EP1166861B1 - Mischer für die Mischung mindestens zweier Gasströme oder anderer Newtonscher Flüssigkeiten - Google Patents

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EP1166861B1
EP1166861B1 EP00112875A EP00112875A EP1166861B1 EP 1166861 B1 EP1166861 B1 EP 1166861B1 EP 00112875 A EP00112875 A EP 00112875A EP 00112875 A EP00112875 A EP 00112875A EP 1166861 B1 EP1166861 B1 EP 1166861B1
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EP
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built
gas stream
flow channel
main flow
chamber
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EP00112875A
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Michael Dipl.-Ing. Kaatz
Miroslav Dr.-Ing. Podhorsky
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Balcke Duerr GmbH
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Balcke Duerr Energietechnik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4311—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3131—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod

Definitions

  • the invention relates to a mixer for the mixture of at least two Gas streams or other Newtonian fluids, with one of the first Gas stream flowed through the main flow channel with a arranged therein, the Flow influencing mounting surface, the mounting surface is a vortex-generating Disc with free-flowing, directed against the flow leading edges whose course is both one in the main flow direction of the gas flow as well as a transverse thereto extending component.
  • Generic mixers are known, for example, from EP-A-0 956 897, EP-A-0 526 393 and DE 37 23 618 C previously known. All this mix is common, in that they have a mounting surface arranged in the main flow channel, wherein it is further known from EP-A-0 956 897 to mix in the second gas flow with respect to the flow direction on the back of the To introduce mounting surface.
  • From DE 29 11 873 C2 is for use in a cooling tower, a static mixer known, in which the internals of obliquely flowed, delta-shaped or circular disc-shaped sheets are made at the leading edges vortex.
  • the thus formed stationary and stable vortex systems act in the Flow back into it, the components to be mixed are layered rolled up, resulting in a quick mixing at very low Pressure loss leads.
  • These so-called “vertebral surfaces” are due to the achievable short mixing distances proven in practice.
  • the invention has for its object to provide a mixer for the mixing of at least two gas streams or other Newtonian liquids, which is characterized by a fast mixing at a short mixing distance even when a volume flow, a comparatively small proportion of another component is to be added.
  • a mixer is proposed with the invention, which is characterized in that the mounting surface has a chamber into which a flow channel for a second gas flow leads, and that the chamber facing away from the inflow of the first gas flow back of the mounting surface is provided with outlet openings.
  • the vortex mounting surface has a relatively low flow resistance, since it does not act with its entire surface as a guide surface, but generates vortex fields with their front edges, which expand automatically in the flow direction, without additional fittings or fins for this extension would be required.
  • the mouth of the second Gas stream is located in the area of the front half of the disc. In this way is the second, via the separate flow channel introduced gas flow already detected by those early onset vortex fields, those in the foremost edge region the disc will be generated.
  • a further advantage is that the chamber used for stiffening the installation surface can be.
  • the chamber with side walls is provided, which are arranged at an angle to the disc and the Stiffen the disc against bending loads and any vibrations.
  • the disc supported by struts in the main flow channel is, one of which is tubular and the separate flow channel forms.
  • the flow channel also assumes a static Function in the arrangement of the vortex mounting surface within the main flow channel.
  • Figure 1 shows a section through a portion of a flue gas denitrification with a main flow channel 1 in an upwardly rising arm and a reactor 2 in a downwardly pointing flow arm of the plant.
  • the reactor 2 is usually equipped with catalysts 3.
  • the flue gas passing through 4 in the main flow channel 1 NH 3 or NH 4 OH is to be added. This is done via a separate flow channel 5, which is guided through the wall 6 of the main flow channel 1 therethrough. Then it comes in a manner described in more detail below to a very rapid distribution and thus homogenizing the ammonia compound in the flue gas, so that in the subsequent inflow into the reactor 2, the ammonia compound is distributed completely uniformly in the flue gas stream.
