DE19539923C1 - Vorrichtung in einem ein Primärfluid führenden Kanal - Google Patents

Vorrichtung in einem ein Primärfluid führenden Kanal

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einem ein Fluid führenden Kanal gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind ausgehend von einer gemeinsamen, quer zur Strömungsrichtung stehenden Vorderkante ebene, wirbelerzeugende Flächen abwechselnd einander entgegengesetzt bezüglich der Anströmrichtung geneigt angeordnet (DE-AS 11 88 563). Hierbei heben sich von den einzelnen Flächen erzeugte Wirbel nicht gegeneinander auf, so daß merkliche Druckverluste entstehen.
In vielen Bereichen der Verfahrenstechnik ist ein Sekundär­ fluid in ein Primärfluid einzumischen. Das Primärfluid kann z. B. Rauchgas aus einem Verbrennungsprozeß sein, dem zum Zweck der Entstickung in einem Katalysator Ammoniak bzw. Ammoniak-/Luftgemisch als Sekundärfluid zugemischt werden soll. Um eine möglichst vollständige Umsetzung des Ammoniaks mit dem Stick­ stoffoxid zu erreichen, werden hohe Anforderungen an die Homo­ genität der Verteilung des Ammoniaks als Se­ kundärgas im stickstoffoxidhaltigen Primärgas gestellt. Wäh­ rend die geforderte Homogenität der Ammoniak-Konzentra­ tionsverteilung von z. B. ± 5% mit Mischerelementen, die ei­ nen hohen Druckverlust verursachen, problemlos zu verwirkli­ chen ist, stellt sich insbesondere in der Kraftwerkstechnik häufig die Aufgabe, das gesteckte Ziel bei möglichst gerin­ gem Druckverlust zu erreichen. Vielfach ist der für die Ver­ mischung verfügbare Strömungsweg kurz im Bezug auf den hy­ draulischen Durchmesser des das Primärgas führenden Kanals. Ferner wird in vielen Fällen gefordert, insbesondere auch für einen Katalysator, daß die Zuströmung unmittelbar vor der ersten Katalysatorlage nach Betrag und Richtung nur eine geringe Variationsbreite aufweist. Demnach muß der Ver­ mischungsprozeß in einem ausreichenden Abstand vor der er­ sten Katalysatorlage zum Abschluß gebracht werden.
Neben der Einmischung eines Sekundärgases in ein Primärgas wird häufig lediglich eine Homogenisierung der Zustandsgrö­ ßen wie der Temperatur und der Geschwindigkeit, oder der Inhaltsstoffkonzentrationen in einer Strömung aus einem ein­ zigen Fluid gefordert.
Zum Homogenisieren einer Strömung aus einem Gas, wie Kühl- oder Heizluft, oder zum Mischen zweier Luftströme unter­ schiedlichen Zustandes sind in der DE 29 11 873 C2 und in dem DE-GM 82 19 260.5 Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die einen oder mehrere Mischflügel mit frei umströmten, spitzwinklig gegen die Strömung gerichteten Vorderkanten aufweisen, deren Verlauf sowohl eine in Strömungsrichtung der Primärgasströmung als auch eine quer hierzu verlaufende Komponente aufweist. Durch die spitzwinklige Anstellung ei­ nes solchen Mischflügels gegen die Hauptrichtung der Gass­ trömung bilden sich an dem Mischflügel eine Druck- und eine Saugseite ähnlich wie an einem Flugzeugtragflügel aus. In­ folge der Druckdifferenz entstehen Ausgleichsströmungen, die sich zu Randwirbelzöpfen "aufwickeln". Die Randwirbel weisen in der Nachbarschaft ihres Entstehungsortes eine hohe Ener­ giedichte und einen geringen Durchmesser auf. Mit zunehmen­ dem Strömungsweg expandieren diese Wirbel, indem sie ihre Rotationsenergie über die Strömungsreibung auf benachbarte Strömungszonen übertragen.
