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In vielen verfahrenstechnischen Anlagen stellt sich die Aufgabe, Strömungs- und Zustandsfelder in Fluidströmungen zu homogenisieren. Ein Grund hierfür liegt darin, dass die Inhomogenität der Geschwindigkeitsverteilung in einem Fluid hinter einer Anlagenkomponente zu erhöhten Druckverlusten oder auch zu Schwingungsanregung in nachfolgenden Anlagenteilen führen kann. Außerdem können durch inhomogen Temperatur- und Konzentrationsfelder in Fluiden Korrosionsschäden verursacht werden. Daher existiert in manchen Fällen auch unabhängig von der Aufgabe einer Homogenisierung der Geschwindigkeitsverteilung das Ziel, das Feld der Zustandsgrößen in einem strömenden Fluid, hier als primäres Fluid 41 bezeichnet, zu homogenisieren.
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Ferner kann es notwendig sein, gasförmige oder auch in einem Trägergas suspendierte partikulare Additive, die wir als sekundäres Fluid 42 bezeichnen, möglichst homogen in die Grundströmung des primären Fluids 41 einzumischen.
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In manchen Fällen soll jedoch lediglich ein heißeres Gas als sekundäres Fluid in das primäre Fluid eingemischt werden, z. B. um eine Beladung des primären Fluids mit Tropfen durch Verdunstung abzubauen.
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In vielen Fällen steht für die Bewältigung dieser Mischungs-Aufgabe nur eine verhältnismäßig kurze Strömungs-Laufstrecke bzw. Verweilzeit zur Verfügung. Es ist bekannt, dass der Druckverlust, den das primäre Fluid in einem Mischer erleidet, in aller Regel umso höher ausfällt, je kürzer die verfügbare Mischungsstrecke bzw. Verweilzeit ist.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung der Aufgabe angeboten, die Homogenisierung von Strömungs- und Zustandsfeldern innerhalb einer relativ kurzen Laufstrecke bei möglichst geringen Totaldruckverlusten oder in vielen Fällen sogar mit Druckrückgewinn zu erreichen. Unter Druckrückgewinn verstehen wir dabei einen Anstieg des mittleren statischen Drucks in der Primärfluid-Strömung. Der Totaldruck nimmt naturgemäß in Strömungsrichtung ab, sofern keine Verdichtungsarbeit zugeführt wird. Als Anwendungsgebiet kommen insbesondere erweiterte Kanalabschnitte in Frage, in denen die Strömungsgeschwindigkeit des primären Fluides 41 von relativ hohen Werten, z. B. 80 m/s, auf niedrige Werte, z. B. 10 m/s, verringert werden soll. Ein weiterer Anwendungsfall der Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung sind Kanalkrümmer mit erweitertem oder gleichbleibendem Querschnitt.
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Nachfolgend werden zunächst der Stand der Technik anhand der 1 und anschließend Ausführungen gemäß der Erfindung anhand der 2–7 beschrieben.
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1: Axialgebläse nach dem Stand der Technik mit Ringdiffusor, Kanalerweiterung, Drosselgitter und Kulissenschalldämpfern
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2: Axialgebläse nach der Erfindung mit Ringdiffusor, Kanalerweiterung mit Gleichdruckverteiler, sowie mit Kulissenschalldämpfern
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3: Kanalerweiterung nach der Erfindung mit ringförmigem Gleichdruckverteiler und Mischerelementen
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4: Kanalerweiterung nach der Erfindung mit ringförmigem Gleichdruckverteiler und Verdrängungskörpern auf den Radialschwertern
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5: Kanalerweiterung nach der Erfindung mit ringförmigem Gleichdruckverteiler aus Hohlkörpern und mit hohlen Verdrängungskörpern auf den Radialschwertern für die Zufuhr eines sekundären Fluids
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6: Axialgebläse nach der Erfindung mit Mischer- und Leitelementen im Ringdiffusor, mit Verdrängungskörpern in einer Kanalerweiterung im Bereich eines Kanalkrümmers sowie mit Einleitungsvorrichtungen für ein sekundäres Fluid und Mischerelementen
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7: Draufsicht auf die Abströmseite der Verdrängungskörper mit Mischerelementen gemäß 6
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Stand der Technik
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Nachfolgend orientieren wir uns an der Situation, wie sie häufig stromab eines großen Axialgebläses 9 gemäß dem Stand der Technik angetroffen wird, welches das primäre Fluid 41 fördert, 1. Dort schließt sich an die Anströmnase 12 und das Gebläselaufrad 10 mit den Laufschaufeln 11 in aller Regel ein zur Hauptachse 16 konzentrischer Ringdiffusor 1 an. In diesem Diffusor soll die mit einem Querschnittsmittelwert von ca. 80–100 m/s recht hohe Abströmgeschwindigkeit 35 des primären Fluids 41 aus dem Axialverdichter unter einem Rückgewinn an statischem Druck möglichst weitgehend und bei geringem Totaldruckverlust abgebaut werden.
