DE10015109A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung gleich großer Tropfen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung gleich großer TropfenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Vorrichtungen zur Herstellung monodisperser Tropfen mit einer Zweistoffdüse. Die Vorrichtungen bestehen jeweils aus einer Vorkammer (1), in die wenigstens eine Düse (2) für ein flüssiges Medium und wenigstens ein Eintrittskanal (3) für ein gasförmiges Medium einmündet (Fig. 1). DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein laminarer Flüssigkeitsstrahl aus einer Düse durch einen Gasstrom in einer Vorkammer infolge des angewendeten Drucks gedehnt wird, und gemeinsam mit dem Gas durch eine Öffnung aus dieser Vorkammer ausströmt, wobei das Gas oder die Flüssigkeit (Fig. 1) in periodische Schwingungen versetzt wird. DOLLAR A Das Ausbilden von Satellitentropfen, welches bei Rayleighschem Strahlzerfall normalerweise zu beobachten ist, bleibt durch die Überlagerung periodischer Schwingungen vollständig aus. Die Frequenz der periodischen Schwingung liegt im Bereich 0,7 < f¶T¶ < 1,3 der natürlichen Zerfallsfrequenz des gedehnten Flüssigkeitsstrahls. DOLLAR A Aufgrund der starken Strahldehnung lassen sich Tropfengrößen erzielen, die deutlich kleiner sind als der Düsendurchmesser. Im Extremfall wurden Werte von 1 zu 10 gemessen. Das Verfahren eignet sich daher auch für Suspensionen, die dazu neigen, Düsen mit kleinen Austrittsdurchmessern sehr schnell zu verstopfen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung gleich großer
Tropfen mit einer Zweistoffdüse. Sie besteht aus einer Vorkammer, in die wenigstens
eine Düse für ein flüssiges Medium und in die wenigstens ein Eintrittskanal für ein
gasförmiges Medium einmündet.
Gattungsgemäße Zweistoffdüsen sind unter dem Begriff Düsen mit parallel
verlaufenden Gas- und Flüssigkeitsströmen bekannt. Siehe z. B. Gañán-Calvo A. M.
et al., J. Aerosol Sci. Vol. 30, 1, pp. 117-125, 1999; Gerking, L., pmi Vol. 25, 2, pp. 59-65,
1993; Walz A., Patent DE 33 11 343, Patent US 4,534. Bei abgerundeten und
glatten Düsen bleibt der Gasstrom bis zu hohen Reynoldszahlen laminar. Der zentral
strömende Flüssigkeitsstrahl wird durch den parallel verlaufenden Gasstrom hoher
Geschwindigkeit vorzugsweise im Schall- oder Überschallbereich gedehnt und beim
Durchschreiten der Düse, z. B. einer Lavaldüse, je nach Viskosität der Flüssigkeit in
viele dünne Fäden zerteilt, sogenannte Multifilamente. Wendet man jedoch nur
moderate Gasdrücke an, zerfällt der ebenso laminar bewegte Flüssigkeitsstrahl
aufgrund rotationssymmetrischer Störungen der Strahloberfläche. Der überlagerte
Gasstrom bewirkt auch in diesem Fall noch eine Dehnung des Flüssigkeitsstrahls.
Neben Tropfen mit annähernd gleich großen Durchmessern entstehen aus dem
Strahl dabei auch sogenannte Satellitentropfen, die in den meisten
Anwendungsfällen unerwünscht sind.
Verfahren zur Herstellung von gleich großen Tropfen durch Schwingungsanregung
der Düse oder durch Pulsation der Flüssigkeit sind in der Literatur häufig
beschrieben. Siehe z. B. Brandenberger H. R., "Dissertation", Nr. 13103,
Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich, 1999; Brenn G., "Habilitationsschrift",
Friedrich-Alexander-Universität, Erlangen-Nürnberg, 1999; Tebel K. H., "Dissertation",
RWTH Aachen, 1982; Thelen J., et al., Deutsche Versuchsanstalt für Luft- und
Raumfahrt, "Forschungsbericht", 67-91, 1967; Walzel P, Chemie-Ing. Techn. MS 692,
1979. Bei den eingesetzten Düsen handelt es sich um Einstoff- bzw. Druckdüsen, mit
denen laminare Flüssigkeitsstrahlen erzeugt werden, die anschließend nach dem
Mechanismus des Rayleigh-Zerfalls zu Tropfen zerfallen. Die Tropfen haben bei
diesen Verfahren einen Durchmesser, der ca. doppelt so groß ist wie der
Düsendurchmesser. Häufig werden mehrere Düsen parallel angeordnet, damit ein
höherer Durchsatz erzielt werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit der Strahlen
muß wegen der Laminaritätsbedingung begrenzt bleiben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zu
schaffen, daß ein Zerteilen des flüssigen Mediums in angenähert monodisperse
Tropfen ermöglicht, wobei die Tropfenabmessungen deutlich kleiner sind, als die
Düsenabmessungen. Dadurch soll die Verstopfungsgefahr vermieden werden.
