WO2007080084A1

WO2007080084A1 - Zweistoffdüse

Info

Publication number: WO2007080084A1
Application number: PCT/EP2007/000103
Authority: WO
Inventors: Dieter Wurz; Stefan Hartig
Original assignee: Dieter Wurz; Stefan Hartig
Priority date: 2006-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2007-07-19
Also published as: EP1971444A1; DE102006001319A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zweistoffdüse zum Versprühen von Flüssigkeiten unter Zuhilfenahme eines Druckgases mit einer Mischkammer, in welche die Flüssigkeit und das Druckgas eingeleitet werden, einem in Strömungsrichtung konvergenten Abschnitt am Austritt der Mischkammer und einem in Strömungsrichtung divergenten Düsenaustrittsteil, der sich von einer Engstelle bis zu einem Düsenmund erstreckt. Erfindungsgemäß weist der divergente Düsenaustrittsteil einen sich von der Engstelle bis zum Düsenmund allmählich erweiternden Querschnitt auf, so dass im divergenten Düsenaustrittsteil bis hin zum Düsenmund Überschallgeschwindigkeit erreicht wird. Verwendung z.B. für die Rauchgasreinigung.

Description

Beschreibung

Zweistoffdüse

Die Erfindung betrifft eine Zweistoffdüse zum Versprühen von Flüssigkeiten unter Zuhilfenahme eines Druckgases, mit einer Mischkammer, in welche die Flüssigkeit und das Druckgas eingeleitet werden, einem in Strö- mungsrichtung konvergenten Abschnitt am Austritt der Mischkammer und mit einem in Strömungsrichtung divergenten Düsenaustrittsteil, der sich von einer Engstelle bis zu einem Düsenmund erstreckt.

In vielen verfahrenstechnischen Anlagen werden Flüssigkeiten in einem Gas verteilt. Dabei ist es häufig von entscheidender Bedeutung, dass die Flüssigkeit in möglichst feinen Tropfen versprüht wird. Je feiner die Tropfen sind, umso größer ist die spezifische Tropfenoberfläche. Daraus können sich erhebliche verfahrenstechnische Vorteile ergeben. So hängen beispielsweise die Größe eines Reaktionsbehälters und seine Herstellungs- kosten erheblich von der mittleren Tropfengröße ab. Aber vielfach ist es keineswegs ausreichend, dass die mittlere Tropfengröße einen bestimmten Grenzwert unterschreitet. Schon einige wenige wesentlich größere Tropfen können zu erheblichen Betriebsstörungen führen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Tropfen aufgrund ihrer Größe nicht schnell genug verdunsten, so dass Tropfen oder auch teigige Partikel in nachfolgenden Komponenten, z.B. auf Gewebefilterschläuchen oder an Gebläseschaufeln, abgeschieden und zu Betriebsstörungen durch Inkrustierungen oder Korrosion führen.

Um Flüssigkeiten fein zu versprühen, kommen entweder Hochdruck- Einstoffdüsen oder Mitteldruck-Zweistoffdüsen zum Einsatz. Ein Vorteil von Zweistoffdüsen liegt darin, dass sie, im Vergleich mit den Einstoffdüsen, relativ große Strömungsquerschnitte aufweisen, so dass auch grobparti- kelhaltige oder zu Ausfällung neigende Flüssigkeiten versprüht werden können. . .

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt beispielhaft eine zu einer Mittelachse 19 im wesentlichen symmetrische Zweistoffdüse 3 nach dem Stand der Technik. Die zu versprühende Flüssigkeit 1 wird über ein zentrales Lanzenrohr 2 an der Engstelle 10 in die Mischkammer 7 eingeleitet. Das Druckgas 15 wird über ein äußeres Lanzenrohr 4 einer Ringkammer 6 zugeführt, welche die Mischkammer ringförmig umschließt. Über mehrere Bohrungen 5 wird das Druckgas in die Mischkammer 7 eingeleitet. In dieser Mischkammer findet eine erste Zerteilung der Flüssigkeit in Tropfen statt, so dass hier ein trop- fenhaltiges Gas 16 gebildet wird. Auch am Austritt aus der Mischkammer 7 existiert eine Engstelle 14. An die Engstelle 14 schließt sich ein divergentes Düsenaustrittsteil 11 an, welches mit der Düsenmündung 8 endet. Der in der Mischkammer 7 gebildete tropfenhaltige Gasstrom 16 wird in der Konvergent-Divergent-Düse stark beschleunigt, so dass hier eine weitere Verteilung der Tropfen bewirkt wird.

Ein grundsätzliches Problem resultiert bei diesen bekannten Düsen daraus, dass die Wände in der Mischkammer 7 mit Flüssigkeit benetzt sind. Die Flüssigkeit, welche die Wand in der Mischkammer benetzt, wird von den Schubspannungs- und den Druckkräften als Flüssigkeitsfilm 17 zum Düsenmund hingetrieben. Man ist versucht, anzunehmen, dass die Wände zum Düsenmund hin in Folge hoher Strömungsgeschwindigkeiten der Gasphase trocken geblasen werden und dass dabei aus dem Flüssigkeitsfilm nur sehr feine Tropfen gebildet werden. Theoretische und experimen- teile Arbeiten der Erfinder, die in dem angefügten Literaturverzeichnis beschrieben sind, haben jedoch gezeigt, dass Flüssigkeitsfilme auf Wänden selbst dann noch als stabile Filme ohne Tropfenbildung existent sein können, wenn die Gasströmung, welche die Flüssigkeitsfilme zum Düsenmund treibt, Überschallgeschwindigkeit erreicht. Und dies ist ja auch der Grund dafür, dass es möglich ist, in Raketenschubdüsen eine Flüssigkeitsfilmkühlung anzuwenden. Besonders kritisch ist die Filmströmung bei der Versprühung hochviskoser Flüssigkeiten, die gleichzeitig eine hohe Oberflächenspannung aufweisen, z.B. von Glycol in Kältetrocknern von Ergas- pumpstationen oder von Feststoffsuspensionen in Sprühabsorbern. . .

