WO2020083921A1 - Continuously working and fluid-breathing fluid mixing device and method for operating same - Google Patents

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WO2020083921A1
WO2020083921A1 PCT/EP2019/078744 EP2019078744W WO2020083921A1 WO 2020083921 A1 WO2020083921 A1 WO 2020083921A1 EP 2019078744 W EP2019078744 W EP 2019078744W WO 2020083921 A1 WO2020083921 A1 WO 2020083921A1
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WO
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fluid
main
inlet
fluid inlet
chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/078744
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German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Staudacher
Christian Wagner
Original Assignee
Robert Staudacher
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3123Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with two or more Venturi elements
    • B01F25/31233Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with two or more Venturi elements used successively
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3124Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
    • B01F25/31241Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow the main flow being injected in the circumferential area of the venturi, creating an aspiration in the central part of the conduit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90Heating or cooling systems
    • B01F35/92Heating or cooling systems for heating the outside of the receptacle, e.g. heated jackets or burners

Definitions

  • the present invention relates in particular to a continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device, comprising at least one main mixing chamber with a main mixing chamber, into which a quaternary fluid can be supplied via a quaternary fluid inlet and a tertiary fluid can be supplied via a tertiary fluid inlet such that they mix with one another in the main mixing chamber and leave the main mixing chamber as quintary fluid .
  • Such fluid mixing devices are known from the prior art. They have different areas of application, and differ among other things in the type of fluids and in which way these fluids are supplied to the fluid mixing device.
  • a fluid mixing device in such a way that the fluids are mixed and leave the main mixing chamber as an effectively mixed quaternary fluid, for example a liquid-gas mixture.
  • a fluid mixing device can be implemented, for example, as a fumigator in sewage treatment plants.
  • Similar fluid mixing devices are also used in snow cannons and in particular in so-called nucleators. With such nucleators, a mixture of water and (compressed) air is generated, which forms snow cores (nucleides) when it is released into the atmosphere.
  • the object of the present invention is therefore to offer a fluid mixing device and in particular a continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device which allows a more efficient, in particular also more energy-efficient and / or better mixing of fluids.
  • a fluid mixing device and in particular a continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device comprising at least one main mixing chamber with at least one main mixing chamber, the main mixing chamber having a cross section along a main extension direction RX 2 from an inlet end with a large diameter to one outlet end with a small diameter tapered, wherein at the outlet end a is 2 direction in its cross section in the main Managerreckungs RX2 expanding nozzle is provided in the main extension direction Rx, and wherein a main mixing chamber, in particular the end face closing off closure part is provided at the inlet end, said closure member comprising: at least one in particular Quaternary fluid inlet opening axially into the main mixing space to supply at least one quaternary fluid to the main mixing space and at least one terti opening tangentially into the main mixing space rfluid inlet to tangentially supply at least one tertiary fluid to the main mixing space, the fluid mixing device being designed such that the tertiary fluid is mixed
  • a method for operating a fluid mixing device comprising the following steps: supplying a tertiary fluid via the tangential tertiary fluid inlet of the fluid mixing device to the main mixing chamber of the main mixing chamber, so that a vortex flow is formed in the main mixing chamber, whereby a quaternary fluid is conveyed into the main mixing space by a venturi vortex tube effect and / or a particularly external pressurization via the quaternary fluid inlet, a tertiary fluid-quaternary fluid mixture being formed and being output as quaternary fluid at the outlet end of the main mixing space, and optionally also the following is carried out: supplying a primary fluid via a tangential primary fluid inlet into a premixing chamber of a premixing chamber, so that a vortex flow forms in the premixing chamber, where it is acted upon by a venturi vortex tube effect and / or an external pressure in particular A secondary fluid is conveyed into the premixing
  • the core of the invention is, among other things, the use of mixing spaces or reactor spaces which reduce their cross section along the respective main direction of extension or the main flow direction and which are arranged such that fluids are optionally brought together via the premixing space and the respective inlet in the main mixing space and by the fluid mixing device be performed.
  • tangential introduction and “axial introduction” are here optionally understood to mean any type of introduction that is “essentially tangential” or “essentially axial”. In particular, the introduction can deviate by an angle of up to ⁇ 15 degrees, optionally up to ⁇ 10 degrees to complete axiality or tangentiality.
  • the tangential deviation angle is optionally up to ⁇ 15 degrees, optionally up to ⁇ 10 degrees, this positive angle definition defining a deviation of the inlet direction in the direction of the center, that is to say directed away from the wall.
  • a fluid is optionally understood to mean any type of liquid and / or gas, at least one fluid being able to be passed through the fluid mixing device even in different, in particular changing, aggregate states. For example, it is conceivable to pass at least one fluid in a liquid form through the fluid mixing device and then at least partially convert it into a gaseous aggregate state, or vice versa.
  • a “nozzle” is understood to mean any type of outlet means in order to discharge the fluid guided in the respective space that the nozzle closes at the outlet end.
  • main directions of extension and “main directions of flow”. This means that a fluid guided along the main extension direction or main flow direction is guided in this direction when viewed globally. A different local direction can also be taken during this global tour. For example, a fluid in the main direction of extension can also be guided in a spiral meandering manner or in a similar direction, in particular in sections that deviate from the main direction of extension.
  • the quaternary fluid is thus optionally supplied axially via the closure part in the direction of flow of the quaternary fluid.
  • the feed is optionally from outside the fluid mixing device via the closure part in the main mixing chamber.
  • the feed is optionally from a direction opposite the nozzle direction, in particular from a point behind the closure flap.
  • the closure part optionally closes the front of the main mixing chamber, the only access being the quaternary fluid inlet, in particular axially.
  • the tertiary fluid inlet has at least one premixing chamber, in particular a so-called tertiary fluid inlet nozzle, with a premixing space tapering in cross section along a main direction of extension from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter
  • the premixing chamber has the following: at least one, in particular axially opening into the premixing chamber, the secondary fluid inlet in order to supply the premixing chamber with at least one secondary fluid, and at least one primary fluid inlet opening tangentially into the premixing chamber in order to supply at least one primary fluid to the premixing chamber.
  • the tertiary fluid inlet can be designed as a pipe element, a nozzle or any other corresponding type of fluid guide for the tertiary fluid. It is conceivable to design at least one hole or a comparable opening in the closure part as the tertiary fluid inlet, so that the tertiary fluid can be introduced tangentially into the main mixing space. At this hole or comparable opening, a pipe, a fluid guide, etc. can be ruled out. A premix of primary and secondary fluids to a tertiary fluid is optionally omitted in this variant.
  • At least three tertiary fluid inlets are preferably provided over the circumference of the closure part.
  • the distribution is preferably distributed evenly over the circumference.
  • the quaternary fluid inlet and the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and the primary fluid inlet are arranged in such a complementary manner to one another that a venturi vortex tube effect forms in the main mixing chamber and / or in the premixing chamber.
  • the quaternary fluid inlet and the tertiary fluid inlet can be arranged such that the quaternary fluid is sucked into the main mixing chamber or its main mixing chamber by the tangential introduction of the tertiary fluid.
  • the primary fluid inlet which opens tangentially into the premixing chamber in such a way that the secondary fluid is sucked into the premixing chamber or its premixing chamber by a vortical vortex tube effect.
  • Mixed forms are also conceivable, wherein, for example, a subset of at least one fluid is sucked in via such a Venturi vortex tube effect, another subset is actively introduced and in particular pumped.
  • the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are in fluid communication with the atmosphere.
  • the quaternary fluid and / or the secondary fluid, air and in particular compressed air, are also optional. It is possible that the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are in direct fluid communication with the atmosphere. This is particularly advantageous if, as described above, the quaternary fluid inlet and the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and the primary fluid inlet are arranged such that they complement one another in such a way that a venturi vortex tube effect forms in the main mixing chamber or in the premixing chamber.
  • the quaternary fluid and / or the secondary fluid inlet When the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet is connected directly to the atmosphere, air is drawn from the atmosphere into the fluid mixing device in a simple and reliable manner.
  • the quaternary fluid and / or the secondary fluid can optionally be a compressed gas and in particular compressed air in order to increase / support the inflow. It is conceivable to bring a pressure source, for example a compressor, a pump or a similar pressure-acting arrangement, into fluid communication with the quaternary fluid and / or secondary fluid inlet in order to pressurize the fluid carried there and to feed it to the mixing chamber.
  • the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are pressurized and / or the quaternary fluid and / or the secondary fluid be artificially accelerated.
  • the quaternary fluid and / or the secondary fluid are optionally supplied by pressurization, optionally under 0.1-10 bar, further optionally under 0.5-3 bar absolute.
  • the supply of the tertiary fluid and / or the primary fluid is optionally carried out by pressurization, optionally under 1 - 80 bar, further optionally under 3 - 50 bar absolute.
  • the quaternary fluid and / or the secondary fluid are optionally a gas and in particular air.
  • the main mixing space and / or the premixing space are optionally designed as a body of rotation about their respective main extension axis.
  • the main mixing space and / or the premixing space are optionally in their respective main extension directions Rx2; Rx 302 leads at least in sections in the form of a continuously tapering and in particular tapering hyperbolic funnel.
  • Solid bodies with a deviation of ⁇ 10% from this geometric shape also apply within the scope of the invention. It has been found that a fluid guided in such a solid is guided in a particularly effective manner and is optionally guided in an accelerable manner.
  • the Quartärfluideinlass and / or tertiary fluid inlet and / or Se are kundärfluideinlass and / or the primary fluid inlet in their respective cross-section along their heads S treckungscardi Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo tapering from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter and in particular in the form of a tapering hyperbolic funnel. Also for such a hyperbolic funnel the above apply.
  • Solid bodies with a deviation of ⁇ 10% from this geometric shape also apply within the scope of the invention.
  • a nozzle is provided on the main mixing chamber and / or on the premixing chamber and in particular in the outlet area or an outlet end of the mixing chamber.
  • This nozzle can be designed as a Laval nozzle. It can be designed as an expanding nozzle.
  • Such a nozzle can have the shape of a hyperbolar and in particular hyperboloid funnel. It can be formed as a diffuser.
  • the nozzle is designed in such a way that it rectifies the vortex flow of the fluid which is conducted in the main mixing chamber or the premixing chamber and / or generates the highest possible outflow speed. Analogously to the geometry of the main mixing chamber or the premixing chamber, the nozzle can in particular be designed in opposite directions.
  • a nozzle with a spiral flow guide in order to force the guided fluid into a spiral flow path, in particular with a gradient that decreases in the direction of flow.
  • a Spiralströmungswash tion can be internals and in particular projections that force the fluid guided in the nozzle into a spiral flow.
  • the nozzle in a twisted shape, so that such a spiral flow guide and / or a spiral flow path result.
  • the spiral shape is chosen so that there is a hyperbolic and in particular hyperboic decreasing slope.
  • At least one fluid inlet in particular the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet, has at least one fluid line means and in particular primary fluid line means or tertiary fluid line means.
  • the fluid inlet is at least one fluid line with at least one fluid reservoir, for example a water reservoir, or a fluid pump, for example a water pump, in fluid communication.
  • the fluid reservoir is a pressure reservoir in which the fluid to be guided is under pressure and is thus optionally supplied to the inlet under pressure.
  • At least a portion of the primary fluid line means and / or the tertiary fluid line means and / or at least one of the fluid inlets and / or at least one of the chambers has at least one fluid temperature control means.
  • a fluid temperature control means can be, for example, a heat exchanger assigned to the main mixing chamber and / or the premixing chamber. This can in particular have at least one fluid line running in and / or on the wall of the chamber.
  • the advantage of such a fluid temperature control means is the possibility of heating and / or cooling a fluid guided in the respective fluid conduit and / or the respective chamber and / or the respective fluid inlet.
  • a primary fluid introduced into the premixing chamber can be preheated or cooled via a heat exchanger assigned to the main mixing chamber, so that it is introduced into the premixing chamber in a heated / cooled state and mixed there with the secondary fluid.
  • the (pre) heating or cooling can optionally take place in such a way that the state of aggregation of the guided fluid changes, i.e. the fluid temperature control means can be designed such that the fluid that comes into contact with it changes its physical state.
  • a previously liquid fluid can be converted into an essentially partially gaseous fluid by contact with the fluid temperature control agent, or vice versa.
  • the fluid temperature control means is optionally designed as a fluid preheating means. It is possible to design the fluid temperature control agent as a fluid coolant.
  • a fluid temperature control means can optionally be connected to an external cooling line means, for example a line system connected to a water reservoir, via which water or a similar coolant can be supplied.
  • the fluid temperature control means optionally has at least one fluid conduction means, which is arranged in a spiral or the like in a meandering manner in and / or on the wall of the main mixing chamber and / or premixing chamber and / or at least in sections in and / or at least in sections on the wall of the main mixing chamber and / or premixing chamber from the nozzle to the inlet, in particular the tertiary fluid inlet or primary fluid inlet is formed.
  • An effective heat transfer can be achieved by guiding the fluid conduction means in the respective wall.
  • the fluid is supplied as a cooled fluid to the fluid mixing device and in particular to the fluid temperature control means in order to be heated via the fluid temperature control means. It is also conceivable to design the fluid temperature control means in such a way that at least one guided fluid is cooled.
  • the fluid conduit is arranged in a spiral and / or meandering manner. Furthermore, it is optionally designed in such a way that it serves to temper the fluid and / or to change the pressure of the guided fluid and / or to bring the nozzles and / or chamber wall to temperature.
  • the fluid conduit has a round, and in particular circular cross section. A round cross-section is optionally viewed as a cross-section with a constant development of the wall.
  • guide devices in the fluid line means in particular in order to bring about a turning of the flow of the guided fluid. These guide devices are preferably designed such that they force the guided fluid into a spiral flow along the main direction of flow in the fluid conduit.
  • the tertiary fluid inlet and / or the primary fluid inlet each have at least one valve means in order to stop and / or enable the supply of the fluid carried therein and / or to regulate the supply quantity.
  • the valve means is designed in such a way that it allows the inflow of the tertiary fluid and / or the primary fluid when a sufficient tertiary fluid or primary fluid pressure and / or a sufficient tertiary fluid temperature or primary fluid temperature has been reached in order to be in the respective main mixing chamber or Premixed chamber to form a venturi vortex tube effect and in particular to suck in quaternary fluid or secondary fluid and / or to allow it to flow in under pressure.
  • the valve means is optionally designed such that it only opens when the primary fluid supplied via the primary fluid inlet and the primary fluid pressure source, for example a fluid reservoir or a fluid pump, has the sufficient temperature or the sufficient pressure for the Venturi vortex tube effect (low pressure in the center ) reached in the premixing chamber.
  • the primary fluid pressure source for example a fluid reservoir or a fluid pump
  • the valve means optionally assigned to the tertiary fluid.
  • At least one flow guide for the fluid flow is provided in the quaternary fluid inlet and / or tertiary fluid inlet and / or secondary fluid inlet and / or primary fluid inlet and / or main mixing space and / or pre-mixing space. It is conceivable that the quaternary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and / or the primary fluid inlet and / or the main mixing chamber and / or the main mixing chamber and / or the main mixing chamber and / or the premixing chamber are at least partially rotated in one another, in particular by for the therein, in order to form the electrical conduction guided fluid to define a twisted flow path.
  • At least one current guide in particular a spiral flow guide, for example in the form of a hyperbolic-like, in particular hyperbolic spiral, in order to force the fluid carried into a spiral flow and, in particular, a logarithmically decreasing hyperbolic spiral path.
  • at least one current guide, in particular a spiral flow guide is provided, for example as an installation means with at least one guide plate or a similar guide element.
  • the current conduction is optionally designed in such a way that there are decreasing and / or increasing slopes in the flow path and in particular in a spiral helical path.
  • the current conduction is optionally designed in such a way that the slope along the main direction of extension is reduced spirally.
  • the current conduction is optionally designed for flow rectification in order to rectify or laminarize a flow carried there.
  • the cross section of the quaternary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and / or the primary fluid inlet and / or the main mixing space and / or the premixing space are round and in particular circular.
  • elliptical and the like continuously developed cross-sectional shapes applicable.
  • the tertiary fluid inlet and / or the primary fluid inlet are pivotable about a swivel axis orthogonal to the respective main flow direction in the opening chamber in a swivel direction opposite to the main flow direction RX2; RX 302 designed to be pivotable in a range from 90 degrees to 150 degrees.
  • a fluid guided via the respective inlet can be accelerated tangentially and, moreover, already in the main flow direction.
  • the respective inlet is optionally pivoted at an angle of 90 degrees, that is to say tangentially orthogonally to the main axis of extension. During operation, this swivel angle can then be increased up to 150 degrees, so that the direction of introduction increasingly points in the main flow direction.
  • the premixing chamber has a closure part closing the premixing space at an inlet end, on which optionally at least one secondary fluid inlet and at least one primary fluid inlet are provided.
  • the premixing chamber optionally has, at an outlet end of the mixing space, a nozzle which widens in cross section in the main direction of extension, as has already been described above. It is conceivable that the closure parts described here on the premixing space or
  • the respective inlets for the fluids can then be provided on the closure part at very low cost.
  • the main mixing chamber and the premixing chamber optionally form a recursive or fractal vortex tube arrangement.
  • the main mixing chamber and the premixing chamber are identical in their basic geometry, but are of different sizes.
  • the main mixing chamber or the main mixing chamber can have a hyperbolic cross section, while the premixing chamber has an identical hyperbolic cross section, but with a reduced size.
  • the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet each have at least one fluid guiding element which at least partially protrudes into the respective main mixing space or premixing space, which is optionally designed, inter alia, as a hyperbolic funnel. All forms can be used here, which are also mentioned here in relation to the shape of the main mixing space or the premixing space.
  • This fluid guide element is optionally a tube or a similar fluid channel.
  • the fluid guide element continuously connects to the quaternary fluid inlet or the secondary fluid inlet.
  • the transition of the wall of the quaternary fluid inlet or the secondary fluid inlet to the respective fluid guiding element is continuous.
  • the wall geometry of the quaternary fluid inlet or the secondary fluid inlet in the fluid guiding element continues continuously.
  • the inner geometry of the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet is designed as a funnel and in particular as a hyperbole-like, in particular hyperbolic funnel, this geometry can optionally also be continued in the fluid guide element.
  • the fluid line telement with parallel inner wall parts for example as a pipe section.
  • Other interior geometries are also conceivable. The above from this paragraph can optionally be identical or correspondingly also apply to the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet.
  • the fluid guide element is optionally guided along and in particular coaxially to the respective main directions of extent R X 2 and / or R X302 .
  • the fluid guide element extends at least 1/2 times the length of the main mixing space or the premixing space, optionally 2/3 the length of the main mixing space or the premixing space in the direction of the outlet end of the respective main mixing space or the premixing space, and further optionally to the area of the outlet end of the respective main mixing room or the premixing room.
  • the closure part and / or the inner wall of the main mixing space or premixing space are rounded off to one another.
  • the closure part and / or the fluid guiding element are rounded to one another.
  • the outer geometry of the fluid guide element in the main mixing space or in front of the mixing space in the form of a clothoid, a parabola, a radius or the like is continuously curved into the inner wall of the closure part.
  • the fluid guiding element is designed as an elevation on the inner wall of the respective closure part of the main mixing space or the premixing space.
  • the closure part is at least on its inner wall facing the main mixing space or the premixing space continuously or multiply curved, and in particular has a wavy cross section, in particular with an elevated edge region in the wall area of the main mixing space or the premixing space, followed by a wave trough and optionally a subsequent wave crest in the area of the main extension axis of the main mixing space or the premixing space or the introduction area of the quaternary fluid inlet or the tertiary fluid inlet.
  • the quaternary fluid inlet and / or secondary fluid inlet is guided from the closure parts from the direction of the main extension directions R X 2 and / or R X302 by means of such a fluid guide element and in particular a pipe section into the main mixing space and / or premixing space.
  • this fluid line extends and in particular the pipe section to the outlet ends of the main mixing chambers and / or premixing chambers.