Außerdem soll das Ausbilden von Satellitentropfen unterbunden werden.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flüsigkeit als
laminarer Strahl aus einer Düse und ein Gas in eine Vorkammer eingeleitet wird und
gemeinsam mit dem Gas als gedehnter Strahl durch eine zur Düse koaxialen
Öffnung aus dieser Vorkammer ausströmt, wobei das Gas oder die Flüssigkeit in
periodische Schwingungen versetzt wird.
Bei den von Gañán-Calvo beschriebenen Düsen wird ein Flüssigkeitsstrahl aus einer
Düse in eine Vorkammer eingeleitet. Diese Vorkammer wird mit einem Gas
beaufschlagt, das gemeinsam mit dem Flüssigkeitsstrahl durch eine Öffnung
ausströmt. Infolge des höheren Drucks in der Vorkammer wird der Flüssigkeitsstrahl
sowohl durch das Druckfeld in der Nähe der Öffnung als auch durch die
Schubspannungen infolge des rascher strömenden Gases beschleunigt und
gedehnt. Bei moderaten Durchsätzen der Flüssigkeit und moderaten Drücken bleibt
der Flüssigkeitsstrahl laminar und zerfällt nach dem Prinzip des Rayleigh-Zerfalls.
Der Flüssigkeitsstrahl ist dann laminar, wenn die Reynoldszahl in der Düse einen
Wert Re = wL.D.ρL/ηL = 2300 nicht überschreitet, siehe z. B. Gersten K.,
"Einführung in die Strömungsmechanik", Vieweg, 1986. Der Betrag des anwendbaren
Druckes hängt u. a. vor allem von den Abmessungen der Düse und der Öffnung ab.
Er kann als Weberzahl
definiert werden. Wobei sich der
Druck, angenähert aus:
ergibt. Dabei bedeutet ΔpG den
Differenzdruck zwischen dem Druck in der Vorkammer und dem Druck in der
Öffnung. Obwohl beim natürlichen Rayleigh-Zerfall bereits enge Tropfenspektren
gebildet werden, treten dennoch sogenannte Satellitentropfen auf, deren
Durchmesser deutlich kleiner sind, als die der Haupttropfen. Außerdem sind die
Haupttropfen nicht exakt gleich groß.
Versuche mit verschiedenen Anordnungen haben erstaunlicherweise ergeben, daß
selbst beim gedehnten Strahl periodische Schwingungsanregungen der Flüssigkeit
durch Vibration der Düse in der Umgebung der Eigenfrequenz des Strahlzerfalls am
gedehnten Strahl zu extrem engen Tropfenspektren führen. Die auf diese Weise
eingeleiteten Oberflächenwellen wandern trotz des abnehmenden
Strahldurchmessers stromab bis zum Zerfallsort ohne merkliche Dämpfung. Die
natürliche Zerfallsfrequenz kann man am besten aus den gemessenen
Tropfengrößen mit fT = /VT bestimmen. Dabei ist der Volumenstrom der
Flüssigkeit und VT = d3π/6 das gemessene, mittlere Tropfenvolumen.
Weitere Versuche, bei denen die Flüssigkeit periodisch pulsierend aus der starren
Düse austritt, zeigen den gleichen Effekt. Erstaunlicherweise kann sogar über eine
periodische Pulsation des Gases der gewünschte Effekt zum monodispersen
Zertropfen genutzt werden. Im letzen Fall kann die Anregung des Gases über einen
Lautsprecher erfolgen, dessen Membran auf der Rückseite mit dem gleichem
Gasdruck beaufschlagt wird wie die Vorkammer.
Das gewünschte, monodisperse Spektrum stellt sich auch schon bei geringen
Schwingungsamplituden dann ein, wenn die Frequenz der periodischen Schwingung
im Bereich 0,7 < fT < 1,3 der natürlichen Zerfallsfrequenz des gedehnten
Flüssigkeitsstrahls liegt.