Die Flüssigkeitsfilme, die von der Gasströmung zum Düsenmund getrieben werden, können aufgrund von Adhäsionskräften sogar um eine scharfe Kante am Düsenmund herum wandern; sie bilden dann an der Außenseite des Düsenmundes einen Wasserwulst 12, wie er in der Fig. 1 dargestellt ist. Von diesem Wasserwulst lösen sich Randtropfen 13 ab, deren Durchmesser ein Vielfaches des mittleren Tropfendurchmessers im Strahlkern beträgt. Und obwohl diese großen Randtropfen nur einen kleinen Massenteil beitragen, sind sie letztlich bestimmend für die Abmessungen des Be- hälters, in welchem beispielsweise die Temperatur eines Gases durch Verdunstungskühlung von 350⁰C auf 120⁰C abgesenkt werden soll, ohne dass es zu einem Eintrag von Tropfen in nachgeschaltete Komponenten wie Gebläse oder Gewebefilter kommt.

Ein weiteres Problem bei den bekannten Düsen liegt darin, dass die an der Engstelle 10 in die Mischkammer 7 eintretende Flüssigkeit bei den meisten Zweistoffdüsen dieser Bauart einen massiven Strahl bildet, der nur mit einem relativ großen Energieaufwand, d.h. mit einem relativ großen Zerstäubungsluftstrom und Zerstäubungsluftdruck, in ausreichend kleine Tropfen zerteilt werden kann. Bei Einstoff-Druckzerstäuberdüsen ist der Energieaufwand relativ gering, führt aber nur bei sehr hohen Zerstäubungsdrücken zu Tropfengrößen, wie sie mit Zweistoffdüsen bereits bei wesentlich geringen Drücken erreicht werden können. In der nicht vorveröffentlichten und von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung eingereichten internationa- len Patentanmeldung PCT/EP 2006/009668 wurden bereits weitgehende Vorschläge zur Optimierung von Zweistoffdüsen beschrieben. Diese Anmeldung betraf Düsen mit einer zusätzlichen Ringspaltverdüsung am Düsenmund. Mit diesen Düsen ist auch schon bei einem relativ geringen Vordruck der Verdüsungsluft und somit bei geringem Energieverbrauch ein recht feines Tropfenspektrum zu erzielen. Allerdings reicht der Druck der Verdüsungsluft dann nicht mehr dazu aus, im Düsenmund Überschallgeschwindigkeit zu erreichen. . .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweistoffdüse bereitzustellen, die bei möglichst geringem Energieaufwand ein besonders feines Tropfenspektrum erzeugen und dabei insbesondere auch die Bildung vereinzelter Großtropfen vermeiden kann.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Zweistoffdüse zum Versprühen von Flüssigkeiten unter Zuhilfenahme eines Druckgases vorgesehen, die eine Mischkammer, in welche die Flüssigkeit und das Druckgas eingeleitet werden, einen in Strömungsrichtung konvergenten Abschnitt am Austritt der Mischkammer und einen in Strömungsrichtung divergenten Düsenaustrittsteil aufweist, der sich von einer Engstelle bis zu einem Düsenmund erstreckt, bei der der divergente Düsenaustrittsteil einen sich von der Engstelle bis zum Düsenmund allmählich erweiternden Querschnitt aufweist, so dass im divergenten Düsenaustrittsteil bis hin zum Düsenmund Überschallgeschwindigkeit erreicht wird.

Die Erfindung betrifft demnach Zweistoffdüsen mit Innenmischung, wobei durch eine gezielte Stufung des Druckabfalls im Zerstäubungsgas zur Mischkammer hin bzw. im Zweiphasenfluid von der Mischkammer zum Düsenmund hin bei gegenüber konventionellen Zweistoffdüsen gleich großem Energieaufwand ein wesentlich feineres Tropfenspektrum erzeugt wird. Die mittlere Tropfengröße kann darüber hinaus durch Vorzerteilung des Flüssigkeitsstromes, welcher der Mischkammer zugeführt wird, erheblich reduziert werden. Beim Vorsehen einer Vorzerteilung des Flüssigkeits- Stromes wird im Interesse einer Minimierung des Energieaufwandes die Initialphase der Flüssigkeitszerstäubung in Zweistoffdüsen nicht mit Hilfe eines hohen Druckluftverbrauches bestritten. Im Interesse der Erzeugung eines besonders feinen Tropfenspektrums bei möglichst geringem Energieaufwand kommt vielmehr das Druckpotential des Druckgases zum weit überwiegenden Anteil erst in der Endphase der Zerstäubung in der Mischkammer sowie im Überschallstrahl zum Einsatz. Ein noch feineres Tropfenspektrum ist bei Gestaltung der Zweistoffdüse als funktionsfähige La- valdüse jedenfalls dann zu erreichen, wenn man einen derart hohen Druck in der Zerstäubungsluft aufbaut, dass das Zweiphasengemisch auf Über- . .

Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird und wenn man die Bildung großer Tropfen aus Wandflüssigkeitsfilmen und insbesondere aus Wasseransammlungen am Düsenmund vermeidet.

Da die meisten Zweistoffdüsen mit Druckluft betrieben werden, wird in der Beschreibung anstelle der Bezeichnung „Druckgas" auch häufig die Bezeichnung „Druckluft" verwendet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be- Schreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen in den Figuren dargestellten Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Zweistoffdüse gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Lavelcharakteristik,

Fig. 3a eine Schnittansicht der Flüssigkeitszuleitung und der Mischkammer einer Zweistoffdüse gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und eine Draufsicht auf den Schnitt entlang der Linie A-A,

Fig. 3b eine Schnittansicht der Flüssigkeitszuleitung und der Mischkammer einer Zweistoffdüse gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und eine Draufsicht auf den Schnitt entlang der Linie B-B,

Fig. 3c eine Schnittansicht der Flüssigkeitszuleitung und der Mischkammer einer Zweistoffdüse gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und eine Draufsicht auf den Schnitt entlang der Linie C-C, .

