DE1475163A1

DE1475163A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerstaeuben von Fluessigkeiten,Loesungen,Suspensionen oder Feststoffen in Form von Staub,Pulver od.dgl.

Info

Publication number: DE1475163A1
Application number: DE19641475163
Authority: DE
Inventors: Petters Dipl-Ing Dr Willi J; Otto Schreiner
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1964-10-19
Filing date: 1964-10-19
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3411714A; GB1128924A; NL6513498A; BE671072A; CH440157A; AT292467B; IL24480A

Description

Studiengesellschaft für Gasdy^ mit beschränkter Haftung Liebenau Üb. Menburg/V/ese

iDr.Expl,

Verfahren und Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, Lösungen, Suspensionen oder Peststoffen in Form von Staub, Pulver od.dgl.

Pur die Zerstäubung von Flüssigkeiten, Lösungen, Pulvern od.dgl. sind eine ßeihe von Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Die einfachste und wohl auch häufigste, beispielsweise bei OeI-feuerungen, Sprühdosen, Parfumflaschen usw. angewendete Art der Zerstäubung ist dabei diejenige, bei v/elcher die zu zerstäubende Substanz unter Anwendung von Druck durch Zerstäubungsdüsen hindurchgeführt wird. Bezogen auf die Größenordnung der benötigten Vorrichtungen lassen sich jedoch nicht nur mit dieser, sondern auch mit allen anderen bislang bekannten Methoden pro Zeiteinheit nur verhältnismäßig kleine Substanzmengen zerstäuben. Dementsprechend wird aber für die Zerstäubung einer größerer. :-:r.^e Substanz eine verhältnismäßig lange Zeit benötigt. Ss Ii~öü somit in der Hatür der Sache, daß sich mittels der bekannten Systeme die Aufgabe, in sehr kurzer ^eit eine verhältnismäßig große Substanzmenge zu zerstäuben, nicht befriedigend lösen läßt.

Zweck der vorliegenden .Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, mittels der sich die vorstehend erwähnte Aufgabe in zufriedenstellender Vfeise bewältigen läßt, die es also ermöglicht, innerhalb sehr kurzer Zeiträume verhältnismäßig große mengen Flüssigkeit, Lösung, Emulsion, Suspension oder auch festen Stoffes in Form von Staub, Pulver od.dgl. zu zerstäuben. Ausgehend von der an sich bekannten Tatsache, daß bei Haketenmotoren in kurzer Zeit große Energiemengen unter mehr oder minder hohem Druck umgesetzt werden, schlägt die Erfindung vor, die Zerstäubung mittels des Treibstrahls eines ßaketenmotors vorzunehmen. In vielen Fällen läßt sich dies in sehr einfacher Weise dadurch ver.irklichen, daß die zu zerstäubende Substanz dem Betriebs-

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medium des Raketenmotora zugesetzt wird, also beispielsweise ein Pulver mit dem Treibstoff eines Feststoff-Raketenmotors vermischt und gegebenenfalls mit diesem verpreßt wird. Eine selbstverständliche Voraussetzung hierbei ist es, daß die zu zerstäubende Substanz nicht aktiv an der Energie-Umsetzung teilnimmt bzw. daß sie aus dieser in der zu zerstäuben beabsichtigten Form hervorgeht.

Häufiger und allgemeiner anwendbar dürfte jedoch die einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechende Maßnahme sein, nämlich die zu zerstäubende Substanz im Bereich der Düse und/oder hinter der Düse an den Treibstrahl des Raketenmotors anzuschließen. Die Förderung'der zu zerstäubenden Substanz kann dabei allein durch den beim Betrieb des Raketezimotors im austrittsseitigen Teil der Düse und hinter dieser auftretenden Unterdruck bewerkstelligt werden. Eine Steigerung der Zerstäubungsie jsfcung, d.h. die Zerstäubung noch größerer Substanzmeagen pro Zeiteinheit läßt sich jedoch dadurch erreichen, daß zur Förderung der zu zerstäubenden Substanz noch ein natürlich vorhandenes oder künstlich geschaffenes Gefalle und/oder der Druck einer Druckquelle, vorzugsweise der Betriebsdruck des Raketenmotors, herangezogen wird.

