese Wandschubspannung behindert ein Zurückfließen von Fluid in die Bohrungen, so dass die Bildung von Ablagerungen weitgehend unterbunden ist.

[0010] In Weiterbildung der Erfindung ist die Durchgangsbohrung auf ihrer, der Mischkammer abgewandten Seite düsenförmig abgerundet.

[0011] Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass sich die Fluidströmung von der Wandung der Durchgangsbohrung ablöst.

[0012] In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine der Fluidleitungen als Flüssigkeitszuleitung zu der Mischkammer ausgebildet und im Bereich wenigstens einer als Flüssigkeitseintrittsbohrung ausgebildeten Durchgangsbohrung ist ein beweglicher Stößel zur Reinigung der Flüssigkeitseintrittsbohrung vorgesehen.

[0013] Ein solcher Stößel kann zuverlässig sicherstellen, dass eventuelle Ablagerungen wieder gelöst und entfernt werden. Der Stößel kann beispielsweise magnetostriktiv oder auf hydraulischem Wege bewegt werden.

[0014] In Weiterbildung der Erfindung ist der Stößel stromaufwärts der Flüssigkeitseintrittsbohrung angeordnet und an seinem, der Flüssigkeitseintrittsbohrung zugewandten Ende kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet.

[0015] Mittels einer solchen Ausbildung wird eine zuverlässige Reinigungswirkung erreicht.

[0016] In Weiterbildung der Erfindung ist der Stößel in der Zuleitung zur Flüssigkeitseintrittsbohrung mit seiner Längsrichtung parallel zur Strömungsrichtung angeordnet und an beiden Enden sich verjüngend ausgebildet.

[0017] Auf diese Weise kann der Stößel strömungsgünstig gestaltet werden und der durch den Stößel verursachte Strömungswiderstand in der Flüssigkeitszuleitung kann gering gehalten werden.

[0018] Vorteilhafterweise ist das kegel- oder kegelstumpfförmige Ende des Stößels an einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Eintrittsbereich der Flüssigkeitseintrittsbohrung angepasst.

[0019] In Weiterbildung der Erfindung ist eine der Fluidleitungen als Flüssigkeitszuleitung ausgebildet und es sind Mittel vorgesehen, um auf die in der Flüssigkeitszuleitung befindliche Flüssigkeit Druckstöße aufzuprägen.

[0020] Auch das Aufbringen von Druckstößen kann zur Reinigung der Durchgangsbohrungen verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei, dass keine mechanischen Einrichtungen in die Durchgangsbohrung eingeführt werden müssen und dass die Druckstöße auch während des Sprühbetriebs aufgeprägt werden können. Vorteilhafterweise werden Druckstöße mit Frequenzen im Ultraschallbereich aufgeprägt. Auf diese Weise können eventuelle Ablagerungen zertrümmert und über die Mischkammer der Düse ausgetragen werden. In gewissem Sinne ist die dadurch entstehende Reinigungswirkung mit der Ultraschallzertrümmerung von Nierensteinen zu vergleichen.

[0021] In Weiterbildung der Erfindung ist eine der Fluidleitungen als Druckgaszuleitung zu einer Mischkammer ausgebildet und stromaufwärts der als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung sind Mittel zum Einbringen von abrasiv wirkenden Stäuben in die Druckgaszuleitung vorgesehen.

[0022] Mittels abrasiv wirkender Stäube können Ablagerungen erosiv entfernt werden. Die Härte der abrasiv wirkenden Feinstäube sollte dabei wesentlich geringer sein als die Härte des Düsenmaterials.

[0023] In Weiterbildung der Erfindung ist eine der Fluidleitungen als Druckgaszuleitung zu einer Mischkammer ausgebildet und stromaufwärts der als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung sind Mittel zum Einbringen von Reinigungsflüssigkeit in die Druckgaszuleitung vorgesehen.

[0024] Eine solche Reinigungsflüssigkeit kann beispielsweise demineralisiertes Wasser sein und das Druckgas wird mit einem Tropfennebel der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt. Es kann dabei hilfreich sein, die Reinigungsflüssigkeit mit Chemikalien zu beaufschlagen, um den Lösungsprozess an den Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen zu unterstützen. Es ist nicht erforderlich, die Zerstäubungsluft fortwährend mit Reinigungsflüssigkeit zu dotieren, vielmehr kann in vielen Fällen auch eine intermittierende Beaufschlagung ausreichend sein. Gegebenenfalls kann eine getrennte Zerstäubungskammer vorgesehen sein, um die Reinigungsflüssigkeit vor der Einleitung in die Druckgaszuleitung in kleine Tropfen zu zerlegen.

[0025] In Weiterbildung der Erfindung ist eine der Fluidleitungen als Druckgaszuleitung zu einer Mischkammer ausgebildet und stromaufwärts der als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung sind Mittel zum Einbringen von schwamm- oder schaumstoffartigen Teilchen in die Druckgaszuleitung vorgesehen, die unter dem Druck des zugeführten Druckgases durch die wenigstens eine Druckgaseintrittsbohrung gepresst werden können.

[0026] Mittels solcher schwamm- oder schaumstoffartigen Teilchen, beispielsweise in Kugelform, können Ablagerungen oder Verstopfungen entfernt oder verhindert werden. Üblicherweise sind mehrere Druckgaseintrittsbohrungen vorgesehen und die Reinigungsteilchen werden dann nach stochastischen Gesetzmäßigkeiten durch alle Durchgangsbohrungen hindurchgepresst.

[0027] In Weiterbildung der Erfindung ist eine der Fluidleitungen als Druckgaszuleitung zu einer Mischkammer ausgebildet und stromaufwärts der als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung sind Mittel zum Einbringen von Wasserdampf in die Druckgaszuführungsleitung vorgesehen.

[0028] Das Einbringen von Wasserdampf kann bereits eine ausreichende Reinigungswirkung erzeugen.

[0029] Eine der Fluidleitungen kann als Flüssigkeitszuleitung ausgebildet sein und die als Flüssigkeitseintrittsbohrung ausgebildete Durchgangsbohrung können eine Engstelle aufweisen, wobei ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Engstelle größer als 1, insbesondere größer als 1,5, ist. Durch Ablagerungen in der Flüssigkeitseintrittsbohrung kann es dazu kommen, dass ein in die Mischkammer eintretender Flüssigkeitsstrahl seitlich abgelenkt wird. Durch die entsprechende Bemessung der Engstelle wird der Flüssigkeitsstrahl selbst dann weitgehend zentrisch symmetrisch in die Mischkammer eingeleitet, wenn sich Ablagerungen in Form von Belagsplättchen vor der Engstelle angesammelt haben.

[0030] Eine der Fluidleitungen kann als Flüssigkeitszuleitung zu einer Mischkammer und eine der Fluidleitungen kann als Druckgaszuleitung zu der Mischkammer ausgebildet sein, wobei die Druckgaszuleitung die Mischkammer wenigstens abschnittsweise ringförmig umgibt und mehrere als Druckgaseintrittsbohrungen ausgebildete Durchgangsbohrungen in Bezug auf eine Mittelachse der Sprühdüse radial zur Mischkammer angeordnet sind.

[0031] Eine solche Ausbildung erlaubt eine Erzeugung sehr feiner Tropfen und zusammen mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen kann eine Verschmutzung einer solchen Zweistoffdüse weitgehend verhindert werden.

[0032] Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Sprühanordnung gelöst, bei dem der Schritt des Einbringens eines Reinigungsfluids oder von Reinigungsteilchen in eine als Druckgaszuleitung ausgebildete Fluidleitung stromaufwärts wenigstens einer als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten Durchgangsbohrung in die Mischkammer und Einsparen der Reinigungsflüssigkeit in die Flüssigkeitszuleitung stromaufwärts der Mischkammer vorgesehen ist.

[0033] Durch Einbringen von Reinigungsfluid oder von Reinigungsteilchen können eventuell entstandene Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen der Sprühdüse zuverlässig entfernt und beispielsweise zusammen mit dem Sprühstrahl ausgetragen werden. Beispielsweise kann Wasserdampf, chemisch wirkende Reinigungsflüssigkeit oder abrasiv wirkender Feinstaub stromaufwärts der wenigstens einen Druckgaseintrittsbohrung eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch das Einbringen von schwamm- oder schaumstoffartigen Reinigungsteilchen stromaufwärts der wenigstens einen Druckgaseintrittsbohrung möglich, die dann unter dem Druck des Druckgases durch die Druckgaseintrittsbohrungen in die Mischkammer gepresst werden.

[0034] In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, auf die zu zerstäubende Flüssigkeit in der als Flüssigkeitszuleitung ausgebildeten Fluidleitung stromaufwärts der als Flüssigkeitseintrittsbohrung in die Mischkammer ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung Druckstöße aufzuprägen.

[0035] Mittels solcher Druckstöße können Verunreinigungen oder Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen ebenfalls zuverlässig gelöst werden. Beispielsweise können Druckstöße mit Frequenzen im Ultraschallbereich aufgeprägt werden, um Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen oder an sonstigen Teilen der Düse zu zertrümmern.

[0036] Bei der erfindungsgemäßen Sprühanordnung können Mittel vorgesehen sein, um in einem Reinigungsbetrieb in wenigstens einer der Fluidleitungen und der zugehörigen Durchgangsbohrung eine Fluidströmung von der Misch- oder Austrittskammer in die Fluidleitung zu bewirken.
Durch eine Fluidströmung von der Misch- oder Austrittskammer in die Fluidleitung kann ein Reinigungseffekt erreicht werden. Das zu versprühende Fluid kann bspw. eine Flüssigkeit oder eine flüssige Feststoffsuspension sein. Die erfindungsgemäße Sprühanordnung kann mit Zweistoffdüsen oder auch sogenannten Einstoff-Rücklaufdüsen verwendet werden, bei denen ein Teil des in die Austrittskammer strömenden Fluids nicht aus der Düse austritt sondern in eine Rücklaufleitung zurückgeführt wird. Im Extremfall ist bei Einstoff-Rücklaufdüsen die Rücklaufmenge gleich der Zulaufmenge, so dass kein Fluid in einen Gasraum eingedüst wird. Dieser Effekt kann für einen Reinigungsbetrieb genutzt werden. Insbesondere bei Zweistoffdüsen wird im Reinigungsbetrieb zwischen Mischkammer und Flüssigkeitszuleitung beziehungsweise einem gegebenenfalls vorgeschalteten Filter eine gegenüber dem Sprühbetrieb umgekehrte Strömungsrichtung eingestellt. Durch Umkehrung einer Strömungsrichtung in einem Reinigungsbetrieb gegenüber einem Sprühbetrieb können Ablagerungen oder Verstopfungen in der Regel zuverlässig entfernt werden.

