DE4434944A1 - Zweistoff-Winkeldüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweistoff-Winkeldüse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 40 11 891 A1 ist eine Zweistoffzerstäubungsdüse mit einem axialen Anschluß für ein flüssiges Medium bekannt, deren Anschluß für ein gasförmiges Medium radial unmittelbar am Düsenkopf in einen lavaldüsenförmigen Innenraum mündend angeordnet ist.

Der axiale Anschluß für das flüssige Medium setzt sich innerhalb des Düsengehäuses in einem den lavalförmigen Innenraum zentrisch durchsetzenden und im Austrittsbereich desselben endenden Rohrteiles fort.

Nachteil der beschriebenen Zweistoffzerstäubungsdüse ist die durch den radiale Anschluß bedingte aufwendige und umständliche Zuführungsanordnung des gasförmigen Mediums. Des weiteren besteht ein Nachteil der beschriebenen Düse darin, daß die Austrittsöffnung der Düse axial zu dem die verdüsende Flüssigkeit führenden Rohr angeordnet ist und somit der Aufgabe nicht gerecht wird, unabhängig von der Geometrie z. B. eines Ab- bzw. Rauchgaskanales, das zu verdüsende Medium in jede beliebige Richtung zu verdüsen. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß bei heißem Trägermedium eine Verdampfung der Flüssigkeit erfolgen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der beschriebenen Zweistoffzerstäubungsdüsen zu beseitigen.

Entsprechend der Erfindung wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Ansprüche 2 bis 8 geben Weiterbildungen der Erfindungen an.

Die Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse (4) ist in einem Winkel alpha, insbesondere zwischen <0° und 75° zur axialen Flüssigkeitszufuhr ausgebildet und mit der Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse (4) fluchtend ist eine Austrittsdüse (2) angeordnet. Die Abwinkelung der Strömungsführung hat den Vorteil, daß die zu verdüsende Flüssigkeit in jede Richtung und an jeden Ort eines Ab­ bzw. Rauchgaskanals zu verdüsen und ist damit unabhängig von der Geometrie des Kanals. Darüberhinaus kann durch einfaches Drehen der Zweistoff-Winkeldüse ein wesentlich größerer Bereich besprüht werden. Zusätzlich kann die Strömungsführung durch die Kugel (10) am Düsenstützrohr (9) geändert werden. Dadurch erreicht man eine Abwinkelung der Strömungsrichtung von <0° bis <90° zur axialen Flüssigkeitszufuhr. Durch die schraubbare bzw. flanschbare Ausführung sind verschiedene Düsen mit unterschiedlichen Düsenaustrittswinkeln und - querschnitten montierbar, was die Einstellbarkeit der gewünschten Sprühkegels gewährleistet und somit zu einem noch breiteren Einsatzbereich führt.

Für die Zufuhr des Hilfs- oder Trägermediums zur Austrittsdüse (2) ist ein koaxialer Ringraum mittels eines konzentrisch zum Flüssigkeitsführungsrohr (6) angeordneten Rohres (7) ausgebildet, welcher in den lavaldüsenartigen Strömungsraum mündet. Die koaxiale Führung der Rohre (6) und (7) bietet eine einfachere Handhabung der Zuleitungen wie auch eine "schlankere" Geometrie des vorderen Teils der Zweistoff-Winkeldüse. Darüber hinaus dient es der vereinfachten Montage der Zweistoff-Winkeldüse. Auch bietet es den Vorteil, daß für die Durchführung durch z. B. eine Kanalwand nur eine Öffnung notwendig ist. Durch die koaxiale Führung des zentrisch angeordneten Rohr (6) in dem das Träger- bzw. Zerstäubermedium führende Rohr (7), kann das Träger- bzw. Zerstäubermedium selbst isolierend als Schutz vor heißen Ab- oder Rauchgasen wirken.

Die Anordnung einer oder mehrerer Öffnungen (22) in dem Rohr (7), insbesondere nahe des Gegenflansches (12) des Düsenstützrohres bzw. des Anschlußflansches (13), hat den Vorteil, mit dem Hilfs- oder Trägermedium, das aus diesen Öffnungen austritt, das Düsenstützrohr (9) zu kühlen sowie Ablagerungen, wie z. B. Flugasche, zu vermeiden.