Um die zu zerstäubende Substanz weitestgehend vor der Hitze das Raketemnotortreibstrahls zu schützen, kann in zv/eeküiäSiger weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen v/erden, die Zerstäubung in -anwesenheit von den Treibstrahl kühlender Flüssigkeit verzunehmen. Bei dieser kann es sich sov/onl.un die Flüssigkeit einer zu zerstäubenden Lösung, ünulsion oder Suspension als auch um. eine zusätzliche Kühlflüssigkeit handeln, wobei dieser in letzterem Falle noch die Aufgabe zugewiesen sein kann, beispielsweise bei zu zerstäubenden Substanzen in Fora pulvriger., od.-dgl» Feststoffe, als Träger für das'leich- " ',.tere und bequemere Zuführen zum. Raketemaptortroibstrahl su ' dienen. In,- jedem der genannten. Fälle und selbstverständlich..^ auch dann, wenn, mit der Flüssigkeit keine Kühlv/irkung pr.^.-.-jc:] v/erden soll, kann die i'lüssigkeitszaenge je nach dem. gev:;^. ^ ten Zweck so bemessen v/erden, daß sic rXilig vcrd^iipfi; in ■: uic in ein Aerosol zu überführende

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sie
aber daß nur teilweise oder auch gar nicht verdampft, so daß die"in ein Aerosol zu überführende Substanz in Form einer Lösung, Emulsion oder Suspension zurückbleibt. Hierzu kann auch noch vorgesehen werden, die.Flüssigkeit vor dem Ausspritzen, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, mit einem Gas, beispielsweise COp, zu sättigen·

Für die Durchführung der Zerstäubung v/ird nach dem Vorschlag der Erfindung eine Vorrichtung verwendet, die gekennzeichnet ist durch einen an sich bekannten, mit festem und/oder flüssigem Treibstoff, mit überhitztem Wasserdampf oder mit durch einen Atomreaktor, einen Plasma-Brenner oder einen eifctrischen Brenner aufgeheiztem Betriebsmedium betriebenen ßaketenmotor mit Druck— bzw. Brennkammer und Düse, wobei gemäß einem weiteren Vorschlag der Düse noch eine besondere Zerstäubungskammer nachgeschaltet sein kann. Diese Zerstäubungskammer kann, insgesamt eine an das austrittsseitige Ende der Eaketenmotordüse anschließend Ausströmdüse bilden oder aber auch nur nach ihrer Austrittsseite hin als Ausströmdüse ausgebildet sein und etwa noch eine dieser vorgeschaltete an das hintere Ende der Raketenmotordüse anschließend Mischkammer aufweisen, deren Wirkung sich dadurch noch steigern läßt, daß in ihr trallflachen, Siebe, Blenden oder andere die Vermischung bzw· Verwertung der zu zerstäubenden Substanz begünstigende Einbauten angeordnet werden·

In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, die Zerstäubungskammer so anzuordnen und auszubilden, daß sie mit ihrem raketenmotorseitigen Ende das hintere .binde der Haketennotordüse übergreift und mit diesem einen Kingspalt bildet. ;iit dieser Maßnahme wird erreicht, daß infolge des beim Betrieb des Saketenmotors auftretenden Unterdruckes die Ra :etenriotorJ—.3 und die Zerstäubungskammer im Sinne einer Inie.-torpuiaps „Iteinander zusammenwirken, wobei die durch cLe:i I;i.._o3palt hindurch angesaugte Luft vorteilhaft zur Fördere:-/; <ü~-' zu zerstüuboiiden Substanz bzw· der an der Zerstäubiu:r; ;a±ci— listen lledicn c-oruitzt werden kann, sofern diese lledien in ^cr-clcli des i:_ .-.;■ Ik <;;· ycdui* der· "lischkazLier oder gegob&iiozi- -ä-'-ills cuek *L^. i;·^;^i;;·.,.,,,^e S&gtfj* 433 ^J- Ausströmdüse- aus'^s-BAD ORIGINAL an.^^,.^^ - A -