[0037] Die Fluidleitungen können eine Druckgaszuleitung zu der Mischkammer und eine Flüssigkeitszuleitung zu der Mischkammer aufweisen und die Mittel zum Umkehren der Strömungsrichtung bewirken im Reinigungsbetrieb eine Fluidströmung aus der Mischkammer durch die Flüssigkeitseintrittsbohrung hinaus und in die Flüssigkeitszuleitung hinein.

[0038] Auf diese Weise kann die Flüssigkeitseintrittsbohrung in einem Reinigungsbetrieb zuverlässig gereinigt werden.

[0039] Eine als Flüssigkeitszuleitung ausgebildete Fluidleitung kann wenigstens ein Absperrventil und wenigstens ein in Flüssigkeitszuführrichtung stromabwärts des Absperrventils liegendes Reinigungsventil aufweisen. Nach Öffnen des Reinigungsventils kann der gegenüber dem Sprühbetrieb in umgekehrter Richtung fließende Fluidstrom durch das Reinigungsventil abgeführt werden, so dass eventuelle Verschmutzungen oder Ablagerungen aus der Sprühanordnung ausgetragen werden können.

[0040] Es kann eine Unterdruckquelle vorgesehen sein, die mittels des Reinigungsventils mit der Flüssigkeitszuleitung verbindbar ist.

[0041] Auf diese Weise kann die Rückströmung in der Flüssigkeitszuleitung verstärkt werden, es kann durch Anlegen eines entsprechend hohen Unterdrucks aber beispielsweise auch verhindert werden, dass im Reinigungsbetrieb Flüssigkeit oder Druckgas aus der Austrittsöffnung der Düse in die Prozessumgebung austritt.

[0042] Es kann ein Abschlämmbehälter vorgesehen sein, der mittels des Reinigungsventils mit der Flüssigkeitszuleitung verbindbar ist.

[0043] In einem Abschlämmbehälter können Ablagerungen aufgefangen werden.

[0044] Es kann eine Filtereinrichtung vorgesehen sein, die seriell in die Flüssigkeitszuleitung eingeschaltet ist und die stromaufwärts und stromabwärts eines Filtereinsatzes mit jeweils einer Filterkammer versehen ist, wobei beide Filterkammern mittels jeweils eines Reinigungsventils mit einer Abschlämmleitung verbindbar sind.

[0045] Auf diese Weise kann auch eine Filtereinrichtung im Reinigungsbetrieb bei umgekehrter Strömungsrichtung gereinigt werden. Im Reinigungsbetrieb werden sich die gelösten Ablagerungen in der im Sprühbetrieb stromabwärts gelegenen Filterkammer sammeln. Im normalen Sprühbetrieb werden sich Verschmutzungen der zugeführten, zu versprühenden Flüssigkeit in der stromaufwärts gelegenen Filterkammer ansammeln. Im Reinigungsbetrieb können dann beide Filterkammern entleert und über die Abschlämmleitung beispielsweise mit einem Abschlämmbehälter verbunden werden.

[0046] Es kann eine der Fluidleitungen als Druckgaszuleitung ausgebildet sein und es können Mittel zum Einbringen einer Reinigungsflüssigkeit in die Druckgaszuleitung vorgesehen sein.

[0047] Es kann ein Auffangbehälter für Reinigungsflüssigkeit und es können Mittel zum Fördern der Reinigungsflüssigkeit aus dem Auffangbehälter in die Druckgaszuleitung vorgesehen sein.

[0048] Auf diese Weise kann die Reinigungsflüssigkeit in der erfindungsgemäßen Sprühanordnung zirkuliert werden, beispielsweise so lange, bis ihre Reinigungswirkung erschöpft ist. Auf diese Weise ist ein sehr wirtschaftlicher Betrieb der erfindungsgemäßen Sprühanordnung möglich.

[0049] Es können Mittel zum Zumischen der Reinigungsflüssigkeit aus dem Auffangbehälter während des Sprühbetriebs in die Flüssigkeitszuleitung vorgesehen sein.

[0050] Auf diese Weise kann ein abwasserfreier Betrieb der erfindungsgemäßen Sprühanordnung erreicht werden, da für den Reinigungsbetrieb verwendete Reinigungsflüssigkeit zunächst im Auffangbehälter gesammelt wird und dann während des Sprühbetriebs wieder in die zu versprühende Flüssigkeit zudosiert wird. Die Zumischung kann dabei so erfolgen, dass die Reinigungsflüssigkeit im Sprühbetrieb bis zur Unwirksamkeit verdünnt aus der Sprühdüse ausgetragen wird. Als Auffangbehälter kann ein ohnehin vorhandener Abschlämmbehälter eingesetzt werden.

[0051] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Schritt des Umkehrens einer Fluidströmungsrichtung in einem Reinigungsbetrieb gegenüber einem Sprühbetrieb wenigstens in einen Bereich der Mündung einer der Fluidleitungen in die Misch- oder Austrittskammer vorgesehen sein.

[0052] Auf diese Weise können Verschmutzungen, die sich im Sprühbetrieb vor die Durchgangsbohrungen legen, im Reinigungsbetrieb zuverlässig in umgekehrter Richtung ausgespült werden.

[0053] In Weiterbildung der Erfindung ist eine Fluidleitung der Sprühdüse als in die Mischkammer mündende Flüssigkeitszuleitung und eine andere Fluidleitung als in die Mischkammer mündende Druckgaszuleitung ausgebildet und folgende Schritte sind vorgesehen:

[0054] In einem Reinigungsbetrieb, Abschalten einer Flüssigkeitszufuhr mittels eines Absperrventils in der Flüssigkeitszuleitung und Öffnen eines Reinigungsventils in Flüssigkeitszuführrichtung stromabwärts des Absperrventils, Einleiten eines Reinigungsfluidstroms über die Gaszuleitung und die Mischkammer in die Flüssigkeitszuleitung zum Reinigungsventil.

[0055] Durch diese Maßnahmen durchquert der Reinigungsfluidstrom die Mischkammer gegenüber dem Sprühbetrieb in umgekehrter Richtung, so dass Verstopfungen oder Verschmutzungen von Durchgangsbohrungen entfernt werden können. Das Reinigungsfluid kann dabei während des Sprühbetriebs verwendetes Druckgas sein.

[0056] In Weiterbildung der Erfindung kann ein Unterdruck an das Reinigungsventil während des Reinigungsbetriebes angelegt werden.

[0057] Auf diese Weise kann zum einen die Strömungsumkehr während des Reinigungsbetriebs unterstützt werden, und es kann darüber hinaus auch verhindert werden, dass während des Reinigungsbetriebs Reinigungsfluid aus der Sprühdüse austritt.

[0058] In Weiterbildung der Erfindung ist das Reinigungsfluid ein Gemisch aus Druckgas und Reinigungsflüssigkeit. Alternativ kann das Reinigungsfluid ausschließlich aus Reinigungsflüssigkeit bestehen. Weiterhin kann während des Reinigungsbetriebs Umgebungsgas durch eine Düsenaustrittsöffnung angesaugt werden, so dass das Reinigungsfluid Umgebungsgas enthält. Beispielsweise kann Rauchgas angesaugt werden, wenn davon auszugehen ist, dass die Eigenschaften des Rauchgases aus der Prozessumgebung das Lösen von Ablagerungen nicht beeinträchtigen.

[0059] Es kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsfluid vom Reinigungsventil zur Druckgasleitung durch die Mischkammer und die Flüssigkeitszuleitung wieder zum Reinigungsventil zu zirkulieren.

[0060] Auf diese Weise kann das Reinigungsfluid mehrfach verwendet werden. Das Reinigungsfluid kann dann während des Reinigungsbetriebs in einem Auffangbehälter aufgefangen werden und, um einen abwasserfreien Betrieb zu erreichen, während des Sprühbetriebs wieder aus dem Auffangbehälter in die Flüssigkeitszuleitung zugemischt werden.

[0061] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Dabei können Einzelmerkmale der unterschiedlichen dargestellten Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine Schnittansicht einer Zweistoffdüse nach dem Stand der Technik,

Fig. 2

eine ausschnittsweise Vergrößerung der Schnittansicht der Zweistoffdüse der Fig. 1,

Fig. 3

eine weiter vergrößerten Ausschnitt der Schnittansicht der Fig. 1,

Fig. 4

eine erfindungsgemäße Zweistoffdüse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5

eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6

eine ausschnittsweise Vergrößerung der Schnittansicht der Fig. 5 und

Fig. 7

eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sprühanordnung.

[0062] Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht den Aufbau einer bekannten Zweistoffdüse nach dem Stand der Technik. Eine zu zerstäubende Flüssigkeit 1 wird über ein Rohr 2 der weitgehend zentrisch symmetrischen Zweistoffdüse 3 zugeführt, während Druckgas 17 über Bohrungen 5 aus einem äußeren Ringraum 6 in eine Mischkammer 7 eingeblasen wird. Bei der dargestellten Düse ist das Zuführungsrohr 2 für die Flüssigkeit im Inneren des Rohres 4 für die Zuleitung des Druckgases geführt. Dies ist jedoch keinesfalls zwingend. Über eine Düsenmündung 8 verlässt ein Zweistoffgemisch 9 aus Zerstäubungsgas und Tropfen mit relativ hoher Geschwindigkeit die Mischkammer 7.

[0063] Da das Zerstäubungsgas in den meisten Fällen aus Druckluft besteht, wird nachfolgend zur Vereinfachung nur noch von Luft gesprochen.