  • this fluid guiding element can be used in any fluid mixing device which has at least one main mixing chamber with at least one main mixing space which, in its cross section along a main extension direction (R X 2), extends from an inlet end with a large diameter to an outlet end tapered to a small diameter, and wherein at the inlet end there is provided a closure part which closes the main mixing space, in particular on the end face, the closure part having the following:
  • At least one quaternary fluid inlet which in particular axially opens into the main mixing space, in order to supply at least one quaternary fluid to the main mixing space, and at least one tertiary fluid inlet opening tangentially into the main mixing space, in order to feed at least one tertiary fluid tangentially to the main mixing space
  • the fluid mixing device being designed such that a Ver mixing of the tertiary fluid with the quaternary fluid takes place, a tertiary fluid-quaternary fluid mixture being formed and being discharged as quaternary fluid at the outlet end of the main mixing space.
  • the invention also relates to a corresponding method for operating such a fluid mixing device. All of the characteristics and embodiments mentioned with regard to the fluid mixing device also apply to the method, although for redundancy reasons it is not explicitly dealt with, but only reference is made to what is mentioned here. Conversely, all that applies to the process also applies to the fluid mixing device.
  • Main mixing space or the premixing space are conveyed, for example by means of a fluid pressure reservoir and / or a fluid pump.
  • the tertiary fluid-quaternary fluid mixture leaves the main mixing chamber as a quintary fluid and is fed to a downstream turbine.
  • electrical and / or kinetic energy can be obtained, for example, via the fluid mixing device.
  • the field of application of the fluid mixing device described here extends from mixing devices for mixing different fluids, through the use as fumigants, to use in snow cannons and similar snow-making devices. All of these application forms are encompassed by the invention.
  • 1 is an isometric representation of a first embodiment of the continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device
  • Fig. 2 likes a cross section of the embodiment. Fig. 2;
  • FIG. 3 and 4 is a detailed isometric view of a tertiary fluid inlet from the embodiment.
  • FIG. 5 shows a side view of a further embodiment of the fluid mixing device according to the invention.
  • FIG. 6 a cross section through a further embodiment of the fluid mixing device according to the invention.
  • Fig. 7 an isometric view and partially sectioned detailed representations of a further ren embodiment of the fluid mixing device according to the invention.
  • Embodiments can be described on the basis of schematic and / or cross-sectional illustrations, idealized embodiments and intermediate structures of the invention. Relative terms as well as their derivations should be understood in such a way that they refer to the orientation as described or shown there in the drawing just discussed. These relative terms are used to provide a clearer description and do not require that the system be set up or operated in a specific orientation, unless explicitly stated otherwise. Any of the disclosed devices, or parts thereof, may be combined together or divided into other parts unless specifically stated otherwise. The mere fact that certain measures are listed in different sections or claims is not intended to indicate that a combination of these measures cannot advantageously be undertaken. In particular, all conceivable combinations of the claims are to be regarded as inherently disclosed.
  • words such as “essentially”, “approximately” or “in general / in general” are to be interpreted as meaning that they contain at least deviations of a measure of 10% or less, preferably 5% or less, or deviations from a form that for one of skill in the art would still fall within the scope of the definition in question unless otherwise specified.
  • FIG. 1 and 2 show a possible embodiment of the fluid mixing device according to the invention in an isometric view (FIG. 1) and a sectional view (FIG. 2).
  • the fluid mixing device 1 comprises at least one main mixing chamber 2 which has a main mixing chamber 4, which tapers in cross-section along a main extension direction Rx2 from an inlet end 6 with a large diameter D6 to an outlet end 8 with a small diameter Ds.
  • a nozzle 10 which widens in the main direction of extension RX2 in its cross section in the main direction of extension Rx2.
  • the main mixing chamber 2 is provided, in particular closing the end of the closure part 12, which has the following: at least one quaternary fluid inlet opening axially into the main mixing chamber 4, around which
  • Main mixing space 4 to supply at least one quaternary fluid, and at least one tertiary fluid inlet 300 opening tangentially into the main mixing space 4 in order to tangentially feed the main mixing space 4 to at least one tertiary fluid.
  • the tertiary fluid inlet 300 optionally has at least one premixing chamber 302, with a premixing chamber 304 tapering in its cross section along a main extension direction Rx3oo from an inlet end 306 with a large diameter to an outlet end 308 with a small diameter.
  • the premixing chamber 302 in turn optionally has the following: optionally at least one secondary fluid inlet 200, in particular axially opening into the premixing chamber 304, in order to supply at least one secondary fluid to the premixing chamber 304, and at least one primary fluid inlet 100 tangentially opening into the premixing chamber 304, around the premixing chamber 304 supply at least one primary fluid.
  • the core of the invention is, inter alia, the formation of the main mixing chamber 4 and the premixing chamber 304 in its cross-section tapering in the respective main direction of extension RX2 or RX 302 and the introduction of the fluids supplying the respective chamber 4 or 304 in the axial or tangential direction. It has been found that in this way an optimal mixing and / or a very energy-efficient mixing of the guided fluids can be achieved. In addition, this arrangement favors the generation of a spray with a very fine droplet distribution. The starting behavior of such a Fluidmischeinrich device has improved compared to devices known from the prior art.
  • the quaternary fluid inlet 400 and the tertiary fluid inlet 300 and / or the secondary fluid inlet 200 and the primary fluid inlet 100 can optionally be arranged complementarily to one another such that a venturi vortex tube effect occurs in the main mixing chamber 2 or the premixing chamber 302 trains.
  • the secondary fluid is drawn in via the secondary fluid inlet 200 without the mechanical fluid being particularly accelerated or pressurized.
  • a fluid mixing device designed in this way has, in particular, an optimized starting behavior, which means in particular that there is optionally no need for active delivery of the quaternary fluid into the main mixing chamber 4.
  • no special mechanical components such as compressor groups, compressors, pumps or similar devices are required to start the device 1.
  • the acceleration is favored by the low pressure in the center of the primary and main mixing chambers.
  • the main mixing space 4 and / or the premixing space 304 in their respective main extension direction Rx2; RX 302 are performed at least in sections in the form of a continuously tapering and in particular special tapering hyperbolic, in particular hyperboloid funnel. In this way, the fluid contained therein is optimally flow-guided or can be accelerated in an energy-efficient manner.
  • the quaternary fluid inlet 400 and / or the tertiary fluid inlet 300 and / or the secondary fluid inlet 200 and / or the primary fluid inlet 100 and / or the main mixing space and / or the premixing space in their respective cross section along their main extension direction Rx4oo ; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo tapering from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter and in particular in the form of a tapering hyperbolic, in particular hyperboloid funnel.
  • At least one of the inlets 400; 300; 200; 100 or rooms 4, 304 is designed to be rotated in itself and / or to define a flow path that is rotated in itself for the fluid guided therein.
  • at least one current conduction in particular a current conduction for the fluid flow, for example in the form of a hyperbolic installation and in particular a hyperbolic spiral, in order to urge the guided fluid into a spiral flow and in particular into a logarithmically decreasing hyperbolic spiral path.
  • the current-conducting guides 16 are designed here in the form of projections of the wall 14, which extend at least in sections spirally along the wall 14 of the main mixing chamber 4. Such flow guides 16 can also be seen in the premixing chamber 302 and / or in fluid line means 110. In addition, it is conceivable to also provide such current conduction guides 16 in the nozzles 10 and 310. It is also possible to design at least one chamber and / or at least one inlet, for example the main mixing chamber 2 or the premixing chamber 302, to be twisted and, in particular, to twist around the axis Ax, i.e. the main extension axis, so that a spiral flow path is in Form of a current conduction results. This flow path is preferably designed to decrease logarithmically in its slope. The current conduction is optionally designed in such a way that it forces the guided fluid into a spiral flow and in particular into a logarithmically decreasing, hyperbolic spiral path.
  • the main direction of extension Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo optionally form the main flow directions of the fluids carried there.
  • nozzle 10 at the outlet end 8 of the main mixing chamber 2.
  • a similar nozzle 310 can optionally be located at the outlet end 308 of the premixing chamber 302.
  • This nozzle can have the form of a hyperbolic and in particular hyperboloidal diffuser.
  • nozzle 10, 310 or the area at the outlet end 8; 308 of the respective chamber as a Laval nozzle.
  • the nozzle 8 is optional; 308 designed such that it rectifies the vortex flow of the fluid, which is guided in the main mixing chamber 2 or the premixing chamber 302, and / or generates the highest possible outflow rate.
  • the nozzle can in particular be designed in opposite directions. If necessary, it can also be twisted and / or contain corresponding guide elements for guiding the flow.
  • the current conduction is optionally designed to rectify the flow in order to rectify a flow carried there.
  • the premixing chamber 302 optionally has a closure part 312 which closes the premixing chamber 304 at an inlet end 306.
  • At least one of the secondary fluid inlet 200 and / or the at least one primary fluid inlet 100 can be provided on this closure part 312.
  • the nozzle 310 which widens in cross section in the main direction of extension R X302 , is optionally provided at the outlet end of the mixing chamber 304.
  • the main mixing chamber 2 and optionally the premixing chamber 302 are optionally formed as a recursive or fractal vortex tube arrangement.
  • the geometry of the main mixing chamber optionally corresponds in particular to that of the premixing chamber and vice versa, with different dimensions being realized.
  • This recursive or fractal formation of mutually conductive chambers can in principle be continued in multiple stages, the upstream vortex tube or the upstream chamber being selected in its geometry smaller than the chamber following in the flow direction in the flow direction.
  • the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are optionally designed to be in fluid communication with the atmosphere.
  • the quaternary fluid and / or the secondary fluid are air or gas and are actively accelerated.
  • a primary fluid 100 is fed via the optional tangential primary fluid inlet 100 into the optional premixing chamber 304 of the premixing chamber 302, so that in the optional premixing chamber chamber 304 forms a vortex flow, a secondary fluid optionally being conveyed into the premixing chamber 304 by a Venturi vortex tube effect and / or by in particular external pressurization via the optional secondary fluid inlet 200.
  • a primary fluid-secondary fluid mixture is formed, which can be referred to as tertiary fluid.
  • the primary fluid can optionally be supplied via a primary fluid pressure reservoir 104 and / or a primary fluid pump.
  • the tertiary fluid optionally formed in the premixing chamber 302 is fed via the tangentially arranged tertiary fluid inlet 300 to the main mixing chamber 4 of the main mixing chamber 2, so that a vortex flow is again formed in the main mixing chamber 4.
  • the quaternary fluid is conveyed into the main mixing chamber 4 via the quaternary fluid inlet 400 by means of a venturi vortex tube effect which arises and / or by in particular external pressurization, so that a tertiary fluid / quaternary fluid mixture forms which forms the main mixing chamber 4 at the outlet end 8 as quaternary fluid , especially towards Rxsoo.
  • the quaternary fluid inlet 400 is formed in the closure part.
  • Fig. 1 the introduced into the main mixing chamber 4 ter tiärfluid and mixed with this quaternary fluid through the main mixing chamber 4 ent along the main flow direction Rx2 in a spiral path, here by the dashed arrow is shown.
  • this spiral path is changed by means of appropriate flow guidance in the nozzle and, in particular, is increasingly changed logarithmically, so that a changed spiral path R "x5oo results. This results in a particularly effective acceleration of the vortex flow emerging from the main mixing chamber 2.
  • the fluid supply of the primary fluid and / or tertiary fluid of the Fluidmischeinrich device optionally takes place via a pressure fluid reservoir.
  • a pressure fluid reservoir for gaseous or liquid fluids can also be used, in which case an additional compressor and, in particular, a fluid pump are optionally provided.
  • This fluid pump optionally creates one higher fluid pressure than that prevailing in the fluid supply line for the respective fluid inlet. The same applies optionally to the pressure in the fluid reservoir.
  • At least one inlet and / or at least one chamber 2; 302 and in particular the primary fluid inlet 100 and / or the tertiary fluid inlet 300 have at least one fluid line means 102 and in particular at least one primary fluid line means 102 or tertiary fluid line means, via which they are in fluid communication with a fluid reservoir 104 or a fluid pump.
  • the primary fluid line means 102 and / or tertiary fluid line means has at least one fluid temperature control means 106.
  • the fluid temperature control means 106 is designed, for example, as a heat exchanger 106 assigned to the main mixing chamber 2.
  • This fluid line 110 is optionally routed at least in sections in the wall 14 of the main mixing chamber 2 from the nozzle 10 to the inlet end 6, with it being in thermal coupling with the main mixing chamber 4 stands.
  • the primary fluid heats up, which at the same time leads to cooling of the wall 14 or the nozzle 10.
  • the primary fluid cools down, which at the same time leads to heating of the wall 14 or the nozzle 10. It is conceivable to design the fluid temperature means 106 and in particular the heat exchanger 106 described here in such a way that the fluid carried therein changes its state of matter and in particular a liquid state of matter to a gaseous state of matter.
  • fluid line 110 spirally in or on the wall of the main mixing chamber or on the wall of the main mixing chamber, preferably from the nozzle to the area of the main mixing chamber, in particular with the closure means.
  • a guide in or on the closure means is also conceivable.
  • Fluid reservoir 104 is supplied via the fluid line 102 to the nozzle 10 or in the inlet region 8 of the main mixing chamber 2, where the fluid and in particular the primary fluid spirally extends around the main mixing chamber 4 and is guided up to the closure part 12. From there, the fluid is supplied to the primary fluid inlet 100 via a further fluid conduit 102.
  • temperature control of the nozzle or of the main mixing chamber wall 14 is thus optionally achieved.
  • the tertiary fluid inlet 300 and / or the primary fluid inlet 100 have at least one valve means 108 in order to stop and / or enable the supply of the fluid conveyed therein and / or to regulate the supply quantity.
  • primary fluid can optionally be supplied to the premixing chamber 304 via the valve means 108 only when sufficient primary fluid pressure has built up. In this way it is ensured that a Venturi vortex tube effect and in particular the suction of the secondary fluid take place via the secondary fluid inlet 200 without the secondary fluid having to be actively promoted.
  • Active delivery of the quaternary fluid and / or the secondary fluid via the respective inlet 400 is of course also optional; 200 realizable, for example by using appropriate pressure reservoirs or feed pumps.
  • the tertiary fluid inlet 300 can optionally be pivoted in a range of 90 to 150 degrees in a pivoting direction counter to the main flow direction Rx2 by a pivot axis As3oo running orthogonally to the main flow direction Rx2 in the opening chamber 4, here the main mixing chamber 4 is trained.
  • This pivotability is represented here by the premixing chamber 2 shown in full lines and the premixing chamber 302 pivoted by the angle a and shown in broken lines.
  • the tertiary fluid is introduced tangentially but further in the direction of the main flow direction RX2 of the main mixing chamber 2, and in this respect the fluid flow is accelerated in particular in the outlet region of the chamber.
  • the pivot angle a is represented here by the pivot angle cu of 90 degrees and the further pivot angle of ⁇ 12 with 150 degrees, always starting from the main axis of extension Ax.
  • the Venturi vortex tube effect and the flow velocity in the axial direction, in particular in the direction Rxsoo of the fluid mixing device, can be influenced via the size of the swivel angle.
  • the axial swivel angle a can be varied for variable feed control.
  • the inlets 400 are optional; 300; 200; 100 and / or the chambers are provided in the form of hyperbolic funnels, as a result of which improved fluid guidance and in particular in the case of the quaternary and secondary inlets 400; 200 an improved fluid suction compared to a simple aperture opening is achieved. This applies in particular to the case in which the quaternary fluid inlet 400 or the secondary fluid inlet 200 is connected to the atmosphere.
  • Fig. 7 shows an embodiment of the fluid mixing device, which may correspond in its basic structure to the previously described embodiment. In this respect, reference is made here to all that is described in relation to this previous embodiment.
  • the fluid guide element 600 optionally adjoins the quaternary fluid inlet 400 or the tertiary fluid inlet 200, and in particular the transition of the wall of the quaternary fluid inlet or the tertiary fluid inlet is optional. let steadily trained for the respective fluid guide element.
  • the closure part 12 and / or closure part 312 and / or the inner wall of the main mixing space 4 or premixing space 304 are rounded off to one another. This is shown here by the fillet 604 shown in dashed lines.
  • the closure part 12 and / or 312 and / or the fluid guide element 600 are rounded off to one another. This is shown in FIG. 7 by the fillet 602.
  • the fluid guide element protrudes here optionally by the length 1 into the main mixing chamber 4 and / or the premixing chamber 304. This length can optionally be up to 1/2 times the
  • Length L of the main mixing space or premixing space optionally up to 2/3 of the length L of the main mixing space or premixing space in the direction of the outlet end of the respective main mixing space or premixing space accordingly.
  • the fluid guide element 600 can protrude with its length 1 to the area of the outlet end 8 or 308 of the respective main mixing space or the premixing space.
  • the length L can optionally be considered as length Li without nozzle or as length Li plus length L2 of the nozzle.
  • a turbine 500 is exemplarily shown in Fig., That the direction in the main mixing chamber 2 befindli- che tertiary fluid mixture as Quartärfluid Quintärfluid along the main flow RX east OO a turbine 500 can be supplied.
  • closure part 12 is designed as an independent component and in the region of a joining edge 18 adjoins the one end wall 14 of the main mixing chamber 2.
  • 1 shows, by way of example, an integrally formed closure part 12.
  • RX302 main extension direction or main flow direction

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Abstract

The present invention relates to a fluid mixing device (1) comprising a main mixing chamber (2) with a main mixing area (4) whose cross section narrows along a main extension direction (Rx2) from an inlet end (6) to an outlet end, and that has a quaternary fluid inlet (400) which is provided axially in a closure part (12) closing the main mixing area (4), in particular at one end, the quaternary fluid inlet (400) leading into the main mixing area (4) in order to supply a quaternary fluid to the main mixing area (4), and a tertiary fluid inlet (300) leading tangentially into the main mixing area (4) in order to supply the main mixing area (4) tangentially with a tertiary fluid. Optionally the tertiary fluid inlet (300) has a premixing chamber (302) with a premixing space (304) that narrows in its cross section, wherein also optionally the premixing chamber (302) has a secondary fluid inlet (200) leading axially into the premixing space (304) in order to supply the premixing space (304) with a secondary fluid, and a primary fluid inlet (100) leading tangentially into the premixing space (304) in order to supply the premixing space (304) with a primary fluid.

Description

Beschreibung  description
Titel: Kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidmischeinrichtung und Title: Continuously working and fluid breathing fluid mixing device and
Verfahren zum Betrieb einer solchen  Process for operating such
Vorliegende Erfindung betrifft eine insbesondere kontinuierlich arbeitende und fluid atmende Fluidmischeinrichtung, umfassend wenigstens eine Hauptmischkammer mit einem Hauptmischraum, in den über einen Quartärfluideinlass ein Quartärfluid und über einen Tertiärfluideinlass ein Tertiärfluid derart zuführbar sind, dass sie sich im Hauptmischraum miteinander vermischen und den Hauptmischraum als Quintärfluid verlassen. The present invention relates in particular to a continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device, comprising at least one main mixing chamber with a main mixing chamber, into which a quaternary fluid can be supplied via a quaternary fluid inlet and a tertiary fluid can be supplied via a tertiary fluid inlet such that they mix with one another in the main mixing chamber and leave the main mixing chamber as quintary fluid .
Derartige Fluidmischeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie ha ben unterschiedliche Anwendungsgebiete, und unterscheiden sich unter anderem in der Art der Fluide und auf welche Weise diese Fluide der Fluidmischeinrichtung zuge führt werden. Such fluid mixing devices are known from the prior art. They have different areas of application, and differ among other things in the type of fluids and in which way these fluids are supplied to the fluid mixing device.
So ist es beispielsweise möglich, eine solche Fluidmischeinrichtung derart auszubil den, dass die Fluide gemischt und als effektiv vermischtes Quintärfluid, beispielsweise ein Flüssigkeit-Gas-Gemisch, die Hauptmischkammer verlassen. Eine solche Fluid mischeinrichtung ist beispielsweise als Begaser in Kläranlagen realisierbar. Ähnliche Fluidmischeinrichtungen finden auch bei Schneekanonen und insbesondere in soge nannten Nukleatoren ihre Anwendung. Mit solchen Nukleatoren wird ein Gemisch aus Wasser und (Druck)luft erzeugt, das bei der Ausbringung in die Atmosphäre Schneekerne (Nukleide) bildet. For example, it is possible to design such a fluid mixing device in such a way that the fluids are mixed and leave the main mixing chamber as an effectively mixed quaternary fluid, for example a liquid-gas mixture. Such a fluid mixing device can be implemented, for example, as a fumigator in sewage treatment plants. Similar fluid mixing devices are also used in snow cannons and in particular in so-called nucleators. With such nucleators, a mixture of water and (compressed) air is generated, which forms snow cores (nucleides) when it is released into the atmosphere.
