DE1964040A1 - Einrichtung zum Mischen von mindestens zwei fluiden Medien,insbesondere zur Herstellung brennbarer Gemische fluider Medien - Google Patents

Einrichtung zum Mischen von mindestens zwei fluiden Medien,insbesondere zur Herstellung brennbarer Gemische fluider Medien

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Description

. ■ "Aogsbui-'e-Göggingen, den 19.I2.I969
PATENTANWÄLTE Dr.Lb/R Az D 7825 1964040
DR. ING. E. LlEBAIl DlPl. ING. G. UEBAU
HÄSSKä
DUMAG offene Handelsgesellschaft Dr.techn. Ludwig Kaluza & Co
in Wien , Schwarzenbergplatz 7
Einrichtung zum Mischen von mindestens zwei fluiden Medien, insbesondere zur Herstellung brennbarer Gemische fluider Medien
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Mischen von mindestens zwei fluiden Medien, insbesondere zur Herstellung brennbarer Gemische fluider Medien, die mindestens zwei koaxiale Düsen aufweist und die Aufgabe löst, eine besonders innige Mischung der Teilchen von zwei oder mehr fluiden Medien herzustellen, ζ .Β. feinst zerstäubte Flüssigkeiten mit einem Gas innig zu mischen oder von zwei oder mehr Gasen eine innigste Mischung herzustellen. Obwohl auch die innige Mischung von nicht brennbaren fluiden Medien ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung darstellt, liegt das Hauptanwendungsgebiet der Einrichtung nach der Erfindung in der Erzeugung brennbarer Gemische fluider Medien, nämlich brennbarer Flüssigkeiten oder brennbarer Gase mit Verbrennungsluft.
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BAD ORiGiNAL
Bel der Herstellung solcher brennbarer Gemische ist die feinste Zerstäubung der brennbaren Flüssigkeit und die innigste Mischung derselben oder des brennbaren Gases mit der für die Verbrennung erforderlichen Luft von äußerster Wichtigkeit, um den zeitlichen Ablauf der chemischen Reaktionen erheblich zu beschleunigen und einen hohen Wirkungsgrad der Verbrennung zu erzielen.
Einrichtungen zum Zerstäuben von Flüssigkeiten mit einem Druckzerstäuber, bei dem die Flüssigkeit unter Druck über tangentiale Kanäle einer Kammer zugeführt wird und aus dieser Kammer über eine zentrale öffnung in Form eines Sprühkegels austritt, sind bekannt und bewirken auch eine gute Mischung der zerstäubten Flüssigkeit mit der umgebenden Luft. Sie sind aber nur gut wirksam, solange sie mit hohem Druck bei Vollast betrieben werden. Versucht man jedoch die Menge der zerstäubten Flüssigkeit zu verringern, wie dies z.B. nötig 1st, um die Brennleistung eines Zerstäubungsbrenners für flüssigen Brennstoff zu regulieren, so ergibt sich durch den abgesenkten Druck keine ausreichende Zerstäubung mehr, wodurch solche Einrichtungen für Geräte, die zum Zwecke der Regelung eine starke Herabminderung der zerstäubten Flüssigkeit verlangen, nicht brauchbar sind.
Durch die Erfindung wurde nun die Aufgabe gelöst, eine Einrichtung zum intensiven Mischen fluiden Hediuias der eingangs erwähnten Art' so auszugestalten 3 daß sie bei gutem Wirkungsgrad bis auf etwa 10 % ihrer Vollast heruntergeregelt werden kann, wobei die Zerstäubungsqualität keine Einbuße erleidet .
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BAD
196A04Q
Don Erflndungsgegenstand bildet eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art, welche die gestellte Aufgabe dadurch löst, daß aus einer Düse ein Gas, insbesondere brennbares Gas, oder eine durch Fliehkraftwirkung in feine Tröpfchen zerteilte Flüssigkeit, insbesondere brennbare Flüssigkeit, ausströmt und daß dieses ausströmende fluide Mediun sich im Bereiche eines aus einer zweiten Düse unter Druck ausströmenden Gases befindet, das durch einen Schwingungsgenerator in Schallschwingung von mehr als 3000 Hertz oder in Ultraschallschwingung versetzt wird oder mit überkritischer Geschwindigkeit ausströmt.