[0064] Bei den bekannten Zweistoffdüsen 3 treten relativ häufig Betriebsstörungen durch Ablagerung 11 und 15 auf, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Betroffen sind eine Engstelle 10 einer Flüssigkeitseintrittsbohrung in die Mischkammer 7, aber insbesondere auch radiale Durchgangsbohrungen für die Druckgas- oder Drucklufteinleitung in die Mischkammer 7. Fig. 2 veranschaulicht in einer Ausschnittvergrößerung diesen Sachverhalt. Solche Ablagerungen 11, 15 zwingen zu einem häufigen Ausbau der Düsenlanzen und zur Reinigung der Düsen. Da die Anlagen, in welche die Düsen eingebaut sind, beispielsweise Rauchgasreinigungsanlagen, zu diesem Zweck in aller Regel nicht abgefahren werden können, schränken diese Erfordernisse den Einsatz von Zweistoffdüsen erheblich ein, denn am Düseneinbauflansch muss in aller Regel Unterdruck in der Anlage herrschen, damit keine Schadgase über den zum Ausbau der Düsenlanzen kurzzeitig geöffneten Flansch austreten können. Ferner bedingen die Wartungsarbeiten einen großen Zeitaufwand. Und die Funktion der Anlage kann durch den wartungsbedingten Ausbau einer Düsenlanze beeinträchtigt sein.

[0065] Bei bekannten Sprühdüsen und insbesondere bekannten Zweistoffdüsen 3 sind die Durchgangsbohrungen 5 für Druckgas am Übergang von einer Ringkammer 6 zur Mischkammer 7 scharfkantig ausgeführt. Dies hat zur Folge, wie in Fig. 3 dargestellt ist, dass die Luftströmung an einer Eintrittskante 12 der Durchgangsbohrungen 5 Ablösegebiete 13 bildet, die sich bis zur Mischkammer 7 hin erstrecken können. In dieses ringförmige Ablösegebiet 13 kann die zu zerstäubende Flüssigkeit gegen die Strömungsrichtung der Luft zurückströmen, wie durch Pfeile 14 angedeutet ist, und bildet hier auftrocknende Ablagerungen 11, die bereits in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Ablagerungen 11 verringern den Luftdurchsatz und zwingen zu einer regelmäßigen Reinigung der Düsen.

[0066] Auch an der Durchgangsbohrung zum Zuführen von zu versprühender Flüssigkeit zur Mischkammer 7 existiert in aller Regel eine Engstelle 10, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Hier kann es ebenfalls zu Ablagerungen 15 kommen, insbesondere von Plättchen, die sich aus Wandbelägen in den Flüssigkeitszuleitungen abgelöst haben. Diese Plättchen 15 sammeln sich vorzugsweise an einer beispielsweise kegelstumpfförmigen Verengung am Übergang von dem Innendurchmesser der Flüssigkeitszuleitung zur Engstelle 10.

[0067] Die Darstellung der Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse 60. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, sind die Durchgangsbohrungen 5 für Druckgas oder Druckluft auf der Seite der Druckgaszuleitung, die hier eine die Mischkammer 7 abschnittsweise umgebende Ringkammer bildet, mit einer Abrundung 16 versehen. Im Unterschied zur Darstellung der Fig. 3 ist die Eintrittskante 12 somit nicht scharfkantig ausgeführt sondern abgerundet, so dass sich der Querschnitt der Durchgangsbohrungen 5 für die Druckgaszuleitung in die Mischkammer 7 ausgehend von der, der Mischkammer 7 abgewandten Seite verjüngt. Diese Abrundung 16 bewirkt, dass sich die Luftströmung nicht mehr von der Bohrungswand ablöst. Vielmehr wirkt in den jetzt düsenartig ausgeformten Durchgangsbohrungen 5 durchgehend eine von der Luftströmung erzeugte Wandschubspannung auf die Bohrungswand in Richtung auf die Mischkammer 7 zu. Diese Wandschubspannung behindert ein Zurückfließen von Flüssigkeit aus der Mischkammer 7 in die Durchgangsbohrungen 5, so dass die Bildung von Belägen durch den auftrocknenden Verdampfungsrückstand der Flüssigkeit weitgehend unterbunden wird.

[0068] Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, ist die erfindungsgemäße Zweistoffdüse 60 zu einer Mittelachse 61 achsensymmetrisch aufgebaut. Eine Flüssigkeitszuleitung 62 ist mittig durch einen Düsenkörper geführt und mündet nach einer kegelstumpfförmigen Verjüngung 63 und der zylindrischen Engstelle 10 in die Mischkammer 7. Zu versprühende Flüssigkeit aus der Flüssigkeitszuleitung 62 schießt somit zentrisch in die Mischkammer 7 ein. An die Mischkammer 7 schließt sich in Austrittsrichtung eine kegelstumpfförmige Verengung 64 an, die dann wieder in einen sich kegelstumpfartig erweiternden Ausgangstrichter 65 übergeht. Die Druckgaszuleitung 4 ist als Ringkanal ausgebildet und umgibt die Flüssigkeitszuleitung 62 und in ihrem weiteren Verlauf dann abschnittsweise die Mischkammer 7. In den Seitenwänden der zylindrischen Mischkammer 7 sind mehrere Durchgangsbohrungen 5 radial angeordnet, durch die, wie bereits ausgeführt wurde, Druckgas aus der Druckgaszuleitung 4 in die Mischkammer gelangt. In der Mischkammer 7 wird der eintretende Flüssigkeitsstrahl mit dem ebenfalls eintretenden Druckgas innig vermischt, so dass aus dem Ausgangstrichter 65 ein Sprühstrahl mit feinem Tropfenspektrum austritt.

[0069] Auch durch die düsenförmige Abrundung 16 der Durchgangsbohrungen 5 für Druckgas lassen sich Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen 5 jedoch nicht absolut vermeiden. Dies hängt damit zusammen, dass das eintretende Druckgas, beispielsweise Luft, in wenn auch geringem Umfang Feinstäube enthält. Diese können sich auf der Wand der radial angeordneten Durchgangsbohrungen 5 ablagern und bilden hier eine Art Kapillarpumpe: In der feinkapillaren Staubschicht kann Flüssigkeit aus der Mischkammer 7 gegen die Strömungsrichtung der Zerstäubungsluft, also dem durch die Durchgangsbohrungen 5 eintretenden Druckgas, in die radialen Durchgangsbohrungen 5 zurückgesaugt werden. Dies führt mit der Zeit zu einer Verdickung der Belagsschichten. Belägen können sich in den radialen Durchgangsbohrungen 5 ferner während instationärer Zerstäubungsprozesse infolge temporärer Rückströmung in die Durchgangsbohrungen 5 zum Zuführen von Luft bilden. Bei bekannten Zweistoffdüsen nach dem Stand der Technik, wie sie in Fig. 1 bis 3 dargestellt sind und die scharfe Eintrittskanten 12 aufweisen, werden Beläge sogar in der Ringkammer 6 festgestellt, die doch eigentlich nur von Luft durchströmt sein sollte.

[0070] Um solche Ablagerungen in den Durchgangsbohrungen 5 zu vermeiden oder nach deren Entstehen zu entfernen, ist vorgesehen, die Zerstäubungsflüssigkeit mit einer Reinigungsflüssigkeit 21 zu dotieren, bevorzugt mit demineralisiertem Wasser. Die Reinigungsflüssigkeit 21 wird über eine in Fig. 4 dargestellte Düse 66 in die Druckgaszuleitung 4 stromaufwärts der Durchgangsbohrungen 5 eingebracht. Die Reinigungsflüssigkeit 21 kann nahe der Mischkammer 7 in die Druckgaszuleitung 4 eingebracht werden. Die Beaufschlagung des Druckgases, beispielsweise Luft, mit einem Tropfennebel aus Reinigungsflüssigkeit 21 kann aber auch in größerem Abstand von der Mischkammer 7 vorgenommen werden. Die Reinigungsflüssigkeit 21 wird von der Zerstäubungsluft in der Druckgaszuleitung 4 mit hoher Geschwindigkeit durch die meist, aber keineswegs zwingend, radial angeordneten Durchgangsbohrungen 5 gepresst, die auf diese Weise von Belägen freigehalten werden. In Abstimmung auf die Art der Beläge in den Durchgangsbohrungen 5 kann es hilfreich sein, die Reinigungsflüssigkeit 21 mit Chemikalien zu beaufschlagen, durch die der Lösungsprozess der Ablagerungen 11 in den Durchgangsbohrungen 5 unterstützt wird. Dabei ist es nicht erforderlich, die Zerstäubungsluft fortwährend mit Reinigungsflüssigkeit 21 zu dotieren. Vielmehr ist auch eine intermittierende Beaufschlagung in vielen Fällen ausreichend.

[0071] Es kann vorteilhaft sein, die Reinigungsflüssigkeit 21 in einer getrennten, in Fig. 4 schematisch angedeuteten Zerstäubungskammer 67 in kleine Tropfen zu zerlegen, so dass die radialen Durchgangsbohrungen 5 mit einer Luft-Tropfennebel-Strömung beaufschlagt werden.

[0072] Es kann auch ausreichend sein, die Zerstäubungsluft beispielsweise durch Einblasen von Wasserdampf 18 mittels einer Düse 68 aufzufeuchten oder sogar mit Wasserdampf zu sättigen. Die Wasserdampfdüse 68 kann ebenfalls in der ringförmigen Druckgaszuleitung 4 angeordnet sein. Bei der Expansion der in den Durchgangsbohrungen 5 beschleunigten Druckluft in die Mischkammer 7 hinein kommt es zu einer Temperatur-absenkung und somit zu einer Rekondensation von Wasserdampf. Dies passiert zwar überwiegen in der Strömung außerhalb der Strömungsgrenzschichten, bei üblichen Prandtlzahlen jedoch auch noch in geringem Umfange an den Wänden 19 der Durchgangsbohrungen 5. Die Benetzung der Bohrungswand durch Rekondensat kann in vielen Fällen eine ausreichende Reinigung bewirken.

[0073] Bei der Zweistoffdüse 60 der Fig. 4 ist eine weitere Möglichkeit angedeutet, Belagsblättchen im Bereich vor der Engstelle 10 der Flüssigkeitseintrittsbohrung in die Mischkammer 7 zu entfernen. Hierzu ist in der Darstellung der Fig. 4 schematisch ein Flatterventil 69 in der Flüssigkeitszuleitung 62 angedeutet, das zugeschaltet werden kann. Mittels des Flatterventils 69 ist es möglich, auf die zu zerstäubende Flüssigkeit in der Flüssigkeitszuleitung 62 Druckstöße aufzuprägen, die eine Zertrümmerung der Verlegungen oder Belagsplättchen bewirken, insbesondere im Bereich der Verjüngung 63 und der Engstelle 10 der Flüssigkeitseintrittsbohrung in die Mischkammer 7. In gewissen Sinne ist dies mit der Ultraschallzertrümmerung von Nierensteinen zu vergleichen. Anstelle des Flatterventils 69 kann beispielsweise auch ein Ultraschallgeber mit einem geeigneten Ultraschallwandler eingesetzt werden, der Druckstöße im Ultraschallbereich aufprägt und dadurch für eine Reinigung der Flüssigkeitszuleitung 62 und insbesondere der Verjüngung 63 und der Engstelle 10 sorgt.