Bei der DE 29 11 873 C2 wird das Sekundärgas aufgrund einer geeigneten Plazierung des Mischflügels an der Quelle des Wirbels mit der Wirbelexpansion in die Primärgasströmung eingemischt. Bei einer derartigen Einmischung muß zwangsläu­ fig ein erhöhter Druckverlust bzw. Eigenenergiebedarf der Anlage in Kauf genommen werden.
In der DE-Zeitschrift "VGB-Kraftwerkstechnik" Jg. 73 (1993), Heft 5, S. 450-455 ist ein Mischer beschrieben, mit dem eine hohe Vermischungsgüte bei geringem Druckverlust erreicht werden soll. Der bauliche Aufwand ist jedoch wesentlich hö­ her als bei den oben beschriebenen Mischflügelkonzepten.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Homogenisierung einer Fluidströmung und zur Einmischung einer Sekundärfluidströmung in eine Primärfluid­ strömung zu schaffen, die gleichzeitig folgenden Anforderun­ gen genügt:
  • - hohe Homogenisierungs- und/oder Vermischungsgüte bereits nach kurzem Strömungsweg,
  • - geringer Druckverlust,
  • - kurze Einbaulänge,
  • - niedrige Herstellungskosten,
  • - unanfällig gegen Störungen, z. B. durch Belagsbildung,
  • - geringe Separation von Grob- und Feinstäuben.
Dieses Problem ist erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.
Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind wenigstens zwei wirbelerzeugende Flächen, deren parallele Vorderkanten orthogonal zur Richtung der Primärfluidströmung gerichtet sind, im Kanal derart angeordnet, daß eine gegenläufige Ver­ drallung und damit eine gute Homogenisierung bzw. Durchmi­ schung der Fluidströmung erzwungen wird.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist jede Flä­ che durch einen auf der Anströmseite in Strömungsrichtung des Primärfluids ausgerichteten dünnwandigen Körper, wie ein Blech oder eine Kunststoffplatte materialisiert, die vor­ teilhaft ausgehend von der Vorderkante ausgebogen ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die paarweise gegensinnig angeordneten Flächen durch ein Zwickelblech verbunden sein. Das Zwickelblech dient sowohl zur aerodynamischen als auch zur mechanischen Stabilisie­ rung.
Die Vorderkante kann von einem Rohr mit Düsen gebildet sein, über welche Sekundärfluid in das Primärfluid eingeblasen wird. Das Sekundärfluid wird dank der Erfindung gleichmäßig mit dem Primärfluid durchmischt.
Im Gegensatz zu den Gegebenheiten bei Mischflügelkonzepten gemäß DE 29 11 873 C2 weist der erzeugte Wirbel gemäß der Erfindung von Anfang an eine geringe Energiedichte auf; der Wirbel kann demzufolge auch mit einem niedrigen Druckverlust generiert werden.
Infolge des geringen Druckverlustes reduzieren sich die an den wirbelerzeugenden Flächen angreifenden Kräfte, so daß eine Aufhängevorrichtung für die Fläche(n) oder Teilflächen mit geringerem Materialaufwand ausgeführt werden kann.
Für Vermischungsprozesse ist es vorteilhaft, die wirbeler­ zeugenden Flächen derart anzuordnen, daß sich kleinere, gleichsinnig drehende Wirbelgebiete, in denen eine kleinräu­ mige Vorvermischung abläuft, zu größeren Wirbelgebieten überlagern, in denen die großräumige Homogenisierung bewirkt wird.
In einer besonders interessanten Ausgestaltung der Erfindung sind die wirbelerzeugenden Flächen derart angeordnet, daß die Addition der Teilwirbel in dem einen Kanalabschnitt ei­ nen rechtsdrehenden und in dem anderen Kanalabschnitt einen linksdrehenden Wirbel ergibt. Eine derartige symmetrische Konfiguration von zwei Teilwirbeln ist bei entsprechenden Kanalabmessungen strömungstechnisch stabil und bewirkt eine sehr gute Homogenisierung oder Durchmischung in den jeweili­ gen Kanalabschnitten.
