EP4711673A1 - Fluid-mischeinheit mit einem venturi-mischer, der einen schlitzförmigen fluid-mischabschnitt aufweist - Google Patents

Fluid-mischeinheit mit einem venturi-mischer, der einen schlitzförmigen fluid-mischabschnitt aufweist

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Publication number
EP4711673A1
EP4711673A1 EP25197183.4A EP25197183A EP4711673A1 EP 4711673 A1 EP4711673 A1 EP 4711673A1 EP 25197183 A EP25197183 A EP 25197183A EP 4711673 A1 EP4711673 A1 EP 4711673A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
slot
mixer body
mixer
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25197183.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick Hemmen
Ravi Tej Gadamsetti
Kerem Ozgur
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4711673A1 publication Critical patent/EP4711673A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors

Definitions

  • the present invention relates to a fluid mixing unit for mixing a first fluid with a second fluid to produce a fluid mixture, comprising a Venturi mixer having a mixer body with a slotted fluid mixing section for mixing the first fluid with the second fluid.
  • the WO 2023/166059 A1 This describes a fluid mixing unit with a main body having a polygonal cross-section.
  • the main body has a first area for receiving fuel gas and a second area for receiving air.
  • the fluid mixing unit includes an elongated hollow structure located in the first area.
  • This elongated structure has a funnel shape, receives the fuel gas from a gas inlet, and discharges it through an outlet slot at a mixer outlet of the fluid mixing unit.
  • the elongated structure extends transversely to the main body, and the outlet slot generally extends from one end of the mixer outlet to the other.
  • the elongated structure, and thus the outlet slot They only partially cover the mixer outlet. Consequently, the combustion gas exiting the outlet slot meets the air flowing through the second section of the main body and around the elongated structure at the mixer outlet, creating an air-gas mixture.
  • the present invention relates to a fluid mixing unit for mixing a first fluid with a second fluid to produce a fluid mixture, comprising: a Venturi mixer with a mixer body extending along a longitudinal axis of the Venturi mixer from an inlet end for the first fluid to flow into the mixer body to an outlet end for the fluid mixture to flow out of the mixer body, wherein a slot-shaped constriction is provided in the mixer body along the longitudinal axis between the inlet end and the outlet end, at which a slot-shaped fluid mixing section is formed for mixing the first fluid with the second fluid; and an interchangeable distributor pipe with a distributor channel connected to a slot-shaped fluid outlet, wherein the slot-shaped fluid outlet is arranged in the region of the slot-shaped constriction in the mixer body, and wherein the interchangeable distributor pipe is detachably attached to the mixer body.
  • a compact and space-saving fluid mixing unit can be provided. This allows for a reduction in the corresponding fluid mixture volume within the mixing unit, thereby increasing its operational reliability. Furthermore, the material costs associated with manufacturing the fluid mixing unit can be reduced.
  • the provision of the slot-shaped constriction in the mixer body and the slot-shaped fluid outlet of the replaceable distributor tube ensures a suitable mixing rate, as this allows the first and second fluids to be distributed evenly across the slot-shaped fluid mixing section and the cross-section of the Venturi mixer, respectively.
  • this prevents the occurrence of unwanted flow separation and The occurrence of recirculation currents can be largely prevented, so that the corresponding pressure loss of the Venturi mixer of the fluid mixing unit can advantageously be reduced, at least significantly.
  • the fluid mixing unit can be manufactured easily and cost-effectively by dividing it into the Venturi mixer and the interchangeable distributor tube.
  • common manufacturing processes and materials can be used.
  • the division into the Venturi mixer and the interchangeable distributor tube allows for simple and quick adaptation of the fluid mixing unit for use with different fluids, since different distributor tubes can be used with a single Venturi mixer. This is particularly advantageous for fluid mixing units that are designed from the outset for use with different fluids, e.g., for use with hydrogen or natural gas, or other gases such as methane.
  • the slot-shaped fluid mixing section has a length in a longitudinal direction and a width in a lateral direction, wherein the length is at least 1.2 times the width.
  • the distribution channel has a geometric center of gravity and a hydraulic diameter, wherein the distance between the geometric center of gravity and the slotted fluid outlet is at least 80% of the hydraulic diameter.
  • the mixer body forms a fluid guide channel between the inlet end and the slot-shaped constriction, with a distance along the longitudinal axis between the slot-shaped fluid outlet and a
  • the smallest opening width of the fluid guide channel is smaller than the smallest opening width of the fluid guide channel or smaller than the opening width of the slotted fluid outlet.
  • a converging nozzle is arranged on the distribution channel, forming the slot-shaped fluid outlet.
  • the replaceable distribution pipe is made of plastic, composite material, or metal.
  • the replaceable distributor pipe can be arranged at at least two different longitudinal positions along the longitudinal axis of the Venturi mixer.
  • the slot-shaped fluid outlet has an adjustable opening width.
  • the adjustable opening width is adjustable via at least one adjusting device, in particular an adjusting screw, by deforming the slot-shaped fluid outlet.
  • the adjustable opening width can be set to suit the specific application using a simple and straightforward adjustment device.
  • the slot-shaped fluid outlet is rectangular or wedge-shaped.
  • At least one axial end of the replaceable distributor pipe arranged in the mixer body is sealed fluid-tight by the mixer body, a cap, or a plug.
  • the axial end of the replaceable distributor pipe located in the mixer body can be easily sealed in a fluid-tight manner.
  • the mixer body has a lateral opening through which the replaceable distributor pipe engages in the mixer body.
  • the replaceable distributor pipe for sealing the mixer body is connected to the mixer body via an associated seal, wherein the associated seal is arranged in the area of the lateral opening.
  • a retaining flange is provided for fixing the replaceable distribution pipe in the mixer body.
  • the first fluid is air and the second fluid is a flammable gas, or the first fluid is a flammable gas and the second fluid is air, wherein the fluid mixture is a flammable air-gas mixture for an air-gas mixture combustion device with a slotted combustion unit.
  • the fluid mixing unit can be easily used in an air-gas mixture combustion device with a slotted combustion unit.
  • the present invention also relates to an air-gas mixture combustion device with a slot-shaped combustion unit and with an air-gas mixing unit, which is designed according to the type of the fluid mixing unit described above.
  • FIG. 1 shows an exemplary fluid-mixture combustion device 100 with a fluid mixing unit 110 according to the present invention and a slot-shaped combustion unit 120.
  • the fluid mixing unit 110 has a Venturi mixer 150 for mixing a first fluid with a second fluid to produce a fluid mixture 130.
  • the first fluid is air and the second fluid is a gas, in particular a flammable gas, e.g., hydrogen or natural gas, or another flammable gas such as methane.
  • the first fluid can also be a gas and the second fluid air.
  • the fluid mixture 130 is preferably a flammable air-gas mixture, in particular a homogeneous mixture of air and gas, so that the fluid mixture combustion device 100 is preferably an air-gas mixture combustion device.
  • This air-gas mixture combustion device can be used, for example, for the combustion of a flammable air-gas mixture in a boiler or, more generally, in a building heating system.
  • the fluid-mixture combustion device 100 has a feed unit 112 for supplying a first fluid and a feed unit 116 for supplying a second fluid.
  • the feed unit 112 can include a fan 114, which can be operated at an adjustable fan speed and/or within predetermined fan speed ranges to supply the fluid mixing unit 110 with a suitable, in particular homogeneous, airflow.
  • the first fluid is fed via a feed channel 115 to an inlet end 113 of a mixer body 117 of the Venturi mixer 150 of the fluid mixing unit 110.
  • the feed channel 115 is shown to be integrally formed with the Venturi mixer 150 or at least fluid-tightly connected to it.
  • the mixer body 117 extends from the inlet end 113 for the inflow of the first fluid into the mixer body 117 to an outlet end 132 for the outflow of the fluid mixture 130 from the mixer body 117.
  • a slot-shaped fluid mixing section 118 is formed between the inlet end 113 and the outlet end 132 for mixing the first fluid with the second fluid.
  • the fluid mixture 130 is fed to the combustion unit 120 via the outlet end 132 of the mixer body 117.
  • the outlet end 132 can have a slot-shaped cross-section 133.
  • the combustion unit 120 is provided, by way of example, with a burner surface 124, which is arranged downstream of the fluid mixing unit 110, so that the fluid mixture 130, which is formed in the air-gas mixing section 118, flows towards the burner surface 124.
  • the fluid mixture 130 can thus be combusted by the combustion unit 120 and, in particular, at the burner surface 124.
  • the burner surface 124 is shown with a flame 122, which is stabilized relative to the burner surface 124.
  • Fig. 2 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 1 with the mixer body 117, which extends, for illustrative purposes, along a longitudinal axis 205 from the inlet end 113 to the outlet end 132 and forms the slot-shaped fluid mixing section 118.
  • the outlet end 132 has, for illustrative purposes, the slot-shaped cross-section 133
  • the slot-shaped fluid mixing section 118 has, for illustrative purposes, a slot-shaped cross-section 215.
  • the slot-shaped fluid mixing section 118 is arranged at a slot-shaped constriction 250 of the mixer body 117, which is provided in the mixer body 117 along the longitudinal axis 205 between the inlet end 113 and the outlet end 132.