Nachstehend sind anhand der Zeichnung mehrere Ausführunrsbeispiele näher erläutert. Die Fig. 1 bis 6 zeigen sechs verschiedene Mischeinrichtungen, Jeweils in einem axialen Längsschnitt .
Die Flg. 1 und 2 zeigen Je eine Einrichtung, in welcher eine Flüssigkeit feinst zerstäubt und mit einem gasförmigen Medium Innig gemischt wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Je eine Einrichtung, in welchen zwei gasförmige Medien innigst gemischt werden. Die Flg. 5 zeiqt eine Einrichtung, in welcher eine Flüssigkeit feinst zerstäubt und rait einem erasförmlgen Medium gemischt wird und
die Fig. 6 zeigt eine Einrichtung, in welcher eine Flüssigkeit feinst zerstäubt und mit zwei verschiedenen gasförmigen Medien, einzeln oder gemeinsam, gemischt werden kann.
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DIo Einrichtung nach Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 1, in welches ein im wesentlichen rohrförmlger Zentralteil 2 eingesetzt ist, der als normaler Druckzerstäuber ausgebildet ist. Die unter Druck stehende Flüssigkeit strömt durch den zentralen Kanal 3 ein, von wo sie über tangentiale Kanäle 4 in eine zylindrische Kammer 5 gelangt. in welcher die Flüssigkeit in rasche Drehung versetzt wird und aus welcher sie durch die Düse 7 in Form eines.Sprühkegels austritt . Dieser zentral angeordnete Druckzerstäuber ist mit einem Schall- oder Ultraschallschwingungserzeuger kombiniert, der aus folgenden Teilen besteht:
Einem Zuflußkanal 10 mit Rin^quersehnitt wird Druckgas, z.B. Druckluft zufteführt · der Kanal verjüngt sich allmählich bis zur ringförmigen Düse 11, aus der das Druckgas mit hoher Geschwindigkeit aus— und in eine, der Düsenmündung gegenüberliegende, am Gehäuse angebrachte Ringnut 12 eintritt. Diese ist so dimensioniert, daß im Bereich 15 zwischen der Ringnut 12 und der Fläche I1I, welche den Zentralteil 2 vorne begrenzt, ein Schallschwin^ungsfeld von mehr als 3000 Hertz oder ein UltraschallschwinOTngsfeld entsteht, in dessen Wirkungsbereich der von der Düse 7 ausgehende Sprühkegel liegt.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 besitzt die Einriehtußg· ■ ebenfalls ein Gehäuse 1, einen darin montierten Druckeerstäuber, der analoge Teile 2 bis 7 aufweist» und einen Schälloder UltraschallscnwingungserzeufTer nit Zuflußkanal 10 und Ringdüse 11 j von der das Druckgas über eine am Zentralteil angeordnete Umlenkfläche 13 einer am Gehäuse angebrachten
. >t ^a0 -.*-% Q g 8 2^7 / 1 7 6 0 ■
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Ringnut 17 zuströmt, welche als Resonator wirkt, sodaß im Raum 15 ein Schallschwingungsfeld von mehr als 3000 Hertz oder ein Ultraschallschwingungsfeld entsteht, in dessen Wirkungsbereich der aus der Düse 7 austretende Sprühkegel liegt. Um das Schall- oder Ultraschallschwingungsfeld in möglichst großem Umfang dem Sprühkegel zuzuleiten, dient die konkave, gegen den Sprühkegel reflektierende Fläche l8.