Es ist ein wesentliches Merkmal dieses Verfahrens, daß die Tropfenabmessungen
deutlich kleiner sind, als die Abmessungen des Strahls am Düsenaustritt. Im
Extremfall wurden Werte von 1 zu 10 gemessen. Dadurch läßt sich das Verfahren
bei kleinen Tropfenabmessungen d < 100 µ selbst für Flüssigkeiten, wie
Suspensionen, anwenden, die sonst zum Verstopfen der Düsen neigen.
Messungen haben ergeben, daß der für dieses Verfahren sinnvolle
Betriebsbereich bei einem dimensionslosen Flüssigkeitsmassenstrom von:
und einer Gas-Weberzahl
liegt. Bei höheren Flüssigkeitsmassenströmen werden die bezogenen
Tropfendurchmesser d/DB nicht mehr wesentlich kleiner, als bei Düsen anderer
Bauart. Höhere Gas-Weberzahlen führen zu einem turbulenten Zerfall des
Flüssigkeitsstrahls. Das Verhältnis des Massenstroms der Flüssigkeit zu dem des
Gases liegt vorteilhaft zwischen 0,4 < L/G < 25.
Insbesondere bei der Anwendung für Sprühtrockner ist eine Konditionierung bzw.
Befeuchtung des Gases von Vorteil. Dadurch werden Anbackungen an der Düse und
an der Blende vermieden.
Zur Vermeidung von Turbulenz in der Gasströmung ist es von Vorteil, die Kontur der
Öffnungen strömungsgünstig, z. B. abgerundet, auszuführen. Auf diese Weise wird
eine Ablösung des Gasstroms und die damit einhergehende, großräumige Turbulenz
vermieden. Turbulenzen stören den geordneten Zerfall des Flüssigkeitsstrahls.
Öffnungen in der Vorkammer können vorzugsweise in der Form von Blenden
ausgeführt werden. Die Blenden können im Prinzip verschiedene Querschnittsformen
aufweisen; am günstigsten sind jedoch kreisförmige oder schlitzförmige Blenden. Als
Öffnungsdurchmesser wird bei nicht kreisförmigen Öffnungen der
Äquivalenzdurchmesser mit DB,Äq = √4.A/π definiert. Hierbei ist A die
durchströmte Querschnittsfläche der Öffnung, durch die jeweils ein Flüssigkeitsstrahl
durchtritt. Sinngemäß ergibt sich beispielsweise bei Schlitzdüsen die
Gesamtquerschnittsfläche des Schlitzes aus der Anzahl der durchtretenden
Flüssigkeitsfäden mal der mit dem Äquivalenzdurchmesser gebildeten Fläche.
Messungen an Modelldüsen haben ergeben, daß das Verhältnis von
Düsendurchmesser D zum Blendendurchmesser DB sinnvollerweise im Bereich
1 < D/DB < 5, vorzugsweise im Bereich 1,5 < D/DB < 2 liegen soll. Bei zu kleinen
Düsendurchmessern im Vergleich zum Blendendurchmesser stellt sich eine nur
mäßige Strahldehnung ein, und die Tropfen werden vergleichsweise groß. Bei zu
kleinen Blenden im Vergleich zum Düsendurchmesser besteht die Gefahr, daß sich
der Strahl undefiniert ablöst, und die Blende auf der Innenseite der Vorkammer
benetzt. Bei zu großem, relativem Abstand a* = a/D der Düse zum engsten
Strömungsquerschnitt der Blende erfolgt wiederum eine nur mäßige Strahldehnung.
Bei zu kleinem Abstand wird die Gasströmung instabil, und der Strahl wird auf
unregelmäßige Weise abgelenkt. Günstige Werte liegen bei einem relativen Abstand
a* der Düse zum Blendendurchmesser von 0,5 < a* < 4, vorzugsweise im Bereich
0,7 < a* < 2.
Es ist möglich, eine Vielzahl von Düsen in eine Vorkammer münden zu lassen.
Zweckmäßigerweise besitzt die Vorkammer dann eine der Düsenanzahl zugeordnete
Anzahl von Öffnungen oder eine Schlitzblende, in die mehrere Flüssigkeitsstrahlen
eintreten.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zweistoffdüse mit Schwingungsanregung der
Düse in einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung
mit mehreren Zweistoffdüsen, in der die Flüssigkeit oberhalb der
Austrittsöffnung der Düsen mit einer Membrane in periodische Pulsationen
versetzt wird in einer ersten Ausführungsform.
