EP3204167A1 - Zweistoffdüse - Google Patents

Zweistoffdüse

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Publication number
EP3204167A1
EP3204167A1 EP14783810.6A EP14783810A EP3204167A1 EP 3204167 A1 EP3204167 A1 EP 3204167A1 EP 14783810 A EP14783810 A EP 14783810A EP 3204167 A1 EP3204167 A1 EP 3204167A1
Authority
EP
European Patent Office
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liquid
nozzle
gas
flow space
channel
Prior art date
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Granted
Application number
EP14783810.6A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3204167B1 (de
Inventor
Stefan MARKUS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Spraying Systems Manufacturing Europe GmbH
Original Assignee
Spraying Systems Manufacturing Europe GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Spraying Systems Manufacturing Europe GmbH filed Critical Spraying Systems Manufacturing Europe GmbH
Publication of EP3204167A1 publication Critical patent/EP3204167A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3204167B1 publication Critical patent/EP3204167B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0483—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with gas and liquid jets intersecting in the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0081—Apparatus supplied with low pressure gas, e.g. "hvlp"-guns; air supplied by a fan
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/025—Nozzles having elongated outlets, e.g. slots, for the material to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/045—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber the gas and liquid flows being parallel just upstream the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/10—Spray pistols; Apparatus for discharge producing a swirling discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids

Definitions

  • the invention relates to a two-fluid nozzle, a nozzle ⁇ device and a method for operating a two-fluid nozzle.
  • Two-fluid nozzles in applications are where fine spray droplets needed Enclosure ⁇ Lich used for example in devices for dust suppression ⁇ supply or gas cooling devices.
  • a two-substance nozzle is supplied with a liquid or a liquid mixture or a suspension, which may also contain additives, such as cleaning agents or the like. The following is spoken of a liquid, wherein liquid mixtures should also be included.
  • a pressurized gas flows out of the liquid from a Kam ⁇ mer and aids atomization.
  • the atomized by means of compressed air liquid is called atomized
  • Spray discharged at least one outlet opening of the two-fluid nozzle Spray discharged at least one outlet opening of the two-fluid nozzle.
  • a two-fluid nozzle is known, for example, from EP 0 714 706 B1.
  • the two-fluid nozzle has a fluid connection and an air connection.
  • the circuit is diesstechniksan- with a fluid passage fluidly verbun ⁇ extending along a nozzle axis coaxial with and opens into a mixing chamber.
  • the liquid stream flows as a jet along the nozzle axis into the mixing chamber one.
  • Radially to the nozzle axis open into the mixing chamber several In etechnischskanäle which are fluidly connected to the air connection.
  • the axial liquid flow is atomized via the air flowing transversely thereto and discharged downstream along the nozzle axis through an outlet opening to the outside.
  • the nozzles are usually operated with water as a liquid and compressed air as admission medium for atomizing the water.
  • compressed air compressors are used, which are expensive to purchase and maintenance-intensive.
  • the compressors must be brought to the place of use or available there, which can not always be ensured. Due to gerin ⁇ ger dimensions of the channels in known two-fluid nozzles this water must also be supplied as free of dirt particles as possible, so that the nozzle does not clog.
  • a two ⁇ material nozzle having a nozzle body defining a flow space.
  • a gas channel serves to supply a gas, for example air, and opens into the flow space.
  • a liquid channel of the two-substance nozzle is designed to supply a liquid, for example water, and has at least one outlet opening. Through the outlet opening, the liquid exits into the flow space.
  • the liquid is applied in the Strö ⁇ mung space from the gas to form a liquid film ⁇ in the flow space.
  • the outlet defines an exit direction for the liquid from the liquid channel in the flow space.
  • the outlet ⁇ opening is directed opposite to a flow direction of the liquid film in the flow space.
  • the liquid emerging from it is acted upon by the gas flow in such a way that it is deflected and then continues to flow essentially in the opposite direction of flow. It is formed into a thin film of liquid.
  • the gas such as air, liquid applied ⁇ films.
  • the flow direction of the liquid film is determined from the gas flow direction.
  • the liquid and gas exit from a nozzle orifice out of the two-fluid nozzle.
  • a two-substance nozzle which has a nozzle body which delimits a flow space, a gas channel and a liquid ⁇ keitskanal.
  • the gas channel opens into the flow ⁇ space and is adapted to supply a gas in the flow space.
  • the liquid channel is set up to supply a liquid into the flow space.
  • the liquid ⁇ keitskanal has at least one outlet opening through which the liquid exits into the flow space.
  • the liquid will be ⁇ alsschlagt in the flow space of the gas to form a liquid film in the flow space.
  • the liquid channel and the outlet opening extend in such a way that they project onto a pro at a transversely through the flow space and perpendicular to the exit direction Pro etechnischsebene form an at least partially curved, tortuous or wormed ⁇ schlnature Land.
  • a sufficient length of the outlet opening may be provided for the liquid, which made it possible ⁇ light, an extended, substantially uniform, thin liquid film to emerge after exiting the outlet opening.
  • He may also snake-like, meandering or otherwise suitable manner, with one or more turns or loops transverse to extend through the nozzle body to create the longest possible arc length of the outlet opening or ei ⁇ ne as large as possible defined by the outlet exit surface ,
  • the nozzle body may also have the shape of a square or rectangular cylinder.
  • the liquid channel is at least section- wise arranged within the flow space, so that the liquid channel of the flow space at least is surrounded in sections.
  • the liquid channel preferably extends through the flow space. In the ⁇ se way, the liquid can be ejected over a large area in the flow space and distributed to form a film.
  • the fluid channel extends we ⁇ ilias sectionally arcuately around the Strö ⁇ flow direction. Due to the arc shape of the fluid channel in the flow space, a relatively large outlet opening for the liquid may be provided so that the flues ⁇ stechnik can be distributed to a large conducting surface for the liquid film in a ⁇ yet compact nozzle body.
  • the liquid channel extends at least in sections along the circumference of the nozzle body.
  • the fluid channel a flow direction defined by the channel, which is orien ⁇ advantage preferably transverse to the flow direction of the liquid film ⁇ outside the channel. This can provide through the nozzle body, a long flow path of the flues ⁇ stechniksfilms.
  • the liquid channel is formed spirally.
  • the liquid channel is at least partially a spiral.
  • the spiral can be, for example, but not necessarily an Archimedean spiral.
  • the spiral can be one or three-dimensional, so one
  • the fluid channel can also be circular, for example.
  • the fluid channel may also hold several example concentric circular sections ent ⁇ .
  • the fluid channel may also be wholly or cut, a desired path following with radial segments and peripheral segments, for example, be meandering, serpentine, zigzag-shaped, but preferably without kinks, etc. disposed in the flow space so that a sufficient for the present purposes length of the liquid channel and the outlet opening can be si ⁇ cher réelle ,
  • the liquid channel is formed by at least one first channel wall and ei ⁇ ner second channel wall.
  • a guide body with Leit ⁇ surfaces may be formed for the liquid film.
  • the supplied liquid ⁇ quantity can be particularly effectively used for liquid film formation and atomization of the supplied quantity of gas.
  • the guide surface which is preferably formed by the outer surfaces of the first channel wall and the outer surface of the second channel ⁇ wall, a sufficient effective length for the flowing gas can be created on the liquid film. In this way, even with low gas pressure extremely fine atomization of the liquid can be achieved.
  • the flowing to the nozzle opening gas flows past the guide surface and drives the liquid or the flues ⁇ stechniksfilm to the nozzle opening.
  • the liquid film By flowing over the liquid film gas, the liquid film can be excited to vibrate.
  • the film can advantageously be stretched and thus thinner.
  • the guide body is designed such that it can divide the liquid flow after exiting the outlet opening into the flow space, so that the liquid flow flows around the guide body in the flow space preferably on both sides.
  • the guide body is also designed to promote the deflection of the liquid ⁇ speed in the flow direction through the flow space against the discharge direction and the film formation.
  • the outlet opening is preferably angeord ⁇ net on an end face of the liquid channel and the guide body, so that the liquid is distributed after deflection substantially uniformly on the outer channel wall surfaces which form the guide surface.
  • the second channel wall is, viewed in cross-section of the preference ⁇ cylindrical nozzle body through the center or Zy ⁇ cylinder axis, preferably mirror image of the first channel wall, wherein the mirror plane is parallel to the central or cylindrical axis.
  • the guide body in cross section is symmetrical relative to an axis passing through the imaginary connecting line from the off ⁇ opening of the liquid passage to the nozzle opening of the nozzle body.
  • the guide body in the direction of one of the outlet opening of the liquid channel facing away from a preferably symmetrical wedge shape.
  • the guide body may also have an elongate teardrop shape in cross section. These forms are particularly suitable for deflecting the liquid as it exits the exit opening and for forming and guiding the thin liquid film.
  • the nozzle opening facing the end face of the guide body preferably forms a trailing edge for the liquid film, which is located in the vicinity of the nozzle opening. By the trailing edge, the liquid can be separated from the guide surface and carried out of the nozzle body through the nozzle opening to the outside and be atomized by the gas flow.
  • the outlet opening of the liquid channel is preferably formed contiguous. This allows a ungehinder ⁇ th exit of the liquid in the flow space and promotes the formation of a closed possible ununterbro ⁇ rupted liquid film.
  • the outlet opening preferably follows the shape or the curve of the portion of the liquid passage which extends through the flow space.
  • the exit for example, the opening is likewise designed in a spiral, circular, meandering or in some other way with one or more windings or loops, such as the liquid channel.
  • the outlet opening preferably extends along the circumference of the flow space.
  • the outlet opening may, for example, extend arcuately along an inner radial boundary surface of the flow space.
  • the flow space can be limited, for example, by a cylindrical wall, along which the outlet opening extends at least in sections.
  • the outlet opening may, for example, also extend arcuately along the circumference of the flow space or of the nozzle body on a path of decreasing diameter.
  • a spiral-shaped outlet opening the spiral shape of the outlet opening along the circumference of the nozzle body preferably extends at least one turn (to Wenig ⁇ least 360 °), or even by at least two turns of time.
  • the outlet opening can be "wound up" in this manner. This applies preferably also for the liquid ⁇ keitskanal and the guide surface. Due to the wound shape of the exit opening and the guide surface of the liquid film can be exposed to the gas flow over the entire cross-sectional area of the nozzle body. In this example, a long exit orifice and a large Leitflä ⁇ che confined space may be formed in a compact nozzle body.
  • the large ge ⁇ formed on the surface of the guide member guide surface provides a thin film of water on which the gas flow can act over a large area.
  • a fine atomization of the liquid reaches the ⁇ .
  • Such pressures can with normal fans or overall blower be generated.
  • the use in the acquisition, operation and maintenance of expensive compressors can be avoided. This broadens the scope and variety of job sites where the two-fluid nozzle of the present invention can be used.
  • the outlet opening is preferably an egress ⁇ slit or gap, whereby the liquid is discharged almost line- shaped.
  • the outlet ⁇ slot is disposed on the side facing the gas channel end side of the guide surface. In this way, a particularly thin, large-area, preferably coherent liquid film can be produced on the guide surface.
  • the free flow path through and out of the nozzle body preferably always has a dimension of at least 2 mm transversely to the flow direction.
  • the so- ⁇ -created two-fluid nozzle is less susceptible to Verstop ⁇ levies, even when subjected to the two-fluid nozzle with with debris-laden water.
  • the two-fluid nozzle can be used reliably even in places where clean water is not available for the nozzle.
  • the flow space may have a portion that is spiral.
  • the spiral section can contain ralförmigen liquid channel.
  • the spiral flow space may have an open end face, at which the gas channel opens into the flow space.
  • the outlet ⁇ opening of the liquid channel is preferably oriented in the same direction as the open end of the spiral ⁇ shaped portion of the flow space.
  • the Austrittsöff ⁇ voltage may be offset from the front face to the back toward the nozzle opening.