Versuche haben ergeben, daß es im Gegensatz zu bekannten ähnlichen Einrichtungen mit einer Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 für den Betrieb eines ölbrenners möglich ist, die versprühte Flüssigkeit bis auf 10 % der Vollast herunterzuregeln, ohne daß sich der Wirkungsgrad der Verbrennung wesentlich verschlechtert. Gegenüber einer bekannten Mischeinrichtung, bei der ein Ultraschallschwingungsfeld zur Zerstäubung einer unzerstäubt aus einer Düse austretenden Flüssigkeit verwendet wird, besitzt die Einrichtung nach den Fig. 1 oder 2 den Vorteil, daß für den Betrieb des Schall- oder Ultraschallschwingungserzeugers nur ein Bruchteil der Menge eines unter wesentlich' kleinerem Druck stehenden Gases erforderlich 1st und daher die Betriebskosten viel geringer sind, sodaß sie auch in Anlagen mit relativ kleiner Leistung wirtschaftlich ^verwendet werden kann.
Wenn eine Schallfrequenz von zumindest 3000 Hertz erwähnt ist, so ist damit nicht gesagt, daß nicht auch niedrigere Frequenzen verwendbar sind. Es ergibt sich aber unterhalb dieser Grenze eine Lärmbelastung, die für viele Betriebe als untragbar anzusehen ist.
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Den Einrichtungen nach den Fig. 3 und 4 liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man zur innigen Mischung zweier Gase ebenfalls die Wirkung eines Schall- oder Ultraschallfeldes verwenden kann. Dies gilt beispielsweise für die intensive Mischung von brennbaren Gasen mit Verbrennungsluft.
Die Mischdüse nach Pig, 3 besitzt einen im wesentlichen rohrförmigen Zentralteil 21, in welchen das Zuleitungsrohr 22 für ein Gas, z.B. ein brennbares Sas unter niedrigem Drück, z.B* dem für das Gasversorgunganetz meist verwendeten Druck von 1.0 bis 2.5 Atm, zugeleitet wird. In das vordere Ende des Zentralteiles 21 ist ein kegelförmiger Körper 23 eingeschraubt, welcher den Durchflußquerschnitt des Zentralteiles auf einen schmalen Ringspalt 24 einengt, sodaß das brennbare Gas mit durch die ^uerschnittsvermlnderung des Strömungsweges vergrößerter Geschwindigkeit annähernd in Form einesdünnwandigen Zylinders ausströmt.
Auf den Zentralteil 21 ist ferner ein Gehäuseteil 26 aufgeschraubt . Ein Druckgas, z.B. die Verbrennungsluft, wird in den Raum 27 unter einem Druck von beispielsweise 5 bis 7 Atm. zugeleitet und strömt durch die achsparallelen Bohrungen 28 des Zentralteiles in einen Ringraum 29, der sich durch koni- ' sehe Erweiterung des Zentralteiles zu einer Ringdüse 30 verengt . Der Gehäuseteil26 überragt das vordere Ende des Zentralteiles 21 und besitzt gegenüber der Mündung der Ringdüse 30 eine Ringnut 31, der das aus der Düse 30 kommende Druckgas mit hoher Geschwindigkeit zuströmt und die *3urt5h geeignete
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- λ γ? λ
Dlmen'öionteruiiR als Resonator wirkt, sodaß ein Schall-Schwihgungsfeld von liber 3000 Hertz baer ein Überschail-Schwingungsfeld erzeugt Wirdj* das sich ifn Raum 32 ausbreitet und' daher auf das aus der Ririgdüse 21I ausströmende Druckgas' im Sinne einer intensiven Mischung beider Oase einwirkt. '
Die Mischdüse nach Pig. ft ist' ganz ähnlich gebaut, Sie besitzt ein im wesentlichen rohTfÖrmlies; Gehäuse ftl, lh welches das : ' EuIeltungsröhr ^2 einraünäet, das zur Zufuhr eines Druckgases, z.B. der Verbrennüngslüft, mit einem Druck von 5 bis 7 Atm. dient. In das Vordereride des Zentraltelleis' Ht 1st ein pilzföriftiger Körper Jf3 eingesetzt,1 dessen Schaft kM mit der hier konisch zusammenlaufenden Innenwand des Zentralteiles ftl eine Ringdüse ^5 bildet. Die über das vordere Ende des •Zentralteiles Ίί hinausragende pilzförmlge Kappe""*l13' "bVsit'zt der Ringdüse hs RegenÜber eine Ringnut V6, die so dimensioniert 1st, daß sie für das unter hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit einfetrömende Druckgas eln2n Resonator bildet und eine Schallschwingung von Über 3000 Hertz oder eine ultraschallschwingung erzeugt.