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Der Ringdiffusor 1 besteht hier aus einem sich schwach erweiternden kegelförmigen Gehäuse 2 und einem zylindrischen Innenkörper 3, auch Nabenkörper genannt, der eine stumpfe Endfläche 4 besitzt, sodass hier im Zentralbereich eine sprunghafte Querschnittserweiterung erzeugt wird, die einem Carnot'schen Stoßdiffusor entspricht. An den Nabenkörper schließ sich das Nabentotwasser 13 an.
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Der Nabenkörper 3 ist über mehr oder weniger sternförmig – radial ausgerichtete Bleche 5 und 6 in zwei axialen Positionen 7 und 8 zentriert. Dabei können die Bleche 5 als Nachleitschaufeln des Gebläses gekrümmt ausgeführt sein, mit dem Ziel, den Drall in der Abströmung des primären Fluides 41 aus den Laufschaufeln 11 abzubauen und somit eine weitgehend axiale Durchströmung der nachfolgenden Komponente zu erreichen. Die Radialbleche 6 am Diffusorende, gelegentlich auch als Schwerter bezeichnet, sind meist ohne Krümmung mit axialer Ausrichtung ausgeführt. In einem derartigen Ringdiffusor wird die über dem Kanalquerschnitt gemittelte Strömungsgeschwindigkeit von ca. 80 m/s, wie sie noch hinter Laufrad 10 oder hinter dem Nachleitrad 5 im Schnitt 2.1 herrscht, auf einen Mittelwert von ca. 45 m/s im Schnitt 2.2 reduziert. Insbesondere bei einer hohen aerodynamischen Belastung des Axialgebläses 9 bzw. des Laufrades 10 zeigt die Geschwindigkeitsverteilung 15 am Diffusoreintritt 2.1 ein ausgeprägtes Maximum, welches zu einem größeren Radius rV,max,2.1 verlagert sein kann. In einem schwach belasteten Diffusor, der mit einem geringen Öffnungswinkel ausgeführt sein muss, kommt es zu einem erheblichen statischen Druckrückgewinn bei einem nur geringfügig abfallenden Totaldruck. Am Austritt 2.2 des Gebläsediffusors liegt allerdings immer noch eine von einem Blockprofil stark abweichende Geschwindigkeitsverteilung 17 vor, deren Maximum ebenfalls in aller Regel nach außen zu einem größeren rV,max,2.2 verlagert ist. Mit steigender aerodynamischer Belastung des Gebläses ist das Geschwindigkeitsmaximum in aller Regel stärker ausgeprägt und zu einem größeren Radius verlagert. Dies hat zur Folge, dass nachfolgende Komponenten je nach Betriebszustand des Gebläses mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsverteilungen angeströmt werden.