  • the gas flow can be radially subdivided, the flow space nevertheless remaining connected. In this way, the existing gas stream can be directed past the guide surfaces of the liquid channel particularly closely over a long effective length.
  • the gas channel opens to the outlet opening oppositely directed into the flow space, wherein the mouth of the nozzle opening is opposite.
  • the gas flow through the flow space is fixed in a direction opposite to the direction of the liquid flow at the exit from the exit opening.
  • the liquid is thus deflected particularly effectively and distributed on the guide surface.
  • the flow space tapers in the direction of the nozzle outlet. This increases the flow rate of the gas, which promotes the liquid ⁇ keitsfilm realise and the expulsion of the liquid from the nozzle opening.
  • the nozzle opening which may also be referred to as a nozzle outlet, is preferably a slot or a gap.
  • the nozzle outlet gap may be curved around the flow direction, for example spirally curved.
  • the nozzle body is substantially cylindrical and has a gas port connected in fluid communication with the gas passage, and a liquid port, which is connected in terms of flow with the syerskanal ⁇ flues.
  • the Gasan ⁇ circuit and the liquid port are preferably disposed ⁇ at a common first end face of the nozzle body.
  • the nozzle outlet is preferably located at a second opposite ⁇ opposite end face of the nozzle body angeord ⁇ net. In this way, simple, clear and easy to handle forms for the nozzle body and in ⁇ particular for the gas relatively simple flow ⁇ se in the nozzle body.
  • the nozzle body with the gas channel and the liquid channel as a whole is made in one piece in particular by 3D printing.
  • 3D printing or other additive manufacturing processes are particularly suitable for the manufacture of the nozzle body.
  • a nozzle device includes at least one of the two-fluid nozzles as described above, at which the due ⁇ senvoriques also includes a fan which is adapted to supply the nozzle with gas.
  • the blower Preference ⁇ wise, the blower generates a pressure ratio of the gas ⁇ pressure at the mouth of the gas channel in the flow space to the pressure at the suction side of the fan of a maximum of 1.3.
  • the pressure at the mouth of the gas channel is increased in the flow space with respect to the pressure on the suction side by a maximum of 300 mbar.
  • a method of operating a two-fluid nozzle in particular a two-fluid nozzle having the features described above, comprising the following steps:
  • the two-fluid nozzle is supplied fluid via a liquid ⁇ keitskanal.
  • the liquid is ejected from the liquid ⁇ keitskanal in a flow space.
  • the discharge takes place from an outlet opening in a liquid outlet direction.
  • Gas is also supplied to the flow space.
  • a gas flow direction is fixed.
  • the liquid outlet takes place in a direction which differs from the gas flow direction.
  • the liquid exit direction and the gas flow direction are opposite to each other.
  • the fluid entering the flow space is beauf beat ⁇ with the gas.
  • the liquid ⁇ ness is deflected and form a liquid film which flows in a direction opposite to the liquid discharge direction of the flow direction to a nozzle outlet.
  • the liquid is discharged from the nozzle body through the nozzle outlet.
  • the gas is allowed to flow past the surface of the liquid film.
  • the liquid film is transported toward the nozzle outlet and can be excited au ⁇ ßerdem to vibrations and wave formation, which atomization outside the nozzle body för ⁇ changed.
  • the ejection of the liquid from the liquid channel into the flow space preferably takes place through a narrow outlet slot or gap.
  • the ejection is thereby linear and preferably the gas flow entge ⁇ genforce.
  • the linear ejection may occur along an arc along the circumference.
  • the line-like ejection takes place from a least from ⁇ sectionally curved, serpentine or convoluted, preferably spiral-shaped gap or slot which is curved about the gas flow direction, so that even when ge ⁇ ringer slot or gap width sufficient From ⁇ exit surface for the Liquid is provided.
  • the linear ejection of the liquid takes place at the end face of the guide body, which contains the liquid channel.
  • a liquid ⁇ keitsmenge the liquid passage is supplied so that the cross section of the liquid ⁇ keitskanals is preferably completely filled with liquid ⁇ .
  • the liquid channel is also constantly cleaned by the liquid, and the risk that dirt particles settle on the channel walls, is reduced.
  • the feeding of the gas with the aid of a blower occurs whose From ⁇ gear is connected via a line to the gas port of the flow ⁇ period.
  • FIG. 1 shows a two-fluid nozzle according to the invention in a simplified perspective view
  • FIG. 2 shows a perspective sectional view of the two-component nozzle from FIG. 1, in a simplified representation
  • FIG. 3 shows a longitudinal view of the two-component nozzle from FIGS. 1 and 2, in perspective view and in longitudinal section,
  • FIG. 4 shows a section from the longitudinal sectional view from FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a nozzle device with a two-fluid nozzle and a fan, in a schematic representation
  • Figure 6 shows a method of operating a two-fluid nozzle according to the invention, in the form of a highly simplified flow chart
  • FIGs 7a-7f planar views of exemplary courses of the liquid channel and the outlet opening of a two ⁇ material nozzle according to different embodiments of the invention, in a highly schematic diagram.
  • the two-fluid nozzle 10 shown in Figure 1 comprises egg ⁇ NEN nozzle body 11 which is substantially cylindrical.
  • the nozzle body 11 has a first end face 12 and a preferably flat second end face 13.
  • a gas connection 14 and a flues ⁇ stechniksan gleich 16 is arranged (see FIG. 5).
  • a nozzle opening or a nozzle outlet 17 is arranged at the two ⁇ th end face 13 of the nozzle body 11.
  • the nozzle outlet 17 is an outlet slot or narrow outlet gap which is wound around the cylinder axis Z by more than two complete revolutions into a plane spiral.
  • Figure 2 shows a longitudinal section through the nozzle body 11.
  • a Gaska ⁇ nal 18 connects to the end face 12 at.
  • the gas channel 18 is cylindrical We ⁇ sentlichen and is bounded by the cylindrical wall 19 of the nozzle body.
  • the nozzle body 11 has a flow space 21, which is also delimited by the cylindrical wall 19 of the nozzle body 11.
  • the gas channel 18 opens inside the nozzle body 11 axially into the flow space 21.
  • a spiral wall 22 is arranged in the flow space 21.
  • the flow space 21 is replaced by the spiral wall 22 in the form of a spiral arm.
  • the central axis Z of the spiral is parallel to the cylinder axis Z or coincides with this.
  • the flow space 21 adjoins the gas channel 18 with a flat, axially open inlet side 23.
  • the A ⁇ inlet side 23 of the flow space 21 constitutes an open end which faces the end face 12 to which the gas channel 18 is connected to the gas connection fourteenth
  • the flow space 21 is radially divided by the spiral wall 22, in the circumferential direction U, however, open, continuous and unbranched.
  • the flow space 21 formed in FIG. 2 by a single spiral arm can also be formed by at least two spiral arms.
  • the flow space 21 may alternatively have, for example, a plurality of concentric cylin ⁇ derringförmige spaces having radial Strömungsver ⁇ compounds and divide the gas flow radially and in the circumferential direction U.
  • the flow space 21 has a front portion 24 and a rear portion 26.
  • the front portion 24 adjacent to the inlet side 23 and has a ent ⁇ long the cylinder axis Z constant radial Spiralarmford H.
  • the rear portion 26 connects to the front portion 24.
  • the spiral arm height H gradually decreases toward the nozzle outlet 16.
  • the flow space 21 tapers radially overall.
  • the spi ⁇ ralförmige Düsenauslassschlit z 17 connects.
  • a liquid channel 27 is arranged.
  • To the liquid channel 27 includes a Zumoni ⁇ tion section 28 which is arranged on the wall 19 of the nozzle body 11.
  • the feed section 28 extends parallel to the cylinder axis Z, starting from the first end face 12 of the nozzle body 11.
  • the feed section 28 has a feed channel wall 29. From the Zumoni ⁇ reasoning section 28 branches off transversely to the cylinder axis Z in the circumferential direction U on the one hand, the spiral wall 22 and on the other hand, ⁇ radially spaced therefrom an outlet portion 31 of the liquid channel 27 from.
  • the outlet section 31 preferably has only two attachment points to, wherein a first attachment point 31a at the feed ⁇ portion 28 disposed and a second fastening 31 b arranged in the center of the nozzle body 11 and connected to the inner end of the spiral wall 22. Further fastening points, in particular webs between the spiral wall 22 and the outlet portion 31 can entfal ⁇ len, so that an unhindered gas and liquid flow is axially along the outside of the exit portion allows the 31st Axially, the exit section 31 extends from the front section 24 into the rear section 26.
  • the outlet section 31 extends through the flow space 21 along the circumference of the nozzle body 11, so that a portion of the liquid channel 27 is surrounded by the flow space 21.
  • the outlet section 31 has a first channel wall 32 and a second channel wall 33.
  • the first channel wall 32 has a first Wandau touchflä ⁇ surface 34 and the second channel wall 33 has a second wall ⁇ outer surface 35, each considered along the cylinder axis Z, are spiral, so that the Aus SharePointsab ⁇ section 31 has the shape of a planar spiral ,
  • the outlet section 31 has an outlet side 37. At the exit side 37, the first channel wall 32 and the second channel wall 33 are unconnected, so that radially between the first channel wall 32 and the second channel wall 33, a gap-shaped, contiguous outlet opening 38 is provided, which follows the course of the outlet portion 31.
  • the outlet opening 38 is disposed at a distance from the A ⁇ inlet side 23 of the flow space 21 and facing the latter.
  • the outlet opening 38 is oriented flat and transversely to the gas flow direction S.
  • the outlet opening 38 here has in particular the shape of a planar spiral, which could also be designed as a three-dimensional spiral, so screw. Through the spiral form extends the outlet opening 38 along the circumference of the flow ⁇ space 17.
  • the outlet opening 38 extends in particular arc-shaped along the spiral wall 22 and the wall 19 of the nozzle body 11. Due to the spiral shape, the outlet opening 37 also extending arcuately along the periphery of the flow space 21 along a path with up to ⁇ taking diameter reducing.
  • the exit side 31 opposite side of the outlet portion 31 forms a separation side 39.
  • the ⁇ starting section 31 tapers axially wedge-shaped toward the separation side 39 and the nozzle opening 17 and is in the wedge-shaped in the direction of the nozzle opening 17 rear portion 26 of the Flow space 17 angeord ⁇ net.
  • the first wall exterior surface 34 and the second outer wall ⁇ surface 35 extending from the exit side 37 to the side relief face 39.
  • the first wall outer surface 34 is oriented radially outward and the second wall outer surface 35 is oriented radially inwards.
  • the first channel wall 32 and the second channel wall 33 are connected mitei ⁇ each other at the separation side 39 and form a trailing edge 40 for a liquid film 41, which flows along the channel walls 32, 33.
  • the release side 39 or tear-off edge is arranged in the vicinity, at a distance from the nozzle outlet 17.
  • channel walls 32, 33 thus together form a be ⁇ schreib a direction parallel to the cylinder axis Z longitudinal and plane of symmetry substantially symmetrical wedge shape or elongated teardrop shape, which is similar to an airfoil shape.
  • FIG. 3 illustrates the one described above Two-fluid nozzle 10 in a longitudinal sectional view. Due to their orientation in the flow space 21, the outlet opening 38 defines together with the first passage wall 32 and the second channel wall 33 at the inlet side 23 an off ⁇ passage direction A of the liquid tight. This is oppositely directed to the flow direction S of the gas flowing from the first end face 12 to the second end face 13.
  • the two-fluid nozzle described so far 10 with the SI ⁇ sen redesign 11, the gas passage 18 and the fluid passage 27 is preferably designed as a one-piece, integral body and may, for example, by an additive pro duction process ⁇ , in particular by 3D printing can be produced.
  • the nozzle body 11 is preferably free of seams and joints and is made of a uniform material, preferably of plastic or metal. Although it is also possible to produce the nozzle body 11 by a plurality of separately manufactured and assembled parts, but this is less desirable, among other things, due to the greater expense and associated with seams and joints disadvantages.
