Zerstäubungsvorrichtungen

Zerstäubungsvorrichtungen, wie der im Art. Strahlapparate beschriebene und dort in Fig. 1 dargestellte Drosophor, dienen dazu, Flüssigkeiten als seine staubförmige oder nebelartige Tröpschen in atmosphärischer Luft, Dämpfen oder Gasen zu verteilen. Die Flüssigkeit kann entweder durch einen kräftigen Dampfstrahl oder Druckluftstrahl zerstäubt werden, oder kann, wenn sie unter genügendem Drucke steht und mit kräftigem Strahle ausströmt, sich selbst zerstäuben.

Als Zerstäuber der ersten Klasse können die im Art. Strahlapparate beschriebenen Luftstrahlwasserpumpen und Dampfstrahlwasserpumpen (Injektoren) dienen, da sie das in ihnen entstehende Gemisch aus angesaugter oder zugeflossener Flüssigkeit mit Luft, oder aus Flüssigkeit und zum Teil noch gasförmigem, zum Teil kondensiertem Dampfe in Nebelform fortschleudern. Auch die im Art. Luftpinsel beschriebenen Luftstrahlapparate gehören hierher. – Handelt es sich um das Zerstäuben flüssiger Brennstoffe zu Dampfkesselfeuerungen u. dergl., so wird damit meist eine teilweise Verdampfung oder Vergasung verbunden. Ist diese sehr weitgehend, so sollten solche Vorrichtungen zwar eigentlich nicht mehr Zerstäuber genannt werden, doch hat man diesen Namen für sie beibehalten. Von den sehr zahlreichen zu Feuerungen mit flüssigem Brennstoffe dienenden Zerstäubern führen wir nur die folgenden beispielsweise an (s.a. Feuerungsanlagen, Bd. 4, S. 12):

Der Dampfstrahlzerstäuber für dickflüssige Brennstoffe von Gebr. Körting A.-G. in Hannover (Fig. 1) besteht im wesentlichen aus einem schräg abwärts gerichteten Rohre, aus welchem die von oben eintretende, vorher zum Zwecke des Dünnflüssigwerdens angewärmte Flüssigkeit wie Teer u. dergl., in dünner Schicht ausfließt und dabei durch einen in entsprechendem Winkel daraufstoßenden Dampfstrahl in staubförmige Tröpschen zerteilt und, mit atmosphärischer Luft gemischt, in den Verbrennungsraum geschleudert wird. Die Dampfausströmung erfolgt durch einen flachen Schlitz, so daß kein Brennstoff unzerstäubt herunterfallen kann. Der Zufluß des Brennstoffs wird durch die Düse A reguliert, die nach Bedarf mehr oder weniger aufgebohrt wird. Durch Siebe in dem darüber stehenden Brennstoffbehälter werden Unreinlichkeiten zurückgehalten, so daß eine Verstopfung der Düse A nur seiten eintritt. Um sie in solchen Fällen reinigen zu können, ohne den Apparat abnehmen zu müssen, wird die Hülse H hinausgeschoben und die Düse A mit einer Nadel von unten gereinigt, oder auch, behufs Reinigung des darüber liegenden Rohres, herausgeschraubt. Der eigentliche Zerstäuber kann während des Betriebes nach Wegnahme des Pfropfens V vermittelst der Nadel R rasch gereinigt werden, falls dort eine Verstopfung eintritt, die sich durch geringere Stärke der Flamme sofort kundgibt.

Gebr. Körtings Zerstäuber mit Comprimeur (Fig. 2) für dünnflüssige Brennstoffe unterscheidet sich von dem soeben beschriebenen dadurch, daß das Brennstoffausflußrohr horizontal liegt und nur seine Ausflußöffnung schräg nach unten gerichtet ist. Der darunter horizontal durchströmende Dampf saugt zunächst durch eine Dampfstrahlluftpumpe (s. Strahlapparate) Luft an und verdichtet sie. Das sich hierbei bildende Gemisch von komprimierter Luft und Dampf strömt durch einen flachen Schlitz aus, trifft mit dem schräg abwärts austretenden Brennstoff zusammen und zerstäubt ihn. Durch das Ansaugen und Verdichten von Luft wird an Dampf gespart und die nötige Verbrennungsluft in das Gemisch gebracht.

[987] Die Zerstäubungsvorrichtung von W.G. Armstrong, Whitworth & Co. (Fig. 3) hat drei teleskopartig ineinander angeordnete Düsen; durch die innerste Düse a wird der Brennstoff unter Druck eingeführt. Diese ist von der Düse b umgeben, durch welche Dampf strömt, der den durch a strömenden Brennstoff teilweise verdampft oder vergast und sich bei dessen Austritt aus a mit ihm vermischt. Durch die dritte Düse c strömt heiße Luft zu, welche die Vergasung vervollständigt und den zur Verbrennung nötigen Sauerstoff liefert.