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Durch die starke Querschnittsvergrößerung in der nachfolgenden Kanalerweiterung 18 kommt es zwangsläufig zur Strömungsablösung 19 von den Kanalwänden, und demzufolge werden die nachfolgenden Komponenten, wie hier die Schalldämpferkulissen 20, bereichsweise mit einer noch sehr hohen Geschwindigkeit vom Primärfluid angeströmt. Dies ist mit zusätzlichem Druckverlust infolge einer inhomogenen Durchströmung des Registers aus Schalldämpferkulissen sowie mit einer Beeinträchtigung der Schalldämpfung und häufig auch mit Schwingungsanregung verbunden, was zu Schäden an den Schalldämpferkulissen oder an anderen Kanaleinbauten führen kann. In der Vergangenheit hat man eine Vergleichmäßigung der Geschwindigkeitsverteilung im stark divergenten Kanalabschnitt bzw. vor Schalldämpferkulissen 20 dadurch näherungsweise verwirklicht, dass man ein Drosselgitter 43 in die Erweiterung bzw. in den Kanal 40 vor den Schalldämpferkulissen eingebaut hat. Bei der normalerweise zur Verfügung stehenden kurzen Ausgleichsstrecke vom Diffusoraustritt 2.2 zu den Schalldämpferkulissen 20 ist aber auch mit einem Drosselgitter 43 keine befriedigend homogene Geschwindigkeitsverteilung zu erreichen, jedenfalls dann nicht, wenn die zusätzlichen Druckverluste in vertretbaren Grenzen gehalten werden sollen. Man sollte sich hier vergegenwärtigen, dass ein gering erscheinender Druckverlust von 1 mbar bei dem sehr hohen Rauchgasvolumenstrom eines großen Kraftwerksblockes bereits eine zusätzlichen Aufwand an Gebläseleistung von ca. 100 kW zur Folge hat.
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Auch der Einbau von dünnen Leitblechen oder schlanken, tragflügelähnlichen Profilen, hier nicht dargestellt, in den stark erweiterten Kanalabschnitt 18, führt nicht zu der angestrebten Vergleichmäßigung der Geschwindigkeitsverteilung. Dies haben umfangreiche Untersuchungen des Erfinders gezeigt. Durch den Einbau dünner Leitbleche wird eine Parallelschaltung von Strömungsdiffusoren erreicht. Dies hat hier negative Auswirkungen. Ein besonders starker Anstieg des statischen Druckes wird in einem beschaufelten Diffusor in jenen Bereichen erzielt, die mit besonders hoher Geschwindigkeit angeströmt werden. Der hohe statisch Enddruck, der in diesen ”starken” Bereichen erzielt wird, wird den benachbarten Zonen aufgeprägt, die mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit und daher auch mit einem geringeren dynamischen Druck angeströmt werden. Der dynamische Druck in besagten ”schwachen” Zonen reicht dann aber nicht aus, den von den ”starken” Zonen aufgeprägten Druckberg zu erklimmen. In den schwachen Zonen wird somit durch den hohen Gegendruck in den benachbarten starken Zonen ein Rückstaueffekt auf die Strömung ausgeübt. Dadurch erhöhte sich die Inhomogenität der Geschwindigkeitsverteilung und es kann in Bereichen, die ohne zusätzliche Diffusorbeschaufelung noch mit geringer vorwärts gerichteter Geschwindigkeit durchströmt wurden, sogar zur Rückströmung kommen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung:
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die für notwendige Ausgleichsvorgänge in einem stark erweiterten Kanalabschnitt bei einem geringen Abstand zur nachfolgenden Komponente, z. B. eines Kulissenschalldämpfers, erforderlichen Druckverluste so weit wie möglich zu verringern. Ferner soll gemäß der Erfindung die Möglichkeit geschaffen werden, ein sekundäres Fluid 42 in diesem Bereich in das primäre Fluid 41 einzumischen, zumal dies hier mit geringen zusätzlichen Druckverlusten gelingt. Denn mit den gemäß der Erfindung in den erweiterten Kanalabschnitt einzubringenden Einbauten existiert bereits ein Verteilungsgitter für das sekundäre Fluid. Selbstverständlich könnte man das sekundäre Fluid auch über einen nachgeschalteten gesonderten Mischer in das primäre Fluid einspeisen. Aber eine derartige zusätzliche Komponente ist teuer und verursacht zusätzliche Druckverluste. Wenn derartige zusätzliche Druckverluste vermieden werden können, weil die Einbauten für den Druckrückgewinn in den erweiterten Kanal hinter dem Axialgebläse gemäß der Erfindung diese Aufgabe übernehmen, muss man die erzielten Druckverlusteinsparungen durch den dann möglichen Verzicht auf einen zusätzlichen Mischer als Erfolg der Einbauten gemäß der Erfindung werten.