Diese Konfiguration ist dann besonders vorteilhaft, wenn auf den Vermischungsabschnitt ein Krümmer folgt. Aus der Strö­ mungslehre ist bekannt, daß eine Krümmerdurchströmung ein gegensinnig drehendes Wirbelpaar induziert.
Werden gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung schon vor Erreichen des Krümmers zwei gegenläufige Wirbel erzeugt, deren Drehrichtungen mit jenem des natürlicherweise in Krümmern entstehenden Wirbelpaares übereinstimmt, pas­ siert die Strömung besagten Krümmer ohne Strömungsablösung bzw. mit stark reduzierten Abmessungen der Strömungsablöse­ gebiete. Dadurch werden aufwendige Krümmerleitbleche über­ flüssig. Dies mindert die Kosten erheblich wobei zu berücksichtigen ist, daß die Kosten für die Krüm­ merleitbleche meist höher liegen als die Kosten für die wir­ belerzeugenden und die Homogenisierung bzw. Vermischung be­ wirkenden Einbauten selbst.
Eine geringe Neigung der gegenläufigen Wirbel zur Aus­ löschung durch Überlagerung ist insofern vorteilhaft, als ein nachfolgender Kanalkrümmer dann auch ohne Leitbleche ablösefrei durchströmt wird. Ist jedoch eine weitergehende Homogenisierung der Konzentrationsfelder durch Vermischung der gegenläufigen Wirbel miteinander erwünscht, werden gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in das Strömungs­ feld der gegenläufigen Wirbel zwei sich berührungslos kreu­ zende Leitbleche eingebaut, die in der Konfiguration einer Achterbahn angeordnet sind. Mittels dieser Leitblechanord­ nung werden die beiden gegenläufigen Wirbel so überlagert, daß es zu einer Teilvermischung kommt, ohne daß die Wirbel sich gegenseitig auslöschen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer elementaren Bau­ gruppe einer Vorrichtung nach der Erfindung, die in einen ein Primärfluid führenden Kanal eingebaut ist;
Fig. 2a eine Draufsicht auf eine Baugruppe nach Fig. 1;
Fig. 2b eine Draufsicht auf eine Abwandlung der elementaren Baugruppe nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1 von vorn auf eine weiter abgewandelte Baugruppe;
Fig. 4 eine andere elementare Baugruppe einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Dar­ stellung wie Fig. 1;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Kanals, in den eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit mehre­ ren Baugruppen gemäß den Fig. 1 und 2a eingebaut ist und der oberhalb dieser Vorrichtung einen 90°-Krüm­ mer aufweist;
Fig. 6a, 6b und 6c Schnittansichten in Ebenen A, B und C in Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Vorrichtung nach der Erfindung, bei der nach dem Prinzip von Fig. 4 gestaltete Baugruppen eingesetzt sind;
Fig. 8a eine Seitenansicht von oberhalb einer Vorrichtung nach der Erfindung eingebauten Leitblechen; und
Fig. 8b eine Draufsicht auf die Leitblechanordnung nach Fig. 8a.
In den Fig. 1 bis 3 sind der Einfachheit halber gleiche Be­ zugszeichen für gleiche oder gleichwirkende Teile verwendet.
