CH702279B1 - Statischer Mischer. - Google Patents

Abstract

Ein statischer Mischer (20), insbesondere zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid und/oder mit Feststoff, mit wenigstens einer Grundeinheit (200), wobei die Grundeinheit wenigstens zwei Hauptablenkscheiben (210, 220, 230, 240) mit rechtwinkliger Trapezform enthält, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hauptablenkscheiben (210, 220, 230, 240) der Grundeinheit (200) in einer sternförmigen oder propellerartigen Weise angeordnet sind und jede der Hauptablenkscheiben (210, 220, 230, 240) um einen Neigungswinkel grösser als 0° und kleiner als 90° in Bezug auf die erste Ebene geneigt ist.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen statischen Mischer, insbesondere zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid und/oder mit einem Feststoff, mit wenigstens einer Grundeinheit, wobei die Grundeinheit wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Hauptablenkscheiben mit rechtwinkliger Trapezform enthält, wobei jede der Hauptablenkscheiben eine lange parallele Seite und eine kurze parallele Seite, die parallel zueinander sind, eine senkrechte Seite, die zu den parallelen Seiten senkrecht ist, eine schräge Seite, eine primäre rechtwinklige Ecke an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite und der senkrechten Seite, eine spitzwinklige Ecke an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite und der schrägen Seite und eine stumpfwinklige Ecke an einem Schnittpunkt zwischen der kurzen parallelen Seite und der schrägen Seite aufweist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines statischen Mischers.

Stand der Technik

[0002] Bei vielen industriellen Prozessen müssen Fluide durch Kanäle, Röhren oder Rinnen geleitet werden. Je nach den wirklichen Bedingungen kann die Strömung eines Fluids hinsichtlich seiner Geschwindigkeit, Temperatur oder Zusammensetzung sehr uneinheitlich sein. Jedoch müssen bei vielen Prozessen einheitliche Strömungsbedingungen der betroffenen Fluide vorliegen. Um einheitliche Strömungsbedingungen zu verbessern oder herzustellen, werden Kanäle, Röhren oder Rinnen daher im Allgemeinen mit sogenannten statischen Mischern ausgestattet.

[0003] Ein statischer Mischer ist eine Vorrichtung zum Mischen strömender Fluide und enthält im Wesentlichen mehrere Ablenkscheiben oder Klingen, die die strömenden Fluide ablenken sollen. Die Ablenkung der strömenden Fluide führt zu einer Durchmischung der Fluide stromabwärts vom statischen Mischer. Im Gegensatz zu dynamischen Mischern weisen statische Mischer gewöhnlich keine mechanisch beweglichen Elemente auf. Fluide, die mit einem statischen Mischer gemischt werden können, können gasförmig und/oder flüssig sein und können zusätzlich Feststoff, beispielsweise Staub und/oder feste andere Teilchen, enthalten.

[0004] Die deutsche Patentschrift DE 10 324 886 A1 (Framatome ANP GmbH) offenbart beispielsweise einen statischen Mischer, bei dem mehrere Mischklingen um eine Mittelachse angeordnet sind. Dabei überlappen sich benachbarte Mischklingen in ihrer Projektion auf die Normalebene der Mittelachse. Die Mischklingen können Polygonalform oder Trapezform besitzen.

[0005] Jedoch erzeugen viele der herkömmlichen statischen Mischer starke Wirbel oder Turbulenzen. Folglich werden lange Leerleitungsabschnitte auf der Stromabwärtsseite der Mischer benötigt, um eine homogene Strömung der Fluide zu erreichen. Dies reduziert wiederum die Anwendbarkeit der Mischer oder verlangt speziell angepasste Röhren, Kanäle oder Rinnen. Ein weiteres Problem bei herkömmlichen statischen Mischern ist die Erzeugung relativ hoher Druckabfälle.

[0006] Folglich besteht noch ein Bedarf an einem verbesserten statischen Mischer, der die oben erwähnten Nachteile nicht mehr mit sich bringt.

Zusammenfassung der Erfindung

[0007] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen statischen Mischer mit verbesserten Mischeigenschaften zu schaffen, der darüber hinaus flexibel in der Anwendung ist.

[0008] Die Lösung der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 spezifiziert. Gemäss der Erfindung sind die wenigstens zwei, vorzugsweise vier Hauptablenkscheiben der Grundeinheit in einer propellerähnlichen Weise angeordnet, wobei jede der langen parallelen Seiten der Hauptablenkplatten in einer ersten Ebene liegt, wobei die primären rechtwinkligen Ecken der jeweiligen Hauptablenkscheibe an einer zentralen Verbindungsstelle in der ersten Ebene zusammentreffen und jede der Hauptablenkscheiben um einen Neigungswinkel grösser als 0° und kleiner als 90° in Bezug auf die erste Ebene geneigt ist.

[0009] Im Kontext der Erfindung bedeutet der Begriff «Ablenkscheibe» insbesondere eine Platte zum Ablenken eines strömenden Fluids. Vorzugsweise ist die Ablenkscheibe oder die Platte flach. Insbesondere und sofern nicht anders angeführt sind sämtliche Seiten der Ablenkscheibe im Wesentlichen gerade. Jedoch können Ecken der Ablenkscheibe optional gerundet sein, falls erwünscht. Speziell ist die Ablenkscheibe aus Metall, Metalllegierung, Kunststoff, Verbundmaterial und/oder Keramik gefertigt. Die Materialwahl für die Ablenkscheibe ist insbesondere an die beabsichtigte Verwendung des statischen Mischers angepasst. Ebenso sind Abmessungen der Ablenkscheibe oder der Grundeinheiten und auch die Anzahl und Anordnung der Grundeinheiten gewöhnlich für die spezifische Anwendung angepasst.

[0010] Die erste Ebene des erfindungsgemässen Mischers ist gewöhnlich in Stromabwärtsrichtung in Bezug auf die zu mischenden Fluide angeordnet. Wenn der Mischer beispielsweise in einer langgestreckten Röhre und/oder einem langgestreckten Kanal angeordnet ist, ist die erste Ebene des Mischers vorzugsweise senkrecht zu einer Längsachse der Röhre bzw. des Kanals orientiert.

[0011] Die mit dem erfindungsgemässen Mischer zu mischenden Fluide sind hauptsächlich gasförmig und/oder flüssig und können zusätzlich Feststoff wie etwa Staub und/oder feste Teilchen enthalten.

[0012] Im Vergleich zu herkömmlichen statischen Mischern weist der erfindungsgemässe Mischer eine ähnliche Mischungsgüte auf, jedoch sind gleichzeitig die Turbulenzen wesentlich reduziert. Beim Mischen von Fluiden mit dem erfindungsgemässen statischen Mischer wird auf der Stromabwärtsseite des Mischers ein äusserst homogenes Geschwindigkeitsprofil erzeugt. Dasselbe trifft beim Mischen von Fluiden, die Feststoff enthalten, wie etwa Fluiden mit Staub und/oder festen Teilchen zu. Eine homogene Geschwindigkeitsverteilung wird bereits in einem Abstand erreicht, der dem 1- bis 2-fachen des hydraulischen Durchmessers einer Röhre, in der der erfindungsgemässe Mischer installiert ist, entspricht. Anders als bei herkömmlichen Mischern erübrigen sich lange Leerleitungsabschnitte auf der Stromabwärtsseite des erfindungsgemässen Mischers, um die gewünschte homogene Geschwindigkeitsverteilung zu erreichen. Dies macht den erfindungsgemässen Mischer sehr flexibel in der Anwendung, da er auch dann, wenn der verfügbare Raum begrenzt ist, wie z.B. bei kurzen Röhren oder Kanälen, installiert werden kann.

[0013] Als einen weiteren Vorteil hat das Geschwindigkeitsprofil der zu mischenden Fluide auf der Stromaufwärtsseite kaum einen Einfluss auf das Mischverhalten. Das heisst, dass es sich erübrigt, das Geschwindigkeitsprofil der zu mischenden Fluide auf der Stromaufwärtsseite durch zusätzliche Einrichtungen abzugleichen.

[0014] Im Vergleich zu herkömmlichen statischen Mischern mit ähnlicher Mischungsgüte weist der erfindungsgemässe Mischer ferner einen wesentlich geringeren Druckabfall auf.

[0015] Wegen der geringeren Turbulenzen ist die Erosion infolge hoher Teilchen- und/oder Staubkonzentrationen in den Fluiden wesentlich geringer. Daher ist der erfindungsgemässe Mischer sehr gut dazu geeignet, Fluide mit hohen Staub- und/oder Teilchenkonzentrationen wie etwa Abgase von mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Kraftwerken zu mischen. Der erfindungsgemässe Mischer ist speziell dazu geeignet, gasförmige Fluide zu mischen, wobei die gasförmigen Fluide Staub und/oder feste Teilchen enthalten. Dabei verursacht der erfindungsgemässe Mischer keine Staub- und/oder Teilchenablagerung. Speziell kann der erfindungsgemässe Mischer in Verbindung mit Apparaten zur Rauchgasdenitrifikation (DeNOx) durch Anwendung selektiver katalytischer Reduktionen (SKR) verwendet werden. Hierbei müssen Abgase, die Stickoxide (NOx) enthalten und eine hohen Staubkonzentration aufweisen, mit Ammoniak (NH3) gemischt werden. Ebenso ist der erfindungsgemässe Mischer für Anwendungen in Kohlekraftwerken äusserst geeignet.

[0016] Es ist herausgefunden worden, dass die erfindungsgemässe Anordnung wenigstens einer Grundeinheit mit wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Hauptablenkscheiben mit rechtwinkliger Trapezform für einen weiten Bereich von Anwendungen sehr vorteilhaft ist. Durch Abgleichen von Form, Grösse und Neigungswinkeln der Ablenkscheiben in der Grundeinheit können das Mischverhalten, die Mischungsgüte, der Druckabfall und die Bildung von Turbulenzen in einem weiten Bereich gesteuert werden. Es ist auch anzumerken, dass jede der Hauptablenkscheiben im Prinzip eine individuelle Grösse, eine individuelle Form und/oder einen individuellen Neigungswinkel besitzen kann. Folglich ist der erfindungsgemässe Mischer sehr flexibel in der Anwendung. In der Praxis ist die optimale Anordnung oder Ausführungsform der Ablenkscheiben vorzugsweise an die spezifische Verwendung angepasst. Im Allgemeinen rufen kleine Neigungswinkel einen grösseren Druckabfall hervor, während grosse Neigungswinkel den Mischwirkungsgrad reduzieren.

