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Zerstäuberbrenner Die Erfindung betrifft einen Zerstäuberbrenner nach
Patent 916 638, bestehend aus einem Venturirohr, das von einer Kammer aus
mit Druckgas versorgt wird, die in den konvergierenden Teil dieses Venturirohrs
über einen Ringspalt mündet, wobei sich eine Lippe der Spaltmündung kontinuierlich
(in einer Radialebene) von der Achse dieses Spaltes entfernt.
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Im Hauptpatent 916 638 ist ein Pulverzerstäuber beschrieben,
mit dem man ein Pulver oder eine zerstäubte Flüssigkeit vermittels Druckluft unter
Verwendung eines Satzes von Venturirohren verteilen kann, wobei jedes dieser Venturirohre
einen Ringspalt aufweist, der die Anwendung des allgemein als »Coanda-Effekt« bezeichneten
physikalischen Phänomens ermöglicht.
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Der Coanda-Effekt tritt auf, wenn ein Medium, insbesondere ein Gas,
aus einem Behälter austritt, in dem es unter Druck gehalten wird, wobei der Austritt
aus diesem Behälter durch einen Spalt erfolgt, von dem sich eine der Lippen der
Spaltmündung ständig in kontinuierlicher oder unvermittelter Weise von der Richtung
entfernt, in der das Gas aus diesem Spalt austritt. Infolge des Coanda-Effekts erzeugt
das austretende Gas einen Unterdruck und saugt eine weitere Masse des umgebenden
Mediums an, die sie in Bewegung setzt.
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Bei einem Venturirohr, das in seinem konvergierenden Teil einen mit
Druckluft versorgten Ringspalt hat, von dem eine der Lippen der Spaltmündung so
verlän-ert ist, daß sie sich kontinuierlich, fortschreitend oder unvermittelt (in
einer radialen Ebene) von der Austrittsrichtung dieses Spalts entfernt, wie dies
in der Hauptpatentschrift 916 638 beschrieben und dargestellt ist, wird durch
den Coanda-Effekt das Medium mitgezogen, das strömungsaufwärts vom konvergierenden
Teil des Rohres vorhanden ist. Dieses zusätzliche Medium zieht die zu zerstäubende
Flüssigkeit oder das zu verteilende Pulver mit sich.
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Bei den Ausführungsformen, die in der Hauptpatentschrift
916 638 beschrieben und dargestellt sind, ordnet man zwei Venturirohre mit
kreisförmigem Querschnitt in Reihe an, von denen jedes in seinem konvergierenden
Teil einen ringförmigen Coanda-Spalt hat, wobei das erste Rohr in Strömungsrichtung
die zu verteilende Flüssigkeit oder das zu verteilende Pulver ansaugt, die durch
mechanische Mittel in den Zustand feiner Unterteilung gebracht wurden, wobei dann
dieser divergierende Teil in den konvergierenden Teil des zweiten Ventur!-rohres
einmündet, aus dessen divergierendem Teil der Flüssigkeits- oder Pulverstrahl austritt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Medium augenblicklich zu zerstäuben.
Dies wurde überraschenderweise erfindungsgemäß erreicht durch eine exzentrisch zur
Achse des Venturirohres angeordnete Brennstoffdüse, wobei deren Mündung in unmittelbarer
Nähe des Ringspaltes der Venturidüse angeordnet ist, so daß der Brennstoffstrahl
auf die der Mündung der Brennstoffdüse gegenüberliegenden Stelle des Ringspaltes
auftrifft.
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Hiermit wird eine ungewöhnliche Maßnahme getroffen, denn eine Entwicklung
zur Verbesserung der bekannten Vorrichtungen wäre z. B. durch eine Verschiebung
der Venturirohre in axialer Richtung erfolgt oder man wäre auf den Gedanken gekommen,
die Durchmesserverhältnisse der Venturirohre zu ändern. Das Mündenlassen des Strahles
in unmittelbarer Nähe des Ringspaltes ist durch den Stand der Technik auch nicht
nahegelegt worden.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Flüssigkeitsstrahl
in dasjenige Gebiet des Druckgasstromes eingeleitet, in dem eine maximale Beschleunigung
herrscht. Außerdem wird durch die Tatsache, daß die Flüssigkeitsdüse in unmittelbarer
Nähe des Ringspaltes mündet, erreicht, daß die in das Venturirohr angesaugte Luft
quer durch den Flüssigkeitsstrahl hindurchgesaugt wird.
