DE3017788C2

DE3017788C2 - Mischer für zwei fluide Medien unterschiedlicher Dichte

Info

Publication number: DE3017788C2
Application number: DE3017788A
Authority: DE
Inventors: Herbert 6906 Leimen Rebholz
Original assignee: Kraftanlagen AG
Current assignee: Kraftanlagen AG
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1985-11-07
Also published as: DE3017788A1

Description

genommen oder aber sei es, daß der Mischer mit einem „.... _o ...

angetriebenen Einbau ausgerüstet ist, um durch eine 60 fein am Eintritt in die Mischkammer werderTdieTeii-7.irkiil3Hftn«n*mnna rf« ^m* μ»λ;.,™ f»;„ ...f,,.*-,:!-» _ströme j_edes Teilkanals je für sich in eine Rotationsströmung versetzt. In Umfangsrichtung überlagert abwechselnd ein Teilstrom aus einem Teilkanal des ersten Me-

Zirkulätiönsstfömung das eine Medium fein aufzuteilen und in das andere einzuführen.
Es ist bereits ein Mischer für einen oder mehrere

Gasströme bekannt, bei dem die Gasströme in Teilströ- ____„____„ _„.„.

me aufgeteilt und einer Rotationsströmung unterworfen 65 diesem Tei'lkanal und dem in Umfangsrichtung nächstwerden. Teilkammern zur Aufteilung werden hierbei folgenden als Teilkanal des zweiten Mediums. Die überdurch koaxial ineinander angeordnete Rohre und eine lagerten Teilströme rollen hierbei aufeinander ab, werweitere Aufteilung zwischen diesen Rohren und einem den abgeflacht und immer mehr beschleunigt, wodurch

diums denjenigen aus einem Zwischenraum zwischen

Das andere Medium, beispielsweise Umgebungsluft, wird durch den mit dem Gehäusemantel unmittelbar verbundenen Stutzen 20, der offen in das Gehäuseinnere ausmündet, eingeführt. Durch die Kegelmantel-5 fläche 22 und die diese in jeweils gleichen Abständen überdeckenden Teilkanäle 7 des heißen Abgases wird in den gebildeten Zwischenräumen die Umgebungsluft gleichfalls peripher zur Mantelfläche des Mischers nach außen geführt und in axiale Teilströme in den

die Mischkammer verlassenden Mischstroms in die axiale Hauptströmungsrichtung.
Vorteilhaft können die Leitschaufeln für die Zirkula-

baut werden können. Nach Ausbau dieber Einbauten sind auch die Innenwände des Mischergehäuses für die Reinigung leicht zugänglich.

In Fig.2 ist eine abgewandelte Ausführung des Mischers dargestellt. Das eine Medium, beispielsweise wiederum Heißgas, tritt durch den Stutzen 30 auf dem Gehäusedeckel 31 axial in das Innere des Gehäuses 32 des Mischers ein. Der Heißgasstutzen teilt sich innerhalb

die Austauschwege laufend vermindert werden und ein
hoher Mischeffekt innerhalb einer Rotationsströmung
in einer Mischkammer geringer axialer Länge erzielt
wird. Das heißt, vom Eintritt in die Mischkammer bis
zum Zentrum führend werden die Teilströme der unterschiedlichen Medien in radialer Richtung spiralförmig in
immer dünnere Schichten unter gleichzeitiger Vermischung der einzelnen Stromfäden der Teilströme des
einen mit denjenigen des jeweils anderen aufgelöst Anschließend erfolgt über mindestens einen Axialkanal die io Räumen jeweils zwischen zwei benachbarten Heißgas-Auflösung der Rotationsströmung und Ausrichtung des teilkanälen 7 aufgeteilt. Für eine Zirkulationsströmung