Die in Fig. 1 und Fig. 2a gezeigte Baugruppe ist in einen Kanal eingebaut, in dem ein Primärfluid in Richtung des Pfeiles s strömt. Die Baugruppe weist ein quer zur Hauptströmungsrichtung s sich erstreckendes Rohr 1 auf, an dessen Abstromseite die Vorderkanten 2 von zwei in Längs­ richtung des Rohres 1 aneinander anschließenden, gegensinnig gewölbten dünnwandigen Platten 3, 4 anschließen. Die Platten 3, 4 können von Metallblechen oder von dünnwandigen Kunst­ stoffplatten gebildet sein. Die Hinterkanten 5, 6 der dünn­ wandigen Platten verlaufen wie gezeigt gegensinnig schräg. Die Tangenten t an den Vorderkanten 2 der Platten 3, 4 ver­ laufen parallel zur Strömungsrichtung s und spannen eine Ebene E auf, die eine Symmetrieebene zwischen den beiden Platten 3, 4 bildet und die Vorderkanten 2 enthält. Senk­ recht auf den Vorderkanten 2 stehende Verbindungslinien 7, 8 zwischen den Vorderkanten 2 und den Hinterkanten 5, 6 sind unter verschiedenen Anstellwinkeln α, β bezüglich der Ebene E geneigt.
Das Rohr 1 enthält längs den Vorderkanten 2 angeordnete Loch- oder Schlitzdüsen (nicht dargestellt), über welche ein Primärfluid in den Richtungen der Pfeile u, v ausgeblasen wird, und zwar auf die gewölbten Unterseiten der Platten 3, 4.
Anstatt gewölbt könnten die Platten auch eben sein, wobei dann die Verbindungslinien 7, 8 einen gleich großen Anstell­ winkel einschließen würden. Bevorzugt ist jedoch die in den Figuren gezeigte gewölbte Ausführung, weil hierdurch eine bessere Verwirbelung und damit Homogenisierung des Primär­ fluids und eine bessere Einmischung des über das Rohr 1 ein­ geblasenen Sekundärfluids erzielbar ist.
Die Platten 3, 4 sind zur mechanischen Stabilisierung und zur Bildung eines Plattenpaares mittels eines Zwickelbleches 9 verbunden, das sich bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2a in einer Ebene senkrecht zur Ebene E erstreckt.
Bei der Variante nach der Fig. 2b sind die Platten 3, 4 in zwei Richtungen gewölbt.
Bei der Variante gemäß Fig. 3 sind die Platten im an die Vorderkante 2 anschließenden Bereich "überwölbt", d. h. haben einen negativen Tangentenwinkel. Obgleich sie ebenso wie in der Fig. 1 gleichsinnig weiter ausgewölbt sein könnten (ge­ strichelte Kontur 3′′ links außen in Fig. 3), können sie nach einem Wendepunkt W auch zurückgewölbt sein (durchgezogene Kontur in Fig. 3), so daß sich insgesamt ähnliche Neigungs­ winkel α, β ergeben wie bei der Ausführung nach Fig. 1.
Auch in diesem Fall können die Platten 3, 4 durch ein Zwic­ kelblech 9 verbunden sein. Dieses Zwickelblech 9 dient bei den bisher beschriebenen Ausführungen durch die kreuzförmige Verbindung der Platten 3, 4 zur Verhinderung von Schwingun­ gen der von den Wirbeln des Primärfluids und gegebenenfalls des Sekundärfluids beaufschlagten Platten 3, 4. Außerdem trägt das Zwickelblech dazu bei, daß der durch die gegensin­ nig gekrümmten Platten 3, 4 erzeugte Drall der Strömung ver­ stärkt wird. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, die Enden des Zwickelbleches 9 derart auszubiegen, daß im Kern des Strömungsfeldes ein zum primären Wirbelfeld gegenläufiges sekundäres Wirbelfeld erzeugt wird. Hierdurch kann erreicht werden, daß sich die Wirbel im Fernfeld durch Überlagerung gegenseitig auslöschen, so daß eine drallfreie Abströmung aus dem Mischungsabschnitt erzielbar ist. Dies kann für die Zuströmung zu nachfolgenden Komponenten, wie einem Wabenka­ talysator, bedeutsam sein.