  • the dual-fluid nozzle 10 described above can be used for many applications, such as for humidifying or cooling objects in industrial production, for spraying water, and the like. In particular, it is suitable for use in facilities for dust deposition or gas cooling equipment.
  • the two-fluid nozzle 10 is operated as follows, with the write-Be ⁇ refers to the figures 1-5:
  • the two-fluid nozzle 10 is gas, for example Air, applied, which is offset by a fan in Strömungsbewe ⁇ tion.
  • Figure 5 which shows an embodiment of a nozzle assembly 42 according to the invention in a simplified block diagram, as it has the two-fluid nozzle 10 and a fan 43, the Ge ⁇ blower 43 is connected to the gas port 14 at the end face 12 in the Gas channel 18 of the two-fluid nozzle 10 opens. Due to the relative arrangement of the gas connection 14 on the end face 12, the gas channel 18 and the flow ⁇ space 21 and the nozzle outlet 16 on the opposite ⁇ the end face 13, a gas flow direction S in the flow space 21 is fixed.
  • a pump 44 is connected to the liquid connection 16 at the first end face 12 of the nozzle body 11, where ⁇ at the liquid connection 16 with the Zu Adjustsab ⁇ section 28 of the liquid channel 27 is connected.
  • the pump 44 pumps water from a fluid supply 46, so that the two-fluid nozzle 10 with liquid, in ⁇ play, water, fed.
  • ⁇ sen are sufficiently bemes ⁇ sen, preferably be at least 2 mm, so that even contaminated with water for the feeding of the two-fluid nozzle 10 can be used without a merkli ⁇ che danger of clogging of the two-fluid nozzle 10 is.
  • the liquid flows along the first section 28 Zumoni ⁇ approximately 31 into the outlet portion within the exit portion 31 the liquid flows along the circumferential direction U perpendicular to the cylinder axis Z to the gas stream S.
  • the discharge section 31 therefore a Ka ⁇ nalcardi determines K, in which the liquid flows in the off ⁇ takes portion 31 and which is oriented transversely to the gas flow ⁇ direction S. This is indicated in Figure 3 by the symbols " ⁇ " and ,, x ", the flow out of the drawing plane or into the drawing plane symbo ⁇ taping.
  • the liquid is discharged at the outlet side 37 of the off ⁇ passage section 31 through the gap-shaped outlet opening 38 line-shaped in the front portion 24 of the flow space 17 in the outlet direction A. Due to the arrangement of the outlet opening 38 with respect to the first end face 12, in which the gas channel 18 opens into the flow space 21, the outlet direction A of the gas flow direction S is opposite.
  • the guide body 36 divides the flow space 21 and the liquid flow outside the liquid channel 27 radially, so that the liquid ⁇ speed the guide body 36 on two sides, on the in the figures upper, first wall outer surface 34 and the lower, second outer wall surface 35, flows around.
  • the liquid flow outside the liquid passage 27 is be butterge ⁇ dividing evenly.
  • the flowing liquid on the upper surface ⁇ to the nozzle outlet 17 gas then drives the liquid film 41 toward in the gas flow direction S to the nozzle outlet 17th
  • the liquid film 41 is also supplied with the gas in such a way that the liquid film 41 is additionally excited to oscillate. This may already lead to a pre-atomization of the liquid films 41, while they flow together with the partial gas flows over the wall outer surfaces 34, 35 on the guide body 36 to the release side 39.
  • FIG. 6 figure illustrates an Ab ⁇ output diagram of a general method 50 for operating a two-fluid nozzle according to the invention, which can be applied in particular to the two-fluid nozzle 10 according to FIGS. 1-5.
  • the method 50 begins with the supply of liquid ⁇ keit to a two-fluid nozzle, for example, the two-fluid nozzle 10, via a fluid channel (eg 27), as illustrated in step 51.
  • a fluid channel eg 27
  • gas is supplied into the flow space in a gas flow direction S (step 53).
  • the Gasströ ⁇ flow direction S is different from the diesstechniksaus ⁇ passage direction A, and to this is preferably Chryslerge ⁇ .
  • the liquid entering the flow space is supplied with the gas flow so as to deflect the liquid and form a liquid film (e.g., 41) which flows in a flow direction S opposite to the liquid exit direction A to a nozzle outlet (e.g., 17) (step 54). Due to the gas flow, the liquid film can already be pre-atomized to a certain extent.
  • the liquid is discharged through the Düsenaus ⁇ let out of the two-fluid nozzle to the outside.
  • the liquid is atomized by the gas flowing practitionerge ⁇ torn and fine.
  • the output can such SUC ⁇ gen that the liquid emerging slightly conical outwardly spreads frusto-shaped, which further supports the atomization.
  • the supply of the gas into the flow space takes place with a blower (for example 43).
  • a blower for example 43.
  • the use of expensive compressors can be dispensed with.
  • the ejection of the liquid from the liquid channel into the flow space takes place in a linear manner through a narrow exit gap, preferably a spi ⁇ ralförmig wound exit gap.
  • the exit slit can also run in other ways, at least in sections, curved , wound or tortuous. In any case, as long as possible exit gap maraf ⁇ fen, and the emerging from the exit slit liquid can be effectively applied and deflected as needed
  • FIGS. 7a-7f show exemplary courses of fluid channels 27 with associated outlet openings 38 according to different embodiments of the invention. Shown are plan views which result from the projection of the liquid passages 27 and from ⁇ openings 38 ekomsebene a Pro transversely through the flow space 21 and substantially perpendicular to the exit direction A (see FIG. 2) of the liquid from the outlet opening 38 extends , Although the limited width of the gap-shaped outlet openings 38 In the projection on the pro etechnischsebene results band-shaped waveforms, these are shown here for easy and clear illustration by thin lines.
  • FIG. 7 a shows the projection line of the spiral-shaped liquid channel 27 with the outlet opening 38 of the preferred embodiment shown in FIGS. 1 to 3.
  • the spiral shape can result from a flat spiral or a helical course of the liquid channel 27.
  • a curved arc portion can optionally, for example, a circle or a spiral, which preferably subtends an angle of at least 90 °, more preferably 180 °, genü ⁇ gen Particularly advantageous is an extension over we ⁇ tendonss one revolution (at least the 360th °) or even over two revolutions.
  • FIG. 7b shows a meandering or meandering shape of a liquid channel 27 with the outlet opening 38, which has a plurality of here four loops 61 which are rotated by an angle of 90 ° about a central center axis of the flow space 17 turns and connected with each other.
  • Loops 61 and the twist angle can be chosen differently.
  • Slings 62, 63 are formed, which are arranged in a direction transverse to each other through the flow space 21 and connected to each other.
  • Figures 7d-7f show further embodiments, in each of which have the spiral, star-shaped or serpentinenför--shaped profiles of the liquid channels 27 and the outlet openings 38 ⁇ a plurality of straight sections 64 with interposed curved or bent connection portions 65th
  • the gradients may be two- or three-dimensional.
  • advantageously egg ⁇ ne expanded, coherent, without sharp waveform is obtained with a projection line which passes through or spans a large part of the flow space 17 and the projection plane.
  • the large length of the liquid channel 27 and the outlet opening 38 makes it possible to leave a sufficient amount of liquid in the form of an extended, uniform, thin liquid film from the outlet opening even with a very limited gap width and then effectively to atomize.
  • the outlet of the nozzle 10 forming the nozzle opening 17 preferably has a substantially same shape as the projection line of the liquid passage 27 and the off ⁇ opening 38, but can also be different therefrom.
  • the flow space 21 may have any preferably cylindrical or tubular shape with one, for example circular, oval, square, rectangular or any other suitable cross-section.
  • the two-component nozzle 10 has a nozzle body 11 which delimits a flow space 21.
  • the two-component nozzle 10 also has a fluid channel 27 with an outlet opening 38.
  • a liquid film 41 is formed, which is transported by the gas flow within the flow space 21 to the Düsenaus- outlet 17.
  • the outlet opening 38 of the liquid channel 27 defines an outlet direction A for the liquid in the flow space 21, which is preferably the ent ⁇ direction of the Strö ⁇ tioning direction S of the liquid film 41 ⁇ .
  • the flues ⁇ stechnikskanal 27 and its outlet opening 38 extend at least partially curved, or tortuous wound transversely through the nozzle body. 11

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Es ist eine Zweistoffdüse (10) angegeben, die vorzugsweise durch ein Gebläse (43) mit Gas beaufschlagt und betrieben werden kann. Die Zweistoffdüse (10) weist einen Düsenkörper (11) auf, der einen Strömungsraum (21) begrenzt. Die Zweistoffdüse (10) weist ferner einen Flüssigkeitskanal (27) mit einer Austrittsöffnung (38) auf. Innerhalb des Strömungsraums (21) wird ein Flüssigkeitsfilm (41) gebildet, der durch den Gasstrom innerhalb des Strömungsraums (21) zu dem Düsenauslass (17) transportiert wird. Die Austrittsöffnung (38) des Flüssigkeitskanals (27) legt eine Austrittsrichtung (A) für die Flüssigkeit in den Strömungsraum (21) fest, die der Strömungsrichtung (S) des Flüssigkeitsfilms (41) vorzugsweise entgegengerichtet ist. Vorzugsweise erstrecken sich der Flüssigkeitskanal (27) und seine Austrittsöffnung (38) wenigstens abschnittsweise gekrümmt, gewunden oder geschlängelt quer durch den Düsenkörper (11).

Description

Zweistoffdüse
Die Erfindung betrifft eine Zweistoffdüse, eine Düsen¬ vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Zweistoffdüse.
Zweistoffdüsen werden in Anwendungen, in denen fein zerstäubte Flüssigkeitstropfen benötigt werden, einschlie߬ lich beispielsweise in Einrichtungen zur Staubniederschla¬ gung oder Gaskühleinrichtungen verwendet. Einer Zweistoffdüse wird eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch bzw. eine Suspension, die auch Zusatzstoffe, wie Reinigungsmittel oder dergleichen aufweisen kann, zugeführt. Nachfolgend von einer Flüssigkeit gesprochen, wobei auch Flüssigkeitsgemische umfasst sein sollen. Zur Zerstäubung der Flüssigkeit in feine Flüssigkeitstropfen strömt ein unter Druck stehendes Gas mit der Flüssigkeit aus einer Kam¬ mer aus und unterstützt die Zerstäubung. Die mit Hilfe der Druckluft zerstäubte Flüssigkeit wird als zerstäubter
Sprühstrahl an wenigstens einer Austrittsöffnung der Zweistoffdüse abgegeben.
Eine Zweistoffdüse ist beispielsweise aus EP 0 714 706 Bl bekannt. Die Zweistoffdüse weist einen Flüssigkeitsan- schluss sowie einen Luftanschluss auf. Der Flüssigkeitsan- schluss ist mit einem Flüssigkeitskanal fluidisch verbun¬ den, der sich entlang einer Düsenachse koaxial erstreckt und in eine Mischkammer einmündet. Der Flüssigkeitsstrom strömt als Strahl entlang der Düsenachse in die Mischkammer ein. Radial zu der Düsenachse münden in die Mischkammer mehrere In ektionskanäle, die fluidisch mit dem Luftan- schluss verbunden sind. In der Mischkammer wird die axiale Flüssigkeitsströmung über die quer dazu strömende Luft zerstäubt und stromabwärts entlang der Düsenachse durch eine Austrittsöffnung nach außen abgegeben.
Die Düsen werden meist mit Wasser als Flüssigkeit und Druckluft als Beaufschlagungsmedium zur Zerstäubung des Wassers betrieben. Zur Erzeugung von Druckluft werden Kompressoren verwendet, die teuer in der Anschaffung und wartungsintensiv sind. Außerdem müssen die Kompressoren zum Einsatzort gebracht werden oder dort zur Verfügung stehen, was nicht immer sichergestellt werden kann. Aufgrund gerin¬ ger Abmessungen der Kanäle in bekannten Zweistoffdüsen muss diesen zudem Wasser möglichst frei von Schmutzteilchen zugeführt werden, damit die Düse nicht verstopft.
Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Konzept für eine Zweistoffdüse anzugeben.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Zweistoffdüse zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet und eine gute Zerstäubung der Flüs¬ sigkeit mit Hilfe von Luft ermöglicht, ohne notwendiger¬ weise Kompressoren zu erfordern, und die vorzugsweise weit¬ gehend verschmut zungsresistent ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Zweistoffdüse nach An¬ spruch 1, einer Zweistoffdüse nach Anspruch 2, einer Düsenvorrichtung nach Anspruch 17 und einem Verfahren zum Betrieb einer Zweistoffdüse nach Anspruch 18 gelöst. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Zwei¬ stoffdüse geschaffen, die einen Düsenkörper aufweist, der einen Strömungsraum begrenzt. Ein Gaskanal dient zur Zuführung eines Gases, beispielsweise Luft, und mündet in den Strömungsraum. Ein Flüssigkeitskanal der Zweistoffdüse ist zur Zuführung einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, eingerichtet und weist wenigstens eine Austrittsöffnung auf. Durch die Austrittsöffnung tritt die Flüssigkeit in den Strömungsraum aus. Die Flüssigkeit wird in dem Strö¬ mungsraum von dem Gas beaufschlagt, um einen Flüssigkeits¬ film in dem Strömungsraum zu bilden. Die Austrittsöffnung legt eine Austrittsrichtung für die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskanal in den Strömungsraum fest. Die Austritts¬ öffnung ist zu einer Strömungsrichtung des Flüssigkeitsfilms in dem Strömungsraum entgegengerichtet.
Durch die relative Anordnung der Austrittsöffnung wird die aus dieser austretende Flüssigkeit von dem Gasstrom derart beaufschlagt, dass sie umgelenkt wird und dann im Wesentlichen in die umgekehrte Strömungsrichtung weiter strömt. Dabei wird sie zu einem dünnen Flüssigkeitsfilm geformt. Dies bietet die Grundlage für eine gute Zerstäubung des durch das Gas, z.B. Luft, beaufschlagten Flüssigkeits¬ films. Dabei kann mit reduzierten Gasdrücken gearbeitet werden, so dass gegebenenfalls auf den Einsatz eines Kom¬ pressors verzichtet werden kann.
Die Strömungsrichtung des Flüssigkeitsfilms wird von der Gasströmungsrichtung bestimmt. Die Flüssigkeit und das Gas treten aus einer Düsenöffnung aus der Zweistoffdüse heraus. Durch die Anordnung des Gaseinlasses und der Düsen¬ öffnung wird in dem Strömungsraum die Strömungsrichtung für den Flüssigkeitsfilm zu dem Düsenauslass hin definiert. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Zweistoffdüse geschaffen, die einen Düsenkörper, der einen Strömungsraum begrenzt, einen Gaskanal und einen Flüssig¬ keitskanal aufweist. Der Gaskanal mündet in den Strömungs¬ raum und ist zur Zuführung eines Gases in den Strömungsraum eingerichtet. Der Flüssigkeitskanal ist zur Zuführung einer Flüssigkeit in den Strömungsraum eingerichtet. Der Flüssig¬ keitskanal weist wenigstens eine Austrittsöffnung auf, durch die die Flüssigkeit in den Strömungsraum austritt. Die Flüssigkeit wird in dem Strömungsraum von dem Gas be¬ aufschlagt, um einen Flüssigkeitsfilm in dem Strömungsraum zu bilden. Der Flüssigkeitskanal und die Austrittsöffnung erstrecken sich in einer derartigen Weise, dass sie auf eine quer durch den Strömungsraum und senkrecht zu der Austrittsrichtung verlaufende Pro ektionsebene projiziert eine wenigstens abschnittsweise gekrümmte, gewundene oder ge¬ schlängelte Linie bilden.
Durch die ausgedehnte, wenigstens abschnittsweise ge¬ krümmte, gewundene oder geschlängelte, vorzugsweise knick¬ freie Erstreckung des Flüssigkeitskanals und der Austritts¬ öffnung kann eine hinreichende Länge der Austrittsöffnung für die Flüssigkeit bereitgestellt werden, die es ermög¬ licht, einen ausgedehnten, weitgehend gleichmäßigen, dünnen Flüssigkeitsfilm nach Austritt aus der Austrittsöffnung zu bilden. Dies bietet die Grundlage für eine gute Zerstäubung des durch das Gas beaufschlagten Flüssigkeitsfilms sowie dafür, dass mit reduzierten Gasdrücken gearbeitet werden kann, so dass gegebenenfalls auf den Einsatz eines Kompres¬ sors verzichtet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der Flüssigkeitskanal mit seiner Austrittsöffnung in einem kreiszylindrischen Düsenkörper bogenförmig entlang der Zylindermantelwand mit radialem Abstand zu dieser. Er kann sich aber auch schlangenartig, mäanderförmig oder in sonstiger geeigneter Weise, mit ein oder mehreren Windungen o- der Schlingen quer durch den Düsenkörper erstrecken, um eine möglichst lange Bogenlänge der Austrittsöffnung bzw. ei¬ ne möglichst große durch die Austrittsöffnung definierte Austrittsfläche zu schaffen. Der Düsenkörper kann auch die Form eines Quadrat- oder Rechteckzylinders aufweisen.
Es ist außerdem eine Zweistoffdüse angegeben, die die Merkmale der Zweistoffdüsen gemäß den beiden beschriebenen Aspekten aufweist.
Durch die Anordnungen und Gestaltungen, die dazu eingerichtet sind, den Flüssigkeitsfilm umzulenken und den Flüssigkeitsfilm entlang einer möglichst langen, schmalen Austrittsöffnung quer durch den Gaskanal abzugeben, kann in den Strömungsraum auch unter geringem Druck einströmendes Gas besonders effektiv zur Flüssigkeitsfilmbildung genutzt werden. Insbesondere kann die Flüssigkeit auch ohne den Einsatz von Druckluft effektiv so aus der Zweistoffdüse ausgestoßen und zerstäubt werden, dass sich hinter der Zweistoffdüse feine Flüssigkeitströpfchen bilden. Unter Druckluft soll hier insbesondere komprimierte Luft mit ei¬ nem Überdruck von mehr als 1 bar verstanden werden.
Die Zweistoffdüsen können in vorteilhafter Weise wie folgt weitergebildet werden:
Bevorzugt ist der Flüssigkeitskanal wenigstens ab¬ schnittsweise innerhalb des Strömungsraums angeordnet, so dass der Flüssigkeitskanal von dem Strömungsraum wenigstens abschnittsweise umgeben wird. Der Flüssigkeitskanal er¬ streckt sich vorzugsweise durch den Strömungsraum. Auf die¬ se Weise kann die Flüssigkeit besonders großflächig in den Strömungsraum ausgestoßen und zur Bildung eines Films verteilt werden.
Vorzugsweise erstreckt sich der Flüssigkeitskanal we¬ nigstens abschnittsweise bogenförmig rings um die Strö¬ mungsrichtung. Durch die Bogenform des Flüssigkeitskanals in dem Strömungsraum kann eine relativ große Austrittsöffnung für die Flüssigkeit geschaffen sein, so dass die Flüs¬ sigkeit auf einer großen Leitfläche für den Flüssigkeits¬ film in einem dennoch kompakten Düsenkörper verteilt werden kann .
Vorzugsweise verläuft der Flüssigkeitskanal wenigstens abschnittsweise entlang des Umfangs des Düsenkörpers. Für den Flüssigkeitskanal ist eine Strömungsrichtung durch den Kanal festgelegt, die vorzugsweise quer zu der Strömungs¬ richtung des Flüssigkeitsfilms außerhalb des Kanals orien¬ tiert ist. Dadurch kann ein langer Strömungsweg des Flüs¬ sigkeitsfilms durch den Düsenkörper geschaffen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Flüssigkeitskanal spiralförmig ausgebildet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Flüssigkeitskanal wenigstens abschnittswei¬ se um eine Spirale. Die Spirale kann beispielsweise, aber nicht notwendigerweise eine archimedische Spirale sein. Die Spirale kann ein oder dreidimensional sein, also eine
Schraube bilden. Der Flüssigkeitskanal kann aber auch z.B. kreisförmig sein. Der Flüssigkeitskanal kann auch mehrere beispielsweise konzentrische kreisförmige Abschnitte ent¬ halten. Der Flüssigkeitskanal kann auch ganz oder ab- schnittsweise einer beliebigen Bahn mit radialen Segmenten und Umfangssegmenten folgend, beispielsweise mäanderförmig, serpentinenförmig, zickzacklinienförmig, jedoch vorzugsweise ohne Knicke, etc. in dem Strömungsraum angeordnet sein, derart dass eine für die vorliegenden Zwecke hinreichende Länge des Flüssigkeitskanals und der Austrittsöffnung si¬ chergestellt werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Flüssigkeitskanal von wenigstens einer ersten Kanalwand und ei¬ ner zweiten Kanalwand gebildet. Durch die erste Kanalwand und/oder die zweite Kanalwand kann ein Leitkörper mit Leit¬ flächen für den Flüssigkeitsfilm gebildet sein. Die Kontur des Leitkörpers, gebildet durch die Außenfläche der ersten Kanalwand und/oder die Außenfläche der zweiten Kanalwand, ist vorzugsweise geeignet gestaltet, um die aus der Aus¬ trittsöffnung austretende Flüssigkeit als Flüssigkeitsfilm zu der Düsenöffnung zu führen.
Durch die Leitfläche kann die zugeführte Flüssigkeits¬ menge mit der zugeführten Gasmenge besonders effektiv zur Flüssigkeitsfilmbildung und -Zerstäubung genutzt werden. Mit der Leitfläche, die vorzugsweise durch die Außenflächen der ersten Kanalwand und die Außenfläche der zweiten Kanal¬ wand gebildet wird, kann eine ausreichende Wirklänge für das strömende Gas auf den Flüssigkeitsfilm geschaffen werden. Auf diese Weise kann auch mit geringem Gasdruck eine äußerst feine Zerstäubung der Flüssigkeit erreicht werden.
Durch die Erstreckung des Leitkörpers entlang des Um- fangs des Strömungsraums kann eine besonders breite und da¬ mit großflächige Leitfläche für die Flüssigkeit trotz eines möglichen kompakten Aufbaus der Zweistoffdüse geschaffen werden .
Das zu der Düsenöffnung strömende Gas strömt an der Leitfläche vorbei und treibt die Flüssigkeit bzw. den Flüs¬ sigkeitsfilm zu der Düsenöffnung. Durch das über den Flüssigkeitsfilm strömende Gas kann der Flüssigkeitsfilm zu Schwingungen angeregt werden. Der Film kann dabei vorteilhafterweise gestreckt und dadurch dünner werden.
Vorzugsweise ist der Leitkörper derart ausgebildet, dass er den Flüssigkeitsstrom nach dem Austritt aus der Austrittsöffnung in den Strömungsraum aufteilen kann, so dass der Flüssigkeitsstrom den Leitkörper in dem Strömungsraum vorzugsweise zweiseitig umströmt. Der Leitkörper ist außerdem geeignet gestaltet, um die Umlenkung der Flüssig¬ keit in die Strömungsrichtung durch den Strömungsraum entgegen der Austrittsrichtung und die Filmbildung zu fördern.
Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise an einer Stirnseite des Flüssigkeitskanals bzw. des Leitkörpers angeord¬ net, so dass die Flüssigkeit nach Umlenkung im Wesentlichen gleichmäßig auf die äußeren Kanalwandflächen verteilt wird, die die Leitfläche bilden. Durch das Teilen des Flüssig¬ keitsstroms und das zweiseitige Umströmen des Leitkörpers durch die Flüssigkeit und das Gas dienen beide quer zur Gas- bzw. Flüssigkeitsströmungsrichtung orientierte Seiten des Leitkörpers zur Leitung und Ausbildung der Flüssig¬ keitsfilms. Dadurch wird die Fläche des Flüssigkeitsfilms und damit die Wirkfläche des Gasstroms vergrößert.
Die zweite Kanalwand ist, im Querschnitt des vorzugs¬ weise zylindrischen Düsenkörpers durch die Mittel- bzw. Zy¬ linderachse betrachtet, vorzugsweise spiegelbildlich zu der ersten Kanalwand, wobei die Spiegelebene parallel zu der Mittel- bzw. Zylinderachse verläuft. Vorzugsweise ist der Leitkörper im Querschnitt symmetrisch bezogen auf eine Achse, die durch die gedachte Verbindungslinie von der Aus¬ trittsöffnung des Flüssigkeitskanals zu der Düsenöffnung des Düsenkörpers führt.
Vorzugsweise weist der Leitkörper in Richtung zu einer der Austrittsöffnung des Flüssigkeitskanals abgewandten Stirnseite eine vorzugweise symmetrische Keilform auf. Be¬ sonders bevorzugt weist der Leitkörper im Querschnitt eine Tragflächenform auf. Der Leitkörper kann im Querschnitt auch eine langgezogene Tropfenform aufweisen. Diese Formen sind zur Umlenkung der Flüssigkeit beim Austritt aus der Austrittsöffnung und zur Ausbildung und Leitung des dünnen Flüssigkeitsfilms besonders geeignet. Die der Düsenöffnung zugewandte Stirnseite des Leitkörpers bildet vorzugsweise eine Abrisskante für den Flüssigkeitsfilm, die sich in der Nähe der Düsenöffnung befindet. Durch die Abrisskante kann die Flüssigkeit von der Leitfläche getrennt und durch die Düsenöffnung aus dem Düsenkörper nach außen getragen und durch den Gasstrom zerstäubt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Austrittsöffnung des Flüssigkeitskanals vorzugsweise zusammenhängend ausgebildet. Dies erlaubt einen ungehinder¬ ten Austritt der Flüssigkeit in den Strömungsraum und fördert die Bildung eines möglichst geschlossenen, ununterbro¬ chenen Flüssigkeitsfilms.
Die Austrittsöffnung folgt vorzugsweise der Form oder dem Kurvenverlauf des Abschnitts des Flüssigkeitskanals, der sich durch den Strömungsraum erstreckt. Die Austritts- Öffnung ist beispielsweise ebenso spiral-, kreis-, mäander- förmig oder in sonstiger Weise mit ein oder mehreren Windungen oder Schlingen wie der Flüssigkeitskanal gestaltet. Die Austrittsöffnung erstreckt sich vorzugsweise entlang des Umfangs des Strömungsraums. Die Austrittsöffnung kann sich beispielsweise bogenförmig entlang einer inneren radialen Begrenzungsfläche des Strömungsraums erstrecken. Der Strömungsraum kann beispielsweise durch eine zylindrische Wand begrenzt sein, entlang derer sich die Austrittsöffnung wenigstens abschnittsweise erstreckt. Die Austrittsöffnung kann sich beispielsweise auch bogenförmig entlang des Umfangs des Strömungsraums bzw. des Düsenkörpers auf einer Bahn mit sich verringerndem Durchmesser erstrecken.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform einer spiralförmigen Austrittsöffnung erstreckt sich die Spiralform der Austrittsöffnung entlang des Umfangs des Düsenkörpers vorzugsweise wenigstens um eine Umdrehung (um wenigs¬ tens 360°) oder sogar über wenigstens zwei Umdrehungen hinweg. Die Austrittsöffnung kann auf diese Weise „aufgewickelt" sein. Dies gilt vorzugsweise auch für den Flüssig¬ keitskanal und für die Leitfläche. Durch die aufgewickelte Form der Austrittsöffnung und der Leitfläche kann der Flüssigkeitsfilm dem Gasstrom über der gesamten Querschnittsfläche des Düsenkörpers ausgesetzt werden. Auf diese Weise können eine lange Austrittsöffnung und eine große Leitflä¬ che auf engstem Raum, in einem kompakten Düsenkörper gebildet sein. Die große, an der Oberfläche des Leitkörpers ge¬ bildete Leitfläche sorgt für einen dünnen Wasserfilm, auf den der Gasstrom großflächig einwirken kann. So kann auch bei niedrigen Gasüberdrücken von beispielsweise maximal 300 mbar eine feine Zerstäubung der Flüssigkeit erreicht wer¬ den. Derartige Drücke können mit normalen Lüftern oder Ge- bläsen erzeugt werden. Der Einsatz in der Anschaffung, im Betrieb und in der Instandhaltung teurer Kompressoren kann vermieden werden. Dies erweitert den Anwendungsbereich und die Vielfalt der Einsatzorte, an denen die erfindungsgemäße Zweistoffdüse verwendet werden kann.
Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise ein Austritts¬ schlitz oder -spalt, wodurch die Flüssigkeit nahezu linien- förmig ausgestoßen wird. Vorzugsweise ist der Austritts¬ schlitz an der dem Gaskanal zugewandten Stirnseite der Leitfläche angeordnet. Auf diese Weise kann ein besonders dünner, großflächiger, vorzugsweise zusammenhängender Flüssigkeitsfilm auf der Leitfläche erzeugt werden.
Durch die beispielsweise bogenförmige oder spiralför¬ mige Erstreckung entlang des Umfangs des Strömungsraums kann eine zwar spaltförmige Austrittsöffnung geschaffen werden, die aber dennoch insgesamt eine große Austrittsflä¬ che bereitstellt, durch die die erforderliche Flüssigkeits¬ menge in den Strömungsraum eintritt.
Der freie Strömungsweg durch den Düsenkörper und aus diesem heraus weist quer zur Strömungsrichtung vorzugsweise stets eine Abmessung von wenigstens 2 mm auf. Die so ge¬ schaffene Zweistoffdüse ist weniger anfällig für Verstop¬ fungen, auch bei Beaufschlagung der Zweistoffdüse mit mit Schmutzpartikeln belastetem Wasser. Dadurch kann die Zweistoffdüse auch an Orten zuverlässig eingesetzt werden, an denen sauberes Wasser für die Düse nicht zur Verfügung steht .
Der Strömungsraum kann einen Abschnitt aufweisen, der spiralförmig ist. Der spiralförmige Abschnitt kann den spi- ralförmigen Flüssigkeitskanal enthalten. Der spiralförmige Strömungsraum kann eine offene Stirnseite aufweisen, an der der Gaskanals in den Strömungsraum mündet. Die Austritts¬ öffnung des Flüssigkeitskanals ist vorzugsweise in dieselbe Richtung orientiert, wie die offene Stirnseite des spiral¬ förmigen Abschnitts des Strömungsraums. Die Austrittsöff¬ nung kann gegenüber der Stirnseite nach hinten in Richtung zu der Düsenöffnung versetzt sein. Durch die beschriebene Anordnung kann der Gasstrom radial unterteilt werden, wobei der Strömungsraum dennoch zusammenhängend bleibt. Auf diese Weise kann der vorhandene Gasstrom besonders nah über eine lange Wirklänge an den Leitflächen des Flüssigkeitskanals vorbeigelenkt werden.
Bevorzugt mündet der Gaskanal zu der Austrittsöffnung entgegengesetzt gerichtet in den Strömungsraum, wobei die Mündung der Düsenöffnung gegenüber liegt. Auf diese Weise ist die Gasströmung durch den Strömungsraum in einer Richtung festgelegt, die der Richtung des Flüssigkeitsstroms bei dem Austritt aus der Austrittsöffnung entgegengesetzt ist. Die Flüssigkeit wird so besonders effektiv umgelenkt und auf der Leitfläche verteilt.
In einer bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich der Strömungsraum in Richtung des Düsenauslasses. Dadurch nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Gases zu, was die Flüssig¬ keitsfilmbildung und das Austreiben der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung fördert.
Die Düsenöffnung, die auch als Düsenauslass bezeichnet werden kann, ist vorzugsweise ein Schlitz oder ein Spalt. Der Düsenauslassspalt kann um die Strömungsrichtung gekrümmt, beispielsweise spiralförmig gekrümmt, sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Düsenkörper im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist einen Gasanschluss , der mit dem Gaskanal strömungsmäßig verbunden ist, und einen Flüssigkeitsanschluss auf, der mit dem Flüs¬ sigkeitskanal strömungsmäßig verbunden ist. Der Gasan¬ schluss und der Flüssigkeitsanschluss sind vorzugsweise an einer gemeinsamen ersten Stirnseite des Düsenkörpers ange¬ ordnet. Der Düsenauslass ist vorzugsweise an einer gegen¬ überliegenden zweiten Stirnseite des Düsenkörpers angeord¬ net. Auf diese Weise ergeben sich einfache, übersichtliche und leicht handhabbare Formen für den Düsenkörper und ins¬ besondere für das Gas relativ einfache Strömungsverhältnis¬ se in dem Düsenkörper.
Bevorzugt wird der Düsenkörper mit dem Gaskanal und dem Flüssigkeitskanal im Ganzen einstückig insbesondere durch 3D-Drucken hergestellt. Das 3D-Drucken oder andere additive Fertigungsverfahren sind für die Herstellung des Düsenkörpers besonders geeignet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Düsenvorrichtung geschaffen, die wenigstens eine der vorstehend beschriebenen Zweistoffdüsen enthält, wobei zu der Dü¬ senvorrichtung außerdem ein Gebläse gehört, das zur Speisung der Zweistoffdüse mit Gas eingerichtet ist. Vorzugs¬ weise erzeugt das Gebläse ein Druckverhältnis von dem Gas¬ druck bei der Mündung des Gaskanals in den Strömungsraum zu dem Druck an der Ansaugseite des Gebläses von maximal 1,3. Vorzugsweise ist der Druck bei der Mündung des Gaskanals in den Strömungsraum gegenüber dem Druck auf der Ansaugseite um maximal 300 mbar erhöht. Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Zweistoffdüse, insbesondere einer Zweistoffdüse mit vorstehend beschriebenen Merkmalen, geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist:
Der Zweistoffdüse wird Flüssigkeit über einen Flüssig¬ keitskanal zugeführt. Die Flüssigkeit wird aus dem Flüssig¬ keitskanal in einen Strömungsraum ausgestoßen. Der Ausstoß erfolgt aus einer Austrittsöffnung in einer Flüssigkeits- austrittsrichtung . In den Strömungsraum wird außerdem Gas zugeführt. In dem Strömungsraum ist, insbesondere durch die relative Anordnung von Gaseinlass und Düsenöffnung, eine Gasströmungsrichtung festgelegt. Am Ort des Flüssigkeits- austritts in den Strömungsraum bei der Austrittsöffnung erfolgt der Flüssigkeitsaustritt in eine Richtung, die sich von der Gasströmungsrichtung unterscheidet. Vorzugsweise sind die Flüssigkeitsaustrittsrichtung und die Gasströmungsrichtung einander entgegengesetzt. Die in den Strömungsraum eintretende Flüssigkeit wird mit dem Gas beauf¬ schlagt. Durch die Beaufschlagung mit Gas wird die Flüssig¬ keit umgelenkt und ein Flüssigkeitsfilm gebildet, der in einer zu der Flüssigkeitsaustrittsrichtung entgegengesetzten Strömungsrichtung zu einem Düsenauslass strömt. Die Flüssigkeit wird durch den Düsenauslass aus dem Düsenkörper ausgegeben .