Fig. 4 eine erste Abwicklung der Innenwandung einer Mischkammer mit einem kegelstumpfförmigen Innenraum,

Fig. 5 eine weitere Abwicklung einer Variante einer Mischkammer mit kegelstumpfförmigem Innenraum und

Fig. 6 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die Schnittansicht der Fig. 2 zeigt eine Basisvariante gemäß der Erfindung. Bei diesem neuartigen Düsenkonzept sind die Stufung der Summe der Bohrungsquerschnittsflächen für die Verdüsungsluft am Eintritt 5 in die Mischkammer sowie der Querschnittsflächen am Mischkammeraustritt 14 bzw. im divergenten Teil zum Düsenmund hin derart gewählt, dass bei dem gegebenen Vordruck die Zerstäubungsluft in den Bohrungen 5 am Eintritt in die Mischkammer näherungsweise Schallgeschwindigkeit erreicht und dass am Düsenmund 8 ohne Berücksichtigung des Tropfengehalts der Strömung Überschallgeschwindigkeit erzielt wird. Dies bedeutet, dass die Querschnittserweiterung im divergenten Düsenaustrittsteil 11 nur so groß gewählt werden darf, dass eine stetige Beschleunigung der Überschall- strömung bis hin zum Düsenmund 8 auch tatsächlich stattfindet. Wenn die Querschittserweiterung zu groß gewählt wird, treten bereits im divergenten Düsenteil Verdichtungsstöße auf, und es kommt zu einem Rückfall in den Unterschallgeschwindigkeitsbereich. Ist dagegen die Querschnittserweiterung zu gering dimensioniert, entsteht am Düsenmund ein zerplatzender Freistrahl. In beiden Fällen weist der divergente Düsenteil 11 keine Laval- charakteristik im eigentlichen Sinne des Wortes auf, weil der Querschnittsverlauf nicht an das verfügbare Druckgefälle angepasst ist.

Treten jedoch im divergenten Abschnitt des Düsenaustrittsteils Verdichtungsstöße auf, so führt dies zur Bildung großer Tropfen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Drucksprung im Verdichtungsstoß mit der Strömungsgrenzschicht längs der Wand des Düsenaustrittsteils interagiert. Dabei kommt es zur Ausbildung einer mehr oder weniger ausgedehnten Strömungsablösezone an der mit einem Flüssigkeitsfilm belegten Wand. In derartigen Ablösezonen ist die Wandschubspannung zwangsläufig sehr gering, so dass nur geringe Scherkräfte auf den Flüssigkeitsfilm einwirken; dementsprechend groß sind die hier gebildeten Tropfen. Aus diesem Grunde besteht ein Nachteil der Lavaldüse darin, dass sie bezüglich der Luftversorgung nicht vorteilhaft im Teillastbereich betrieben werden kann. Bei einer für ein großes Druckgefälle ausgelegten Lavaldüse ist der Austrittsquerschnitt am Düsenmund relativ groß und für ein geringeres verfüg- bares Druckgefälle jedenfalls zu groß bemessen. Bei Teillastbetrieb treten im divergenten Austrittsteil einer derartigen Düse Verdichtungsstöße auf und die Strömungsgeschwindigkeit wird auf Unterschallgeschwindigkeiten reduziert. Bei Unterschallgeschwindigkeiten findet dann jedoch im divergenten Teil der Düse, wie in jedem Unterschalldiffusor, eine Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit statt, verbunden mit einem Druckanstieg. Dieser Druckanstieg bewirkt eine starke Verdickung der Strömungsgrenzschicht und somit eine gravierende Verringerung der Wandschubspannung in besagtem divergenten Düsenabschnitt. Wenn eine Düse bezüglich der Verdüsungsluft in einem weiten Druckbereich gefahren werden soll, so dass mit Unterschallgeschwindigkeiten am Düsenmund gerechnet werden muss, ist zu empfehlen, die Düse ohne divergentes Austrittsteil zu bauen oder eine Ringspaltverdüsung am Düsenmund vorzusehen. Denn über diese Ringspaltverdüsung kann der Flüssigkeitsfilm auch dann in kleine Tropfen versprüht werden, wenn die Schubspannung auf der Innenseite des divergenten Düsenaustrittsteils relativ gering ist. Zu gering darf sie allerdings auch nicht werden; insbesondere muss eine Strömungsablösung im divergenten Düsenteil unbedingt vermieden werden.

Auch eine nicht angepasste Laval-Düse mit zu geringer Querschnittserwei- terung und demzufolge mit einem zerplatzenden Freistrahl bewirkt keine optimale Verdüsung, weil der Weg für die Energiezufuhr in die Tropfen hinein im Expansionsfächer dann zu kurz ist. Und ferner ist die Schubspannung, die auf die Wandflüssigkeitsfilme im Düsenaustrittsteil wirkt, bei Unterschallgeschwindigkeiten innerhalb dieses Düsenaustrittsteils gerin- ger, als wenn tatsächlich auf Überschallgeschwindigkeiten bereits innerhalb des Düsenaustrittsteils beschleunigt würde.

Wie vorstehende Ausführungen bereits gezeigt haben, sind die Verhältnis- se bei der Auslegung einer Lavaldüse grundsätzlich wesentlich komplexer, wenn eine Zweiphasenströmung vorliegt. Dies gilt insbesondere dann, wenn zusätzlich zur Gasphase und zum Wandflüssigkeitsfilm auch noch Tropfen in der freien Strömung vorhanden sind. Diese Tropfen stellen Massenansammlungen mit hoher Dichte dar, die von einer Gasströmung mit vergleichsweise geringer Dichte beschleunigt werden müssen. Beschleunigungskräfte wirken jedoch nur dann von der Gasströmung auf die Tropfen, wenn die Gasströmung schneller ist als die Tropfen, d. h., wenn ein Schlupf zwischen den beiden Komponenten auftritt. In diesem Falle weist jeder Tropfen in Abhängigkeit von der Schlupfgeschwindigkeit ein mehr oder weniger ausgedehntes Nachlauf - "Totwasser" auf, welches mit Gasphase angefüllt ist. Die mittlere Geschwindigkeit dieses Totwassers liegt zwischen jener des Tropfens und jener der ungestörten Gasphase. Folglich stellt die Summe der Totwassergebiete hinter den Tropfen für die Gasphase eine Querschnittsversperrung dar, wodurch der effektive Quer- schnitt im divergenten Austrittsteil der Düse verringert wird. Man könnte zu der Schlussfolgerung verleitet werden, dass es daher notwendig ist, eine größere Querschnittserweiterung vorzusehen, damit eine angepasste La- valdüsenkonfiguration erzeugt wird. Andererseits ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Wechselwirkung zwischen der antreibenden Gasströmung und den bremsenden Tropfen druckverlustbehaftet ist. Das Druckgefälle, welches der Gasphase für die Beschleunigung zur Verfügung steht, ist demnach geringer als jenes bei einer Einphasengasströmung, so dass die erreichbare Endgeschwindigkeit grundsätzlich geringer ist als bei reiner Gasphasenströmung. Hinzu kommt auch noch eine Dichteänderung der Gasphase durch Verdunstungskühlung, weil als Verdüsungsmedium in aller Regel trockene Luft eingesetzt wird.