Soll die Vorrichtung gemäß der Erfindung ausschließlich zur Homogenisierung eines Primärfluids eingesetzt werden, also keine Zumischung von einem Sekundärfluid erfolgen, so er­ übrigt sich ein Rohr 2. Statt dessen kann dann ein Stab längs der Vorderkanten 2 vorgesehen sein, oder die Vorderkanten 2 selbst können die Platten 3, 4 auf ihren der Primärströmung zugewandten Seiten begrenzen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführung der Vorrichtung gemäß der Er­ findung, bei der wirbelerzeugende Flächen 3′, 4′ allein durch Ausblasen aus dem Rohr 1 in verschiedenen Richtungen gegebenenfalls mit verschiedener Intensität aerodynamisch erzeugt werden. Dabei können diese "virtuellen" Flächen auf­ grund der Anströmung des durch das Primärfluid sogar gewölbt sein. Die Wölbung wird mit zunehmender Intensität der Sekun­ därfluid-Einblasung (Druck, Menge) geringer.
Fig. 5 zeigt einen insgesamt mit der Bezugszahl 20 bezeich­ neten vertikalen Strömungskanal, der an seinem Kopfende ei­ nen 90°-Krümmer 21 aufweist. Dieser Kanal ist in insgesamt vier parallele Abschnitte durch Schottwände 22, 23, 24 un­ terteilt, wobei in jedem Kanalabschnitt eine Baugruppe gemäß den Fig. 1 und 2a angeordnet ist. Dabei stoßen die äußeren Seitenkanten 10 der Platten 3, 4 an die seitlichen Kanalwän­ de (nicht bezeichnet) an.
Mit A, B, C und D sind vier Querschnittsebenen des Kanals 20 bezeichnet, wobei die Ebene C etwa in der Mitte des Krümmers 21 liegt. Die Ebenen A, B, C sind zusammen mit einer durch die Erfindung bewirkten Wirbelkonfiguration in den Fig. 6a, 6b und 6c dargestellt. In der Fig. 6a ist in der Draufsicht auf die Ebene A gezeigt, daß die in der linken Kanalhälfte angeordneten Baugruppen und die in der rechten Kanalhälfte entgegengesetzt angeordneten Baugruppen, wie sie anhand der Fig. 1 und 2a im einzelnen beschrieben sind, gegenläufige Kreis-Wirbelpaare erzeugen, wobei die Wirbelpaare in der linken Kanalhälfte rechtsdrehend und in der rechten Kanal­ hälfte linksdrehend sind. Die kreisförmigen Wirbel ergänzen sich oberhalb der Schottwände 22 und 24 in den jeweiligen beiden Kanalhälften zu elliptischen, gegensinnig drehenden Wirbeln gemäß Fig. 6b, die wegen der höher als die Schott­ wände 22, 24 aufragenden Schottwand 23 getrennt sind.
In der in Fig. 6c dargestellten Ebene C sind dann die ellip­ tischen Wirbel nicht mehr getrennt und überlagern die "na­ türlichen" Wirbel im Krümmer 21.
Es ist ein aus der Strömungslehre bekanntes Phänomen, daß eine Krümmerdurchströmung mit einer homogenen Strömung ein gegensinnig drehendes Wirbelpaar erzeugt, wie es in der Ebe­ ne D in Fig. 5 dargestellt ist. Erfindungsgemäß werden durch die in der Ebene X eingebaute Vorrichtung gemäß Fig. 5 be­ reits in der Ebene B gegensinnig drehende Wirbel erzeugt, die gleiche Drehrichtungen wie die "natürlichen" in dem Krümmer 21 erzeugten Wirbel haben. Dies sorgt dafür, daß die Strömung in dem Kanal den Krümmer 21 ohne Strömungsablösung, mindestens jedoch mit stark reduzierten Abmessungen von Strömungsablösungsgebieten, passiert. Dadurch werden aufwen­ dige Krümmerleitbleche überflüssig, die man normalerweise in Krümmern vorsieht. Die Kosten solcher Leitbleche liegen hö­ her als die Kosten für die Vorrichtung nach der Erfindung.