[0017] Speziell kann der erfindungsgemässe Mischer an verschiedene Röhren und/oder Kanäle mit verschiedenen Querschnitten angepasst sein. Beispielsweise kann der erfindungsgemässe Mischer für Röhren und/oder Kanäle mit runden oder kreisförmigen Querschnitten konfiguriert sein. Alternativ ist es möglich, den erfindungsgemässen Mischer für Röhren und/oder Kanäle mit polygonalen, rechtwinkligen und/oder quadratischen Querschnitten zu konfigurieren.

[0018] Vorzugsweise beträgt eine maximale Weite und/oder ein maximaler Durchmesser des erfindungsgemässen statischen Mischers in der ersten Ebene etwa 0,1–20 m.

[0019] Die Materialwahl für die Ablenkscheiben ist speziell an die beabsichtigte Verwendung des statischen Mischers angepasst. Im Prinzip kann jede der Hauptablenkscheiben aus einem anderen Material gefertigt sein. Jedoch ist es im Allgemeinen wirtschaftlicher, sämtliche Ablenkscheiben in der Grundeinheit aus einem einzigen Material zu fertigen. Wohlgemerkt muss das Material für die Ablenkscheiben verträglich mit den zu mischenden Fluiden sein.

[0020] Gemäss der Erfindung sind die Hauptablenkscheiben der Grundeinheit in einer sternartigen oder propellerartigen Weise angeordnet, wobei alle primären rechtwinkligen Ecken der Hauptablenkscheiben an einer zentralen Verbindungsstelle zusammentreffen. An der zentralen Verbindungsstelle können die Hauptablenkscheiben direkt zusammengeschweisst sein. Alternativ kann die Grundeinheit oder der statische Mischer z.B. durch Form- bzw. Presstechniken wenigstens teilweise als ein einziges Teil mit integrierter zentraler Verbindungsstelle ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, die Hauptablenkscheiben an der zentralen Verbindungsstelle mit einem separaten Verbindungselement miteinander zu verbinden.

[0021] Im Vergleich zu herkömmlichen statischen Mischern kann der erfindungsgemässe Mischer kostengünstiger hergestellt werden. Gleichzeitig weist der erfindungsgemässe Mischer verbesserte Mischeigenschaften auf und ist darüber hinaus äusserst flexibel in der Anwendung.

[0022] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Grundeinheit wenigstens vier, vorzugsweise genau vier, Hauptablenkscheiben. Durch Erhöhen der Anzahl von Hauptablenkscheiben kann die Mischungsgüte im Allgemeinen verbessert werden. Es hat sich gezeigt, dass eine Anzahl von genau vier Hauptablenkscheiben für einen weiten Bereich von Anwendungen ideal ist. Hierbei wird eine hohe Mischungsgüte erreicht, wobei gleichzeitig der Druckabfall gering ist.

[0023] Jedoch können für spezifische Anwendungen mehr oder weniger als vier Hauptablenkscheiben vorteilhaft sein.

[0024] Vorzugsweise liegt jede der kurzen parallelen Seiten der Hauptablenkscheiben in einer zweiten Ebene, wobei die zweite Ebene zur ersten Ebene parallel und von dieser versetzt ist. Die zweite Ebene ist gewöhnlich in Stromaufwärtsrichtung in Bezug auf die zu mischenden Fluide angeordnet. Dabei sind vorzugsweise sämtliche Hauptablenkscheiben zwischen der ersten und der zweiten Ebene angeordnet. Speziell sind die Längen der senkrechten Seiten der geneigten Hauptablenkscheiben länger als ein Abstand zwischen der ersten und der zweiten Ebene, gemessen in einer Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Ebene. Wie sich gezeigt hat, verstärkt bzw. verbessert eine solche Anordnung der Hauptablenkscheiben nochmals die oben erwähnten Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemässen Mischers.

[0025] Jedoch kann es für spezifische Anwendungen vorteilhaft sein, wenn die kurzen parallelen Seiten der Hauptablenkscheiben in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.

[0026] Speziell liegen Neigungswinkel der Hauptablenkscheiben im Bereich von 20° bis 60°, insbesondere im Bereich von 30° bis 50°. Solche Neigungswinkel haben sich, für eine breite Vielfalt von Anwendungen, die durch die Erfinder untersucht worden sind, als geeignet erwiesen.

[0027] Dennoch können für spezifische Anwendungen Neigungswinkel der Hauptablenkscheiben von weniger als 20° oder mehr als 60° vorteilhaft sein.

[0028] Vorteilhafterweise sind wenigstens zwei der Hauptablenkscheiben kongruent. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Grundeinheit zwei Paare von Hauptablenkscheiben gleicher Grösse und Form. Insbesondere sind sämtliche Hauptablenkscheiben nach Grösse und Form gleich. In einer ferner bevorzugten Ausführungsform enthält die Grundeinheit vier Hauptablenkscheiben, wobei vorzugsweise sämtliche vier Hauptablenkscheiben der Form und Grösse nach gleich und um denselben Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt sind.

[0029] Insbesondere tragen solche Anordnungen mit wenigstens zwei Ablenkscheiben, die dieselbe Grösse und Form besitzen, dazu bei, die Homogenität der Geschwindigkeitsverteilung in den Fluiden zu verbessern.

[0030] Ferner ist dadurch, dass die Menge unterschiedlicher Teile geringer ist, die Herstellung des erfindungsgemässen Mischers vereinfacht.

[0031] Jedoch können sämtliche Hauptablenkscheiben verschiedene Grösse und Form besitzen, falls dies für spezifische Anwendungen erwünscht ist.

[0032] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind lange parallele Seiten von Hauptablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle diagonal entgegengesetzt sind, parallel zueinander angeordnet. Speziell sind die langen parallelen Seiten von Hauptablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle diagonal entgegengesetzt sind, auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet. Ferner bevorzugt sind Hauptablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle diagonal entgegengesetzt sind, von gleicher Grösse und Form und um denselben Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt. Zusätzlich oder alternativ sind stumpfwinklige Ecken von Hauptablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle diagonal entgegengesetzt sind, vorzugsweise fern von der zentralen Verbindungsstelle und fern voneinander angeordnet. Solche Anordnungen vereinfachen die Struktur des erfindungsgemässen Mischers, wobei es sich in der Praxis gezeigt hat, dass die Mischeigenschaften des erfindungsgemässen Mischers verbessert sind.

[0033] Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, eine unterschiedliche Anordnung der Hauptablenkscheiben zu wählen. Für spezifische Anwendungen können Hauptablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle diagonal entgegengesetzt sind, beispielsweise schiefwinklig zueinander angeordnet sein.

[0034] Ferner kann es von Vorteil sein, wenn lange parallele Seiten benachbarter Hauptablenkscheiben senkrecht zueinander angeordnet sind. Dies vereinfacht wieder die Struktur des erfindungsgemässen Mischers. Jedoch ist gleichwohl eine andere Anordnung, bei der benachbarte Hauptablenkscheiben schiefwinklig zueinander angeordnet sind, möglich.

[0035] Speziell sind benachbarte Hauptablenkscheiben von verschiedener Grösse und Form und um verschiedene Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt. In diesem Fall enthält die Grundeinheit wenigstens zwei Typen verschiedener Hauptablenkscheiben, die ferner unter verschiedenen Neigungswinkeln angeordnet sind. In der Praxis sind statische Mischer mit einer solchen Anordnung in Verbindung mit Röhren und/oder Kanälen mit polygonalen und/oder rechtwinkligen Querschnitten besonders vorteilhaft. Ferner hat es sich gezeigt, dass benachbarte Hauptablenkscheiben, die von verschiedener Grösse und Form und um verschiedene Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt sind, für einen weiten Bereich von Anwendungen verbesserte Mischeigenschaften besitzen.

[0036] Dennoch liegt es völlig im Rahmen der Erfindung, eine Anordnung mit benachbarten Hauptablenkscheiben vorzusehen, die von gleicher Grösse und Form und/oder um gleiche Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt sind.

[0037] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine der Hauptablenkscheiben an ihrer schrägen Seite mit wenigstens einer äusseren Ablenkscheibe auf Gehrung verbunden, wobei die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe von einer Ebene der wenigstens einen Hauptablenkscheibe hervorsteht. Mit anderen Worten, in jenem Fall grenzen die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe und die wenigstens eine Hauptablenkscheibe aneinander an und sind an der schrägen Seite der wenigstens einen der vier Hauptablenkscheiben winklig miteinander verbunden. Dabei sind die Ebene der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe und die Ebene der wenigstens einen Hauptablenkscheibe nicht parallel zueinander.

[0038] Speziell ist die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe integral mit der wenigstens einen Hauptablenkscheibe ausgebildet. Mit anderen Worten, die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe und die wenigstens eine Hauptablenkscheibe sind in jenem Fall als ein Teil ausgebildet. Alternativ sind die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe und die wenigstens eine Hauptablenkscheibe separate Teile, die z.B. durch Schweissung, Klebung und/oder ein separates Befestigungselement miteinander verbunden sind. Dabei können die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe und die wenigstens eine Hauptablenkscheibe aus verschiedenen Materialien gebildet sein.

[0039] Insbesondere ist jede der Hauptablenkscheiben an ihrer schrägen Seite mit einer äusseren Ablenkscheibe auf Gehrung verbunden. Die Grundeinheit enthält speziell vier Hauptablenkscheiben und vier äussere Ablenkscheiben, wobei jede der vier äusseren Ablenkscheiben mit der schrägen Seite einer der vier Hauptablenkscheiben auf Gehrung verbunden ist.

[0040] Infolge der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe sind die oben erwähnten Mischeigenschaften des erfindungsgemässen Mischers weiter verbessert.

[0041] Jedoch liegt es noch immer im Rahmen der Erfindung, wenn äussere Ablenkscheiben verschieden angeordnet sind oder überhaupt keine äussere Ablenkscheibe mit einer Hauptablenkscheibe verbunden ist.