bildeten Teiles an die Zerstäubungskammer angeschlossen werden. Im Falle eines solchen Anschlusses der Medien kann der Ringspalt an seinem rake t enmo torseitigen -&nde auch'geschlossen v/erden, wodurch dann zwar die Injektorwirkung zwischen Raketenmotordüse und Zerstäubungskanmer aufgehoben, die Vorrichtung nunmehr aber nach dem Vakuum-Prinzip arbeitet und somit die Förderung der Medien ebenfalls sichergestellt ist. In beiden Fällen bietet die Ausbildung des Ringspaltes die Möglichkeit, mehrere an der Zerstäubung beteiligte Medien an verschiedenen in Richtung des Raketenmotor treib Strahls hintereinander und auch verhältnismäßig \- weit voneinander entfernt liegenden Stellen zuzidihren, was u.U. erwünscht und von Vorteil sein kann. Beispielsweise ist es möglich, die zu zerstäubende Substanz im Bereich des Ringspalts und ein zu deren Sättigung verwendetes Gas im Bereich der Mischkammer bzw. Ausströmdüse anzuschließen.

den
■^benso könnte aber auch eine Treibstrahl kühlende Flüssigkeit im Bereich des Ringspalts und die zu zerstäubende Substanz im Bereich der Mischkammer oder Ausströmdüse angeschlossen werden» Schließlich könnte auch ein Teil der an der Zerstäubung beteiligten LIedien etwa mittels von hinteren Ende her zentral durch die i)ruck— bzw» Brennkammer des Raketcnnotors oder mittels durch die Wand der Kaketenmotordüse hindurch— geführter leitungen od.dgl. unmittelbar an den lichten Querschnitt der Raketemaotordüse und der liest der -^edien in der vorstehend erwähnten V,^;Qi3e, also in Bereich des liingcpaltes'und/ oder der ".isehkanmer bzw. Ausströmdüse, an die ^erstüubungskamr-er ur.-joscliloscen werden. Katlirlich verliert die Anordnung und ..usbildunj einer der Raketendüse nachgecehalteten besonderen 2orctäubunj3kanner auch dann nicht ihren Sinn, wenn etwa. d.lo an der Zerstäubung beteiligten Medien unmittelbar an den lichten Querschnitt der Raketenmotordüse angeschlossen v/erden, da ihre strahlrichtende und zerstäubende bzw. mischende 'wirkung ja auch dann gegeben ist.

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■ Für den Anschluß der an der Zerstäubung beteiligten iiedien an die Raketenmotordüse und/oder die Zerstäubungskammer kann es ausreichen, wenn jedes derselben über eine öffnung entsprechend bemessenen Querschnitts Zutritt zum Raketenmotortreibstrahl hat. Vorteilhafter ist es jedoch, jedes der Medien über mehrere gleichmäßig über den Umfang der Düse und/oder der Zerotäubungskamaer verteilt angeordnete öffnungen entsprechend bemessenen Gesarntquerschnitts an den Treibstrahl anzuschließen, wobei in jede der Öffnungen dann eine gesonderte leitung od.dgl. eingeführt bzw. an diese angeschlossen sein' kann oder aber je mehrere oder alle Öffnungen über Verteilleitungen oder andere Verteileinrichtungen, insbesondere einen außenseitig an der Düse bzw. der ^eretäubungskammer ausgebildeten Ringkanal, mit je einer Leitung verbunden werden können.

Die einfachste Form der Ausbildung und Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wäre etwa die, aus einem natürlich vorhandenen Gewässer, beispielsweise einem Teich, tVa3ser zu versprühen bzw. zu zerstäuben. Dabei braucht der beispielsweise mit festem Treibstoff betriebene Saketenmotor lediglich mit dein lichten Querschnitt seiner Düse oder einer dieser nachgeschalteten Zerstäubungskammer über eine entsprechend bemessene Leitung, gegebenenfalls unter Ausnutzung eines natürlich vorhandenen Gefälles, an das Wasser angeschlossen und dann der Raketenmotor in Betrieb gesetzt zu v/erden. JSine solche Art der Anwendung wird jedoch verhältnismäßig selten möglich sein, da es sich oei den zu zerstäubenden Substanzen im allgemeinen um solche handeln dürfte, die in der zu zerstäuben beabsichtigten Form in der natur nicht vorkommen. Gemäß dem Vorschlag der .Erfindung werden die an der Zerstäubung beteiligten ^edion daher in dem oder in mehreren Behältern untergebracht und diese einzeln oder auch zu mehreren gemeinsam an aas andere Ende der zuvor erwähnten Leitungen od.dgl. angeschlossen. Sofern es sich um eine ortsfeste oder doch zumindest stationär betriebene Vorrichtung handein soll, kann es sich hierbei um offene Behälter handeln, wobei diese zweckmäßig mit ihrer ganzen Erstreckung oberhalb der raketenmotorseitigen