[0074] Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse 70 ist in der schematischen Schnittansicht der Fig. 5 dargestellt. Die Zweistoffdüse 70 weist in weiten Teilen einen identischen Aufbau zur Zweistoffdüse 60 der Fig. 4 auf, so dass lediglich die zur Zweistoffdüse 60 der Fig. 4 unterschiedlichen Elemente detailliert erläutert werden.

[0075] Alternativ oder zusätzlich zu der Einbringung von Wasserdampf 18 oder Reinigungsflüssigkeit 21 kann die Zerstäubungsluft in der Druckgaszuleitung 4 mit kleinen Schaumstoffkügelchen 72 beaufschlagt werden, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Diese werden in die Druckgaszuleitung 4 eingebracht und dann nach stochastischen Gesetzmäßigkeiten abwechselnd durch die diversen Durchgangsbohrungen 5 gepresst. Dadurch können die radialen Durchgangsbohrungen 5 frei von Belägen gehalten werden. Ein vergleichbares Verfahren wird bisher ausschließlich für die Reinigung von langen Kondensatorrohren eingesetzt. Das Einbringen der Schaumstoffkügelchen 72 kann mit oder ohne zusätzliche Dotierung mit einer Reinigungsflüssigkeit 21 zur Anwendung kommen.

[0076] Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann die Zerstäubungsluft mit abrasiv wirkenden Feinstäuben 74 beaufschlagt werden, die dann in den Durchgangsbohrungen 5 ebenfalls zu einer erosiven Ablösung der Beläge führen. Das Einbringen solcher abrasiv wirkenden Feinstäube 74 ist in der Darstellung der Fig. 5 schematisch dargestellt. Dabei sollte die Härte der abrasiv wirkenden Feinstäube 74 wesentlich geringer sein als die Härte des Düsenmaterials, so dass tatsächlich nur die Beläge und nicht etwa die Bohrungswände abgetragen werden.

[0077] Da nicht nur die radialen Durchgangsbohrungen für die Zufuhr der Zerstäubungsluft durch Belagsbildung verlegt werden können, sondern auch die Durchgangsbohrung 76 für die Flüssigkeitszuführung mit der Engstelle 10, insbesondere, wie in Fig. 2 dargestellt ist, durch Belagsplättchen 15 aus der Flüssigkeitszuleitung 2, ist bei der Zweistoffdüse 70 gemäß Fig. 5 auch für die Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 ein Reinigungsmechanismus vorgesehen. Zur Reinigung der Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 dient ein Stößel 20, der in Fig. 5 schematisch dargestellt ist und der beispielsweise magnetostriktiv oder auf hydraulischem Wege entlang dem in Fig. 5 angedeuteten Doppelpfeil bewegt werden kann. Durch Bewegen des Stößels 20 in der Weise, dass dieser auf die kegelstumpfförmige Verengung 73 der Flüssigkeitseintrittsbohrung aufstößt, werden die Blättchen zertrümmert und können über die Mischkammer 7 aus der Düse 70 ausgetragen werden.

[0078] Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, weist der Stößel 20 einen kreiszylindrischen Grundkörper auf und verjüngt sich an seinen beiden Enden kegelförmig. Der Stößel 20 ist mit seiner Längsachse parallel zur Strömungsrichtung und konzentrisch zur Mittelachse 71 der Düse 70 angeordnet. Die in Strömungsrichtung gesehen der Mischkammer 7 zugewandte kegelförmige Verjüngung des Stößels 20 ist an die Verjüngung 73 der Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 angepasst. Auf diese Weise kommt der Stößel 20 im Bereich der Verjüngung 73 flächig zur Anlage und kann dadurch dort eventuell vorhandene Belagsplättchen zertrümmern. Die an beiden Enden verjüngte Ausgestaltung des Stößels 20 und dessen Anordnung mit seiner Längsachse parallel zur Strömungsrichtung führt zu einem geringen Strömungswiderstand und somit zu einem geringen Druckverlust in der Flüssigkeitszuleitung 2. Der Stößel 20 ist dabei innerhalb einer Stößelkammer 75 beweglich angeordnet, die gegenüber der Flüssigkeitszuleitung 2 einen erweiterten Querschnitt aufweist und in Strömungsrichtung gesehen zur Mischkammer hin durch die Verjüngung 73 und die Engstelle 10 der Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 begrenzt wird.

[0079] Die Darstellung der Fig. 6 stellt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Zweistoffdüse 70 der Fig. 5 vergrößert dar. Im Bereich der Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 sind plättchenförmige Ablagerungen 15 zu erkennen, die sich im Bereich der Verjüngung 73 vor der Engstelle 10 angelagert haben. Diese Ablagerungen sind in der Regel im Unterschied zu den Ablagerungen, die an der Luftdurchgangsbohrung 5 entstehen, nicht an der Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 selbst gebildet worden, sondern stellen zu einem meist überwiegenden Prozentsatz Abschalungen von Ablagerungen dar, die in dem ausgedehnten Rohrleitungssystem der Flüssigkeitszufuhr wie auch in der Düsenlanze selbst entstanden sind. Durch Erschütterungen oder thermische Spannungen können sich derartige Ablagerungen in Blättchenform von den Wandungen ablösen. Sie werden dann von der Flüssigkeitsströmung mitgerissen und führen bei entsprechenden Abmessungen der Flüssigkeitseintrittsbohrung 76 und insbesondere an der Engstelle 10 zur Verlegung des Querschnitts durch die Blättchen 15. Hiermit wird nicht nur der Flüssigkeitsdurchsatz in unzulässiger Weise gedrosselt, es kommt ferner zu einer Störung der Geschwindigkeitsverteilung in der Mischkammer 7, weil besagte Plättchen 15 wie kleine Leitbleche wirken, die eine seitliche Ablenkung des Flüssigkeitsstrahles verursachen, so dass dieser nicht mehr zentrisch symmetrisch in die Mischkammer 7 einschießt. Daher ist es nach Untersuchungen des Erfinders sehr vorteilhaft, das Verhältnis von Länge I zu Durchmesser d an der Engstelle 10 größer als 1 und speziell größer als 1,5 zu wählen. Auf diese Weise wird der Flüssigkeitsstrahl aus der Flüssigkeitseintrittsbohrung 74 selbst dann weitgehend zentrisch symmetrisch in die Mischkammer 7 eingeleitet, wenn sich Belagsplättchen 15 vor der Engstelle 10 angesammelt haben.

[0080] Mit den beschriebenen Zweistoffdüsen und den zugehörigen Betriebsverfahren kann der Inspektions- und Wartungsaufwand an Zweistoffdüsensystemen auf ein Minimum verringert werden und es kann über lange Betriebszeiten hinweg eine optimale Verdüsung sichergestellt werden.

[0081] In der schematischen Darstellung der Fig. 7 ist eine erfindungsgemäße Sprühanordnung 80 gemäß einer bevorzugen Ausführungsform dargestellt. In der Vergangenheit wurden Zweistoffdüsen häufig zur Eindampfung der Suspension eingesetzt, die in nassen Rauchgasreinigungsanlagen anfällt. Somit war es möglich, ein abwasserfreies Verfahren anzubieten. Neuerdings wird jedoch auch verstärkt die Rauchgasreinigung selbst in derartigen, mit Zweistoffdüsen ausgestatteten Apparaten durchgeführt. Hierzu muss die zu versprühende Flüssigkeit 1 mit einem Sorbens, beispielweise mit Kalkmilch angereichert sein, um die Einbindung der Säurebildner wie Schwefeldioxid und Chlorwasserstoff zu bewirken. Bei einer für das Rauchgasreinigungsverfahren vorteilhaften Kalkmilchkonzentration von beispielsweise 10% ist das Verschmutzungsrisiko für die Rohrleitungen sowie für die Düsenlanzen und Düsen erheblich erhöht, so dass Ablagerungen auftreten können.

[0082] Diese Ablagerungen bewirken eine meist unzulässige Beeinträchtigung der Zerstäubung, so dass wesentlich größere Tropfen auftreten, als dies bei Düsen ohne Inkrustierungen der Fall wäre. Große Tropfen sind nicht nur für das Rauchgasreinigungsverfahren nachteilig, da sie eine geringere Fläche für die Schadstoffaufnahme anbieten, sie benötigen auch eine erhebliche Verdunstungszeit, so dass sie in aller Regel nicht mehr im Fluge verdunstet werden können. Somit besteht das Risiko einer Verschlammung oder Inkrustierung nachgeschalteter Komponenten, beispielsweise eines Gewebefilters oder eines Gebläses. Daher erzwingen derartige Ablagerungen in den Düsenlanzen und Düsen einen häufigen Ausbau zur Reinigung derselben. Da die Anlagen, in welche die Düsen eingebaut sind, zur Reinigung der Düsen in aller Regel nicht abgefahren werden können, schränken diese Reinigungszwänge den Einsatz von Zweistoffdüsen erheblich ein; so muss beispielsweise am Düseneinbauflansch in aller Regel Unterdruck in der Anlage herrschen, damit keine Schadgase über den zum Ausbau der Düsenlanzen kurzzeitig geöffneten Flansch austreten können, oder es müssen aufwendige Schleusen eingebaut werden. Ferner bedingen die Wartungsarbeiten einen großen Zeitaufwand. Und die Funktion der Anlage kann durch den wartungsbedingten Ausbau einer Düsenlanze beeinträchtigt sein. Mittels der in Fig. 7 dargestellten erfindungsgemäßen Sprühanordnung und einem zugehörigen Betriebsverfahren kann eine Reinigung der Düsenlanze sowie eines Abschnitts der Flüssigkeitszuleitung erreicht werden.

[0083] Wie bereits ausgeführt wurde, treten neben den Belägen, die durch Ausfällungen in den Zweistoffdüsen selbst entstanden sind, auch Querschnittsverlegungen durch plättchenförmige Abschalungen aus den Zuleitung zur Düsenlanze sowie aus der Düsenlanze selbst auf. Die Abschalungen aus den Zuleitungen zu den Düsenlanzen können in bekannter Weise mit Hilfe eines Grobfilters eliminiert werden. Die Maschenweite dieses Filters muss allerdings kleiner sein als der engste Querschnitt an der Flüssigkeitseinleitung in die Mischkammer.