[0042] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe flach und weist zwei gerade Seiten und eine gekrümmte Seite auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jede der Hauptablenkscheiben an ihrer schrägen Seite mit einer äusseren Ablenkscheibe, die flach ist und zwei gerade Seiten und eine gekrümmte Seite aufweist, auf Gehrung verbunden. Äussere Ablenkscheiben, die flach sind und zwei gerade Seiten und eine gekrümmte Seite aufweisen, sind besonders dazu geeignet, den erfindungsgemässen Mischer in einer Röhre und/oder einem Kanal mit wenigstens teilweise runden Seitenwänden oder mit runden Querschnitten anzubringen. Dadurch kann die gekrümmte Seite der äusseren Ablenkscheibe mit der teilweise runden Seitenwand zusammenpassend ausgebildet sein. Wenn jede der vier Hauptablenkscheiben an ihrer schrägen Seite mit einer äusseren Ablenkscheibe, die flach ist und zwei gerade Seiten und eine gekrümmte Seite aufweist, auf Gehrung verbunden ist, ist es sogar möglich, einen Mischer mit einer in einer Projektion auf die erste Ebene elliptischen oder kreisförmigen Einhüllenden herzustellen.

[0043] Alternativ oder zusätzlich besitzt die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe eine rechtwinklige Trapezform und weist eine lange parallele Seite und eine kurze parallele Seite, die zueinander parallel sind, eine senkrechte Seite, die senkrecht zur kurzen parallelen Seite und zur langen parallelen Seite ist, eine schräge Seite, eine primäre rechtwinklige Ecke an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite und der senkrechten Seite, eine spitzwinklige Ecke an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite und der schrägen Seite und eine stumpfwinklige Ecke an einem Schnittpunkt zwischen der kurzen parallelen Seite und der schrägen Seite auf.

[0044] Vorzugsweise ist die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe an ihrer schrägen Seite mit der Hauptablenkscheibe auf Gehrung verbunden, die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe auf Gehrung verbunden ist. Insbesondere ist eine Länge der schrägen Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe gleich einer Länge der schrägen Seite der Hauptablenkscheibe, die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe verbunden ist.

[0045] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jede der Hauptablenkscheiben an ihrer schrägen Seite mit einer bestimmten äusseren Ablenkscheibe mit rechtwinkliger Trapezform auf Gehrung verbunden. Vorzugsweise enthält die Grundeinheit speziell vier Hauptablenkscheiben und vier äussere Ablenkscheiben mit rechtwinkliger Trapezform, wobei jede der vier äusseren Ablenkscheiben an ihrer schrägen Seite, mit der schrägen Seite einer der vier Hauptablenkscheiben auf Gehrung verbunden ist. Dabei können die vier äusseren Ablenkscheiben im Prinzip eine verschiedene Form und Grösse besitzen.

[0046] Es hat sich gezeigt, dass die Kombination von äusseren Ablenkscheiben mit rechtwinkliger Trapezform, die mit Hauptablenkscheiben auf Gehrung verbunden sind, die oben erwähnten Mischeigenschaften des erfindungsgemässen Mischers nochmals wesentlich verbessert. Jedoch liegen eine andere Anordnung der äusseren Ablenkscheiben oder verschieden geformte äussere Ablenkscheiben noch immer im Rahmen der Erfindung.

[0047] Gemäss einer ferner bevorzugten Ausführungsform liegt die lange parallele Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe in der ersten Ebene der Grundeinheit und liegt die kurze parallele Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe in der zweiten Ebene der Grundeinheit, wobei ausserdem die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe um einen Neigungswinkel grösser als 0° und kleiner als 90° in Bezug auf die erste Ebene geneigt ist. Dabei ist die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe zwischen der ersten und der zweiten Ebene angeordnet. Speziell ist die Länge der senkrechten Seite der geneigten äusseren Ablenkscheibe länger als der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Ebene, gemessen in der Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Ebene.

[0048] Speziell sind die langen parallelen Seiten der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe senkrecht zur langen parallelen Seite der Hauptablenkscheibe, die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe auf Gehrung verbunden ist. Ebenso ist insbesondere die kurze parallele Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe senkrecht zur kurzen parallelen Seite der Hauptablenkscheibe, die mit der äusseren Ablenkscheibe auf Gehrung verbunden ist. Im Fall von mehr als einer äusseren Ablenkscheibe ist es vorteilhaft, wenn sämtliche äusseren Ablenkscheiben in dieser Weise angeordnet sind.

[0049] In der Praxis hat es sich gezeigt, dass in einem weiten Bereich von Anwendungen eine solche Anordnung der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe die Mischeigenschaften des erfindungsgemässen Mischers nochmals wesentlich verbessert. Ferner kann in einer solchen Ausführungsform der erfindungsgemässe Mischer sehr kompakt gebaut sein ohne dass irgendwelche Elemente von der ersten Ebene in Stromabwärtsrichtung oder der zweiten Ebene in Stromaufwärtsrichtung hervorstünden.

[0050] Jedoch kann es für spezifische Anwendungen von Vorteil sein, wenn die lange parallele und/oder die kurze parallele Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe verschieden angeordnet sind. Zum Beispiel ist es denkbar, dass die lange parallele Seite und/oder die kurze parallele Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe von der ersten oder der zweiten Ebene hervorstehen. Ebenso können die lange parallele Seite und/oder die kurze parallele Seite der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe unter einem schrägen Winkel zur langen parallelen Seite der Hauptablenkscheibe, die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe auf Gehrung verbunden ist, angeordnet sein.

[0051] Vorzugsweise enthält die Grundeinheit wenigstens zwei äussere Ablenkscheiben, die von gleicher Grösse und Form sind. Ferner enthält vorzugsweise die Grundeinheit wenigstens zwei äussere Ablenkscheiben, die der Grösse und Form nach zu zwei der Hauptablenkscheiben gleich sind. Dabei sind speziell äussere Ablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle diagonal entgegengesetzt sind, von gleicher Grösse und Form und um denselben Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind sämtliche Ablenkscheiben der Grundeinheit, nämlich die Hauptablenkscheiben und die äusseren Ablenkscheiben, von gleicher Grösse und Form und um denselben Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt. Es hat sich erwiesen, dass solche Anordnungen in Verbindung mit Röhren und/oder Kanälen mit quadratischen Querschnitten vorteilhaft sind.

[0052] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind äussere Ablenkscheiben, die mit benachbarten Hauptablenkscheiben verbunden sind, von verschiedener Grösse und Form und um verschiedene Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt. In der Praxis sind statische Mischer mit einer solchen Anordnung in Verbindung mit Röhren und/oder Kanälen mit polygonalen und/oder rechtwinkligen Querschnitten besonders geeignet.

[0053] Tests haben gezeigt, dass Anordnungen, bei denen wenigstens zwei der äusseren Ablenkscheiben die gleiche Grösse und Form besitzen, dazu beitragen, die Mischeigenschaften allgemein zu verbessern. Ferner vereinfacht die Verwendung von Ablenkscheiben gleicher Grösse und Form die Herstellung und die Struktur des erfindungsgemässen Mischers, weil die Menge unterschiedlich ausgebildeter Teile geringer ist.

[0054] Jedoch können alle äusseren Ablenkscheiben von verschiedener Grösse und Form und/oder aus verschiedenen Materialien sein, falls dies für spezifische Anwendungen erwünscht ist.

[0055] Besonders vorteilhafterweise weist in einer Projektion auf die erste Ebene die Grundeinheit eine sonnenradähnliche Form und/oder eine kreuzartige Struktur mit rechtwinklig abgebogenen Armen auf. Ferner weisen in einer Projektion auf die erste Ebene sämtliche Hauptablenkscheiben und/oder sämtliche äusseren Ablenkscheiben der Grundeinheit keinerlei Überlappung auf.

[0056] Wie Tests gezeigt haben, verbessert eine solche Anordnung das Mischverhalten und die Mischungsgüte wesentlich und reduziert gleichzeitig den Druckabfall und die Bildung von Turbulenzen. Jedoch können für spezifische Anwendungen andere Anordnungen förderlich sein.

[0057] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform enthält der erfindungsgemässe Mischer mehrere Grundeinheiten, wobei vorzugsweise sämtliche ersten Ebenen der mehreren Grundeinheiten koplanar sind und ferner bevorzugt alle Grundeinheiten von ähnlicher Struktur sind. Mit einer solchen Ausführungsform ist es möglich, den erfindungsgemässen statischen Mischer in ziemlich einfacher Weise an spezifische Anwendungen weiter anzupassen. In der Praxis hat sich das koplanare Anordnen aller ersten Ebenen der mehreren Grundeinheiten für einen weiten Bereich von Anwendungen als optimal erwiesen. Die Verwendung ähnlicher Grundeinheiten vereinfacht nochmals die Struktur und die Herstellung des Mischers. Beispielsweise ist es möglich, durch einfaches Zusammensetzen mehrerer ähnlicher Grundeinheiten relativ grosse Mischer mit fast jeder gewünschten Form zu bauen. Dies macht den erfindungsgemässen Mischer sehr flexibel in der Anwendung.

[0058] Jedoch kann es von Vorteil sein, Grundeinheiten mit unterschiedlichen Strukturen und/oder in einer anderen Anordnung zusammenzusetzen. Insbesondere können Grundeinheiten, die sich am Rand eines Mischers befinden, eine von Grundeinheiten im zentralen Bereich des Mischers verschiedene Form besitzen. Beispielsweise können äussere Ablenkscheiben der Grundeinheiten, die sich am Rand eines Mischers befinden, spezifisch an die Form einer Seitenwand einer Röhre und/oder eines Kanals angepasst sein.

[0059] Speziell ist eine spitzwinklige Ecke einer der Hauptablenkscheiben der wenigstens einen Grundeinheit mit einer spitzwinkligen Ecke einer der Hauptablenkscheiben einer benachbarten Grundeinheit verbunden. Wenn wenigstens eine äussere Ablenkscheibe mit rechtwinkliger Trapezform in jeder der miteinander verbundenen Grundeinheiten vorhanden ist, ist vorzugsweise eine primäre rechtwinklige Ecke einer der äusseren Ablenkscheiben der wenigstens einen Grundeinheit mit einer primären rechtwinkligen Ecke einer der äusseren Ablenkscheiben der benachbarten Grundeinheit verbunden.

[0060] Es hat sich gezeigt, dass solche Verbindungen untereinander zwischen den Grundeinheiten besonders vorteilhaft sind, um die Mischeigenschaften des erfindungsgemässen Mischers zu verbessern. Jedoch sind andere Verbindungen der Grundeinheiten miteinander möglich, falls dies für spezifische Anwendungen erwünscht ist.

[0061] Vorzugsweise weisen in einer Projektion auf die erste Ebene bei einer Anordnung von mehreren Grundeinheiten sämtliche Grundeinheiten keinerlei Überlappung auf. Wie Tests gezeigt haben, verbessert eine solche Anordnung das Mischverhalten und die Mischungsgüte wesentlich und reduziert gleichzeitig den Druckabfall und die Bildung von Turbulenzen.