  • the slot-shaped fluid mixing section 118 has a length 222 in a longitudinal direction 225 and a width 232 in a transverse direction 235, wherein the length 222 is at least 1.2 times the width 232.
  • the slot-shaped cross-section 215 has a first side 220 with a length 222 in the longitudinal direction 225 and a second side 230 with a width 232 in the transverse direction 235, wherein the length 222 is preferably at least 1.2 times the width 232 (i.e., the length 222 is greater than or equal to 1.2 times the width 232).
  • the length 222 can be less than or equal to 20 times the width 232.
  • the length 222 greater than or equal to 4 times the width 232 and less than or equal to 12 times the width 232.
  • Fig. 3 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 1 and Fig. 2 with the mixer body 117, which extends illustratively along the longitudinal axis 205 of Fig. 2 extends.
  • the Venturi mixer 150 is associated with an interchangeable distribution pipe 340, which is detachably attached to the mixer body 117, as shown below. Figs. 12 to 19 described.
  • the replaceable distributor tube 340 it can preferably be pushed laterally into or pulled out of the mixer body 117, as indicated by a double arrow 399.
  • the Venturi mixer 150 and the replaceable distributor tube 340 are separate components that can be manufactured independently of each other.
  • the replaceable distributor pipe 340 has a distributor channel 350 connected to a slotted fluid outlet 360.
  • the distributor channel 350 enables uniform fluid distribution over the entire length of the slotted fluid outlet 360.
  • the slotted fluid outlet 360 can be, for example, rectangular or wedge-shaped and is available in Fig. 3 For example, rectangular.
  • a converging nozzle 355 is arranged on the distribution channel 350, which extends along the longitudinal axis 205 away from the distribution channel 350 and forms the slot-shaped fluid outlet 360.
  • the replaceable distribution tube 340 is made of plastic, composite material, or metal.
  • Fig. 4 shows the interchangeable distribution pipe 340 from Fig. 3 , which has the distribution channel 350 with the converging nozzle 355, which forms the slot-shaped fluid outlet 360 and extends along the longitudinal axis 205 away from the distribution channel 350.
  • the replaceable distribution pipe 340 has a length (L) 430, a height (H) 420 and a width (B) 410.
  • the length 430 is greater than the height 420 and also greater than the width 410, i.e., L > H and L > B. Furthermore, a cross-section of the replaceable distributor pipe 340 formed by a height 420 and a width 410 is smaller than one formed by a height 420 and a length 430. 430 or cross-section formed by width 410 and length 430 respectively, i.e. H * B ⁇ H * L and H * B ⁇ B * L.
  • Fig. 5 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 1 and Fig. 2 with the mixer body 117, which extends illustratively along the longitudinal axis 205 of Fig. 2 from the inlet end 113 to the outlet end 132, forming the slot-shaped fluid mixing section 118.
  • the slot-shaped fluid mixing section 118 is located at the slot-shaped constriction 250 of the mixer body 117, which is provided in the mixer body 117 along the longitudinal axis 205 between the inlet end 113 and the outlet end 132.
  • the replaceable distributor pipe 340 is located in the mixer body 117.
  • Fig. 3 and Fig. 4 arranged, which has the distribution channel 350 with the converging nozzle 355, which forms the slot-shaped fluid outlet 360.
  • a first fluid 510 e.g., air
  • a second fluid 520 e.g., a gas, in particular a flammable gas such as hydrogen, natural gas, or methane
  • the first fluid 510 and the second fluid 520 are mixed in the slotted fluid mixing section 118 to produce the fluid mixture 130.
  • the slot-shaped fluid outlet 360 is located in the area of the slot-shaped constriction 250 in the mixer body 117. This creates a fluid guidance channel 513 between the inlet end 113 and the slot-shaped constriction 250, for guiding the first fluid 510 along the replaceable distributor pipe 340.
  • Fig. 6 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 5 with the mixer body 117, which extends illustratively along the longitudinal axis 205 and has a slotted shape
  • the mixer body 117 has a constriction 250.
  • the replaceable distributor pipe 340 is arranged in the mixer body 117, which has the distributor channel 350 with the converging nozzle 355, forming the slot-shaped fluid outlet 360.
  • the mixer body 117 and the replaceable distributor pipe 340 form the fluid guide channel 513.
  • the distribution channel 350 has a geometric center of gravity 652 and an associated hydraulic diameter, wherein a distance 658 between the geometric center of gravity 652 and the slot-shaped fluid outlet 360 is at least 80% of the associated hydraulic diameter.
  • the distance between the slot-shaped fluid outlet 360 and a smallest opening width 670 of the fluid guide channel 513 is preferably along the longitudinal axis 205 a distance 680 smaller than a smallest opening width 670 of the fluid guide channel 513 or smaller than an opening width 660 of the slot-shaped fluid outlet 360.
  • Fig. 7 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 5 with the mixer body 117, which extends for illustrative purposes along the longitudinal axis 205 and has the slot-shaped constriction 250.
  • the replaceable distributor tube 340 with the slot-shaped fluid outlet 360 is arranged in the mixer body 117.
  • the interchangeable distributor pipe 340 can be arranged along the longitudinal axis 205 of the Venturi mixer 150 at at least two different longitudinal positions 700.
  • FIG. 7 Illustrative shows part (A) of Fig. 7
  • the interchangeable distributor pipe 340 is displaced in the direction of an arrow 750 along the longitudinal axis 205 from a second longitudinal position 720 (only indicated in the drawing) to a first longitudinal position 710.
  • part (B) of Fig. 7 the interchangeable distributor pipe 340, which is moved in the direction of an arrow 770 along the longitudinal axis 205 from the first longitudinal position 710, which is only indicated in the drawing, to the second longitudinal position 720.
  • Fig. 8 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 5 with the mixer body 117, which has the slot-shaped constriction 250.
  • the replaceable distributor tube 340 is arranged in the mixer body 117, which has the converging nozzle 355, which forms the slot-shaped fluid outlet 360.
  • the slot-shaped fluid outlet 360 has an adjustable opening width of 660.
  • Illustrative shows part (A) of Fig. 8 the slot-shaped fluid outlet 360 with the opening width 660 set as an example to a maximum opening width of 810.
  • part (B) of Fig. 8 the slot-shaped fluid outlet 360 with the opening width 660 set as an example to a minimum opening width of 820.
  • Fig. 9 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 5 with the mixer body 117, which has the slot-shaped constriction 250.
  • the replaceable distributor tube 340 is arranged in the mixer body 117, which has the converging nozzle 355 that forms the slot-shaped fluid outlet 360.
  • the replaceable distribution pipe 340 along the longitudinal axis 205 of the Venturi mixer 150 according to Fig. 7 can be arranged at least two different longitudinal positions 700 and the slot-shaped fluid outlet 360 has according to Fig. 8 the adjustable opening width is 660.
  • Illustrative shows part (A) of Fig. 9
  • the interchangeable distributor pipe 340 in the second longitudinal position 720 and in the first longitudinal position 710, which is only indicated in the drawing, wherein the set opening width 660 of the slot-shaped fluid outlet 360 in the second longitudinal position corresponds to the maximum opening width 810.
  • Part (B) of Fig. 9 In contrast, the interchangeable distributor pipe 340 shows in the first longitudinal position 710 and in the second, only indicated in the drawing, longitudinal position 720, whereby the set opening width 660 of the slot-shaped fluid outlet 360 in the first longitudinal position corresponds to the minimum opening width 820.
  • Fig. 10 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 5 with the mixer body 117, which has the slot-shaped constriction 250.
  • the replaceable distributor pipe 340 is arranged in the mixer body 117, which has the converging nozzle 355, which forms the slot-shaped fluid outlet 360.
  • At least one adjustment device 1010 is provided, with which an opening width (660 in Fig. 8 and Fig. 9 The opening width of the slotted fluid outlet (360) is adjustable.
  • at least one adjusting device 1010 is designed as an adjusting screw 1020, with which the opening width of the slotted fluid outlet 360 can be adjusted by deforming the slotted fluid outlet 360.
  • the adjusting screw 1020 is screwed into the mixer body 117 and reaches through it to the converging nozzle 355.
  • the adjustment device 1010 can have an electronic actuator, such as a stepper motor. This allows the opening width to be adjusted or dynamically controlled as needed, even during operation of the Venturi mixer 150.
  • Fig. 11 shows the interchangeable distribution pipe 340 from Fig. 4 with the distribution channel 350, on which the converging nozzle 355 is arranged, forming the slotted fluid outlet 360.
  • the converging nozzle 355 or the slotted fluid outlet 360 has, for illustrative purposes, a length (L) of 430 of the replaceable distribution pipe 340 or of the distribution channel 350, respectively.
  • the slot-shaped fluid outlet 360 is wedge-shaped.
  • the corresponding opening width of the slot-shaped fluid outlet 360 is reduced, for example, from a maximum value of 1110 to a minimum value of 1120.
  • Fig. 12 shows the Venturi mixer 150 from Fig. 5 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor tube 340 is arranged.
  • the mixer body 117 and the replaceable distributor tube 340 are shown here in a highly simplified manner for the sake of simplicity and clarity of the drawing.