Die Länge der Schottwände 22, 23, 24 kann das 0,5- bis 2,5- fache des hydraulischen Durchmessers jedes Kanalabschnitts betragen. Aus den oben angegebenen strömungstechnischen Gründen ist eine Konfiguration bevorzugt, bei der die mitt­ lere Schottwand 23 länger ist als die Schottwände 22, 24. Die Hinterkanten der Schottwände können gegensinnige Ausbie­ gungen 25, 26 in Richtungen haben, welche mit den Drehrich­ tungen der von jeder Baugruppe erzeugten Wirbeln überein­ stimmen. Dies ist der Einfachheit halber nur für die Schott­ wand 22 in Fig. 5 dargestellt.
Fig. 7 zeigt eine Alternative zu der Vorrichtung, wie sie in Fig. 5 und Fig. 6a dargestellt ist. Bei dieser Ausführung sind Rohre 1′ mit Düsen ohne Platten, das heißt mit rein aerodynamisch erzeugten Wirbelflächen 3′, 4′ eingesetzt, wie sie prinzipiell in Fig. 4 dargestellt sind, wobei jedoch Druck und/oder aus tretende Strömungsmenge in Richtung zur Rohrmitte hin abnimmt. Solche Rohre 1′ sind jeweils in den einzelnen Kanalabschnitten in dem Querschnitt X (Fig. 5) kreuzweise diagonal angeordnet. Selbstverständlich kann die Anordnung nach Fig. 7 auch mit "materialisierten" Flächen, wie Platten gemäß Fig. 1 bis 3 ausgeführt werden.
Bei den in Fig. 5 bis 7 gezeigten Konfigurationen strömen die durch die Flächen 3, 4; 3′, 4′ erzeugten Wirbel spiralig nach oben. Aufgrund der gegensinnigen Anordnung der Flächen in der rechten Kanalhälfte bezüglich der linken Kanalhälfte werden gegenläufige Wirbel oberhalb der Vorrichtung erzeugt, welche ein ablösefreies Durchströmen des Krümmers 21 ohne Einsatz von Leitblechen ermöglichen.
Es kann jedoch auch eine weitergehende Homogenisierung der Wirbelkonzentrationsfelder durch Vermischen der gegenläufi­ gen Wirbel miteinander erwünscht sein. Für diesen Fall ist die Ausgestaltung nach Fig. 8 vorgesehen. Dort sind Leitble­ che 30, 31 in der aus Fig. 8 ersichtlichen achterbahnartigen Konfiguration in dem Kanalabschnitt stromabwärts von der Vorrichtung nach der Erfindung angeordnet. Diese Leitbleche 30, 31 sind an die Spiralgeometrie der gegensinnig aufstei­ genden Wirbel angepaßt und kreuzen sich in der insbesondere aus Fig. 8b ersichtlichen Weise berührungslos.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Anordnungen der in den verschiedenen Beispielen (Fig. 5, 6a, 7) gezeigten Art in Strömungsrichtung hintereinander in dem Kanal angeordnet.
In der ersten Anordnung wird Brenngas in das Primärfluid, wie Rauchgas, eingedüst und gezündet, um die Primärströmung aufzuheizen. In der zweiten Anordnung wird das eigentliche Sekundärfluid, wie Ammoniak, zur katalytischen Entstickung des Primärfluids eingeblasen.