Das Gas wird an der Oberfläche des Flüssigkeitsfilms vorbei strömen gelassen. Dadurch wird der Flüssigkeitsfilm in Richtung zu dem Düsenauslass transportiert und kann au¬ ßerdem zu Schwingungen und zur Wellenbildung angeregt werden, was die Zerstäubung außerhalb des Düsenkörpers för¬ dert . Vorzugsweise erfolgt das Ausstoßen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskanal in den Strömungsraum durch einen engen Austrittsschlitz oder -spalt. Das Ausstoßen erfolgt dadurch linienhaft und vorzugsweise der Gasströmung entge¬ gengesetzt. Das linienhafte Ausstoßen kann entlang eines Bogens entlang des Umfangs erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt das linienhafte Ausstoßen aus einem wenigstens ab¬ schnittsweise gekrümmten, geschlängelten oder gewundenen, bevorzugterweise spiralförmigen Spalt oder Schlitz, der um die Gasströmungsrichtung gekrümmt ist, so dass auch bei ge¬ ringer Schlitz- bzw. Spaltweite eine hinreichende Aus¬ trittsfläche für die Flüssigkeit bereitgestellt wird.
Vorzugsweise erfolgt das linienhafte Ausstoßen der Flüssigkeit an der Stirnseite des Leitkörpers, der den Flüssigkeitskanal enthält.
Im Betrieb wird dem Flüssigkeitskanal eine Flüssig¬ keitsmenge zugeführt, so dass der Querschnitt des Flüssig¬ keitskanals vorzugsweise vollständig mit Flüssigkeit ausge¬ füllt ist. Dadurch wird der Flüssigkeitskanal auch dauernd durch die Flüssigkeit gereinigt, und die Gefahr, dass Schmutzpartikel sich an den Kanalwänden festsetzen, ist reduziert .
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Zuführen des Gases mit Hilfe eines Gebläses dessen Aus¬ gang über eine Leitung an den Gasanschluss des Strömungs¬ raums angeschlossen ist.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen, den Figuren der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung lediglich zu Beispielszwecken und nicht zur Beschränkung der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Zweistoffdüse in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht,
Figur 2 eine perspektivischen Schnittansicht der Zweistoffdüse aus Figur 1, in vereinfachter Darstellung,
Figur 3 eine Längsansicht der Zweistoffdüse aus den Figuren 1 und 2, in Perspektivdarstellung und im Längsschnitt,
Figur 4 einen Ausschnitt aus der Längsschnittansicht aus Figur 3,
Figur 5 eine Düsenvorrichtung mit einer Zweistoffdüse und einem Gebläse, in einer schematisierten Darstellung,
Figur 6 ein Verfahren zum Betreiben einer Zweistoffdüse gemäß der Erfindung, in Form eines stark vereinfachten Ablaufdiagramms , und
Figuren 7a-7f ebene Ansichten beispielhafter Verläufe des Flüssigkeitskanals und der Austrittsöffnung einer Zwei¬ stoffdüse gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung, in stark schematisierter Prinzipdarstellung. Die in Figur 1 dargestellte Zweistoffdüse 10 weist ei¬ nen Düsenkörper 11 auf, der im Wesentlichen zylindrisch ist. Der Düsenkörper 11 weist eine erste Stirnseite 12 und eine vorzugsweise ebene zweite Stirnseite 13 auf. An der ersten Stirnseite 12 ist ein Gasanschluss 14 und ein Flüs¬ sigkeitsanschluss 16 angeordnet (s. Figur 5) . An der zwei¬ ten Stirnseite 13 des Düsenkörpers 11 ist eine Düsenöffnung bzw. ein Düsenauslass 17 angeordnet. Der Düsenauslass 17 ist ein Auslassschlitz oder enger Auslassspalt, der um die Zylinderachse Z um mehr als zwei vollständige Umdrehungen zu einer ebenen Spirale aufgewickelt ist.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Düsenkörper 11. Innerhalb des Düsenkörpers 11 schließt sich ein Gaska¬ nal 18 an die Stirnseite 12 an. Der Gaskanal 18 ist im We¬ sentlichen zylindrisch und wird durch die zylindrische Wand 19 des Düsenkörpers 11 begrenzt. Der Düsenkörper 11 weist einen Strömungsraum 21 auf, der ebenfalls von der zylindrischen Wand 19 des Düsenkörpers 11 begrenzt ist. Der Gaska¬ nal 18 mündet innerhalb des Düsenkörpers 11 axial in den Strömungsraum 21. In dem Strömungsraum 21 ist eine Spiralwand 22 angeordnet. Der Strömungsraum 21 erhält durch die Spiralwand 22 die Form eines Spiralarms. Die Mittelachse Z der Spirale ist parallel zur Zylinderachse Z oder fällt mit dieser zusammen.
Der Strömungsraum 21 schließt mit einer ebenen, axial offenen Eintrittsseite 23 an den Gaskanal 18 an. Die Ein¬ trittsseite 23 des Strömungsraums 21 bildet eine offene Stirnseite, die der Stirnseite 12 zugewandt ist, an der der Gaskanal 18 mit dem Gasanschluss 14 verbunden ist. Der Strömungsraum 21 ist durch die Spiralwand 22 radial unterteilt, in Umfangsrichtung U jedoch offen, durchgehend und unverzweigt. Der in der Figur 2 durch einen einzigen Spiralarm gebildete Strömungsraum 21 kann auch durch wenigstens zwei Spiralarme gebildet sein. Der Strömungsraum 21 kann alternativ beispielsweise mehrere konzentrische zylin¬ derringförmige Räume aufweisen, die radiale Strömungsver¬ bindungen aufweisen und den Gasstrom radial und in Umfangs- richtung U unterteilen.
Der Strömungsraum 21 weist einen vorderen Abschnitt 24 und einen hinteren Abschnitt 26 auf. Der vordere Abschnitt 24 grenzt an die Eintrittsseite 23 an und weist eine ent¬ lang der Zylinderachse Z konstante radiale Spiralarmhöhe H auf. Der hintere Abschnitt 26 schließt sich an den vorderen Abschnitt 24 an. In dem hinteren Abschnitt 26 nimmt die Spiralarmhöhe H graduell in Richtung zu dem Düsenauslass 16 ab. Dadurch verjüngt sich der Strömungsraum 21 insgesamt radial. An den hinteren Abschnitt 26 schließt sich der spi¬ ralförmige Düsenauslassschlit z 17 an.
In dem Strömungsraum 21 ist ein Flüssigkeitskanal 27 angeordnet. Zu dem Flüssigkeitskanal 27 gehört ein Zufüh¬ rungsabschnitt 28, der an der Wand 19 des Düsenkörpers 11 angeordnet ist. Der Zuführungsabschnitt 28 erstreckt sich parallel zu der Zylinderachse Z ausgehend von der ersten Stirnseite 12 des Düsenkörpers 11. Der Zuführungsabschnitt 28 weist eine Zuführungskanalwand 29 auf. Von dem Zufüh¬ rungsabschnitt 28 zweigt quer zu der Zylinderachse Z in Um- fangsrichtung U einerseits die Spiralwand 22 und anderer¬ seits radial beabstandet zu dieser ein Austrittsabschnitt 31 des Flüssigkeitskanals 27 ab. Der Austrittsabschnitt 31 weist vorzugsweise lediglich zwei Befestigungsstellen auf, wobei eine erste Befestigungsstelle 31a an dem Zuführungs¬ abschnitt 28 angeordnet ist und eine zweite Befestigungs- stelle 31b in dem Zentrum des Düsenkörpers 11 angeordnet und mit dem inneren Ende der Spiralwand 22 verbunden ist. Weitere Befestigungspunkte, insbesondere Stege zwischen der Spiralwand 22 und dem Austrittsabschnitt 31 können entfal¬ len, so dass ein ungehinderter Gas- und Flüssigkeitsstrom axial außen entlang des Austrittsabschnitts 31 ermöglicht ist. Axial erstreckt sich der Austrittsabschnitt 31 von dem vorderen Abschnitt 24 in den hinteren Abschnitt 26.
Der Austrittsabschnitt 31 erstreckt sich durch den Strömungsraum 21 entlang des Umfangs des Düsenkörpers 11, so dass ein Abschnitt des Flüssigkeitskanals 27 von dem Strömungsraum 21 umgeben ist. Der Austrittsabschnitt 31 weist eine erste Kanalwand 32 und eine zweite Kanalwand 33 auf. Die erste Kanalwand 32 weist eine erste Wandaußenflä¬ che 34 und die zweite Kanalwand 33 weist eine zweite Wand¬ außenfläche 35 auf, die jeweils, entlang der Zylinderachse Z betrachtet, spiralförmig sind, so dass der Austrittsab¬ schnitt 31 die Form einer ebenen Spirale aufweist.
Der Austrittsabschnitt 31 weist eine Austrittsseite 37 auf. An der Austrittsseite 37 sind die erste Kanalwand 32 und die zweite Kanalwand 33 unverbunden, so dass radial zwischen der ersten Kanalwand 32 und der zweiten Kanalwand 33 eine spaltförmige, zusammenhängende Austrittsöffnung 38 geschaffen ist, die dem Verlauf des Austrittsabschnitts 31 folgt. Die Austrittsöffnung 38 ist mit Abstand zu der Ein¬ trittsseite 23 des Strömungsraums 21 angeordnet und dieser zugewandt. Die Austrittsöffnung 38 ist eben und quer zu der Gasströmungsrichtung S orientiert. Die Austrittsöffnung 38 weist hier insbesondere die Form einer ebenen Spirale auf, die aber auch als dreidimensionale Spirale, also Schraube gestaltet sein könnte. Durch die Spiralform erstreckt sich die Austrittsöffnung 38 entlang des Umfangs des Strömungs¬ raums 17. Die Austrittsöffnung 38 erstreckt sich insbesondere bogenförmig entlang der Spiralwand 22 und der Wand 19 des Düsenkörpers 11. Durch die Spiralform erstreckt sich die Austrittsöffnung 37 außerdem bogenförmig entlang des Umfangs des Strömungsraums 21 auf einer Bahn mit sich zu¬ nehmend verringerndem Durchmesser.
Die der Austrittsseite 37 entgegengesetzte Seite des Austrittsabschnitts 31 bildet eine Ablöseseite 39. Der Aus¬ trittsabschnitt 31 verjüngt sich axial keilförmig hin zu der Ablöseseite 39 bzw. der Düsenöffnung 17 und ist in dem sich in Richtung zu der Düsenöffnung 17 keilförmig verjüngenden hinteren Abschnitt 26 des Strömungsraums 17 angeord¬ net. Die erste Wandaußenfläche 34 und die zweite Wandaußen¬ fläche 35 erstrecken sich von der Austrittsseite 37 zu der Ablöseseite 39. Die erste Wandaußenfläche 34 ist radial nach außen orientiert und die zweite Wandaußenfläche 35 ist radial nach innen orientiert. Die erste Kanalwand 32 und die zweite Kanalwand 33 sind an der Ablöseseite 39 mitei¬ nander verbunden und bilden dort eine Abrisskante 40 für einen Flüssigkeitsfilm 41, der entlang der Kanalwände 32, 33 strömt. Die Ablöseseite 39 bzw. Abrisskante ist in der Nähe, mit Abstand zu dem Düsenauslass 17 angeordnet.
Im Längsschnitt betrachtet, wie aus Figur 2 ersicht¬ lich, bilden die Kanalwände 32, 33 somit gemeinsam eine be¬ züglich einer zu der Zylinderachse Z parallelen Längs- und Symmetrieebene im Wesentlichen symmetrische Keilform oder langgezogene Tropfenform, die einer Tragflächenprofilform ähnlich ist.
Figur 3 veranschaulicht die vorstehend beschriebene Zweistoffdüse 10 in einer Längsschnittdarstellung. Durch ihre Orientierung in dem Strömungsraum 21 legt die Austrittsöffnung 38 zusammen mit der ersten Kanalwand 32 und zweiten Kanalwand 33 bei der Eintrittsseite 23 eine Aus¬ trittsrichtung A für die Flüssigkeit fest. Diese ist zu der Strömungsrichtung S des Gases entgegengesetzt ausgerichtet, das von der ersten Stirnseite 12 zu der zweiten Stirnseite 13 strömt.