Der auf den Z&nträltell "ill äufgoschraubtfe Gehäuseteil 4? diente hier'für die'gesonderte Zuleitung des zweiten Gäsdsi "z^Bv ·- eines t>rehribärbh" Gases ,das in den Raum'48 einireleitet wird, die· Bohrungen Ά9 durclfötrömt und zui- Ringdilse 50 gelangt,- . von wo es in ΒΌππ einer annähernd hohrsyHndrlschen Strömung?- ; mit hoher Geschwindiglceit austritt und dabei in den Bereich des sich Im·Raum 51 ausdehnenden Schall- oder.Ultraschall--
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feldes gelangt, wobei die konische Stirnfläche 52 des Zentralteiles als Reflektor für das Schall- oder Ultraschallschwingungsfeld dient und dieses gegen den Strom des zweiten Gases hlnleltet.
Der pilzförmige Ansatz *»3 kann auch, anstatt mit einer als Resonator wirkenden Ringnut 26, mit einer Umlenkfläche ausgestattet sein, welche das Druckgas gegen eine am Zentralteil ™ angebrachte Ringnut leitet, welche als Resonator wirkt, wobei im übrigen dieselbe Wirkungsweise vorliegt. Auch bei der AusfUhrungsform nach Pig. 3 kann anstelle der Ringnut 31 des Gehäuseteiles 26 eine Umlenkfläche vorhanden sein, welche den Strom des Druckgases gegen eine an der Stirnfläche des Zentralteiles 21 herausgearbeitete, als Resonator wirkende Ringnut lenkt, in welcher das Schall- oder Ultraschallfeld entsteht.
Bei einer solchen Einrichtung zum intensiven Mischen von Gasen, insbesondere zur Herstellung eines brennbaren Gasgemisches, bei der für jedes der zu mischenden Gase eine gesonderte Düse vorgesehen ist und das aus der einen Düse unter Druck ausströmende Gass z.B. Druckluft. zum Betrieb eines Schall- oder Oberschallschwingungsgenerators verwendet wird, sowie das entstehende Schall- oder Ultraschallschwingungsfeld sich im Bereich des aus der anderen Düse ausströmenden zweiten Gases be findet s wird eine so intensive Mischung der Gase erreicht, daß damit beispielsweise, wenn es sich bei den zu mischenden Gasen um ein brennbares Gas einerseits und Luft
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andererseits handelt und das Mischungsverhältnis richtig gewählt ist, mit Sicherheit eine vollständige Verbrennung ohne irgendwelchen Rückstand und damit ein vorzüglicher Wirkungsgrad erreicht wird.
Nach einerweiteren Erkenntnis gemäß der Erfindung kann das Ziel einer innigsten Mischung einer zerstäubten Flüssigkeit mit einem Gas auch dadurch erreicht werden, daß der Sprühkegel der zerstäubten Flüssigkeit im Bereich eines mit überkritischer Geschwindigkeit aus einer zum Sprühkegel konzentrischen Ringdüse ausströmenden Druckgases angeordnet ist. Vorzugsweise besitzt die Ringdüse für das Druckgas die Form einer Lavaldüse.
Die durch den Druckzerstäuber erzeugten Tropfen kommen in den Wirkungsbereich des mit überkritischer Geschwindigkeit ausströmenden Gasstrahles und werden dabei sehr stark beschleunigt . Die dabei auftretenden sehr großen Reibungskräfte, die durch die sehr hohe Geschwindigkeitsdifferenz zwischen !Tropfe und Druckgas bedingt sind," regen-"die Tröpfchen zu starken inneren Schwingungen an, wodurch die Kohäsion der Tröpfchen überwunden und ein Zerfallen der Tröpfchen in einen feinsten Flüssigkeitsnebel hervorgerufen wird.