Aus energetischer Sicht weisen bekannte Fluidmischeinrichtungen jedoch Schwächen in der Effektivität bzw. der Qualität der Vermischung der Fluide auf. Zudem ist für die künstliche Beschleunigung, wenigstens des Quartärfluides, ein hoher Druck not wendig, der beispielsweise mittels leistungsstarker Pumpen oder Kompressoren er zeugt werden muss. Dies ist ineffektiv, kostenintensiv und hinsichtlich der Haltbar - keit nachteilig. From an energetic point of view, known fluid mixing devices have weaknesses in the effectiveness or quality of the mixing of the fluids. In addition, a high pressure is necessary for the artificial acceleration, at least of the quaternary fluid, which must be generated, for example, by means of powerful pumps or compressors. This is ineffective, expensive, and durable - disadvantageous.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Fluidmischeinrichtung und insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidmischeinrichtung anzubieten, die eine effizientere, insbesondere auch energieeffizientere und/oder bes sere Vermischung von Fluiden erlaubt. The object of the present invention is therefore to offer a fluid mixing device and in particular a continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device which allows a more efficient, in particular also more energy-efficient and / or better mixing of fluids.
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidmischeinrichtung und durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. This object is achieved by a fluid mixing device and by a method for operating such a device according to the independent claims.
Diese Aufgabe wird insbesondere durch eine Fluidmischeinrichtung und insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidmischeinrichtung, gelöst, um fassend wenigstens eine Hauptmischkammer mit wenigstens einem Hauptmischraum, wobei sich der Hauptmischraum in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstre ckungsrichtung RX2 von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngt, wobei am Auslassende eine sich in Haupterstreckungsrichtung Rx2 in ihrem Querschnitt in Haupterstreckungs richtung RX2 erweiternde Düse vorgesehen ist und wobei am Einlassende ein den Hauptmischraum insbesondere stirnseitig verschließendes Verschlussteil vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil Folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Hauptmischraum mündenden Quartärfluideinlass, um dem Hauptmischraum wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum mündenden Tertiärfluideinlass, um dem Hauptmischraum tangen tial wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen, wobei die Fluidmischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Hauptmischraum eine Vermischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Hauptmischraumes als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei op tional der Tertiärfluideinlass wenigstens eine Vormischkammer, insbesondere eine sogenannte Tertiärfluideinlassdüse aufweist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung von einem Einlassende, mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Vormischraum, und wobei die Vormischkammer Folgendes aufweist: wenigsten einen insbesondere axial in den Vormischraum mündenden Sekundärfluideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tan gential in den Vormischraum mündenden Primärfluideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Primärfluid zuzuführen. This object is achieved in particular by a fluid mixing device and in particular a continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device, comprising at least one main mixing chamber with at least one main mixing chamber, the main mixing chamber having a cross section along a main extension direction RX 2 from an inlet end with a large diameter to one outlet end with a small diameter tapered, wherein at the outlet end a is 2 direction in its cross section in the main Erstreckungs RX2 expanding nozzle is provided in the main extension direction Rx, and wherein a main mixing chamber, in particular the end face closing off closure part is provided at the inlet end, said closure member comprising: at least one in particular Quaternary fluid inlet opening axially into the main mixing space to supply at least one quaternary fluid to the main mixing space and at least one terti opening tangentially into the main mixing space rfluid inlet to tangentially supply at least one tertiary fluid to the main mixing space, the fluid mixing device being designed such that the tertiary fluid is mixed with the quaternary fluid in the main mixing space, a tertiary fluid-quaternary fluid mixture being formed and being discharged as quintary fluid at the outlet end of the main mixing space Optionally, the tertiary fluid inlet has at least one premixing chamber, in particular a so-called tertiary fluid inlet nozzle, with a premixing space tapering in cross section along a main direction of extension from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter, and the premixing chamber has the following : at least one secondary fluid inlet, which in particular opens axially into the premixing space, around which Supply at least one secondary fluid to the premixing chamber and at least one primary fluid inlet tan potentially opening into the premixing chamber in order to supply at least one primary fluid to the premixing chamber.
Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidmischeinrich tung, wie sie hier beschrieben ist, gelöst, umfassend die folgenden Schritte: Zuführen eines Tertiärfluides über den tangentialen Tertiärfluideinlass der Fluidmischeinrich tung zum Hauptmischraum der Hauptmischkammer, sodass sich im Hauptmischraum eine Wirbelströmung bildet, wobei durch einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt und/oder eine insbesondere externe Druckbeaufschlagung über den Quartärfluideinlass ein Quartärfluid in den Hauptmischraum gefördert wird, wobei ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Hauptmischraums als Quin- tärfluid ausgegeben wird, und wobei optional noch folgendes erfolgt: Zuführen eines Primärfluides über einen tangentialen Primärfluideinlass in einen Vormischraum ei ner Vormischkammer, sodass sich im Vormischraum eine Wirbelströmung bildet, wo bei durch einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt und/oder eine insbesondere externe Druck beaufschlagung über einen Sekundärfluideinlass ein Sekundärfluid in den Vormisch raum gefördert wird und sich durch eine Primärfluid-Sekundärfluid-Mischung das Tertiärfluid bildet. This object is also achieved by a method for operating a fluid mixing device as described here, comprising the following steps: supplying a tertiary fluid via the tangential tertiary fluid inlet of the fluid mixing device to the main mixing chamber of the main mixing chamber, so that a vortex flow is formed in the main mixing chamber, whereby a quaternary fluid is conveyed into the main mixing space by a venturi vortex tube effect and / or a particularly external pressurization via the quaternary fluid inlet, a tertiary fluid-quaternary fluid mixture being formed and being output as quaternary fluid at the outlet end of the main mixing space, and optionally also the following is carried out: supplying a primary fluid via a tangential primary fluid inlet into a premixing chamber of a premixing chamber, so that a vortex flow forms in the premixing chamber, where it is acted upon by a venturi vortex tube effect and / or an external pressure in particular A secondary fluid is conveyed into the premixing space via a secondary fluid inlet and the tertiary fluid is formed by a primary fluid / secondary fluid mixture.
Kern der Erfindung ist unter anderem die Verwendung von sich entlang der jeweiligen Haupterstreckungsrichtung bzw. der Hauptströmungsrichtung in ihrem Querschnitt verringernder Mischräumen bzw. Reaktorräumen, die derart angeordnet sind, dass Fluide optional über den Vormischraum und den jeweiligen Einlass im Hauptmisch raum zusammengeführt und durch die Fluidmischeinrichtung geführt werden. Unter dem Begriff„tangentiales Einleiten“ und„axiales Einleiten“ wird hier optional jede Art von Einleiten verstanden, die„im Wesentlichen tangential“ bzw.„im Wesentlichen axial“ ausgerichtet ist. Insbesondere kann hier die Einleitung um einen Winkel von bis zu ±15 Grad, optional von bis zu ±10 Grad zur vollständigen Axialität bzw. Tan- gentialität abweichen. Optional beträgt der tangentiale Abweichungswinkel bis zu ±15 Grad, optional bis zu ±10 Grad, wobei diese positive Winkeldefinition eine Abweichung der Einlassrichtung in Richtung des Zentrums, also von der Wandung weg gerichtet definiert. Unter einem Fluid wird optional jede Art von Flüssigkeit und/oder Gas verstanden, wobei wenigsten ein Fluid auch in unterschiedlichen, insbesondere sich verändernden Aggregatzuständen durch die Fluidmischeinrichtung geführt werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, wenigstens ein Fluid in einer flüssigen Form durch die Fluid mischeinrichtung zu führen und dann wenigstens teilweise in einen gasförmigen Ag gregatzustand überzuführen, oder umgekehrt. The core of the invention is, among other things, the use of mixing spaces or reactor spaces which reduce their cross section along the respective main direction of extension or the main flow direction and which are arranged such that fluids are optionally brought together via the premixing space and the respective inlet in the main mixing space and by the fluid mixing device be performed. The terms “tangential introduction” and “axial introduction” are here optionally understood to mean any type of introduction that is “essentially tangential” or “essentially axial”. In particular, the introduction can deviate by an angle of up to ± 15 degrees, optionally up to ± 10 degrees to complete axiality or tangentiality. The tangential deviation angle is optionally up to ± 15 degrees, optionally up to ± 10 degrees, this positive angle definition defining a deviation of the inlet direction in the direction of the center, that is to say directed away from the wall. A fluid is optionally understood to mean any type of liquid and / or gas, at least one fluid being able to be passed through the fluid mixing device even in different, in particular changing, aggregate states. For example, it is conceivable to pass at least one fluid in a liquid form through the fluid mixing device and then at least partially convert it into a gaseous aggregate state, or vice versa.
Unter einer„Düse“ wird im Umfang der Erfindung jegliche Art von Auslassmittel ver standen, um das im jeweiligen Raum, den die Düse am Auslassende abschließt geführ te Fluid auszuleiten. In the scope of the invention, a “nozzle” is understood to mean any type of outlet means in order to discharge the fluid guided in the respective space that the nozzle closes at the outlet end.
Es sei angemerkt, dass im Umfang der Erfindung von„Haupterstreckungsrichtungen“ und„Hauptströmungsrichtungen“ geredet wird. Das bedeutet, dass ein entlang der Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung geführtes Fluid bei globa ler Betrachtung in dieser Richtung geführt wird. Während dieser globalen Führung kann darüber hinaus eine davon abweichende lokale Richtung eingenommen werden. Beispielsweise kann ein Fluid in Haupterstreckungsrichtung auch spiralförmig mäan dernd oder in einer dergleichen, insbesondere abschnittsweise von der Haupterstre ckungsrichtung abweichenden Richtung geführt werden. It should be noted that the scope of the invention speaks of “main directions of extension” and “main directions of flow”. This means that a fluid guided along the main extension direction or main flow direction is guided in this direction when viewed globally. A different local direction can also be taken during this global tour. For example, a fluid in the main direction of extension can also be guided in a spiral meandering manner or in a similar direction, in particular in sections that deviate from the main direction of extension.
Es hat sich herausgestellt, dass bei einer hier beschriebenen Fluidmischeinrichtung eine effektivere Vermischung bzw. eine sehr energieeffiziente Mischung der durch die Fluidmischeinrichtung geführten Fluide erreicht werden kann. Durch die Verwendung des beschriebenen sich verjüngenden Mischraums und die erfindungsgemäße optiona le Einführung der Primär- und Sekundärfluide in axialer und tangentialer Richtung erfolgt optional bereits im Vormischraum eine energieeffiziente Führung und Mi schung der geführten Fluide, die durch die erfindungsgemäße Einleitung des resultie renden Tertiärfluides in den Hauptmischraum der Hauptmischkammer in tangentia ler Richtung und die anschließende Vermischung mit dem axial eingeführten Quartär- fluid weiter energetisch verbessert wird. Das Resultat ist ein optimal energieeffizient vermischtes und, je nach Ausführungsform, beschleunigtes Quintärfluid, das über die Düse die Fluidmischeinrichtung als Quintärfluid verlässt. Zudem hat sich herausge- stellt, dass eine solche Fluidmischeinrichtung optional ohne aktive Beschleunigung des Quartärfluides und/oder Sekundärfluides ausgebildet werden kann. Erfindungs gemäß erfolgt also optional das Zuführen des Quartärfluides über das Verschlussteil axial in Strömungsrichtung des Quintärfluides. Die Zuführung erfolgt optional von außerhalb der Fluidmischeinrichtung über das Verschlussteil in die Hauptmisch kammer. Die Zuführung erfolgt optional aus einer der Düse entgegengesetzten Rich tung, also insbesondere von einem Punkt hinter der Verschlussklappe. Das Ver schlussteil schließt optional den Hauptmischraum stirnseitig ab, wobei als einziger Zugang der Quartärfluideinlass insbesondere axial vorgesehen ist. It has been found that with a fluid mixing device described here, a more effective mixing or a very energy-efficient mixing of the fluids guided through the fluid mixing device can be achieved. Through the use of the tapered mixing space described and the optional introduction of the primary and secondary fluids in the axial and tangential direction according to the invention, energy-efficient guidance and mixing of the guided fluids takes place optionally in the premixing space, which is caused by the inventive introduction of the resulting tertiary fluids into the Main mixing chamber of the main mixing chamber in the tangential direction and the subsequent mixing with the axially introduced quaternary fluid is further improved in terms of energy. The result is an optimally energy-efficient mixed and, depending on the embodiment, accelerated quintary fluid which leaves the fluid mixing device as quintary fluid via the nozzle. It has also emerged provides that such a fluid mixing device can optionally be formed without active acceleration of the quaternary fluid and / or secondary fluid. According to the invention, the quaternary fluid is thus optionally supplied axially via the closure part in the direction of flow of the quaternary fluid. The feed is optionally from outside the fluid mixing device via the closure part in the main mixing chamber. The feed is optionally from a direction opposite the nozzle direction, in particular from a point behind the closure flap. The closure part optionally closes the front of the main mixing chamber, the only access being the quaternary fluid inlet, in particular axially.
Optional gilt, wie eingangs erwähnt, dass der Tertiärfluideinlass wenigstens eine Vormischkammer, insbesondere eine sogenannte Tertiärfluideinlassdüse aufweist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung von einem Einlassende, mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende, mit einem klei nen Durchmesser, verjüngenden Vormischraum, und wobei die Vormischkammer Fol gendes aufweist: wenigsten einen insbesondere axial in den Vormischraum münden den Sekundärfluideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Sekundärfluid zuzu führen, und wenigstens einen tangential in den Vormischraum mündenden Primärflu ideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Primärfluid zuzuführen. Optionally, as mentioned at the beginning, the tertiary fluid inlet has at least one premixing chamber, in particular a so-called tertiary fluid inlet nozzle, with a premixing space tapering in cross section along a main direction of extension from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter , and wherein the premixing chamber has the following: at least one, in particular axially opening into the premixing chamber, the secondary fluid inlet in order to supply the premixing chamber with at least one secondary fluid, and at least one primary fluid inlet opening tangentially into the premixing chamber in order to supply at least one primary fluid to the premixing chamber.
Anstelle dieser Bauweise kann der Tertiärfluideinlass als ein Rohrleitungselement, eine Düse oder jede andere entsprechende Art von Fluidführung für das Tertiärfluid ausgebildet sein. Es ist denkbar als Tertiärfluideinlass wenigstens eine Bohrung oder eine vergleichbare Öffnung in dem Verschlussteil auszuführen, so dass das Tertiärflu id tangential in den Hauptmischraum eingebracht werden kann. An diese Bohrung bzw. vergleichbare Öffnung kann eine Rohrleitung, eine Fluidführung etc. angeschlos sen sein. Eine Vormischung von Primär- und Sekundärfluid zu einem Tertiärfluid ent fällt optional in dieser Variante. Instead of this design, the tertiary fluid inlet can be designed as a pipe element, a nozzle or any other corresponding type of fluid guide for the tertiary fluid. It is conceivable to design at least one hole or a comparable opening in the closure part as the tertiary fluid inlet, so that the tertiary fluid can be introduced tangentially into the main mixing space. At this hole or comparable opening, a pipe, a fluid guide, etc. can be ruled out. A premix of primary and secondary fluids to a tertiary fluid is optionally omitted in this variant.
Vorzugsweise sind über den Umfang dem Verschlussteil wenigstens drei Tertiärfluide- inlässe vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt die Verteilung gleichmäßig über den Umfang verteilt. Optional sind der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass und der Primärfluideinlass derart komplementär zueinander an geordnet, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Hauptmischkammer und/oder in der Vormischkammer ausbildet. Beispielsweise können der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass so angeordnet sein, dass durch das tangentiale Einleiten des Tertiärfluides das Quartärfluid in die Hauptmischkammer bzw. seinen Hauptmisch raum eingesaugt wird. Selbiges gilt optional für den Primärfluideinlass, der derart tangential in die Vormischkammer mündet, dass das Sekundärfluid durch einen Ven- turi-Wirbelrohr-Effekt in die Vormischkammer bzw. seinen Vormischraum gesaugt wird. Auch sind Mischformen denkbar, wobei beispielsweise eine Teilmenge wenigs tens eines Fluides über einen solchen Venturi-Wirbelrohr-Effekt eingesaugt, eine an dere Teilmenge aktiv eingebracht und insbesondere gepumpt wird. At least three tertiary fluid inlets are preferably provided over the circumference of the closure part. The distribution is preferably distributed evenly over the circumference. Optionally, the quaternary fluid inlet and the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and the primary fluid inlet are arranged in such a complementary manner to one another that a venturi vortex tube effect forms in the main mixing chamber and / or in the premixing chamber. For example, the quaternary fluid inlet and the tertiary fluid inlet can be arranged such that the quaternary fluid is sucked into the main mixing chamber or its main mixing chamber by the tangential introduction of the tertiary fluid. The same applies optionally to the primary fluid inlet, which opens tangentially into the premixing chamber in such a way that the secondary fluid is sucked into the premixing chamber or its premixing chamber by a vortical vortex tube effect. Mixed forms are also conceivable, wherein, for example, a subset of at least one fluid is sucked in via such a Venturi vortex tube effect, another subset is actively introduced and in particular pumped.
Optional stehen der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit der Atmosphäre in Fluidverbindung. Weiter optional sind das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft und insbesondere Druckluft. Es ist möglich, dass der Quartärflui deinlass und/oder der Sekundärfluideinlass in direkter Fluidverbindung mit der At mosphäre stehen. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn, wie zuvor beschrieben, der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und der Primärfluideinlass derart komplementär zueinander angeordnet sind, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Hauptmischkammer bzw. in der Vormisch kammer ausbildet. Bei der direkten Verbindung des Quartärfluideinlasses und/oder des Sekundärfluideinlasses mit der Atmosphäre wird so auf einfache und zuverlässige Weise Luft aus der Atmosphäre in die Fluidmischeinrichtung gezogen. Das Quartär fluid und/oder das Sekundärfluid können optional ein Druckgas und insbesondere Druckluft sein, um das Einströmen zu verstärken/unterstützen. Es ist denkbar, eine Druckquelle, beispielsweise einen Kompressor, eine Pumpe oder eine dergleichen Druckwirkende Anordnung, mit dem Quartärfluid und/oder Sekundärfluideinlass in Fluidverbindung zu bringen, um das dort geführt Fluid unter Druck zusetzten und der Mischkammer zuzuführen. Optionally, the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are in fluid communication with the atmosphere. The quaternary fluid and / or the secondary fluid, air and in particular compressed air, are also optional. It is possible that the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are in direct fluid communication with the atmosphere. This is particularly advantageous if, as described above, the quaternary fluid inlet and the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and the primary fluid inlet are arranged such that they complement one another in such a way that a venturi vortex tube effect forms in the main mixing chamber or in the premixing chamber. When the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet is connected directly to the atmosphere, air is drawn from the atmosphere into the fluid mixing device in a simple and reliable manner. The quaternary fluid and / or the secondary fluid can optionally be a compressed gas and in particular compressed air in order to increase / support the inflow. It is conceivable to bring a pressure source, for example a compressor, a pump or a similar pressure-acting arrangement, into fluid communication with the quaternary fluid and / or secondary fluid inlet in order to pressurize the fluid carried there and to feed it to the mixing chamber.
Optional gilt, dass der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit Druckgas beaufschlagt werden und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid künstlich beschleunigt werden. Selbiges gilt optional entsprechend für den Primärflu ideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass bzw. das Primärfluid und/oder das Tertiär fluid. Optionally, the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are pressurized and / or the quaternary fluid and / or the secondary fluid be artificially accelerated. The same applies optionally accordingly for the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet or the primary fluid and / or the tertiary fluid.