Bei einer geringen Tropfenbeladung sind die meisten der hier angesprochenen Effekte natürlich geringer als bei einer großen Tropfenbeladung. Da derartige Zweistoffdüsen für einen weiten Variationsbereich der Flüssigkeitsbeladung konzipiert werden, ist eine genaue Abstimmung allenfalls für einen sehr speziellen Betriebszustand möglich. Nach den Beobachtungen der Erfinder ist es für übliche Verhältnisse der Massenströme von Zer- stäubungsgas und Flüssigkeit vorteilhaft, den divergenten Düsenteil 11 tatsächlich näherungsweise derart auszuführen, dass dieser Abschnitt bei dem zur Verfügung stehenden Druckverhältnis bei Einphasengasströmung eine angepasste Lavaldüse darstellt. Der entsprechende Formelapparat ist aus der Gasdynamik bekannt. So müsste das Durchmesserverhältnis des divergenten Düsenabschnitts D_n,m/Dn,_mc,e Fig. 2, beispielsweise folgenden Beziehungen entsprechen:

mit M = Machzahl = Strömungsgeschwindigkeit Schallgeschwindigkeit /C= Isentropenexponent (« 1 ,4 für Luft)

Die Machzahl M wiederum ergibt sich aus dem Druckverhältnis des "Ru- hedruckes" in der Mischkammer p₀ zum "Enddruck" an der Düsenmündung" p_m wie folgt:

Aus der Kombination beider Gleichungen leitet sich die Dimensionierungs- vorschrift für das Durchmesserverhältnis

bei gegebenem Druckverhältnis p_o/pm ab:

Sollte die Düse nicht streng rotationssymmetrisch ausgeführt sein, wäre _ _

hier mit den Durchmessern von Kreisquerschnitten zu rechnen, die mit den orthogonal durchströmten Querschnitten der tatsächlichen Düse übereinstimmen.

Die Detailoptimierung unter Berücksichtigung des Effektes der in der La- valdüse zu beschleunigenden bzw. zu zerteilenden Tropfen kann dazu führen, dass das Querschnittsverhältnis des divergenten Düsenabschnitts D_n,m/Dn,mc,e, Fig. 2, im Vergleich zu jenem einer angepassten Lavaldüse bei Einphasenströmung abgeändert werden muss. So kann es vorteilhaft sein, die Differenz der Durchmesser des Düsenmundes und der Engstelle am Mischkammeraustritt um einen Faktor von maximal ca. 5 zu vergrößern, gemessen an den Werten, die sich aus der obenstehenden Bemessungsvorschrift ergeben. Bei einer näher untersuchten Düse mit einem Durchmesser von 9 mm an der Engstelle des Mischkammeraustritts hat sich bei- spielsweise eine Durchmesservergrößerung des Düsenmundes von berechneten 9,4 mm auf 10,5 mm als vorteilhaft erwiesen, was einem Vergrößerungsfaktor von 3,75 entspricht.

Hier spielt auch die Qualität der Vorverdüsung in der Mischkammer sowie der Stoffwerte der Flüssigkeit, insbesondere der Zähigkeit und Oberflächenspannung eine erhebliche Rolle, weil kleine Tropfen bzw. deren Zerstäubungsprodukte, eine Tropfenwolke, geringere Schlupfgeschwindigkeiten und somit eine geringere Verdrängungswirkung aufweisen als große Tropfen.

Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt ist im Schlankheitsgrad der Lavaldüse zu sehen. Unter Vernachlässigung der Strömungsgrenzschichten lassen sich gleich große Endgeschwindigkeiten bei gleichen Querschnittsverhältnissen "Engstelle zu Mündung" jedoch bei unterschiedlichem Schlank- heitsgrad der Düse erreichen. Trotz der stetigen Beschleunigung treten natürlich auch in Lavaldüsen Strömungsgrenzschichten auf, die bei langen und schlankeren Düsen dicker sind als bei kurzen Düsen. Hohe Werte der Wandschubspannung lassen sich demnach eher in kurzen Düsen erreichen, sodass hier aus dem Zerfall des Wandflüssigkeitsfilmes kleinere . .

Tropfen gebildet werden als bei schlanken Düsen. Theoretische Überlegungen lassen erwarten, dass mit einem Schlankheitsgrad von ca. 1 - 4 besonders günstige Bedingungen geschaffen werden. Dabei sei hier als Schlankheitsgrad "S" das Verhältnis aus der Länge des divergenten Ab- Schnitts des Düsenaustrittsteils l_n,div (n = nozzle/Düse) zur Differenz ΔD aus dem Durchmesser am Düsenmund D_{n m} (m = mouth/Mund) zu jenem am Austritt aus der Mischkammer D_n,_mc,e (mc,e = mixing chamber, exit) definiert.