  • the mixture of media is carried out using at least one in the Main flow channel 1 arranged mounting surface 7.
  • the installation surface. 7 it is a so-called "swirling area" for the production of Leading edge vortices.
  • the free flow around, against the flow in the Main flow channel 1 directed leading edges 8 of the e.g. a circular disk designed mounting surface 7 have both in the main flow direction 9, as also a transverse to this component.
  • each installation surface 7 at an acute angle ⁇ to the main flow direction 9 in the Flow channel 1 is arranged, arise at each leading edge of the Installation area Vortex fields, which spread downstream in a circular cone shape.
  • the individual vortices roll inwards on the back 10 of the Installation surface 7 from.
  • the vortex-generating properties of the mounting surface 7 are in Achieved connection with all so-called “Newtonian fluids", i. at Gases as well as in such fluids, resulting in their fluidic properties behaving comparably to the gases.
  • the preferably designed as a pipe separate flow channel 5 for the second Gas flow extends into the main flow channel 1 and opens there in the chamber 13 of the mounting surface 7.
  • About several struts 11 is the Installation surface 7 relative to the wall 6a of the main flow channel 1 so supported, that the angle ⁇ with respect to the main flow direction 9 between 40 ° and 80 ° and preferably about 60 °.
  • Figure 1 shows that multiple existing Outlet openings 12 at the level of the front half of the disc or mounting surface 7 are located.
  • the separate flow channel 5 is on the front of the Installation surface 7 led to this.
  • the pipe takes over the separate Flow channel 5 at the same time the static function of one of the struts 11.
  • This Struts 11 are located on the front of the mounting surface 7 to the Do not cause the vortex on the back to influence.
  • An attack angle ⁇ of the disc 7 relative to the main flow direction 9 to change, for example, by changing the effective length of the struts 11. This change or adjustment may also occur during operation of the mixer respectively.
  • Figure 1 also shows that the separate flow channel 5 is not immediate merges into the outlet openings 12, but rather via the flow channel.
  • 5 supplied second gas stream first passes into a chamber 13, which on the Rear of the mounting surface 7 is arranged. In the outside of the chamber 13 then are the outlet openings 12th
  • FIGS. 2 and 3 show two possible embodiments of the chambers 13, wherein in the case of Figure 3, the outlet openings 12 about the center line 14th the disc 7 are arranged around, while in the embodiment according to Figure 3, the outlet openings 12 on two groups on both sides of the center line 14 so as to escape only in those areas that are from the left or be swept over by the right leading edge vertebrae.
  • the embodiment of Figure 4 differs from the embodiment according to Figure 3 by two separate flow channels 5, on the two separate Gas flows in turn get two separate chambers 13 a, 13 b.
  • the separate chambers 13a, 13b can also be behind each other. This is shown in Fig. 5a.
  • Figures 7 and 8 show that the outlet openings 12 in the Area of the front end face 16 of the chamber 13 can be located. To this The result is an outflow, the almost opposite to the the leading edges 8 forming vertebral fields, which makes it a very early Mixing comes.
  • the installation surfaces 7 were designed substantially circular or elliptical.
  • Figures 9 and 10 show that the mounting surface and the shape a delta-shaped triangle directed counter to the flow direction Tip may have.
  • Figure 10 reveals an additional hood 16 with over its entire circumference distributed outlet openings 12 are used.
  • the hood 16 is on the up the back of the disc 7 arranged chamber 13 placed, however, can also be the chamber 13 itself hood-shaped.