Optional erfolgt das Zuführen des Quartärfluides und/oder des Sekundärfluides durch Druckbeaufschlagung, optional unter 0,1 - 10 bar, weiter optional unter 0,5 - 3 bar absolut. Optional erfolgt das Zuführen des Tertiärfluides und/oder des Primärfluides durch Druckbeaufschlagung, optional unter 1 - 80 bar, weiter optional unter 3 - 50 bar absolut. Optional sind das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid ein Gas und insbesondere Luft. The quaternary fluid and / or the secondary fluid are optionally supplied by pressurization, optionally under 0.1-10 bar, further optionally under 0.5-3 bar absolute. The supply of the tertiary fluid and / or the primary fluid is optionally carried out by pressurization, optionally under 1 - 80 bar, further optionally under 3 - 50 bar absolute. The quaternary fluid and / or the secondary fluid are optionally a gas and in particular air.
Optional sind der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum als Rotationskörper um ihre jeweilige Haupterstreckungsachse ausgeführt. The main mixing space and / or the premixing space are optionally designed as a body of rotation about their respective main extension axis.
Optional sind der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx2; Rx302 wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbesondere verjüngenden hyperbolartigen Trichters ausge führt. In vereinfachter Bauweise können hier auch Radien, Polynomstücke oder ver gleichbare Geometrien eingesetzt werden. Der hyperbolartige Trichter ist dabei optio nal als hyperboloider Trichter, nämlich als sogenannte Torricelli Trompete ausgeführt und insbesondere als Rotationskörper eines Graphen mit der Form y=l/x, mit dem Definitionsbereich X>1, rotierend um die X-Achse. Im Umfang der Erfindung gelten auch Volumenkörper mit einer Abweichung von ±10 % von dieser geometrischen Form mitumfasst. Es hat sich herausgestellt, dass ein in einem derartigen Volumenkörper geführtes Fluid auf besonders effektive Weise geführt und optional beschleunigbar geführt wird. The main mixing space and / or the premixing space are optionally in their respective main extension directions Rx2; Rx 302 leads at least in sections in the form of a continuously tapering and in particular tapering hyperbolic funnel. In a simplified design, radii, polynomial pieces or comparable geometries can also be used here. The hyperbolic funnel is optionally designed as a hyperboloid funnel, namely as a so-called Torricelli trumpet and in particular as a rotating body of a graph with the form y = l / x, with the definition range X> 1, rotating about the X axis. Solid bodies with a deviation of ± 10% from this geometric shape also apply within the scope of the invention. It has been found that a fluid guided in such a solid is guided in a particularly effective manner and is optionally guided in an accelerable manner.
Optional sind der Quartärfluideinlass und/oder Tertiärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass in ihrem jeweiligen Querschnitt entlang ihrer Häupter Streckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo von einem Einlas sende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form eines sich verjüngenden hyperbo lartigen Trichters ausgebildet. Auch für einen solchen hyperbolartigen Trichter kann das zuvor Genannte gelten. Das heißt, ein solcher hyperbolartiger Trichter ist optional als Radius, Polynom oder hyperboloider Trichter, nämlich als sogenannte Torricelli Trompete ausgeführt und insbesondere als Rotationskörper eines Graphen mit der Form y=l/x, mit dem Definitionsbereich X>1, rotierend um die X-Achse. Im Umfang der Erfindung gelten auch Volumenkörper mit einer Abweichung von ±10 % von dieser geometrischen Form mitumfasst. Optionally, the Quartärfluideinlass and / or tertiary fluid inlet and / or Se are kundärfluideinlass and / or the primary fluid inlet in their respective cross-section along their heads S treckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo tapering from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter and in particular in the form of a tapering hyperbolic funnel. Also for such a hyperbolic funnel the above apply. This means that such a hyperbolic funnel is optionally designed as a radius, polynomial or hyperboloid funnel, namely as a so-called Torricelli trumpet and in particular as a rotational body of a graph with the form y = l / x, with the definition range X> 1, rotating around the X- Axis. Solid bodies with a deviation of ± 10% from this geometric shape also apply within the scope of the invention.
Optional ist an der Hauptmischkammer und/oder an der Vormischkammer und insbe sondere im Auslassbereich bzw. einem Auslassende des Mischraums eine Düse vorge sehen. Diese Düse kann als eine Lavaldüse ausgebildet sein. Sie kann als eine sich erweiternde Düse ausgebildet sein. Eine solche Düse kann die Form eines hyperbolar- tigen und insbesondere hyperboloiden Trichters aufweisen. Sie kann als Diffusor aus gebildet sein. Optional ist die Düse derart ausgebildet, dass sie die Wirbelströmung des Fluids, das in der Hauptmischkammer bzw. der Vormischkammer geführt wird, gleichrichtet und/oder eine möglichst hohe Ausströmungsgeschwindigkeit generiert. Die Düse kann analog zur Geometrie der Hauptmischkammer bzw. der Vormisch kammer insbesondere gegenläufig dazu ausgeführt sein. Optionally, a nozzle is provided on the main mixing chamber and / or on the premixing chamber and in particular in the outlet area or an outlet end of the mixing chamber. This nozzle can be designed as a Laval nozzle. It can be designed as an expanding nozzle. Such a nozzle can have the shape of a hyperbolar and in particular hyperboloid funnel. It can be formed as a diffuser. Optionally, the nozzle is designed in such a way that it rectifies the vortex flow of the fluid which is conducted in the main mixing chamber or the premixing chamber and / or generates the highest possible outflow speed. Analogously to the geometry of the main mixing chamber or the premixing chamber, the nozzle can in particular be designed in opposite directions.
Es ist möglich, eine solche Düse mit einer Spiralströmungsführung zu versehen, um das geführte Fluid in einen spiralförmigen Strömungsweg insbesondere mit in Strö mungsrichtung abnehmender Steigung zu zwingen. Eine solche Spiralströmungsfüh rung können beispielsweise Einbauten und insbesondere Vorsprünge sein, die das in der Düse geführte Fluid, in eine Spiralströmung zwingen. Es ist auch möglich, die Dü se in einer in sich gedrehten Form auszubilden, sodass sich eine solche Spiralströ mungsführung und/oder ein spiralförmiger Strömungsweg ergeben. Optional ist die Spiralform dabei so gewählt, dass sich eine hyperbolartige und insbesondere hyperbo lisch abnehmende Steigung ergibt. It is possible to provide such a nozzle with a spiral flow guide in order to force the guided fluid into a spiral flow path, in particular with a gradient that decreases in the direction of flow. Such a Spiralströmungsfüh tion can be internals and in particular projections that force the fluid guided in the nozzle into a spiral flow. It is also possible to form the nozzle in a twisted shape, so that such a spiral flow guide and / or a spiral flow path result. Optionally, the spiral shape is chosen so that there is a hyperbolic and in particular hyperboic decreasing slope.
Optional weist wenigstens ein Fluideinlass, insbesondere der Primärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass, wenigstens ein Fluidleitungsmittel und insbesondere Primärfluidleitungsmittel bzw. Tertiärfluidleitungsmittel auf. Optional steht der Flu ideinlass über wenigstens ein Fluidleitungsmittel mit wenigstens einem Fluidreser voir, beispielsweise einem Wasserreservoir, oder einer Fluidpumpe, beispielsweise einer Wasserpumpe, in Fluidverbindung. Optional ist das Fluidreservoir ein Druckre servoir, in dem das zu führende Fluid unter Druck steht und so optional dem Einlass druckbeaufschlagt zugeführt wird. Optionally, at least one fluid inlet, in particular the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet, has at least one fluid line means and in particular primary fluid line means or tertiary fluid line means. Optionally, the fluid inlet is at least one fluid line with at least one fluid reservoir, for example a water reservoir, or a fluid pump, for example a water pump, in fluid communication. Optionally, the fluid reservoir is a pressure reservoir in which the fluid to be guided is under pressure and is thus optionally supplied to the inlet under pressure.
Optional weisen wenigstens ein Abschnitt des Primärfluidleitungsmittels und/oder des Tertiärfluidleitungsmittels und/oder wenigstens einer der Fluideinlässe und/oder we nigstens eine der Kammern wenigstens ein Fluidtemperierungsmittel auf. Ein solches Fluidtemperierungsmittel kann beispielsweise ein der Hauptmischkammer und/oder der Vormischkammer zugeordneter Wärmetauscher sein. Dieser kann insbesondere wenigstens eine in und/oder an der Wandung der Kammer verlaufende Fluidleitung aufweisen. Der Vorteil eines solchen Fluidtemperierungsmittels liegt in der Möglich keit, ein in dem jeweiligen Fluidleitungsmittel und/oder der jeweiligen Kammer und/oder dem jeweiligen Fluideinlass geführtes Fluid anzuwärmen und/oder abzuküh len. So kann beispielsweise ein in die Vormischkammer eingeleitetes Primärfluid über einem der Hauptmischkammer zugeordneten Wärmetauscher vorgewärmt bzw. abge kühlt werden, sodass es in erwärmtem/abgekühltem Zustand in die Vormischkammer eingeführt und dort mit dem Sekundärfluid vermischt wird. Die (Vor) wärmung bzw. Abkühlung kann dabei optional so erfolgen, dass sich der Aggregatszustand des ge führten Fluides verändert, d.h. das Fluidtemperierungsmittel kann so ausgebildet sein, dass das damit in Kontakt tretende, geführte Fluid seinen Aggregatzustand än dert. So kann beispielsweise ein zuvor flüssiges Fluid durch den Kontakt mit dem Flu idtemperierungsmittel in ein im Wesentlichen teilweise gasförmiges Fluid übergeführt werden oder umgekehrt. Optional ist das Fluidtemperierungsmittel als Fluidvorwär mungsmittel ausgebildet. Es ist möglich, das Fluidtemperierungsmittel als Fluidküh lungsmittel auszubilden. Auch dies ist von der Erfindung mit umfasst und es gilt alles was hinsichtlich der Ausbildung zur Erwärmung gesagt wurde entsprechend für die Ausbildung zur Kühlung. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Kühlung des we nigstens einen geführten Fluides erreicht werden. Ein Fluidtemperierungsmittel kann optional mit einem externen Kühlleitungsmittel verbunden sein, beispielswiese einem mit einem Wasserreservoir in Verbindung stehenden Leitungssystem, über das Was ser oder eine dergleichen Kühlmittel zugeführt werden kann. Optionally, at least a portion of the primary fluid line means and / or the tertiary fluid line means and / or at least one of the fluid inlets and / or at least one of the chambers has at least one fluid temperature control means. Such a fluid temperature control means can be, for example, a heat exchanger assigned to the main mixing chamber and / or the premixing chamber. This can in particular have at least one fluid line running in and / or on the wall of the chamber. The advantage of such a fluid temperature control means is the possibility of heating and / or cooling a fluid guided in the respective fluid conduit and / or the respective chamber and / or the respective fluid inlet. For example, a primary fluid introduced into the premixing chamber can be preheated or cooled via a heat exchanger assigned to the main mixing chamber, so that it is introduced into the premixing chamber in a heated / cooled state and mixed there with the secondary fluid. The (pre) heating or cooling can optionally take place in such a way that the state of aggregation of the guided fluid changes, i.e. the fluid temperature control means can be designed such that the fluid that comes into contact with it changes its physical state. For example, a previously liquid fluid can be converted into an essentially partially gaseous fluid by contact with the fluid temperature control agent, or vice versa. The fluid temperature control means is optionally designed as a fluid preheating means. It is possible to design the fluid temperature control agent as a fluid coolant. This is also covered by the invention and everything that has been said regarding the training for heating applies accordingly to the training for cooling. In this way, for example, cooling of the at least one guided fluid can be achieved. A fluid temperature control means can optionally be connected to an external cooling line means, for example a line system connected to a water reservoir, via which water or a similar coolant can be supplied.
Das Fluidtemperierungsmittel weist optional wenigstens ein Fluidleitungsmittel auf, das insbesondere spiralförmig oder dergleichen mäandernd in und/oder an der Wan dung der Hauptmischkammer und/oder Vormischkammer verlaufend angeordnet ist und/oder wenigstens abschnittsweise in und/oder wenigstens abschnittsweise an der Wandung der Hauptmischkammer und/oder Vormischkammer von der Düse zum Ein lass, insbesondere dem Tertiärfluideinlass bzw. Primärfluideinlass verlaufende ausge bildet ist. Durch die Führung des Fluidleitungsmittels in der jeweiligen Wandung kann ein effektiver Wärmeübertrag erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Fluidleitungsmittel bzw. das Fluidtemperierungsmittel derart auszubilden, dass es eine Kühlung oder Erwärmung der Düse und/oder der Kammerwandung bewirkt wird. Optional wird das Fluid als gekühltes Fluid der Fluidmischeinrichtung und ins besondere dem Fluidtemperierungsmittel zugeführt, um über das Fluidtemperie rungsmittel erwärmt zu werden. Auch ist es denkbar, dass Fluidtemperierungsmittel so auszubilden, dass wenigstens ein geführtes Fluid abgekühlt wird. The fluid temperature control means optionally has at least one fluid conduction means, which is arranged in a spiral or the like in a meandering manner in and / or on the wall of the main mixing chamber and / or premixing chamber and / or at least in sections in and / or at least in sections on the wall of the main mixing chamber and / or premixing chamber from the nozzle to the inlet, in particular the tertiary fluid inlet or primary fluid inlet is formed. An effective heat transfer can be achieved by guiding the fluid conduction means in the respective wall. In addition, it is possible to design the fluid conduction means or the fluid temperature control means in such a way that it cools or heats the nozzle and / or the chamber wall. Optionally, the fluid is supplied as a cooled fluid to the fluid mixing device and in particular to the fluid temperature control means in order to be heated via the fluid temperature control means. It is also conceivable to design the fluid temperature control means in such a way that at least one guided fluid is cooled.
Optional ist das Fluidleitungsmittel spiralförmig und/oder mäandernd geführt ange ordnet. Weiter optional ist es derart ausgebildet, dass es der Fluidtemperierung und/oder der Druckerveränderung des geführten Fluids dient und/oder eine Temperie rung der Düsen und/oder Kammerwandung bewirkt. Optional ist es denkbar, dass das Fluidleitungsmittel einen runden, und insbesondere kreisrunden Querschnitt auf weist. Als runder Querschnitt wird optional ein Querschnitt mit einer stetigen Wan dungsentwicklung angesehen. Weiter optional ist es möglich, Leitvorrichtungen im Fluidleitungsmittel vorzusehen, insbesondere um eine Eindrehung der Strömung des geführten Fluides zu bewirken. Diese Leitvorrichtungen sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie das geführte Fluid in eine spiralförmige Strömung entlang der Hauptströmungsrichtung im Fluidleitungsmittel zwingen. Optionally, the fluid conduit is arranged in a spiral and / or meandering manner. Furthermore, it is optionally designed in such a way that it serves to temper the fluid and / or to change the pressure of the guided fluid and / or to bring the nozzles and / or chamber wall to temperature. Optionally, it is conceivable that the fluid conduit has a round, and in particular circular cross section. A round cross-section is optionally viewed as a cross-section with a constant development of the wall. It is also optionally possible to provide guide devices in the fluid line means, in particular in order to bring about a turning of the flow of the guided fluid. These guide devices are preferably designed such that they force the guided fluid into a spiral flow along the main direction of flow in the fluid conduit.
Optional weisen der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass wenigstens jeweils ein Ventilmittel auf, um die Zufuhr des darin geführten Fluides zu stoppen und/oder zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu regeln. Optional ist das Ventilmittel dabei derart ausgebildet, dass es den Zufluss des Tertiärfluides und/oder des Primärfluides dann ermöglichen, wenn ein ausreichender Tertiärfluid- bzw. Pri märfluiddruck und/oder eine ausreichende Tertiärfluidtemperatur bzw. Primärfluid temperatur erreicht ist, um in der jeweiligen Hauptmischkammer bzw. Vormisch- kammer einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt auszubilden und insbesondere Quartärfluid bzw. Sekundärfluid anzusaugen und/oder druckbeaufschlagt einströmen zu lassen.Optionally, the tertiary fluid inlet and / or the primary fluid inlet each have at least one valve means in order to stop and / or enable the supply of the fluid carried therein and / or to regulate the supply quantity. Optionally, the valve means is designed in such a way that it allows the inflow of the tertiary fluid and / or the primary fluid when a sufficient tertiary fluid or primary fluid pressure and / or a sufficient tertiary fluid temperature or primary fluid temperature has been reached in order to be in the respective main mixing chamber or Premixed chamber to form a venturi vortex tube effect and in particular to suck in quaternary fluid or secondary fluid and / or to allow it to flow in under pressure.
Das Ventilmittel ist optional so ausgebildet, dass es erst öffnet, wenn das über den Primärfluideinlass und die Primärfluiddruckquelle, beispielsweise einem Fluidreser voir oder einer Fluidpumpe, zugeführte Primärfluid die ausreichende Temperatur bzw. den ausreichenden Druck für den Venturi-Wirbelrohr-Effekt (Niederdruck im Zentrum) in der Vormischkammer erreicht. Selbiges gilt optional für ein optional dem Tertiärfluid zugeordnetes Ventilmittel. The valve means is optionally designed such that it only opens when the primary fluid supplied via the primary fluid inlet and the primary fluid pressure source, for example a fluid reservoir or a fluid pump, has the sufficient temperature or the sufficient pressure for the Venturi vortex tube effect (low pressure in the center ) reached in the premixing chamber. The same applies optionally to a valve means optionally assigned to the tertiary fluid.
Optional ist im Quartärfluideinlass und/oder Tertiärfluideinlass und/oder Sekundär fluideinlass und/oder Primärfluideinlass und/oder Hauptmischraum und/oder Vor mischraum wenigstens eine Stromleitführung für den Fluidstrom vorgesehen. Es ist denkbar, dass zur Bildung der Stromleitführung der Quartärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und/oder der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum wenigstens abschnitts weise in sich gedreht ausgeführt sind, insbesondere um für das darin geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg zu definieren. Auch ist es denkbar, dass sie derart ausgebildet sind, dass sie das darin geführte Fluid in einen in sich gedrehten Strömungsweg zwingen. Es ist denkbar, wenigstens eine Stromleitführung, insbeson dere Spiralströmungsführung auszubilden, beispielsweise in Form einer hyperbolarti- gen insbesondere hyperbolischen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströ mung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende hyperbolartige Spiralbahn zu drängen. Optional ist wenigstens eine Stromleitführung, insbesondere eine Spiral strömungsführung vorgesehen, beispielsweise als ein Einbaumittel mit wenigstens einem Leitblech oder einer dergleichen Führungselement. Auch ist es möglich, eine solche Stromleitführung integral mit der Wandung auszuführen und insbesondere mittels entsprechend ausgebildeter Erhebungen in der Wandung, die in Querschnitts ebene den Querschnitt im Strömungsweg entsprechend reduzieren, sodass das darin geführte Fluid in eine Richtungsänderung gezwängt wird. Bei einer spiralförmigen Anordnung der Stromleitführung ergibt sich so eine spiralförmige Strömungsbahn des geführten Fluids. Optional ist es denkbar, den jeweiligen Einlass oder die Kammer und insbesondere die Wandungen des jeweiligen Einlasses bzw. Kammer um die je weilige Haupterstreckungsachse tordiert auszubilden, wodurch sich eine spiralförmige Strömungsführung im Strömungsweg ergibt. Es ist denkbar, die Stromleitführung derart auszubilden, dass sich abnehmende und/oder zunehmende Steigungen in der Strömungsbahn und insbesondere in einer spiralförmigen Helixbahn ergeben. Die Stromleitführung ist optional so ausgebildet, dass sich die Steigung entlang der Haupterstreckungsrichtung spiralförmig reduziert. Die Stromleitführung ist optional zur Strömungsgleichrichtung ausgebildet, um eine dort geführte Strömung gleichzu richten bzw. zu laminarisieren. Optionally, at least one flow guide for the fluid flow is provided in the quaternary fluid inlet and / or tertiary fluid inlet and / or secondary fluid inlet and / or primary fluid inlet and / or main mixing space and / or pre-mixing space. It is conceivable that the quaternary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and / or the primary fluid inlet and / or the main mixing chamber and / or the main mixing chamber and / or the premixing chamber are at least partially rotated in one another, in particular by for the therein, in order to form the electrical conduction guided fluid to define a twisted flow path. It is also conceivable that they are designed in such a way that they force the fluid guided therein into a flow path that is twisted in itself. It is conceivable to design at least one current guide, in particular a spiral flow guide, for example in the form of a hyperbolic-like, in particular hyperbolic spiral, in order to force the fluid carried into a spiral flow and, in particular, a logarithmically decreasing hyperbolic spiral path. Optionally, at least one current guide, in particular a spiral flow guide, is provided, for example as an installation means with at least one guide plate or a similar guide element. It is also possible to carry out such a current conduction guide integrally with the wall and in particular by means of appropriately designed elevations in the wall, which correspondingly reduce the cross section in cross section in the flow path, so that the fluid guided therein is forced into a change in direction. In the case of a spiral arrangement of the current conduction, this results in a spiral flow path of the guided fluid. Optionally, it is conceivable for the respective inlet or the chamber and in particular the walls of the respective inlet or chamber to be twisted around the respective main axis of extension, thereby forming a spiral Flow guidance in the flow path results. It is conceivable to design the current conduction in such a way that there are decreasing and / or increasing slopes in the flow path and in particular in a spiral helical path. The current conduction is optionally designed in such a way that the slope along the main direction of extension is reduced spirally. The current conduction is optionally designed for flow rectification in order to rectify or laminarize a flow carried there.
