DE3721686C2 - DEVICE FOR MIXING TWO GASES - Google Patents

DEVICE FOR MIXING TWO GASES

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen zweier Gase, insbesondere eines brennbaren Gases mit Luft zum Beheizen eines Treibhauses oder der­ gleichen, mit einer Düse, aus der das erste Gas ausströmt, mit einer Mischeinrichtung, die einen Einlaßtrichter, nach diesem einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt sowie eine Auslaßmündung aufweist, wobei der Einlaßtrichter, die Abschnitte und die Auslaßmündung kreisförmige Querschnitte haben, wobei der zweite Abschnitt sich kegelförmig erweitert und wobei das aus der Düse ausströmende erste Gas in den Einlaßtrichter einströmt und dabei das zweite Gas in den Einlaß­ trichter ansaugt.The invention relates to a device for mixing two gases, especially a flammable gas with air to heat a greenhouse or the same, with a nozzle from which the first gas flows out with a mixing device that one Inlet funnel, after this one first, one second and third sections and one Has outlet mouth, the inlet funnel, the sections and the outlet mouth circular Have cross sections, the second section expands conically and that from the Nozzle first gas flowing into the inlet funnel flows in and thereby the second gas into the inlet funnel sucks.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 1 98 899 bekannt. Solche Mischeinrichtungen, welche sich vom Einlaß aus in Strömungsrichtung der Gase stetig nur schwach konisch erweitern, ermöglichen zwar relativ große Luftmengen anzusaugen, haben aber den Nachteil, daß bei Vergrößerung der Luft­ menge deren Durchmischung mit dem durch die Düse zugeführten Gas erheblich vermindert wird, so daß infolge unzureichender Durchmischung unter anderem für Pflanzen schädliche Abgase entstehen können, wenn das Gasgemisch verbrannt und zum Beheizen, zum Beispiel von Treibhäusern verwandt wird.Such a device is from DE-PS 1 98 899 known. Such mixing devices, which from the inlet in the direction of flow of the gases  expand only slightly conical, allow have to suck in relatively large amounts of air but the disadvantage that when the air is enlarged amount of their mixing with that through the nozzle supplied gas is significantly reduced, so that due to insufficient mixing among other things Exhaust gases harmful to plants can arise when the gas mixture burns and for heating, for Example of greenhouses is used.

Darüber hinaus ist hier die Durchmischung der beiden Gase stark von der Geschwindigkeit des aus der Düse tretenden Treibgasstrahles abhängig und nur in einem relativ kleinen Regelbereich von etwa 1 zu 2,5 befriedigend.In addition, here is the mixing of the two gases greatly from the speed of the depending on the propellant gas jet and only in a relatively small control range of around 1 to 2.5 satisfactory.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art mit einfachen Mitteln und Maßnahmen derart zu verbessern, daß eine intensivere Durchmischung als bisher erreichbar ist, die auch eine Erhöhung des Regelbereiches ergibt.The object of the invention is now a device the specified in the preamble of claim 1 Kind with simple means and measures like this  improve that more intensive mixing than is currently achievable, which is also an increase in Control range results.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die kegelförmige Erweiterung des zweiten Ab­ schnittes einen Kegelwinkel von 100° bis 120° hat, daß beim zweiten Abschnitt der kleine Durchmesser sich zu dem großen Durchmesser etwa wie 1 zu 1,5 bis 3 verhält und daß der dritte Abschnitt sich in seinem Querschnitt nicht vermindert.To solve this problem, that the conical extension of the second Ab cut has a cone angle of 100 ° to 120 °, that in the second section the small diameter to the large diameter about like 1 to 1.5 to 3 and that the third section is in its cross section is not reduced.

Durch diese Maßnahmen reißt die Gasgemischströmung beim Einströmen in die spontan sich konisch er­ weiternde Zone durch die scharfe Kante begünstigt ab, und zwar nicht rotationssymmetrisch konstant, sondern im Sinne einer Karmanschen Wirbelstraße pendelnd, so daß der Gasstrahlkern immer wieder seitlich in Bereiche starker Wirbelbildungen gerät. Dieser Effekt stellt sich infolge der spontanen, scharfkantigen Querschnittserweiterung auch bei kleinen Re-Zahlen ein, woraus die Erweiterung des Gasgemisch-Regelbereiches in einer Größe von mindestens 1 zu 7 resultiert.These measures break the gas mixture flow when flowing into the spontaneously he conical farther zone favored by the sharp edge from, and not rotationally symmetrically constant, but in the sense of a Karman vortex street oscillating, so that the gas jet core again and again gets to the side in areas of strong vertebrae.  This effect arises due to the spontaneous, sharp-edged cross-section expansion also at small re-numbers, resulting in the extension of the Gas mixture control range in a size of at least 1 in 7 results.