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Lösungsansätze gemäß der Erfindung:
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2 zeigt einen Lösungsansatz gemäß der Erfindung. Sie stellt einen Längsschnitt durch den Austrittsbereich eines Axialgebläses 9 mit einem nachgeschalteten Ringdiffusor 1, einem stark erweiterten Kanalabschnitt 18 und einem Register von Schalldämpferkulissen 20 in einem Gehäuse 40 dar.
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Der Ringdiffusor
1 kann in klassischer Weise oder unter Anwendung der Prinzipien gemäß der
Deutschen Patentanmeldung AZ 10 2010 022 418.9 ausgeführt sein. In den stark erweiterten Kanalabschnitt
18, der hier noch zylindrisch gestaltet ist, sind ringförmige Verdrängungsköper
21.1,
21.2 und
21.3 eingebaut, die wenigstens teilweise eine schlanke Vorderkante und eine dickes abströmseitiges Ende
22.1,
22.2 und
22.3 aufweisen. Der Verlauf der Strömungsquerschnitte
23.1,
23.2 und
23.3 zwischen benachbarten Ringen ist derart dimensioniert, dass der statische Druck in Strömungsrichtung weitgehend konstant bleibt. Wir sprechen hier demnach von einer angenäherten Gleichdruckumlenkung bzw. von einer näherungsweise isokinetischen Umlenkung mit Aufteilung des am Diffusoraustritt
2.2 noch zusammenhängenden inhomogenen Strömungsfeldes in einzelne Strömungsringe. Am Austritt aus den ringförmigen Kanälen
23.1,
23.2 und
23.3 werden sprunghafte Querschnitterweiterungen
24.1,
24.2 und
24.3 angeboten, wie es von Canot'schen Stoßdiffusoren bekannt ist. In diesen parallelgeschalteten Carnot'schen Stoßdiffusoren wird ebenfalls noch ein erheblicher Druckrückgewinn erzielt. Der Endabschnitt der Nabe
25 ist hier leicht konvergent ausgeführt. Dies ist keinesfalls zwingend, sondern von der jeweiligen Einbausituation abhängig. Durch die Aufteilung des Gesamtströmungsfeldes mit der Geschwindigkeitsverteilung
17 in einzelne schmalere ringförmige Zonen
23.1,
23.2 und
23.3 gelingen der Druckrückgewinn und die Vergleichmäßigung der Geschwindigkeitsverteilung schon bei einer relativ kurzen Lauflänge, allerdings im Wesentlichen erst stromab der Einbauten
21. Die ringförmigen Strömungsfelder
26.1,
26.2 und
26.3 am Austritt aus den Teilkanälen
23.1,
23.2 und
23.3 sind dabei derart ausgerichtet, dass die Eintrittsfläche des nachfolgenden Registers von Schalldämpferkulissen
20 gleichmäßig mit dem primären Fluid
41 versorgt wird.
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Wichtig ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung auch noch folgender Aspekt: In den Carnot'schen Stoßdiffusoren 24.1, 24.2 und 24.3, die auf die Gleichdruckumlenkung folgen, wird bekanntlich auch noch ein Anstieg des statischen Druckes erzielt. Dieser ist umso höher, je größer die Austrittsgeschwindigkeit aus den Teilkanälen 24 ist. Auch dieser Anstieg des statischen Drucks wird den benachbarten Zonen aufgeprägt und kann dort zu einer erheblichen Drosselwirkung führen. Deshalb ist in einer Verfeinerung des Prinzips der Gleichdruckumlenkung anzustreben, auch unter Einschluss der Wirkung der Carnot'schen Stoßdiffusoren noch eine möglichst homogene statische Gegendruckverteilung zu erzeugen. Insbesondere bei einer stärker inhomogenen Geschwindigkeitsverteilung 17 am Diffusoraustritt 2.2 ist dies unter Umständen nur durch zusätzliche Drosselelemente in jenen Kanalabschnitten zu erzielen, die mit hoher Strömungsgeschwindigkeit bzw. mit einem hohen dynamischen Druck angeströmt werden. Dies zeigt, dass es nachteilig ist, wenn die Geschwindigkeitsverteilung am Austritt des Gebläse-Ringdiffusors 1 bereits stark inhomogen ist. Der