Die soweit beschriebene Zweistoffdüse 10 mit dem Dü¬ senkörper 11, dem Gaskanal 18 und dem Flüssigkeitskanal 27 ist vorzugsweise als einstückiger, integraler Körper ausgeführt und kann beispielsweise durch ein additives Ferti¬ gungsverfahren, insbesondere durch 3D-Druck, hergestellt werden. Der Düsenkörper 11 ist vorzugsweise frei von Naht- und Fügestellen und ist aus einem einheitlichen Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall, hergestellt. Es ist zwar auch möglich, den Düsenkörper 11 durch mehrere gesondert gefertigte und zusammengefügte Teile herzustellen, doch ist dies unter anderem aufgrund des größeren Aufwands und der mit Naht- und Fügestellen verbundenen Nachteile hier weniger erwünscht.
Die vorstehend beschriebene Zweistoffdüse 10 kann für viele Anwendungen, wie z.B. zum Befeuchten oder Kühlen von Objekten bei der industriellen Produktion, zum Versprühen von Wasser und dergleichen, verwendet werden. Insbesondere ist sie für den Einsatz in Einrichtungen zur Staubniederschlagung oder Gaskühleinrichtungen geeignet. Die Zweistoffdüse 10 wird wie folgt betrieben, wobei sich die Be¬ schreibung auf die Figuren 1-5 bezieht:
Die Zweistoffdüse 10 wird mit Gas, beispielsweise Luft, beaufschlagt, das mit einem Gebläse in Strömungsbewe¬ gung versetzt ist. Wie in Figur 5 veranschaulicht, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 42 in einem vereinfachten Blockschaltbild zeigt, wie sie die Zweistoffdüse 10 und ein Gebläse 43 aufweist, ist das Ge¬ bläse 43 dazu an den Gasanschluss 14 angeschlossen, der an der Stirnseite 12 in den Gaskanal 18 der Zweistoffdüse 10 mündet. Durch die relative Anordnung des Gasanschlusses 14 an der Stirnseite 12, des Gaskanals 18 sowie des Strömungs¬ raums 21 und des Düsenauslasses 16 an der gegenüberliegen¬ den Stirnseite 13 ist eine Gasströmungsrichtung S in dem Strömungsraum 21 festgelegt.
Eine Pumpe 44 ist mit dem Flüssigkeitsanschluss 16 an der ersten Stirnseite 12 des Düsenkörpers 11 verbunden, wo¬ bei der Flüssigkeitsanschluss 16 mit dem Zuführungsab¬ schnitt 28 des Flüssigkeitskanals 27 verbunden ist. Die Pumpe 44 fördert Wasser aus einer Flüssigkeitsversorgung 46, so dass die Zweistoffdüse 10 mit Flüssigkeit, bei¬ spielsweise Wasser, gespeist wird. Die inneren Durchfluss¬ abmessungen innerhalb des Düsenkörpers 11, insbesondere die Spiralarmhöhe H, die Querschnittsfläche des Flüssigkeitska¬ nals, die Weite des Austrittsspalts 38, wie sie durch den radialen Abstand der Kanalwände 32, 33 bestimmt ist, oder die Höhe des Düsenauslasses 17 etc. sind hinreichend bemes¬ sen, betragen vorzugsweise wenigstens 2 mm, so dass auch mit Schmutz belastetes Wasser für die Speisung der Zweistoffdüse 10 verwendet werden kann, ohne dass eine merkli¬ che Gefahr einer Verstopfung der Zweistoffdüse 10 besteht.
Die Flüssigkeit strömt zunächst entlang des Zufüh¬ rungsabschnitts 28 in den Austrittsabschnitt 31. Innerhalb des Austrittsabschnitts 31 strömt die Flüssigkeit entlang der Umfangsrichtung U quer zu der Zylinderachse Z um den Gasstrom S. Der Austrittsabschnitt 31 legt demnach eine Ka¬ nalrichtung K fest, in der die Flüssigkeit in dem Aus¬ trittsabschnitt 31 strömt und die quer zu der Gasströmungs¬ richtung S orientiert ist. Dies ist in Figur 3 durch die Symbole „·" und ,,x" angedeutet, die eine Strömung aus der Zeichenebene heraus oder in die Zeichenebene hinein symbo¬ lisieren .
Die Flüssigkeit wird an der Austrittsseite 37 des Aus¬ trittsabschnitts 31 durch die spaltförmige Austrittsöffnung 38 linienförmig in den vorderen Abschnitt 24 des Strömungsraums 17 in Austrittsrichtung A ausgestoßen. Durch die Anordnung der Austrittsöffnung 38 gegenüber der ersten Stirnseite 12, bei der der Gaskanal 18 in den Strömungsraum 21 mündet, ist die Austrittsrichtung A der Gasströmungsrichtung S entgegengesetzt.
Wie in dem Ausschnitt in Figur 4 detailliert darge¬ stellt, wird die aus der Austrittsöffnung 38 ausströmende Flüssigkeit von dem entgegengesetzt gerichteten Gasstrom S erfasst und in die Gasströmungsrichtung S um 180° umgelenkt. Die Flüssigkeit wird durch den Gasstrom beidseitig um den Austrittsabschnitt 31 auf die erste Wandaußenfläche 34 und die zweite Wandaußenfläche 35 der Kanalwände 32, 33 unter Ausbildung eines Flüssigkeitsfilms 41 verteilt. Die Wandaußenflächen 34, 35 bilden Leitflächen für den Flüssigkeitsfilm 41. Die Kanalwände 32, 33 bilden insofern einen Leitkörper 36 für die Flüssigkeit, der sich entlang des Um- fangs des Düsenkörpers 11 erstreckt. Der Leitkörper 36 teilt den Strömungsraum 21 und den Flüssigkeitsstrom außerhalb des Flüssigkeitskanals 27 radial, so dass die Flüssig¬ keit den Leitkörper 36 zweiseitig, über die in den Figuren obere, erste Wandaußenfläche 34 und die untere, zweite Wandaußenfläche 35, umströmt. Durch den entgegengesetzten, in Radialrichtung weitgehend gleichmäßigen Gasstrom und den im Wesentlichen symmetrischen Leitkörper 36 wird der Flüssigkeitsstrom außerhalb des Flüssigkeitskanals 27 weitge¬ hend gleichmäßig aufgeteilt. Das an der Flüssigkeitsober¬ fläche zu dem Düsenauslass 17 strömende Gas treibt dann den Flüssigkeitsfilm 41 in Gasströmungsrichtung S zu dem Düsenauslass 17 hin. Dabei wird der Flüssigkeitsfilm 41 mit dem Gas auch derart beaufschlagt, dass der Flüssigkeitsfilm 41 zusätzlich zu Schwingungen angeregt wird. Dabei kann es bereits zu einer VorZerstäubung der Flüssigkeitsfilme 41 kommen, während diese gemeinsam mit den Gasteilströmen über den Wandaußenflächen 34, 35 auf dem Leitkörper 36 zu der Ablöseseite 39 strömen.
Da sich die Weite des Strömungsraums 21, gemessen zwi¬ schen den Wandaußenflächen 34, 35 des Leitkörpers 36 und den gegenüberliegenden Innenflächen der Spiralwand 22 zu der Ablöseseite hin zunehmend verringert, werden die über die Wandaußenflächen 34, 35 strömenden Teilflüssigkeitsströme 41 zunehmend dünner und beschleunigt. Auf der Ablö¬ seseite 39 treffend die Teilflüssigkeitsströme 41 an der Abrisskante 40 zusammen und werden durch diese von dem Leitkörper 36 getrennt. Sie werden gemeinsam mit dem
Gasstrom durch die Düsenauslassöffnung 17 aus der Zweistoffdüse 10 nach außen ausgestoßen, wobei die Flüssigkeit beim Austritt aus und außerhalb der Zweistoffdüse 10 zu feinen Flüssigkeitstropfen zerstäubt.
Es wird nun auf Figur 6 Bezug genommen, die ein Ab¬ laufdiagramm eines allgemeinen Verfahrens 50 zum Betreiben einer Zweistoffdüse gemäß der Erfindung veranschaulicht, das insbesondere auf die Zweistoffdüse 10 nach Figur 1-5 angewandt werden kann.
Das Verfahren 50 beginnt mit dem Zuführen von Flüssig¬ keit zu einer Zweistoffdüse, z.B. die Zweistoffdüse 10, über einen Flüssigkeitskanal (z.B. 27), wie im Schritt 51 veranschaulicht .
Die Flüssigkeit strömt dann durch den Flüssigkeitska¬ nal und wird aus diesem in einen Strömungsraum (z.B. 17) in einer Flüssigkeitsaustrittsrichtung A ausgestoßen, wie im Schritt 52 veranschaulicht.
Gleichzeitig wird Gas in den Strömungsraum in einer Gasströmungsrichtung S zugeführt (Schritt 53). Die Gasströ¬ mungsrichtung S unterscheidet sich von der Flüssigkeitsaus¬ trittsrichtung A und ist zu dieser vorzugsweise entgegenge¬ setzt .
Die in den Strömungsraum eintretende Flüssigkeit wird mit dem Gasstrom derart beaufschlagt, dass die Flüssigkeit umgelenkt und ein Flüssigkeitsfilm (z.B. 41) gebildet wird, der in einer zu der Flüssigkeitsaustrittsrichtung A entgegengesetzten Strömungsrichtung S zu einem Düsenauslass (z.B. 17) strömt (Schritt 54) . Durch den Gasstrom kann der Flüssigkeitsfilm bereits bis zu einem gewissen Grad vorzerstäubt werden.
Schließlich wird die Flüssigkeit durch den Düsenaus¬ lass aus der Zweistoffdüse nach außen ausgeben. Dabei wird die Flüssigkeit durch das mit strömende Gas auseinanderge¬ rissen und fein zerstäubt. Die Ausgabe kann derart erfol¬ gen, dass die austretende Flüssigkeit sich leicht kegel- stumpfförmig nach außen ausbreitet, was die Zerstäubung weiter unterstützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 50 erfolgt das Zuführen des Gases in den Strömungsraum mit einem Gebläse (z.B. 43) . Auf den Einsatz teurer Kompressoren kann verzichtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens 50 erfolgt das Ausstoßen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskanal in den Strömungsraum in linienhafter Weise durch einen engen Austrittspalt , vorzugsweise einen spi¬ ralförmig aufgewickelten Austrittsspalt. Der Austrittsspalt kann auch in sonstiger Weise wenigstens abschnittsweise ge¬ krümmt, gewunden oder geschlängelt verlaufen. Jedenfalls wird dadurch ein möglichst langer Austrittsspalt geschaf¬ fen, und die aus dem Austrittsspalt austretende Flüssigkeit kann wirksam beaufschlagt und nach Bedarf umgelenkt
und/oder zu einem dünnen Flüssigkeitsfilm geformt werden, wodurch die Zerstäubung vorteilhafterweise weiter unterstützt wird.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Modifikationen möglich. Beispielsweise zeigen Figuren 7a-7f beispielhafte Verläufe von Flüssigkeitskanälen 27 mit zugehörigen Austrittsöffnungen 38 gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung. Dargestellt sind ebene Ansichten, die sich durch Projektion der Flüssigkeitskanäle 27 und Aus¬ trittsöffnungen 38 auf eine Pro ektionsebene ergeben, die quer durch den Strömungsraum 21 und im Wesentlichen senkrecht zu der Austrittsrichtung A (vgl. Figur 2) der Flüssigkeit aus der Austrittsöffnung 38 verläuft. Wenngleich die begrenzte Weite der spaltförmigen Austrittsöffnungen 38 bei der Projektion auf die Pro ektionsebene bandförmige Kurvenformen ergibt, sind diese hier zur einfachen und klaren Veranschaulichung durch dünne Linien dargestellt.