Darüber hinaus ist z.B. bei der Erzeugung eines brennbaren Butan- bzw. Propan-Luftgemisches eine solche Qualität der Durchmischung erreichbar, daß der mit dem CO₂-Wert korrigierte CO-Wert in den Verbrennungsabgasen den Wert von 0,1 Vol.% bei keinem Betriebszustand überschreitet. Demzufolge sind nunmehr insbesondere bei der Beheizung von Treibhäusern oder dergleichen bislang unerreicht günstige Verbrennungsabgase erzielbar.In addition, e.g. when generating a flammable butane or propane-air mixture such quality of mixing achievable that the CO value corrected with the CO₂ value in the Combustion gases have a value of 0.1% by volume does not exceed any operating status. As a result are now particularly in the heating of Greenhouses or the like so far unmatched favorable combustion gases can be achieved.

Außerdem ist nunmehr auch ein minimaler Gasdurch­ satz von nicht größer als 10 g/h Propan erreichbar. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch frei von jeglichen beweglichen Teilen.In addition, there is now a minimal gas flow rate of no greater than 10 g / h propane achievable. The device according to the invention is also included free of any moving parts.

Zur weiteren Verbesserung des vorbeschriebenen Effektes ist es vorteilhaft, wenn die vorbeschriebene Vorrichtung wie in den Ansprüchen 2 bis 4 offen­ bart weitergebildet wird wobei durch die dritte, sich konisch erweiternde Zone auch ein Abblasen der Mischgasflamme infolge hoher Gasgeschwindigkeit sicher verhindert wird.To further improve the above It is advantageous if the above  Device as in claims 2 to 4 open beard is further developed by the third, flaring zone also blowing off the Mixed gas flame due to high gas velocity is safely prevented.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is in the Drawing shown and is closer below explained.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum Mischen eines brennbaren Gases mit Luft im Längsschnitt.The drawing shows an apparatus for mixing a combustible gas with air in longitudinal section.

Hierbei strömt durch eine Düse 1 brennbares Gas in den Einlaßtrichter 2 einer zur Düse 1 koaxial angeordneten und über ihre gesamte Länge kreis­ förmige lichte Querschnitte aufweisenden Mischein­ richtung 3 ein, wobei durch Impulsaustausch zwischen dem hochenergetischen Gasstrahl und der mitgerissenen Luft ein Druckanstieg in Strömungsrichtung erfolgt.Here flows through a nozzle 1 combustible gas into the inlet funnel 2 a coaxially arranged to the nozzle 1 and circular over its entire length having cross sections Mischein direction 3 , with an increase in pressure in the direction of flow by pulse exchange between the high-energy gas jet and the entrained air.

An den Einlaßtrichter 2 schließt sich ein zylin­ drischer Kanalabschnitt 4 an, dessen Durchmesser dem kleinsten Durchmesser des Einlaßtrichters 2 gleicht und dessen Länge etwa dem dreifachen Kanalabschnitt-Durchmesser entspricht.At the inlet funnel 2 is followed by a cylin drical channel section 4 , the diameter of which is equal to the smallest diameter of the inlet funnel 2 and the length of which corresponds approximately to three times the channel section diameter.

Der Kanalabschnitt 4 geht unter Bildung einer scharfen, umlaufenden Kante 5 in eine in Strö­ mungsrichtung der Gase mit einem Kegelwinkel von 100° bis 120° stetige Erweiterung 6 über. Deren großer Durchmesser 7 ist um mehr als das Doppelte größer als deren kleiner Durchmesser, welcher dem Durchmesser 8 des Kanalabschnittes 4 gleicht.The channel section 4 merges with the formation of a sharp, peripheral edge 5 in a flow direction of the gases with a cone angle of 100 ° to 120 ° continuous expansion 6 . Their large diameter 7 is more than twice as large as their small diameter, which is equal to the diameter 8 of the channel section 4 .

Unmittelbar anschließend an die Zone 6 ist eine weitere, in Strömungsrichtung der Gase sich konisch stetig erweiternde Zone 9 vorgesehen, deren kleiner Durchmesser dem großen Durchmesser 7 der Zone 6 gleicht.Immediately following the zone 6 , a further zone 9 is provided which widens conically in the direction of flow of the gases, the small diameter of which corresponds to the large diameter 7 of the zone 6 .