[0084] Da es jedoch auch in den Düsenlanzen selbst zu Ablagerungen und in der Folge zu blättchenförmigen Abschalungen kommen kann, müsste nach dem Stand der Technik zur Vermeidung von Störungen der Zerstäubung ein weiterer Filter unmittelbar vor der Mischkammer in die Zweistoffdüse integriert werden. Erfindungsgemäß können Ablagerungen am Flüssigkeitseintritt in die Mischkammer zertrümmert werden, wie dies beispielsweise anhand der Fig. 5 beschrieben wurde. Für die Unterbringung eines Filters nahe der Zweistoffdüse ist der Raum nicht ausreichend. Ferner müsste ein derartiger Filter von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Dies würde ebenfalls einen Ausbau der Düsenlanze erfordern, was es ja gerade zu vermeiden gilt.

[0085] Mit der Sprühanordnung der Fig. 7 können die betagsgefährdeten Bereiche der Düsenlanze und der Düse intermittierend gereinigt werden, ohne dass die Düsenlanze hierfür ausgebaut werden müsste. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Umkehr der Strömungsrichtung in der Flüssigkeitszufuhr zur Düse erreicht, verbunden mit der Rückspülung von lockeren Ablagerungen zu einem in die Zuleitung zur Düsenlanze angeordneten Partikelabscheider. Dieser Reinigungsprozess kann noch durch chemisch wirksame Reinigungsflüssigkeiten verbessert werden.

[0086] In der Darstellung der Fig. 7 ist eine Zweistoffdüsenlanze 117 nach dem Stand der Technik mit den Anschlussflanschen 118 für die zu verdüsende Flüssigkeit und mit Anschlussflanschen 119 für Druckgas ausgestattet, welches die Zerstäubung bewirkt.

[0087] In die Flüssigkeitszuleitung 125 ist ein beidseitig wirkendes, grobmaschiges Filter 120 eingebaut. Mit Hilfe eines Flüssigkeitshauptventils 121 kann die Flüssigkeitszufuhr zur Düsenlanze 117 geregelt bzw. unterbrochen werden. Zur Abschlämmung von Partikeln, die im Filter 120 abgeschieden wurden, können die Reinigungsventile 122, 123 und ein Abschlämmventil 124 zum Abschlämmbehälter 126 hin geöffnet werden. Mittels einer Pumpe 128 und eines Unterdruckventils 127 kann der Abschlämmbehälter auf Unterdruck gebracht werden. Im Abschlämmbehälter 126 werden Feststoffe bzw. Dickschlamm 134 und Abschlämmflüssigkeit 132 gesammelt. Während der Dickschlamm 134 über ein Ablassventil 135 ausgetragen werden kann, besteht die Möglichkeit, die Abschlämmflüssigkeit 132 mit den enthaltenen Reinigungsadditiven, d.h. der verwendeten Reinigungsflüssigkeit, über eine Leitung 133 zu rezirkulieren. Mit Hilfe der Pumpe 154 kann die Abschlämmflüssigkeit 132, die einen großen Anteil an verwendeter Reinigungsflüssigkeit enthält, in einen Vorlagebehälter gefördert und somit nochmals für Reinigungszwecke eingesetzt werden. Bei Parallelschaltung mehrerer Zweistoffdüsenlanzen 117 kann der Abschlämmbehälter 126 als zentrale Einheit für die Aufnahme der Schlämme und der Reinigungsflüssigkeit eingesetzt werden. Dies ist durch die Zuleitungen mit den Bezugszeichen 129, 130 und 131 angedeutet.

[0088] Das Druckgas 115 für die Zerstäubung der Flüssigkeit wird vom Kompressor 136 geliefert und über das Druckgashauptventil 137 in die Druckgaszuleitung 138 eingespeist. Hier kann auch an eine Stelle 139 die Einspeisung der Reinigungsflüssigkeiten 140 und 141 erfolgen, die in den Behältern 142 und 143 gespeichert sind. Zur Einspeisung der Reinigungsflüssigkeiten in das Druckgas muss der Druck in den Speichern 142 und 143 etwas höher sein als jener des Druckgases. Daher ist eine Druckgasbeaufschlagung 148 der Behälter über die Ventile 144 und 145 vorgesehen. Reinigungsflüssigkeit kann wahlweise über die Ventile 146 und 147 in die Druckgasleitung 138 eingespeist werden. Die Reinigungsflüssigkeiten werden von der Druckgasströmung mitgerissen und über die Durchgangsbohrungen 5 für das Druckgas zunächst in die Mischkammer 7 eingetragen.

[0089] Wie bereits erwähnt wurde, kann die Abschlämmflüssigkeit 132 rezirkuliert werden und wird dann beispielsweise von der Pumpe 154 in einen der Behälter 142, 143 gefördert.

[0090] In einem Sprühbetrieb wird somit zu versprühende Flüssigkeit 1 bei geöffnetem Hauptflüssigkeitsventil 121 durch die Flüssigkeitszuleitung 125 zur Düsenlanze 117 gefördert. Gleichzeitig gelangt über den Kompressor 136 Umgebungsluft 115 durch das Ventil 137 in die Leitung 138 und die Druckgaszuleitung 4 der Düsenlanze 117. Im Sprühbetrieb wird in der Regel keine Reinigungsflüssigkeit über die Einspeisestelle 139 zugeführt. Das Druckgas gelangt in die Ringkammer 6, die die Mischkammer 7 wenigstens abschnittsweise umgibt und durch die Durchgangsbohrungen 5 in die Mischkammer 7. Die zu versprühende Flüssigkeit schießt durch die Engstelle 10 der Flüssigkeitseintrittsbohrung zentrisch symmetrisch in die Mischkammer 7 ein. Eine weitere Engstelle 114 schließt die Mischkammer 7 zum Düsenaustritt 8 hin ab. Nach der Engstelle 114 schließt sich ein Austrittstrichter an, so dass durch den Düsenaustritt 8 ein Sprühstrahl in die Prozessumgebung 116 austritt.

[0091] Zum Einstellen eines Reinigungsbetriebs wird zunächst das Hauptflüssigkeitsventil 121 abgeschaltet und die Reinigungsventile 122, 123, 124 werden geöffnet. Die Druckgaszufuhr wird weiter aufrechterhalten und über die Einspeisestelle 139 wird Reinigungsflüssigkeit aus den Behältern 142, 143 eingespeist, so dass in der Druckgaszuleitung 4 sich ein Gemisch aus Reinigungsflüssigkeit und Druckgas, speziell Umgebungsluft 115 befindet. Bei abgeschaltetem Hauptflüssigkeitsventil 121 und geöffneten Reinigungsventilen 122, 123, 124 wird zumindest ein Teil des Druckgases mit der Reinigungsflüssigkeit über die Mischkammer 7 durch das Lanzenrohr 2 und die Zuleitung 125 zum Filter 120 gefördert und von hier in den Abschlämmbehälter 126 ausgetragen. Ein Teil des Reinigungsfluides, des Gemisches aus Druckgas, Reinigungsflüssigkeit und Resten der zu versprühenden Flüssigkeit im Lanzenrohr 2, durchströmt eine Filterscheibe 149 rückwärts, die somit ebenfalls abgereinigt wird. Nötigenfalls kann hierfür das Reinigungsventil 132 zeitweise angedrosselt werden, um das Reinigungsfluid verstärkt durch die Filterscheibe 149 zu leiten.

[0092] Im Reinigungsbetrieb wird somit gegenüber dem Sprühbetrieb eine Strömungsumkehr in der Flüssigkeitszuleitung, dem Lanzenrohr 2 und der Zuleitung 125 zum Filter erreicht. Dadurch können Verlegungen in der Engstelle 10 zuverlässig abtransportiert und über den Filter 120 in den Abschlemmbehälter 126 ausgetragen werden. Die Flüssigkeit in der Flüssigkeitszuleitung kann dabei alleine durch den von der einströmenden Verdüsungsluft in der Mischkammer 7 aufgebauten Überdruck zum Filter zurücktransportiert werden.

[0093] Das in die Mischkammer 7 einströmende Druckgas kann im Reinigungsbetrieb prinzipiell über zwei Öffnungen aus der Mischkammer 7 austreten, einmal über die etwas größere Engstelle 114 der Mischkammer 7 zum Gasraum 116 hin oder über die Engstelle 10 in die Flüssigkeitszuleitung, nämlich das Lanzenrohr 2 und dann zum Filter 120 bzw. zum Abschlämmbehälter 26 hin. Untersuchungen des Erfinders haben gezeigt, dass der dynamische Druck, der zum Filter 20 hin strömenden Zerstäubungsluft für einen Abtransport von plättchenförmigen Abschalungen im Bereich der Engstelle 10 gemeinsam mit der noch in der Flüssigkeitszuleitung, dem Lanzenrohr 2, vorhandenen Flüssigkeit 1 zurück zum Filter 120 in aller Regel durchaus genügt. Verstärken kann man diesen Reinigungsluftstrom durch Anlegen eines Unterdruckes an den Abschlämmbehälter 126, was, wie bereits beschrieben, durch Öffnen des Ventils 127 und Aktivieren der Pumpe 28 erfolgt.

[0094] Der Reinigungseffekt kann durch Aufbringen von Druckstößen auf das Reinigungsfluid verstärkt werden. Hierzu kann eines der Ventile zwischen Mischkammer 7 und Abschlämmbehälter 126 als Flatterventil ausgeführt sein.

[0095] Wenn es jedoch darum geht, nicht nur lockere Partikel zur Abschlämmung zurückzutransportieren, sondern auch fest haftende Beläge von der Düse sowie von den Wänden der Flüssigkeitszuleitung in der Düsenlanze 117 abzulösen, ist es notwendig, die Zerstäubungsluft mit Reinigungsflüssigkeit zu beaufschlagen, wie vorstehend beschrieben wurde. Hierfür kommen z.B. Säuren oder Laugen in Frage, die in den ansteuerbaren Behältern 142, 143 gespeichert sind. Bei einer Parallelschaltung mehrerer Düsenlanzen besteht auch die Möglichkeit einer Zentralversorgung mit Reinigungsflüssigkeit, wie dies prinzipiell auch für die Abschlämmung 126 der Fall ist.