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Anschlußstelle an der Düse und/oder der Zerstäuberkamner angeordnet und mit ihrem Boden an die Verbindungsleitung angeschlossen werden können, so daß ein selbsttätiger Zulauf der Medien zum Raketeninotor und gegebenenfalls auch die völlige Entleerung der Behälter sichergestellt ist. Allgemeiner und insbesondere auch für ortsveränderlichen Betrieb verwendbar ist die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch dann, wenn die Behälter als geschlossene Tanks od. dgl. ausgebildet und mit einer Druekquelle zum Austreiben de3 Mediums versehen oder an eine solche angeschlossen werden, beispielsweise in den Behältern ein Gasgenerator angeordnet wird, oder diese etwa an eine fremde Druckquelle, beispielsweise an eine oder mehrere mit Preßluft gefüllte Flaschen, angeschlossen werden.

Noch günstiger ist es jedoch, die Behälter an die Druck- bzw. Brennkammer des Raketenmotors anzuschließen. Dadurch kann nämlich nicht nur der beim Betrieb des Raketenmotors sowieso auftretende Betriebsdruck vorteilhaft ausgenutzt, sondern auch noch eine besonders leichte und raumsparende Anordnung und Ausbildung erzielt werden, wenn die Behälter etwa ringförmig ausgebildet und konzentrisch zun Raketenmotor um dessen Druck- bzw. Brennkammer herum oder auch hohlzylindrisch ausgebildet und in Verlängerung des Raketenmotors an dessen hinterem Ende vorgesehen v/erden. Eine solche Anordnung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn daran gedacht sein sollte, daß die Vorrichtung von einem Plugkörper getragen und während des Fluges oder auch erst beim Auf treffen im Ziel in Betrieb genommen v/erden soll, was aber nicht ausschließt, daß sie auch in anderen Fällen getroffen wird.

Bei eir..-.3r Ausführung mit an die Druck- bzw. Brennkammer des Raketenmotors angeschlossenen und oberhalb der Anschlußstellen an den Treibstrahl angeordneten Behältern sowie auch bei ortsveränderlichem Einsatz der Vorrichtung naß dafür Sorgegetragen werden, daß die an der Zerstäubung beteiligten Ilodio:. nicht vorzeitig, etwa solange der Raketenmotor noch nicht einen entsprechenden Betriebsdruck erreicht hat, in die I-1\ jI;- bzw. Brennkammer gelangen können. In einfacher './eise wird dies dadurch erreicht, daß die Druckleitung zwischen der Druek-

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kammer und den Behältern mittels einer beim Erreichen des Arbeitsdruckes des Raketenmotors berstenden Scheibe verschlossen werden. Je nach den Gegebenheiten kann es sich aber auch in anderen Fällen als zweckmäßig oder gar notwendig erweisen, entsprechende Haßnahmen zu treffen, die darin bestehen können, daß in der bzw. in den Druckleitungen schnellöffnende Ventile und/o.der Rückschlagventile oder andere geeignete Vorrichtungen angeordnet werden. Insbesondere bei mehreren an der Zerstäubung beteiligten Medien kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, in den Verbindungsleitungen zwischen den Behältern und dem Raketenmotor oder auch zwischen den Behältern untereinander selbsttätig funktionierende oder auch willkürlich betätigbare Schalt-, Steuer- und Absperrorgane vorzusehen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt und wird anhand dieser im folgenden noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung mit über Steigrohre an eine der Raketenr.otordüse nachgeschaltete Zerstäubungskamner angeschlossene- und über Druckleitungen mit der Druckbzw. Brennkammer des Raketenmotors verbundenen Substanzbehältern,

Fig. 2 eine Vorrichtung mit fallendem Zulauf zum Zerstäuberteil,

Fig. 3 in einem Ausschnitt eine als Ausströmdüse ausgebildete Zerstäubungskaiamer und