Um die Beimischung von Dampf zu dem zerstäubten flüssigen Brennstoffe zu vermeiden, haben Gebr. Körting A.-G. in Hannover einen Zerstäuber (Fig. 4) konstruiert, dem das Oel in überhitztem Zustande unter Druck durch eine Röhre a zugeführt wird. Nachdem die Flüssigkeit sich bei c durch eine enge regulierbare Oeffnung gepreßt hat, tritt sie in die verhältnismäßig weite Kammer e. Vermöge der starken Druckminderung verdampft hier ein Teil der Flüssigkeit und infolge der Expansion dieses und des beim Austritte aus der Mündung b sich weiter entwickelnden Dampfes wird der Flüssigkeitsstrahl in Dampf und nebelförmigen Staub aufgelöst. Da hier der Flüssigkeitsstrahl den ihn zerstäubenden Dampfdruck selbst erzeugt, bildet diese Vorrichtung einen Uebergang zur zweiten Klasse der Zerstäuber.

Bei den Zerstäubungsvorrichtungen der zweiten Klasse wird der unter starkem Drucke mit großer Geschwindigkeit austretende Flüssigkeitsstrahl durch die ihm selbst innewohnende lebendige Kraft zerstäubt, und zwar geschieht dies wiederum auf zweierlei Art, entweder durch Aufschlagen des Strahles auf einen Prallkörper, indem der Strahl gegen eine Spitze, eine Kante oder eine Fläche des letzteren prallt, oder dadurch, daß man die geradlinig fortschreitende Bewegung des Strahles in eine schraubenförmige Drehung um seine Längsachse verwandelt, was zur Folge hat, daß die Flüssigkeitsteilchen nach ihrem Austritte aus der Mündung des Apparates durch ihre Zentrifugalkraft auseinander getrieben werden und den Strahl in feinste Tröpfchen auflösen. – Die bekannteste Vorrichtung der ersten Art ist die Gartenspritze, bei welcher der aus dem Mundstück (Fig. 5) austretende Wasserstrahl in schräger Richtung gegen die ebene Fläche oder die Kante einer verstellbaren Klappe prallt und dadurch in Tropfen aufgelöst wird.

Eine feinere Zerteilung der Flüssigkeit nach allen Seiten hin erreicht man, wenn man sie in dünnerem Strahle unter stärkerem Druck gegen eine Spitze prallen läßt, die relativ zum Mundstück festgehalten ist. Bei solchen sogenannten Streudüsen oder Zerstäubungsbrausen wird meist darauf ausgegangen, den austretenden Flüssigkeitsstrahl möglichst wenig mit den Haltern der Prallfläche in Berührung zu bringen (Fig. 6); die Firma Paul Lechler in Stuttgart dagegen stellt derartige Vorrichtungen mit so kurz gehaltener Prallfläche her, daß auch die Schneiden der Halter als Prallflächen voll zur Geltung kommen (Fig. 7). Solche Zerstäuber sind besonders dann vorzuziehen, wenn auf geringen Luftwiderstand Wert gelegt wird, wie z.B. in Luftbefeuchtungsrohren und Kanälen u.s.w.

Bei den Streudüsen der zweiten Art wird von Gebr. Körting in Hannover die in der Achsenrichtung des Mundstückes eintretende Flüssigkeit durch einen in seinem Inneren befestigten Schraubengang in Drehung um die Längsachse versetzt (Fig. 8); bei den Zerstäubungsbrausen der Firma Paul Lechler in Stuttgart wird dagegen die drehende Bewegung des austretenden Flüssigkeitsstrahles dadurch bewirkt, daß man ihn möglichst tangential zur zylindrischen Innenfläche der Ausströmbüchse in diese eintreten läßt. Soll der Sprühstrahl in der Richtung des Zuleitungsrohres austreten, so trifft man die in Fig. 9 dargestellte Anordnung. Noch vollkommener und einfacher wird aber der genannte Zweck von der Firma Paul Lechler in Stuttgart durch die Anordnung Fig. 10 erreicht, bei welcher der Sprühstrahl rechtwinklig zur Richtung des Zuleitungsrohres austritt und die Flüssigkeit vollkommen tangential zur Innenfläche der Ausströmbüchse in diese eintritt.