[0062] Für spezifische Anwendungen ist es jedoch möglich, von dieser Anordnung abzuweichen und einen Mischer mit sich überlappenden Grundeinheiten zu schaffen.

[0063] Speziell wird der erfindungsgemässe statische Mischer in einer Röhre und/oder einem Kanal angebracht. Insbesondere ist die Röhre oder der Kanal eine Gas leitende Röhre eines mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Kraftwerks. Alternativ oder zusätzlich kann die Röhre eine Rauchgas leitende Röhre eines Apparats für Rauchgasdenitrifikation (DeNOx) durch Anwendung selektiver, katalytischer Reduktionen (SKR) sein.

[0064] Speziell ist beim Anbringen des erfindungsgemässen Mischers in einer Röhre und/oder einem Kanal die erste Ebene des statischen Mischers insbesondere senkrecht zu einer Längsrichtung der Röhre orientiert, wobei vorzugsweise die erste Ebene stromabwärts orientiert ist und/oder die zweite Ebene stromaufwärts orientiert ist. Ferner bevorzugt sind eine Grösse und eine Form des erfindungsgemässen Mischers so angepasst, dass der statische Mischer den gesamten Teil eines Querschnitts der Röhre bedeckt.

[0065] Jedoch kann es für spezifische Anwendungen von Vorteil sein, von einer solchen Anordnung in der Röhre oder dem Kanal abzuweichen, und/oder den erfindungsgemässen Mischer so anzupassen, dass nur ein Teil des Querschnitts der Röhre und/oder des Kanals bedeckt ist. Ferner ist es möglich, eine Röhre und/oder einen Kanal mit mehreren der erfindungsgemässen Mischer parallel oder in Reihe auszustatten.

[0066] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Kombinationen von Merkmalen gehen aus der nachstehenden genauen Beschreibung und der Gesamtheit der Ansprüche hervor.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

[0067] Die Zeichnung, die zur Erläuterung der Ausführungsformen verwendet wird, zeigt; <tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Ansicht eines ersten statischen Mischers, der aus vier trapezförmigen Hauptablenkscheiben in einer propellerartigen Anordnung gebildet ist; <tb>Fig. 2<sep>eine Draufsicht der Stromabwärtsseite des statischen Mischers von Fig. 1; <tb>Fig. 3<sep>eine Seitenansicht des statischen Mischers der Fig. 1–2; <tb>Fig. 4<sep>eine perspektivische Ansicht eines zweiten statischen Mischers, der aus vier trapezförmigen Hauptablenkscheiben in einer propellerartigen Anordnung mit vier gerundeten äusseren Ablenkscheiben gebildet ist; <tb>Fig. 5<sep>eine Draufsicht der Stromabwärtsseite des statischen Mischers von Fig. 4; <tb>Fig. 6<sep>eine Seitenansicht des statischen Mischers der Fig. 4–5; <tb>Fig. 7<sep>eine perspektivische Ansicht eines dritten statischen Mischers, der aus vier trapezförmigen Hauptablenkscheiben in einer propellerartigen Anordnung mit vier trapezförmigen äusseren Ablenkscheiben gebildet ist; <tb>Fig. 8<sep>eine Draufsicht der Stromabwärtsseite eines vierten statischen Mischers, der aus vier miteinander verbundenen Grundeinheiten des dritten statischen Mischers von Fig. 7 gebildet ist; <tb>Fig. 9<sep>eine perspektivische Ansicht des vierten statischen Mischers von Fig. 3; <tb>Fig. 10<sep>eine Seitenansicht des statischen Mischers der Fig. 8–9; <tb>Fig. 11<sep>einen Querschnitt des in einer Röhre angebrachten vierten statischen Mischers der Fig. 8–10; <tb>Fig. 12<sep>einen Längsschnitt der Anordnung von Fig. 11längs der Linie A–A; <tb>Fig. 13<sep>eine Draufsicht der Stromabwärtsseite eines fünften statischen Mischers, der aus zwei verschiedenen Paaren trapezförmiger Hauptablenkscheiben in einer propellerartigen Anordnung mit zwei verschiedenen Paaren trapezförmiger äusserer Ablenkscheiben gebildet ist; <tb>Fig. 14<sep>eine perspektivische Ansicht des sechsten statischen Mischers, der aus neun miteinander verbundenen Grundeinheiten des fünften statischen Mischers von Fig. 13, gebildet ist; <tb>Fig. 15<sep>eine Draufsicht der Stromabwärtsseite eines sechsten statischen Mischers von Fig. 14; und <tb>Fig. 16<sep>eine Seitenansicht des statischen Mischers der Fig. 14–15.

Bevorzugte Ausführungsformen

[0068] Die Fig. 1–3 zeigen schematische Darstellungen eines ersten statischen Mischers 10, der aus einer einzigen Grundeinheit 100 gebildet ist. Die Grundeinheit 100 enthält eine erste Hauptablenkscheibe 110, eine zweite Hauptablenkscheibe 120, eine dritte Hauptablenkscheibe 130 und eine vierte Hauptablenkscheibe 140. Jede der vier Hauptablenkscheiben 110, 120, 130, 140 ist flach und von rechtwinkliger Trapezform. Das Material und die Abmessungen der Hauptablenkscheiben 110, 120, 130, 140 hängen von der beabsichtigten Verwendung oder Anwendung des statischen Mischers ab.

[0069] Dabei weist die erste Hauptablenkscheibe 110 eine lange parallele Seite 111 und eine kurze parallele Seite 112, die parallel zueinander sind, auf. Ferner enthält die erste Ablenkscheibe eine senkrechte Seite 113, die zu den zwei parallelen Seiten 111, 112 senkrecht ist, und eine schräge Seite 114. Eine primäre rechtwinklige Ecke 115 der ersten Ablenkscheibe 110 ist am Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite 111 und der senkrechten Seite 113 angeordnet. Eine sekundäre rechtwinklige Ecke 116 ist am Schnittpunkt, zwischen der kurzen parallelen Seite 112 und der senkrechten Seite, 113 angeordnet. Ausserdem ist eine spitzwinklige Ecke 117 am Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite 111 und der schrägen Seite 114 angeordnet, während eine stumpfwinklige Ecke 118 am Schnittpunkt zwischen der kurzen parallelen Seite 112 und der schrägen Seite 114 angeordnet ist.

[0070] Die zweite Hauptablenkscheibe 120, die dritte Hauptablenkscheibe 130 und die vierte Hauptablenkscheibe 140 sind der Konstruktion nach im Wesentlichen gleich der ersten Hauptablenkscheibe 110.

[0071] Die vier Hauptablenkscheiben 110, 120, 130, 140 sind in einer sternartigen oder propellerartigen Weise um eine zentrale Verbindungsstelle 101 angeordnet, wobei ihre spitzwinkligen Ecken 117, 127, 137, 147 nach aussen weisen. Speziell sind die primäre rechtwinklige Ecke 115 der ersten Ablenkscheibe 110, die primäre rechtwinklige Ecke 125 der zweiten Ablenkscheibe 120, die primäre rechtwinklige Ecke 135 der dritten Ablenkscheibe 130 und die primäre rechtwinklige Ecke 145 der vierten Ablenkscheibe 140 an der zentralen Verbindungsstelle 101 miteinander verbunden. Ferner ist die lange parallele Seite 111 der ersten Ablenkscheibe 110 senkrecht zur langen parallelen Seite 121 der zweiten Ablenkscheibe 120. Ähnlich ist die lange parallele Seite 131 der dritten Ablenkscheibe 130 senkrecht zur langen parallelen Seite 121 der zweiten Ablenkscheibe 120. Die lange parallele Seite 141 der vierten Ablenkscheibe 140 ist senkrecht zur langen parallele Seite 131 der dritten Ablenkscheibe 130. Folglich sind lange parallele Seiten von Ablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle 101 diagonal entgegengesetzt sind, parallel zueinander, während lange parallele Seiten benachbarter Ablenkscheiben senkrecht zueinander sind.

[0072] Ähnlich ist die kurze parallele Seite 112 der ersten Ablenkscheibe 110 senkrecht zur kurzen parallelen Seite 122 der zweiten Ablenkscheibe 120. Entsprechend ist die kurze parallele Seite 132 der dritten Ablenkscheibe 130 senkrecht zur kurzen parallelen Seite 122 der zweiten Ablenkscheibe 120. Die kurze parallele Seite 142 der vierten Ablenkscheibe 140 ist senkrecht zur kurzen parallelen Seite 132 der dritten Ablenkscheibe 130. Folglich sind kurze parallele Seiten von Ablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle 101 diagonal entgegengesetzt sind, parallel zueinander, während kurze parallele Seiten benachbarter Ablenkscheiben senkrecht zueinander sind.

[0073] Ausserdem sind sämtliche langen parallelen Seiten 111, 121, 131, 141 in einer ersten Ebene 102 des ersten Mischers 100 enthalten und sind sämtliche kurzen parallelen Seiten 112, 122, 132, 142 in einer zweiten Ebene 103 des ersten Mischers 100 enthalten. Die zwei Ebenen 102, 103 sind voneinander versetzt und parallel zueinander.

[0074] Sämtliche vier Ablenkscheiben 110, 120, 130, 140 des ersten Mischers 100 sind in Bezug auf die erste Ebene 102 geneigt. Dabei beträgt der erste Neigungswinkel 110,1 der ersten Ablenkscheibe 110 beispielsweise etwa 40°. Der zweite Neigungswinkel 120.1 der zweiten Ablenkscheibe 120, der dritte Neigungswinkel 130.1 der dritten Ablenkscheibe 130 und der vierte Neigungswinkel 140.1 der vierten Ablenkscheibe 140 sind gleich dem ersten Neigungswinkel 140.1.

[0075] Die erste Ebene 102, wenn sie z.B. in einer Röhre angebracht ist, ist vorzugsweise senkrecht zu einer Längsachse der Röhre und stromabwärts in Bezug auf das strömende Fluid orientiert. Entsprechend ist die zweite Ebene 103 vorzugsweise stromaufwärts orientiert.