auch dieser Teilströme der zugeführten Umgebungsluft innerhalb der nachgeschalteten Mischkammer sind an ihrem Eintritt die Leitschaufeln 9 der Heißgasteiltionsströmung der Teilströme beider Medien recht- 15 ströme durch Leitschaufeln 9' zu einem geschlossenen winklig zur Achse des Gasmischers angeordnet und eine Leitschaufelkranz ergänzt. Alle Leitschaufeln sind un-Mischkammer mit axialem Austritt in Strömungsrich- tereinander und mit den Teilkanälen 7 konstruktiv tung folgend verwendet werden. Der axiale Austritt der verbunden, so daß mit dem Gehäusestutzen 1 und dem Mischkammer kann hierbei vorteilhaft ergänzt werden Gehäusedeckel 3 auch die Teilkanäle 7 mit dem Leitdurch einen diesem zugeordneten Gleichrichter in der- 20 schaufelkranz 9, 9' und der Kegelmr.ntelfläche 22 aus selben bzw, dieser unmittelbar in Strömungsrichtung dem Gehäuse 5 heraus zu Reinigungizwecken ausge-

folgend, insbesondere im axialen Stutzen de". Misch- ' '

Stromaustritts in der Form diesen unterteilender Bleche, die in der Mittelachse aufeinander treffen. Für eine Unterstützung der Vermischung und die Auflösung der 25 Turbulenz kann die Mischkammer ergänzt werden durch eine perforierte, beispielsweise mit Löchern oder Schlitzen versehene Wand; letztere ggf. mit aus den Durchbrechungen abgebogenen Zungen die Aufgaben

der Strömungsführung übernehmen. Die perforierte 30 des Innenraums des Mischers die Teilkanäle 34 auf, die Wand kann als Zylinder- oder Kegelfläche ausgeführt zu der Peripherie des Mischers führen und in Absein, schnitten 34' axial und anschließend radial nach innen Für eine besonders intensive Vermischung der unter- umlenken. Den Austrittsöffnungen der Abschnitte 34' schiedlichen Medienströme kann vorteilhaft eine An- der Teilkanäle sind achsparallele Leitschaufeln 36 zugeordnung getroffen werden, bei der die Leitschaufeln 35 ordnet. Die Leitschaufeln 36 bewirken eine Zirkulauchsparalle! angeordnet sind und zwischen Mischkam- tionsströmung der Heißgase innerhalb des angeschlosmer und Austrittsstutzen des Mischstroms eine Um- senen Mischraums 38. Das andere Medium, beispielslenkkammer angeordnet ist Der Mischkammeraustritt weise die kalte Umgebungsluft, tritt durch den Stutzen ist hierbei umfangsseitig angeordnet und der Misch- 40 auf dem Mantel des Gehäuses 32 in den Mischer ein strom der Medien wird innerhalb der Umlenkkammer 40 und wird durch die Heißgasteilkanäle 34 und den zugezunächst achsparallel und anschließend radial nach in- ^{L= :} " ' ■ — nen umgelenkt.

Zur Erläuterung der Lrfindungsgedanken sind in
F i g. 1 ein Mischer mit rechtwinklig zur Achse angeordneten Leitschaufeln und axialem Austritt der Misch- 45 achsparaMele Leitschaufeln 36' zugeordne;, die gememkammer, sam mit denjenigen, die den Heißgasteilströmen zuge-

Fi g. 2 ein Mischer mit parallel zur Achse angeordne- ordnet sind, einen geschlossenen Leitschaufelkranz buten Leitschaufeln, Mischkammer mit umfangsseitigem den.

Austritt und Umlenkkammer schematisch dargestellt. Die Einbauteile Heißgaseintritt, Gehäusedeckel 31