Der große Durchmesser 10 der Zone 9 ist etwa 1,5 mal größer als der kleine Durchmesser. The large diameter 10 of the zone 9 is approximately 1.5 times larger than the small diameter.

Die Länge 11 der Zone 9 entspricht etwa dem 10-fachen Durchmesser 8 des Kanalabschnittes 4. An der Auslaßmündung der Mischeinrichtung 3 ist ein an sich bekannter, siebartiger Flammenhalter 12 angeordnet.The length 11 of the zone 9 corresponds approximately to 10 times the diameter 8 of the channel section 4 . A sieve-like flame holder 12 , known per se, is arranged at the outlet mouth of the mixing device 3 .

Alle Zonen der Mischeinrichtung 3 sind zueinander koaxial angeordnet.All zones of the mixing device 3 are arranged coaxially with one another.

Claims (4)

1 Vorrichtung zum Mischen zweier Gase insbesondere eines brennbaren Gases mit Luft zum Beheizen eines Treibhauses oder dergleichen, mit einer Düse (1), aus der das erste Gas ausströmt, mit einer Mischein­ richtung (3), die einen Einlaßtrichter (2), nach diesem einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt sowie eine Auslaßmündung aufweist, wobei der Einlaßtrichter, die Abschnitte und die Auslaßmündung kreisförmige Querschnitte haben, wobei der zweite Abschnitt sich kegelförmig erweitert und wobei das aus der Düse ausströmende erste Gas in den Einlaßtrichter einströmt und dabei das zweite Gas in den Einlaß­ trichter ansaugt, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Erweiterung (6) des zweiten Abschnittes einen Kegelwinkel von 100° bis 120° hat, daß beim zweiten Abschnitt der kleine Durchmesser sich zu dem großen Durchmesser (7) etwa wie 1 zu 1,5 bis 3 verhält und daß der dritte Ab­ schnitt sich in seinem Querschnitt nicht ver­ mindert.1 device for mixing two gases, in particular a combustible gas with air for heating a greenhouse or the like, with a nozzle ( 1 ) from which the first gas flows, with a mixing device ( 3 ) having an inlet funnel ( 2 ), according to this having a first, a second and a third section and an outlet opening, the inlet funnel, the sections and the outlet opening having circular cross sections, the second section expanding conically and the first gas flowing out of the nozzle flowing into the inlet funnel and thereby the second gas sucks into the inlet funnel, characterized in that the conical extension ( 6 ) of the second section has a cone angle of 100 ° to 120 °, that in the second section the small diameter to the large diameter ( 7 ) approximately like 1 to 1.5 to 3 behaves and that the third cut from its cross-section does not decrease ver. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zwischen dem Einlaßtrichter (2) und der kegelförmigen Erweiterung (6) be­ findliche Kanalabschnitt (4) der Mischein­ richtung (3) unter Bildung einer scharfen, um­ laufenden Kante (5) in die Erweiterung (6) über­ geht.2. Device according to claim 1, characterized in that between the inlet funnel ( 2 ) and the conical extension ( 6 ) be sensitive channel section ( 4 ) of the mixing device ( 3 ) to form a sharp, around the running edge ( 5 ) in the extension ( 6 ) goes over. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erweiterung (6) in Strömungs­ richtung der Gase in eine dritte, sich konisch erweiternde und bis zur Auslaßmündung reichende Zone (9) übergeht, deren kleiner Durchmesser dem großen Durchmesser (7) der Erweiterung (6) gleicht und daß insbesondere zudem die dritte Zone (9) ein Durchmesserverhältnis zwischen 1 und 2 aufweist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the extension ( 6 ) in the direction of flow of the gases into a third, conically widening and extending to the outlet mouth zone ( 9 ) whose small diameter the large diameter ( 7 ) of Extension ( 6 ) is the same and that in particular the third zone ( 9 ) has a diameter ratio between 1 and 2. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Länge (11) der dritten, sich konisch erweiternden Zone (9) um etwa den Faktor 10 größer als der lichte Durchmesser (8) des in Strömungs­ richtung der Gase vor der Erweiterung (6) befind­ lichen Kanalabschnittes (4) ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the length ( 11 ) of the third, conically widening zone ( 9 ) by about a factor of 10 larger than the inside diameter ( 8 ) of the flow direction of the gases before expansion ( 6 ) is union channel section ( 4 ).
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