Als Druckgas kann sowohl Druckluft als auch Druckdampf sowie, wenn es sich um eine Einrichtung zum Versprühen von brennbaren Flüssigkelten für die Erzeugung einer Flamme handelt, unter Druck stehendes Brenngas verwendet werden, wodurch die Heizkraft der erzeugten Flamme gesteigert werden kann.
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In letzterem Falle 1st noch folgendes zu beachten: Durch die hohe Gasgeschwindigkeit, hervorgerufen durch die im Brenner angeordnete Lavaldüse, wird im Zentrum des Sprühkegels ein ünterdruckgebiet erzeugt, sodaß heiße Brenngase in Richtung zur Düse zurückströmen können und so die Zündung des Brennstoff nebeis sehr günstig beeinflussen. Die Flamme sitzt dadurch sehr fest am Brenner und es wird ein Abreißen derselben verhindert.
Einrichtungen dieser Art sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Einrichtung nach Fig. 5 besitzt ein Gehäuse 61," in welches ein im wesentlichen rohrförmiger Zentralteil 62 eingeschraubt ist, in den zwei weitere Teile 63 und 6k eingesetzt sind, die zusammen mit dem Zentralteil 62 einen normalen Druckzerstäuber bilden. Die unter Druck stehende flüssigkeit strömt durch den zentralen Kanal 65 ein und gelangt über tangentiale Kanäle 66 in eine zylindrische Kammer 67, in welcher die Flüssigkeit in rasche Drehung versetzt wird und aus welcher sie durch die Düse 68 in Form eines Sprühkegels austritt.
In konzentrischer Anordnung um diesen Druckzerstäuber 66 bis 68 ist zwischen den Gehäuseteilen 61 und 62 ein im Querschnitt ringförmiger Zuflußkanal 71 gebildet, in den ein Druckgas bei 72 eingeleitet wird. Der Kanal 71 verjüngt sich bis zu seiner engsten Stelle 73 und erweitert sich dann in Form einer Lavaldüse 7*1. Die Abmessungen der Lavaldüse 74 und der Druck des zugeleiteten Gases sind so gewählt, daß letzteres mit überkritischer Geschwindigkeit aus der ringförmigen Lavaldüse ausströmt .
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Das mit überkritischer Geschwindigkeit austretende Gase wirkt auf die Tröpfchen des Sprühkegels ein und bewirkt eine weitere Zerteilung derselben in feinste, einen Nebel bildende Teilchen.
Durch diese zusätzliche Zerstäubung 1st es möglich, die Menge der durch den Druckzerstäuber ausgespr.ühten Flüssigkeit bis auf etwa 10 % der Vollast herunterzuregeln und dennoch eine für die erstrebte vollständige Verbrennung des flüssigen Brennstoffes ausreichende Zerstäubung zu erhalten, was mit einem
Druckserstäuber allein nicht erzielbar ist.
Es kommt in der industriellen Praxis auch vor, daß man von einem flüssigen Brennstoff wegen einer Mangellage auf einen gasförmigen Brennstoff übergehen muß und umgekehrt sowie aiieli8 daß z.B. ein brennbares Gas nur mit niedrigem Druck zur Verfügung steht, welches beim Ausströmen aus der Lavaldüse Infolge zu geringen Druckes keine überkritischen Geschwindigkeiten zu erreichen gestattet, sodaB eine weitergehende Zerstäubung der brennbaren Flüssigkeit nicht möglich ist. In diesen und verschiedenen anderen Fällen, wenn unter sehr wechselnden Verhältnissen gearbeitet werden muß, ist es zweckmäßig, die Einrichtung zum Versprühen noch durch eine weitere Düse zu ergänzen. Die Anordnung kann dabei gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfindung so getroffen werden, daß konzentrisch zum zentral angeordneten, einen Sprühkegel erzeugenden Druckzerstäuber sowohl eine Ringdüse für Austritt eines Druckgases mit überkritischer Geschwindigkeit als auch eine weitere
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Ringdüse für Austritt eines Druckgases mit einem zugeordneten Resonator zur Erzeugung eines Schall- oder Ultraschallschwingungsfeldes angeordnet sind.