  • the first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixer body 117 in order to mix in the mixer body 117, or in the slot-shaped fluid mixing section 118, respectively.
  • Fig. 5 of the mixer body 117 to be mixed into the fluid mixture 130.
  • the mixer body 117 has a lateral opening 1210.
  • the replaceable distribution pipe 340 is inserted through the lateral opening 1210 into the Mixer body 117 is inserted.
  • An axial end 1202 of the replaceable distributor pipe 340 arranged in the mixer body 117 is preferably sealed in a fluid-tight manner.
  • Fig. 13 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has the lateral opening 1210 through which the replaceable distributor pipe 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor pipe 340, located in the mixer body 117, is shown to be fluid-tightly sealed by a sealing cap 1310.
  • the sealing cap 1310 can be attached to the replaceable distributor pipe 340 by welding, soldering, or gluing.
  • Fig. 14 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has the lateral opening 1210 through which the replaceable distributor pipe 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor pipe 340, arranged in the mixer body 117, is shown to be fluid-tightly sealed by a sealing plug 1410.
  • the sealing plug 1410 can, for example, be pressed into the replaceable distributor pipe 340.
  • the sealing plug 1410 can, for example, be made of an elastomer, preferably rubber.
  • Fig. 15 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has the lateral opening 1210 through which the replaceable distributor pipe 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor pipe 340, arranged in the mixer body 117, is shown to be fluid-tightly sealed by the mixer body 117 for illustrative purposes.
  • the axial end 1202 can, for example, be pressed into the mixer body 117.
  • Fig. 16 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has a lateral opening 1210 through which the replaceable distributor tube 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor tube 340, located in the mixing body 117, is sealed in a fluid-tight manner.
  • a retaining flange 1610 is provided for fixing the replaceable distribution pipe 340 in the mixer body 117.
  • the retaining flange 1610 is preferably attached to the mixer body 117 by means of suitable fastening means 1650.
  • the retaining flange 1610 can be shown to be connected to the feed unit 116.
  • Fig. 1 The second fluid 520 is connected to the other components, illustratively acting as an adapter.
  • the retaining flange 1610 is a separate component.
  • Fig. 17 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has a lateral opening 1210 through which the replaceable distributor tube 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor tube 340, located in the mixing body 117, is sealed in a fluid-tight manner.
  • the retaining flange 1610 is... Fig. 16 provided for fixing the replaceable distributor pipe 340 in the mixer body 117, wherein the retaining flange 1610 can be connected to the feed unit 116 for feeding the second fluid 520 for illustrative purposes and thereby assumes the function of an adapter.
  • the replaceable distributor pipe 340 is connected to the mixer body 117 via an associated seal 1710 for sealing the mixer body 117 in the area of the lateral opening 1210.
  • the associated seal 1710 is arranged in the area of the lateral opening 1210, for illustrative purposes between the mixer body 117 and the retaining flange 1610, and preferably attached to the replaceable distributor pipe 340.
  • the associated seal 1710 can, for example, be made of elastomer, preferably rubber.
  • Fig. 18 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has a lateral opening 1210 through which the replaceable distributor tube 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor tube 340, located in the mixing body 117, is sealed in a fluid-tight manner.
  • the retaining flange 1610 is... Fig. 16 provided for fixing the replaceable distributor pipe 340 in the mixer body 117, wherein the retaining flange 1610 can be connected to the feed unit 116 for feeding the second fluid 520 for illustrative purposes and thereby assumes the function of an adapter.
  • the replaceable distributor pipe 340 is connected to the mixer body 117 via an associated seal 1810 for sealing the mixer body 117 in the area of the lateral opening 1210.
  • the associated seal 1810 is arranged in the area of the lateral opening 1210, for illustrative purposes between the mixer body 117 and the retaining flange 1610, and is preferably designed as a separate component.
  • the associated seal 1810 can, for example, be made of elastomer, preferably rubber.
  • Fig. 19 shows the Venturi mixer 150 with the mixer body 117, in which the replaceable distributor pipe 340 is located according to Fig. 12
  • the mixing body 117 is arranged as follows: The first fluid 510 and the second fluid 520 are supplied to the mixing body 117 and mixed to form the fluid mixture 130.
  • the mixing body 117 has a lateral opening 1210 through which the replaceable distributor tube 340 is inserted into the mixing body 117.
  • the axial end 1202 of the replaceable distributor tube 340, located in the mixing body 117, is fluid-tight.
  • the replaceable distributor tube 340 is also used to seal the mixing body 117. Area of the side opening 1210 according to Fig. 18 connected to the mixer body 117 via the associated seal 1810.
  • a retaining flange 1910 is provided for fixing the replaceable distributor pipe 340 in the mixer body 117.
  • the retaining flange 1910 is preferably connected to the replaceable distributor pipe 340 and is particularly preferably designed as an integral component of the replaceable distributor pipe 340.
  • the retaining flange 1910 can be shown with the feed unit 116 of Fig. 1 to supply the second fluid 520, thereby illustratively assuming the function of an adapter.
  • Fig. 20 shows the interchangeable distribution pipe 340 from Fig. 4 with the distribution channel 350, on which the converging nozzle 355 is arranged, forming the slot-shaped fluid outlet 360.
  • the replaceable distribution tube 340 is shown here in three different views in parts (A) to (C).
  • Part (A) shows the replaceable distribution pipe 340 as an example with the integrated retaining flange 1910 from Fig. 19 A top view of the slotted fluid outlet 360 is shown.
  • the slotted fluid outlet 360 is illustrated here as a rectangular slot.
  • Part (B) shows a section through the replaceable distributor pipe 340 of Part (A) along a section line B-B.
  • Part (B) illustrates the arrangement of the converging nozzle 355 with the slotted fluid outlet 360 on the distributor channel 350 of the replaceable distributor pipe 340.
  • Part (C) is a section through the replaceable distributor pipe 340 of part (B) along a section line C-C.
  • Part (C) illustrates machining directions 2010, 2020 for forming the replaceable distributor pipe 340.
  • the replaceable distributor pipe 340 can be manufactured by machining in the machining directions 2010, 2020 or by casting.
  • Fig. 21 shows the interchangeable distribution pipe 340 from Fig. 4 with the distribution channel 350, on which the converging nozzle 355 is arranged, forming the slot-shaped fluid outlet 360.
  • the replaceable distribution tube 340 is shown here in three different views in parts (A) to (C).
  • Part (A) shows the replaceable distribution pipe 340 as an example with the integrated retaining flange 1910 from Fig. 19 A top view of the slot-shaped fluid outlet 360 is shown.
  • the slot-shaped fluid outlet 360 is illustrated as being formed from a series of point-shaped or circular openings.
  • Part (B) shows a section through the replaceable distributor pipe 340 of Part (A) along a section line B-B.
  • Part (B) illustrates the arrangement of the converging nozzle 355 with the slotted fluid outlet 360 on the distributor channel 350 of the replaceable distributor pipe 340.
  • Part (C) is a section through the replaceable distributor pipe 340 of part (B) along a section line C-C.
  • Part (C) illustrates machining directions 2010 and 2020 for forming the replaceable distributor pipe 340.
  • the replaceable distributor pipe 340 can be manufactured by machining in the machining directions 2010 and 2020 or by casting.
  • part (C) illustrates the formation of a plurality of point-shaped or circular openings, of which, for the sake of simplicity, only two openings are individually labelled with reference numerals 362 and 364.

Landscapes

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Abstract

Eine Fluid-Mischeinheit zum Mischen eines ersten Fluids (510) mit einem zweiten Fluid (520) zur Erzeugung eines Fluid-Gemischs (130), aufweisend: einen Venturi-Mischer (150) mit einem Mischerkörper (117), der sich entlang einer Längsachse (205) des Venturi-Mischers (150) von einem Einströmungsende (113) zum Einströmen des ersten Fluids (510) in den Mischerkörper (117) bis zu einem Ausströmungsende (132) zum Ausströmen des Fluid-Gemischs (130) aus dem Mischerkörper (117) erstreckt, wobei im Mischerkörper (117) entlang der Längsachse (205) zwischen dem Einströmungsende (113) und dem Ausströmungsende (132) eine schlitzförmige Engstelle (250) vorgesehen ist, an der ein schlitzförmiger Fluid-Mischabschnitt (118) zum Mischen des ersten Fluids (510) mit dem zweiten Fluid (520) ausgebildet ist; und ein austauschbares Verteilerrohr (340) mit einem Verteilerkanal (350), der mit einem schlitzförmigen Fluidauslass (360) verbunden ist, wobei der schlitzförmige Fluidauslass (360) im Bereich der schlitzförmigen Engstelle (250) im Mischerkörper (117) angeordnet ist, und wobei das austauschbare Verteilerrohr (340) lösbar am Mischerkörper (117) befestigt ist.

Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluid-Mischeinheit zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid zur Erzeugung eines Fluid-Gemischs, mit einem Venturi-Mischer, der einen Mischerkörper mit einem schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt zum Mischen des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid aufweist.