Gebläse-Ringdiffusor sollte daher nicht zu hoch aerodynamisch belastet werden, weil sich dann das wandnahe Geschwindigkeitsprofil dem Ablöseprofil mit Wandschubspannung Null (Geschwindigkeitsgradient an der Wand = 0) annähert. Demzufolge ist ein Gebläsediffusor, der zusätzlich zu einem sich erweiternden Gehäuse mit einer konvergenten Nabe ausgestattet ist, in vielen Fällen eher nachteilig. Es kann dagegen sogar von Vorteil sein, den Nabenkörper innerhalb des Diffusorabschnitts 1 in Strömungsrichtung noch etwas zu erweitern und den Öffnungswinkel des Gehäuses 2 ebenfalls etwas zu vergrößern. Auf diese Weise gelingt es wesentlich besser, die Anströmfläche eines nachfolgenden Registers aus Schalldämpferkulissen in einem stark erweiterten Kanalabschnitt homogen anzuströmen. Denn dann sind die Versorgungswege zu den Rändern der Schalldämpferkulissen bzw. zum Zentralbereich derselben näherungsweise gleich lang. Aber im Einzelnen hängt dies von den Abmessungen der Anströmfläche der Schalldämpferkulissen sowie vom Abstand der Kulisseneintrittsebene zu den die Strömung vergleichmäßigenden Einbauten 21.1, 21.2 und 21.3 ab. Und ferner können ja auch ganz andere Einbauten nachfolgen, deren Anströmung anderen Erfordernissen genügen muss, sodass wir hier nicht näher auf diese Problematik eingehen wollen.
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Anstelle des Einbaus von Drosselelementen in Zonen mit zu hohem dynamischen Druck kann es vorteilhaft sein, durch Leitelemente hochenergetisches Fluid in Zonen mit geringerem dynamischen Druck einzuleiten. Hiermit kann ein Strahlpumpeneffekt erzielt werden, durch den langsame Fluidzonen beschleunigt und einen Druckberg hoch geschleppt werden. 3 zeigt eine entsprechende Ausgestaltung. Hier sind auf die Endflächen 22.1, 22.2, 22.3 und 22.4 Deflektorbleche 28 montiert, durch welche die Strömung am Austritt der ringförmigen Kanäle 24.1, 24.2 und 24.3, vergl. 2, in Umfangsrichtung abwechselnd nach außen bzw. nach innen umgelenkt wird. Dies ist nur in der oberen Hälfte des Querschnitts eingezeichnet, während in der unteren Hälfte die Geschwindigkeitsverteilung 17 und ein Radialschwert 27 dargestellt sind. Derartige Radialschwerter dienen der Zentrierung der Ringelemente 21, 2.
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Ein derartiger Mischer für Teilströme unterschiedlicher Geschwindigkeit (Impulsmischer) bietet selbstverständlich auch sehr gute Voraussetzungen für die Einmischung eines sekundären Fluids 42 in das primäre Fluid 41. Hier würde sich eine Kombination der Varianten gemäß der 3 und 5 anbieten.
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Die ringförmigen Einbauten 21.1, 21.2 und 21.3 in 2 werden üblicherweise über radiale Schwerter 27 zentriert. Aber durch diese Maßnahme alleine kann in manchen Fällen noch keine ausreichende fluiddynamische Entkopplung der Teilströme 26.1, 26.2 und 26.3 erreicht werden. Diese ringförmigen Teilströme neigen dazu, eine instationäre Wechselwirkung untereinander einzugehen. Diese kann durch die Deflektorbleche gemäß 3 stark gedämpft werden. Eine weitere Möglichkeit der Dämpfung ist in 4 im Schnitt (links) und in einer Ansicht von der Abströmseite her (rechts) dargestellt. Hier sind zwischen die Ringe 21.1, 21.2 und 21.3, 2, und zur Nabe 25 hin austrittsseitige Verdrängungskörper 29.1, 29.2 und 29.3 installiert, die sinnvollerweise auf den bereits angesprochenen Radialschwertern 27 montiert werden. Durch diese Verdrängungskörper werden die weitgehend geschlossenen Strömungsringe in Ringabschnitte aufgeteilt, die weniger stark zu Wechselwirkung neigen.