Fig. 4 in einem weiteren Ausschnitt eine Ausführungsform der Vorrichtung mit einer Zerstäubungskammer, die eine Mischkammer aufweist.

llacli Fig. 1 ist dem aus Brennkammer 2 und Düse 3 bestehenden und beispielsweise mit Festtreibstoff betriebenen Raketennotor 1 die Zerstäubungskaiimer 4 nachgeschaltet, deren raketenmotorseitiges Ende 5 die Düse 3 übergreift und mit dieser den. Pängspalt 6 bildet. An die Mischkammer 7 schließt sich austritta-

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seitig die Ausströmdüse 8 an. In der Wand der Mischkammer 7 sind in axialer Richtung hintereinander die Einspritzdüsen 9 ausgebildet, die sowohl Einzeldüsen als auch Ringdüsen sein können. Über die außenseitig an der Mischkammer 7 angeordneten Ringkanäle 10 stehen die Düsen 9 mit den Leitungen 11 in Verbindung, deren letzter Teil als Steigrohr 12 ausgebildet und bis nahezu an den Boden der Substanzbehälter 13 geführt ist. An das obere Ende der Behälter 13 sind die Druckleitungen 14 angeschlossen, die über die gemeinsamen Druckleitungen 15 mit der Brennkammer 2 des Raketenmotors 1 in Verbindung stehen.

Durch den beim Abbrand der Treibladung mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse 3 austretenden Gasstrahl entsteht hinter der Düse ein Unterdruck, der zur Folge hat, daß durch den Ringspalt 6 in Pfeilrichtung Luft angesaugt wird. Der gleichzeitig in der Brennkammer 2 entstehende Überdruck bildet sich - von etwaigen Drosselverlusten abgesehen - über die Leitung 15 und die Leitungen 14 auch im oberen Teil der Behälter 13, d. h. im Behälterraum oberhalb der in diesem befindlichen Substanz aus, womit diese nach unten und somit über die Steigleitung 12 aus dem Behälter 13 herausgedrückt und über die Leitung 11, Ringkanal^ 10 und Einspritzdüse bzw. -düsen 9 unter Druck in die Mischkammer 7 eingespritzt wird, wo sie vom Abgasstrahl des Raketenmotors 1 im Verein mit der angesaugten Luft mit den gegebenenfalls andersartigen Medien der übrigen Behälter vermischt und zerstäubt sowie über die Ausströmdüse 8 ausgeblasen wird.

Es versteht sich von selbst, daß die nur schematisch dargestellte Vorrichtung in vielerlei Weise variiert v/erden kann. So könnten beispielsweise die gezeigten drei Behälter 13 an eine gemeinsame Leitung 11 angeschlossen und gegebenenfalls durch Schalt-, Steuer-, Absperrorgane od. dgl. in bestimmter Weise miteinander gekoppelt werden, sofern es sich bein Inhalt der einzelnen Behälter um gleiche Substanzen oder beispielsweise auch un solche Medien handelt, die miteinander ein Aerosol einer Lösun..-, y.:v.\Z-sion oder Suspension ergeben sollen. In vorliegenden: l" ."." .

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könnte,beispielsweise daran gedacht sein, daß über die raketenmotorseitige Einspritzdüse eine treibstrahlkühlende Flüssigkeit, über die mittlere Düse die zu zerstäubende Substanz und über die austri-ttsseitige Düse ein Gas zur Sättigung der Substanz eingespritzt wird· Selbstverständlich ließe sich aber auch in einem einzigen entsprechend groß bemessenen Behälter eine in der zu zerstäuben beabsichtigten Form im voraus hergestellte Lösung, Emulsion oder Suspension unterbringen und über eine einzige entsprechend bemessene Leitung in die Mischkammer 7 zuführen. Entsprechendes gilt natürlich auch dann, wenn es sich beim Inhalt der Behälter 13, deren gezeigte Anzahl nur beispielhaft aufzufassen ist, um ein und dieselbe Substanz handelt. Ebenso könnte vorgesehen sein, einzelne der Medien oder auch alle in den Hingspalt 6 einzuspritzen.

