-
Düse zum Mischen von Gasen und/oder Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft
eine Düse zum Mischen von Gasen undloder Flüssigkeiten mit einem die Hauptkomponente
führenden Strömungskanal, der an gegenüberliegenden Wandungen taschenförmige, in
Strömungsrichtung mündende Zuführungskanäle für die zuzumischende Komponente aufweist.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Kraftwerken zur Kondensation von
Dampf bzw. zum Vorwärmen von Wasser oder in chemischen Betrieben zur Mischung verschiedener
strömender Medien verwendet.
-
Bekannte Vorrichtungen zur Mischkondensation sind z. B. die Ladedüsen
von Ruths-Speichern. Diese bestehen aus einem sich zur Mündung hin verengenden Rohr
als Strömungskanal, das in eine einem Venturi-Rohr ähnliche Injektordüse hineinmündet.
-
Für große Dampfmengen ist aber eine Vielzahl solcher Mischdüsen erforderlich.
Die dann notwendige Bündelung der Mischdüsen ist schwierig und wird verhältnismäßig
teuer und sperrig.
-
Eine weitere bekannte Mischvorrichtung besteht grundsätzlich aus
zwei annähernd konzentrisch zueinander angeordneten Zylindern mit zahlreichen Öffnungen,
von denen der äußere Zylinder von der einen, von außen her anströmenden Komponente
und der innere Zylinder von der anderen, von innen her herangeführten Stoffkomponente
beaufschlagt ist, so daß die beiden Stoffkomponenten sich innerhalb des durch die
beiden annähernd konzentrisch zueinander angeordneten Zylinder entstandenen Ringraumes
treffen und vermischen, worauf das Gemisch in Richtung der Achse des Zylinderraumes
diesen staulmgsfrei verläßt.
-
Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Mischdüse nur einen Strömungskanal,
der die Hauptkomponente führt und taschenförmige, in Strömungsrichtung mündende
Zuführungskanäle für die zuzumischende Komponente aufweist, die sich in dem den
Kanal umgebenden Raum befindet. Die Erfindung betrifft daher eine andere Gattung
Mischvorrichtungen als die beschriebene bekannte Vorrichtung.
-
Gemäß einem bekannten anderen Vorschlag durchströmt bei einer Mischdüse
das eine von zwei zu mischenden Medien einen Strömungskanal, der mit zwei seitlichen
Öffnungen versehen ist, durch die ein zweites außerhalb des Kanals befindliches
Medium angesaugt und mitgerissen wird. Die seitlichen Öffnungen sind Bohrungen in
der Wand des Strömungskanals, die durch ein zusätzliches Einsatzstück überdeckt
sind, so daß sich in Strömungsrichtung offene, zur Strömung parallele Kanäle bilden.
Abgesehen
davon, daß diese Anordnung strömungstechnisch ziemlich ungünstig ist, ist
der Aufwand bei der Herstellung verhältnismäßig groß. Große Durchsatzmengen erfordern
auch hierbei eine Vielzahl kleiner Mischdüsen, deren Bündelung wahrscheinlich noch
größere Schwierigkeiten und Nachteile bringt, wie bei Ruths-Speicherdüsen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die sich gegenüber bekannten Vorrichtungen durch Einfachheit
und billige Herstellung auszeichnet und sich besonders für große Durchsatzmengen
eignet.
-
Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die gegenüberliegenden
Wandungen des Strömungskanals mit mehreren quer zur Strömungsrichtung der Hauptkomponente
liegenden Schlitzen versehen sind und die Zuführkanäle durch Ein- und! oder Ausbeulen
der Schlitzwand gebildet sind derart, daß durch die Zuführkanäle die außerhalb des
Strömungskanals befindliche Zumischkomponente vom Düsenstrahl angesaugt und mitgerissen
wird.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskanal
im wesentlichen durch zwei Platten von vergleichsweise geringem Abstand voneinander
gebildet, und die auf gegenüberliegenden Reihen vorgesehenen, durch Einbeulung gebildeten
Zuführkanäle sind quer zur Strömungsrichtung der Hauptkomponente zueinander versetzt
angeordnet.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine Mischvorrichtung mit einwärts gerichteten Taschen im Längsschnitt
nach der Linie I-I der Fig. 2, F 1 g. 2 die Vorrichtung nach F i g. 1 im Querschnitt
nach der Linie II-II in F i g. 1, F i g. 3 die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 im
Längsschnitt nach der Linie III-III in F i g. 1, Fig. 4 schematisch im Längsschnitt
eine Mischvorrichtung für eine größere Durchsatzmenge,
F i g. 5
einen Längsschnitt durch eine weitere Mischvorrichtung für große Durchsatzmengen,
F i g. 6 die Anordnung nach F i g. 5 im Querschmtt nach der Linie IV-IV in F i g.