  • FIGS. 1 to 10 show that the walls of the chamber 13, since these are arranged perpendicularly, but at least at an angle to the mounting surface 7 are that can reinforce the mounting surface 7 with respect to bending loads. Out For this reason, close to serve as the distributor for the second gas stream Kammem 13 more Kammem 17 on, but no distribution function or fluidic function, but only the stiffening serve the mounting surface 7.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer für die Mischung mindestens zweier Gasströme oder anderer Newtonscher Flüssigkeiten, mit einem von dem ersten Gasstrom durchströmten Hauptströmungskanal mit einer darin angeordneten, die Strömung beeinflussenden Einbaufläche, wobei die Einbaufläche eine wirbelerzeugende Scheibe mit frei umströmten, gegen die Strömung gerichteten Vorderkanten ist, deren Verlauf sowohl eine in Hauptströmungsrichtung des Gasstroms als auch eine quer hierzu verlaufende Komponente aufweist.
Gattungsgemäße Mischer sind beispielsweise aus der EP-A-0 956 897, der EP-A-0 526 393 und der DE 37 23 618 C vorbekannt. All diesen Mischem ist gemein, daß sie eine im Hauptdurchstömungskanal angeordnete Einbaufläche aufweisen, wobei es aus der EP-A-0 956 897 des weiteren bekannt ist, den einzumischenden zweiten Gasstrom in Bezug auf die Strömungsrichtung auf der Rückseite der Einbaufläche einzuleiten.
Zum Mischen von Gas- oder Flüssigkeitsströmungen in Rohrleitungen oder in Kanälen benötigt man bei turbulenter Strömung Mischlängen vom 15 bis 100-fachen des Kanaldurchmessers. Mittels geeigneter statischer Mischer in Gestalt von Einbaukörpem läßt sich diese Mischstrecke deutlich verkürzen. Es muß jedoch bei den meisten herkömmlich angewendeten Systemen ein hoher Druckverlust insbesondere dann in Kauf genommen werden, wenn hohe Anforderungen an die Homogenität der sich einstellenden Mischung gestellt werden. Viele der herkömmlichen Mischsysteme sind außerdem auf einfache Geometrien beschränkt, z.B. auf zylindrische Rohre oder quadratische Kanäle und lassen sich nicht bei Großanlagen und komplizierten Mischkammersystemen anwenden.
Aus der DE 29 11 873 C2 ist zur Anwendung in einem Kühlturm ein statischer Mischer bekannt, bei dem die Einbauten aus schräg angeströmten, deltaförmigen oder kreisscheibenförmigen Blechen bestehen, an deren Vorderkanten Wirbel entstehen. Die so gebildeten stationären und stabilen Wirbelsysteme wirken in den Strömungsnachlauf hinein, die zu mischenden Komponenten werden schichtenförmig eingerollt, was zu einer schnellen Vermischung bei sehr geringen Druckverlusten führt. Diese so genannten "Wirbeleinbauflächen" haben sich wegen der erzielbaren kurzen Mischstrecken in der Praxis bewährt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer für die Vermischung mindestens zweier Gasströme oder anderer Newtonscher Flüssigkeiten zu schaffen, der sich durch eine schnelle Vermischung bei kurzer Mischstrecke auch dann auszeichnet, wenn einem Volumenstrom ein vergleichsweise geringer Anteil einer weiteren Komponente beizumengen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Mischer vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einbaufläche eine Kammer aufweist, in die hinein ein Strömungskanal für einen zweiten Gasstrom führt, und daß die Kammer auf der der Zuströmung des ersten Gasstroms abgewandten Rückseite der Einbaufläche mit Austrittsöffnungen versehen ist.
Die Vorteile eines solchen Mischers bestehen insbesondere in solchen Fällen, in denen einem großen Volumenstrom einer ersten Komponente ein relativ kleiner Volumenstrom einer zweiten Komponente beizumischen ist und gleichwohl anschließend auf kurzer Mischstrecke eine Homogenisierung erreicht werden muß. Die Kammer, in die hinein der Strömungskanal für den zweiten Gasstrom führt, ermöglicht eine an die Betriebsweise des Mischers angepaßte Verteilung der Austrittsöffnungen für den zweiten Gasstrom, d. h. die Anordnung dieser Austrittsöffnungen kann mit großer konstruktiver Freiheit erfolgen. So ist es zum Beispiel möglich, die Austrittsöffnungen entgegen der Hauptströmungsrichtung zu richten, oder spezielle Umlenkbereiche anzubringen, welche den aus den Austrittsöffnungen austretenden Gasstrom besonders günstig in den Bereich der sich von den Vorderkanten der Scheibe aus bildenden Wirbel lenken.
Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich zum Beispiel bei Denox-Anlagen in der Rauchgas-Reinigungstechnik oder bei der Konditionierung des Staubes bei Elektrofiltern. Bei der Rauchgas-Reinigung ist dem zu den Reaktorräumen strömenden Rauchgas NH3 oder NH4 OH beizumischen, wobei der Anteil der Amoniak-Verbindung lediglich circa 2 Massen-% beträgt. In diesem Fall läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Mischer eine schnelle Vermischung der beiden Komponenten bei kurzer Mischstrecke erzielen. Die Durchmischung hat zur Folge, daß die Profile des hindurchgeführten Gas- und/oder Flüssigkeitsstromes vergleichmäßigt werden, wobei Leistungseinbußen vermieden werden. Trotz der Bildung ausgedehnter und stabiler Wirbel hat die Wirbeleinbaufläche einen verhältnismäßig geringen Strömungswiderstand, da sie nicht mit ihrer gesamten Oberfläche als Leitfläche wirkt, sondern mit ihren vorderen Kanten Wirbelfelder erzeugt, die sich in Strömungsrichtung selbsttätig erweitern, ohne daß für diese Erweiterung zusätzliche Einbauten oder Leitflächen erforderlich wären.
Zur Homogenisierung auf kürzester Mischstrecke trägt ferner bei, wenn sich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Mündung des zweiten Gasstroms im Bereich der vorderen Hälfte der Scheibe befindet. Auf diese Weise wird der zweite, über den separaten Strömungskanal herangeführte Gasstrom bereits von jenen früh einsetzenden Wirbelfeldern erfaßt, die im vordersten Kantenbereich der Scheibe generiert werden.
Von Vorteil ist ferner, daß die Kammer zur Versteifung der Einbaufläche herangezogen werden kann. Hierzu wird vorgeschlagen, daß die Kammer mit Seitenwänden versehen ist, welche im Winkel zu der Scheibe angeordnet sind und die Scheibe gegenüber Biegebelastungen und etwaigen Schwingungen versteifen.
In Bezug auf die Anordnung des Strömungskanals für den zweiten Gasstrom innerhalb des Hauptströmungskanals wird vorgeschlagen, daß der separate Strömungskanal auf der der Zuströmung des ersten Gasstromes zugewandten Vorderseite der Scheibe zu dieser hingeführt ist. Auf diese Weise beeinflußt das Bauvolumen des separaten Strömungskanals nicht die Wirbelbildung und - fortpflanzung an der Rückseite der Scheibe.
In anderen Fällen kann es auch von Vorteil sein, wenn das durch den separaten Strömungskanal bedingte Bauvolumen nicht die gleichmäßige vorderseitige Anströmung der Wirbeleinbaufläche stört. Mit einer zweiten Ausführungsform wird daher vorgeschlagen, daß der separate Strömungskanal auf der Rückseite der Scheibe zu dieser hingeführt ist.