Bei der erfindungsgemäßen Düse gemäß Fig. 2 wird die zu versprühende Flüssigkeit 1 somit über eine zentrale Zuführleitung 40 zugeführt, die konzentrisch zu einer Mittelachse 42 der Düse angeordnet ist. Die zentrale Zuführleitung 40 verengt sich an ihrem unteren Ende auf etwa den halben Durchmesser der zentralen Zuführleitung 40, wobei der Übergang von der zentralen Zuführleitung 40 in den verengten Abschnitt 44 abgerundet ausgebildet ist. Der verengte Abschnitt 44 selbst ist zylindrisch ausgebildet und endet an der Engstelle 10, wobei die Engstelle 10 lediglich den Eintritt in die Mischkammer 7 markiert, aber gegenüber dem verengten Abschnitt 44 den gleichen Querschnitt aufweist. Die Mischkammer 7 weist ausge- hend von der Engstelle 10 einen kegelstumpfförmigen Innenraum auf, der sich in Strömungsrichtung erweitert. In die Mischkammer 7 münden mehrere, über ihren Umfang verteilte Druckgasbohrungen 5, über die Druckgas in die Mischkammer 7 einströmen kann. Die Bohrungen 5 sind dabei an ihrem, dem Innenraum der Mischkammer 7 abgewandten Ende abgerun- det ausgebildet, so dass das Druckgas mit geringen Strömungsverlusten in die Druckgasbohrungen 5 einströmen kann.

Die zentrale Zuführleitung 40 und die Wandung der Mischkammer 7, die mit den Druckgasbohrungen 5 versehen ist und die Form eines Kegel- stumpfmantels aufweist, sind von einem konzentrisch zur Mittelachse 42 angeordneten Druckgasrohr 46 umgeben. Das Druckgasrohr 46 weist bis kurz vor dem stromabwärts gelegenen Ende der Mischkammer 7 einen konstanten Durchmesser auf und verjüngt sich erst im stromabwärts gelegenen letzten Abschnitt der Mischkammer 7. Für das Druckgas 15 ist da- . .

durch eine Zuführleitung mit etwa ringförmigem Querschnitt bereitgestellt, wobei, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, die sich kegelförmig erweiternde Form der Mischkammer 7 und der konstante Durchmesser des Druckgasrohrs 46 dafür sorgen, dass zwischen der Außenwand der Mischkammer 7 und dem Druckgasrohr 46 ein sich in Strömungsrichtung verjüngender Raum ausgebildet ist, durch den das Druckgas zu den Druckgasbohrungen 5 in der Außenwand der Mischkammer 7 gelangen kann. Diese Gestaltung erleichtert die gleichmäßige Verteilung des Druckgases an die über den Umfang der Mischkammer 7 und auch in Strömungsrichtung entlang dem Um- fang der Mischkammer 7 verteilten Druckgasbohrungen 5.

Die Mischkammer 7 geht in einen konvergenten Austrittsteil 48 über, der an der Engstelle 14 endet. Die Innenwand des konvergenten Austrittsteils 48 ist abgerundet ausgebildet und verläuft im Bereich der Engstelle 14 an- nähernd parallel zur Mittellängsachse 42. Am Übergang der kegelstumpf- förmigen Mischkammer 7 in den konvergenten Austrittsteil 48 ist eine Innenkante ausgebildet, und die Innenwand des konvergenten Austrittsteils 48 stößt in einem Winkel von mehr als 90° auf die Innenwand der kegel- stumpfförmigen Mischkammer 7. Die Wandung des konvergenten Austritts- teils 48 ist durch die Fortsetzung des Druckgasrohres 46 über das Ende der Mischkammer 7 hinaus gebildet.

An die Engstelle 14 schließt sich ein divergenter Düsenaustrittsteil 50 an, dessen Durchmesser sich ausgehend von der Engstelle 14 allmählich bis zum Düsenmund 8 erweitert, um sicherzustellen, dass an jeder Stelle im divergenten Düsenaustrittsteil 50 die durchströmende Zweiphasenströmung Überschallgeschwindigkeit erreicht und gleichzeitig von der Engstelle 14 aus stetig beschleunigt wird, so dass Verdichtungsstöße vermieden werden.

Ferner ist in Fig. 2 der Einsatz von Hüllluft 20 dargestellt mit dem zu einer Ringdüse 21 ausgeformten Hüllrohr 23, welches am Düsenmund den relativ breit bemessenen Ringspalt 22 bildet. Hier strömt die Hüllluft mit relativ geringer Geschwindigkeit aus. Somit ist sie nicht in der Lage, Wandflüssig- . .

keitsfilme in ausreichend kleine Tropfen zu zerlegen, aber sie verhindert jedenfalls einen schnellen Aufbau von Belägen am Düsenmund 8. Dies ist Stand der Technik und wird hier nur deshalb angesprochen, weil dabei eine wichtige Eigenschaft der Zweistoffdüsen offenkundig wird. Die Düsen- lanzen einschließlich der Düse und der Hüllluftversorgung sollen möglichst schlank sein, weil auf diese Weise vermieden werden kann, dass sich am Lanzenkopf ausgedehnte Gebiete mit Strömungsablösung bilden. Maßnahmen zur Vorzerteilung der in die Mischkammer eintretenden Flüssigkeit sollten daher möglichst raumsparend sein.

Das stromabwärts gelegene Ende des Hüllrohres 23, das zusammen mit dem stromabwärts gelegenen Ende des Druckgasrohres 46 den Ringspalt 22 bildet, ist gegenüber dem stromabwärts gelegenen Ende des Druckgasrohres 46 vorragend ausgebildet. Der Ringspalt 22 ist dadurch schräg in Richtung auf die Mittelachse 42 ausgerichtet.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist es im Hinblick auf eine Minimierung des Energieaufwandes sinnvoll, darauf hinzuwirken, dass bereits die Vorzerstäubung in der Mischkammer zu einem feinen Tropfenspektrum führt. Fig. 3 zeigt entsprechende Ausführungen. Durch geeignete Einbauten in die Flüssigkeitszuleitung zur Mischkammer wird die Flüssigkeit bereits vor einer intensiven Wechselwirkung mit Verdüsungsluft derart zerteilt, dass die Aufgabe der Verdüsungsluft wesentlich erleichtert wird. Dies bewirkt bei gleichem Energieaufwand ein feineres Tropfenspektrum. Eine derartige Vorzerteilung des Flüssigkeitsstrahles ist prinzipiell bereits bekannt. Allerdings führen die praktizierten Konzepte zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers der Düsen, woraus erhebliche Probleme für die Gestaltung des Lanzenkopfes resultieren, insbesondere dann, wenn die Düsen mit Hüllluft umgeben werden sollen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Als Einbauten kommen z. B. drallerzeugende Körper 24a, 24b, Fig. 3a und 3b in Frage, die entweder in das Lanzenrohr 2 für die Flüssigkeitszufuhr oder in die Engstelle 10 am Eintritt zur Mischkammer 7 eingebaut werden können. Die Schnittansicht der Fig. 3a zeigt einen Dralleinsatz 24a, der in . .