  • Die EP 4 080 118 A1 beschreibt eine derartige Fluid-Mischeinheit zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid zur Erzeugung eines Fluid-Gemischs. Diese Fluid-Mischeinheit ist nach Art einer Luft-Gas-Mischeinheit ausgebildet, bei der Luft aus einer Luftversorgungseinheit, welche das erste Fluid bildet, mit Gas aus einer Gasversorgungseinheit, welches das zweite Fluid bildet, zur Bildung eines brennbaren Luft-Gas-Gemisches, welches das Fluid-Gemisch bildet, für eine Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung mit einer schlitzförmigen Brenneinheit gemischt wird. Hierbei weist die Luft-Gas-Mischeinheit einen Luft-Gas-Mischabschnitt mit einem schlitzförmigen Querschnitt auf.
  • Die WO 2023/166059 A1 beschreibt eine Fluid-Mischeinheit mit einem Hauptkörper, der einen polygonalen Querschnitt aufweist. Der Hauptkörper hat einen ersten Bereich zur Aufnahme von Brenngas und einen zweiten Bereich zur Aufnahme von Luft. Die Fluid-Mischeinheit umfasst eine längliche Hohlstruktur, die sich im ersten Bereich befindet. Die längliche Struktur weist eine Trichterform auf, empfängt das Brenngas von einem Gaseinlass und gibt das empfangene Brenngas aus einem Auslassschlitz an einem Mischerauslass der Fluid-Mischeinheit ab. Hierzu erstreckt sich die längliche Struktur quer zum Hauptkörper und der Auslassschlitz erstreckt sich grundsätzlich von einem Ende zum anderen Ende des Mischerauslasses. Die längliche Struktur und somit der Auslassschlitz decken den Mischerauslass nur teilweise ab. Dementsprechend trifft das aus dem Auslassschlitz austretende Brenngas am Mischerauslass auf die durch den zweiten Bereich des Hauptkörpers und um die längliche Struktur herum strömende Luft, sodass ein Luft-Gas-Gemisch entsteht.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluid-Mischeinheit zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid zur Erzeugung eines Fluid-Gemischs, aufweisend: einen Venturi-Mischer mit einem Mischerkörper, der sich entlang einer Längsachse des Venturi-Mischers von einem Einströmungsende zum Einströmen des ersten Fluids in den Mischerkörper bis zu einem Ausströmungsende zum Ausströmen des Fluid-Gemischs aus dem Mischerkörper erstreckt, wobei im Mischerkörper entlang der Längsachse zwischen dem Einströmungsende und dem Ausströmungsende eine schlitzförmige Engstelle vorgesehen ist, an der ein schlitzförmiger Fluid-Mischabschnitt zum Mischen des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid ausgebildet ist; und ein austauschbares Verteilerrohr mit einem Verteilerkanal, der mit einem schlitzförmigen Fluidauslass verbunden ist, wobei der schlitzförmige Fluidauslass im Bereich der schlitzförmigen Engstelle im Mischerkörper angeordnet ist, und wobei das austauschbare Verteilerrohr lösbar am Mischerkörper befestigt ist.
  • Durch eine Anordnung des schlitzförmigen Fluidauslasses des austauschbaren Verteilerrohrs im Bereich der schlitzförmigen Engstelle im Mischerkörper kann eine kompakte und bauraumsparende Fluid-Mischeinheit bereitgestellt werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung eines entsprechenden Fluid-Gemisch-Volumens in der Fluid-Mischeinheit, wodurch diese im Betrieb sicherer wird. Darüber hinaus können jeweilige Materialkosten bei einer Herstellung der Fluid-Mischeinheit reduziert werden.
  • Darüber hinaus ermöglicht die Bereitstellung der schlitzförmigen Engstelle im Mischerkörper und des schlitzförmigen Fluidauslasses des austauschbaren Verteilerrohrs eine Gewährleistung eine geeigneten Mischrate, da hierdurch das erste und zweite Fluid gleichmäßig über den schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt bzw. den Querschnitt des Venturi-Mischers verteilt werden können. Insbesondere können hierdurch ein Auftreten einer ungewünschten Strömungsablösung sowie ein Auftreten von Rezirkulationsströmen zumindest weitgehend verhindert werden, sodass ein entsprechender Druckverlust des Venturi-Mischers der Fluid-Mischeinheit vorteilhafterweise zumindest signifikant reduziert werden kann.
  • Des Weiteren kann die Fluid-Mischeinheit durch die Unterteilung in den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr auf einfache Art und Weise mit reduzierten Kosten hergestellt werden. Insbesondere können bei der Herstellung gebräuchliche Verfahren und Materialien Anwendung finden.
  • Darüber hinaus ermöglicht die Unterteilung in den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr eine einfache und schnelle Adaptierung der Fluid-Mischeinheit zur Verwendung mit unterschiedlichen Fluiden, da bei einem vorgegebenen Venturi-Mischer unterschiedliche Verteilerrohre Anwendung finden können. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Fluid-Mischeinheiten, die bereits ab Herstellung zur Verwendung mit unterschiedlichen Fluiden vorgesehen sind, z. B. zur Verwendung mit Wasserstoff oder Erdgas, oder anderen Gasen wie z.B. Methan.
  • Bevorzugt weist der schlitzförmige Fluid-Mischabschnitt eine Länge in einer Längsrichtung und eine Breite in einer Breitenrichtung auf, wobei die Länge mindestens das 1,2-fache der Breite beträgt.
  • Somit kann auf einfache Art und Weise die schlitzförmige Ausbildung des Fluid-Mischabschnitts gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise weist der Verteilerkanal einen geometrischen Schwerpunkt und einen hydraulischen Durchmesser auf, wobei ein Abstand zwischen dem geometrischen Schwerpunkt und dem schlitzförmigen Fluidauslass mindestens 80 % des hydraulischen Durchmessers beträgt.
  • Hierdurch kann sichergestellt werden, dass entsprechende Flussrichtungen des ersten und zweiten Fluids im schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt zumindest im Wesentlichen parallel zueinander sind.
  • Bevorzugt bildet der Mischerkörper zwischen dem Einströmungsende und der schlitzförmigen Engstelle einen Fluidführungskanal aus, wobei entlang der Längsachse eine Distanz zwischen dem schlitzförmigen Fluidauslass und einer kleinsten Öffnungsweite des Fluidführungskanals kleiner als die kleinste Öffnungsweite des Fluidführungskanals oder kleiner als eine Öffnungsweite des schlitzförmigen Fluidauslasses ist.
  • Somit kann auf einfache Art und Weise ein maximaler Ansaugdruck zum Ansaugen des zweiten Fluids aus dem schlitzförmigen Fluidauslass in den schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt erzeugt werden.
  • Vorzugsweise ist an dem Verteilerkanal eine konvergierende Düse angeordnet, die den schlitzförmigen Fluidauslass bildet.
  • Somit kann sicher und zuverlässig eine Position des maximalen Ansaugdrucks im Venturi-Mischer vorgegeben werden.
  • Bevorzugt weist das austauschbare Verteilerrohr Plastik, Verbundwerkstoff, oder Metall auf.
  • Somit können weit verbreitete, einfach zu verarbeitende und kostengünstige Materialien zur Herstellung des austauschbaren Verteilerrohrs Anwendung finden.
  • Vorzugsweise ist das austauschbare Verteilerrohr entlang der Längsachse des Venturi-Mischers an mindestens zwei unterschiedlichen Längspositionen anordenbar.
  • Hierdurch kann auf einfache Art und Weise ein verfügbarer Durchflussquerschnitt für das erste Fluid anwendungsspezifisch adaptiert werden.
  • Bevorzugt weist der schlitzförmige Fluidauslass eine einstellbare Öffnungsweite auf.
  • Somit kann sicher und zuverlässig ein verfügbarer Durchflussquerschnitt für das zweite Fluid anwendungsspezifisch adaptiert werden.
  • Vorzugsweise ist die einstellbare Öffnungsweite über mindestens eine Einstelleinrichtung, insbesondere eine Einstellschraube, durch eine Verformung des schlitzförmigen Fluidauslasses einstellbar.
  • Somit kann die einstellbare Öffnungsweite mit einer einfachen und unkomplizierten Einstelleinrichtung anwendungsspezifisch eingestellt werden.
  • Bevorzugt ist der schlitzförmige Fluidauslass rechteckig oder keilförmig.
  • Somit kann eine schlitzförmige Ausgestaltung des Fluidauslasses gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise ist zumindest ein im Mischerkörper angeordnetes axiales Ende des austauschbaren Verteilerrohrs durch den Mischerkörper, eine Verschlusskappe, oder einen Verschlussstopfen fluiddicht verschlossen.
  • Somit kann das im Mischerkörper angeordnete axiale Ende des austauschbaren Verteilerrohrs auf einfache Art und Weise fluiddicht verschlossen werden.
  • Bevorzugt weist der Mischerkörper eine seitliche Öffnung auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr in den Mischerkörper eingreift.
  • Hierdurch kann ein vergleichsweise schnelles und unkompliziertes Einsetzen und Austauschen des austauschbaren Verteilerrohrs ermöglicht werden.
  • Vorzugsweise ist das austauschbare Verteilerrohr zur Abdichtung des Mischerkörpers über eine zugeordnete Dichtung mit dem Mischerkörper verbunden, wobei die zugeordnete Dichtung im Bereich der seitlichen Öffnung angeordnet ist.