Schließlich wird im Sinne einer baulichen Vereinigung und damit Vereinfachung vorgeschlagen, daß die Scheibe über Streben in dem Hauptströmungskanal abgestützt ist, von denen eine rohrförmig gestaltet ist und den separaten Strömungskanal bildet. In diesem Fall übernimmt der Strömungskanal zusätzlich eine statische Funktion bei der Anordnung der Wirbeleinbaufläche innerhalb des Hauptströmungskanals.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mischers dargestellt, und zwar zeigen:
Figur 1
einen Schnitt durch eine Denox-Anlage einer Rauchgas-Reinigungsanlage mit einer in dem Hauptströmungskanal vor dem Reaktor angeordneten Wirbeleinbaufläche in Gestalt einer Scheibe;
Figur 2
eine Draufsicht auf die Rückseite der Scheibe nach Figur 1;
Figur 3
eine Draufsicht auf die Rückseite einer Scheibe bei einer gegenüber Figur 2 abgewandelten Ausführungsform;
Figur 4
eine Draufsicht auf die Rückseite einer Scheibe bei einer gegenüber den Figuren 2 und 3 nochmals abgewandelten Ausführungsform;
Figur 5
eine Draufsicht bei einer weiteren Ausführungsform;
Figur 6
in Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer Wirbeleinbaufläche in Gestalt einer Scheibe;
Figur 7
in Schnittdarstellung einschließlich des Hauptströmungskanals eine weitere Ausführungsform einer Wirbeleinbaufläche in Gestalt einer Scheibe;
Figur 8
eine Draufsicht auf die Rückseite der Scheibe nach Figur 7;
Figur 9
eine Draufsicht auf die Rückseite einer Wirbeleinbaufläche in Form einer deltaförmig gestalteten Scheibe und
Figur 10
in Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer scheibenförmigen Wirbeleinbaufläche.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Rauchgas-Entstickungsanlage mit einem Hauptströmungskanal 1 in einem nach oben aufsteigenden Arm und einem Reaktor 2 in einem nach unten weisenden Strömungsarm der Anlage. Der Reaktor 2 ist üblicherweise mit Katalysatoren 3 bestückt. Zum Betrieb der Anlage ist dem bei 4 in den Hauptströmungskanal 1 gelangenden Rauchgas NH3 oder NH4 OH beizumengen. Dies erfolgt über einen separaten Strömungskanal 5, der durch die Wand 6 des Hauptströmungskanals 1 hindurch geführt ist. Anschließend kommt es auf nachfolgend noch näher beschriebene Weise zu einem sehr schnellen Verteilen und damit Homogenisieren der Amoniak-Verbindung in dem Rauchgas, so daß bei dem anschließenden Einströmen in den Reaktor 2 die Amoniak-Verbindung völlig gleichmäßig in dem Rauchgasstrom verteilt ist.
Die Mischung der Medien erfolgt unter Verwendung mindestens einer in dem Hauptströmungskanal 1 angeordneten Einbaufläche 7. Bei der Einbaufläche 7 handelt es sich um eine so genannte "Wirbeleinbaufläche" zur Erzeugung von Vorderkantenwirbeln. Die frei umströmten, gegen die Strömung in dem Hauptströmungskanal 1 gerichteten Vorderkanten 8 der z.B. kreisscheibenförmig gestalteten Einbaufläche 7 weisen sowohl eine in Hauptströmungsrichtung 9, als auch eine quer hierzu verlaufende Komponente auf. Da ferner jede Einbaufläche 7 unter einem spitzen Winkel α zu der Hauptströmungsrichtung 9 in dem Strömungskanal 1 angeordnet ist, entstehen an jeder Vorderkante der Einbaufläche Wirbelfelder, welche sich stromabwärts kreiskegelförmig ausbreiten. Dabei wälzen sich die einzelnen Wirbel nach innen auf die Rückseite 10 der Einbaufläche 7 ab. Die an den einzelnen Vorderkanten 4 gebildeten Wirbel, von denen ein Wirbel in Figur 1 vereinfacht dargestellt ist, verhalten sich weitgehend stationär, verändern daher ihre Lage nicht. Jedes Wirbelfeld bildet durch seine Rotation eine Strömungskomponente quer zur Hauptströmungsrichtung 9 des Gases, die durch den damit verbundenen Impulsaustausch quer zur Strömungsrichtung eine gute Vermischung des Gasgemisches zur Folge hat.
Die genannten wirbelerzeugenden Eigenschaften der Einbaufläche 7 werden in Verbindung mit allen so genannten "Newtonschen Flüssigkeiten" erreicht, d.h. bei Gasen sowie bei solchen Fluiden, die sich in ihren strömungstechnischen Eigenschaften vergleichbar den Gasen verhalten.