Optional sind der Quartärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und/oder der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum in ihrem Querschnitt rund ausgebildet und insbesondere kreisrund. Es sind auch elliptische und dergleichen stetig entwickelte Querschnitts formen anwendbar. Optionally, the cross section of the quaternary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet and / or the primary fluid inlet and / or the main mixing space and / or the premixing space are round and in particular circular. There are also elliptical and the like continuously developed cross-sectional shapes applicable.
Optional sind der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass um eine ortho gonal zur jeweiligen Hauptströmungsrichtung in der einmündenden Kammer verlau fenden Schwenkachse in einer Schwenkrichtung entgegen der Hauptströmungsrich tung RX2; RX302 in einem Bereich von 90 Grad bis 150 Grad verschwenkbar ausgebildet. Auf diese Weise kann beispielsweise ein über den jeweiligen Einlass geführtes Fluid tangential und darüber hinaus bereits in Hauptströmungsrichtung beschleunigt wer den. Insbesondere beim Start der Fluidmischeinrichtung ist optional der jeweilige Ein lass in einem Winkel von 90 Grad geschwenkt, also tangential- orthogonal zur Haupt erstreckungsachse. Während des Betriebs kann dieser Schwenkwinkel dann auf bis zu 150 Grad erhöht werden so dass die Einleitungsrichtung verstärkt in die Hauptströ mungsrichtung weist. Optionally, the tertiary fluid inlet and / or the primary fluid inlet are pivotable about a swivel axis orthogonal to the respective main flow direction in the opening chamber in a swivel direction opposite to the main flow direction RX2; RX 302 designed to be pivotable in a range from 90 degrees to 150 degrees. In this way, for example, a fluid guided via the respective inlet can be accelerated tangentially and, moreover, already in the main flow direction. In particular when the fluid mixing device is started, the respective inlet is optionally pivoted at an angle of 90 degrees, that is to say tangentially orthogonally to the main axis of extension. During operation, this swivel angle can then be increased up to 150 degrees, so that the direction of introduction increasingly points in the main flow direction.
Optional weist die Vormischkammer ein den Vormischraum an einem Einlassende verschließendes Verschlussteil auf, an dem optional wenigstens der eine Sekundärflu ideinlass und wenigstens der eine Primärfluideinlass vorgesehen sind. Darüber hinaus weist die Vormischkammer optional an einem Auslassende des Mischraums eine sich in Haupterstreckungsrichtung in ihrem Querschnitt erweiternde Düse, wie sie bereits zuvor auch schon beschrieben wurde, auf. Es ist denkbar, die hier beschriebenen Verschlussteile am Vormischraum bzw. Optionally, the premixing chamber has a closure part closing the premixing space at an inlet end, on which optionally at least one secondary fluid inlet and at least one primary fluid inlet are provided. In addition, the premixing chamber optionally has, at an outlet end of the mixing space, a nozzle which widens in cross section in the main direction of extension, as has already been described above. It is conceivable that the closure parts described here on the premixing space or
Hauptmischraum integral mit der jeweiligen Wandung des Raums auszubilden. Auch ist es denkbar, sie als eigenständiges Bauteil vorzusehen. Insbesondere in diesem Zu sammenhang können dann die jeweiligen Einlässe für die Fluide sehr kostengünstig am Verschlussteil vorgesehen sein. To form the main mixing room integral with the respective wall of the room. It is also conceivable to provide them as an independent component. In this context, in particular, the respective inlets for the fluids can then be provided on the closure part at very low cost.
Es ist denkbar, eine Mehrzahl an Primärfluideinlässen und/oder Tertiärfluideinlässen an der Vormischkammer bzw. der Hauptmischkammer vorzusehen. Insbesondere sind die jeweiligen Einlässe optional insbesondere gleichmäßig über den Umfang der jewei ligen Kammer bzw. des jeweiligen Verschlussteils verteilt. It is conceivable to provide a plurality of primary fluid inlets and / or tertiary fluid inlets on the premixing chamber or the main mixing chamber. In particular, the respective inlets are optionally in particular evenly distributed over the circumference of the respective chamber or the respective closure part.
Optional bilden die Hauptmischkammer und die Vormischkammer eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung. Das bedeutet insbesondere, dass die Haupt mischkammer und die Vormischkammer in ihrer Grundgeometrie identisch, jedoch in unterschiedlicher Größe ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Hauptmischkam mer bzw. der Hauptmischraum einen hyperbolischen Querschnitt aufweisen, während die Vormischkammer einen identischen hyperbolischen Querschnitt, jedoch mit redu zierter Größe aufweist. The main mixing chamber and the premixing chamber optionally form a recursive or fractal vortex tube arrangement. This means in particular that the main mixing chamber and the premixing chamber are identical in their basic geometry, but are of different sizes. For example, the main mixing chamber or the main mixing chamber can have a hyperbolic cross section, while the premixing chamber has an identical hyperbolic cross section, but with a reduced size.
Optional weisen der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass je wenigs tens ein Fluidleitelement auf, das wenigstens teilweise in den jeweiligen Hauptmisch raum bzw. Vormischraum einragt, welches optional u.a. als hyperbolartiger Trichter ausgeformt ist. Hier sind sämtliche Formen anwendbar, die hierin auch in Bezug auf die Form des Hauptmischraums bzw. des Vormischraumes genannt sind. Optional ist dieses Fluidleitelement ein Rohr oder ein dergleichen Fluidkanal. Optional schließt das Fluidleitelement stetig an den Quartärfluideinlass bzw. den Sekundärfluideinlass an. Optional ist der Übergang der Wandung des Quartärfluideinlass bzw. des Sekun därfluideinlass zum jeweiligen Fluidleitelement stetig ausgebildet. Optional setzt sich die Wandungsgeometrie des Quartärfluideinlasses bzw. des Sekundärfluideinlasses im Fluidleitelement stetig fort. Ist beispielsweise die Innengeometrie des Quartärfluide- inlasses und/oder des Sekundärfluideinlasses als Trichter und insbesondere als hyper bolartiger, insbesondere hyperbolischer Trichter ausgeführt, kann sich diese Geomet rie optional auch im Fluidleitelement fortsetzten. Es ist auch denkbar, das Fluidlei- telement mit parallelen Innenwandungsteilen, beispielsweise als Rohrstück auszubil den. Auch andere Innenraumgeometrien sind denkbar. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten. Optionally, the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet each have at least one fluid guiding element which at least partially protrudes into the respective main mixing space or premixing space, which is optionally designed, inter alia, as a hyperbolic funnel. All forms can be used here, which are also mentioned here in relation to the shape of the main mixing space or the premixing space. This fluid guide element is optionally a tube or a similar fluid channel. Optionally, the fluid guide element continuously connects to the quaternary fluid inlet or the secondary fluid inlet. Optionally, the transition of the wall of the quaternary fluid inlet or the secondary fluid inlet to the respective fluid guiding element is continuous. Optionally, the wall geometry of the quaternary fluid inlet or the secondary fluid inlet in the fluid guiding element continues continuously. If, for example, the inner geometry of the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet is designed as a funnel and in particular as a hyperbole-like, in particular hyperbolic funnel, this geometry can optionally also be continued in the fluid guide element. It is also conceivable that the fluid line telement with parallel inner wall parts, for example as a pipe section. Other interior geometries are also conceivable. The above from this paragraph can optionally be identical or correspondingly also apply to the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet.
Optional ist das Fluidleitelement entlang und insbesondere coaxial zur jeweiligen Haupterstreckungsrichtungen RX2 und/oder RX302 geführt. Optional erstreckt sich das Fluidleitelement wenigstens zu 1/2 mal der Länge des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums, optional zu 2/3 der Länge des Hauptmischraums bzw. des Vormisch raums in Richtung des Auslassendes des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vor mischraums, und weiter optional bis zum Bereich des Auslassendes des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vormischraums. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärflu ideinlass gelten The fluid guide element is optionally guided along and in particular coaxially to the respective main directions of extent R X 2 and / or R X302 . Optionally, the fluid guide element extends at least 1/2 times the length of the main mixing space or the premixing space, optionally 2/3 the length of the main mixing space or the premixing space in the direction of the outlet end of the respective main mixing space or the premixing space, and further optionally to the area of the outlet end of the respective main mixing room or the premixing room. The above from this paragraph can optionally apply identically or correspondingly also for the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet
Optional sind das Verschlussteil und/oder die Innenwandung des Hauptmischraums bzw. Vormischraums zueinander ausgerundet ausgebildet. Optional sind das Ver schlussteil und/oder das Fluidleitelement zueinander ausgerundet ausgebildet. Optio nal geht die Außengeometrie des Fluidleitelements im Hauptmischraum bzw. Vor mischraum in Form einer Klothoide, einer Parabel, eines Radius oder dergleichen ste tig gekrümmt in die Innenwandung des Verschlussteils über. Optional ist das Fluid leitelement als Erhebung an der Innenwandung des jeweiligen Verschlussteils des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums ausgebildet. Optional ist das Verschluss teil wenigstens auf seiner dem Hauptmischraum bzw. des Vormischraum zugewand ten Innenwandung stetig einfach oder mehrfach gekrümmt ausgebildet, und insbe sondere im Querschnitt wellenförmig ausgebildet, insbesondere mit einem erhöhten Randbereich im Wandungsbereich des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums gefolgt von einem Wellental und optional einem anschließenden Wellenberg im Be reich der Haupterstreckungsachse des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums bzw. des Einleitungsbereichs des Quartärfluideinlasses bzw. des Tertiärfluideinlasses. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten Optional ist der Quartärfluideinlass und/oder Sekundärfluideinlass von den Ver schlussteilen aus Richtung den Haupterstreckungsrichtungen RX2 und/oder RX302 mit tels eines solchen Fluidleitelementes und insbesondere eines Rohrstücks in den Hauptmischraum und/oder Vormischraum geführt. Optional reichet diese Fluidlei telement und insbesondere das Rohrstück bis an die Auslassenden der Hauptmisch kammern und/oder Vormischkammern. Obiges aus diesem Absatz kann optional iden tisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluidein lass gelten Optionally, the closure part and / or the inner wall of the main mixing space or premixing space are rounded off to one another. Optionally, the closure part and / or the fluid guiding element are rounded to one another. Optionally, the outer geometry of the fluid guide element in the main mixing space or in front of the mixing space in the form of a clothoid, a parabola, a radius or the like is continuously curved into the inner wall of the closure part. Optionally, the fluid guiding element is designed as an elevation on the inner wall of the respective closure part of the main mixing space or the premixing space. Optionally, the closure part is at least on its inner wall facing the main mixing space or the premixing space continuously or multiply curved, and in particular has a wavy cross section, in particular with an elevated edge region in the wall area of the main mixing space or the premixing space, followed by a wave trough and optionally a subsequent wave crest in the area of the main extension axis of the main mixing space or the premixing space or the introduction area of the quaternary fluid inlet or the tertiary fluid inlet. The above from this paragraph can optionally be identical or correspondingly also apply to the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet Optionally, the quaternary fluid inlet and / or secondary fluid inlet is guided from the closure parts from the direction of the main extension directions R X 2 and / or R X302 by means of such a fluid guide element and in particular a pipe section into the main mixing space and / or premixing space. Optionally, this fluid line extends and in particular the pipe section to the outlet ends of the main mixing chambers and / or premixing chambers. The above from this paragraph can optionally apply identically or correspondingly also for the primary fluid inlet and / or the tertiary fluid inlet
Es sein angemerkt, dass dieses Fluidleitelement bei jeder Fluidmischeinrichtung sein Anwendung finden kann, die wenigstens eine Hauptmischkammer mit wenigstens einem Hauptmischraum aufweist, der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung (RX2) von einem Einlassende mit einem großen Durchmes ser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngt, und wobei am Einlassende ein den Hauptmischraum insbesondere stirnseitig verschließendes Ver schlussteil vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil folgendes aufweist: It should be noted that this fluid guiding element can be used in any fluid mixing device which has at least one main mixing chamber with at least one main mixing space which, in its cross section along a main extension direction (R X 2), extends from an inlet end with a large diameter to an outlet end tapered to a small diameter, and wherein at the inlet end there is provided a closure part which closes the main mixing space, in particular on the end face, the closure part having the following:
Wenigstens einen insbesondere axial in den Hauptmischraum mündenden Quartärflu ideinlass, um dem Hauptmischraum wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum mündenden Tertiärfluideinlass, um dem Hauptmischraum tangential wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen, wobei die Fluidmischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Hauptmischraum eine Ver mischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Hauptmischraumes als Quin- tärfluid ausgegeben wird.  At least one quaternary fluid inlet, which in particular axially opens into the main mixing space, in order to supply at least one quaternary fluid to the main mixing space, and at least one tertiary fluid inlet opening tangentially into the main mixing space, in order to feed at least one tertiary fluid tangentially to the main mixing space, the fluid mixing device being designed such that a Ver mixing of the tertiary fluid with the quaternary fluid takes place, a tertiary fluid-quaternary fluid mixture being formed and being discharged as quaternary fluid at the outlet end of the main mixing space.
Wie erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer solchen Fluidmischeinrichtung. Sämtliche in Bezug auf die Fluidmischeinrich tung genannten Eigenarten und Ausführungsformen gelten auch für das Verfahren, wobei aus Redundanzgründen nicht explizit darauf eingegangen, sondern nur auf das hierin Genannte verwiesen wird. Umgekehrt gilt sämtliches, in Bezug auf das Verfah ren Genannte auch für die Fluidmischeinrichtung. As mentioned, the invention also relates to a corresponding method for operating such a fluid mixing device. All of the characteristics and embodiments mentioned with regard to the fluid mixing device also apply to the method, although for redundancy reasons it is not explicitly dealt with, but only reference is made to what is mentioned here. Conversely, all that applies to the process also applies to the fluid mixing device.
So ist es optional denkbar, dass neben dem Fördern über einen Venturi-Wirbelrohr- Effekt insbesondere das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid aktiv in den So it is optionally conceivable that in addition to conveying via a Venturi vortex tube Effect especially the quaternary fluid and / or the secondary fluid active in the
Hauptmischraum bzw. den Vormischraum gefördert werden, beispielsweise mittels eines Fluiddruckreservoirs und/oder einer Fluidpumpe. Main mixing space or the premixing space are conveyed, for example by means of a fluid pressure reservoir and / or a fluid pump.
Auch ist es denkbar, dass das Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch die Hauptmisch kammer als Quintärfluid verlässt und einer nachgeschalteten Turbine zugeführt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise über die Fluidmischeinrichtung elektrische und/oder kinetische Energie gewonnen werden. It is also conceivable that the tertiary fluid-quaternary fluid mixture leaves the main mixing chamber as a quintary fluid and is fed to a downstream turbine. In this way, electrical and / or kinetic energy can be obtained, for example, via the fluid mixing device.
Der Anwendungsbereich der hier beschriebenen Fluidmischeinrichtung erstreckt sich von Mischeinrichtungen zum Mischen unterschiedlicher Fluide, über die Anwendung als Begasungsmittel bis hin zur Verwendung in Schneekanonen und dergleichen Be- schneiungseinrichtungen. All diese Anwendungsformen sind von der Erfindung mit umfasst. The field of application of the fluid mixing device described here extends from mixing devices for mixing different fluids, through the use as fumigants, to use in snow cannons and similar snow-making devices. All of these application forms are encompassed by the invention.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the subclaims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen schema tisch: The invention is described below using exemplary embodiments which are explained in more detail by the accompanying drawings. The following schematically show:
Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform der kontinuierlich arbeitenden und fluidatmenden Fluidmischeinrichtung; 1 is an isometric representation of a first embodiment of the continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device;
Fig. 2 einen Querschnitt der Ausführungsform gern. Fig. 2; Fig. 2 likes a cross section of the embodiment. Fig. 2;
Fig. 3 und 4 eine isometrische Detaildarstellung eines Tertiärfluideinlasses der Aus führungsform gern. Fig. 1; 3 and 4 is a detailed isometric view of a tertiary fluid inlet from the embodiment. Fig. 1;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidmischeinrichtung; und 5 shows a side view of a further embodiment of the fluid mixing device according to the invention; and
Fig. 6: einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidmischeinrichtung. Fig. 7: eine isometrische Ansicht und teilgeschnittene Detaildarstellungen einer weite ren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidmischeinrichtung. 6: a cross section through a further embodiment of the fluid mixing device according to the invention. Fig. 7: an isometric view and partially sectioned detailed representations of a further ren embodiment of the fluid mixing device according to the invention.
Im Folgenden werden für gleiche und gleichwirkende Bauteile dieselben Bezugsziffern verwendet, wobei zur Unterscheidung gleicher Bauteile bisweilen Hochindizes ihre Anwendung finden. In the following, the same reference numerals are used for identical and equivalent components, whereby high indices are sometimes used to differentiate between identical components.
Wenn nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Termini (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Termini) die gleiche Bedeutung, und insbesondere eine Bedeutung, wie sie allgemein von einem Durchschnittsfachmann auf diesem Ge biet verstanden wird, wenn sie im Zusammenhang mit der Beschreibung und den Zeichnungen interpretiert werden. Es versteht sich ferner, dass Termini, wie diejeni gen die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, in Bezug auf das hier relevante technische Gebiet interpretiert werden, und nicht in einem idealisierten o- der in einem übertrieben formalen Sinn, außer dies ist explizit so definiert. In be stimmten Fällen kann auf eine detaillierte Beschreibung allseits bekannter Vorrich tungen und Verfahren verzichtet werden, um eine Redundanz der Beschreibung zu vermeiden. Die Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und die darin verwen dete Terminologie soll die Erfindung nicht einschränken. Die Singularformen„ein“, „der/die/das“ mögen auch die Pluralformen mit einschließen, wenn es der Kontext nicht eindeutig anders nahelegt. Der Ausdruck„und/oder“ schließt jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgelisteten Gegenstände mit ein. Es versteht sich, dass die Begriffe„umfasst“ und/oder„umfassend“ das Vorhan densein genannter Merkmale angeben, jedoch das Vorhandensein oder das Hinzufü gen eines oder mehrerer anderer Merkmale nicht ausschließen. Ferner versteht es sich, dass wenn ein bestimmter Schritt eines Verfahrens als einem anderen Schritt folgend angegeben wird, er direkt auf diesen anderen Schritt folgen kann oder einer oder mehrere Zwischenschritte durchgeführt werden können, bevor der bestimmte Schritt ausgeführt wird, wenn das nicht anders angegeben ist. In der gleichen Weise versteht es sich, dass wenn eine Verbindung zwischen Strukturen oder Komponenten beschrieben ist, diese Verbindung direkt oder über Zwischenstrukturen oder - komponenten erfolgen kann, außer es ist anderweitig spezifiziert. Auf den Offenba- rungsgehalt aller Publikationen, Patentanmeldungen, Patente und anderer hier er wähnter Literatur wird in seiner Gänze verwiesen. Im Fall eines Konflikts gilt die vorliegende Spezifikation, einschließlich ihrer Definitionen. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning, and in particular meaning as generally understood by one of ordinary skill in the art when interpreted in conjunction with the description and drawings will. It is further understood that terms as defined in generally used dictionaries are interpreted in relation to the technical field relevant here and not in an idealized or in an exaggerated formal sense, unless this is explicitly so defined . In certain cases, a detailed description of well-known devices and methods can be dispensed with in order to avoid redundancy of the description. The description of certain embodiments and the terminology used therein are not intended to limit the invention. The singular forms "a", "the / the / that" may also include the plural forms, unless the context clearly suggests otherwise. The term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the associated items listed. It is understood that the terms “comprises” and / or “comprising” indicate the presence of said features, but does not exclude the presence or addition of one or more other features. Furthermore, it is understood that if a particular step of a method is indicated as being another step, it can directly follow this other step or one or more intermediate steps can be carried out before the particular step is carried out, unless stated otherwise . In the same way, it is understood that if a connection between structures or components is described, this connection can take place directly or via intermediate structures or components, unless otherwise specified. On the disclosure The content of all publications, patent applications, patents and other literature mentioned here is referenced in its entirety. In the event of a conflict, this specification, including its definitions, applies.