[0076] Die Fig. 4–6 zeigen schematische Darstellungen eines zweiten statischen Mischers 20, der aus einer einzigen Grundeinheit 200 gebildet ist. Der zweite Mischer 200 enthält eine erste Hauptablenkscheibe 210, eine zweite Hauptablenkscheibe 220, eine dritte Hauptablenkscheibe 230 und eine vierte Hauptablenkscheibe 240, wobei die vier Hauptablenkscheiben 210, 220, 230, 240 des zweiten Mischers zu den gezeigten vier Hauptablenkscheiben 110, 120,. 130, 140 des in den Fig. 1–3 ersten Mischers 10 im Wesentlichen gleich sind. Ferner ist die Anordnung der vier Hauptablenkscheiben 210, 220, 230, 240 um die zentrale Verbindungsstelle 201 des zweiten Mischers 200 zu dem ersten Mischer 10 im Wesentlichen gleich. Wie es beim ersten Mischer 10 der Fall ist, sind die langen parallelen Seiten 211, 221, 231, 241 der vier Hauptablenkscheiben 210, 220, 230, 240 in einer ersten Ebene 202 enthalten, während sämtliche kurzen parallelen Seiten 212, 222, 232, 242 der vier Hauptablenkscheiben 210, 220, 230, 240 in einer zweiten Ebene 203 enthalten sind, wobei die zwei Ebenen 202, 203 voneinander versetzt und parallel zueinander sind.

[0077] Anders als beim ersten Mischer 10 ist die erste Hauptablenkscheibe 210 des zweiten Mischers 200 an ihrer schrägen Seite 214 mit einer ersten äusseren Ablenkscheibe 250 auf Gehrung verbunden. Die erste äussere Ablenkscheibe 250 ist eine flache Platte mit Dreiecksform, die eine erste und lange gerade Seite 251, eine zweite und kurze gerade Seite 252 sowie eine gekrümmte Seite 253 enthält.

[0078] Die erste Ablenkscheibe 250 ist längs ihrer langen Seite 251 mit der schrägen Seite 214 der ersten Hauptablenkscheibe 210 auf Gehrung verbunden. Die lange Seite 251 der äusseren Ablenkscheibe 250 und die schräge Seite 214 der ersten Hauptablenkscheibe 210 besitzen dieselbe Länge und sind parallel zueinander angeordnet. Ferner steht die erste äussere Ablenkscheibe 2 ́50 von der Ebene der ersten Hauptablenkscheibe 210 hervor. Hierbei ist die kurze Seite 252 der. «ersten äusseren Ablenkscheibe 250 in der zweiten Ebene 203 enthalten. Die kurze Seite 252 der ersten äusseren Ablenkscheibe 250 ist senkrecht zur kurzen parallelen Seite 212 der ersten Hauptablenkseheibe 210 angeordnet. Ausserdem ist die erste äussere Ablenkscheibe 250 um einen ersten äusseren Neigungswinkel 250.1 von z. B. 40° in Bezug auf die erste Ebene 202 geneigt.

[0079] Ähnlich ist die zweite Hauptablenkscheibe 220 des zweiten Mischers 20 an ihrer schrägen Seite 224 mit einer zweiten äusseren Ablenkscheibe 260 auf Gehrung verbunden. Die zweite äussere Ablenkscheibe 260 ist längs ihrer langen Seite 261 mit der schrägen Seite 224 der zweiten Hauptablenkscheibe 220 auf Gehrung verbunden. Die lange Seite 261 der zweiten äusseren Ablenkscheibe 260 und die schräge Seite 224 der zweiten Hauptablenkscheibe 220 besitzen dieselbe Länge und sind parallel zueinander angeordnet. Ferner steht die zweite äussere Ablenkscheibe 260 von der Ebene der zweiten Hauptablenkscheibe 220 hervor. Hierbei ist die kurze Seite 262 der zweiten äusseren Ablenkscheibe 260 in der zweiten Ebene 203 enthalten. Die kurze Seite 262 der zweiten äusseren Ablenkscheibe 260 ist senkrecht zur kurzen parallelen Seite 222 der zweiten Hauptablenkscheibe 220 angeordnet. Ausserdem ist die zweite äussere Ablenkscheibe 260 um einen zweiten äusseren Neigungswinkel 260.1 von z.B. 40° in Bezug auf die erste Ebene 202 geneigt.

[0080] Ebenso ist die dritte Hauptablenkscheibe 230 des zweiten Mischers 20 an ihrer schrägen Seite 234 mit einer dritten äusseren Ablenkscheibe 270 auf Gehrung verbunden. Die dritte äussere Ablenkscheibe 270 ist längs ihrer langen Seite 271 mit der schrägen Seite 234 der dritten Hauptablenkscheibe 230 auf Gehrung verbunden. Die lange Seite 271 der dritten äusseren Ablenkscheibe 270 und die schräge Seite 234 der dritten Hauptablenkscheibe 230 besitzen dieselbe Länge und sind parallel zueinander angeordnet. Ferner steht die dritte äussere Ablenkscheibe 270 von der Ebene der dritten Hauptablenkscheibe 230 hervor. Hierbei ist die kurze Seite 272 der dritten äusseren Ablenkscheibe, 270 in der zweiten Ebene 203 enthalten. Die kurze Seite 272 der dritten äusseren Ablenkscheibe 270 ist senkrecht zur kurzen parallelen Seite 232 der dritten Hauptablenkscheibe 230 angeordnet. Ausserdem ist die dritte äussere Ablenkscheibe 270 um einen dritten äusseren Neigungswinkel 270.1 von z.B. 40° in Bezug auf die erste Ebene 202 geneigt.

[0081] Schliesslich ist die vierte Hauptablenkscheibe 240 des zweiten Mischers 20 an ihrer schrägen Seite 244 mit einer vierten äusseren Ablenkscheibe 280 auf Gehrung verbunden. Die vierte äussere Ablenkscheibe 280 ist längs ihrer langen Seite 281 mit der schrägen Seite 244 der vierten Hauptablenkscheibe 240 auf Gehrung verbunden. Die lange Seite 281 der vierten äusseren Ablenkscheibe 280 und die schräge Seite 244 der vierten Hauptablenkscheibe 240 besitzen dieselbe Länge und sind parallel zueinander angeordnet. Ferner steht die vierte äussere Ablenkscheibe 280 von der Ebene der vierten Hauptablenkscheibe 240 hervor. Hierbei ist die kurze Seite 282 der vierten äusseren Ablenkscheibe 280 in der zweiten Ebene 203 enthalten. Die kurze Seite 282 der vierten äusseren Ablenkscheibe 280 ist senkrecht zur kurzen parallelen Seite 242 der vierten Hauptablenkscheibe 240 angeordnet. Ausserdem ist die vierte äussere Ablenkscheibe 280 um einen vierten Neigungswinkel 280.1 von z.B. 40° in Bezug auf die erste Ebene 202 geneigt.

[0082] Auf diese Weise sind sämtliche vier äusseren Ablenkscheiben 250, 260, 270, 280 der Konstruktion nach im Wesentlichen gleich.

[0083] Wie in Fig. 5 am besten zu sehen ist, weist in einer Projektion auf die erste Ebene 202 der zweite Mischer 20 eine sonnenradähnliche Struktur mit gekrümmten Armen und einer kreisförmigen Umfangseinhüllenden auf. Ausserdem gibt es zwischen den Ablenkscheiben 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 208 in einer Projektion auf die erste Ebene 202 keine Überlappung.

[0084] Es ist ersichtlich, dass der zweite Mischer 20 für Röhren oder Kanäle mit kreisförmigem Querschnitt besonders geeignet ist.

[0085] Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten statischen Mischers 30 mit einer einzigen Grundeinheit 300. Der dritte statische Mischer ist im Wesentlichen eine Abwandlung des zweiten Mischers 20. Der dritte statische Mischer 30 enthält eine erste Hauptablenkscheibe 310, eine zweite Hauptablenkscheibe 320, eine dritte Hauptablenkscheibe 330 und eine vierte Hauptablenkscheibe 340, wobei die vier Hauptablenkscheiben 310, 320, 330, 340 des dritten Mischers 30 zu den in den Fig. 4–6gezeigten vier Hauptablenkscheiben 210, 220, 230, 240 des zweiten Mischers 20 im Wesentlichen gleich sind. Ebenso ist die Anordnung der vier Hauptablenkscheiben 310, 320, 330, 340 um die zentrale Verbindungsstelle 301 des dritten Mischers 30 im Wesentlichen gleich jener beim zweiten Mischer 20. Wie beim zweiten Mischer 20 sind die langen parallelen Seiten 311, 321, 331, 341 der vier Hauptablenkscheiben 310, 320, 330, 340 in einer ersten Ebene 302 enthalten, während sämtliche kurzen parallelen Seiten 312, 322, 332, 342 der vier Hauptablenkscheiben 310, 320, 330, 340 in einer zweiten Ebene 303 enthalten sind, wobei die zwei Ebenen 302, 303 voneinander versetzt und parallel zueinander sind (siehe auch Fig. 9 und 10).

[0086] Jedoch unterscheiden sich die äusseren Ablenkscheiben 350, 360, 370, 380 des dritten Mischers 30 der Form und Grösse nach von den äusseren Ablenkscheiben 250, 260, 270, 280 des zweiten Mischers 20. Speziell besitzt jede der vier äusseren Ablenkscheiben 350, 360, 370, 380 des dritten Mischers 30 eine rechtwinklige Trapezform.

[0087] Die erste äussere Ablenkscheibe 350 weist eine lange parallele Seite 351 und eine kurze parallele Seite 352, die parallel zueinander sind, auf. Ferner enthält die erste äussere Ablenkscheibe 350 eine senkrechte Seite 353, die zu den zwei parallelen Seiten 351, 352 senkrecht ist, und eine schräge Seite 354. Eine primäre rechtwinklige Ecke 355 der ersten äusseren Ablenkscheibe 350 ist am Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite 351 und der senkrechten Seite 353 angeordnet.

[0088] Die zweite äussere Ablenkscheibe 360, die dritte äussere Ablenkscheibe 370 und die vierte äussere Ablenkscheibe 380 sind der Konstruktion nach zur ersten äusseren Ablenkscheibe 350 im Wesentlichen gleich. Beim dritten Mischer 300 sind sämtliche Hauptablenkscheiben 310, 320, 330, 340 und sämtliche äussere Ablenkscheiben 350, 360, 370, 380 von gleicher Konstruktion. Mit anderen Worten, sämtliche Ablenkscheiben 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380 des dritten Mischers 30 besitzen dieselbe Form und Grösse.