Das die Flüssigkeit führende Rohr (6) ist als doppelwandiges Rohr ausgeführt, dessen mit einem isolierendem Medium gefüllter Ringraum dicht verschlossen ist. Sollte ein heißes Träger- bzw. Zerstäubermedium eingesetzt werden, so isoliert das im Ringraum des doppelwandigen Rohr (6) befindliche Medium die zu verdüsende Flüssigkeit vor Verdampfung bzw. Ausgasung.

Ein Ausführungsbeispiel einer Zweistoff-Winkeldüse ist in den Zeichnungen Fig. 1 bis 5 dargestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 die komplette Zweistoff-Winkeldüse (40),

Fig. 2 und 3 eine bevorzugte Form einer Flüssigkeitsdüse (4),

Fig. 4 die schraubbare Austrittsdüse (2), und

Fig. 5 die Einklemmvorrichtung des Düsenstützrohres (9) mit der Kugel (10).

Fig. 1 zeigt eine Zweistoff-Winkeldüse 40, wie sie in Abgas- bzw. Rauchgaskanälen von Verbrennungs- und Produktionsprozessen eingesetzt werden kann. An dem Düsenstützrohr 9 ist eine Kugel 10 befestigt, die in einem Gegenlager liegt und fixiert werden kann. In dem Düsenstützrohr 9 ist das Rohr 7 mittels Halterung 11 zwischen dem Anschlußflansch 13 und dem Gegenflansch 12 des Düsenstützrohres mittels Schrauben 16,17 befestigt. In dem Gegenflansch 12 ist eine Aussparung für den Zylinderstift 23 vorgesehen. Dadurch wird das Rohr 7 eindeutig im Düsenstützrohr 9 fixiert. 14 und 15 zeigen Dichtungen. Das Rohr 7 ist an seinem Ende mit einem T- Stück 18 verschweißt. Vorteilhaft dabei ist es, daß die Düse in jede beliebige Richtung bewegt bzw. gedreht werden kann. Am Ende des Rohres 7 und dem T-Stück 18 befindet sich ein Anschweißflansch 8, an dem das doppelwandige Rohr 6 mittels einer Klemmringverschraubung 20 befestigt und welches mit der Zuführung der zu verdüsenden Flüssigkeit verbunden ist. Am unteren Ende des T-Stückes 18 ist die Verschraubung bzw. ein Vorschweißflansch 19 angebracht, an den ein flexibler Wellringschlauch angeschlossen wird, durch den das Träger- bzw. Zerstäubermedium zugeführt wird. Die Flüssigkeitsdüse 4 wird in das doppelwandige Rohr 6 eingeschraubt und mit diesem zentrisch in das Rohr 7 eingesetzt und mit einem Zentrierstück 5 und einer Verschraubung an der rückwärtigen Seite des Rohres 7 bzw. des T-Stückes 18 an dem Anschweißflansch 8 fixiert. Die Flüssigkeitsdüse 4 wird über drei Fixierstifte 3 justiert, so daß der Austrittswinkel der Flüssigkeitsdüse 4 fluchtend mit dem der Düsenkappe 1 bzw. der Austrittsdüse 2 ist. Durch die koaxiale Führung des zentrisch angeordneten doppelwandigen Rohres 6 in dem das Träger- bzw. Zerstäubermedium führende Rohr 7 wird erreicht, daß die zu verdüsende Flüssigkeit gegen Verdunstung und Ausgasung geschützt wird. Sollte ein heißes Träger- bzw. Zerstäubermedium eingesetzt werden, so isoliert das im Ringraum des doppelwandigen Rohr 6 befindliche Medium die zu verdüsende Flüssigkeit.

Des weiteren zeigt Fig. 1 die Düsenkappe 1 mit einer Bohrung für die Aufnahme der Fixierstifte 3 und die Bohrungen zur Aufnahme der Austrittsdüse 2, die, fluchtend mit der Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse in einem Winkel zwischen <0° und 75° angeordnet sein können, sowie das Außengewinde mit dem die Düsenkappe 1 an dem Rohr 7 befestigt wird.

Die Zylinderschrauben 22 sind mit einer Bohrung vorzugsweise mit einem Durchmesser von 0,5 mm versehen, durch die das Hilfs- oder Trägermedium zwecks Kühlung des Düsenstützrohres 9 und Verhinderung von Ablagerungen hindurchgedrückt bzw. gespritzt wird.