  • Somit kann eine geeignete Abdichtung des Mischerkörpers über die zugeordnete Dichtung im Bereich der seitlichen Öffnung ermöglicht werden.
  • Bevorzugt ist ein Halteflansch zur Fixierung des austauschbaren Verteilerrohrs im Mischerkörper vorgesehen.
  • Hierdurch kann das austauschbare Verteilerrohr robust und stabil im Mischerkörper fixiert werden.
  • Vorzugsweise ist das erste Fluid Luft und das zweite Fluid ein brennbares Gas, oder das erste Fluid ist ein brennbares Gas und das zweite Fluid Luft, wobei das Fluid-Gemisch ein brennbares Luft-Gas-Gemisch für eine Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung mit einer schlitzförmigen Brenneinheit ist.
  • Somit kann die Fluid-Mischeinheit auf einfache Art und Weise bei einer Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung mit einer schlitzförmigen Brenneinheit Anwendung finden.
  • Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung mit einer schlitzförmigen Brenneinheit und mit einer Luft-Gas-Mischeinheit, welche nach Art der voranstehend beschriebenen Fluid-Mischeinheit ausgebildet ist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer beispielhaften Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung mit einer Fluid-Mischeinheit, die einen Venturi-Mischer aufweist,
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht des Venturi-Mischers von Fig. 1 mit einem schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt,
    Fig. 3
    eine schematische Ansicht des Venturi-Mischers von Fig. 2 mit einem austauschbaren Verteilerrohr gemäß der vorliegenden Erfindung,
    Fig. 4
    eine schematische Ansicht des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 3,
    Fig. 5
    einen Längsschnitt durch den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr von Fig. 3,
    Fig. 6
    den Längsschnitt durch den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr von Fig. 5 gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung und Anordnung des austauschbaren Verteilerrohrs im Venturi-Mischer,
    Fig. 7
    Längsschnitte durch den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr gemäß Fig. 5 mit zwei beispielhaften Längspositionen des austauschbaren Verteilerrohrs im Venturi-Mischer,
    Fig. 8
    Längsschnitte durch den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr gemäß Fig. 5 mit zwei beispielhaften Öffnungsweiten eines schlitzförmigen Fluidauslasses des austauschbaren Verteilerrohrs,
    Fig. 9
    Längsschnitte durch den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr gemäß Fig. 5 mit zwei beispielhaften Längspositionen des austauschbaren Verteilerrohrs im Venturi-Mischer und zwei beispielhaften Öffnungsweiten eines schlitzförmigen Fluidauslasses des austauschbaren Verteilerrohrs,
    Fig. 10
    den Längsschnitt durch den Venturi-Mischer und das austauschbare Verteilerrohr von Fig. 5 mit einer Einstelleinrichtung zur Einstellung einer jeweiligen Öffnungsweite eines schlitzförmigen Fluidauslasses des austauschbaren Verteilerrohrs,
    Fig. 11
    eine schematische Ansicht des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 3 mit einem keilförmigen Fluidauslass,
    Fig. 12
    eine schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs gemäß Fig. 5 zur Verdeutlichung einer beispielhaften Montage des austauschbaren Verteilerrohrs im Venturi-Mischer,
    Fig. 13
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs gemäß Fig. 12 mit dem fluiddicht im Venturi-Mischer abgedichteten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 14
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 12 mit dem gemäß einer alternativen Variante fluiddicht im Venturi-Mischer abgedichteten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 15
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 12 mit dem gemäß einer weiteren Variante fluiddicht im Venturi-Mischer abgedichteten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 16
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 12 mit dem am Mischerkörper des Venturi-Mischers fixierten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 17
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 12 mit dem fluiddicht gegen den Venturi-Mischer abgedichteten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 18
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 12 mit dem gemäß einer Variante fluiddicht gegen den Venturi-Mischer abgedichteten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 19
    die schematische Ansicht des Venturi-Mischers und des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 12 mit dem gemäß einer alternativen Variante fluiddicht gegen den Venturi-Mischer abgedichteten, austauschbaren Verteilerrohr,
    Fig. 20
    eine schematische Ansicht des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 3 mit einem einstückigen schlitzförmigen Fluidauslass, und
    Fig. 21
    eine schematische Ansicht des austauschbaren Verteilerrohrs von Fig. 3 mit einem aus punktförmigen Öffnungen gebildeten, schlitzförmigen Fluidauslass.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Fluid-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung 100 mit einer Fluid-Mischeinheit 110 gemäß der vorliegenden Erfindung sowie einer schlitzförmigen Brenneinheit 120. Die Fluid-Mischeinheit 110 weist einen Venturi-Mischer 150 zum Mischen eines ersten Fluids mit einem zweiten Fluid zur Erzeugung eines Fluid-Gemischs 130 auf.
  • Bevorzugt ist das erste Fluid Luft und das zweite Fluid ist ein Gas, insbesondere ein brennbares Gas, z.B. Wasserstoff oder Erdgas, oder ein anderes brennbares Gas wie z.B. Methan. Alternativ hierzu kann auch das erste Fluid ein Gas und das zweite Fluid Luft sein. In beiden Fällen ist das Fluid-Gemisch 130 bevorzugt ein brennbares Luft-Gas-Gemisch, insbesondere eine homogene Mischung aus Luft und Gas, sodass die Fluid-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung 100 bevorzugt eine Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung ist. Diese Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung kann beispielsweise zur Verbrennung eines brennbaren Luft-Gas-Gemischs in einem Heizkessel oder allgemeiner in einer Gebäudeheizung eingesetzt werden.
  • Illustrativ weist die Fluid-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung 100 eine Zuführeinheit 112 zum Zuführen eines ersten Fluids und eine Zuführeinheit 116 zum Zuführen eines zweiten Fluids auf. Falls das erste Fluid Luft ist, kann die Zuführeinheit 112 einen Ventilator 114 umfassen, der mit anpassbarer Ventilatorgeschwindigkeit und/oder innerhalb vorgegebener Ventilatorgeschwindigkeitsbereiche betrieben werden kann, um die Fluid-Mischeinheit 110 mit einem geeigneten, insbesondere homogenen Luftstrom zu versorgen.
  • Beispielhaft wird das erste Fluid über einen Zuführkanal 115 einem Einströmungsende 113 eines Mischerkörpers 117 des Venturi-Mischers 150 der Fluid-Mischeinheit 110 zugeführt. Hierzu ist der Zuführkanal 115 illustrativ einstückig mit dem Venturi-Mischer 150 ausgebildet oder zumindest fluiddicht mit diesem verbunden.
  • Der Mischerkörper 117 erstreckt sich von dem Einströmungsende 113 zum Einströmen des ersten Fluids in den Mischerkörper 117 bis zu einem Ausströmungsende 132 zum Ausströmen des Fluid-Gemischs 130 aus dem Mischerkörper 117.
  • Im Mischerkörper 117 ist zwischen dem Einströmungsende 113 und dem Ausströmungsende 132 ein schlitzförmiger Fluid-Mischabschnitt 118 zum Mischen des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid ausgebildet.
  • Illustrativ wird das Fluid-Gemisch 130 über das Ausströmungsende 132 des Mischerkörpers 117 der Brenneinheit 120 zugeführt. Hierbei kann das Ausströmungsende 132 einen schlitzförmigen Querschnitt 133 aufweisen.
  • Die Brenneinheit 120 ist beispielhaft mit einer Brenneroberfläche 124 versehen, die stromabwärts von der Fluid-Mischeinheit 110 angeordnet ist, so dass das Fluid-Gemisch 130, das in dem Luft-Gas-Mischabschnitt 118 gebildet wird, in Richtung der Brenneroberfläche 124 strömt. Das Fluid-Gemisch 130 kann somit durch die Brenneinheit 120 und insbesondere an der Brenneroberfläche 124 verbrannt werden. Exemplarisch ist die Brenneroberfläche 124 mit einer Flamme 122 dargestellt, die gegenüber der Brenneroberfläche 124 stabilisiert ist.
  • Fig. 2 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 1 mit dem Mischerkörper 117, welcher sich illustrativ entlang einer Längsachse 205 vom Einströmungsende 113 bis zum Ausströmungsende 132 erstreckt und den schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt 118 ausbildet. Das Ausströmungsende 132 weist beispielhaft den schlitzförmigen Querschnitt 133 auf und der schlitzförmige Fluid-Mischabschnitt 118 weist illustrativ einen schlitzförmigen Querschnitt 215 auf. Der schlitzförmige Fluid-Mischabschnitt 118 ist an einer schlitzförmigen Engstelle 250 des Mischerkörpers 117 angeordnet, die im Mischerkörper 117 entlang der Längsachse 205 zwischen dem Einströmungsende 113 und dem Ausströmungsende 132 vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise weist der schlitzförmige Fluid-Mischabschnitt 118 eine Länge 222 in einer Längsrichtung 225 und eine Breite 232 in einer Breitenrichtung 235 auf, wobei die Länge 222 mindestens das 1,2-fache der Breite 232 beträgt. Anders ausgedrückt weist der schlitzförmige Querschnitt 215 eine erste Seite 220 mit der Länge 222 in der Längenrichtung 225 und eine zweite Seite 230 mit der Breite 232 in der Breitenrichtung 235 auf, wobei die Länge 222 vorzugsweise mindestens das 1,2-fache der Breite 232 beträgt (d.h. die Länge 222 ist größer oder gleich dem 1,2-fachen der Breite 232). Falls gewünscht, kann die Länge 222 kleiner oder gleich dem 20-fachen der Breite 232 sein. Bevorzugt ist die Länge 222 größer oder gleich dem 4-fachen der Breite 232 und kleiner oder gleich dem 12-fachen der Breite 232.
