DE4038191A1 - Duesenanordnung fuer zwei fluidkanaele - Google Patents

Description

Bekannt ist z. B. die Laval Düse. Sie ist ein Saugrohr aber mit großem Energieaufwand. Wenn die Anschlüsse geändert werden (Hauptströmung wird in den Kegel eingeführt, und nicht in das zentrale Rohr), bilden wir auch ein Saugrohr ebenfalls mit großem Energieaufwand.

Betrachten wir nochmal die Laval Düse aber ohne Mischrohr: Wenn die Anschlüsse so angeordnet sind wie oben erwähnt, entsteht auch ein Saugrohr. Um die Saugkraft zu erhöhen (bei gleichem Druck) muß die Ausströmgeschwindigkeit größer sein. Dies erreichen wir durch die Verengung des Austrittsquerschnitts der Düse. Die austretende Strömung würde ein Kegel sein ohne die gesamte Energie in Saugkraft zu übersetzen, deswegen ist vorteilhaft den Druck nicht (nur) in "lineare" Geschwindigkeit umzusetzen, sondern den Druck durch Vortisity ersetzen (Definition: Die Winkelgeschwindigkeit von Materie im Raumpunkt eines Kontinuums heißt Vortisity). Lösung dieser Aufgabe ist durch Anspruch 1-3 gegeben.

Um bei der Strömungsablösung auftretende Energieverluste zu vermeiden soll die Düsenöffnung scharfkantig sein (bei schräger Anströmung einer scharfen Kante tritt immer ein Ablösungspunkt auf). Dies bedeutet geringe Energieverluste. Um die Winkelgeschwindigkeit zu erhöhen ist der konisch verjüngende Teil (Fig. 2) mit spiralförmigen Leitplanken ausgestattet (Mindestzahl der Leitplanken 3). Die Zufuhr des Fluides in den Kegel ist tangential im Punkt 1 Fig. 2.

Wir haben den Druck in eine Strömung von Form eines Kegels mit großem Vortisity umgewandelt. Der Kegel ist beweglich zu dem zentralen Rohr. Mit dieser Regelung ist es möglich die maximale Saugkraft zu erreichen und einzustellen. Bei zu hohem Druck wird die Geschwindigkeit sehr groß, in einigen Fällen (Brenner) würde es zum Löschen der Flamme führen. In diesem Fall ist es vorteilhaft ein Mischrohr zu errichten (Anspruch 4).

Bei Windenergieausnützung handelt es sich um einen offenen Kegel mit dem zentralen Rohr, auch dieser Kegel ist mit den oben genannten Leitplanken ausgestattet, und das innere Rohr ist beweglich für die Regelung der Saugkraft. In dem zentralen Rohr befindet sich der Rotor. Der größere Durchmesser ist von dem Kegelwinkel und dem Widerstand der Konstruktion abhängig. Mit dieser Konstruktion sind die meisten Böhen zu vermeiden, welche die Windenergiekonvertoren sehr stark belasten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen 1-4 angegeben:

Fig. 1, 2 und 3 Brenner (Zufuhr des Brennstoffes in den Kegel) und Industrielüftungsanlage wo Druckluft vorhanden ist.

Fig. 4 Windenergieausnützung.

Anwendungsbereiche:
- Hochtemperaturbrenner für flüssige und gasförmige Brennstoffe
- Lüftungsanlagen
- als Windkanal mit angemessenem Mischrohr
- Windenergieausnützung
- bei geothermalen Kraftwerken, Energieübertragung zu den Turbinen ohne die Belastung der Turbinenschaufel mit salz- und mineralienbelastetem Dampf

Claims (4)

1. Düsenanordnung für zwei Fluidkanäle, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluidkanal gradlinig verläuft und der zweite den ersten in Form einer sich konisch verjüngenden Wendel umgibt und beide Kanäle im wesentlichen auf der selben Höhe enden, wobei die Mündung des zweiten Kanals zum Außenumfang des ersten Kanals einen kleinen Abstand einhält.

2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal zumindest an seinem Ende zylindrisch ausgebildet ist.

3. Düsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal gegenüber dem zweiten Kanal verschiebbar ist und der zweite Kanal mit wendend laufenden Leitplanken ausgestattet ist.

4. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch ein Mischrohr, das die beiden Kanäle zumindest in ihrem oberen Endbereich umgibt, unter Einhalten eines Abstandes zum zweiten, äußeren Kanal.