Die Fig. 6 zeigt eine Einrichtung dieser Art in einem axialen Längsschnitt. Diese Einrlchtunb estitzt in ihrem Zentralteil die gesamte Einrichtung nach Fig. also einen Zerstäuber 66. 67, 68, dem eine unter Druck stehende Flüssigkeit über einen zentralen Kanal 65 zufließt, und eine hiezu konzentrische Ringdüse 73, 71U welcher das Druckgas durch einen Kanal 72 mit ringförmigem Querschnitt zugeführt wird.
Auf den Gehäuseteil 6l ist bei dieser Einrichtung noch ein weiterer Gehäuseteil 80 ao aufgeschraubt, daß ein weiterer Ringkanal 81 entsteht, dem ein gasförmiges Druckmedium über im Gehäuseteil 62 angebrachte Kanäle 82 zugeführt werden kann. Dor Ringkanal 81 geht am .vorderen Ende in eine gegen das Zentrum gerichtete Ringdüse 81I über, welcher eine im vorderen Ende des Gehäuseteiles 6l angebrachte, gegen die Düse 84 hin offene Ringnut 85 gegenübersteht, die als Resonator für das aus der Düse 84 austretende Druckgas wirkt und ein Schalloder Ultraschallschwingung feld erzeucrt, welches sich im Bereich des aus der Düse 68 bzw. der Düse 74 austretenden Mediums befindet und Im Sinne einer zusätzlichen Zerstäubung der austretenden Flüssigkeit oder Mischung mit einem austretenden Gas wirkt.
Eine solche Mehrfachdüse läßt sich in der verschiedensten Weise betreiben, sodaß man, wenn es sich z.B. um eine Brenn-
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düse zum Betrieb eines Industrieofens handelt, folgende Möglichkeiten besitzt:
a) Betrieb mit Heizöl (Düse 68) und Brenngase (Düse 7*0
b) Betrieb mit Heizöl (Düse 68) und Druckluft oder Druckdampf (Düse 84)
e) Betrieb mit Heizöl (Düsd 68), Brenngas (Düse 71O und Druckluft oder Druckdampf (Düse 84)
d) Betrieb mit Brenngas (Düse 74) und Druckluft oder Druck dampf (Düse 84)
e) Betrieb mit Brenngas (Düse 74) und Druckbrenngas (Düse 84)
f) Betrieb mit Heizöl (Düse 68) und Druckluft oder Druckdampf (Düse 74) und Druckbrenngas (Düse 84)
Mit einer solchen Düse kann also z.B. der Betrieb einer industriellen Heizanlage, bei der verschiedene Heizmittel zur Verfügung stehen, auch dann betrieben werden, wenn eines der Heizmittel ausfällt. Ferner ist es möglich, den Betrieb einer solchen Brenndüse, die normalerweise mit nur einem Heizmittel, z.B. Heizöl, betrieben wird, in ihrer Wirksamkeit dadurch zu steigern, daß ein zweites Heizmittel z.B. Brenngas im Betrieb mitverwendet wird.