[0089] Die erste äussere Ablenkscheibe 350 ist längs ihrer schrägen Seite 354 mit der schrägen Seite 314 der ersten Hauptablenkscheibe 310 auf Gehrung verbunden. Die schräge Seite 354 der ersten äusseren Ablenkscheibe 350 und die schräge Seite 314 der ersten Hauptablenkscheibe 310 besitzen, dieselbe Länge und sind parallel zueinander angeordnet. Dadurch grenzt die stumpfwinklige Ecke der ersten Hauptablenkscheibe 310 an die stumpfwinklige Ecke der ersten äusseren Ablenkscheibe 350 an. Ähnlich grenzt die spitzwinklige Ecke 317 der ersten Hauptablenkscheibe 310 an die spitzwinklige Ecke der ersten äusseren Ablenkscheibe 350 an.

[0090] Ferner steht die erste äussere Ablenkscheibe 350 von der Ebene der ersten Hauptablenkscheibe 310 hervor. Hierbei ist die lange parallele Seite 351 der ersten äusseren Ablenkscheibe 350 in der ersten Ebene 302 enthalten. Die lange parallele Seite 352 der ersten äusseren Ablenkscheibe 350 ist senkrecht zur langen parallelen Seite 311 der ersten Hauptablenkscheibe 310 angeordnet. Ebenso ist die kurze parallele Seite 352 der ersten, äusseren Ablenkscheibe 350, die in der zweiten Ebene 303 enthalten ist, ferner senkrecht zur kurzen parallelen Seite 312 der ersten Hauptablenkscheibe 350. Ausserdem ist die erste äussere Ablenkscheibe 350 um denselben Neigungswinkel wie die erste Hauptablenkscheibe 310 von z.B. 40° in Bezug auf die erste Ebene 202 geneigt.

[0091] Ähnlich ist die zweite äussere Ablenkscheibe 360 längs ihrer schrägen Seite 364 mit der schrägen Seite 324 der zweiten Hauptablenkscheibe 320 in derselben Weise wie die erste äussere Ablenkscheibe 350 mit der ersten Hauptablenkscheibe 310 auf Gehrung verbunden. Dasselbe trifft für die dritte äussere Ablenkscheibe 370, die längs ihrer schrägen Seite 374 mit der schrägen Seite 334 der dritten Hauptablenkscheibe 330 auf Gehrung verbunden ist, und die vierte äussere Ablenkscheibe 380, die längs ihrer schrägen Seite 384 mit der schrägen Seite 344 der vierten Hauptablenkscheibe 340 auf Gehrung verbunden ist, zu. Dabei sind sämtliche langen parallelen Seiten 351, 361, 371, 381 der äusseren Ablenkscheiben 350, 360, 370, 380 in der ersten Ebene 202 angeordnet, während sämtliche kurzen parallelen Seiten 352, 362, 372, 382 der äusseren Ablenkscheiben 350, 360, 370, 380 in der zweiten Ebene 203 des dritten statischen Mischers 30 angeordnet sind.

[0092] In einer Projektion auf die erste Ebene 302 weist der dritte Mischer 30 eine sonnenradähnliche Struktur mit einer quadratischen Umfangseinhüllenden auf. Es gibt in einer Projektion auf die erste Ebene 302 keine Überlappung zwischen den Ablenkscheiben 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380.

[0093] Es ist ersichtlich, dass der dritte Mischer 30 für Röhren oder Kanäle mit quadratischem Querschnitt besonders geeignet ist.

[0094] Die Fig. 8–10 zeigen schematische Darstellungen eines vierten statischen Mischers 40, der aus vier miteinander verbundenen Grundeinheiten 300a, 300b, 300c, 300d gebildet ist. Sämtliche vier Grundeinheiten 300a, 300b, 300c, 300d sind der Konstruktion nach im Wesentlichen gleich der Grundeinheit 300 des in Fig. 7gezeigten dritten statischen Mischers 30.

[0095] Beim vierten statischen Mischer 40 ist die erste Grundeinheit 300a an der spitzwinkligen Ecke 337a der dritten Hauptablenkscheibe 330a mit der spitzwinkligen Ecke 317a der ersten Hauptablenkscheibe 310b der zweiten Grundeinheit 300b verbunden. Ausserdem ist die primäre rechtwinklige Ecke 365a der zweiten äusseren Ablenkscheibe 360a der ersten Grundeinheit 300a mit der primären rechtwinkligen Ecke 355b der ersten äusseren Ablenkscheibe 350b der zweiten Grundeinheit 300b verbunden. Ferner ist die primäre rechtwinklige Ecke 375a der dritten äusseren Ablenkscheibe 370a der ersten Grundeinheit 300a mit der primären rechtwinkligen Ecke 385b der vierten äusseren Ablenkscheibe 380b der zweiten Grundeinheit 300b verbunden. Hierbei sind sämtliche oben erwähnten Verbindungen untereinander in der ersten Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a angeordnet. Ausserdem sind sowohl die lange parallele Seite der dritten Hauptablenkscheibe 330a der ersten Grundeinheit 300a als auch die lange parallele Seite der ersten Hauptablenkscheibe 310b der zweiten Grundeinheit 300b auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet.

[0096] Ähnlich ist die zweite Grundeinheit 300b an der spitzwinkligen Ecke 347b der vierten Hauptablenkscheibe 340b mit der spitzwinkligen Ecke 327c der zweiten Hauptablenkscheibe 320c der dritten Grundeinheit 300c verbunden. Ausserdem ist die primäre rechtwinklige Ecke 375b der dritten äusseren Ablenkscheibe 370b der zweiten Grundeinheit 300b mit der primären rechtwinkligen Ecke 365c der zweiten äusseren Ablenkscheibe 360c der dritten Grundeinheit 300c verbunden. Ferner ist die primäre rechtwinklige Ecke 385b der vierten äusseren Ablenkscheibe 380b der zweiten Grundeinheit 300b mit der primären rechtwinkligen Ecke 355c der ersten äusseren Ablenkscheibe 350c der dritten Grundeinheit 300c verbunden. Ebenso sind sämtliche oben erwähnten Verbindungen untereinander in der ersten Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a angeordnet. Ausserdem sind sowohl die lange parallele Seite der vierten Hauptablenkscheibe 340b der zweiten Grundeinheit 300b als auch die lange parallele Seite der zweiten Hauptablenkscheibe 320c der dritten Grundeinheit 300c auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet.

[0097] Ähnlich ist die dritte Grundeinheit 300c an der spitzwinkligen Ecke 317c der ersten Hauptablenkscheibe 310c mit der spitzwinkligen Ecke 337d der dritten Hauptablenkscheibe 330d der vierten Grundeinheit 300d verbunden. Ausserdem ist die primäre rechtwinklige Ecke 385c der vierten äusseren Ablenkscheibe 380c der dritten Grundeinheit 300c mit der primären rechtwinkligen Ecke 375d der dritten äusseren Ablenkscheibe 370d der vierten Grundeinheit 300d verbunden. Ferner ist die primäre rechtwinklige Ecke 355c der ersten äusseren Ablenkscheibe 350c der dritten Grundeinheit 300c mit der primären rechtwinkligen Ecke 365d der zweiten äusseren Ablenkscheibe 360d der vierten Grundeinheit 300d verbunden. Wiederum sind sämtliche oben erwähnten Verbindungen in der ersten Ebene 302a der ersten Basiseinheit 300a angeordnet. Darüber hinaus sind sowohl die lange parallele Seite der ersten Hauptablenkscheibe 310c der dritten Grundeinheit 300c als auch die lange parallele Seite der dritten Hauptablenkscheibe 330d der vierten Grundeinheit 300d auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet.

[0098] Ebenso ist die vierte Grundeinheit 300d an der spitzwinkligen Ecke 327d der zweiten Hauptablenkscheibe 320d mit der spitzwinkligen Ecke 347a der vierten Hauptablenkscheibe 340a der ersten Grundeinheit 300a verbunden. Ausserdem ist die primäre rechtwinklige Ecke 355d der ersten äusseren Ablenkscheibe 350d der vierten Grundeinheit 300d mit der primären rechtwinkligen Ecke 385a der vierten äusseren Ablenkscheibe 380a der ersten Grundeinheit 300a verbunden. Ferner ist die primäre rechtwinklige Ecke 365d der zweiten äusseren Ablenkscheibe 360d der vierten Grundeinheit 300d mit der primären rechtwinkligen Ecke 375a der dritten äusseren Ablenkscheibe 370a der ersten Grundeinheit 300a verbunden. Einmal mehr sind sämtliche oben erwähnten Verbindungen untereinander in der ersten Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a angeordnet. Ausserdem sind sowohl die lange parallele Seite der zweiten Hauptablenkscheibe 320d der vierten Grundeinheit 300d als auch die lange parallele Seite der vierten Hauptablenkscheibe 340a der ersten Grundeinheit 300a auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet.

[0099] Mit anderen Worten, die vier Grundeinheiten 300a, 300b, 300c, 300d sind nebeneinander in zwei Reihen und zwei Linien in einer gemeinsamen Ebene, die die erste Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a ist, angeordnet.

[0100] Sämtliche Ablenkscheiben der vier Grundeinheiten 300a, 300b, 300c, 300d sind im Wesentlichen gleich in der Konstruktion und um denselben Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a geneigt. In einer Projektion auf die erste Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a gibt es beim vierten statischen Mischer 40 keine Überlappung der Ablenkscheiben. Ausserdem sind sämtliche langen parallelen Seiten der Hauptablenkscheiben und der äusseren Ablenkscheiben in der ersten Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a angeordnet, während sämtliche kurzen parallelen Seiten der Hauptablenkscheiben und der äusseren Ablenkscheiben in der zweiten Ebene 302a der ersten Grundeinheit 300a angeordnet sind.

[0101] In einer Projektion auf die erste Ebene 302a weist der vierte Mischer 40 eine quadratische Umfangseinhüllende auf. Es gibt in der Projektion auf die erste Ebene 302a keine Überlappung zwischen den Ablenkscheiben.

[0102] Fig. 11 stellt einen Querschnitt des vierten Mischers 40, der in einer Hohlröhre 41 mit einem quadratischen Querschnitt angebracht ist, dar. Fig. 12 zeigt einen entsprechenden Längsschnitt von Fig. 11längs der Linie A–A. Der vierte Mischer 40 ist so angebracht, dass die erste Ebene 302a senkrecht zur Längsachse 42 der Röhre 41 ist. Die erste Ebene 302a ist stromabwärts in Bezug auf eine Fluidströmung 43 orientiert, während die zweite Ebene 303a stromaufwärts orientiert ist. Im Wesentlichen bedeckt der vierte Mischer 40 den gesamten Röhrenquerschnitt.