Fig. 3 Einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Zweistoffdüse, bei der die
periodische Anregung durch einen Lautsprecher an das Gas übertragen wird
in einer ersten Ausführungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Zweistoffdüse besteht aus einer Vorkammer (1). In die
Vorkammer (1) mündet die Düse (2) für die Flüssigkeit. Die Zufuhr der Flüssigkeit zur
Düse (2) erfolgt über eine flexible Zuleitung (6). Die Düse (2) ist innen mit einem
porösen Körper (5) ausgekleidet, der zur Vergleichmäßigung des Flüssigkeitzulaufs
dient. Das Gas wird über einen Kanal (3) in die Vorkammer (1) eingeleitet. Der
laminare Flüssigkeitsstrahl wird durch den Überdruck in der Vorkammer (1) gedehnt,
und strömt gemeinsam mit dem Gas durch die Öffnung (4) aus der Vorkammer (1)
aus. Die Düse (2) ist zum Mittelpunkt der Öffnung (4) zentriert. Die periodische
Schwingung wird im gezeigten Fall durch vertikale Vibration der Düse (2) erreicht.
Die Schwingung wird mit einem Lautsprecher (7) erzeugt, der von einem
Frequenzgenerator (8) über einen Verstärker angesteuert wird.
Die in Fig. 2 gezeigte Zerstäubungsvorrichtung mit mehreren Zweistoffdüsen besteht
ebenso aus einer Vorkammer (1), in die die Düsen (2) für die Flüssigkeit münden.
Die Düsen (2) sind innen mit porösen Körpern (5) ausgekleidet, die zur
Vergleichmäßigung des Flüssigkeitzulaufes dienen. Das Gas wird über einen Kanal
(3) in die Vorkammer eingeleitet. Die Zufuhr der Flüssigkeit zur Düse (2) erfolgt über
eine gemeinsame Zuleitung (10). Die laminaren Flüssigkeitsstrahlen werden durch
den Überdruck in der Vorkammer (1) gedehnt, und strömen gemeinsam mit dem Gas
durch die Öffnungen (4) aus der Vorkammer (1) aus. Die Düsen (2) sind zu den
Mittelpunkten der Öffnungen (4) zentriert. Auf der linken Seite von Fig. 2 ist die
Öffnung (4) beispielhaft als Schlitz ausgeführt, auf der rechten Seite als eine Vielzahl
von Bohrungen. Die periodische Schwingung wird hier durch Pulsation der
Flüssigkeit erreicht. Die Schwingung wird mit einem Piezoschwinger erzeugt und
über einen Stempel (12) und eine Membran (11) der Flüssigkeit aufgeprägt.
Die in Fig. 3 dargestellte Zweistoffdüse besteht ebenso aus einer Vorkammer (1), in
die hier eine starr ausgeführte Düse (2) für die Flüssigkeit mündet. Die Düse (2) ist
innen mit einem porösen Körper (5) ausgekleidet, der zur Vergleichmäßigung des
Flüssigkeitzulaufes dient. Das Gas wird über einen Kanal (3) in die Vorkammer
eingeleitet. Der laminare Flüssigkeitsstrahl wird durch den Überdruck in der
Vorkammer (1) gedehnt, und strömt gemeinsam mit dem Gas durch die Öffnungen
(4) aus der Vorkammer (1) aus. Die Düse (2) ist zum Mittelpunkt der Öffnung (4)
zentriert. Die periodische Anregung wird mit Hilfe eines Lautsprechers (7) an das
Gas übertragen und mit einem Frequenzgenerator (8) geregelt. Um vor und hinter
der Lautsprechermembran einen Druckausgleich zu gewährleisten, ist die
Vorkammer (1) über eine Druck-Ausgleichsleitung (13) mit der Lautsprechereinheit
verbunden. Die Öffnung (4) ist in diesem Ausführungsbeispiel strömungsgünstig
ausgeführt.
Die in Fig. 1 dargestellte Zweistoffdüse ist in einer ersten Ausführungsform durch
eine rechteckige Vorkammer mit den Maßen L = 80 mm, B = 80 mm, H = 120 mm
getestet worden. Die Düse befindet sich axial in zentraler Lage in der Vorkammer.