  • Fig. 3 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 1 und Fig. 2 mit dem Mischerkörper 117, welcher sich illustrativ entlang der Längsachse 205 von Fig. 2 erstreckt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dem Venturi-Mischer 150 ein austauschbares Verteilerrohr 340 zugeordnet, welches lösbar am Mischerkörper 117 befestigt ist, wie unten bei Fig. 12 bis Fig. 19 beschrieben. Um hierbei die Austauschbarkeit des austauschbaren Verteilerrohrs 340 zu ermöglichen, kann dieses bevorzugt seitlich in den Mischerkörper 117 hereingeschoben oder aus diesem herausgezogen werden, wie mit einem Doppelpfeil 399 angedeutet. Somit sind der Venturi-Mischer 150 und das austauschbare Verteilerrohr 340 separate Bauteile, die unabhängig voneinander hergestellt werden können.
  • Das austauschbare Verteilerrohr 340 weist einen Verteilerkanal 350 auf, der mit einem schlitzförmigen Fluidauslass 360 verbunden ist. Der Verteilerkanal 350 ermöglicht eine gleichmäßige Fluidverteilung über die gesamte Länge des schlitzförmigen Fluidauslasses 360. Der schlitzförmige Fluidauslass 360 kann z.B. rechteckig oder keilförmig sein und ist in Fig. 3 beispielhaft rechteckig. Bevorzugt ist an dem Verteilerkanal 350 eine konvergierende Düse 355 angeordnet, die sich illustrativ entlang der Längsachse 205 vom Verteilerkanal 350 weg erstreckt und den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Vorzugsweise weist das austauschbare Verteilerrohr 340 Plastik, Verbundwerkstoff, oder Metall auf.
  • Fig. 4 zeigt das austauschbare Verteilerrohr 340 von Fig. 3, welches den Verteilerkanal 350 mit der konvergierenden Düse 355 aufweist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet und sich entlang der Längsachse 205 vom Verteilerkanal 350 weg erstreckt. Illustrativ weist das austauschbare Verteilerrohr 340 eine Länge (L) 430, eine Höhe (H) 420 und eine Breite (B) 410 auf.
  • Aufgrund der vorgegebenen Ausgestaltung des austauschbaren Verteilerrohrs 340 mit dem schlitzförmigen Fluidauslass 360 ist die Länge 430 größer als die Höhe 420 und auch größer als die Breite 410, d.h. L > H und L > B. Darüber hinaus ist ein von der Höhe 420 und der Breite 410 gebildeter Querschnitt des austauschbaren Verteilerrohrs 340 kleiner als ein von der Höhe 420 und der Länge 430 oder von der Breite 410 und der Länge 430 jeweils gebildeter Querschnitt, d.h. H * B < H * L und H * B < B * L.
  • Hieraus ergibt sich, dass ein erforderlicher Öffnungsquerschnitt im Mischerkörper 117 des Venturi-Mischers 150 von Fig. 1 bis Fig. 3 zum Ermöglichen eines seitlichen Hereinschiebens oder Herausziehens, wie mit dem Pfeil 399 in Fig. 3 angedeutet, am kleinsten sein muss. Insbesondere kann hierdurch vorteilhafterweise die Bereitstellung eines reduzierten Montageraums und -zugangs ermöglicht werden.
  • Fig. 5 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 1 und Fig. 2 mit dem Mischerkörper 117, welcher sich illustrativ entlang der Längsachse 205 von Fig. 2 vom Einströmungsende 113 bis zum Ausströmungsende 132 erstreckt und den schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt 118 ausbildet. Der schlitzförmige Fluid-Mischabschnitt 118 ist an der schlitzförmigen Engstelle 250 des Mischerkörpers 117 angeordnet, die im Mischerkörper 117 entlang der Längsachse 205 zwischen dem Einströmungsende 113 und dem Ausströmungsende 132 vorgesehen ist. Im Mischerkörper 117 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 von Fig. 3 und Fig 4 angeordnet, welches den Verteilerkanal 350 mit der konvergierenden Düse 355 aufweist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet.
  • Illustrativ kann durch das Einströmungsende 113 ein erstes Fluid 510, z.B. Luft, und durch den Verteilerkanal 350 und den schlitzförmigen Fluidauslass 360 ein zweites Fluid 520, z.B. ein Gas, insbesondere ein brennbares Gas wie Wasserstoff, Erdgas, oder Methan, in den Mischerkörper 117 einströmen. Das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 werden im schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt 118 gemischt, um das Fluid-Gemisch 130 von Fig. 1 zu bilden.
  • Der schlitzförmige Fluidauslass 360 ist im Bereich der schlitzförmigen Engstelle 250 im Mischerkörper 117 angeordnet. Hierdurch bilden der Mischerkörper 117 und das austauschbare Verteilerrohr 340 zwischen dem Einströmungsende 113 und der schlitzförmigen Engstelle 250 einen Fluidführungskanal 513 zum Führen des ersten Fluids 510 am austauschbaren Verteilerrohr 340 aus.
  • Fig. 6 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 5 mit dem Mischerkörper 117, welcher sich illustrativ entlang der Längsachse 205 erstreckt und die schlitzförmige Engstelle 250 aufweist. Im Mischerkörper 117 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 angeordnet, welches den Verteilerkanal 350 mit der konvergierenden Düse 355 aufweist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Der Mischerkörper 117 und das austauschbare Verteilerrohr 340 bilden den Fluidführungskanal 513.
  • Bevorzugt weist der Verteilerkanal 350 einen geometrischen Schwerpunkt 652 und einen zugeordneten hydraulischen Durchmesser auf, wobei ein Abstand 658 zwischen dem geometrischen Schwerpunkt 652 und dem schlitzförmigen Fluidauslass 360 mindestens 80 % des zugeordneten hydraulischen Durchmessers beträgt. Für den zugeordneten hydraulischen Durchmesser D gilt: D = 4A/P, wobei A die Querschnittsfläche 656 des Verteilerkanals 350 senkrecht zur Längsachse 205 ist und P der Innenumfang 654 des Verteilerkanals 350 ist.
  • Darüber hinaus, oder alternativ hierzu, ist zwischen dem schlitzförmigen Fluidauslass 360 und einer kleinsten Öffnungsweite 670 des Fluidführungskanals 513 bevorzugt entlang der Längsachse 205 eine Distanz 680 kleiner als eine kleinste Öffnungsweite 670 des Fluidführungskanals 513 oder kleiner als eine Öffnungsweite 660 des schlitzförmigen Fluidauslasses 360.
  • Fig. 7 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 5 mit dem Mischerkörper 117, welcher sich illustrativ entlang der Längsachse 205 erstreckt und die schlitzförmige Engstelle 250 aufweist. Im Mischerkörper 117 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 mit dem schlitzförmigen Fluidauslass 360 angeordnet. Bevorzugt ist im Gegensatz zu Fig. 5 das austauschbare Verteilerrohr 340 entlang der Längsachse 205 des Venturi-Mischers 150 an mindestens zwei unterschiedlichen Längspositionen 700 anordenbar.
  • Illustrativ zeigt Teil (A) von Fig. 7 das in Richtung eines Pfeils 750 entlang der Längsachse 205 von einer zweiten, zeichnerisch nur angedeuteten Längsposition 720 in eine erste Längsposition 710 verschobene, austauschbare Verteilerrohr 340. Analog hierzu zeigt Teil (B) von Fig. 7 das in Richtung eines Pfeils 770 entlang der Längsachse 205 von der zeichnerisch nur angedeuteten, ersten Längsposition 710 in die zweite Längsposition 720 verschobene, austauschbare Verteilerrohr 340.
  • Fig. 8 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 5 mit dem Mischerkörper 117, welcher die schlitzförmige Engstelle 250 aufweist. Im Mischerkörper 117 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 angeordnet, welches die konvergierende Düse 355 aufweist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Bevorzugt weist im Gegensatz zu Fig. 5 der schlitzförmige Fluidauslass 360 eine einstellbare Öffnungsweite 660 auf.
  • Illustrativ zeigt Teil (A) von Fig. 8 den schlitzförmigen Fluidauslass 360 mit der beispielhaft auf eine maximale Öffnungsweite 810 eingestellten Öffnungsweite 660. Im Gegensatz hierzu zeigt Teil (B) von Fig. 8 den schlitzförmigen Fluidauslass 360 mit der beispielhaft auf eine minimale Öffnungsweite 820 eingestellten Öffnungsweite 660.