[0103] Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften statischen Mischers 50 mit einer einzigen Grundeinheit 500. Die Grundeinheit 500 ist aus vier Hauptablenkscheiben 510, 520, 530, 540 und vier äusseren Ablenkscheiben 550, 560, 570, 580 gebildet, die alle eine rechtwinklige Trapezform besitzen. Die Ablenkscheiben der Grundeinheit 500 sind ähnlich wie die Ablenkscheiben der Grundeinheit 300 des in Fig. 7gezeigten dritten statischen Mischers 30 angeordnet und miteinander verbunden.

[0104] Jedoch sind bei der Grundeinheit 500 des fünften statischen Mischers 50 benachbarte Hauptablenkscheiben der Grösse und Form nach verschieden, während die Hauptablenkscheiben, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle 501 diagonal entgegengesetzt zueinander sind, in der Konstruktion im Wesentlichen gleich sind.

[0105] Speziell ist die lange parallele Seite 511 der ersten Hauptablenkscheibe 510 länger als die lange parallele Seite 521 der benachbarten zweiten Hauptablenkscheibe 520. Ebenso ist die kurze parallele Seite 512 der ersten Hauptablenkscheibe 510 länger als die kurze parallele Seite 522 der zweiten Hauptablenkscheibe 520. Die dritte Hauptablenkscheibe 530, die zur ersten Hauptablenkscheibe 510 in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle. 501 diagonal entgegengesetzt ist, besitzt dieselbe Grösse und Form wie die erste Hauptablenkscheibe 510. Die vierte Hauptablenkscheibe 540, die zur zweiten Hauptablenkscheibe 520 in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle 501 diagonal entgegengesetzt ist, besitzt dieselbe Grösse und Form wie die zweite Hauptablenkscheibe 520.

[0106] Die erste äussere Ablenkscheibe 550, die mit der ersten Hauptablenkscheibe 510 auf Gehrung verbunden ist, besitzt dieselbe Grösse und Form wie die zweite Hauptablenkscheibe 520. Ferner besitzt die zweite äussere Ablenkscheibe 560, die mit der zweiten Hauptablenkscheibe 520 auf Gehrung verbunden ist, dieselbe Grösse und Form wie die erste Hauptablenkscheibe 510. Die dritte äussere Ablenkscheibe 570, die mit der dritten Hauptablenkscheibe 530 auf Gehrung verbunden ist, besitzt wiederum dieselbe Grösse und Form wie die zweite Hauptablenkscheibe 520 oder die erste äussere Ablenkscheibe 550. Schliesslich besitzt die vierte äussere Ablenkscheibe 580, die mit der vierten Hauptablenkscheibe 540 auf Gehrung verbunden ist, dieselbe Grösse und Form wie die erste Hauptablenkscheibe 510 oder die zweite äussere Ablenkscheibe 560. Folglich ist die weitere Grundeinheit 500 aus zwei verschiedenen Typen von Ablenkscheiben gebildet.

[0107] Ähnlich wie die Grundeinheit 300 von Fig. 7sind sämtliche langen parallelen Seiten der vier Hauptablenkscheiben 510, 520, 530, 540 und sämtliche langen parallelen Seiten der vier äusseren Ablenkscheiben 550, 560, 570, 580 in einer ersten Ebene der Grundeinheit 500 angeordnet, während sämtliche kurzen parallelen Seiten der vier Hauptablenkscheiben 510, 520, 530, 540 und sämtliche kurzen parallelen Seiten der vier äusseren Ablenkscheiben 550, 560, 570, 580 in einer zweiten Ebene (in Fig. 13 nicht gezeigt) der Grundeinheit 500 angeordnet sind. Wie bei der Grundeinheit 300 von Fig. 7 sind die erste und die zweite Ebene ebenenparallel und voneinander versetzt.

[0108] Neigungswinkel von Ablenkscheiben, die dieselbe Grösse und Form besitzen, sind gleich, während Neigungswinkel von Ablenkscheiben, die der Grösse und Form nach verschieden sind, verschieden sind. Ausserdem besitzen schräge Seiten von Ablenkscheiben, die auf Gehrung miteinander verbunden sind, die gleiche Länge.

[0109] In einer Projektion auf die erste Ebene weist die weitere Grundeinheit eine langgestreckte sonnenradähnliche Struktur mit einer rechtwinkligen Umfangseinhüllenden auf. Es gibt in einer Projektion auf die erste Ebene keine Überlappung zwischen den Ablenkscheiben 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580.

[0110] Die Fig. 14–16 zeigen schematische Darstellungen eines sechsten statischen Mischers 60, der aus neun miteinander verbundenen Grundeinheiten gebildet ist. Sämtliche neun Grundeinheiten sind der Konstruktion nach im Wesentlichen gleich zur Grundeinheit 500 des in Fig. 13 gezeigten fünften statischen Mischers 50. Die neun. Grundeinheiten des sechsten statischen Mischers 60 sind nebeneinander in drei Reihen und drei Linien in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Verbindung zwischen den Grundeinheiten beim sechsten statischen Mischer 60 ist im Wesentlichen analog zum vierten statischen Mischer 40.

[0111] Tests der oben erwähnten statischen Mischer 10, 20, 30, 40, 50, 60, installiert in Röhren, haben gezeigt, dass homogene Geschwindigkeitsverteilungen von zu mischenden Fluiden bereits in einem Abstand erreicht werden, der dem 1- bis -2-fachen des hydraulischen Durchmessers der Röhre entspricht. Gleichzeitig wurde in einem weiten Bereich unterschiedlicher Anwendungen eine höhere Mischungsgüte erzielt.

[0112] Es hat sich insbesondere gezeigt, dass die erfindungsgemässen Mischer sehr gut dazu geeignet sind, Fluide mit hohen Staub- und/oder Teilchenkonzentrationen wie etwa Abgase von mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Kraftwerken zu mischen. Es hat sich speziell gezeigt, dass die erfindungsgemässen Mischer sehr nützlich sind, um Abgase, die Stickoxide (NOx) enthalten, und hohe Staubkonzentrationen aufweisen, mit Ammoniak (NH3) in Apparaten für selektive katalytische Reduktionen (SKR) zu mischen.

[0113] Die Erfindung ist nicht auf die oben besprochenen Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist es beispielsweise möglich, eine oder zwei oder drei der Hauptablenkscheiben 110, 120, 130, 140 beim ersten statischen Mischer 10 wegzulassen. Ein einfacherer statischer Mischer kann beispielsweise aus lediglich zwei der vier Hauptablenkscheiben 110, 120, 130, 140 des ersten statischen Mischers 10 gebildet sein. Eine mögliche Konfiguration für einen solchen einfachen statischen Mischer ist z.B. aus lediglich der ersten Hauptablenkscheibe 110 und der dritten Hauptablenkscheibe 130 gebildet, die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle 101 diagonal entgegengesetzt angeordnet sind. In diesem Fall sind die zweite Hauptablenkscheibe 120 und die vierte Hauptablenkscheibe weggelassen. Alternativ kann ein weiterer einfacher statischer Mischer mit zwei Hauptablenkscheiben beispielsweise aus lediglich der ersten Hauptablenkscheibe 110 und der benachbarten zweiten Hauptablenkscheibe 120 gebildet sein. Folglich sind die dritte Hauptablenkscheibe 130 und die vierte Hauptablenkscheibe 140 weggelassen. Analog trifft dasselbe für die anderen statischen Mischer 20, 30, 40, 50, 60 zu, wobei eine äussere Ablenkscheibe, die mit einer entfallenen Hauptablenkscheibe auf Gehrung verbunden ist, insbesondere ebenso weggelassen ist.

[0114] Alternativ oder zusätzlich können die statischen Mischer 10, 20, 30, 40, 50, 60 mit zusätzlichen Ablenkscheiben ausgestattet sein.

[0115] Ausserdem können bei den ersten vier statischen Mischern 10, 20, 30, 40 eine oder mehrere der Hauptablenkscheiben eine verschiedene Grösse und/oder eine verschiedene Form besitzen. Ferner können einer oder mehrere der Neigungswinkel verschieden sein.

[0116] Im Allgemeinen können eine oder mehrere der äusseren Ablenkscheiben bei den statischen Mischern 20, 30, 40, 50, 60 durch anders geformte Ablenkscheiben ersetzt oder weggelassen sein. Ferner können Hauptablenkscheiben der statischen Mischer 20, 30, 40, 50, 60 mit mehr als einer äusseren Ablenkscheibe ausgestattet sein.

[0117] Beim vierten statischen Mischer 40 und beim sechsten statischen Mischer 60 können die einzigen Grundeinheiten 300a, 300b, 300c, 300d, 500 ebenso versetzt voneinander und/oder in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Wohlgemerkt ist es auch möglich, weitere Grundeinheiten hinzuzufügen oder eine oder mehrere der Grundeinheiten vom vierten statischen Mischer 40 und/oder vom sechsten statischen Mischer 60 zu entfernen. Dies ermöglicht beispielsweise ein Anpassen der Form des statischen Mischers an Röhren oder Kanäle mit polygonalen Querschnitten mit mehr als vier Ecken. Die zusätzlichen Grundeinheiten müssen der Konstruktion nach nicht unbedingt zu den anderen Grundeinheiten gleich sein. Im Gegenteil, es ist unproblematisch, einen statischen Mischer aus mehreren unterschiedlichen Grundeinheiten aufzubauen.

[0118] Die äusseren Ablenkscheiben 350a, 360b, 370c, 380d beim vierten statischen Mischer 40 können beispielsweise durch äussere Ablenkscheiben mit einer gekrümmten Seite, z.B. einer äusseren Ablenkscheibe des zweiten statischen Mischers 20, ersetzt sein. Dies ermöglicht speziell das Anbringen des vierten statischen Mischers 40 in einer Röhre mit runden Ecken. Dasselbe trifft für den sechsten statischen Mischer 60 zu.

[0119] Überdies können sämtliche statischen Mischer 10, 20, 30, 40 z.B. zusätzliche Ablenkscheiben und/oder Montagevorrichtungen aufweisen.

[0120] In Fig. 11 muss der statische Mischer nicht unbedingt den gesamten Querschnitt der Röhre bedecken. Je nach spezifischer Anwendung könnte ein kleiner statischer Mischer, der nur einen Teil des Röhrenquerschnitts bedeckt, von Vorteil sein.

[0121] Zusammenfassend ist anzumerken, dass eine neue Art von statischem Mischer geschaffen wird, der insbesondere sehr flexibel in der Anwendung ist. Der erfindungsgemässe Mischer weist speziell eine hohe Mischungsgüte auf, wobei gleichzeitig ein Mischungsweg sowie ein Druckabfall des Mischers minimal sind.