die Flüssigkeitszuführleitung 40, die Teil des Lanzenrohres 2 bildet, eingebaut ist. Der Dralleinsatz 24a ist dabei nur geringfügig stromaufwärts der Verengung der Flüssigkeitszuleitung 40 vor deren Übergang in die Mischkammer 7 angeordnet. Ebenfalls in Fig. 3a ist der Schnitt A-A dargestellt, in dem der Dralleinsatz 24a detaillierter dargestellt ist. Die Darstellung des Dralleinsatzes 24a im oberen Abschnitt der Fig. 3a ist lediglich schematisch und soll andeuten, dass die zugeführte Flüssigkeit in Teilströme aufgeteilt wird, und den Teilströmen ein Drall aufgeprägt wird. Die Fig. 3b zeigt den Einbau des Drallkörpers 24b, der im oberen Teil der Fig. 3b e- benfalls nur schematisch dargestellt ist, in den verengten Abschnitt 44 unmittelbar vor dem Übergang in die Mischkammer 7. Die Schnittansicht B-B der Fig. 3b zeigt den Dralleinsatz 24b detaillierter. Vorteilhaft könnten jedoch auch sternförmige Einsätze 25 sein, Fig. 3e, durch welche die Flüssigkeit in Teilstrahlen zerlegt wird, ohne dass ein Drall aufgeprägt wird. Der sternförmige Einsatz 25 ist in den verengten Abschnitt 44 unmittelbar vor der Mündung in die Mischkammer 7 eingebaut. Die Schnittansicht C-C im unteren Teil der Fig. 3c zeigt den sternförmigen Einsatz 25 detaillierter.

Eine weitere einfache Möglichkeit, die hier nicht bildlich dargestellt ist, be- steht darin, die Flüssigkeit über eine gewisse Anzahl von Einzelbohrungen in die Mischkammer einzuleiten, wobei es vorteilhaft sein kann, die Richtungen der Achsen besagter Bohrungen in Zuordnung zur Ausführung der Zuluftbohrungen 5 zu optimieren. Die hier vorgeschlagenen Maßnahmen bewirken keine Vergrößerung des Düsendurchmessers, sodass eine schlanke Gestaltung des Lanzenkopfes bzw. der Hüllluftdüse 21 möglich ist.

Derartige Maßnahmen im Bereich der Flüssigkeitszuleitung setzen bei Düsen nach dem praktizierten Stand der Technik allerdings voraus, dass die Flüssigkeit nicht mit zu Versperrungen führenden gröberen Partikeln beladen ist, bzw. dass die Flüssigkeit nicht zur Belagsbildung durch Ausfällungen auf den Wandungen neigt. Mit den von den selben Erfindern entwickelten Verfahren zur on - line - Reinigung von Düsen und Düsenlanzen, wie in der internationalen Offenlegungsschrift WO 2006/119923 beschrie- . .

ben, wurden die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass auch solche Einbauten verwendet werden können, die ohne geeignete Reinigungstechniken eine Feststoff- Verlegung der Flüssigkeitszufuhr zur Mischkammer bewirken würden. Auf besonders große freie Querschnitte in der Flüs- sigkeitszufuhr zur Mischkammer kann daher zukünftig verzichtet werden.

Wenn ein Drallerzeuger 24a, 24b in die Flüssigkeitszufuhr gemäß Fig. 3a oder Fig. 3b eingebaut wird, sollte gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung darauf geachtet werden, dass dem Flüssigkeitsfilm, der sich in der Mischkammer auf der Wand bildet, keine freie Bahn zwischen den Zuluftbohrungen oder Druckgasbohrungen 5 angeboten wird. Die Fig. 4 und 5 zeigen Abwicklungen der kegeligen Innenseite der Mischkammer 7 gemäß Fig. 2 jedoch mit unterschiedlicher Positionierung der Zuluftbohrungen 5 auf den Lochreihen 27 - 30. Fig. 4 stellt eine ungünstige Konfiguration dar, bei der eine Wandfilmsträhne bei der gegebenen Drallstärke ungestört zwischen den Zuluftbohrungen hindurch zum Austritt der Mischkammer strömen kann, wie durch Pfeile 52 angedeutet ist, die die Strömungsrichtung des Flüssigkeitsfilmes auf der Mischkammerwand oder Flüssigkeitssträhnen darstellen. Aus den somit nicht ausreichend vorzerteilten Flüssig- keitssträhnen entstehen im Austrittsteil der Düse relativ große Tropfen.

Durch eine geeignete Versetzung der Zuluftbohrungen 5, Fig. 5, können diese Passagen, sozusagen wie durch Slalomstangen in Gestalt von Zuluftstrahlen, derart verbaut werden, dass der Flüssigkeitsfilm keine Schlupf- löcher findet und dass somit eine feinere Flüssigkeitszerteilung bereits in der Mischkammer gelingt. Grundsätzlich ist ja anzustreben, dass die Zuluftstrahlen den Flüssigkeitsfilm möglichst vollständig aufreißen, wie ein mit vielen parallel geschalteten Schaufeln besetzter Pflug einen breiten Ackerbereich lückenlos aufreißen kann. Die Zuluftbohrungen 5 der zweiten Rei- he 28 sollten daher unter Berücksichtigung des Dralles in der Filmströmung und bezogen auf die Position der Zuluftbohrungen 5 in der ersten Reihe 27 auf Lücke stehen. Entsprechendes gilt für eventuell noch vorhandene weitere Reihen von Zuluftbohrungen. Die Druckgasbohrungen 5, ü- ber welche das Verdüsungsgas in die Mischkammer 7 eingeblasen wird, . .

sind also so auf Lücke angeordnet, dass ein Flüssigkeitsfilm auf der Wand der Mischkammer 7 keine ungestörte Passage findet.