5.
-
Nach den F i g. 1 bis 3 ist der Strömungskanal 1 ein Rohr, welches
an zwei gegenüberliegenden Stellen des Umfanges mit unter sich gleichen Schlitzen
2 versehen ist. Das Rohr wird von einem Medium 4, das als Hauptkomponente bezeichnet
wird, in Form eines Düsenstrahles entsprechend der Pfeilrichtung 5 durchströmt.
Ein weiteres, als Zumischkomponente bezeichnetes Medium 3 umgibt das Rohr von außen.
-
Der dem Schlitz 2 gegen die Strömungsrichtung 5 benachbarte Teil der
Rohrwand ist derart unter Bildung von zwei taschenförmigen Einbeulungen6, die die
Zuführkanäle 8 bilden, verformt, daß gemäß F i g. 2 innen noch ein ausreichend großer
Querschnitt 7 verbleibt. Die Strömung 9 in den Zuführkanälen 8 liegt schräg zur
Rohrachse. Die Zeichnung zeigt deutlich, daß die allmähliche Kontraktion des Rohrquerschnittes
und die allmähliche Entstehung der Verbindungskanäle gute Strömungsverhältnisse
erzeugt.
-
Gemäß F i g. 4 weist eine Mischvorrichtung ein an der Mischstelle
aufgeweitetes Außenrohr 11 auf. In der Aufweitung des Außenrohres sitzt unter Belassung
eines rundum gleich weiten Ringraumes 12, der den Strömungskanal für die Hauptkomponente
16 bildet, ein Innenrohr 13. Das Innenrohr ist über ein Hosenrohrl4 mit der Umgebung
des Außenrohres 11 verbunden. Das Außenrohr ist mit zahlreichen auswärts gerichteten
taschenförmigen Ausbeulungen 10 versehen, während das Innenrohr einwärts gerichtete
taschenförmige Einbeulungen 6 aufweist. In einer derartigen Mischvorrichtung wird
das Medium 15, das hier die Zumischkomponente bildet, mit der Hauptkomponente 16
unter guter Durchmischung an einer großen Anzahl taschenförmiger Zuführkanäle vereinigt.
-
Gemäß F i g. 5 wird der Strömungskanal durch zwei Platten 17 und
18 gebildet, die mit vergleichsweise geringem Abstand zueinander angeordnet sind.
-
Die beiden Platten sind mit gegenüberliegenden Reihen von taschenförmigen
Einbeulungen 6 versehen, die die Zuführkanäle 8 bilden und quer zur Strömungsrichtung
20 der zwischen den Platten fließenden Hauptkomponente zueinander versetzt angeordnet
sind. Sie liegen gemäß F i g. 6 dicht nebeneinander, so daß infolge der versetzten
Anordnung
der übrigbleibende Spalt 19 einer Schlangenlinie gleicht und überall etwa
gleich weit ist. Die Hauptmischungskomponente muß durch diesen engen Spalt strömen
und erreicht infolgedessen eine hohe, gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit.
-
Es hat sich gezeigt, daß die strömungstechnisch verhältnismäßig groben,
aber sehr leicht herstellbaren taschenförmigen Öffnungen nicht nur einen vorteilhaften
Ersatz bisher bekannter wesentlich komplizierterer Anordnungen ermöglichen, sondern
darüber hinaus auf engstem Raum leicht in einer solchen Vielzahl untergebracht werden
können, daß auch große Durchsatzleistungen erreichbar sind, für deren Beherrschung
es apparativ noch keine zufriedenstellenden Vorbilder gab.