Die Erfindung wird hier anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch auch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht so verstanden werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind die Ausführungsformen hier angegeben, damit die vorliegende Offenbarung ausführlich und vollständig ist und den Umfang der Erfindung dem Fachmann in vollständiger aber beispielhafter Weise darlegt. Die Beschreibung der beispielhaften Ausführungs formen soll im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden, die als Teil der ganzen schriftlichen Beschreibung gelten sollen. In den Zeichnungen kann es Vorkommen, dass die absoluten und relativen Größen von Systemen, Komponenten, Schichten und Bereichen aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dargestellt sind. Ausführungsformen können anhand schematischer und/oder querschnittsartiger Il lustrationen, idealisierter Ausführungsformen und Zwischenstrukturen der Erfindung beschrieben sein. Relative Termini sowie auch ihre Ableitungen sollten so verstanden werden, dass sie sich auf die Ausrichtung beziehen, wie sie dort in der gerade bespro chenen Zeichnung beschrieben oder gezeigt ist. Diese relativen Termini dienen der übersichtlicheren Beschreibung und erfordern nicht, dass das System in einer be stimmten Ausrichtung aufgebaut oder betrieben werden muss, außer es ist explizit anders angegeben. Beliebige der offenbarten Vorrichtungen oder Teile davon können zusammen kombiniert werden oder in weitere Teile aufgeteilt werden, wenn nicht spezifisch anders angegeben. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in von einander verschiedenen Abschnitten oder Ansprüchen aufgeführt werden, soll nicht angeben, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhafterweise vorge nommen werden kann. Insbesondere sollen alle denkbaren Kombinationen der An sprüche als inhärent offenbart betrachtet werden. In dieser Beschreibung sind Wörter wie„im Wesentlichen“,„ungefähr“ oder„im Allgemeinen/allgemein“ dahingehend aus zulegen, dass sie mindestens Abweichungen eines Maßes von 10 % oder weniger, vor zugsweise 5 % oder weniger, oder Abweichungen von einer Form beinhalten, die für einen Fachmann auf dem Gebiet noch in den Rahmen der betreffenden Definition fal len würden, außer dies ist anderweitig spezifiziert. The invention is described here with reference to the accompanying drawings, in which embodiments of the invention are shown. However, the invention can be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, the embodiments are set forth herein so that the present disclosure will be thorough and complete, and will demonstrate the scope of the invention to those skilled in the art in a complete but exemplary manner. The description of the exemplary embodiments is to be read in conjunction with the accompanying drawings, which are intended to be part of the entire written description. In the drawings, the absolute and relative sizes of systems, components, layers and areas may be exaggerated for the sake of clarity. Embodiments can be described on the basis of schematic and / or cross-sectional illustrations, idealized embodiments and intermediate structures of the invention. Relative terms as well as their derivations should be understood in such a way that they refer to the orientation as described or shown there in the drawing just discussed. These relative terms are used to provide a clearer description and do not require that the system be set up or operated in a specific orientation, unless explicitly stated otherwise. Any of the disclosed devices, or parts thereof, may be combined together or divided into other parts unless specifically stated otherwise. The mere fact that certain measures are listed in different sections or claims is not intended to indicate that a combination of these measures cannot advantageously be undertaken. In particular, all conceivable combinations of the claims are to be regarded as inherently disclosed. In this description, words such as “essentially”, “approximately” or “in general / in general” are to be interpreted as meaning that they contain at least deviations of a measure of 10% or less, preferably 5% or less, or deviations from a form that for one of skill in the art would still fall within the scope of the definition in question unless otherwise specified.
Aus Gründen der Klarheit und im Sinne einer stringenten Beschreibung werden Merkmale hier meist als ein Teil einer oder getrennter Ausführungsformen beschrie ben; es versteht sich jedoch von selbst, dass der Umfang der Erfindung auch Ausfüh rungsformen enthalten kann, die Kombinationen aller oder einiger der beschriebenen Merkmale aufweisen. For reasons of clarity and in the sense of a stringent description, features are mostly described here as part of one or separate embodiments; however, it goes without saying that the scope of the invention may also include embodiments having combinations of all or some of the features described.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flu idmischeinrichtung in einer isometrischen Ansicht (Fig. 1) und einer Schnittansicht (Fig. 2). 1 and 2 show a possible embodiment of the fluid mixing device according to the invention in an isometric view (FIG. 1) and a sectional view (FIG. 2).
Die erfindungsgemäße Fluidmischeinrichtung 1 umfasst bei dieser Ausführungsform wenigstens eine Hauptmischkammer 2, die einen Hauptmischraum 4 aufweist, der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung Rx2 von einem Einlassende 6 mit einem großen Durchmesser D6 zu einem Auslassende 8 mit einem kleinen Durchmesser Ds verjüngt. In this embodiment, the fluid mixing device 1 according to the invention comprises at least one main mixing chamber 2 which has a main mixing chamber 4, which tapers in cross-section along a main extension direction Rx2 from an inlet end 6 with a large diameter D6 to an outlet end 8 with a small diameter Ds.
Am Auslassende 8 ist optional bei dieser Ausführungsform eine sich in Haupterstre ckungsrichtung RX2 in ihrem Querschnitt in Haupterstreckungsrichtung Rx2 erwei ternde Düse 10 vorgesehen. At the outlet end 8 there is optionally provided in this embodiment a nozzle 10 which widens in the main direction of extension RX2 in its cross section in the main direction of extension Rx2.
Am Einlassende ist ein den Hauptmischraum 2 insbesondere stirnseitig verschließen des Verschlussteil 12 vorgesehen, was Folgendes aufweist: wenigstens einen insbeson dere axial in den Hauptmischraum 4 mündenden Quartärfluideinlass, um den At the inlet end, the main mixing chamber 2 is provided, in particular closing the end of the closure part 12, which has the following: at least one quaternary fluid inlet opening axially into the main mixing chamber 4, around which
Hauptmischraum 4 wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum 4 mündenden Tertiärfluideinlass 300, um den Hauptmischraum 4 tangential wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen. Der Tertiärflu- ideinlass 300 weist optional wenigstens eine Vormischkammer 302, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung Rx3oo von einem Einlas sende 306, mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende 308, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Vormischraum 304 auf. Die Vormischkammer 302 weist optional wiederum Folgendes auf: optional wenigs tens einen insbesondere axial in den Vormischraum 304 mündenden Sekundärfluidei nlass 200, um dem Vormischraum 304 wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Vormischraum 304 mündenden Primärfluidein lass 100, um dem Vormischraum 304 wenigstens ein Primärfluid zuzuführen. Main mixing space 4 to supply at least one quaternary fluid, and at least one tertiary fluid inlet 300 opening tangentially into the main mixing space 4 in order to tangentially feed the main mixing space 4 to at least one tertiary fluid. The tertiary fluid inlet 300 optionally has at least one premixing chamber 302, with a premixing chamber 304 tapering in its cross section along a main extension direction Rx3oo from an inlet end 306 with a large diameter to an outlet end 308 with a small diameter. The premixing chamber 302 in turn optionally has the following: optionally at least one secondary fluid inlet 200, in particular axially opening into the premixing chamber 304, in order to supply at least one secondary fluid to the premixing chamber 304, and at least one primary fluid inlet 100 tangentially opening into the premixing chamber 304, around the premixing chamber 304 supply at least one primary fluid.
Kern der Erfindung ist unter anderem die Ausbildung des Hauptmischraums 4 und des Vormischischraums 304 in seinem sich in der jeweiligen Haupterstreckungsrich tung RX2 bzw. RX302 verjüngenden Querschnitt und die Einleitung der den jeweiligen Raum 4 bzw. 304 versorgenden Fluide in axialer bzw. tangentialer Richtung. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise eine optimale Vermischung und/oder eine sehr energieeffiziente Vermischung der geführten Fluide erzielt werden kann. Dar über hinaus begünstig diese Anordnung die Erzeugung eines Sprays mit einer sehr feinen Tropfenverteilung. Auch das Startverhalten einer solchen Fluidmischeinrich tung hat sich im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen verbessert. The core of the invention is, inter alia, the formation of the main mixing chamber 4 and the premixing chamber 304 in its cross-section tapering in the respective main direction of extension RX2 or RX 302 and the introduction of the fluids supplying the respective chamber 4 or 304 in the axial or tangential direction. It has been found that in this way an optimal mixing and / or a very energy-efficient mixing of the guided fluids can be achieved. In addition, this arrangement favors the generation of a spray with a very fine droplet distribution. The starting behavior of such a Fluidmischeinrich device has improved compared to devices known from the prior art.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform können optional der Quartärfluidein lass 400 und der Tertiärfluideinlass 300 und/oder der Sekundärfluideinlass 200 und der Primärfluideinlass 100 derart komplementär zueinander angeordnet sein, so dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Hauptmischkammer 2 bzw. der Vormisch kammer 302 ausbildet. Auf diese Weise wird beispielsweise im Bereich des Tertiärflu ideinlasses 300 bzw. der Vormischkammer 302 das Sekundärfluid über den Sekundär fluideinlass 200 angesogen, ohne dass es einer insbesondere mechanischen Beschleu nigung oder Druckbeaufschlagung des Sekundärfluides 200 bedarf. Selbiges ist im Bereich des Quartärfluideinlasses 400 möglich, wobei hier durch den resultierenden Venturi-Wirbelrohr-Effekt eine Venturi- Strömung das Quartärfluid 400 über den Quartärfluideinlass 400 in die Hauptmischkammer 2 bzw. den Hauptmischraum 4 saugt. Eine aktive Förderung könnte aber optional dennoch wenigstens anteilig so wohl beim Quartärfluideinlass 400 als auch beim Sekundärfluideinlass 200 anordbar sein. Eine derart ausgebildete Fluidmischeinrichtung weist insbesondere ein optimiertes Startverhalten auf, das bedeutet insbesondere, dass es optional keiner aktiven Förde rung des Quartärfluides in den Hauptmischraum 4 bedarf. Es sind optional keine ins besondere mechanischen Bauteile wie Verdichtergruppen, Kompressoren, Pumpen oder dergleichen Einrichtungen zum Starten der Einrichtung 1 nötig. In der Ausfüh rung mit aktiver Beschleunigung von Sekundär- und/oder Quartärfluid wird die Be schleunigung durch den niedrigen Druck im Zentrum der Vor- und Hauptmischkam mer begünstigt. In the embodiment shown here, the quaternary fluid inlet 400 and the tertiary fluid inlet 300 and / or the secondary fluid inlet 200 and the primary fluid inlet 100 can optionally be arranged complementarily to one another such that a venturi vortex tube effect occurs in the main mixing chamber 2 or the premixing chamber 302 trains. In this way, for example, in the area of the tertiary fluid inlet 300 or the premixing chamber 302, the secondary fluid is drawn in via the secondary fluid inlet 200 without the mechanical fluid being particularly accelerated or pressurized. The same is possible in the area of the quaternary fluid inlet 400, a venturi flow sucking the quaternary fluid 400 through the quaternary fluid inlet 400 into the main mixing chamber 2 or the main mixing chamber 4 due to the resulting venturi vortex tube effect. However, active delivery could optionally be arranged at least in part at the quaternary fluid inlet 400 as well as at the secondary fluid inlet 200. A fluid mixing device designed in this way has, in particular, an optimized starting behavior, which means in particular that there is optionally no need for active delivery of the quaternary fluid into the main mixing chamber 4. Optionally, no special mechanical components such as compressor groups, compressors, pumps or similar devices are required to start the device 1. In the version with active acceleration of secondary and / or quaternary fluid, the acceleration is favored by the low pressure in the center of the primary and main mixing chambers.
Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, ist es denkbar, dass der Hauptmischraum 4 und/oder der Vormischraum 304 in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx2; RX302 wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbe sondere verjüngenden hyperbolartigen, insbesondere hyperboloiden Trichters ausge führt sind. Auf diese Weise wird das darin geführte Fluid optimal strömungsgeführt bzw. ist energieeffizient beschleunigbar. As shown in FIGS. 1 to 4, it is conceivable that the main mixing space 4 and / or the premixing space 304 in their respective main extension direction Rx2; RX 302 are performed at least in sections in the form of a continuously tapering and in particular special tapering hyperbolic, in particular hyperboloid funnel. In this way, the fluid contained therein is optimally flow-guided or can be accelerated in an energy-efficient manner.
Insbesondere ist es denkbar, dass der Quartärfluideinlass 400 und/oder der Tertiärflu- ideinlass 300 und/oder der Sekundärfluideinlass 200 und/oder der Primärfluidein lass 100 und/oder der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum in ihrem jeweili gen Querschnitt entlang ihrer Häupter Streckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form eines sich verjüngenden hyperbolartigen, insbesondere hyperboloiden Trichters ausgebildet sind. In particular, it is conceivable that the quaternary fluid inlet 400 and / or the tertiary fluid inlet 300 and / or the secondary fluid inlet 200 and / or the primary fluid inlet 100 and / or the main mixing space and / or the premixing space in their respective cross section along their main extension direction Rx4oo ; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo tapering from an inlet end with a large diameter to an outlet end with a small diameter and in particular in the form of a tapering hyperbolic, in particular hyperboloid funnel.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass wenigstens einer der Einlässe 400; 300; 200; 100 oder Räume 4, 304 in sich gedreht ausgeführt ist und/oder für das darin geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg definierend ausgebildet ist. Es ist denkbar, wenigsten eine Stromleitführung insbesondere Stromleitführung für den Fluidstrom vorzusehen, beispielsweise in Form eines hyperbolartigen Einbaus und insbesondere einer hyperbolartigen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströmung und ins besondere eine logarithmisch abnehmende hyperbolartige Spiralbahn zu drängen. Ei ne solche Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 6 dargestellt. Darüber hinaus ist eine spiralförmige Stromleitführung in Form eines Einsatzes in den Einlässen 400; 300; 200; 100 denkbar. Die Stromleitführungen 16 sind hier in Form von Vorsprüngen der Wandung 14 ausgebildet, die sich wenigstens abschnittsweise spiralförmig entlang der Wandung 14 der Hauptmischkammer 4 erstrecken. Solche Stromleitführungen 16 können auch in der Vormischkammer 302 und/oder in Fluidleitungsmitteln 110 vorge sehen sein. Darüber hinaus ist es denkbar, solche Stromleitführungen 16 auch in den Düsen 10 bzw. 310 vorzusehen. Es ist auch möglich, wenigstens eine Kammer und/oder wenigstens einen Einlass, beispielsweise die Hauptmischkammer 2 bzw. die Vormischkammer 302, in sich gedreht auszuführen und insbesondere um die Ach se Ax, also die Haupterstreckungsachse, zu tordieren, damit sich ein spiralförmiger Strömungsweg in Form einer Stromleitführung ergibt. Vorzugsweise ist dieser Strö mungsweg in seiner Steigung logarithmisch abnehmend ausgeführt. Optional ist die Stromleitführung so ausgebildet, dass sie das geführte Fluid in eine Spiralströmung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende, hyperbolartige Spiralbahn drängt. Furthermore, it is conceivable that at least one of the inlets 400; 300; 200; 100 or rooms 4, 304 is designed to be rotated in itself and / or to define a flow path that is rotated in itself for the fluid guided therein. It is conceivable to provide at least one current conduction, in particular a current conduction for the fluid flow, for example in the form of a hyperbolic installation and in particular a hyperbolic spiral, in order to urge the guided fluid into a spiral flow and in particular into a logarithmically decreasing hyperbolic spiral path. Such an embodiment is shown, for example, in FIG. 6. In addition, a spiral current conduction in the form of an insert in the inlets 400; 300; 200; 100 possible. The current-conducting guides 16 are designed here in the form of projections of the wall 14, which extend at least in sections spirally along the wall 14 of the main mixing chamber 4. Such flow guides 16 can also be seen in the premixing chamber 302 and / or in fluid line means 110. In addition, it is conceivable to also provide such current conduction guides 16 in the nozzles 10 and 310. It is also possible to design at least one chamber and / or at least one inlet, for example the main mixing chamber 2 or the premixing chamber 302, to be twisted and, in particular, to twist around the axis Ax, i.e. the main extension axis, so that a spiral flow path is in Form of a current conduction results. This flow path is preferably designed to decrease logarithmically in its slope. The current conduction is optionally designed in such a way that it forces the guided fluid into a spiral flow and in particular into a logarithmically decreasing, hyperbolic spiral path.
Die Haupterstreckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo bilden optional die Haupt strömungsrichtungen der dort geführten Fluide. The main direction of extension Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo optionally form the main flow directions of the fluids carried there.
Wie erwähnt, befindet sich am Auslassende 8 der Hauptmischkammer 2 eine Düse 10. Eine ähnliche Düse 310 kann sich optional am Auslassende 308 der Vormischkam mer 302 befinden. Diese Düse kann die Form eines hyperbolartigen und insbesondere hyperboloiden Diffusors aufweisen. Zudem ist es denkbar, die Düse 10, 310 bzw. den Bereich am Auslassende 8; 308 der jeweiligen Kammer als eine Lavaldüse auszubil den. Optional ist die Düse 8; 308 derart ausgebildet, dass sie die Wirbelströmung des Fluides, das in der Hauptmischkammer 2 bzw. der Vormischkammer 302 geführt wird, gleichrichtet und/oder eine möglichst hohe Ausströmungsgeschwindigkeit gene riert. Die Düse kann analog zur Geometrie der Hauptmischkammer 2 bzw. der Vor mischkammer 302 jedoch insbesondere gegenläufig ausgeführt sein. Sie kann eben falls in sich gedreht sein und/oder entsprechende Leitelemente zur Strömungsleitfüh- rung enthalten. Die Stromleitführung ist optional zur Strömungsgleichrichtung aus gebildet, um eine dort geführte Strömung gleichzurichten. Insbesondere ist es denk bar, die Düse derart auszubilden, dass die aus der Hauptmischkammer austretende Wirbelströmung laminarisiert und beschleunigt wird. Wie insbesondere in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt, weist die Vormischkammer 302 optional einen den Vormischraum 304 an einem Einlassende 306 verschließendes Ver schlussteil 312 auf. An diesem Verschlussteil 312 können wenigstens der eine Sekun därfluideinlass 200 und/oder der wenigstens eine Primärfluideinlass 100 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist optional am Auslassende des Mischraums 304 die sich in Haupterstreckungsrichtung RX302 in ihrem Querschnitt erweiternde Düse 310 vorgese hen. As mentioned, there is a nozzle 10 at the outlet end 8 of the main mixing chamber 2. A similar nozzle 310 can optionally be located at the outlet end 308 of the premixing chamber 302. This nozzle can have the form of a hyperbolic and in particular hyperboloidal diffuser. In addition, it is conceivable to nozzle 10, 310 or the area at the outlet end 8; 308 of the respective chamber as a Laval nozzle. The nozzle 8 is optional; 308 designed such that it rectifies the vortex flow of the fluid, which is guided in the main mixing chamber 2 or the premixing chamber 302, and / or generates the highest possible outflow rate. Analogously to the geometry of the main mixing chamber 2 or the pre-mixing chamber 302, however, the nozzle can in particular be designed in opposite directions. If necessary, it can also be twisted and / or contain corresponding guide elements for guiding the flow. The current conduction is optionally designed to rectify the flow in order to rectify a flow carried there. In particular, it is conceivable to design the nozzle in such a way that the vortex flow emerging from the main mixing chamber is laminarized and accelerated. As shown in particular in FIGS. 1, 3 and 4, the premixing chamber 302 optionally has a closure part 312 which closes the premixing chamber 304 at an inlet end 306. At least one of the secondary fluid inlet 200 and / or the at least one primary fluid inlet 100 can be provided on this closure part 312. In addition, the nozzle 310, which widens in cross section in the main direction of extension R X302 , is optionally provided at the outlet end of the mixing chamber 304.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind optional die Hauptmischkammer 2 und optional die Vormischkammer 302 als eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung aus gebildet. Die Hauptmischkammer entspricht optional insbesondere in ihrer Geometrie der Vormischkammer und umgekehrt, wobei unterschiedliche Dimensionen realisiert sind. Theoretisch ist es denkbar, als Primärfluideinlass 100 wenigstens eine weitere entsprechend ausgebildete Vormischkammer (nicht dargestellt) vorzusehen, die ent sprechend der Vormischkammer 302 aber mit geringeren Abmessungen ausgeführt ist. Diese rekursive bzw. fraktale Ausbildung von ineinander leitenden Kammern kann im Prinzip in mehrfachen Stufen fortgesetzt werden, wobei in Strömungsrich tung das stromaufwärtsgelegene Wirbelrohr bzw. die stromaufwärtsgelegene Kammer in ihrer Geometrie kleiner gewählt wird als die in Strömungsrichtung folgende Kam mer. In this exemplary embodiment, the main mixing chamber 2 and optionally the premixing chamber 302 are optionally formed as a recursive or fractal vortex tube arrangement. The geometry of the main mixing chamber optionally corresponds in particular to that of the premixing chamber and vice versa, with different dimensions being realized. Theoretically, it is conceivable to provide at least one further appropriately designed premixing chamber (not shown) as primary fluid inlet 100, which, however, is designed with smaller dimensions corresponding to premixing chamber 302. This recursive or fractal formation of mutually conductive chambers can in principle be continued in multiple stages, the upstream vortex tube or the upstream chamber being selected in its geometry smaller than the chamber following in the flow direction in the flow direction.