Zerstäubungsbrausen, die nach diesem Prinzip konstruiert sind, haben sich vorzüglich bewährt: Zur Verhütung der Kohlenstaubentwicklung in Bergwerken, Kohlenladehallen, Kohlenseparationstrommeln u.s.w., zum Niederschlagen von Staub in Staubkammern und Staubabsaugeleitungen in Brikettfabriken, Sägereien und an Hadernschneidmaschinen u.s.w. sowie zum Niederschlagen kochender Flüssigkeiten und des Schaumes an Papiermaschinen, zum Befeuchten der Luft sowie vieler Rohmaterialien und Fabrikate in Spinnereien, Webereien, Papier- und Pappdeckelfabriken, Mälzereien, chemischen Fabriken u.s.w., zum Befeuchten der Reinigungsmasse in Gaswerken, zum Benetzen des Formsandes in Gießereien, zum Decken des Zuckers (Auswaschen des Sirups) in den Zentrifugen der Zuckerfabriken, zum feinen Zerteilen von Flüssigkeiten in chemischen Fabriken und in der atmosphärischen Luft als Erfrischungsmittel in industriellen Etablissements im allgemeinen, zum Kühlen[988] von Feuerrosten sowie von heißen Gasen, zum Reinigen von Hochofengasen und zur Ausscheidung friedlichen Staubes aus abziehenden Rauchgasen, zur Kondensation von Dämpfen und Dünsten, zur billigen Warmwasserbereitung durch Mischen des zerstäubten Wassers mit Abdampf, zur Rückkühlung des zur Kondensation benutzten Wassers, indem man es in einem Kühltürme, über einem Bassin oder über einem Kanal in der Luft zerstäubt, wobei es sich sofort abkühlt und es wieder sammelt, zum Besprengen von Pflanzen mit Kupfervitriollösung oder andern Flüssigkeiten, zum Auswaschen kleiner Gefäße u.s.w.

Zur Befeuchtung von Stoffen und zu ähnlichen Zwecken benutzt man Streudüsen mit ¹/₂ bis 1¹/₂ mm Bohrung des Mundstücks bei einem Wasserdruck von ²/₃ bis 3 Atmosphären und mehr. Zur Verhütung des Kohlenstaubes in Bergwerken u. dergl. erhält das Mundstück der Brause 3 mm und mehr Bohrung. Bei mindestens 3 Atmosphären Wasserdruck wird durch den aus der Brause gestoßenen Wasserstaub die Wettergeschwindigkeit erhöht, die Luft auf eine Entfernung von etwa 20 m mit Feuchtigkeit gesättigt, dadurch von Kohlenstaub gereinigt und werden Kohlenstaubexplosionen verhindert. – Wird in ein Staubsaugerohr eine Streudüse so eingesetzt, daß sie den Sprühstrahl in der Richtung des Luftstromes ausstoßt, so wird auch hier der Luftzug verstärkt, die staubige Luft gewaschen und der Staub in Form von Schmutzwasser abgeführt. – Soll zu feinstem Nebel zerstäubte Flüssigkeit in einem Räume verteilt werden, so läßt man den Sprühstrahl noch gegen eine senkrecht stehende Prallscheibe stoßen, an der die nicht ganz seinen Tröpfchen, sofern sie nicht weiter zerstäubt werden, sich niederschlagen, herabfließen und durch eine Rinne weggeleitet werden. – Die eingangs erwähnten Luftpinsel, Farbenzerstäuber oder Preßluftspritzapparate sind ähnlich wie der Armstrongsche Zerstäuber (Fig. 3) konstruiert, jedoch nur mit zwei ineinander gefleckten Düsen, wovon die innere streichfertige Anstrichfarbe, die äußere Preßluft nach der Mündung hinführt, wo die Zerstäubung erfolgt. In seiner äußeren Form (Fig. 11) macht man den Apparat einer Pistole ähnlich, um ihn bequem nach beliebigen Stellen hin richten zu können. Er ist auf diese Weise nicht nur sehr handlich, sondern gestattet auch sparsames, glattes Auftragen selbst dickflüssiger Oel- und Lackfarben auf beliebig geformte Gegenstände aus jedwedem Material, um sie vollkommen oder auch nur teilweise zu färben. Um gelatinöse Substanzen, z.B. Leimlösungen, gleichmäßig flüssig zu erhalten, während man sie mit dem Apparat aufträgt, stattet man diesen mit einer Wärmevorrichtung aus. Bei älteren Konstruktionen des Apparates wirkte die Preßluft durch den Farbenbehälter; bei den neuen der Minimaxapparatebaugesellschaft in Berlin und Wien findet der Austritt der Farbe aus der inneren Düse unmittelbar vor der Ausströmung der Preßluft statt, wodurch eine viel feinere Zerteilung der Farbe erreicht und ein weitaus reinlicheres Arbeiten ermöglicht wird.

Literatur: Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1902, S. 207; 1900, S. 1800; D.R.P. Kl. 24, Nr. 87544, 95211, 97505, 105063, 124801, 139214, 158492, 175129, 198604, 202463.

Th. Beck.

Fig. 1.

Fig. 2., Fig. 3.

Fig. 4., Fig. 6.

Fig. 5., Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9., Fig. 10.

Fig. 11.