Claims (14)

1. Vorrichtung in einem ein Fluid führenden Kanal mit zur Strömungsrichtung abwechselnd geneigten, wirbelerzeugen­ den Flächen, die der Fluidströmung zugewandte Vorderkan­ ten aufweisen, wobei die Vorderkanten quer zur Strömungs­ richtung der Fluidströmung ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei wirbel­ erzeugende Flächen (3, 4; 3′, 4′) ausgehend von paralle­ len Vorderkanten (2) so in einem gemeinsamen Strömungs­ querschnitt des Kanals angeordnet sind, daß sie in einem Bereich des Kanals stromabwärts der Vorrichtung ein Paar von gegenläufig drehenden Wirbeln erzeugen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wirbelerzeugenden Flächen (3, 4) an den Vorderkanten (2) in Strömungsrichtung (s) verlau­ fende Tangenten (t) aufweisen und von der Vorderkante (2) weggewölbt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verbindungslinien (7, 8) zwischen Vorderkanten (2) und Hinterkanten (5, 6) der Flächen (3, 4), die senkrecht auf der Vorderkante stehen, unter ver­ schiedenen Anstellwinkeln (α, β) zu einer in Anströmrich­ tung (s) verlaufenden, die Vorderkante (2) enthaltenden Ebene (E) geneigt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirbelerzeugenden Flächen wenigstens zwei Teilflächen (3, 4) aufweisen, die von der gemeinsamen Vorderkante (2) in Richtung der Vor­ derkante aufeinander folgend gegensinnig nach außen von der Ebene (E) weggebogen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (2) an einem Rohr (1) mit Düsen ausgebildet ist, über welche ein Sekundärfluid in das Primärfluid eingeblasen wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zwei Teilflächen (3, 4) von dünnwandigen Körpern, insbesondere aus Blech oder Kunststoff, gebildet und vorzugsweise miteinander paar­ weise mittels einer quer zur Vorderkante (2) und in Strö­ mungsrichtung (s) angeordneten Zwickelplatte (9) verbun­ den sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wirbelerzeugenden Flächen (3, 4) mit Öffnungen versehen sind, welche die Saugseite mit der Druckseite verbinden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare wirbelerzeu­ gende Flächen so angeordnet sind, daß die erzeugten ge­ genläufigen Wirbel Drehrichtungen aufweisen, wie sie bei der Durchströmung eines nachfolgenden Krümmers (21) von selbst erzeugt würden.
9. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in durch Schottwände (22, 23, 24) getrennte, zu den Enden hin of­ fene Kanalabschnitte unterteilt ist, in deren jedem min­ destens ein Paar der wirbelerzeugenden Flächen (3, 4) an­ geordnet ist, wobei die Schottwände in den Ebenen (E) liegen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der Schottwände (10, 11, 12) das 0,5- bis 2,5fache des hydraulischen Durchmessers jedes Kanalabschnitts beträgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hinterkanten der Schott­ wände (22) gegensinnige Ausbiegungen (25, 26) in Richtun­ gen haben, welche mit den Drehrichtungen der erzeugten Wirbel übereinstimmen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkanten (2′) der wirbelerzeugenden Flächen kreuzweise auf Diagonalen in einem gemeinsamen Strömungsquerschnitt des das Primär­ fluid führenden Kanals angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strömungsfeld der gegenläufig drehenden Wirbel zwei sich berührungslos kreuzende Leitbleche (30, 31) in Konfiguration einer Ach­ terbahn angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine zweite Vorrich­ tung gleicher Art in Strömungsrichtung gesehen vorge­ schaltet ist, über welche ein Brenngas in das Primärfluid eingeblasen wird.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003001120A1 (de) * 2001-06-20 2003-01-03 Klingenburg Gmbh Luftbefeuchtungsvorrichtung
DE10239417A1 (de) * 2002-08-28 2004-03-18 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Heißgas-Strömungskanal, insbesondere innerhalb einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors stromauf eines Katalysators