Insbesondere um den Venturi-Wirbelrohr-Effekt zu ermöglichen, sind optional der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit der Atmosphäre in Fluid verbindung stehend ausgeführt. Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft oder Gas sind und aktiv beschleunigt werden. Hier wird optional auf die entsprechenden vorhergehenden Passagen zur Druckbeaufschla gung verwiesen. In particular, to enable the Venturi vortex tube effect, the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet are optionally designed to be in fluid communication with the atmosphere. In addition, it is conceivable that the quaternary fluid and / or the secondary fluid are air or gas and are actively accelerated. Here, reference is optionally made to the corresponding previous passages on pressurization.
Die hier dargestellten Ausführungsformen der Fluidmischeinrichtung durchlaufen im Betrieb und insbesondere bei der Mischung und/oder Beschleunigung von Fluiden op tional folgende Schritte. In einem optionalen ersten Schritt wird ein Primärfluid 100 über den optionalen tangentialen Primärfluideinlass 100 in den optionalen Vormisch raum 304 der Vormischkammer 302 zugeführt, sodass sich im optionalen Vormisch- raum 304 eine Wirbelströmung bildet, wobei optional u.a. durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder durch insbesondere externe Druckbeaufschlagung über den optionalen Sekundärfluideinlass 200 ein Sekundärfluid in den Vormischraum 304 gefördert wird. Bei dieser Förderung bildet sich ein Primärfluid- Sekundärfluid- Gemisch, das als Tertiärfluid bezeichnet werden kann. Das Primärfluid kann optional über ein Primärfluiddruckreservoir 104 und/oder eine Primärfluidpumpe zugeführt werden. The embodiments of the fluid mixing device shown here pass through the following optional steps during operation and in particular when mixing and / or accelerating fluids. In an optional first step, a primary fluid 100 is fed via the optional tangential primary fluid inlet 100 into the optional premixing chamber 304 of the premixing chamber 302, so that in the optional premixing chamber chamber 304 forms a vortex flow, a secondary fluid optionally being conveyed into the premixing chamber 304 by a Venturi vortex tube effect and / or by in particular external pressurization via the optional secondary fluid inlet 200. With this promotion, a primary fluid-secondary fluid mixture is formed, which can be referred to as tertiary fluid. The primary fluid can optionally be supplied via a primary fluid pressure reservoir 104 and / or a primary fluid pump.
Das optional in der Vormischkammer 302 gebildete Tertiärfluid wird über den tangen tial angeordneten Tertiärfluideinlass 300 dem Hauptmischraum 4 der Hauptmisch kammer 2 zugeführt, sodass sich im Hauptmischraum 4 wieder eine Wirbelströmung bildet. U.a. durch einen entstehenden Venturi- Wirbelrohr- Effekt und/oder durch ins besondere externe Druckbeaufschlagung wird über den Quartärfluideinlass 400 das Quartärfluid in den Hauptmischraum 4 gefördert, sodass sich ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch bildet, das den Hauptmischraum 4 am Auslassende 8 als Quin- tärfluid, insbesondere in Richtung Rxsoo verlässt. Der Quartärfluideinlass 400 ist in dem Verschlussteil ausgebildet. The tertiary fluid optionally formed in the premixing chamber 302 is fed via the tangentially arranged tertiary fluid inlet 300 to the main mixing chamber 4 of the main mixing chamber 2, so that a vortex flow is again formed in the main mixing chamber 4. Among other things the quaternary fluid is conveyed into the main mixing chamber 4 via the quaternary fluid inlet 400 by means of a venturi vortex tube effect which arises and / or by in particular external pressurization, so that a tertiary fluid / quaternary fluid mixture forms which forms the main mixing chamber 4 at the outlet end 8 as quaternary fluid , especially towards Rxsoo. The quaternary fluid inlet 400 is formed in the closure part.
Wie in Fig. 1 dargestellt, durchlaufen das in den Hauptmischraum 4 eingeführte Ter tiärfluid und das mit diesem vermischte Quartärfluid die Hauptmischkammer 4 ent lang der Hauptströmungsrichtung Rx2 in einer Spiralbahn, die hier durch den gestri chelten Pfeil
Figure imgf000026_0001
dargestellt ist. Optional wird durch entsprechende Strömungsleit führungen in der Düse diese Spiralbahn verändert und insbesondere logarithmisch zunehmend verändert, sodass sich eine veränderte Spiralbahn R“x5oo ergibt. Dies hat eine besonders effektive Beschleunigung der aus der Hauptmischkammer 2 austre tenden Wirbelströmung zur Folge.
As shown in Fig. 1, the introduced into the main mixing chamber 4 ter tiärfluid and mixed with this quaternary fluid through the main mixing chamber 4 ent along the main flow direction Rx2 in a spiral path, here by the dashed arrow
Figure imgf000026_0001
is shown. Optionally, this spiral path is changed by means of appropriate flow guidance in the nozzle and, in particular, is increasingly changed logarithmically, so that a changed spiral path R "x5oo results. This results in a particularly effective acceleration of the vortex flow emerging from the main mixing chamber 2.
Die Fluidversorgung des Primärfluids und/oder Tertiärfluids der Fluidmischeinrich tung erfolgt optional über einen Druckfluidspeicher. Anstelle oder neben einem Druck fluidspeicher kann auch ein druckloser Fluidspeicher für gasförmige oder flüssige Flu ide verwendet werden, wobei dann ein optional ein zusätzlicher Verdichter und insbe sondere eine Fluidpumpe vorgesehen sind. Diese Fluidpumpe erzeugt optional einen höheren Fluiddruck, als er in der Fluidzuleitung für den jeweiligen Fluideinlass herrscht. Selbiges gilt optional auch für den Druck im Fluidreservoir. The fluid supply of the primary fluid and / or tertiary fluid of the Fluidmischeinrich device optionally takes place via a pressure fluid reservoir. Instead of or in addition to a pressure fluid reservoir, a pressureless fluid reservoir for gaseous or liquid fluids can also be used, in which case an additional compressor and, in particular, a fluid pump are optionally provided. This fluid pump optionally creates one higher fluid pressure than that prevailing in the fluid supply line for the respective fluid inlet. The same applies optionally to the pressure in the fluid reservoir.
Wie insbesondere in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist es denkbar, dass wenigstens ein Ein lass und/oder wenigstens eine Kammer 2; 302 und insbesondere der Primärfluidein lass 100 und/oder der Tertiärfluideinlass 300 wenigstens ein Fluidleitungsmittel 102 und insbesondere wenigstens ein Primärfluidleitungsmittel 102 bzw. Tertiärfluidlei tungsmittel aufweisen, über die sie mit einem Fluidreservoir 104 oder einer Fluid pumpe in Fluidverbindung stehen. As shown in particular in FIGS. 1 and 2, it is conceivable that at least one inlet and / or at least one chamber 2; 302 and in particular the primary fluid inlet 100 and / or the tertiary fluid inlet 300 have at least one fluid line means 102 and in particular at least one primary fluid line means 102 or tertiary fluid line means, via which they are in fluid communication with a fluid reservoir 104 or a fluid pump.
Bei einer besonderen Ausführungsform weist wenigstens ein Abschnitt des Primärflu idleitungsmittels 102 und/oder Tertiärfluidleitungsmittels wenigstens ein Fluidtempe rierungsmittel 106 auf. Bei der hier dargestellten Ausführungsform in Fig. 2 ist das Fluidtemperierungsmittel 106 beispielsweise als ein der Hauptmischkammer 2 zuge ordneter Wärmetauscher 106 ausgeführt. Dieser umfasst insbesondere wenigstens eine in der Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 verlaufende Fluidleitung 110. Die se Fluidleitung 110 ist optional von der Düse 10 bis zum Einlassende 6 wenigstens abschnittsweise in der Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 geführt, wobei sie mit der Hauptmischkammer 4 in thermischer Kopplung steht. Sobald die Hauptmisch kammer 4 eine höhere Temperatur aufweist als das geführte Primärfluid, erhitzt sich das Primärfluid, was gleichzeitig zu einer Kühlung der Wandung 14 bzw. der Düse 10 führt. Sobald die Hauptmischkammer 4 eine niedrigere Temperatur aufweist als das geführte Primärfluid, kühlt sich das Primärfluid ab, was gleichzeitig zu einer Erwär mung der Wandung 14 bzw. der Düse 10 führt. Es ist denkbar, das Fluidtemperie rungsmittel 106 und insbesondere den hier beschriebenen Wärmetauscher 106 derart auszubilden, dass das darin geführte Fluid seinen Aggregatzustand und insbesondere einen flüssigen Aggregatzustand zu einem gasförmigen Aggregatszustand verändert. In a particular embodiment, at least a portion of the primary fluid line means 102 and / or tertiary fluid line means has at least one fluid temperature control means 106. In the embodiment shown here in FIG. 2, the fluid temperature control means 106 is designed, for example, as a heat exchanger 106 assigned to the main mixing chamber 2. This includes in particular at least one fluid line 110 running in the wall 14 of the main mixing chamber 2. This fluid line 110 is optionally routed at least in sections in the wall 14 of the main mixing chamber 2 from the nozzle 10 to the inlet end 6, with it being in thermal coupling with the main mixing chamber 4 stands. As soon as the main mixing chamber 4 has a higher temperature than the guided primary fluid, the primary fluid heats up, which at the same time leads to cooling of the wall 14 or the nozzle 10. As soon as the main mixing chamber 4 has a lower temperature than the guided primary fluid, the primary fluid cools down, which at the same time leads to heating of the wall 14 or the nozzle 10. It is conceivable to design the fluid temperature means 106 and in particular the heat exchanger 106 described here in such a way that the fluid carried therein changes its state of matter and in particular a liquid state of matter to a gaseous state of matter.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist es optional möglich, die Fluidleitung 110 spiralförmig in oder an der Wandung der Hauptmischkammer oder an der Wandung der Haupt mischkammer zu führen, und zwar vorzugsweise von der Düse bis zu dem Bereich der Hauptmischkammer mit insbesondere dem Verschlussmittel. Es ist auch eine Füh rung im oder am Verschlussmittel denkbar. Optional wird zur Fluidtemperierung das Fluidreservoir 104 über das Fluidleitungsmittel 102 der Düse 10 bzw. im Einlassbe reich 8 der Hauptmischkammer 2 zugeführt, wo das Fluid und insbesondere das Pri- märfluid spiralförmig um den Hauptmischraum 4 verläuft und bis zum Verschluss teil 12 geführt wird. Von dort wird das Fluid über ein weiteres Fluidleitungsmittel 102 dem Primärfluideinlass 100 zugeführt. Neben der Fluidtemperierung wird so optional eine Temperierung der Düse bzw. der Hauptmischkammerwandung 14 erwirkt. As shown in FIG. 2, it is optionally possible to conduct the fluid line 110 spirally in or on the wall of the main mixing chamber or on the wall of the main mixing chamber, preferably from the nozzle to the area of the main mixing chamber, in particular with the closure means. A guide in or on the closure means is also conceivable. This is optional for fluid temperature control Fluid reservoir 104 is supplied via the fluid line 102 to the nozzle 10 or in the inlet region 8 of the main mixing chamber 2, where the fluid and in particular the primary fluid spirally extends around the main mixing chamber 4 and is guided up to the closure part 12. From there, the fluid is supplied to the primary fluid inlet 100 via a further fluid conduit 102. In addition to the fluid temperature control, temperature control of the nozzle or of the main mixing chamber wall 14 is thus optionally achieved.
Optional ist es denkbar, dass der Tertiärfluideinlass 300 und/oder der Primärfluidein lass 100 wenigstens ein Ventilmittel 108 aufweisen, um die Zufuhr des darin geförder ten Fluides zu stoppen und/oder zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu re geln. Wie bereits erwähnt, kann auf diese Weise optional über das Ventilmittel 108 Primärfluid erst dann dem Vormischraum 304 zugeführt werden, wenn ausreichend Primärfluiddruck aufgebaut ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Venturi- Wirbelrohr-Effekt und insbesondere das Einsaugen des Sekundärfluides über den Se kundärfluideinlass 200 erfolgen, ohne dass das Sekundärfluid aktiv gefördert werden muss. Selbiges gilt für ein Ventilmittel vor der Hauptmischkammer 2. Optionally, it is conceivable that the tertiary fluid inlet 300 and / or the primary fluid inlet 100 have at least one valve means 108 in order to stop and / or enable the supply of the fluid conveyed therein and / or to regulate the supply quantity. As already mentioned, in this way, primary fluid can optionally be supplied to the premixing chamber 304 via the valve means 108 only when sufficient primary fluid pressure has built up. In this way it is ensured that a Venturi vortex tube effect and in particular the suction of the secondary fluid take place via the secondary fluid inlet 200 without the secondary fluid having to be actively promoted. The same applies to a valve means in front of the main mixing chamber 2.
Optional ist natürlich auch eine aktive Förderung des Quartärfluides und/oder des Sekundärfluides über den jeweiligen Einlass 400; 200 realisierbar, beispielsweise un ter Anwendung entsprechender Druckreservoire bzw. Förderpumpen. Active delivery of the quaternary fluid and / or the secondary fluid via the respective inlet 400 is of course also optional; 200 realizable, for example by using appropriate pressure reservoirs or feed pumps.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der optional der Tertiärfluideinlass 300 um eine orthogonal zur Hauptströmungsrichtung Rx2 in der einmündenden Kammer 4, hier die Hauptmischkammer 4, verlaufende Schwenkachse As3oo in einer Schwen krichtung entgegen der Hauptströmungsrichtung Rx2 in einem Bereich von 90 bis 150 Grad verschwenkbar ausgebildet ist. Diese Verschwenkbarkeit ist hier durch die in vollen Linien dargestellte Vormischkammer 2 und die um den Winkel a ver- schwenkte, gestrichelt dargestellte Vormischkammer 302 dargestellt. Im verschwenk- ten Zustand wird das Tertiärfluid tangential aber weiter in Richtung der Hauptströ mungsrichtung RX2 der Hauptmischkammer 2 eingeführt und insofern die Fluidströ mung insbesondere im Auslassbereich der Kammer beschleunigt. Der Verschwenkwinkel a ist hier durch den Verschwenkwinkel cu von 90 Grad und den weiteren Verschwenkwinkel von <12 mit 150 Grad dargestellt, immer ausgehend von der Haupterstreckungsachse Ax. Uber die Größe des Versschwenkwinkels kann der Venturi- Wirbelrohr- Effekt und die Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung, insbesondere in Richtung Rxsoo der Fluidmischeinrichtung beeinflusst werden. Für eine variable Vorschubkontrolle kann der axiale Verschwenkwinkel a variiert werden. 5 shows an embodiment in which the tertiary fluid inlet 300 can optionally be pivoted in a range of 90 to 150 degrees in a pivoting direction counter to the main flow direction Rx2 by a pivot axis As3oo running orthogonally to the main flow direction Rx2 in the opening chamber 4, here the main mixing chamber 4 is trained. This pivotability is represented here by the premixing chamber 2 shown in full lines and the premixing chamber 302 pivoted by the angle a and shown in broken lines. In the pivoted state, the tertiary fluid is introduced tangentially but further in the direction of the main flow direction RX2 of the main mixing chamber 2, and in this respect the fluid flow is accelerated in particular in the outlet region of the chamber. The pivot angle a is represented here by the pivot angle cu of 90 degrees and the further pivot angle of <12 with 150 degrees, always starting from the main axis of extension Ax. The Venturi vortex tube effect and the flow velocity in the axial direction, in particular in the direction Rxsoo of the fluid mixing device, can be influenced via the size of the swivel angle. The axial swivel angle a can be varied for variable feed control.
Wie bereits erwähnt, sind optional die Einlasse 400; 300; 200; 100 und/oder die Kam mern in Form von hyperbolartigen Trichtern vorgesehen, wodurch eine verbesserte Fluidführung und insbesondere bei den Quartär- und Sekundäreinlassen 400; 200 eine verbesserte Fluidansaugung gegenüber einer einfachen Blendenöffnung erzielt wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, bei dem der Quartärfluideinlass 400 bzw. der Sekundärfluideinlass 200 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. As already mentioned, the inlets 400 are optional; 300; 200; 100 and / or the chambers are provided in the form of hyperbolic funnels, as a result of which improved fluid guidance and in particular in the case of the quaternary and secondary inlets 400; 200 an improved fluid suction compared to a simple aperture opening is achieved. This applies in particular to the case in which the quaternary fluid inlet 400 or the secondary fluid inlet 200 is connected to the atmosphere.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Fluidmischeinrichtung, die in ihrem grundsätz lichen Aufbau der zuvor beschriebenen Ausführungsform entsprechen kann. Insofern wird hier rein beispielhaft auf alles zu dieser vorhergehenden Ausführungsform be schriebene verwiesen. Wie im allgemeinen Teil beschrieben, ist es möglich, besonders ausgeformte Quartärfluideinlässe 400 und/oder Sekundärfluideinlässe 200 vorzuse hen. Wenigstens einer von diesen weist optional wenigstens ein Fluidleitelement 600 und optional ein insbesondere in Form eines hyperbolartigen Trichter ausgebildetes Fluidleitelement 600 auf, insbesondere ein hyperbolartig verjüngendes Fluidleitele ment und insbesondere ein Rohrstück 600, das in den Hauptmischraum 4 bzw. den Vormischraum 304 einragt. An der Mündung 608 des Fluidleitelements 600 herrscht durch die höhere Rotationsgeschwindigkeit des Fluidgemisches, insbesondere des Ter- tiär-Quartär-Gemischs ein stärkerer Venturi- Wirbelrohr- Effekt und in Folge dessen ein geringerer Druck als direkt am Einlass 400 bzw. 200 an den Verschlussteilen 12 bzw. 312. Hinsichtlich der Ausführungsform des Fluidleitelementes wir auf alles dazu im einleitenden Teil Genannte als optionale Ausführungsform verwiesen. Fig. 7 shows an embodiment of the fluid mixing device, which may correspond in its basic structure to the previously described embodiment. In this respect, reference is made here to all that is described in relation to this previous embodiment. As described in the general part, it is possible to provide specially shaped quaternary fluid inlets 400 and / or secondary fluid inlets 200. At least one of these optionally has at least one fluid guiding element 600 and optionally a fluid guiding element 600, in particular in the form of a hyperbolic funnel, in particular a hyperbolic tapering fluid guiding element and in particular a pipe section 600 which projects into the main mixing chamber 4 or the premixing chamber 304. At the mouth 608 of the fluid guide element 600 there is a stronger Venturi vortex tube effect due to the higher rotational speed of the fluid mixture, in particular the tertiary-quaternary mixture, and consequently a lower pressure than directly at the inlet 400 or 200 at the closure parts 12 or 312. With regard to the embodiment of the fluid guiding element, we refer to everything mentioned in the introductory part as an optional embodiment.