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Claims (3)

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Mischen von mindestens zwei flulden Medien, die mindestens zwei koaxial angeordnete Düsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Düse ein Gas, insbesondere brennbares Gas oder eine durch Fliehkraftwirkung in feine Tröpfchen zerteilte Flüssigkeit, insbesondere brennbare Flüssigkeit, ausströmt und daß dieses ausströmende fluide Medium sich im Bereich eines aus einer zweiten Düse unter Druck ausströmenden Gases befindet, das durch einen Schwingungsgenerator in Schallschwingung von mehr als 3000 Hertz oder in Ultraschallschwingung versetzt wird oder mit überkritischer Geschwindigkeit ausströmt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zentral angeordneten Druckzerstäuber (4, 5, 7) mit tangentialem Eintritt der Druckflüssigkeit in eine Kammer und kegeligem Austritt aus einer zentralen öffnung der Kammer aufweist, der im Zentrum eines ringförmigen Schwingungserzeugers für Schall von mehr als 3000 Hertz oder eines Ultraschallschwingungserzeugers (11, 12 bzw. 17) angeordnet ist, welcher aus einer Ringdüse (11) für ein unter Druck stehendes Gas und einer ringförmigen, als Resonator wirkenden Ringnut (12, 17) besteht, in welches das aus der Ringdüse kommende Druckgas einströmt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Resonator wirkende Ringnut (12) sich gegenüber der Ringdüse (11) am Gehäuse der Einrichtung befindet (Fig. 1).
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Ί. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüber der Ringdüse (11) am Zentralteil des Gehäuses eine ringförmige Umlenkflfiche (13) befindet, die den Strom des Druckgases in an sich bekannter Weise einer am äußeren Gehäuse zugeordneten, als Resonator wirkenden Ringnut (17) zuführt .
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Düsen mit ringförmigem Querschnitt aufweist, die konzentrisch zueinander liegen, wobei der einen Düse (30, ^5),aus der unter Druck stehendes Gas, z.3. Druckluft ausströmt, eine Ringnut (31, 46) gegenüberliegt, welche für das Druckgas als Resonator wirkt und so eine Schallschwingung von über 3000 Herts oder eine Ultraschallschwingung erzeugt, und daß sich das entstehende Schall- oder Ultraschallfeld im Bereich des aus der anderen Düse ausströmenden zweiten Gases, insbesondere brennbaren Gases, befindet (Pig. 3, Ό.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zentralen Flüssigkeitszerstäuber aufweist, bei dem die Flüssigkeit unter Druck über tangentiale Kanäle (6Q einer Kammer (67)zugeführt wird und aus einer zentralen öffnung (68) als Sprühkegel austritt und daß der Sprühkegel im Bereich eines mit überkritischer Geschwindigkeit aus einer zum Sprühkegel konzentrischen Ringdüse (7Ό ausströmenden Druckgases angeordnet ist (Fig. 5. 6).
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7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas aus einer ringförmigen Lavaldüse (7*0 ausströmt .
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zum zentral angeordneten, einen Sprühkegel erzeugenden Druckzerstäuber (6ξ 67, 68) sowohl eine Ringdüse (71O für Austritt eines Druckgases mit überkritischer Geschwindigkeit, als auch eine weitere Ringdüse (84) für Austritt eines Druckgases mit einem zugeordneten Resonator (85) zur Erzeugung eines Schall- oder Ultraschallschwingung feidos angeordnet sind (Fig. 6).