Die Flüssigkeitszufuhr zur Düse erfolgt, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, über
einen flexiblen Silikonschlauch. Die Düse hat einen Innendurchmesser von D = 9 mm
und eine Länge von 30 mm, Innen ist sie mit einem porösen Schaumstoff
ausgekleidet, der zur Vergleichmäßigung des Flüssigkeitzulaufes dient. Der Abstand
von der Düsenöffnung zum engsten Strömungsquerschnitt der Blende beträgt
a = 9 mm, wodurch sich ein Verhältnis von D/a = 1 ergibt. Der Blendendurchmesser
beträgt DB = 5 mm. Die Düse ist über eine Stange starr mit dem Lautsprecher
verbunden, der sich axial in zentraler Lage an der Oberseite der Vorkammer
befindet. Durch die starre Verbindung kann der Lautsprecher die periodischen
Schwingungen unmittelbar auf die Düse übertragen. Die harmonischen
Schwingungen können über einen Frequenzgenerator eingestellt werden. In ersten
Versuchen betrug die Anregungsfrequenz 200 Hz < fa < 1000 Hz. Die Amplitude ist
schwer meßbar und lag unter 0,1 mm.
Der Eintrittskanal für das gasförmige Medium besitzt einen Eintrittsdurchmesser von
70 mm. Der Gasvolumenstrom kann über ein drehzahlgeregeltes Gebläse eingestellt
werden. In einer ersten Versuchsreihe sind Beladungen von 0,4 < L/G < 25
eingestellt worden. Mit den angegebenen, geometrischen Verhältnissen lassen sich
monodisperse Tropfen mit einem Minimaldurchmesser von ca. 1 mm herstellen. Eine
typische Einstellung ist beispielsweise eine Beladung von L/G = 0,56, die sich bei
einem Flüssigkeitsvolumenstrom L = 13 g/min und einem Gasdruck von
Δp = 450 Pa einstellt. Bei einer Anregungsfrequenz von fa = 420 Hz ergeben sich
Tropfengrößen von d = 1 mm.
Die in Fig. 3 dargestellte Zweistoffdüse ist in einer ersten Ausführungsform durch
eine rechteckige Vorkammer mit den Maßen L = 80 mm, B = 80 mm, H = 800 mm
realisiert worden. Die Düse befindet sich axial in zentraler Lage in der Vorkammer.
Die Flüssigkeitszufuhr zur Düse erfolgt über eine starre Zufuhrleitung. Die Düse hat
einen Innendurchmesser von D = 8 mm und eine Länge von 40 mm; innen ist sie mit
einem porösen Schaumstoff ausgekleidet, der zur Vergleichmäßigung des
Flüssigkeitszulaufs dient. Der Abstand von der Düsenöffnung zur Blende kann
stufenlos eingestellt werden, wobei sich ein Abstand a als vorteilhaft erwiesen hat,
der etwa dem Düsendurchmesser entspricht.
Der Eintrittskanal für das gasförmige Medium besitzt einen Eintrittsdurchmesser von
65 mm. Der Gasvolumenstrom kann über ein drehzahlgeregeltes Gebläse eingestellt
werden. Zur Schwingungsanregung des Gasvolumenstroms wird in dieser
Ausführungsform ein Lautsprecher verwendet. Der Lautsprecher ist in axialer und
zentraler Lage an der Oberseite der Vorkammer angebracht. Die Schwingungen der
Membran können auf diese Weise gut auf das Gas übertragen werden. Zum
Druckausgleich zwischen Vorder- und Rückseite der Membran ist eine
Druckausgleichsleitung vorgesehen, die die Vorkammer mit der Rückseite der
Membran verbindet. Die Ausgleichsleitung hat einen Innendurchmesser von 1 mm.
Die harmonischen Schwingungen des Lautsprechers können über einen
Frequenzgenerator eingestellt werden. In ersten Versuchen wurde die
Anregungsfrequenz in einem Bereich von 200 Hz < fa < 1000 Hz variiert. Bei
Beladungen von 0,4 < L/G < 25 konnten dabei monodisperse Tropfen mit einem
Minimaldurchmesser von ca. 1 mm hergestellt werden. Eine typische Einstellung ist
beispielsweise eine Beladung von L/G = 1,3 die sich bei einem
Flüssigkeitsvolumenstrom L = 27 g/min und einem Gasdruck von Δp = 350 Pa
einstellt. Bei einer Anregungsfrequenz von fa = 600 Hz ergeben sich Tropfengrößen
von d = 1,1 mm.