  • Fig. 9 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 5 mit dem Mischerkörper 117, welcher die schlitzförmige Engstelle 250 aufweist. Im Mischerkörper 117 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 angeordnet, welches die konvergierende Düse 355 aufweist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Bevorzugt ist im Gegensatz zu Fig. 5 das austauschbare Verteilerrohr 340 entlang der Längsachse 205 des Venturi-Mischers 150 gemäß Fig. 7 an den mindestens zwei unterschiedlichen Längspositionen 700 anordenbar und der schlitzförmige Fluidauslass 360 weist gemäß Fig. 8 die einstellbare Öffnungsweite 660 auf.
  • Illustrativ zeigt Teil (A) von Fig. 9 das austauschbare Verteilerrohr 340 in der zweiten Längsposition 720 sowie in der ersten, zeichnerisch nur angedeuteten Längsposition 710, wobei die eingestellte Öffnungsweite 660 des schlitzförmigen Fluidauslassen 360 in der zweiten Längsposition der maximalen Öffnungsweite 810 entspricht. Teil (B) von Fig. 9 hingegen zeigt das austauschbare Verteilerrohr 340 in der ersten Längsposition 710 sowie in der zweiten, zeichnerisch nur angedeuteten Längsposition 720, wobei die eingestellte Öffnungsweite 660 des schlitzförmigen Fluidauslassen 360 in der ersten Längsposition der minimalen Öffnungsweite 820 entspricht.
  • Fig. 10 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 5 mit dem Mischerkörper 117, welcher die schlitzförmige Engstelle 250 aufweist. Im Mischerkörper 117 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 angeordnet, welches die konvergierende Düse 355 aufweist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet.
  • Im Gegensatz zu Fig. 5 ist jedoch mindestens eine Einstelleinrichtung 1010 vorgesehen, mit der eine Öffnungsweite (660 in Fig. 8 und Fig. 9) des schlitzförmigen Fluidauslasses (360) einstellbar ist. Illustrativ ist die mindestens eine Einstelleinrichtung 1010 nach Art einer Einstellschraube 1020 ausgebildet, mit der die Öffnungsweite des schlitzförmigen Fluidauslasses 360 durch eine Verformung des schlitzförmigen Fluidauslasses 360 einstellbar ist. Beispielhaft ist die Einstellschraube 1020 in den Mischerkörper 117 eingeschraubt und greift durch diesen durch auf die konvergierende Düse 355 zu.
  • Alternativ oder optional kann die Einstelleinrichtung 1010 einen elektronischen Aktuator, wie z.B. einen Schrittmotor, aufweisen. Somit kann die Öffnungsweite auch im Betrieb des Venturi-Mischers 150 bedarfsweise eingestellt werden bzw. dynamisch gesteuert werden.
  • Fig. 11 zeigt das austauschbare Verteilerrohr 340 von Fig. 4 mit dem Verteilerkanal 350, an dem die konvergierende Düse 355 angeordnet ist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Die konvergierende Düse 355 bzw. der schlitzförmige Fluidauslass 360 weist illustrativ die Länge (L) 430 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 bzw. des Verteilerkanals 350 auf.
  • Im Gegensatz zu Fig. 4 ist der schlitzförmige Fluidauslass 360 keilförmig ausgebildet. Hierzu verringert sich eine entsprechende Öffnungsweite des schlitzförmigen Fluidauslasses 360 beispielhaft von einem Maximalwert 1110 auf einen Minimalwert 1120.
  • Fig. 12 zeigt den Venturi-Mischer 150 von Fig. 5 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 angeordnet ist. Der Mischerkörper 117 und das austauschbare Verteilerrohr 340 sind hierbei zwecks Einfachheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung stark vereinfacht dargestellt. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt, um im Mischerkörper 117, bzw. im schlitzförmigen Fluid-Mischabschnitt 118 von Fig. 5 des Mischerkörpers 117, zum Fluid-Gemisch 130 gemischt zu werden.
  • Illustrativ weist der Mischerkörper 117 eine seitliche Öffnung 1210 auf. Bevorzugt ist das austauschbare Verteilerrohr 340 durch die seitliche Öffnung 1210 in den Mischerkörper 117 eingeführt. Ein im Mischerkörper 117 angeordnetes axiales Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 ist dabei vorzugsweise fluiddicht verschlossen.
  • Fig. 13 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist.
  • Im Gegensatz zu Fig. 12 ist das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 illustrativ durch eine Verschlusskappe 1310 fluiddicht verschlossen. Hierbei kann die Verschlusskappe 1310 durch Schweißen, Löten oder Kleben am austauschbaren Verteilerrohr 340 befestigt werden.
  • Fig. 14 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist.
  • Im Gegensatz zu Fig. 12 ist das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 illustrativ durch einen Verschlussstopfen 1410 fluiddicht verschlossen. Der Verschlussstopfen 1410 kann z.B. in das austauschbare Verteilerrohr 340 eingepresst sein. Hierbei kann der Verschlussstopfen 1410 z.B. Elastomer, bevorzugt Gummi, aufweisen.
  • Fig. 15 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist.
  • Im Gegensatz zu Fig. 12 ist das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 illustrativ durch den Mischerkörper 117 fluiddicht verschlossen. Hierbei kann das axiale Ende 1202 z.B. in den Mischerkörper 117 eingepresst sein.
  • Fig. 16 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist. Das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 ist fluiddicht verschlossen.
  • Im Gegensatz zu Fig. 12 ist ein Halteflansch 1610 zur Fixierung des austauschbaren Verteilerrohrs 340 im Mischerkörper 117 vorgesehen. Der Halteflansch 1610 ist bevorzugt über geeignete Befestigungsmittel 1650 am Mischerkörper 117 befestigt. Darüber hinaus kann der Halteflansch 1610 illustrativ mit der Zuführeinheit 116 von Fig. 1 zum Zuführen des zweiten Fluids 520 verbunden werden und hierbei illustrativ die Funktion eines Adapters übernehmen. Bevorzugt ist der Halteflansch 1610 ein separates Bauteil.
  • Fig. 17 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist. Das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 ist fluiddicht verschlossen. Des Weiteren ist der Halteflansch 1610 von Fig. 16 zur Fixierung des austauschbaren Verteilerrohrs 340 im Mischerkörper 117 vorgesehen, wobei der Halteflansch 1610 illustrativ mit der Zuführeinheit 116 zum Zuführen des zweiten Fluids 520 verbunden werden kann und hierbei illustrativ die Funktion eines Adapters übernimmt.
  • Im Gegensatz zu Fig. 16 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 zur Abdichtung des Mischerkörpers 117 im Bereich der seitlichen Öffnung 1210 über eine zugeordnete Dichtung 1710 mit dem Mischerkörper 117 verbunden. Hierzu ist die zugeordnete Dichtung 1710 im Bereich der seitlichen Öffnung 1210 angeordnet, illustrativ zwischen dem Mischerkörper 117 und dem Halteflansch 1610, und bevorzugt am austauschbaren Verteilerrohr 340 befestigt. Die zugeordnete Dichtung 1710 kann z.B. Elastomer aufweisen, bevorzugt Gummi.
  • Fig. 18 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist. Das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 ist fluiddicht verschlossen. Des Weiteren ist der Halteflansch 1610 von Fig. 16 zur Fixierung des austauschbaren Verteilerrohrs 340 im Mischerkörper 117 vorgesehen, wobei der Halteflansch 1610 illustrativ mit der Zuführeinheit 116 zum Zuführen des zweiten Fluids 520 verbunden werden kann und hierbei illustrativ die Funktion eines Adapters übernimmt.
  • Im Gegensatz zu Fig. 16 ist das austauschbare Verteilerrohr 340 zur Abdichtung des Mischerkörpers 117 im Bereich der seitlichen Öffnung 1210 über eine zugeordnete Dichtung 1810 mit dem Mischerkörper 117 verbunden. Hierzu ist die zugeordnete Dichtung 1810 im Bereich der seitlichen Öffnung 1210 angeordnet, illustrativ zwischen dem Mischerkörper 117 und dem Halteflansch 1610, und bevorzugt als separates Bauteil ausgebildet. Die zugeordnete Dichtung 1810 kann z.B. Elastomer aufweisen, bevorzugt Gummi.
  • Fig. 19 zeigt den Venturi-Mischer 150 mit dem Mischerkörper 117, in dem das austauschbare Verteilerrohr 340 gemäß Fig. 12 angeordnet ist. Dem Mischerkörper 117 werden das erste Fluid 510 und das zweite Fluid 520 zugeführt und zum Fluid-Gemisch 130 gemischt. Der Mischerkörper 117 weist die seitliche Öffnung 1210 auf, durch die das austauschbare Verteilerrohr 340 in den Mischerkörper 117 eingeführt ist. Das im Mischerkörper 117 angeordnete axiale Ende 1202 des austauschbaren Verteilerrohrs 340 ist fluiddicht verschlossen. Darüber hinaus ist das austauschbare Verteilerrohr 340 zur Abdichtung des Mischerkörpers 117 im Bereich der seitlichen Öffnung 1210 gemäß Fig. 18 über die zugeordnete Dichtung 1810 mit dem Mischerkörper 117 verbunden.