Die der Düsenkappe 1 zugewandte Seite der Flüssigkeitsdüse 4 ist kugelförmig und bildet zusammen mit der inneren Ausformung der Düsenkappe 1 und der der Flüssigkeitsdüse zugewandten Innenausformung der Austrittsdüse 2 die Form einer Lavaldüse 35.

Fig. 2 und 3 zeigen eine Form einer Flüssigkeitsdüse mit den Nuten 30 für die Fixierstifte 3, mit deren Hilfe die Flüssigkeitsdüse exakt justiert wird. Da die Flüssigkeitsdüsen schraubbar ausgeführt sind, sind solche mit Austrittsöffnungen 34, die in einem Winkel alpha, bevorzugt zwischen <0° bis 75° zu der axialen Achse der Flüssigkeitsdüse, angeordnet sind und unterschiedliche Austrittsquerschnitte aufweisen, montierbar. Mit dem Gewinde 31 wird die Flüssigkeitsdüse 4 mit dem Rohr 6 verschraubt.

Fig. 4 zeigt die schraubbare Austrittsdüse 2, deren Austrittsöffnung 32 in ihrem Querschnitt und Austrittswinkel beta variiert werden kann und deren rückwärtiges Ende der inneren Form der Düsenkappe 1, die einer Lavaldüse entsprechen kann, angepaßt ist. Mit dem Gewinde 33 wird sie in der Düsenkappe 1 fixiert.

Durch die Abwinkelung der Strömungsführung gemäß der vorstehenden Beschreibung ist es möglich, die Flüssigkeit in jede Richtung und an jeden Ort eines Ab- bzw. bzw. Rauchgaskanales zu verdüsen, unabhängig von der Geometrie des Kanals.

Fig. 5 zeigt die Einklemmvorrichtung des Düsenstützrohres 9 mit der Kugel 10 in dem Gegenlager an einer Flossenwand 37 eines Ab- bzw. Rauchgaskanales. Dabei ist die Kugel 10 zwischen zwei Platten 36, 39 mittels Schraubvorrichtung 38 drehbar eingeklemmt. Am Anschlußflansch 13 ist das Rohr 7 mittels Gegenflansch 12 angeflanscht und kann somit aufeinfache Weise ausgebaut werden.

Claims (8)

1. Zweistoff-Winkeldüse zur Feinverteilung von Flüssigkeiten oder Suspensionen mittels eines Träger- oder Hilfsmedium mit einer axialen Flüssigkeitszufuhr und einem nach Art einer Lavaldüse geformten Strömungsraum für das Trägermedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse (4) in einem Winkel alpha, insbesondere zwischen <0° und 75° zur axialen Flüssigkeitszufuhr ausgebildet ist und daß eine mit der Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse (4) fluchtende Austrittsdüse (2) angeordnet ist.

2. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zufuhr des Hilfs- oder Trägermediums zur Austrittsdüse (2) ein koaxialer Ringraum mittels eines konzentrisch zum Flüssigkeitsführungsrohr (6) angeordneten Rohres (7) ausgebildet ist, welcher in den lavaldüsenartigen Strömungsraum mündet.

3. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Flüssigkeit führende Rohr (6) als doppelwandiges Rohr ausgeführt ist, dessen mit einem isolierendem Medium gefüllter Ringraum dicht verschlossen ist.

4. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur fluchtenden Einstellung der Austrittsdüse (2) und der Flüssigkeitsdüse (4) mechanische Justiereinrichtungen angeordnet sind.

5. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse (2) und die Flüssigkeitsdüse (4) schraubbar in einer flanschbaren Düsenkappe (1) angeordnet sind.

6. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Düsenstützrohr (9) um den inneren Teil der Winkeldüse angeordnet ist und daß das Düsenstützrohr (9) in einer Kugel (10) befestigt ist, die beweglich in einem Gegenlager (36) liegt und fixiert werden kann.

7. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kugel (10) oder am Düsenstützrohr (9), vorzugsweise an der Kugel (10) und am Düsenstützrohr (9), Antriebe angeordnet sind.

8. Zweistoff-Winkeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohr (7) eine oder mehrere Öffnungen (22) angeordnet sind.