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Mit einer Gleichdruckumlenkung gemäß 5 ist gemäß der Erfindung auch die Aufgabe gelöst, ein sekundäres Fluid 42 in das primäre Fluid 41 einzumischen. Das sekundäre Fluid 42 wird über eine Rohrleitung 30 sowie über die hohl ausgeführten Verdrängungskörper 29.1, 29.2 und 29.3, vergl. 4, in die hohl ausgeführten Ringelemente 21.1, 21.2, 21.3 und in den Nabenkörper 25, 2, der Gleichdruckumlenkung eingeleitet. Aus den Ringen 21.1, 21.2, 21.3 sowie aus dem Nabenkörper 25 tritt das sekundäre Fluid 42 in das primäre Fluid 41 über Öffnungen 31 ein. Der Vermischungsprozess kann durch Deflektorbleche 28 stark angefacht werden, die gemäß 3 austrittsseitig an den Ringelementen der Gleichdruckumlenkung befestigt sind, und die die aus den Zwischenräumen 23.1, 23.2 und 23.3 austretenden Primärfluidstrahlen 26.2, 26.2 und 26.3 abwechselnd nach außen, d. h. zu größeren Radien, und nach innen umlenken. Somit kann mit dieser Gleichdruckumlenkung gemäß der Erfindung sowohl die Aufgabe einer Homogenisierung der Strömung bei geringem Druckverlust bzw. sogar bei einem statischen Druckrückgewinn als auch die Einmischung eines sekundären Fluids bewirkt werden. Nimmt man dagegen die Aufgabe der Einmischung eines sekundären Fluids aus der Zielrichtung der Erfindung heraus und ordnet sie einer getrennten Mischerkomponente zu, so ist dies in jedem Falle mit einem zusätzlichen Druckverlust sowie mit zusätzlichen Investitionskosten verbunden.
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Die vorstehend beschriebenen Wirkmechanismen und Lösungskonzepte können selbstverständlich auch auf andere Konfiguration angewandt werden, wie sie beispielsweise in 6 dargestellt sind. So ist es gemäß der Erfindung sehr vorteilhaft, einen beschaufelten Krümmer 32, insbesondere dann, wenn dieser in Strömungsrichtung eine Querschnittserweiterung aufweist, mit Leitkörpern 33 auszustatten, die eine verdickte Abströmseite 34 aufweisen. Durch die hiermit verbundene Verdrängungswirkung kann ebenfalls eine Gleichdruckumlenkung mit sich anschließenden Carnot'schen Stoßdiffusoren erzeugt werden. Hier kann es sogar vorteilhaft sein, die Verdickung etwas stärker auszuführen, als für einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt zwischen den Leitkörpern erforderlich wäre. Durch die Beschleunigung, die mit der Querschnittsabnahme in Strömungsrichtung bei Unterschallströmungen einher geht, wird eine Strömungsablösung auf der Saugseite der Umlenkschaufeln auch dann vermieden, wenn eine starke Umlenkung um z. B. 90° verwirklicht werden soll.
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Selbstverständlich können alle im Zusammenhang mit der ringförmigen Gleichdruckumlenkung beschriebenen Prinzipien, insbesondere auch die Maßnahmen für die Zumischung eines sekundären Fluides, auch in einer Kanalumlenkung zur Anwendung kommen. Hierfür werden die Umlenkschaufeln 33 hohl ausgeführt und über einen Stutzen 30 an die Versorgung mit dem zuzumischenden sekundären Fluid angeschlossen, wie in den 6 und 7 dargestellt ist. Auf die abströmseitigen Endflächen 34 des Gerüstes aus Umlenkschaufeln 33 können Deflektorschaufeln 28 aufgesetzt werden, die eine Intensivierung der Vermischung bewirken. Bei einer sehr inhomogenen Zuströmung zu dem Gitter aus Umlenkschaufeln 33 kann es sinnvoll sein, die Konfiguration der Deflektorschaufeln 28 an die lokale Situation derart anzupassen, sodass eine Vergleichmäßigung der Durchströmung oder jedenfalls eine Vergleichmäßigung der Abströmung vom Umlenkgitter zu der nachfolgenden Komponente bewirkt wird. Zu diesem Zweck kann nach der Erfindung der Anstellwinkel α der Deflektorbleche 28 von Ort zu Ort variiert werden. Mit abnehmendem Winkel α kommt es zu einer stärkeren lokalen Drosselung der Strömung des Primärfluides sowie zu einer Intensivierung der Einmischung in benachbarte Zonen. Wenn kein sekundäres Fluid 42 eingemsicht werden soll, wirkt das System mit den Deflektorblechen 28 als Mischer und Homogenisierungskomponente innerhalb des primären Fluides 41.