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YU (1) YU33369B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2554483A1 (de) * 1975-10-01 1977-04-21 Dumag Ohg Brennerduese fuer verbrennung von oel und bzw. oder brenngas mit einem durch druckgas betriebenen hartmann'schen schall- oder ultraschallschwingungsgenerator
EP0189390A2 (de) * 1985-01-25 1986-07-30 "Dumag" OHG., Dr.techn. Ludwig Kaluza & Co Zerstäubungsdüse für flüssigen Brennstoff
CN108580153A (zh) * 2018-07-09 2018-09-28 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种大流量超声精细雾化喷嘴

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5044558A (en) * 1989-05-09 1991-09-03 Halliburton Company Burner nozzle with replaceable air jetting assembly
DE4305713A1 (de) * 1993-02-25 1994-09-01 Hoechst Ag Verfahren und Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung einer kleinen Menge Flüssigkeit auf Schüttgütern
KR101234411B1 (ko) * 2004-08-13 2013-02-18 포스 테크놀로지 고체 물질 및 가스를 포함하며 프로세스를 강화하는 방법및 장치
DE102006036324A1 (de) * 2006-08-04 2008-02-07 Messer France S.A.S Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen eines Gases in eine Flüssigkeit
RU2535720C1 (ru) * 2013-04-25 2014-12-20 Олег Савельевич Кочетов Акустический распылитель кочетова
RU2530128C1 (ru) * 2013-04-25 2014-10-10 Олег Савельевич Кочетов Распылитель акустический
RU2576301C1 (ru) * 2015-02-06 2016-02-27 Олег Савельевич Кочетов Акустический распылитель кочетова
CN108980823B (zh) * 2018-09-26 2023-10-10 洛阳帝博石化装备有限公司 一种高效节能型燃烧喷嘴

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1533509A (en) * 1922-09-06 1925-04-14 Albert W Morse Liquid and gas mixer
DE664694C (de) * 1938-09-03 I G Farbenindustrie Akt Ges Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung thixotroper Massen
US3297255A (en) * 1965-04-19 1967-01-10 Astrosonics Inc Reverse flow acoustic generator spray nozzle
DE1234687B (de) * 1964-02-13 1967-02-23 Ultrasonics Ltd Vorrichtung zum Vernebeln von Fluessigkeiten in Luft oder Gasen, insbesondere fuer Zerstaeuberbrenner
US3326467A (en) * 1965-12-20 1967-06-20 William K Fortman Atomizer with multi-frequency exciter
CH463677A (de) * 1966-01-19 1968-10-15 Dumag Ohg Zerstäubungsbrenner

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE664694C (de) * 1938-09-03 I G Farbenindustrie Akt Ges Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung thixotroper Massen
US1533509A (en) * 1922-09-06 1925-04-14 Albert W Morse Liquid and gas mixer
DE1234687B (de) * 1964-02-13 1967-02-23 Ultrasonics Ltd Vorrichtung zum Vernebeln von Fluessigkeiten in Luft oder Gasen, insbesondere fuer Zerstaeuberbrenner
US3297255A (en) * 1965-04-19 1967-01-10 Astrosonics Inc Reverse flow acoustic generator spray nozzle
US3326467A (en) * 1965-12-20 1967-06-20 William K Fortman Atomizer with multi-frequency exciter
CH463677A (de) * 1966-01-19 1968-10-15 Dumag Ohg Zerstäubungsbrenner

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CH-Buch: L.Bergmann, Verlag S.Hirzl, Zürich, 6. Auflage, "Der Ultraschall und seine Anwen- dung" 1954, S.30,33 *
DE-Buch: S.Kohlrausch "Praktische Physik", Teubner Verlag Stuttgart, 21. Auflage 1960, S.208 *
In Betracht gezogene ältere Patente: DE-PS 15 51 648 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2554483A1 (de) * 1975-10-01 1977-04-21 Dumag Ohg Brennerduese fuer verbrennung von oel und bzw. oder brenngas mit einem durch druckgas betriebenen hartmann'schen schall- oder ultraschallschwingungsgenerator
EP0189390A2 (de) * 1985-01-25 1986-07-30 "Dumag" OHG., Dr.techn. Ludwig Kaluza & Co Zerstäubungsdüse für flüssigen Brennstoff
EP0189390A3 (en) * 1985-01-25 1988-06-08 "Dumag" Ohg., Dr.Techn. Ludwig Kaluza & Co Device for burning fuels, combustibles, and nozzles therefor
CN108580153A (zh) * 2018-07-09 2018-09-28 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种大流量超声精细雾化喷嘴
CN108580153B (zh) * 2018-07-09 2024-04-09 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种大流量超声精细雾化喷嘴

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Publication number Publication date
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NL163617C (nl) 1980-09-15
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CH495173A (de) 1970-08-31
DE1964040C2 (de) 1983-05-26
DE1966738A1 (de) 1974-02-07
YU33369B (en) 1976-12-31
YU319369A (en) 1976-06-30

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