[0096] Während des Reinigungsbetriebs mit einer Einspeisung von Reinigungsflüssigkeit in die Druckgaszuleitung kann auch Reinigungsflüssigkeit aus dem Düsenmund 8 austreten. Dies ist in aller Regel erwünscht, um auch Beläge im Mündungsbereich der Düse abzulösen. Diese Reinigungsflüssigkeit, die über den Düsenmund 8 in den Gasraum 116 eintritt, wird auch im Reinigungsbetrieb derart fein versprüht, dass sie für nachgeschaltete Komponenten keine Gefahr darstellt, da die Tropfen rechtzeitig verdunstet sind. Abgesehen davon kann gemäß der Erfindung der über den Düsenmund 8 austretende Teilstrom des Reinigungsfluides durch Anlegen eines ausreichend tiefen Unterdrucks an den Abschlämmbehälter 126 beliebig weit abgesenkt werden. Nötigenfalls kann man auch den Druck der Zerstäubungsluft entsprechend reduzieren.

[0097] Bei einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Sprühanordnung 80 kann durch eine ausreichend starke Absenkung des Unterdrucks im Abschlämmbehälter 126 Gas über den Düsenmund 8 durch die Flüssigkeitszuleitung, das Lanzenrohr 2, und die Zuleitung 125 zur Düsenlanze 117 angesaugt werden, sofern dies bei entsprechender Zusammensetzung des Gases im Gasraum 116, beispielsweise eine geeignete Rauchgaszusammensetzung, nicht nachteilig erscheint. In nicht dargestellter Weise werden Zweistoffdüsenlanzen häufig nicht nur mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit und Druckgas beschickt, sondern auch noch mit Hüllluft, welche in einem Rohr geführt ist, das die Zweistoffdüsenlanze konzentrisch umschließt. Diese Hüllluft umschließt dann im Betrieb den Düsenmund 8. Bei der Rücksaugung von Gas während des Reinigungsbetriebs muss in diesem Fall demnach nicht etwa Rauchgas über die Düsenlanze zurückgesaugt werden. Vielmehr kann das rückgesaugte Gas aus neutraler Hüllluft bestehen. Bei der Rücksaugung von Hüllluft besteht somit die Möglichkeit, Düsen und Düsenlanzen zu reinigen, ohne dass die Reinigungsflüssigkeit in das Rauchgas gelangen müsste. Und es muss ja nicht immer Rauchgas im Gasraum 16 vorliegen. In der Lebensmittelverfahrenstechnik kann eine starkes Interesse daran bestehen, keine Reinigungsflüssigkeit in die mit Lebensmitteln in Berührung kommenden Anlagenteite gelangen zu lassen.

[0098] Wie bereits erwähnt wurde, kann die Reinigungsflüssigkeit, die den größten Prozentsatz der Abschlämmflüssigkeit 132 im Abschlämmbehälter 126 ausmacht, über die Rohrleitung 133 und die Pumpe 154 rezirkuliert werden, bis ihre Aufnahmefähigkeit unter Berücksichtigung von Wirtschaftlichkeitsaspekten erschöpft ist. Daher sollte Reinigungsflüssigkeit nur insoweit über den Düsenmund 8 in den Gasraum 116 eingeblasen werden, wie dies für das Verfahren zuträglich bzw. für die Reinigung des Düsenmundes 8 notwendig ist.

[0099] Alternativ kann während eines Reinigungsbetriebs auch durch Anlegen eines entsprechenden Unterdrucks an den Abschlämmbehälter 126 und Schließen des Druckgasventils 137 ausschließlich Reinigungsflüssigkeit angesaugt werden. Ein Reinigungsfluid besteht dann ausschließlich aus Reinigungsflüssigkeit und es ist möglich, die Sprühanordnung 80 mit Reinigungsflüssigkeit zu spülen. Die Reinigungsflüssigkeit wird dann nicht in das Druckgas eingespeist, sondern das Druckgas wird vollständig abgeschaltet, so dass die Druckgasseite ausschließlich mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird. Bei Aufprägung eines Unterdruckbetriebes von der Abschlämmung her würde dann die Reinigungsflüssigkeit ebenfalls über die Zuluftbohrungen 5 und die Mischkammer 7 rückwärts durch das Lanzenrohr 2 für die Flüssigkeitszufuhr zum Filter 120 gefördert werden. Dabei könnte in gewissem Umfange auch Gas aus dem Gasraum 116 über den Düsenmund 8 zurückgesaugt werden.

[0100] Um ein abwasserfreies Verfahren anbieten zu können, müsste letztlich auch die Abschlämmflüssigkeit 132, die ja zum großen Teil aus Reinigungsflüssigkeit besteht, eingedampft werden. Dies kann durch Zumischen der Abschlämmflüssigkeit 132 in den Hauptflüssigkeitsstrom 1 während des Sprühbetriebs geschehen. Die Eindosierung der Abschlämmflüssigkeit 132 in den Hauptflüssigkeitsstrom 1 erfolgt dabei zweckmäßigerweise so, dass die Abschlämmflüssigkeit 132 zur Unwirksamkeit verdünnt aus dem Düsenmund 8 austritt. In der Darstellung der Fig. 7 kann Abschlämmflüssigkeit über die Leitung 133 entnommen und mittels der Pumpe 154 und die gestrichelt dargestellte Zuleitung 81 der zu versprühenden Flüssigkeit 1 zugemischt werden. Bei extremen Verschmutzungen und Ablagerungen kann mittels der Zuleitung 81 auch so viel Reinigungsflüssigkeit eingespeist werden, dass praktisch ausschließlich Reinigungsflüssigkeit zur Mischkammer 7 gefördert wird und dadurch eine gründliche Reinigung bewirkt.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0101] 

1

zu zerstäubende Flüssigkeit

2

Zuleitrohr der Flüssigkeit

3

Zweistoff Düse

4

Zuleitrohr des Druckgases

5

Durchtrittsbohrungen des Druckgases

6

äußerer Ringraum bzw. Ringkammer

7

Mischkammer

8

Düsenmündung

9

Zweistoffgemisch aus Druckgas und Flüssigkeitströpfchen

10

Durchtrittsbohrung der Flüssigkeit (Engstelle)

11

Feststoffablagerungen

12

scharfkantige Durchtrittsbohrungen

13

Ablösegebiet

14

in das Ablösegebiet strömende Flüssigkeit

15

Ablagerungen in der Engstelle der Flüssigkeitszufuhr

16

Abrundungen an den Durchtrittsbohrungen des Druckgases

17

Druckgas

18

Wasserdampf

19

Wand der Bohrung 5

20

Stößel

21

Reinigungsflüssigkeit

60

Zweistoffdüse

61

Mittelachse

62

Flüssigkeitszuleitung

63

Verjüngung der Flüssigkeitszuleitung

64

Verengung der Mischkammer

65

Ausgangstrichter

66

Düse für Reinigungsflüssigkeit

67

Zerstäubungskammer

68

Düse für Wasserdampf

69

Flatterventil

70

Zweistoffdüse

71

Mittelachse

72

Schaumstoffkügelchen

73

Verengung der Flüssigkeitszuleitung

74

Feinstäube

75

Stößelkammer

76

Flüssigkeitseintrittsbohrung

80

Sprühanordnung

81

Zuleitung

114

Engstelle am Austritt der Mischkammer

115

Druckgas

116

Gasraum, in den eingesprüht wird

117

Zweistoffdüsenlanze

118

Anschlussflansch der Düsenlanze für die zu versprühende Flüssigkeit

119

Anschlussflansch der Düsenlanze für das Druckgas

120

Filtergehäuse

121

Hauptflüssigkeitsventil

122

abströmungsseitiges Abschlämmventil

123

zuströmungsseitiges Abschlämmventil

124

Hauptabschlämmventil

125

Flüssigkeitszuleitungsrohr vom Filter zur Düsenlanze

126

Abschlämmbehälter

127

Unterdruckventil am Abschlämmbehälter

128

Vakuumpumpe am Abschlämmbehälter

129

Zuleitung von parallel geschalteter Düsenlanze mit Filter

130

Zuleitung von parallel geschalteter Düsenlanze mit Filter

131

Zuleitung von Parallel geschalteter Düsenlanze mit Filter

132

Flüssigkeitsüberstand im Abschlämmbehälter

133

Rezirkulationsleitung für Reinigungsflüssigkeit

134

Dickschlamm und Partikel

135

Austragsorgan für Dickschlamm und Partikel

136

Kompressor für Druckgas

137

Druckgashauptventil

138

Druckgaszuleitung zur Düsenlanze

139

Einspeisung von Reinigungsflüssigkeit

140

Reinigungsflüssigkeit (z. B. Säure)

141

Reinigungsflüssigkeit (z. B. Lauge)

142

Speicherbehälter für Reinigungsflüssigkeit

143

Speicherbehälter für Reinigungsflüssigkeit

144

Druckluftabsperrventil am Speicher 142

145

Druckluftabsperrventil am Speicher 143

146

Ventil für die Zuleitung von Reinigungsflüssigkeit

147

Ventil für die Zuleitung von Reinigungsflüssigkeit

148

Druckluft bzw. Druckgas

149

Grobmaschiges Sieb oder Lochplatte im Filter 120

150

Einspeisungsleitung für die Reinigungsflüssigkeit zwischen Flüssigkeitshauptventil und Filter

151

Hauptventil für eine direkte Einspeisung der Reinigungsflüssigkeit vor dem Filter 20

152

Ventil für die Direkteinspeisung aus Speiche 143

153

Ventil für die Direkteinspeisung aus Behälter 142

154

Pumpe für die Rezirkulation von Reinigungsflüssigkeit aus dem Abschlämmbehälter

Ansprüche

1. Sprühanordnung mit einer Sprühdüse mit einer Austritts- oder Mischkammer (7) und wenigstens zwei in die Austritts- oder Mischkammer (7) mündenden Durchgangsbohrungen, wobei die Durchgangsbohrungen jeweils mit einer Fluidleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens eine der Durchgangsbohrungen (5) selbstreinigend ausgebildet ist und/oder Vorrichtungen zum Reinigen wenigstens einer der Durchgangsbohrungen (74) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine der Fluidzuleitungen als Flüssigkeitszuleitung (125) zu der Mischkammer (7) ausgebildet ist,
wobei wenigstens eine der Fluidzuleitungen als Druckgaszuleitung (138) zu der Mischkammer (7) ausgebildet ist,
wobei wenigstens ein Behälter (142, 143) mit Reinigungsflüssigkeit (140, 141) vorgesehen ist,
wobei eine Einspeiseleitung für Reinigungsflüssigkeit über ein Ventil (146, 147) vom Behälter (142, 143) zur Druckgaszuleitung (138) führt, und
wobei eine Einspeiseleitung (150) für Reinigungsflüssigkeit über ein Ventil (151, 152, 153) vom Behälter (142, 143) zur Flüssigkeitszuleitung führt.

2. Sprühanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Durchgangsbohrungen (5) der Sprühdüse auf ihrer, der Austritts- oder Mischkammer (7) abgewandten Seite einen derart abgerundeten, sich verjüngenden Querschnitt aufweist, dass eine Fluidströmung die Durchgangsbohrung (5) bis zur Mündung in die Mischkammer ohne Strömungsablösung passiert.

3. Sprühanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (5) der Sprühdüse auf ihrer, der Mischkammer (7) abgewandten Seite düsenförmig abgerundet ist.

4. Sprühanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Fluidleitungen als Flüssigkeitszuleitung zu der Mischkammer (7) ausgebildet ist und im Bereich wenigstens einer als Flüssigkeitseintrittsbohrung (76) ausgebildeten Durchgangsbohrung der Sprühdüse ein beweglicher Stößel (20) zur Reinigung der Flüssigkeitseintrittsbohrung (76) vorgesehen ist.

5. Sprühanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (20) stromaufwärts der Flüssigkeitseintrittsbohrung (76) angeordnet ist und an seinem, der Flüssigkeitseintrittsbohrung (76) zugewandten Ende kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

6. Sprühanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kegel- oder kegelstumpfförmige Ende des Stößels (20) an einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Eintrittsbereich (73) der Flüssigkeitseintrittsbohrung (76) angepasst ist.

7. Sprühanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (20) in der Zuleitung zur Flüssigkeitseintrittsbohrung (76) mit seiner Längsrichtung parallel zur Strömungsrichtung angeordnet und an beiden Enden sich verjüngend ausgebildet ist.

8. Sprühanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fluidleitungen als Flüssigkeitszuleitung (62) ausgebildet ist und Mittel (69) vorgesehen sind, um auf die in der Flüssigkeitszuleitung befindliche Flüssigkeit Druckstöße aufzuprägen.

9. Sprühanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufprägen von Druckstößen mit Frequenzen im Ultraschallbereich geeignet sind.

10. Sprühanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fluidleitungen als Druckgaszuleitung (4) zu der Mischkammer (7) ausgebildet ist und stromaufwärts der als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung (5) Mittel zum Einbringen von abrasiv wirkenden Stäuben (74) in die Druckgaszuleitung (4), Mittel (66) zum Einbringen von Reinigungsflüssigkeit (21) in die Druckgaszuleitung (4), Mittel zum Einbringen von schwamm- oder schaumstoffartigen Teilchen (72) in die Druckgaszuleitung (4), die unter dem Druck des zugeführten Druckgases durch die wenigstens eine Druckgaseintrittsbohrung gepresst werden können und/oder Mittel (68) zum Einbringen von Wasserdampf (18) in die Druckgaszuführungsleitung vorgesehen sind.

11. Sprühanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sprühdüse eine Misch- oder Austrittskammer (7) und wenigstens zwei in die Misch- oder Austrittskammer mündende Fluidleitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um in einem Reinigungsbetrieb in wenigstens einer der Fluidleitungen und der zugehörigen Durchgangsbohrung eine Fluidströmung von der Misch- oder Austrittskammer (7) in die Fluidleitung zu bewirken.

12. Verfahren zum Betreiben einer Sprühanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, in einem Reinigungsbetrieb, Einspeisen einer Reinigungsflüssigkeit oder von Reinigungsteilchen (72) in die Druckgaszuleitung (4) stromaufwärts wenigstens einer als Druckgaseintrittsbohrung ausgebildeten Durchgangsbohrung (5) in die Mischkammer (7) und Einspeisen der Reinigungsflüssigkeit in die Flüssigkeitszuleitung (125) stromaufwärts der Mischkammer (7).

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Einbringen von Wasserdampf (18), Reinigungsflüssigkeit (21), abrasiv wirkender Stäube (74) und/oder schwamm- oder schaumstoffartigen Teilchen (72), die unter dem Druck des Druckgases durch die wenigstens eine Druckgaseintrittsbohrung gepresst werden, stromaufwärts der wenigstens einen Druckgaseintrittsbohrung.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, gekennzeichnet durch Aufprägen von Druckstößen auf die zu zerstäubende Flüssigkeit in der als Flüssigkeitszuleitung (62) ausgebildeten Fluidleitung stromaufwärts der als Flüssigkeitseintrittsbohrung in die Mischkammer (7) ausgebildeten wenigstens einen Durchgangsbohrung, insbesondere im Ultraschallbereich.

15. Verfahren zum Betreiben einer Sprühanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, mit einer Sprühdüse mit einer Misch- oder Austrittskammer (7) und wenigstens zwei in die Misch- oder Austrittskammer mündenden Fluidleitungen, gekennzeichnet durch Umkehren einer Fluidströmungsrichtung in einem Reinigungsbetrieb gegenüber einem Sprühbetrieb wenigstens in einem Bereich der Mündung einer der Fluidleitungen in die Misch- oder Austrittskammer (7).

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei eine Fluidleitung der Sprühdüse als in die Mischkammer (7) mündende Flüssigkeitszuleitung (2) und eine andere Fluidleitung als in die Mischkammer (7) mündende Druckgaszuleitung (4) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- In einem Reinigungsbetrieb, Abschalten einer Flüssigkeitszufuhr mittels eines Absperrventils (121) in der Flüssigkeitszuleitung (2) und Öffnen wenigstens eines Reinigungsventils (122, 123, 124) in Flüssigkeitszuführrichtung stromabwärts des Absperrventils (21);

- Einleiten eines Reinigungsfluidstroms über die Druckgaszuleitung (4) und die Mischkammer (7) in die Flüssigkeitszuleitung (2) zum Reinigungsventil (122, 123, 124).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsfluid während des Sprühbetriebs verwendetes Druckgas ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch Anlegen eines Unterdrucks an das Reinigungsventil (122, 123, 124) während des Reinigungsbetriebs.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch Einbringen einer Reinigungsflüssigkeit in die Druckgaszuleitung (4) während des Reinigungsbetriebs, so dass das Reinigungsfluid ein Gemisch aus Druckgas und Reinigungsflüssigkeit ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsfluid ausschließlich aus Reinigungsflüssigkeit besteht.

21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 20, gekennzeichnet durch Ansaugen von Umgebungsgas durch eine Düsenaustrittsöffnung (8) während des Reinigungsbetriebs, so dass das Reinigungsfluid Umgebungsgas enthält.

Claims

1. A spray device including a spray nozzle with an output or mixing chamber (7) and at least two through bores leading to the output or mixing chamber (7), wherein the through bores are respectively connected with a fluid line characterized in that at least one of the through bores (5) is formed for a self-cleaning process and/or devices for cleaning at least one of the through bores (74) are provided, wherein at least one of the fluid lines is formed as a liquid supply line (125) to the mixing chamber (7),
wherein at least one of the fluid lines is formed as a pressurised gas supply line (138) to the mixing chamber (7),
wherein at least one reservoir (142, 143) for cleaning liquid (140, 141) is provided,
wherein a supply line for cleaning liquid passes via a valve (146, 147) from the reservoir (142, 143) to the pressurised gas supply line (138), and wherein a supply line (150) for cleaning liquid passes via a valve (151, 152, 153) from the reservoir (142, 143) to the liquid supply line.

2. The spray device according to claim 1, characterized in that at least one of the through bores (5) of the spray nozzle on its side oriented away from the output or mixing chamber (7) features a rounded and tapered cross-section such that fluid flow passes via the through bore (5) up to the orifice into the mixing chamber without a stall of flow.

3. The spray device according to claim 2, characterized in that the through bore (5) of the spray nozzle, on its side oriented away from the mixing chamber (7), is rounded in a nozzle form.

4. The spray device according to any of the preceding claims, characterized in that at least one of the fluid lines is formed as a liquid supply line to the mixing chamber (7) and, in the vicinity of at least one through bore of the spray nozzle formed as a liquid inlet bore (76), a movable tappet (20) is provided for cleaning the liquid inlet bore (76).

5. The spray device according to claim 4, characterized in that the tappet (20) is located upstream of the liquid inlet bore (76) and, on its end oriented towards the liquid inlet bore (76), is in a conical or frustoconical shape.

6. The spray device according to claim 5, characterized in that the conical or frustoconical end of the tappet (20) is adapted to a tapered inlet area (73) in the flow direction of the liquid inlet bore (76).

7. The spray device according to any of the preceding claims 4 to 6, characterized in that the tappet (20), in the supply line to the liquid inlet bore (76), is arranged with its longitudinal direction parallel to the flow direction and is tapered in shape on both ends.

8. The spray device according to at least one of the preceding claims, characterized in that one of the fluid lines is formed as a liquid supply line (62), and means (69) are provided for applying pressure surges to the liquid in the liquid supply line.

9. The spray device according to claim 8, characterized in that the means are suitable for applying pressure surges with ultrasonic range frequencies.

10. The spray device according to at least one of the preceding claims, characterized in that one of the fluid lines is formed as a pressurised gas supply line (4) to the mixing chamber (7) and upstream of at least one through bore (5), that is formed as a pressurised gas inlet bore, are provided means for introducing abrasively acting dust particles (74) into the pressurised gas supply line (4), means (66) for introducing cleaning liquid (21) into the pressurised gas supply line (4), means for introducing sponge-like or foam-like particles (72) into the pressurised gas supply line (4), which can be pressed through the at least one pressurised gas inlet bore under the pressure of the in-fed pressurised gas, and/or means (68) are provided for introducing steam (18) into the pressurised gas supply line.

11. The spray device according to any of the preceding claims, wherein the spray nozzle includes a mixing or output chamber (7) and at least two fluid lines leading to the mixing or output chamber, characterized in that means are provided to cause, during a cleaning operation, in at least one of the fluid lines and the associated through bore a fluid flow from the mixing or output chamber (7) to the fluid line.

12. A method for operating a spray device according to any of the preceding claims, characterized in that during a cleaning operation, feeding a cleaning fluid or of cleaning particles (72) into the pressurised gas supply line (4) upstream of at least one through bore (5) formed as a pressurized gas input bore and feeding the cleaning fluid into the liquid supply line (125) upstream of the mixing chamber (7).