WO2008000616A2 (de) 2006-06-27 2008-01-03 Sulzer Chemtech Ag Statischer mischer aufweisend mindestens ein flügelpaar zur erzeugung einer wirbelströmung in einem kanal
EP1956206A2 (de) 2007-02-09 2008-08-13 Sulzer Chemtech AG Abgasreinigungssystem
EP2399664A1 (de) 2010-06-22 2011-12-28 Sulzer Chemtech AG Staubmischverfahren
EP2463015A1 (de) * 2009-08-05 2012-06-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Vorrichtung zur abgasbearbeitung
DE102008027740B4 (de) * 2008-06-11 2020-09-10 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd. Vorrichtung zur Rauchgasführung in einem Mehrzug-Kessel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1188563B (de) * 1961-04-13 1965-03-11 Metallgesellschaft Ag Vorrichtung zum Umlenken und gleichmaessigen Verteilen des staubhaltigen Rohgasstromes in einem abgewinkelten Zustroemkanal fuer elektrostatische Staubabscheider
US3923288A (en) * 1973-12-27 1975-12-02 Komax Systems Inc Material mixing apparatus
DE7234116U (de) * 1971-09-17 1977-01-13 The A.P.V. Co. Ltd., Crawley, Sussex (Grossbritannien) Vorrichtung zur unterstuetzung der entstehung von turbulenz

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1188563B (de) * 1961-04-13 1965-03-11 Metallgesellschaft Ag Vorrichtung zum Umlenken und gleichmaessigen Verteilen des staubhaltigen Rohgasstromes in einem abgewinkelten Zustroemkanal fuer elektrostatische Staubabscheider
DE7234116U (de) * 1971-09-17 1977-01-13 The A.P.V. Co. Ltd., Crawley, Sussex (Grossbritannien) Vorrichtung zur unterstuetzung der entstehung von turbulenz
US3923288A (en) * 1973-12-27 1975-12-02 Komax Systems Inc Material mixing apparatus

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003001120A1 (de) * 2001-06-20 2003-01-03 Klingenburg Gmbh Luftbefeuchtungsvorrichtung
CZ302694B6 (cs) * 2001-06-20 2011-09-07 Klingenburg Gmbh Zarízení k vlhcení vzduchu
DE10239417B4 (de) * 2002-08-28 2009-09-24 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Heißgas-Strömungskanal, insbesondere innerhalb einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors stromauf eines Katalysators
DE10239417A1 (de) * 2002-08-28 2004-03-18 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Heißgas-Strömungskanal, insbesondere innerhalb einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors stromauf eines Katalysators
CN101479025B (zh) * 2006-06-27 2012-10-24 苏舍化学技术有限公司 带有用于在通道流方向上产生流动转矩的翼片对的静态混合器
WO2008000616A3 (de) * 2006-06-27 2008-10-30 Sulzer Chemtech Ag Statischer mischer aufweisend mindestens ein flügelpaar zur erzeugung einer wirbelströmung in einem kanal
WO2008000616A2 (de) 2006-06-27 2008-01-03 Sulzer Chemtech Ag Statischer mischer aufweisend mindestens ein flügelpaar zur erzeugung einer wirbelströmung in einem kanal
TWI426952B (zh) * 2006-06-27 2014-02-21 Sulzer Chemtech Ag 具有在通路流動方向上產生流動漩渦之葉片對的靜態混合器
US8684593B2 (en) 2006-06-27 2014-04-01 Sulzer Chemtech Ag Static mixer having a vane pair for the generation of a flow swirl in the direction of a passage flow
EP1956206A2 (de) 2007-02-09 2008-08-13 Sulzer Chemtech AG Abgasreinigungssystem
DE102008027740B4 (de) * 2008-06-11 2020-09-10 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd. Vorrichtung zur Rauchgasführung in einem Mehrzug-Kessel
EP2463015A1 (de) * 2009-08-05 2012-06-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Vorrichtung zur abgasbearbeitung
EP2463015A4 (de) * 2009-08-05 2013-01-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Vorrichtung zur abgasbearbeitung
US9132391B2 (en) 2009-08-05 2015-09-15 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Air pollution control device
EP2399664A1 (de) 2010-06-22 2011-12-28 Sulzer Chemtech AG Staubmischverfahren

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