Entsprechend der AusfiJhrung des in Fig. 1 darge- 50 Teilkanäle 34,34' mit Kegelmantelfläche 42. Leitschaustellten Mischers strömt das eine Medium, beispielswei- felkranz 36, 36' und Ringblende 44 sind miteinander se das heiße Abgas, durch den axialen Gehäusestutzen 1
ein. Dieser Gehäusestutzen ist mit dem Gehäusedeckel
3 des Gehäuses 5 unmittelbar verbunden, in das Gehäuseinnere ragend verlängert und verzweigt sich in diesem 55
in Teilkanäle 7, die ringförmig über den Umfang des
Mischers im Abstand aufeinanderfolgend verteilt sind.
Dem axialen Austritt dieser Teilkanäle 7 sind mit diesem
verbundene Leitschaufeln 9 zugeordnet, die die Heißgasteilströme in eine Zirkulationsströmung innerhalb 60 kammer wird hierbei aus der perforierten"wand 46 eides angeschlossenen, sich in Richtung auf den axialen ner kreisförmigen, zentrischen Platte 48 und den sich in Austritt verjüngenden, als Mischkammer dienenden der Achse treffenden Leitwänden 52 für ein axiales Aus-Gehäuseabschnitt 11 umlenken. richten des Mischstroms in die Hauptströmungsrich-Innerhalb des angeschlossenen, mit dem Gehäuseab- tung gebildet. Die Einbauteile 46-52 sind mit dem Geschnitt 11 unmittelbar verbundenen Mischgasaustritts- 65 häusedeckel 54 und Jpm Mischgasaustrittsstutzen 56 Stutzens 13 sind kreuzförmig angeordnete Leitbleche unmittelbar zu einer Einheit verbunden um diese in 15 angeordnet, um die Zi-kulationsströnu'ng wieder in Richtung des austretenden Mischgasstroms aus dem vier axial ausgerichtete Mischgasströme umzulenken. Gehäusemantel 32 herauszuführen. Die Einbauten des

hörir-;n Kegelmantel 42 nach außen geführt, in axiale Teilströme aufgeteilt und durch die Ringblende 44 schließlich radial nach innen umgelenkt. Diesem Austritt der Kaltgase in die Mischkammer 38 sind wiederum

unmittelbar verbunden, um sie zu Reinigungszwecken mit dem Gehäusedeckel M aus dem Mischergehäuse auszubauen.

Aus der Mischkammer 38 treten die gemischten Gase umfangsseitig durch eine perforierte Umfangswand 46 rechtwinklig zur Achse aus und werden zunächst axial, anschließend radial und schließlich wiederum axial durch eine Umlenk'.ammer umgelenkt. Die Umlenk-

Mischers sind somit gegenüberliegend in zwei Gruppen aufgeteilt, um wiederum alle Einbauten ähnlich der in F i g. 1 dargestellten und beschriebenen Ausführung des Mischers für Reinigungszwecke zugänglich zu machen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche: zentralen Kern durch schraubenförmig gebogene Radialwände gebildet Hierbei sind die Schraubenflächen benachbarter konzentrischer Räume einander entgegen gerichtet ausgeführt. Hierdurch werden am Austritt aus dem Mischer gegenüber seinem Eintritt die Teilkanäle um ca. 90° versetzt, so daß bei Einführung unterschiedlicher Medienströme am Austritt radial nach innen gesehen jeweils die Kanäle des einen mit denjenigen des anderen miteinander abwechseln. Das Ausstrumen er-

1. Mischer für zwei fluide Medien unterschiedlicher Dichte, insbesondere für zwei Gase, mit einem
Gehäuse, mit einem ersten und einem zweiten Eintrittsstutzen in das Gehäuse für das erste bzw. zweite Medium, wobei der zweite Eintrittsstutzen offen
in das Gehäuseinnere einmündet, mit sich an die Eintrittsstutzen anschließenden ersten und zweiten io folgt mehr oder minder axial, so daß für einen wirkungsachsparallelen Teilkanälen, in denen das erste bzw. vollen Wärme- und/oder Stoffaustausch zwischen den zweite Medium geführt wird, mit ersten und zweiten
statischen Leitschaufeln zur Erzeugung einer Rotation der Medien und mit einer Mischkammer, in die
die in Rotation versetzten Medien eintreten, da- 15
durch gekennzeichnet, daß der erste Eintrittsstutzen (1) axial in das Gehäuse eintritt, daß sich
dem ersten Eintrittsstutzen eine Verzweigung (22)

anschließt, daß die ersten Teilkanäie (7) sich an die

spiralförmig austretenden Teilströmen ein Anschlußkanal als Mischstrecke mit entsprechender Länge noch nachzuschalten ist (DE-OS 14 57 125).