13. The method according to claim 12, characterized by introducing of steam (18), cleaning liquid (21), abrasively acting dust particles (74) and/or sponge-like or foam-like particles (72) which are pressed through at least one pressurised gas inlet bore under the pressure of the pressurised gas, upstream of the at least one pressurised gas inlet bore.

14. The method according to any of claims 12 or 13, characterized by applying pressure surges to the liquid to be atomised in the fluid line that is formed as a liquid supply line (62) upstream of the at least one through bore formed as a liquid inlet bore in the mixing chamber (7), in particular in the ultrasonic range.

15. The method for operating a spray device according to any of the preceding claims 1 to 11, including a spray nozzle with a mixing or output chamber (7) and at least two fluid lines leading to the mixing or output chamber, characterized by reversing a fluid-flow direction during a cleaning operation in contrast to a spraying operation, at least in one orifice area of the fluid lines into the mixing or output chamber (7).

16. The method according to claim 15, wherein one fluid line of the spray nozzle is formed as a liquid supply line (2) leading into the mixing chamber (7) and another fluid line is formed as a pressurised gas supply line (4) leading into the mixing chamber (7), characterized by the following steps:

- during a cleaning operation, switching off a liquid supply by means of a shut-off valve (121) in the liquid supply line (2) and opening at least one cleaning valve (122, 123, 124) in the liquid supply direction downstream of the shut-off valve (21),

- introducing a cleaning fluid flow via the pressurised gas supply line (4) and mixing chamber (7) in the liquid supply line (2) to the cleaning valve (122, 123, 124).

17. The method according to claim 16, characterized in that, the cleaning fluid is pressurised gas used during the spraying operation.

18. The method according to claim 16 or 17, characterized by applying a negative pressure to the cleaning valve (122, 123, 124) during the cleaning operation.

19. The method according to any of the claims 16 to 18, characterized by introducing a cleaning liquid into the pressurised gas supply line (4) during the cleaning operation, so that the cleaning fluid is a mixture of pressurised gas and cleaning liquid.

20. The method according to any of the claims 16 to 19, characterized in that the cleaning fluid is composed exclusively of cleaning liquid.

21. The method according to at least one of the claims 15 to 20, characterized by drawing in environmental gas through a nozzle output orifice (8) during the cleaning operation, so that the cleaning fluid contains environmental gas.

Revendications

1. Ensemble de pulvérisation doté d'une tuyère de pulvérisation qui présente une chambre de sortie ou de mélange (7) et au moins deux alésages de passage qui débouchent dans la chambre de sortie ou de mélange (7), les alésages de passage étant tous reliés à un conduit de fluide respectif,
caractérisé en ce que
au moins l'un des alésages de passage (5) est configuré de manière à être auto-nettoyant et/ou
en ce que des dispositifs de nettoyage d'au moins l'un des alésages de passage (74) sont prévus,
en ce qu'au moins l'un des conduits d'amenée de fluide est configuré comme conduit (125) d'amenée de liquide à la chambre de mélange (7),
en ce qu'au moins l'un des conduits de fluide est configuré comme conduit (138) d'amenée de gaz sous pression dans la chambre de mélange (7),
en ce qu'au moins un récipient (142, 143) rempli de liquide de nettoyage (140, 141) est prévu,
en ce qu'un conduit d'injection de liquide de nettoyage conduit du récipient (142, 143) au conduit (138) d'amenée de gaz sous pression par l'intermédiaire d'une soupape (146, 147) et
en ce qu'un conduit d'injection (150) de liquide de nettoyage conduit du récipient (142, 143) au conduit d'amenée de liquide par l'intermédiaire d'une soupape (151, 152, 153).

2. Ensemble de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur son côté non tourné vers la chambre de sortie ou de mélange (7), au moins l'un des alésages de passage (5) de la tuyère de pulvérisation présente une section transversale arrondie et se rétrécit de telle sorte qu'un écoulement de fluide traverse l'alésage de passage (5) jusqu'à déboucher dans la chambre de mélange sans d'évitement de l'écoulement.

3. Ensemble de pulvérisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que sur son côté non tourné vers la chambre de mélange (7), l'alésage de passage (5) de la tuyère de pulvérisation est arrondi en forme de tuyère.

4. Ensemble de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des conduits de fluide est configuré comme conduit d'amenée de liquide vers la chambre de mélange (7) et en ce qu'un poussoir mobile (20) est prévu pour nettoyer l'alésage (76) d'entrée de liquide au niveau d'au moins un alésage de passage de la tuyère de pulvérisation configuré comme alésage (76) d'entrée de liquide.

5. Ensemble de pulvérisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le poussoir (20) est disposé en amont de l'alésage (76) d'entrée de liquide et est configuré en forme de cône ou de tronc de cône à son extrémité tournée vers l'alésage (76) d'entrée de liquide.

6. Ensemble de pulvérisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité en forme de cône ou de tronc de cône du poussoir (20) est adaptée à une partie d'entrée (73) de l'alésage (76) d'entrée de liquide qui se rétrécit dans la direction de l'écoulement.

7. Ensemble de pulvérisation selon l'une des revendications 4 à 6 qui précèdent, caractérisé en ce que le poussoir (20) est disposé dans le conduit d'amenée conduisant à l'alésage (76) d'entrée de liquide avec le sens de sa longueur parallèle à la direction d'écoulement et se rétrécit à ses deux extrémités.

8. Ensemble de pulvérisation selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des conduits de fluide est configuré comme conduit (62) d'amenée de liquide et en ce que des moyens (69) qui impriment des impulsions de pression au liquide présent dans le conduit d'amenée de liquide sont prévus.

9. Ensemble de pulvérisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens exerçant des impulsions de pression à des fréquences dans la plage des ultrasons conviennent.

10. Ensemble de pulvérisation selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des conduits de fluide est configuré comme conduit (4) d'amenée de gaz sous pression vers la chambre de mélange (7) et en ce que des moyens permettant d'apporter des poussières (74) à action abrasive dans le conduit (4) d'amenée de gaz sous pression, des moyens (66) qui apportent du liquide de nettoyage (21) dans le conduit (4) d'amenée de gaz sous pression, des moyens qui apportent des particules (72) en forme de mousse ou d'éponge dans le conduit (4) d'amenée de gaz sous pression et qui peuvent être comprimés sous la pression du gaz sous pression apporté par le ou les alésages d'entrée de gaz sous pression et/ou des moyens (68) qui apportent de la vapeur d'eau (18) dans le conduit d'amenée de gaz sous pression sont prévus en amont du ou des alésages de passage (5) configurés comme alésages d'entrée de gaz sous pression.

11. Ensemble de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la tuyère de pulvérisation présente une chambre de mélange ou de sortie (7) et au moins deux conduits de fluide qui débouchent dans la chambre de mélange ou de sortie, caractérisé en ce qu'il présente des moyens qui ont pour effet un écoulement de fluide depuis la chambre de mélange ou de sortie (7) jusque dans le conduit de fluide dans un fonctionnement en nettoyage dans au moins l'un des conduits de fluide et au moins un des alésages de passage associé.

12. Procédé de conduite d'un ensemble de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par, dans un fonctionnement en nettoyage, l'injection d'un liquide de nettoyage ou de particules nettoyantes (72) dans le conduit (4) d'amenée de gaz sous pression, en amont d'au moins un alésage de passage (5) configuré comme alésage d'entrée de gaz sous pression dans la chambre de mélange (7), et par l'injection du liquide de nettoyage dans le conduit (125) d'amenée de liquide en amont de la chambre de mélange (7).

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par l'apport de vapeur d'eau (18), d'un liquide de nettoyage (21), de poussières à action abrasive (74) et/ou de particules (72) en forme d'éponge ou de mousse qui sont comprimées au moins sous la pression de gaz sous pression par le ou les alésages d'entrée de gaz sous pression, en amont du ou des alésages d'entrée de gaz sous pression.

14. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé par l'application d'impulsions de pression sur le liquide à pulvériser dans le conduit de fluide configuré comme conduit (62) d'amenée de liquide, en amont du ou des alésages de passage configurés comme alésages d'entrée de liquide dans la chambre de mélange (7), en particulier dans la plage des ultrasons.

15. Procédé de conduite d'un ensemble de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 11, qui présente une tuyère de pulvérisation dotée d'une chambre de mélange ou de sortie (7) et d'au moins deux conduits de fluide qui débouchent dans la chambre de mélange ou de sortie, caractérisé par l'inversion de la direction d'écoulement d'un fluide en fonctionnement de nettoyage par rapport au fonctionnement en pulvérisation, au moins dans une partie de l'embouchure de l'un des conduits de fluide dans la chambre de mélange ou de sortie (7).

16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel un conduit de fluide de la tuyère de pulvérisation est configuré comme conduit (2) d'amenée de liquide débouchant dans la chambre de mélange (7) et un autre conduit de fluide est configuré comme conduit (4) d'amenée de gaz sous pression débouchant dans la chambre de mélange (7), le procédé étant caractérisé par les étapes suivantes :

dans un fonctionnement en nettoyage, débranchement de l'amenée de liquide au moyen d'une soupape de blocage (121) prévue dans le conduit (2) d'amenée de liquide et ouverture d'au moins une soupape de nettoyage (122, 123, 124) prévue en aval de la soupape de blocage (21) dans la direction d'amenée de liquide et

introduction d'un écoulement de fluide de nettoyage par l'intermédiaire du conduit (4) d'amenée de gaz sous pression et de la chambre de mélange (7) dans le conduit (2) amenant le liquide à la soupape de nettoyage (122, 123, 124).

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le fluide de nettoyage est le gaz sous pression utilisé en fonctionnement en pulvérisation.

18. Procédé selon les revendications 16 ou 17, caractérisé par l'application d'une dépression sur la soupape de nettoyage (122, 123, 124) en fonctionnement en nettoyage.

19. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé par l'introduction d'un liquide de nettoyage dans le conduit (4) d'amenée de gaz sous pression pendant le fonctionnement en nettoyage de telle sorte que le fluide de nettoyage est un mélange de gaz sous pression et de liquide de nettoyage.

20. Procédé selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le fluide de nettoyage est constitué exclusivement du liquide de nettoyage.

21. Procédé selon au moins l'une des revendications 15 à 20, caractérisé par l'aspiration de gaz environnant par une ouverture (8) de sortie de tuyère pendant le fonctionnement en nettoyage, de telle sorte que le fluide de nettoyage contienne du gaz de l'environnement.

Zeichnung