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In
6 sind auch in den Gebläsediffusor
2 Leitflächen
36 eingezeichnet, wie bereits in einer früheren
Deutschen Patentanmeldung (AZ 10 2010 022 418.9) desselben Erfinders vorgeschlagen wurde. Hiermit kann eine Vergleichmäßigung der Abströmung aus dem Ringdiffusor erzielt werden, und dies ist von erheblichem Vorteil für die Durchströmung des nachfolgenden Krümmers.
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7 zeigt ausschnittsweise eine Draufsicht auf die Abströmseiten 34 der Leitschaufeln 33. Hier sind die abwechselnd nach links bzw. nach rechts abgewinkelten Deflektorbleche 28 zu erkennen sowie die zugeordneten Ausblasbohrungen 39 für ein sekundäres Fluid 42. Der Zuführungskanal 44 für das sekundäre Fluid 42 ist hier außerhalb des Krümmers angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ringdiffusor
- 2
- Gehäuse des Ringdiffusors
- 2.1
- Eintrittsebene zum Ringdiffusor
- 2.2
- Austrittsebene des Ringsdiffusors
- 3
- Nabe des Ringdiffusors
- 4
- Endfläche eines zylindrischen Ringdiffusors
- 5
- Nachleitschaufeln des Gebläses bzw. Radialschwerter am Anfang der Nabe
- 6
- Radialschwerter im Endabschnitt der Nabe
- 7
- vorderer Abschnitt der Nabe
- 8
- hinterer Abschnitt der Nabe
- 9
- Axialgebläse
- 10
- Rotor des Axialgebläses
- 11
- Laufschaufeln des Axialgebläses
- 12
- Anströmnase des Axialgebläses
- 13
- Nachlauftotwasser hinter der zylindrischen Nase
- 14
- Nachlauftotwasser hinter einer schwach konvergenten Nabe
- 15
- Geschwindigkeitsverteilung in 2.1
- 16
- Achse des Ventilators
- 17
- Geschwindigkeitsverteilung in 2.2
- 18
- stark divergenter Gehäuseabschnitt, bevorzugt kreisrund
- 19
- Strömungsablösegebiet in 18
- 20
- Schalldämpferkulissen
- 21
- ringförmige Einbauten in 18
- 22
- abströmseitige Endflächen der Einbauten 21
- 23
- ringförmige Kanäle zwischen den Einbauten 18 sowie der Nabe
- 24
- Carnot'sche Stoßdiffusoren
- 25
- schwach konvergenter Nabenabschnitt
- 26
- Anströmung der Schalldämpferkulissen
- 27
- Radialschwerter
- 28
- Deflektorbleche
- 29
- Verdrängungskörper zwischen den ringförmigen Einbauten und den Radialschwertern
- 30
- Eintrittsstutzen für das sekundäre Fluid
- 31
- Einströmung des sekundären Fluids in die Kanäle 23
- 32
- Krümmer
- 33
- Hohl-Leitkörper im Krümmer
- 34
- Endflächen der Hohl-Leitkörper 33
- 35
- Strömung des Primärfluides im Axialgebläse
- 36
- Verdrängungskörper mit Leitwirkung im Ringdiffusor
- 37
- Nachlauftotwasser hinter den Einbauten 36 im Ringdiffusor
- 38
- Ausströmung des Primärfluides 41 zwischen den Einbauten 18
- 39
- Ausströmbohrungen für das Sekundärfluid 42 an den abströmseitigen Endflächen 34 der Einbauten 33
- 40
- abgerundete Anströmnasen der Leitkörper 33
- 41
- Primärfluidströmung
- 42
- Sekundärfluidströmung
- 43
- Drosselgitter
- 44
- Zuführungskanal für das sekundäre Fluid 42
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010022418 [0021, 0029]