Figur 7a zeigt die Projektionslinie des spiralförmigen Flüssigkeitskanals 27 mit der Austrittsöffnung 38 der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Die Spiralform kann sich aus einem ebenen spiralförmigen oder einem schraubenförmigen Verlauf des Flüssigkeitskanals 27 ergeben.
Anstelle der Spiralform könnte der Verlauf des Flüs¬ sigkeitskanals 27 mit der Austrittsöffnung 38 auch die Form eines Kreises oder mehrere konzentrischer Kreise annehmen, die vorzugsweise alle fortlaufend miteinander verbunden sind, aber nicht sein müssen. Je nach Anwendungsfall kann gegebenenfalls ein gekrümmter Bogenabschnitt z.B. eines Kreises oder einer Spirale, der vorzugsweise einen Winkel von wenigstens 90°, mehr bevorzugt 180°, überspannt, genü¬ gen. Besonders vorteilhaft ist eine Erstreckung über we¬ nigstens eine Umdrehung (um wenigstens 360°) oder sogar über zwei Umdrehungen hinweg.
In Figur 7b ist eine geschlängelte bzw. gewundene, mä- anderförmige Verlaufsform eines Flüssigkeitskanals 27 mit der Austrittsöffnung 38 gezeigt, die mehrere, hier vier Schlingen 61 aufweist, die um einen Winkel von hier 90° um eine zentrale Mittelachse des Strömungsraums 17 herum ver¬ dreht und miteinander verbunden sind. Die Anzahl der
Schlingen 61 und der Verdrehwinkel können beliebig anders gewählt werden.
Die mäanderförmige Ausführungsform nach Figur 7c ist derjenigen nach Figur 7b ähnlich, wobei hier mehrere
Schlingen 62, 63 gebildet sind, die in einer Richtung quer durch den Strömungsraum 21 nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden sind.
Figuren 7d-7f zeigen ferner Ausführungsformen, bei denen die spiralartigen, sternenförmigen bzw. serpentinenför- migen Verläufe der Flüssigkeitskanäle 27 und der Austritts¬ öffnungen 38 jeweils mehrere gerade Streckenabschnitte 64 mit dazwischen angeordneten gekrümmten oder gebogenen Verbindungsabschnitten 65 aufweisen. Wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen können die Verläufe zwei- oder dreidimensional sein.
In allen Ausführungsformen wird vorteilhafterweise ei¬ ne ausgedehnte, zusammenhängende, knickfreie Verlaufsform mit einer Projektionslinie erhalten, die einen Großteil des Strömungsraums 17 bzw. der Projektionsebene durchsetzt bzw. überspannt. Die große Länge des Flüssigkeitskanals 27 und der Austrittsöffnung 38 ermöglicht es, auch bei sehr begrenzter Spaltweite eine hinreichende Menge an Flüssigkeit in Form eines ausgedehnten, gleichmäßigen, dünnen Flüssigkeitsfilm aus der Austrittsöffnung austreten zu lassen und anschließend wirksam zu zerstäuben.
Die den Auslass der Düse 10 bildende Düsenöffnung 17 weist vorzugsweise eine im Wesentlichen gleiche Form wie die Projektionslinie des Flüssigkeitskanals 27 und der Aus¬ trittsöffnung 38, kann sich aber auch davon unterscheiden.
Außerdem kann, wie auch aus den Figuren 7a-7f ersichtlich, der Strömungsraum 21 eine beliebige vorzugsweise zylindrische oder rohrförmige Form mit einem beispielsweise kreisförmigen, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder einem beliebigen anderen geeigneten Querschnitt aufweisen.
Es ist eine Zweistoffdüse 10 angegeben, die vorzugs¬ weise durch ein Gebläse 43 mit Gas beaufschlagt und betrie¬ ben werden kann. Die Zweistoffdüse 10 weist einen Düsenkörper 11 auf, der einen Strömungsraum 21 begrenzt. Die Zweistoffdüse 10 weist ferner einen Flüssigkeitskanal 27 mit einer Austrittsöffnung 38 auf. Innerhalb des Strömungsraums 21 wird ein Flüssigkeitsfilm 41 gebildet, der durch den Gasstrom innerhalb des Strömungsraums 21 zu dem Düsenaus- lass 17 transportiert wird. Die Austrittsöffnung 38 des Flüssigkeitskanals 27 legt eine Austrittsrichtung A für die Flüssigkeit in den Strömungsraum 21 fest, die der Strö¬ mungsrichtung S des Flüssigkeitsfilms 41 vorzugsweise ent¬ gegengerichtet ist. Vorzugsweise erstrecken sich der Flüs¬ sigkeitskanal 27 und seine Austrittsöffnung 38 wenigstens abschnittsweise gekrümmt, gewunden oder geschlängelt quer durch den Düsenkörper 11.
Bezugs zeichen :
DüsenVorrichtung 42
Gebläse 43
Pumpe 44
Wasserquelle, FlüssigkeitsVersorgung 46
Verfahren 50
Verfahrensschritte 51-55
Schlingen 61-63
Gerade Streckenabschnitte 64
Verbindungsabschnitte 65
Z Zylinderachse
U Umfangsriehtung
H Spiralarmhöhe
A Austrittsrichtung
S Strömungsrichtung
K Kanalrichtung

Claims

Patentansprüche :
1. Zweistoffdüse (10) mit einem Düsenkörper (11), der einen Strömungsraum (17) begrenzt , mit einem Gaskanal (14) zur Zuführung eines Gases, der in den Strömungsraum (17) mündet, mit einem Flüssigkeitskanal (27) zur Zuführung einer Flüssigkeit, der wenigstens eine Austrittsöffnung (38) auf¬ weist, durch die die Flüssigkeit in den Strömungsraum (17) austritt, um von dem Gas beaufschlagt zu werden, um einen Flüssigkeitsfilm (41) in dem Strömungsraum (17) zu bilden, wobei die Austrittsöffnung (38) eine Austrittsrichtung (A) aus dem Flüssigkeitskanal (27) für die Flüssigkeit festlegt, die zu einer Strömungsrichtung (S) des Flüssig¬ keitsfilms (41) in dem Strömungsraum (17) entgegengerichtet ist .
2. Zweistoffdüse (10) mit einem Düsenkörper (11), der einen Strömungsraum (17) begrenzt , mit einem Gaskanal (14) zur Zuführung eines Gases, der in den Strömungsraum (17) mündet, mit einem Flüssigkeitskanal (27) zur Zuführung einer Flüssigkeit, der wenigstens eine Austrittsöffnung (38) auf¬ weist, durch die die Flüssigkeit in den Strömungsraum (17) austritt, um von dem Gas beaufschlagt zu werden, um einen Flüssigkeitsfilm (41) in dem Strömungsraum (17) zu bilden, wobei sich der Flüssigkeitskanal (27) und die Aus¬ trittsöffnung (38) des Flüssigkeitskanals (27) in einer derartigen Weise erstrecken, dass sie auf eine quer durch den Strömungsraum (17) und senkrecht zu der Austrittsrichtung (A) verlaufende Pro ektionsebene projiziert eine we¬ nigstens abschnittsweise gekrümmte, gewundene oder ge¬ schlängelte Linie bilden.
3. Zweistoffdüse (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Flüssigkeitskanal (27) wenigstens abschnittsweise in¬ nerhalb des Strömungsraums (17) angeordnet ist.
4. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flüssigkeitskanal (27) durch einen Leitkörper (36) gebildet ist, der gestaltet ist, um die zu der Düsenöffnung (16) strömende Flüssigkeit zu führen.
5. Zweistoffdüse (10) nach Anspruch 4, wobei der Leitkörper (32, 33) eingerichtet ist, um einen Flüssig¬ keitsstrom in dem Strömungsraum (17) zu teilen.
6. Zweistoffdüse (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Leitkörper (36) wenigstens abschnittsweise im Quer¬ schnitt eine Tragflächenform aufweist.
7. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flüssigkeitskanal (27) sich wenigstens abschnittsweise bogenförmig rings um die Strömungsrichtung (S) erstreckt.
8. Zweistoffdüse (10) nach Anspruch 7, wobei der Flüssigkeitskanal (27) spiralförmig ausgebildet ist.
9. Zweistoffdüse (10) nach Anspruch 8, wobei sich die Spiralform über wenigstens eine Umdrehung oder sogar über zwei Umdrehungen hinweg erstreckt.
10. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Austrittsöffnung (38) ein Austrittsschlitz/-spalt ist.
11. Zweistoffdüse (10) nach Anspruch 10, wobei der Austrittsschlitz/-spalt (38) wenigstens abschnittsweise bo¬ genförmig, vorzugsweise spiralförmig, ist.
12. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gaskanal (14) zu der Austrittsöffnung (38) entgegengesetzt gerichtet in den Strömungsraum (17) mündet.
13. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Strömungsraum (17) in Richtung des Düsenauslasses (16), vorzugsweise graduell, ver üngt .
14. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Düsenkörper (11) einen Dü- senauslass (16) aufweist, der um die Strömungsrichtung (S) gekrümmt, vorzugsweise spiralförmig, ist.
15. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Düsenkörper (11) im We¬ sentlichen zylindrisch ausgebildet ist und einen Gasan- schluss, der mit dem Gaskanal (14) strömungsmäßig verbunden ist, und einen Flüssigkeitsanschluss aufweist, der mit dem Flüssigkeitskanal (27) strömungsmäßig verbunden ist, wobei der Gasanschluss und der Flüssigkeitsanschluss vorzugsweise an einer gemeinsamen Stirnseite (12) des Düsenkörpers (11) angeordnet sind und der Düsenauslass (16) an einer gegen¬ überliegenden Stirnseite (13) des Düsenkörpers (11) ange¬ ordnet ist.
16. Zweistoffdüse (10) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Düsenkörper (11) mit dem Gaskanal (14) und dem Flüssigkeitskanal (27) einstückig, vorzugsweise durch 3D-Drucken hergestellt ist.
17. Düsenvorrichtung mit einer Zweistoffdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Gebläse (43), wobei das Gebläse (43) zur Speisung der Zwei¬ stoffdüse (10) mit Gas eingerichtet ist.
18. Verfahren (50) zum Betrieb einer Zweistoffdüse, insbesondere einer Zweistoffdüse (10) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, mit den Schritten:
Zuführen (51) von Flüssigkeit über einen Flüssig¬ keitskanal (27),
Ausstoßen (52) der Flüssigkeit aus dem Flüssig¬ keitskanal (27) in einen Strömungsraum (17) in einer Flüssigkeitsaustrittsrichtung (A) , Zuführen (53) von Gas in einen Strömungsraum (17) für den eine Gasströmungsrichtung (S) festgelegt ist, die sich von der Flüssigkeitsaustrittsrichtung (A) unterscheidet,
Beaufschlagen (54) der in den Strömungsraum (17) eintretenden Flüssigkeit mit dem Gas, derart dass die Flüssigkeit umgelenkt und ein Flüssigkeitsfilm (41) gebildet wird, der in einer zu der Flüssig¬ keitsaustrittsrichtung (A) entgegengesetzten Strömungsrichtung (S) zu einem Düsenauslass (17) strömt, und
Ausgeben (55) der Flüssigkeit durch den Düsenaus¬ lass (17).
19. Verfahren (50) nach Anspruch 18, wobei das Zuführen des Gases in den Strömungsraum (17) mit einem Gebläse (43) erfolgt.
20. Verfahren (50) nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Ausstoßen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskanal (27) in den Strömungsraum (17) linienhaft durch einen Austrittspalt (38), vorzugsweise einen spiralförmig aufgewi¬ ckelten Austrittsspalt (38) erfolgt.
EP14783810.6A 2014-10-09 2014-10-09 Zweistoffdüse Active EP3204167B1 (de)

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