  • Im Gegensatz zu Fig. 12 ist ein Halteflansch 1910 zur Fixierung des austauschbaren Verteilerrohrs 340 im Mischerkörper 117 vorgesehen. Der Halteflansch 1910 ist bevorzugt mit dem austauschbaren Verteilerrohr 340 verbunden und besonders bevorzugt als integraler Bestandteil des austauschbaren Verteilerrohrs 340 ausgebildet. Illustrativ kann der Halteflansch 1910 mit der Zuführeinheit 116 von Fig. 1 zum Zuführen des zweiten Fluids 520 verbunden werden und hierbei illustrativ die Funktion eines Adapters übernehmen.
  • Fig. 20 zeigt das austauschbare Verteilerrohr 340 von Fig. 4 mit dem Verteilerkanal 350, an dem die konvergierende Düse 355 angeordnet ist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Das austauschbare Verteilerrohr 340 ist hierbei in Teil (A) bis Teil (C) in drei unterschiedlichen Ansichten abgebildet.
  • In Teil (A) ist das austauschbare Verteilerrohr 340 beispielhaft mit dem integrierten Halteflansch 1910 von Fig. 19 in einer Draufsicht auf den schlitzförmigen Fluidauslass 360 gezeigt. Hierbei ist der schlitzförmige Fluidauslass 360 illustrativ als rechteckiger Schlitz dargestellt.
  • In Teil (B) ist ein Schnitt durch das austauschbare Verteilerrohr 340 von Teil (A) entlang einer Schnittlinie B-B. Teil (B) verdeutlicht die Anordnung der konvergierenden Düse 355 mit dem schlitzförmigen Fluidauslass 360 am Verteilerkanal 350 des austauschbaren Verteilerrohrs 340.
  • Teil (C) ist ein Schnitt durch das austauschbare Verteilerrohr 340 von Teil (B) entlang einer Schnittlinie C-C. Teil (C) verdeutlicht Bearbeitungsrichtungen 2010, 2020 zur Ausbildung des austauschbaren Verteilerrohrs 340. Beispielsweise kann das austauschbare Verteilerrohr 340 durch eine spanende Bearbeitung in die Bearbeitungsrichtungen 2010, 2020 oder Vergießen hergestellt werden.
  • Fig. 21 zeigt das austauschbare Verteilerrohr 340 von Fig. 4 mit dem Verteilerkanal 350, an dem die konvergierende Düse 355 angeordnet ist, welche den schlitzförmigen Fluidauslass 360 bildet. Das austauschbare Verteilerrohr 340 ist hierbei in Teil (A) bis Teil (C) in drei unterschiedlichen Ansichten abgebildet.
  • In Teil (A) ist das austauschbare Verteilerrohr 340 beispielhaft mit dem integrierten Halteflansch 1910 von Fig. 19 in einer Draufsicht auf den schlitzförmigen Fluidauslass 360 gezeigt. Hierbei ist der schlitzförmige Fluidauslass 360 illustrativ aus einer Aneinanderreihung von punktförmigen bzw. kreisförmigen Öffnungen gebildet.
  • In Teil (B) ist ein Schnitt durch das austauschbare Verteilerrohr 340 von Teil (A) entlang einer Schnittlinie B-B. Teil (B) verdeutlicht die Anordnung der konvergierenden Düse 355 mit dem schlitzförmigen Fluidauslass 360 am Verteilerkanal 350 des austauschbaren Verteilerrohrs 340.
  • Teil (C) ist ein Schnitt durch das austauschbare Verteilerrohr 340 von Teil (B) entlang einer Schnittlinie C-C. Teil (C) verdeutlicht Bearbeitungsrichtungen 2010, 2020 zur Ausbildung des austauschbaren Verteilerrohrs 340. Beispielsweise kann das austauschbare Verteilerrohr 340 durch eine spanende Bearbeitung in die Bearbeitungsrichtungen 2010, 2020 oder Vergießen hergestellt werden. Insbesondere verdeutlicht Teil (C) eine Ausbildung einer Mehrzahl von punktförmigen bzw. kreisförmigen Öffnungen, von denen der Einfachheit halber lediglich zwei Öffnungen individuell mit den Bezugszeichen 362, 364 gekennzeichnet sind.

Claims (15)

  1. Fluid-Mischeinheit (110) zum Mischen eines ersten Fluids (510) mit einem zweiten Fluid (520) zur Erzeugung eines Fluid-Gemischs (130), aufweisend:
    einen Venturi-Mischer (150) mit einem Mischerkörper (117), der sich entlang einer Längsachse (205) des Venturi-Mischers (150) von einem Einströmungsende (113) zum Einströmen des ersten Fluids (510) in den Mischerkörper (117) bis zu einem Ausströmungsende (132) zum Ausströmen des Fluid-Gemischs (130) aus dem Mischerkörper (117) erstreckt, wobei im Mischerkörper (117) entlang der Längsachse (205) zwischen dem Einströmungsende (113) und dem Ausströmungsende (132) eine schlitzförmige Engstelle (250) vorgesehen ist, an der ein schlitzförmiger Fluid-Mischabschnitt (118) zum Mischen des ersten Fluids (510) mit dem zweiten Fluid (520) ausgebildet ist; und
    ein austauschbares Verteilerrohr (340) mit einem Verteilerkanal (350), der mit einem schlitzförmigen Fluidauslass (360) verbunden ist, wobei der schlitzförmige Fluidauslass (360) im Bereich der schlitzförmigen Engstelle (250) im Mischerkörper (117) angeordnet ist, und wobei das austauschbare Verteilerrohr (340) lösbar am Mischerkörper (117) befestigt ist.
  2. Fluid-Mischeinheit (110) nach Anspruch 1, wobei der schlitzförmige Fluid-Mischabschnitt (118) eine Länge (222) in einer Längsrichtung (225) und eine Breite (232) in einer Breitenrichtung (235) aufweist, wobei die Länge (222) mindestens das 1,2-fache der Breite (232) beträgt.
  3. Fluid-Mischeinheit (110) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verteilerkanal (350) einen geometrischen Schwerpunkt (652) und einen hydraulischen Durchmesser aufweist, und wobei ein Abstand (658) zwischen dem geometrischen Schwerpunkt (652) und dem schlitzförmigen Fluidauslass (360) mindestens 80 % des hydraulischen Durchmessers beträgt.
  4. Fluid-Mischeinheit (110) nach Anspruch 3, wobei der Mischerkörper (117) zwischen dem Einströmungsende (113) und der schlitzförmigen Engstelle (250) einen Fluidführungskanal (513) ausbildet, und wobei entlang der Längsachse (205) eine Distanz (680) zwischen dem schlitzförmigen Fluidauslass (360) und einer kleinsten Öffnungsweite (670) des Fluidführungskanals (513) kleiner als die kleinste Öffnungsweite (670) des Fluidführungskanals (513) oder kleiner als eine Öffnungsweite (660) des schlitzförmigen Fluidauslasses (360) ist.
  5. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Verteilerkanal (350) eine konvergierende Düse (355) angeordnet ist, die den schlitzförmigen Fluidauslass (360) bildet.
  6. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das austauschbare Verteilerrohr (340) Plastik, Verbundwerkstoff, oder Metall aufweist.
  7. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das austauschbare Verteilerrohr (340) entlang der Längsachse (205) des Venturi-Mischers (150) an mindestens zwei unterschiedlichen Längspositionen (710, 720) anordenbar ist.
  8. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der schlitzförmige Fluidauslass (360) eine einstellbare Öffnungsweite (660) aufweist.
  9. Fluid-Mischeinheit (110) nach Anspruch 8, wobei die einstellbare Öffnungsweite (660) über mindestens eine Einstelleinrichtung (1010), insbesondere eine Einstellschraube (1020), durch eine Verformung des schlitzförmigen Fluidauslasses (360) einstellbar ist.
  10. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der schlitzförmige Fluidauslass (360) rechteckig oder keilförmig ist.
  11. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein im Mischerkörper (117) angeordnetes axiales Ende (1202) des austauschbaren Verteilerrohrs (340) durch den Mischerkörper (117), eine Verschlusskappe (1310), oder einen Verschlussstopfen (1410) fluiddicht verschlossen ist.
  12. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mischerkörper (117) eine seitliche Öffnung (1210) aufweist, durch die das austauschbare Verteilerrohr (340) in den Mischerkörper (117) eingreift.
  13. Fluid-Mischeinheit (110) nach Anspruch 12, wobei das austauschbare Verteilerrohr (340) zur Abdichtung des Mischerkörpers (117) über eine zugeordnete Dichtung (1710, 1810) mit dem Mischerkörper (117) verbunden ist, wobei die zugeordnete Dichtung (1710, 1810) im Bereich der seitlichen Öffnung (1210) angeordnet ist.
  14. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Halteflansch (1610, 1910) zur Fixierung des austauschbaren Verteilerrohrs (340) im Mischerkörper (117) vorgesehen ist.
  15. Fluid-Mischeinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Fluid (510) Luft und das zweite Fluid (520) ein brennbares Gas ist oder das erste Fluid (510) ein brennbares Gas und das zweite Fluid (520) Luft ist, und wobei das Fluid-Gemisch (130) ein brennbares Luft-Gas-Gemisch für eine Luft-Gas-Gemisch-Verbrennungsvorrichtung (100) mit einer schlitzförmigen Brenneinheit (120) ist.
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