Eine weitere Ausgestaltung nach der Erfindung zeigt Fig. 6. Hier wird ein kleiner Teilstrom der Verdüsungsluft 15, z. B. 50 % des Volumens der zu versprühenden Flüssigkeit, bereits vor Eintritt in die Mischkammer über eine kleine Bypass - Leitung 31 in die Flüssigkeit eingespeist. Ziel dieser Maßnahme ist es, die Flüssigkeit bereits stromaufwärts der Mischkammer 7 feinblasig mit Gas zu durchsetzen. Durch die Druckabsenkung am Eintritt zur Mischkammer 7 expandieren die eingeschlossenen Gasblasen und zersprengen somit die Flüssigkeit. Durch diese Vorzerteilung der Flüssigkeit wird die von der in die Mischkammer 7 eingedüsten Luft zu leistende Zertei- lungsarbeit wesentlich verringert. In Abhängigkeit der Stoffwerte der zu ver- düsenden Flüssigkeit kann es vorteilhaft sein, den in die Flüssigkeit vor Ein- tritt in die Mischkammer 7 über die Bypassleitung 31 eingeleiteten Teilluftstrom, entsprechend einer Teilmenge des Verdüsungsgases, zwischen 20 % und 200 % des Volumens der zu versprühenden Flüssigkeit zu variieren. Es sind also Vorrichtungen vorhanden, die zu einer feinblasigen Aufteilung der Teilgasmenge führen, die bereits in die Flüssigkeitszuleitung zur Misch- kammer 7 eingeblasen wird.

Selbstverständlich kann es auch bei diesen Düsenkonzepten sinnvoll oder gar notwendig sein, den Zweistoffstrahl mit Hüllluft zu umgeben. Denn es ist von entscheidender Bedeutung, dass es auch von der Seite der Rauchgase her, die mit Hilfe der Düsen gereinigt oder abgekühlt werden sollen, nicht zur Belagsbildung in dem für eine hohe Verdüsungsqualität sensiblen Mündungsbereich der Düse kommt. Die Temperatur des aus der Zweistoffdüse austretenden Fluides liegt in aller Regel weit unter jener des Rauchgases bzw. des Gases, welches gereinigt oder abgekühlt werden soll. Im Falle einer Unterschreitung des Schwefelsäuretaupunktes an der Düsenaußenwand müsste es in staubbeladenen Gasen mit der Zeit zum Aufbau von Belägen an der Außenseite der Düse sowie am Düsenmund kommen. Fig. 4 zeigt auch eine Ausführung mit Hüllluft, wobei es sehr vorteilhaft sein kann, die Hülluft aufzuheizen, um eine Unterschreitung des Schwefelsäuretaupunktes an der Außenseite des Hüllluftrohres zu vermei- _ _

den, und somit auch hier eine störende Belagsbildung sowie Korrosion zu unterbinden. Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil einer Konfiguration mit Hüllluft liegt darin, dass die stoßunempfindlich ausgeführten Hüllluftdüsen einen effizienten Schutz für die insbesondere im scharfkantigen Mün- dungsbereich stoßempfindlichen Zweistoffdüsen darstellen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 zu zerstäubende Flüssigkeit

2 Lanzenrohr für die Zuleitung der Flüssigkeit zur Zweistoffdüse 3 Zweistoff-Düse

4 Lanzenrohr für die Zuleitung des Druckgases zur Zweistoffdüse

5 Durchtrittsbohrungen des Druckgases zur Mischkammer (Kernluft")

6 äußerer Ringraum bzw. Ringkammer der Zweistoffdüse

7 Mischkammer der Zweistoffdüse 8 Düsenmündung bzw. Düsenmund

9 Zweistoffgemisch aus Druckgas und Flüssigkeitströpfchen

10 Durchtrittsbohrung der Flüssigkeit (Engstelle) zur Mischkammer hin

11 divergentes Düsenaustrittsteil

12 Flüssigkeitsansammlungen 13 abgelöster großer Tropfen/Randtropfen

14 Engstelle am Austritt der Mischkammer

15 Druckgas

16 tropfenhaltiges Gas in der Mischkammer

17 Flüssigkeitsfilm 18 Strahlkern

19 Achse der Zweistoffdüse

20 Hüllluft

21 Ringdüse des Hüllrohres

22 Ringspalt für die Hüllluft 23 Hüllluftrohr

24 Drallerzeuger

25 sternförmiger Einsatz

26 Flüssigkeitssträhnen, die auf der Wand der Mischkammer zwischen benachbarten Zuluftbohrungen hindurch strömen 27 Reihe 1 der Zuluftbohrungen 5

28 Reihe 2 der Zuluftbohrungen 5

29 Reihe 3 der Zuluftbohrungen 5

30 Reihe 4 der Zuluftbohrungen 5

31 kleine Bypass - Leitung für das Druckgas Flüssigkeitszuleitung Mittelachse verengter Abschnitt der Flüssigkeitszuleitung Druckgasrohr konvergenter Austrittsteil divergenter Düsenaustrittsteil Pfeile (entsprechend Flüssigkeitssträhnen)

. .

Literaturverzeichnis

1. Würz, D.E.: Flow behaviour of thin water films under the effect of a co- current air flow of moderate to high subsonic velocities; effect of the film on the air flow;

Proceedings of the Third International Conference on Rain Erosion and Associated Phenomena, England, Elvetham Hall, Bd. 2, S. 727-750, 11-13 August (1970) Published by AA Fyall and RB. King, Royal Aircraft Establishment, England

2. Würz, D.E.: Experimentelle Untersuchung des Strämungsverhaltens dünner Wasserfilme und deren Rückwirkung auf einen gleichgerichteten Luftstrom mäßiger bis hoher Unterschallgeschwindigkeit, Dissertation, Karlsruhe (1971 )

3. Würz, D.E.: Flow behaviour of thin water films under the effect of a co- current air flow of moderate supersonic velocities; Proceedings of the Fourth International Conference on Rain Erosion and Associated Phenom- ena, Germany, Meersburg, Bd. 1 , S. 295-318, 08-10 May (1974), Edited by AA Fyall and RB. King, Royal Aircraft Establishment, England