Der vorzugsweise als Rohr gestaltete separate Strömungskanal 5 für den zweiten Gasstrom erstreckt sich bis in den Hauptströmungskanal 1 hinein und mündet dort in der Kammer 13 der Einbaufläche 7. Über mehrere Streben 11 ist die Einbaufläche 7 gegenüber der Wand 6a des Hauptströmungskanals 1 so abgestützt, daß der Winkel α gegenüber der Hauptströmungsrichtung 9 zwischen 40° und 80° und vorzugsweise ca. 60° beträgt.
Desweiteren läßt Figur 1 erkennen, daß sich mehrfach vorhandene Austrittsöffnungen 12 auf Höhe der vorderen Hälfte der Scheibe bzw. Einbaufläche 7 befinden. Der separate Strömungskanal 5 ist auf der Vorderseite der Einbaufläche 7 zu dieser hingeführt. Hierbei übernimmt das Rohr des separaten Strömungskanals 5 zugleich die statische Funktion einer der Streben 11. Diese Streben 11 befinden sich auf der Vorderseite der Einbaufläche 7, um das Entstehen der Wirbel auf deren Rückseite nicht zu beeinflussen.
Es ist möglich, zwecks Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen den Anstellwinkel α der Scheibe 7 gegenüber der Hauptströmungsrichtung 9 zu verändern, beispielsweise durch Veränderung der wirksamen Länge der Streben 11. Diese Änderung bzw. Einstellung kann auch während des Betriebes des Mischers erfolgen.
Figur 1 läßt ferner erkennen, daß der separate Strömungskanal 5 nicht unmittelbar in die Austrittsöffnungen 12 übergeht, vielmehr der über den Strömungskanal 5 zugeführte zweite Gasstrom zunächst in eine Kammer 13 gelangt, die auf der Rückseite der Einbaufläche 7 angeordnet ist. In der Außenseite der Kammer 13 befinden sich dann die Austrittsöffnungen 12.
In den Figuren 2 und 3 sind zwei mögliche Ausgestaltungen der Kammern 13 dargestellt, wobei im Fall der Figur 3 die Austrittsöffnungen 12 um die Mittellinie 14 der Scheibe 7 herum angeordnet sind, während sich bei der Ausführungsform nach Figur 3 die Austrittsöffnungen 12 auf zwei Gruppen beiderseits der Mittellinie 14 verteilen, um so nur in jene Bereiche auszuströmen, die von den linken bzw. von den rechten Vorderkantenwirbeln überstrichen werden.
Die Ausführungsform nach Figur 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 3 durch zwei getrennte Strömungskanäle 5, über die zwei getrennte Gasströme in wiederum zwei getrennte Kammern 13a, 13b gelangen. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, zwei unterschiedliche Gasströme den im Hauptströmungskanal geführten Gasstrom zuzumischen. Die getrennten Kammern 13a, 13b können auch hintereinander liegen. Dies ist in Fig. 5a eingezeichnet.
In Figur 6 ist dargestellt, daß die Austrittsöffnung 12 der Kammer mit einem Umlenkblech 15 versehen werden kann, um so eine möglichst günstige Zuströmung des zweiten Gasstroms in den Bereich der gebildeten Vorderkantenwirbel zu erzielen.
Die Figuren 7 und 8 lassen erkennen, daß sich die Austrittsöffnungen 12 auch im Bereich der vorderen Stirnseite 16 der Kammer 13 befinden können. Auf diese Weise ergibt sich eine Ausströmung, die nahezu entgegengerichtet den sich an den Vorderkanten 8 bildenden Wirbelfeldern ist, wodurch es zu einer sehr frühen Vermischung kommt.