Überraschend
war auch die außerordentlich gute Leistung eines Zerstäubers, bei dem eine Strahldüse,
d. h. eine Düse mit eng gebündeltem Strahl, in unmittelbarer Nähe des Ringspaltes
nach der Erfindung mündete.
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Gegenüber dem Hauptpatent ist erfindungsgemäß nur ein einziges Venturirohr
vorgesehen, das einen Ringspalt besitzt, durch den der Coanda-Effekt bewirkt wird.
Im konvergierenden Teil dieses Venturirohres ist in unmittelbarer Nähe dieses Spaltes
eine Düse für die zu zerstäubende Flüssigkeit angeordnet, wodurch infolge des Coanda-Effekts
eine zusätzliche Luftmenge aus der Umgebung sowie ein feinunterteiltes Medium mitgezogen
wird.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden
an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben.
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Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brenners
im Längsschnitt.
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Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Zerstäuberbrenner besteht im
wesentlichen aus einem durch ein divergierendes Teil 3' verlängertes Ventarirohr
2. Rings um dieses Venturirohr 2 ist vermittels einer überwurfmutter ein Mantel
derart befestigt, daß das Venturirohr 2 von einer Ringkammer 5 umgeben ist,
die durch eine Leitung 6 (eingeschraubt in den Mantel) mit Druckluft versorgt
wird.
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Die Kammer 5 mündet über einen Ringspalt 10 in
das Innere des Venturirohres 2. Das stromaufwärts gelegene Ende 11 des Rohres
2 ist derart ausgebildet, daß sich eine verlängerte Lippe des Spaltes
10, der zwischen dem Ringstück 12 und dem Rohr 2 ausgebildet ist, kontinuierlich
von der Richtung des Auslasses des Spaltes entfernt.
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In der Nähe des Spaltes 10 ist das Ende einer Einspritzdüse
14 vorgesehen, der die zu zerstäubende Flüssigkeit durch eine in der Zeichnung nicht
dargestellte Leitung zugeführt wird, die an einem mit einem Ventil ausgestatteten
Stutzen angeschlossen ist, der seinerseits mit der Düse verbunden ist.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist die folgende: öffnet man die
Ventile, dann wird die Kammer 5 mit Druckluft und die Einspritzdüse mit Flüssigkeit
gefüllt. Die Druckluft tritt durch den Spalt 10 in die Kammer 5 ein,
und infolge des Coanda-Effekts entsteht ein Unterdruck und infolgedessen ein Zusammenprall
mit der Flüssigkeit in der Nähe des Spaltes. Als Folge davon wird die Luft
längs des Pfeiles F in das Gehäuse 1 gezogen und Flüssigkeit durch die öffnung
der Einspritzdüse 14.
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Die durch die öffnung der Einspritzdüse 14 austretenden Flüssigkeitsteilchen
werden durch die Luft mitgezogen, die längs der Richtung der Pfeile F ins Innere
des Rohres 2 und des divergierenden Teiles 3'
eintritt. Es entsteht eine feine
Zerstäubung der Flüssigkeit in Luft (Pfeil F').
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In dem von einem Mantel umgebenen Teil 30
zündet das Gemisch
wie bei einem Verbrennungsmotor. Bei der Zündkerze 33 entsteht zwischen den
Elektroden 34 in Höhe der öffnungen 31 ein Funke, durch den das in Richtung
des Pfeiles F' durch die öffnung 31 strömende Brennstoffgemisch entzündet
wird.
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Die Regelung der Luftzufuhr erfolgt durch das Ventil, durch das die
ankommende, Luft in der Leitung 6 reguliert wird. Die Breite des Spaltes
10, über den der Samrnelraum in den konvergierenden Teil des Rohres 2 mündet,
ist einstellbar; die Menge des durch die öffnung der Einspritzdüse 14 strömenden
flüssigen Brennstoffs kann vermittels eines Ventils in der Flüssigkeitszuführungsleitung
und durch die vermittels eines Gewindes verstellbare Kappe 20 der Einspritzdüse
14 geregelt werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit Erfolg auch zur Entstaubung
von Bergwerken herangezogen werden, wobei man als Flüssigkeit reines Wasser verwendet
oder ein Wasser, das ein spannungsaktives Mittel enthält, durch das das Niederschlagen
der Staub- und Rauchteilchen oder anderer Teilchen begünstigt wird. Die Erfindung
bringt eine radikale Lösung für die Schwierigkeiten, die bei der Entstaubung auch
von Arbeitsstellen, Fabriken u. dgl. auftreten. Auch kann man beispielsweise eine
Klimatisierung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vornehmen.