V/eiterhin könnte zwecks Erzielung einer praktisch völligen Entleerung der Behälter 13 auch vorgesehen werden, die Steigrohre nahe dem Behälterboden außen an die Wand der Behälter 13 anzuschließen, anstatt sie in die Behälter hineinzuführen, oder ee könnten die Bühültörbüdüii in der durch dia gestrichelten Linien angedeuteten weise kegelig ausgebildet und die Steigrohre bis nahe zur Kegelspitze weitergeführt werden. Denkbar wäre es ferner, daß die Behälter 13 über gesonderte Druckleitungen an die Brennkammer 2 und/oder die Druckleitungen deckelseitig an die Behili^i* 13 angeschlossen werden.

Schließlich ist es auch klar, daß wenn an einen orts— und lageunaohansigen Einsatz der Vorrichtung gedacht ist, entsprechende Vorkoliruncen getroffen werden müssen, um ihre Punktion sicherzustellen. Insbesondere wären die Leitungen mit entsprechenden Schalt-, Steuer- und Absperrorganen od.dgl. zu versehen, die verhindern, daß die an der Zerstäubung beteiligten Lledien sich vorzeitig und in anderer als der beansichtigten Weise fortbewegen. Insbesondere muß dann auch Vorsorge getroffen werden, dä3 der zum Austreibender Substanzen aus den Behältern verwendete Druck, sei es - y/ie gezeigt - der Druck der Brennkammer oder auch der I/ruck einer fremden Druckquelle, imrier auf der wichtigen Sei ve hinter der Substanz wirksam bleibt, \;as ceispiels-

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weise dadurch erreicht werden könnte, daß zwischen dem auszutreibenden Medium und dem Anschluß der Druckleitung ein verschieblicher Kolben angeordnet wird.

l.^Tach Fig. 2, bei der für die mit der xig. 1 übereinstimmenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, erfolgt der Zulauf der Bubstanzen zur Mischkammer 7 übsr die bodenseitig an den entsprechend hoch angeordneten Behältern 13 angeschlossenen fallenden Leitungen 11, womit sich, unter der Voraussetzung daß die Vorrichtung ihre gezeigte Lage im wesentlichen beibehält, unter sonst gleichen Verhältnissen wie beim Ausfülirunga— beispiel der Fig. 1 eine etwas höhere Zerstäubungsleistung erzielen läßt. Die Anordnung von selbsttätig ansprechenden oder willkürlich auslösbaren AbsperrOrganen in den fallenden Leitungen versteht sich hier von selbst. Im übrigen können bei dieser Anordnung wieder die gleichen Maßnahmen vorgesehen v/erden, wie bei derjenigen gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 3 in der linken Hälfte in Schnitt und in der rechten Hälfte in Ansicht in etwas größerem ..laß st ab dargestellte Zerstäubungskammer 4 ist in ihrem über das Ende der Eaketenmotoräüse 3 hinausstehendenTeil innenseitig als Ausströmdüse ausgebildet, die sich hier nach außen gegen ^as zylindrische Rohr 17 abstützt, das zwecks besseren Zusammenhaltens dos austretenden Strahls noch etwas über das austrittsseitige Ende der Düse 16 hinaus verlängert ist. Das raketenmotorsoitige Ende 5 der Zerstäubungskammer 4 übergreift wieder das hintere Ende der ru-keteniaotordüse 3 und bildet mit diesem den mittels des flaiischartig nach innen vorstehenden Teils 5a ralcetenmotcrseitig dicht verschlossenen Ringspalt 6, an den die Zuführleitung 11 angeschlossen ist. Die ivaketenmotordüse 3 und die Ausströmdüse 16 sind gegen die Brennkammer 2 bzw. ßcßon dj.o auatrit-csseitiga Ende zu mittels der Berstscheiben 18a und lob dicht verschlossen und der zwischen diesen befindliche Raum 19 ist hier "bereits mit Zerstäubungssubstanz geiüllt. .Im übriger. l:cnn die Anordnung entsprechend derjenigen der Fig. 1 und 2 gctroiVc;·, eoir, wobei auch die in Verbindung mit diesen erwähnten :.lcdifil:ationen wieder möglich zx:A»

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Sobald nach Inbetriebnahme des Raketenmotors 1 die Berstschei— ben 18a und 18b unter der Wirkung des Druckes de3 beginnenden Treibstrahls zerbrechen, wird durch diesen die in Raum 19 vorhandene Substanz zerstäubt und aus der Ausströmdüse 16 herausgeschleudert, ur.d gleichzeitig wird durch den hinter der Raketenraotordüse 3 entstehenden Unterdruck sowie gegebenenfalls ein .vorhandenes Gefälle und/oder den Druck einer Druckquelle, beispielsweise dor Breriulrarcner 2 des Raketenmotors 1, über die Leitung 11 und den Ringspalt 6 dein Treibstrahl fortlaufend v/eitere Substanz zugeführt, solange solche vorhanden ist bzw. solange der■Raketennotor in Betrieb ist.

Gemäß 3?ig. 4 weist die mit der Raketenno to rdüse 3 wieder nach dem Injektorprinzip zusammenarbeitende Zerstäubungskammer 4 in ihrem mittleren Teil eine erweiterte bzw. sich*nach dem Raketenrcotor als auch nach der Austrittsseite zu konisch verengende Mischkammer 7 auf. Arn Übergang zur austrittsseitig angeordneten Ausströmdüse 8 sind die "irbelflachen 20 angeordnet. Anstelle dessen oder auch zusätzlich können die Zerstäubung und Vermischung der Medien begünstigende verwirbelnd wirkende Einbauten auch an anderer Stelle der'Mischkammer 7 vorgesehen werden. Im übrigen gelten auch hierzu die in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 gemachten Darlegungen.

Anhand des nachstehenden Beispiels wird die Erfindung noch weiter erläutert.

Beispiel;

Unter Verwendung vorhandener Teile wurden in einer Anordnung analog derjenigen der ?ig. 2, jedoch mit einer entsprechend ?ig. 3 ausgebildeten Zerstäubungskamuer und mit getrennten Druckleitungen, zwei aus beidseitig mittels Deckeln dicht verschlossenen dieinhändigen Stahli-ohren hergestellte Behälter von ,]'.·. 30 1 Inhalt einerseits an die Brennkammer und andererseits f. die der Düse nachte schaltete ZerstäubungskaKmer eines Tlakc-'vir.r.:otors angeschlossen. Zur Verfügung standen 15-cin-Brenuka:~-orn ur.d 7-Rohr-Feststoff-Treibladungen. Die Verbindung zwischen den

♦sowohl

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Behältern und dem Ringspalt zwischen der Raketenmotordüse und der Zerstäubungskammer bestand aus je zwei 1/2" Wasserrohren, die gleichmäßig über den .Umfang verteilt an die Zerstäubungskammer angeschlossen waren. Die Verbindung zwischen Behälter und Brennkammer bestand aus je einer 12 mm Druckleitung. Als Zerstäubungssubstanz wurde mit blauem Farbpulver vermischtes Wasser verwendet. Die gesamte Flüssigkeit wurd^e in weniger als einer Sekunde als gebündelter Gas-Tröpfchen-Strahl bis zu 40 m hoch ausgestoßen. Der Ausstoßvorgang war kurz vor Beendigung des Abbrandes der Treibladung des Triebwerkes beendet, d. h. die verwendeten 60 1 Wasser reichten nicht ganz aus. Der Druck in den Behältern lag bei 5» der Druck in der Brennkammer bei 10 atü.

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Claims

Verfahren zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen oder Feststoffen in Form von Staub, Pulver od.dgl·, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung mittels des Treibstrahls eines Raketenmotors vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerstäubende Substanz dem Betriebsmedium des Baketenmotors beigefügt wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerstäubende Substanz im Bereich der Düse und/oder hinter der Düse an den Treibstrahl des Raketenmotors angeschlossen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerstäubende Substanz dem Treibstrahl unter Ausnutzung des beim Betrieb des Raketenmotors auftretenden Unterdrücken zugeführt v/ird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerstäubende Substanz dem Treibstrahl unter Ausnutzung eines natürlich vorhandenen oder künstlich geschaffenen Gefälles zugeführt wird.
6. Verfahren nach einen dor Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerstäubende Substanz dem Treibstrahl unter Ausnutzung des Betriebsdruckes des Rakfctenmotors oder einer fremden Druckquelle zugeführt v/ird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung in Anwesenheit von den Treibstrahl kühlender Flüssigkeit durchgeführt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsmenge so bemessen wird, daß sie unter der Einwirkung der Hitze des Treibstrahls teilweise oder ganz verdampft.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor dem Ausspritzen, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, mit einem Gas gesättigt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch einen an sich bekannten mit festem und/oder flüssigem Treibstoff, mit überhitztem Wasserdampf oder mit durch einen Atomreaktor, einen Plasma-Brenner oder einen elektrischen Brenner aufgeheiztem medium betriebenen Raketenmotor (1) mit Druck- bzw. Brennkammer (2) und Düse (3).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine koaxial zur ßal-ietenuotordüse (3) an deren austritt3seitigem Ende angeordnete Zerstäubungakarj-er (4).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

die Zerstäubungskammer (4) austrittsseitig als Ausströmdüse (Ό bzw. 16) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, do.;; die Zerstäubungskanmer (4) mit einer der Ausströmdüse (Q) vorgeschalteten vorzugsweise erweiterten iiiachkam-ier (7) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichn·;^, daß die Mischkammer (7) mit Prallflächen, Siebon, Blender. od.dgl. Einbauten (20) versehen ist.
15. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 11 - 14-, dadurch .>·- kennzeichnet, aaß die 3erstäubui-jskam::ier (4) ^it ihre: raketenmotorseitigen 2nde (5) das hintere Ende der jx.V. - -■-motordüse (3) übergreift und ait diesen einen vorzu·;-· ^λ

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nach dem austrittsseitigen Ende der Raketenmotordüse (3) zu sich insbesondere düsenförmig verengenden Hingspalt (6) bildet. . .
16· Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (6) am raketenmotorseitigen Ende dicht verschlossen ist·
17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Zerstäubung beteiligten uledien mittels wenigstens einer vom düsengegenseitigen -unde des iiaketenmotors (1) her vorzugsweise durch die Druck- bzw. Brennkammer (2) hindurchgeführte Leitung im Bereich der Düse (3) mit dem Raketentreibstrahl verbunden sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Zerstäubung beteiligten Medien mittels v/enigstens eine an die Wand der Raketenmotordüse (35 • angeschlossenen Leitung, od.dgl. mit dem Raketentreibstrahl . verbunden sind.
19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Zerstäubung beteiligten Medien mittels einer bzw. mehrerer im Bereich des Ringspalts (6) und/oder der Mischkammer (7) an die ZerstäubungskamEier (4) angeschlossenen Leitungen od.dgl. (11) mit dem Raketentreibstrahl verbunden sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dcß die Leitungen (11) über außenseitig an der Düee (3) bzw. der Zerstäubungskanüner (4) ausgebildete Ringkanäle (10) an in der Wand der Düse (3) bzw. der Zerstäubungskammer (4) vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete, als Einspritzdüsen ausgebildete oder mit solchen versehene Bohrungen (9) oder an sich über den ganzen Umfang erstrockende vorzugsweise düsenförmig ausgebildete Ringschlitze angeschlossen sind.

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21. Verrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Leitung bzw. Leitungen (11) mit einem oder mehreren Behältern (13) für die Aufnahme der an der Zerstäubung beteiligten Medien verbunden ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Behälter (13) mit ihrer ganzen Erstreckung oberhalb der raketenmotorseitigen Anschlußstelle angeordnet

die
und Leitung (11) an den Behälterboden angeschlossen ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Behälter (13) als geschlossene Tanks od.dgl. ausgebildet und mit einer Druckquelle versehen oder mittels einer Druckleitung (H, 15) an eine solche angeschlossen sind«
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Druekquelle ein im Behälter (13) angeordneter Gasgenerator ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle dio Druck- bzw. Brennkammer (2) des Raketenmotors (1) ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (14, 15) mittele einer bei Erreichen des Arbeitsdruckes des Haketenmotors (1) berstenden Scheibe \rerschlossen ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch £;ol:ennz3ichnet, daß in der Druckleitung (14, 15) ein schnell öffnendes Ventil und/oder ein .Rückschlagventil ar.2'3ordnet ist.

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