Im Rahmen der voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung waren die Einbauflächen 7 im wesentlichen kreisförmig oder auch elliptisch gestaltet. Die Figuren 9 und 10 lassen erkennen, daß die Einbaufläche auch die Gestalt eines deltaförmigen Dreiecks mit entgegen der Strömungsrichtung gerichteter Spitze aufweisen kann. Für den Austritt des zweiten Gasstroms kann ferner, wie Figur 10 erkennen läßt, eine zusätzliche Haube 16 mit über deren ganzen Umfang verteilten Austrittsöffnungen 12 verwendet werden. Die Haube 16 ist auf die auf der Rückseite der Scheibe 7 angeordnete Kammer 13 aufgesetzt, jedoch kann auch die Kammer 13 selbst haubenförmig gestaltet sein.
Die Figuren 1 bis 10 lassen schließlich erkennen, daß die Wände der Kammer 13, da diese senkrecht, zumindest jedoch im Winkel zu der Einbaufläche 7 angeordnet sind, die Einbaufläche 7 in Bezug auf Biegebelastungen verstärken können. Aus diesem Grunde schließen sich an die als Verteiler für den zweiten Gasstrom dienenden Kammem 13 weitere Kammem 17 an, die jedoch keine Verteilerfunktion oder strömungstechnische Funktion haben, sondern ausschließlich der Versteifung der Einbaufläche 7 dienen.
Bezugszeichenliste
1
Hauptströmungskanal
2
Reaktor
3
Katalysatoren
4
Eintritt
5
separater Stömungskanal
6
Wand
6a
Wand
7
Einbaufläche, Scheibe
8
Vorderkante
9
Hauptströmungsrichtung
10
Rückseite
11
Strebe
12
Austrittsöffnung
13
Kammer
13a
Kammer
13b
Kammer
14
Mittellinie
15
Umlenkblech
16
Haube
17
Kammer
α
Winkel

Claims (7)

  1. Mischer für die Mischung mindestens zweier Gasströme oder anderer Newtonscher Flüssigkeiten, mit einem von dem ersten Gasstrom durchströmten Hauptströmungskanal (1) mit einer darin angeordneten, die Strömung beeinflussenden Einbaufläche (7), wobei die Einbaufläche (7) eine wirbelerzeugende Scheibe mit frei umströmten, gegen die Strömung gerichteten Vorderkanten (8) ist, deren Verlauf sowohl eine in Hauptströmungsrichtung (9) des Gasstroms als auch eine quer hierzu verlaufende Komponente aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaufläche (7) eine Kammer (13, 13a, 13b) aufweist, in die hinein ein Strömungskanal (5) für einen zweiten Gasstrom führt, und daß die Kammer (13, 13a, 13b) auf der der Zuströmung des ersten Gasstromes abgewandten Rückseite (10) der Einbaufläche (7) mit Austrittsöffnungen (12) versehen ist.
  2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mündung des zweiten Gasstroms in den ersten Gasstrom im Bereich der vorderen Hälfte der Einbaufläche (7) befindet.
  3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (13, 13a, 13b), mit Seitenwänden versehen ist, welche im Winkel zu der Einbaufläche (7) angeordnet sind und die Einbaufläche (7) gegenüber Biegebelastungen versteifen.
  4. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Strömungskanal (5) auf der der Zuströmung des ersten Gasstroms zugewandten Vorderseite der Einbaufläche (7) zu dieser hingeführt ist.
  5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaufläche (7) über Streben (11) in dem Hauptströmungskanal (1) abgestützt ist, von denen eine rohrförmig gestaltet ist und den separaten Strömungskanal (5) bildet.
  6. Mischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verstellung des Anstellwinkels (α) der Einbaufläche (7) in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung (9).
  7. Mischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (12) getrennter Kammern (13a, 13b) hintereinander angeordnet sind.
EP00112875A 2000-06-19 2000-06-19 Mischer für die Mischung mindestens zweier Gasströme oder anderer Newtonscher Flüssigkeiten Expired - Lifetime EP1166861B1 (de)

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