Gleichfalls bekannt ist es, Leitflächen vorzusehen, die zu mischende Medien, ausgehend von einer zuvor eingeleiteten Rotationsströmung, speziell heiße Gase im Inneren und kalte Mischluft außen, an einer Brennkammerwandung vor Eintritt in eine Turbine gegen die

Verzweigung anschließen, wobei die ersten Teilk- 20 Achse der Brennkammer hin ablenken. Hierbei werden anale auf einem Umfang verteilt und Zwischenräu- unter gleichzeitiger Vernichtung des Dralls die Meme zwischen sich freilassend angeordnet sind, daß
der zweite Eintrittsstutzen (20) im Umfangsmantel

des Gehäuses mündet, daß die zweiten Teilkanäle in

dienströme zur Mischung aufeinander zugeführt (DE-PS 8 18 139). Beispielsweise stellt sich hinter Kesselanlagen, insbesondere Kesseln von Müllverbrennungsanladen Zwischenräumen zwischen den ersten Teilkanä- 25 gen, die Aufgabe, die Abgase zunächst auf die für die len verlaufen und daß die ersten und zweiten Leit- Gasreinigung zumeist Elektrofilter und diesen folgende schaufeln im Anschluß an die ersten bzw. zweiten Wäscher geeignete Temperaturen abzukühlen, um an-Teilkanäle angeordnet sind und sich zu einem ge- schließend die den Wäscher verlassenden gereinigten schlossenen Schaufelkranz ergänzen. Abgase, die sogenannten Reingase, auf die für die Ablei-

2. Mischer nach Anspruch 1, gekennzeichnet 30 tung durch den Abgasschornstein erforderliche Tempedurch achsparallele Mündungen erster Teilkanäle (7, ratur wieder aufzuheizen. Durch diese Maßnahmen 22) des einen sowie der zwischen diesen gebildeten werden Korrosionen in den Anlagenteilen der Abgas-Räume (25i als zweite Teilküräle des anderen Me- reinigung vermieden. Einer intensiven Durchmischung diums und diesen im wesentlichen radial verlaufend derartiger Abgasströme mit Luft für einen direkten zugeordnete Leitschaufeln (9, >') ferner durch im 35 Wärmetausch steht die Neigung der Abgase zur Sträh-Bereich der Mischkammer zum axialen Gasaustritt nenbildung entgegen. Den Abgasstrom vielfach ablen-(13) konusförmig verlaufende Wände (11) des Mi- kende und wieder sammelnde Einbauten führen zu erschermantels. heblichen Druckverlusten, die anschließend durch Ge-

3. Mischer nach Anspruch 1, gekennzeichnet blase, im vorliegenden Fall insbesondere das Saugzugdurch radiale Mündungen der Teilkanäie (34, 34') 40 gebläse der Kesselanlage, wieder aufzubringen sind, des einen sowie der zwischen diesen gebildeten Räu- Die Erfindung stellt sich die Aufgabe eines Mischers

mit geringem Bauvolumen, niedrigen An'agekosten und verminderten Druckverlusten für fluide Medien unterschiedlicher Dichte, der eine einfache Demontage und

zylindrische Mischkammer (38) sowie eine mit dem 45 erneute Montage zum Zwecke der Reinigung zuläßt.

Mischermantel einen kreisringförmigen Gasaustritt Zur Lösung vorgenannter Aufgabe ist der Mischer

der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß im wesentlichen, wie im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegeben, ausgestaltet.

5iy Jeder der durch die Stutzen des Mischers einen axialen und einen mantelseitigen eingeführten unterschiedlichen Medienströme wird zunächst umfangsseitig in achsparallele Teilströme aufgeteilt. Die Aufteilung erfolgt hierbei zugleich derart, daß kreisringförmig an die Innenwandung des Mischers angrenzend jeweils ein Teilkanal des einen mit einem des anderen abwechselt. In dieser Aufteilung erfolgt die Einleitung der Teilströme kreisringförmig in eine in Strömungsrichtung nachfolgend angeordnete Mischkammer. Durch Leitschau

me (25) als zweite Teilkanäle des anderen Mediums und diesen im wesentlichen achsparallel verlaufend zugeordnete Leitschaufeln (36,36') ferner durch eine

ausbildende, zentrische Platte (48) in Gegenüberstellung zum Gasaustritt (56).

Die Erfindung betrifft einen Mischer für zwei fluide Medien unterschiedlicher Dichte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mischer für Flüssigkeiten und Gase verwenden vielfach eine schraubenförmige Mischstrecke, sei es, daß eine entsprechende Einleitung des oder der Medien vor