Claims (30)

1. Statischer Mischer (10, 20, 30, 40, 50, 60), insbesondere zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid und/oder mit Feststoff, mit wenigstens einer Grundeinheit (100, 200, 300, 500), wobei die jeweilige Grundeinheit wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) mit jeweils einer rechtwinkligen Trapezform enthält, wobei jede der Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) eine lange parallele Seite (111, 121, 131, 141) und eine kurze parallele Seite (112, 122, 132, 142), die parallel zueinander sind, eine senkrechte Seite (113, 123, 133, 143), die zu den zwei parallelen Seiten senkrecht ist, eine schräge Seite (114, 124, 134, 144), eine primäre rechtwinklige Ecke (115, 125, 135, 145) an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite (111, 121, 131, 141) und der senkrechten Seite (113, 123, 133, 143), eine spitzwinklige Ecke (117, 127, 137, 147) an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite (111, 121, 131, 141) und der schrägen Seite (114, 124, 134, 144) und eine stumpfwinklige Ecke (118, 128, 138, 148) an einem Schnittpunkt zwischen der kurzen parallelen Seite (112, 122, 132, 142) und der schrägen Seite (114, 124, 134, 144) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) der Grundeinheit (100) in einer sternartigen oder propellerartigen Weise angeordnet sind, wobei jede der langen parallelen Seiten (111, 121, 131, 141) der Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) in einer ersten Ebene (102) liegt, wobei die primären rechtwinkligen Ecken (115, 125, 135, 145) der jeweiligen Hauptablenkscheibe (110, 120, 130, 140) an einer zentralen Verbindungsstelle (101) in der ersten Ebene (102) zusammentreffen und jede der Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) um einen Neigungswinkel (110.1, 120.1, 130.1, 140.1) grösser als 0° und kleiner als 90° in Bezug auf die erste Ebene geneigt ist.

2. Statischer Mischer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Grundeinheit wenigstens vier, vorzugsweise genau vier Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) enthält.

3. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch, dass jede der kurzen parallelen Seiten (112, 122, 132, 142) der Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) in einer zweiten Ebene (103) liegt, wobei die zweite Ebene (103) zur ersten Ebene (102) parallel und von dieser versetzt ist.

4. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel (110.1, 120.1, 130.1, 140.1) der Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) im Bereich von 20° bis 60°, insbesondere im Bereich von 30° bis 50°, liegen.

5. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) von gleicher Grösse und Form sind, insbesondere sämtliche Hauptablenkscheiben (110, 120, 130, 140) von gleicher Grösse und Form sind.

6. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Grundeinheit (100, 200, 300, 500) zwei Paare von Hauptablenkscheiben enthält, die der Grösse und Form nach gleich sind.

7. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass lange parallele Seiten (111, 131) der Hauptablenkscheiben (110, 130), die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle (101) diagonal entgegengesetzt sind, parallel zueinander angeordnet sind.

8. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Hauptablenkscheiben (110, 130), die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle (101) diagonal entgegengesetzt sind, von gleicher Grösse und Form und um denselben Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene (102) geneigt sind.

9. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stumpfwinkligen Ecken (118, 138) derjenigen Hauptablenkscheiben (110, 130), die in Bezug auf die zentrale Verbindungsstelle (101) diagonal entgegengesetzt sind, fern von der zentralen Verbindungsstelle (101) und fern voneinander angeordnet sind.

10. Statischer Mischer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die langen parallelen Seiten (111, 121) benachbarter. Hauptablenkscheiben (110, 120) senkrecht zueinander angeordnet sind.

11. Statischer Mischer (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Hauptablenkscheiben (510, 520) von verschiedener Grösse und Form und um verschiedene Neigungswinkel in Bezug auf die erste Ebene geneigt sind.

12. Statischer Mischer (20, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Hauptablenkscheiben (210, 220, 230, 240) an ihrer schrägen Seite (214, 224, 234, 244) mit wenigstens einer äusseren Ablenkscheibe (250, 260, 270, 280) auf Gehrung verbunden ist, wobei die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe (250, 260, 270, 280) von einer Ebene der wenigstens einen Hauptablenkscheibe (210, 220, 230, 240) hervorsteht.

13. Statischer Mischer (20, 30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Hauptablenkscheiben (210, 220, 230, 240) an ihrer schrägen Seite (214, 224, 234, 244) mit einer der äusseren Ablenkscheiben(250, 260, 270, 280) auf Gehrung verbunden ist.

14. Statischer Mischer (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe (250, 260, 270, 280) flach ist und zwei gerade Seiten (251, 252, 261, 262, 271, 272, 281, 282) und eine gekrümmte Seite (253, 263, 273, 283) aufweist.

15. Statischer Mischer (30, 40, 50, 60) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) eine rechtwinklige Trapezform besitzt und eine lange parallele Seite (351, 361, 371, 381) und eine kurze parallele Seite (352, 362, 372, 382), die parallel zueinander sind, eine senkrechte Seite (353, 363, 373, 383), die senkrecht zur kurzen parallelen Seite und zur langen parallelen Seite angeordnet ist, eine schräge Seite (354, 364, 374, 384), eine primäre rechtwinklige Ecke (355, 365, 375, 385) an einem Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite (351, 361, 371, 381) und der senkrechten Seite (353, 363, 373, 383), eine spitzwinklige Ecke (317, 327, 337, 347) am Schnittpunkt zwischen der langen parallelen Seite (351, 361, 371, 381) und der schrägen Seite (354, 364, 374, 384) und eine stumpfwinklige Ecke am Schnittpunkt zwischen der kurzen parallelen Seite (352, 362, 372, 382) und der schrägen Seite (354, 364, 374, 384) aufweist.

16. Statischer Mischer (30) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) an ihrer schrägen Seite (354, 364, 374, 384) mit der Hauptablenkscheibe (310, 320, 330, 340) auf Gehrung verbunden ist, die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) auf Gehrung verbunden ist.

17. Statischer Mischer (30) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der schrägen Seite (354, 364, 374, 384) der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) und die Länge der schrägen Seite (314, 324, 334, 344) der Hauptablenkscheibe (310, 320, 330, 340), die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) auf Gehrung verbunden ist, gleich sind.

18. Statischer Mischer (30) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die lange parallele Seite (351, 361, 371, 381) der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) in der ersten Ebene der jeweiligen Grundeinheit (300) liegt und die kurze parallele Seite (352, 362, 372, 382) der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) in der zweiten Ebene der Grundeinheit (300) liegt und ausserdem die wenigstens eine äussere Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) um einen Neigungswinkel grösser als 0° und kleiner als 90° in Bezug auf die erste Ebene geneigt ist.

19. Statischer Mischer (30) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die lange parallele Seite (351, 361, 371, 381) der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) zur langen parallelen Seite (311, 321, 331, 341) der Hauptablenkscheibe (310, 320, 330, 340), die mit der wenigstens einen äusseren Ablenkscheibe (350, 360, 370, 380) auf Gehrung verbunden ist, senkrecht ist.

20. Statischer Mischer (30) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Grundeinheit (300) wenigstens zwei äussere Ablenkscheiben (350, 350, 370, 380) enthält, die von gleicher Grösse und Form sind.

21. Statischer Mischer (30) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Grundeinheit (300) wenigstens zwei äussere Ablenkscheiben (350, 360, 370, 380) enthält, die von verschiedener Grösse und Form sind und die der Grösse und Form nach zu zwei der Hauptablenkscheiben (310, 320, 330, 340) gleich sind.

22. Statischer Mischer (30, 40) nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Projektion auf die erste Ebene (302a) die jeweilige Grundeinheit (300, 300a, 300b, 300c, 300d) eine sonnenradähnliche Form und/oder eine kreuzartige Struktur mit rechtwinklig abgebogenen Armen aufweist.

23. Statischer Mischer (30, 40) nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Projektion auf die erste Ebene (302a) sämtliche Hauptablenkscheiben und/oder sämtliche äusseren Ablenkscheiben der Grundeinheit (300, 300a, 300b, 300c, 300d) keinerlei Überlappung aufweisen.

24. Statischer Mischer (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer mehrere Grundeinheiten (300a, 300b, 300c, 300d) enthält, wobei sämtliche ersten Ebenen (302a) der mehreren Grundeinheiten (300a, 300b, 300c, 300d) koplanar sind und vorzugsweise sämtliche Grundeinheiten (300a, 300b, 300c, 300d) eine ähnliche Struktur besitzen.

25. Statischer Mischer (40) Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine spitzwinklige Ecke (337a, 347a) einer der Hauptablenkscheiben (330a, 340a) der wenigstens einen Grundeinheit (300a) mit einer spitzwinkligen Ecke (317b, 347b) einer der Hauptablenkscheiben (310b, 340b) einer benachbarten Grundeinheit (300b) verbunden ist.

26. Statischer Mischer (40) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine primäre rechtwinklige Ecke (365a, 375a) einer der äusseren Ablenkscheiben (360a, 370a) der wenigstens einen Grundeinheit (300a) mit einer primären rechtwinkligen Ecke (355b, 385b) einer der äusseren Ablenkscheiben (350b, 380b) der benachbarten Grundeinheit (300b) verbunden ist.

27. Statischer Mischer (40) nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Projektion auf die erste Ebene (302a) sämtliche Grundeinheiten (300a, 300b, 300c, 300d) keinerlei Überlappung aufweisen.

28. Röhre (41), insbesondere eine Gas leitende Röhre eines mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Kraftwerks und/oder eine Rauchgas leitende Röhre eines Apparats für Rauchgasdenitrifikation (DeNOx) durch Anwendung selektiver katalytischer Reduktionen (SKR), die einen statischen Mischer (40) nach einem der Ansprüche 3 bis 27 enthält, wobei speziell die erste Ebene (302a) des statischen Mischers (40) senkrecht zu einer Längsrichtung (42) der Röhre (41) orientiert ist, wobei vorzugsweise die erste Ebene (302a) stromabwärts orientiert ist und die zweite Ebene (303a) stromaufwärts orientiert ist.

29. Röhre (41) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grösse und eine Form des statischen Mischers (40) so angepasst sind, dass der statische Mischer (40) den gesamten Teil eines Querschnitts der Röhre (41) bedeckt.

30. Verwendung eines statischen Mischers (10, 20, 30, 40, 50, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 27 zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid und/oder zum Mischen eines Fluids mit Feststoff.