Wie ebenfalls in Fig. 7 dargestellt schließt optional das Fluidleitelement 600 stetig an den Quartärfluideinlass 400 bzw. den Tertiärfluideinlass 200 an und insbesondere ist optional der Übergang der Wandung des Quartärfluideinlass bzw. des Tertiärfluidein- lass zum jeweiligen Fluidleitelement stetig ausgebildet. Auch hier gilt weiter alles zuvor Erwähnte. Weiter optional sind das Verschlussteil 12 und/oder Verschlussteil 312 und/oder die Innenwandung des Hauptmischraums 4 bzw. Vormischraums 304 zueinander ausgerundet ausgebildet. Dies ist hier durch die gestrichelt dargestellte Ausrundung 604 dargestellt. Optional sind das Verschlussteil 12 und/oder 312 und/oder das Fluidleitelement 600 zueinander ausgerundet ausgebildet. Dies ist in Fig 7 durch die Ausrundung 602 dargestellt. As also shown in FIG. 7, the fluid guide element 600 optionally adjoins the quaternary fluid inlet 400 or the tertiary fluid inlet 200, and in particular the transition of the wall of the quaternary fluid inlet or the tertiary fluid inlet is optional. let steadily trained for the respective fluid guide element. Here, too, everything mentioned above still applies. Further optionally, the closure part 12 and / or closure part 312 and / or the inner wall of the main mixing space 4 or premixing space 304 are rounded off to one another. This is shown here by the fillet 604 shown in dashed lines. Optionally, the closure part 12 and / or 312 and / or the fluid guide element 600 are rounded off to one another. This is shown in FIG. 7 by the fillet 602.
Das Fluidleitelement ragt hier optional um die Länge 1 in den Hauptmischraum 4 und/oder den Vormischraum 304 ein. Diese Länge kann optional bis zu 1/2 mal derThe fluid guide element protrudes here optionally by the length 1 into the main mixing chamber 4 and / or the premixing chamber 304. This length can optionally be up to 1/2 times the
Länge L des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums, optional bis zu 2/3 der Län ge L des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums in Richtung des Auslassendes des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vormischraums entsprechend. Weiter opti onal kann das Fluidleitelement 600 mit seiner Länge 1 bis zum Bereich des Auslas- sendes 8 bzw. 308 des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vormischraums ragen. Die Länge L kann optional als Länge Li ohne Düse oder als Länge Li zzgl. der Länge L2 der Düse betrachtet werden. Length L of the main mixing space or premixing space, optionally up to 2/3 of the length L of the main mixing space or premixing space in the direction of the outlet end of the respective main mixing space or premixing space accordingly. Further optionally, the fluid guide element 600 can protrude with its length 1 to the area of the outlet end 8 or 308 of the respective main mixing space or the premixing space. The length L can optionally be considered as length Li without nozzle or as length Li plus length L2 of the nozzle.
Exemplarisch ist in Fig. 5 dargestellt, dass das in der Hauptmischkammer 2 befindli- che Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch als Quintärfluid entlang der Hauptströmungs richtung RXÖOO einer Turbine 500 zugeführt werden kann. 5 is exemplarily shown in Fig., That the direction in the main mixing chamber 2 befindli- che tertiary fluid mixture as Quartärfluid Quintärfluid along the main flow RX east OO a turbine 500 can be supplied.
Zudem zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der exemplarisch das Verschlussteil 12 als eigenständiges Bauteil ausgebildet ist und im Bereich einer Fügekante 18 an die eine Stirnseite Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 anschließt. Fig. 1 zeigt dage gen exemplarisch ein integral ausgebildetes Verschlussteil 12. 5 also shows an embodiment in which, as an example, the closure part 12 is designed as an independent component and in the region of a joining edge 18 adjoins the one end wall 14 of the main mixing chamber 2. 1 shows, by way of example, an integrally formed closure part 12.
Bezugszeichen cn Verschwenkwinkel Reference cn pivot angle
02 V erschwenkwinkel  02 V swivel angle
As 300 Schwenkachse De Durchmesser As 300 swivel axis The diameter
Ds Durchmesser  The diameter
RX2 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung RX2 main extension direction or main flow direction
RX302 Haupterstreckungsrichtung bzw. HauptströmungsrichtungRX302 main extension direction or main flow direction
RX400 Haupterstreckungsrichtung bzw. HauptströmungsrichtungRX400 main extension direction or main flow direction
RX300 Haupterstreckungsrichtung bzw. HauptströmungsrichtungRX300 main extension direction or main flow direction
RX200 Haupterstreckungsrichtung bzw. HauptströmungsrichtungRX200 main extension direction or main flow direction
RxlOO Haupterstreckungsrichtung bzw. HauptströmungsrichtungRxlOO main direction of extension or main flow direction
RxöOO Haupterstreckungsrichtung bzw. HauptströmungsrichtungRxöOO main direction of extension or main flow direction
R’X500 Strömungsrichtung R’X500 flow direction
F’xöOO Strömungsrichtung  F’xöOO flow direction
1 Fluidmischeinrichtung  1 fluid mixing device
2 Hauptmischkammer  2 main mixing chamber
4 Hauptmischraum  4 main mixing room
6 Einlassende  6 inlet ends
8 Auslassende  8 outlet ends
10 Düse  10 nozzle
12 Verschlussteil  12 closure part
14 Wandung  14 wall
16 Stromleitführung  16 power line
18 Fügekante  18 joining edge
100 Primärfluideinlass  100 primary fluid inlet
102 Primärfluidleitungsmittel  102 primary fluid line means
104 Fluidreservoir  104 fluid reservoir
106 Fluidtemperierungsmittel bzw. Wärmetauscher 8 Ventilmittel106 fluid temperature control or heat exchanger 8 valve means
0 Fluidleitung 0 fluid line
0 Sekundärfluideinlass 0 secondary fluid inlet
0 Tertiärfluideinlass 0 tertiary fluid inlet
2 Vormischkammer 2 premixing chamber
4 V ormischraum 4 Pre-mixing room
6 Einlassende 6 inlet ends
8 Auslassende 8 outlet ends
10 Düse10 nozzle
12 Verschlussteil12 closure part
0 Quartärfluideinlass 0 Quaternary fluid inlet
0 Turbine 0 turbine
0 Fluidleitelement bzw. Rohrstück 2 Ausrundung 0 Fluid guide element or pipe section 2 Rounding
04 Ausrundung04 Rounding
08 Mündung 08 mouth
1 Länge  1 length
Li Länge  Li length
L2 Länge L 2 length

Claims

Ansprüche Expectations
1. Fluidmischeinrichtung (1) und insbesondere kontinuierlich arbeitende und flu idatmende Fluidmischeinrichtung (1), umfassend wenigstens eine Hauptmisch kammer (2) mit wenigstens einem Hauptmischraum (4), der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung (RX2) von einem Einlas sende (6) mit einem großen Durchmesser ΌQ ZU einem Auslassende (8) mit einem kleinen Durchmesser Ds verjüngt, wobei am Auslassende (8) eine sich in Haupt erstreckungsrichtung (Rxi) in ihrem Querschnitt in Häupter Streckungsrichtung (RX2) erweiternde Düse (10) vorgesehen ist, und wobei am Einlassende (6) ein den Hauptmischraum (2) insbesondere stirnseitig verschließendes Verschlussteil (12) vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil (12) folgendes aufweist: 1. Fluid mixing device (1) and in particular continuously operating and fluid-breathing fluid mixing device (1), comprising at least one main mixing chamber (2) with at least one main mixing chamber (4), which is in its cross section along a main direction of extension (R X 2) from an inlet send (6) with a large diameter ΌQ tapering to an outlet end (8) with a small diameter Ds, at the outlet end (8) a nozzle extending in the main direction of extension (R xi ) in its cross-section in the main direction of extension (R X 2) (10) is provided, and at the inlet end (6) there is a closure part (12) which closes the main mixing chamber (2), in particular at the end, the closure part (12) having the following:
wenigstens einen insbesondere axial in den Hauptmischraum (4) mündenden Quartärfluideinlass (400), um dem Hauptmischraum (4) wenigstens ein Quartär fluid zuzuführen, und  at least one quaternary fluid inlet (400) opening in particular axially into the main mixing space (4) in order to supply at least one quaternary fluid to the main mixing space (4), and
wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum (4) mündenden Tertiärflu ideinlass (300), um dem Hauptmischraum (4) tangential wenigstens ein Tertiär fluid zuzuführen, wobei die Fluidmischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Hauptmischraum eine Vermischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassen de (8) des Hauptmischraumes (4) als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei optio nal der Tertiärfluideinlass (300) wenigstens eine Vormischkammer (302) auf weist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungs richtung (RX3OO) von einem Einlassende (306), mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende (308), mit einem kleinen Durchmesser verjüngenden Vor mischraum (304), und wobei die Vormischkammer (302) folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Vormischraum (304) mündenden Se kundärfluideinlass (200), um dem Vormischraum (304) wenigstens ein Sekun därfluid zuzuführen, und at least one tertiary fluid inlet (300) opening tangentially into the main mixing space (4) in order to feed at least one tertiary fluid tangentially to the main mixing space (4), the fluid mixing device being designed such that the tertiary fluid is mixed with the quaternary fluid in the main mixing space, whereby a Tertiary fluid-quaternary fluid mixture is formed and at the outlet de (8) of the main mixing space (4) is output as quaternary fluid, wherein the tertiary fluid inlet (300) optionally has at least one premixing chamber (302) with a cross-section along a main extension direction (R X 3OO) from an inlet end (306), with a large diameter, to an outlet end (308), with a small diameter tapering premixing chamber (304), and wherein the premixing chamber (302) has the following: at least one, in particular axially in the secondary fluid inlet (200) opening the premixing chamber (304), around the premixing chamber (304) for at least one second feed intestinal fluid, and
wenigstens einen tangential in den Vormischraum (304) mündenden Primärflui deinlass (100), um dem Vormischraum (304) wenigstens ein Primärfluid zuzu führen. at least one primary fluid inlet (100) opening tangentially into the premixing chamber (304) in order to supply the premixing chamber (304) with at least one primary fluid.
2. Fluidmischeinrichtung nach Anspruch 1, 2. Fluid mixing device according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Quartärfluideinlass (400) und der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Se kundärfluideinlass (200) und der Primärfluideinlass (100) derart komplementär zueinander angeordnet sind, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr- Effekt in der Hauptmischkammer (2) bzw. in der Vormischkammer (302) ausbildet.  the quaternary fluid inlet (400) and the tertiary fluid inlet (300) and / or the secondary fluid inlet (200) and the primary fluid inlet (100) are arranged such that they are complementary to one another in such a way that a venturi vortex tube effect occurs in the main mixing chamber (2) or in the Forms premixing chamber (302).
3. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
das der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) mit der Atmosphäre in Fluidverbindung stehen und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft sind.  that the quaternary fluid inlet (400) and / or the secondary fluid inlet (200) are in fluid communication with the atmosphere and / or the quaternary fluid and / or the secondary fluid are air.
4. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) mit Druckgas beaufschlagt werden und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekun därfluid künstlich beschleunigt werden.  the quaternary fluid inlet (400) and / or the secondary fluid inlet (200) are pressurized with compressed gas and / or the quaternary fluid and / or the secondary fluid are artificially accelerated.
5. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Hauptmischraum (4) und/oder der Vormischraum (304) in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung (RX2;Rx302) wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbesondere verjüngenden hyperbolartigen Trich ters ausgeführt sind. the main mixing chamber (4) and / or the premixing chamber (304) in their respective main direction of extension (R X2; Rx 302 ) are designed at least in sections in the form of a continuously tapering and in particular tapering hyperbolic funnel.
6. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) und/oder der Primärfluideinlass (100) in ihrem jewei ligen Querschnitt entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung (Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo) von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslas sende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form ei nes sich verjüngenden hyperbolartigen Trichters ausgebildet sind. the quaternary fluid inlet (400) and / or the tertiary fluid inlet (300) and / or the secondary fluid inlet (200) and / or the primary fluid inlet (100) in their respective cross section along their main extension direction (Rx4oo ; Rx3oo ; Rx2oo ; Rxioo) from an inlet end a large diameter to an outlet with a small diameter tapering and in particular in the form of a tapered hyperbolic funnel are formed.
7. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
die Düse (10) als eine Lavaldüse ausgebildet ist und/oder wenigstens eine Strom leitführung, insbesondere eine Spiralströmungsführung aufweist, um das ge führte Fluid in einen spiralförmigen Strömungsweg, insbesondere mit in Strö mungsrichtung zunehmender Steigung zu zwingen.  the nozzle (10) is designed as a Laval nozzle and / or has at least one flow guide, in particular a spiral flow guide, in order to force the fluid guided into a spiral flow path, in particular with an increasing gradient in the flow direction.
8. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Primärfluideinlass (100) und/oder der Tertiärfluideinlass (200) Primärfluid leitungsmittel (102) bzw. Tertiärfluidleitungsmittel aufweisen, über die sie mit einem Fluiddruckreservoir oder einer Fluidpumpe, in Fluidverbindung stehen, wobei  the primary fluid inlet (100) and / or the tertiary fluid inlet (200) have primary fluid line means (102) or tertiary fluid line means, via which they are in fluid communication with a fluid pressure reservoir or a fluid pump, wherein
wenigstens ein Abschnitt des Primärfluidleitungsmittels (102) und/oder des Se kundärfluidleitungsmittels wenigstens ein Fluidtemperierungsmittel (106) auf weist, beispielsweise einen der Hauptmischkammer (2) zugeordneten Wärme tauscher (106), insbesondere umfassend wenigstens eine in oder an einer Wan dung (14) der Hauptmischkammer (2) verlaufende Fluidleitung (110).  at least a section of the primary fluid line means (102) and / or the secondary fluid line means has at least one fluid temperature control means (106), for example a heat exchanger (106) assigned to the main mixing chamber (2), in particular comprising at least one in or on a wall (14) the main mixing chamber (2) running fluid line (110).
9. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
das der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Primärfluideinlass (100) wenigs tens ein Ventilmittel (108) aufweisen, um die Zufuhr des darin geführten Fluides zu stoppen und zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu Regeln.  that the tertiary fluid inlet (300) and / or the primary fluid inlet (100) have at least one valve means (108) to stop and enable the supply of the fluid carried therein and / or to regulate the supply quantity.
10. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
im Quartärfluideinlass (400) und/oder Tertiärfluideinlass (300) und/oder Sekun därfluideinlass (200) und/oder Primärfluideinlass (100) und/oder Hauptmisch raum und/oder Vormischraum wenigstens eine Stromleitführung vorgesehen ist, die für das geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg definieren, bei spielsweise in Form einer hyperbolartigen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströmung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende, hyperbolarti- ge Spiralbahn zu drängen. in the quaternary fluid inlet (400) and / or tertiary fluid inlet (300) and / or secondary fluid inlet (200) and / or primary fluid inlet (100) and / or main mixing space and / or premixing space at least one flow guide is provided which is one for the guided fluid Define rotated flow path, for example in the form of a hyperbolic spiral, in order to force the fluid carried into a spiral flow and in particular a logarithmically decreasing, hyperbolic spiral path.
11. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Primärfluideinlass (100) um eine or thogonal zur jeweiligen Hauptströmungsrichtung (RX2; Rx302) in der einmünden den Kammer (4; 304) verlaufende Schwenkachse (As3oo; Asioo) in einer Schwen krichtung entgegen der Hauptströmungsrichtung (RX2; RX302) in einem Bereich von 90° bis 150° verschwenkbar ausgebildet ist. the tertiary fluid inlet (300) and / or the primary fluid inlet (100) counter to a pivot axis (As3oo; Asioo) which runs orthogonally to the respective main flow direction (R X 2 ; R x302 ) in the opening of the chamber (4; 304) the main flow direction (R X 2 ; R X302 ) is designed to be pivotable in a range from 90 ° to 150 °.
12. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vormischkammer (302) ein den Vormischraum (304) an einem Einlassende (306) verschließendes Ver schlussteil (312) aufweist, an dem wenigstens der eine Sekundärfluideinlass (200) und wenigstens der eine Primärfluideinlass (100) vorgesehen sind und/oder an einem Auslassende (308) des Mischraumes (304) eine sich in Haupterstre ckungsrichtung (RX302) in ihrem Querschnitt erweiternde Düse (310) vorgesehen ist. characterized in that the premixing chamber (302) has a closure part (312) which closes the premixing chamber (304) at an inlet end (306) and on which at least one secondary fluid inlet (200) and at least one primary fluid inlet (100) are provided and / or At an outlet end (308) of the mixing chamber (304) there is a nozzle (310) which widens in cross section in the main direction of extension (R X302 ).
13. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
die Hauptmischkammer (2) und die Vormischkammer (302) eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung bilden.  the main mixing chamber (2) and the premixing chamber (302) form a recursive or fractal vortex tube arrangement.
14. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Fluid mixing device according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass je wenigstens ein Fluidleitelement (600) aufweisen, das wenigstens teilweise in den jeweiligen Hauptmischraum bzw. Vormischraum einragt, wobei optional insbesondere der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) ein in die Hauptmischkammer (2) und/oder Vormischkammer (302) einragendes Rohrstück (600) aufweist, welches optional als hyperbolartiger Trichter ausgeformt ist.  the quaternary fluid inlet and / or the secondary fluid inlet each have at least one fluid guide element (600) which at least partially protrudes into the respective main mixing space or premixing space, with the quaternary fluid inlet (400) and / or the secondary fluid inlet (200) optionally optionally entering the main mixing chamber (2 ) and / or premixing chamber (302) has a protruding pipe section (600), which is optionally formed as a hyperbolic funnel.
15. Verfahren zum Betrieb einer Fluidmischeinrichtung nach einem der Patentan sprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte: 15. A method for operating a fluid mixing device according to one of the claims 1 to 14, comprising the following steps:
Zuführen eines Tertiärfluides über den tangentialen Tertiärfluideinlass (300) der Fluidmischeinrichtung zum Hauptmischraum (4) der Hauptmischkammer (2), so dass sich im Hauptmischraum (4) eine Wirbelströmung bildet, wobei durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder eine insbesondere externe Druckbeaufschla gung über den Quartärfluideinlass (400) ein Quartärfluid in den Hauptmisch raum (4) gefördert wird, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende (8) des Hauptmischraumes (4) als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei optional noch folgendes erfolgt: Zuführen eines Primärfluides (100) über den tangentialen Primärfluideinlass (100) in den Vormischraum (304) der Vormischkammer (302), so dass sich im Vormischraum (304) eine Wirbelströ mung bildet, wobei durch einen Venturi-Wirbelrohr- Effekt und/oder eine insbe- sondere externe Druckbeaufschlagung über den Sekundärfluideinlass (200) einFeeding a tertiary fluid via the tangential tertiary fluid inlet (300) of the fluid mixing device to the main mixing chamber (4) of the main mixing chamber (2), see above that a vortex flow is formed in the main mixing chamber (4), a quaternary fluid being conveyed into the main mixing chamber (4) by a Venturi vortex tube effect and / or, in particular, an external pressure application via the quaternary fluid inlet (400), a tertiary fluid quaternary fluid -Mixed and discharged at the outlet end (8) of the main mixing chamber (4) as quintary fluid, the following optionally also taking place: feeding a primary fluid (100) via the tangential primary fluid inlet (100) into the premixing chamber (304) of the premixing chamber (302), so that a vortex flow is formed in the premixing chamber (304), with a venturi vortex tube effect and / or, in particular, external pressurization via the secondary fluid inlet (200)
Sekundärfluid in den Vormischraum (304) gefördert wird und sich durch eine Primärfluid- Sekundärfluid-Mischung ein Tertiärfluid bildet. Secondary fluid is conveyed into the premixing chamber (304) and a tertiary fluid is formed by a primary fluid-secondary fluid mixture.
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