1
Vorkammer
2
Düse
3
Kanal für die Gaszufuhr
4
Vorkammeröffnung
5
poröser Körper
6
flexible Flüssigkeitszuleitung
7
Lautsprecher
8
Frequenzgenerator
9
Dichtung
10
gemeinsame Flüssigkeitszufuhr
11
Membran
12
Stempel
A durchströmter Querschnitt
a Abstand vom Düsenaustritt zum engsten Strömungsquerschnitt der Öffnung
B Breite der Vorkammer (bei rechteckigem Querschnitt)
D Düsendurchmesser
DB,Aq
A durchströmter Querschnitt
a Abstand vom Düsenaustritt zum engsten Strömungsquerschnitt der Öffnung
B Breite der Vorkammer (bei rechteckigem Querschnitt)
D Düsendurchmesser
DB,Aq
Äquivalenzdurchmesser der Öffnung bei nicht kreisförmigem Querschnitt
DB
DB
engster Öffnungsdurchmesser (Blendendurchmesser)
DV
DV
Durchmesser der Vorkammer (bei zylindrischem Querschnitt)
d Tropfendurchmesser
fa
d Tropfendurchmesser
fa
Anregefrequenz
fT
fT
Tropfenfrequenz
H Höhe der Vorkammer
L Länge der Vorkammer (bei rechteckigem Querschnitt)
L
H Höhe der Vorkammer
L Länge der Vorkammer (bei rechteckigem Querschnitt)
L
Flüssigkeitsmassenstrom
G
G
Gasmassenstrom
Flüssigkeitsvolumenstrom
T
Flüssigkeitsvolumenstrom
T
Tropfenvolumen
wG
wG
Gasgeschwindigkeit
wL
wL
Geschwindigkeit der Flüssigkeit
ρG
ρG
Gasdichte
ρL
ρL
Dichte der Flüssigkeit
σL
σL
Oberflächenspannung der Flüssigkeit
ηL
ηL
Viskosität der Flüssigkeit
ΔpG
ΔpG
Differenzdruck zwischen dem Druck in der Vorkammer und dem Druck
in der Öffnung
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung gleich großer Tropfen, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Flüssigkeit als laminarer Strahl aus einer Düse und ein Gas in eine
Vorkammer eingeleitet wird und gemeinsam mit dem Gas als gedehnter Strahl
durch eine Öffnung in der Vorkammer ausströmt, wobei das Gas oder die
Flüssigkeit in periodische Schwingungen versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen
Schwingungen der Flüssigkeit durch eine Vibration der Düse oder durch eine
der mittleren Ausströmgeschwindigkeit überlagerte Pulsation der Flüssigkeit
erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch
Druckschwankungen in periodische Schwingungen versetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch eine periodische
Schwingung, deren Frequenz im Bereich 0,7 < fT < 1,3 der natürlichen
Zerfallsfrequenz des gedehnten Flüssigkeitsstrahls liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet durch einen dimensionslosen
Flüssigkeitsmassenstrom von:
und einer Gas- Weberzahl:
sowie ein Verhältnis des Massenstroms der Flüssigkeit zum Massenstrom des Gases von 0,4 < L/G < 25.
und einer Gas- Weberzahl:
sowie ein Verhältnis des Massenstroms der Flüssigkeit zum Massenstrom des Gases von 0,4 < L/G < 25.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vor
dem Eintritt in die Vorkammer vorkonditioniert, d. h. befeuchtet oder temperiert
wird.
7. Vorrichtung, gekennzeichnet durch Öffnungen in der Form von Blenden, deren
Einlauf vorzugsweise strömungsgünstig ausgeführt ist.
8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1-4,
gekennzeichnet durch ein Verhältnis von Düsendurchmesser (D) zum
Blendendurchmesser DB von 1 < D/DB < 5, das vorzugsweise im Bereich
1,5 < D/DB < 2 liegt, und einem Abstand a* = a/D vom Düsenaustritt zum
engsten Strömungsquerschnitt der Öffnung von 0,5 < a/D < 4, vorzugsweise
im Bereich 0,7 < a/D < 2.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Düsen,
die gemeinsam in eine Vorkammer münden und eine gleiche Zahl von Blenden
oder einer oder mehrerer schlitzförmiger Öffnungen.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |