DE175129C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JKf 175129 -KLASSE 24 δ. GRUPPE

Verfahren zum Zerstäuben von überhitzten Flüssigkeiten. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. September 1904 ab.

Unter' den bisher üblichen Methoden der Zerstäubung von Flüssigkeiten, wie man sie für mit flüssigen Brennstoffen betriebene Feuerungen, für Luftbefeuchtung und andere Zwecke benutzt, muß man in erster Linie, solche unterscheiden, bei denen die zerstäubende Wirkung durch die Energie eines strömenden gas- oder dampfförmigen Zerstäubungsmittels bewirkt wird (Strahlzerstäu- bung) und solche, bei denen nur diejenige Energie zum Zerstäuben nutzbar gemacht wird, welche in der dem Zerstäuber unter Druck zugeführten Flüssigkeit selbst zur Verfügung steht.

iS Vorliegende Erfindung beruht auf der letzteren Methode, die wegen des Fortfalls der Einrichtung zum Zuführen der gasförmigen Flüssigkeit den Vorzug der Einfachheit und wegen der weitaus besseren

ao Ausnutzung der Energie den Vorteil sparsameren Betriebes hat. Von den bisher bekannten derartigen Methoden, welche auf dem Anprall des austretenden Flussigkeitsstrahles . gegen feste Anschlagflächen (Stoßzerstäubung)

aS oder auf der durch Ablenkungsflächen oder

. Drehung der Flüssigkeit innerhalb der Düse (Zentrifugalstreudüsen) hervorgebrachten Divergenz der Flüssigkeitsstrahlen bei der Ausströmung beruhen, konnten indessen feinere Zerstäubungswirkungen bisher nur in geringem Umfange erreicht werden, weil die in der Druckflüssigkeit zur Verfügung stehende Energie auch bei hohem Drucke verhältnismäßig nur gering ist.

Eine wesentliche Steigerung erfährt der Energiegehalt der Druckflüssigkeit bekanntlich dadurch, daß man diese unter Druck bis über diejenige Temperatur erwärmt _? bei welcher sie unter dem geringeren in dem Ausströmungsraume herrschenden Drucke sieden würde. Dieser Zustand der Flüssigkeit soll im folgenden als Überhitzung bezeichnet werden.

Bei der Ausströmung solcher überhitzter Flüssigkeiten wird die derselben innewohnende Energie frei, indem sich aus denselben infolge der Druckentlastung Dampf entwickelt.

Bei Verwendung der üblichen Zerstäubungsdüsen tritt aber diese Druckentlastung im wesentlichen erst im Mündungsquerschnitt, und zwar so schnell ein, daß in diesem die innere Dampfentwicklung noch nicht zur Geltung kommen kann, weil diese gewisse gegenseitige Bewegungen der Flüssigkeitsteilchen und Zeit erfordert (Siedeverzug). Auch muß die Erwärmung der Flüssigkeit unter dem Siedepunkt, welcher dem Zuführungsdrucke entspricht, zurückbleiben, damit in der Rohrleitung keine Dampfbildung eintritt, und ihre Temperatur sinkt außerdem durch äußere Abkühlung auf ihrem Wege bis zur Ausströmurigsöffnung stets noch erheblich. Diese Umstände wirken darauf hin, daß die Dampfentwicklungsgrenze beim Austritt noch später erreicht und die innere Dampfbildung in der ausströmenden Flüssigkeit noch mehr verzögert wird und im wesentlichen erst jenseits des Ausströmungsquerschnitts der Düse allmählich vor sich geht. Aus diesen Gründen war die mit den bisher bekannten Düsen auch bei Anwendung der Überhitzung erreichbare Zerstäubung unregelmäßig und unvollkommen.

Vorliegende Erfindung ermöglicht es nun,

die innere Dampfbildung der unter Druck erhitzten Flüssigkeit beim Ausströmen in einem freien Räume dadurch zugunsten einer außerordentlich feinen Zerstäubung der Flüssigkeit nutzbar zu machen, daß der Vorgang dieser Dampfbildung sehr wesentlich beschleunigt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die unter Druck zugeführte überhitzte Flüssigkeit, bevor sie zu der eigentlichen

ίο engen Austrittsöffnung der Zerstäubungsdüse gelangt, durch eine in ihren Weg eingeschaltete Querschnittsverengung so stärk gedrosselt wird, daß in dem Räume zwischen der Drosselungsstelle und der Ausströmungsmündung vermöge der durch die Drosselung verursachten Druckverminderung die innere Dampfbildung eingeleitet wird.

Die nächste Folge dieser Druckverminderung bis über die Grenze der inneren Dampfbildung hinaus ist, daß bei Beginn der weiteren Druckentlastung, welche die Flüssigkeit entsprechend ihrer Beschleunigung in der Nähe der Ausflußmündung innerhalb der Düse erfährt, sofort weitere Dampfentwicklung eintreten kann, und - diese Dampfentwicklung wird dadurch befördert, daß die bereits in der Kammer zwischen der Vordrosselungsstelle und der Ausströmungsmündung entwickelten Dampfblasen bei der Ausströmung durch die Düsenmündung die Flüssigkeit auflockern, erschüttern, durch ihre Expansion beschleunigen und die gesamte verfügbare Dampfmenge teils bereits vor, teils in dem Austrittsquerschnitt der Düse selbst zur Entwicklung bringen. Teils wegen der Vergrößerung des spezifischen Volumens der ausströmenden. Flüssigkeit durch den beigemischten Dampf, teils infolge der Expansion des letzteren ergeben sich bedeutend größere Ausströmungsgeschwindigkeiten für die Flüssigkeitsteilchen, welche jenseits der Mündung durch die Volumenvermehrung des Dampfes nach allen Richtungen auseinander getrieben werden. Hierdurch wird eine außerordentlich feine Zerstäubung der Flüssigkeit erreicht, so daß diese vollständig in feinsten Nebel aufgelöst wird. Die zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens erforderliche Drosselung der überhitzten Flüssigkeit bis zur Dampf entwicklung vor der ins Freie führenden Ausflußmündung erfordert im allgemeinen eine Querschnittsverengung, deren Durchgangsquerschnitt geringer ist als der der Ausflußmündung; doch darf die Verengung auch nicht zu stark sein. Derartige Querschnittsverengungen in Zerstäubern sind an und für sich bekannt, und zwar bei solchen Zerstäubern, bei denen ein besonderes gas- oder dampfförmiges Zerstäubungsmittel angewendet wird.

Die Ausbildung der Düse und ebenso deren Verengung kann je nach dem Verwendungszweck verschieden sein. Bei der auf der beiliegenden Zeichnung dargestellten Anordnung wird die erhitzte Flüssigkeit bei α zugeführt, um bei b auszuströmen. Zwischen dem Zuführungsanschluß und der Düsenmündung b ist eine Zwischenwand c angeordnet, in welcher ein Loch vorgesehen ist, dessen Durchgangsweite durch ein Nadelventil d nach Bedarf eingestellt werden kann, so daß beim Durchgang durch diese gedrosselte öffnung der Flüssigkeitsdruck sich vermindert. In der zwischen der Zwischenwand c und der Düsenmündung b ausgebildeten Kammer e entwickelt sich infolge der Druckentlastung eine gewisse Menge Dampf, und zwar um so leichter, als in dieser Kammer die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit gering, also Zeit genug zur Dampfentwicklung vorhanden ist.

Der sich entwickelnde Dampf strömt mit der Flüssigkeit in Form von mehr oder weniger feinen Blasen gemischt der Mündung zu und bringt beim Durchgang durch diese in der beschriebenen Weise den Rest des frei werdenden Dampfes unter Zerstäubung der Flüssigkeit schnell zur Entwicklung.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zum Zerstäuben von überhitzten Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrom vor seiner Ausströmung so stark gedrosselt wird, daß in einem Räume zwischen der Drosselungsstelle und der Ausströmungsöffnung vermöge der durch die Drosselung verursachten Druckverminderung in dem Flüssigkeitsstrome die Ausscheidung von Dampf stattfindet, so daß infolge der Expansion im Mündungsquerschnitte der Ausströmungsöffnung und schneller Auslösung der übrigen Dampf menge. der Flüssigkeitsstrahl in nebeiförmigen Staub aufgelöst wird.

2. Zerstäubungsdüse ohne Vorrichtung zur Zuführung eines" gas- oder dampfförmigen Zerstäubungsmittels zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Innenraume zwischen dem Zuleitungsanschluß (a) und der Ausströmungsmündung (b) eine Querschnittsverengung (c) und zwischen dieser und der Mündung eine Dampfentwicklungskammer (e) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.