4. Würz, D.E.: Experimental investigation into the flow behaviour of thin water films; Effect on a co-current air flow of moderate to high supersonic velocities. Pressure distribution at the surface of a rigid wavy reference structure. XII Biennial Fluid Dynamics Symposium "Advanced Problems and Methods in Fluid Dynamics", Bialowieza, Polen, 1975, Archives of Me- chanics, 28, 5-6, S. 969-987, Warschau (1976)

5. Würz, D.E.: Flüssigkeitsfilmsträmung unter Einwirkung einer Überschall- Luftsträmung; Habilitationsschrift, Karlsruhe (1977)

6. Würz, D.E.: Subsonic and supersonic gas liquid film flow; Paper No. 78- 1130, AIAA11-th Fluid and Plasma Dynamics Conference, Seattle, Wash- ington (USA), 10-12 JuIy (1978)

7. Reske, R₁ D.E. Würz: Droplet impingement on walls and wavy water films Colloquium EUROMECH 162; Stability and Evaporation of Thin Liquid Films in TwoPhase-Flow; Palace of Jablonna, Poland, 20-23 Sept. (1982)

8. SiII, K. H., D.E. Würz: Experimental and theoretical investigation of shear driven evaporating liquid films; Colloquium EUROMECH 162; Stability and Evaporation of Thin Liquid Films in Two-Phase-Flow; Palace of Jablonna, Poland, 20-23 Sept. (1982)

9. Würz, D.E.: The subsonic-supersonic controverse of the shear-driven liquid film flow Colloquium EUROMECH 162; Stability and Evaporation of Thin Liquid Films in TwoPhase-Flow; Palace of Jablonna, Poland, 20-23 Sept. (1982).

Claims

Patentansprüche

1. Zweistoffdüse zum Versprühen von Flüssigkeiten unter Zuhilfenahme eines Druckgases, mit einer Mischkammer, in welche die Flüssigkeit und das Druckgas eingeleitet werden, einem in Strömungsrichtung konvergenten Abschnitt am Austritt der Mischkammer und mit einem in Strömungsrichtung divergenten Düsenaustrittsteil, der sich von einer Engstelle bis zu einem Düsenmund erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass im divergenten Düsenaustrittsteil von der Engstelle bis zum Düsenmund Über- Schallgeschwindigkeit auftritt.

2. Zweistoffdüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der divergente Düsenaustrittsteil einen sich von der Engstelle bis zum Düsenmund allmählich erweiternden Querschnitt aufweist, so dass im divergen- ten Düsenaustrittsteil eine stetige Beschleunigung der Überschallströmung von der Engstelle bis zum Düsenmund auftritt.

3. Zweistoffdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis eines Durchmessers D_n,_m der Querschnittsfläche senk- recht zur Strömungsrichtung am Düsenmund und eines Durchmessers Dn.mc.e der Querschnittsfläche senkrecht zur Strömungsrichtung an der Engstelle nach folgender Beziehung dimensioniert ist:

4. Zweistoffdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz des Durchmessers D_n,_m des Düsenmundes und des Durchmesser D_n,mc,e der Engstelle um einen Faktor zwischen 1 und 10, insbesondere maximal 5, vergrößert wird, gemessen an der Differenz dieser Durchmesser, wie sie nach Anspruch 3, insbesondere für reine Gasströmung, berechnet wurde.

5. Zweistoffdüse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der divergente Düsenteil so konfiguriert ist, dass bei Einphasengasströmung des Druckgases im Düsenaustrittsteil Überschallgeschwindigkeit erreicht wird.

6. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlankheitsgrad der Düse zwischen etwa 1 und 4 liegt, wobei als Schlankheitsgrad S das Verhältnis aus der Länge l_n,div des divergenten Düsenaustrittsteils in Strömungsrichtung zur Differenz Δ D aus dem Durchmesser D_n,_m am Düsenmund zu dem Durchmesser Dn.mc.e an der Engstelle definiert ist.

7. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Düsenmund umgebender Ringspalt zum Ausströmen von Hüllluft vorgesehen ist.

8. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Flüssigkeitszuführung stromaufwärts der Mischkammer Mittel zum Begünstigen des Zerfalls der Flüssig- keit in einzelne Tropfen vorgesehen sind.

9. Zweistoffdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Flüssigkeitszuführung zur Mischkammer Drallerzeuger, Drallrosen, sternförmige Verdrängungselemente und/oder gelochte Flächen eingebaut sind.

10. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Mischkammer wenigstens eine in eine Flüssigkeitszuführung mündende Druckgaszuleitung vor- gesehen ist, um die Flüssigkeit feinblasig mit Gas zu durchsetzen.

11. Zweistoffdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Flüssigkeitszuführung eingespeister Druckgasstrom zwischen 20% und 200%, des Volumenstroms der zu versprühenden Flüssigkeit beträgt.

12. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgas in die Mischkammer über wenigstens eine Druckgasbohrung eingeleitet wird, wobei die Abmessun- gen der wenigstens einen Druckgasbohrung und das vorhandene Druckgefälle so dimensioniert sind, dass in der Druckgasbohrung näherungsweise Schallgeschwindigkeit erreicht wird.

13. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgas in die Mischkammer über mehrere Druckgasbohrungen eingeleitet wird, wobei die mehreren Druckgasbohrungen über die Wandung der Mischkammer verteilt angeordnet sind.

14. Zweistoffdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Druckgasbohrungen in Strömungsrichtung gesehen versetzt zueinander angeordnet sind, so dass Strömungspfade von Flüssigkeitsteilchen entlang der Wandung der Mischkammer von wenigstens einer Druckgasbohrung unterbrochen sind.

15. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer eine kegelabschnittsför- mige und sich in Strömungsrichtung erweiternde Form hat.

16. Zweistoffdüse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die kegelabschnittsförmige Mischkammer der konvergente Abschnitt am Austritt der Mischkammer anschließt.

17. Zweistoffdüse nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Flüssigkeitszuleitung ein Drallerzeuger eingebaut ist und dass die Druckgasbohrungen, über welche das Druckgas in die Mischkammer eingeleitet wird, in der Wandung der Mischkammer näherungsweise auf einer zur Mittelachse der Düse koaxialen Mantellinie liegen.