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Einrichtung zur Anregung von räumlichen Strömungen Lie e Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Anregung von rõum-@cken Str~mungen in Form einer Drehstr~mung.
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Lei. e. ner derartigen Drehströmung handelt es sich um eine drei-.
dimensionale Str~mung mit überlagerten Geschwindigkeitsfeldern.
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Diese Drehstr~mung besteht aus einer äußeren, wendelf~rmig verlaufenden
Potentialwirbelströmung im wandnahen Bereich einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer
und einer inneren, ebenfalls wendelförmig verlaufenden Rotationswirbelströmung,
Dabei weisen die beiden Strömungen entgegengesetzte Axialkomponenten auf. Die Potentialwirbelströmung
strömt in einer Wirbelkammer im wandnahen Bereich z. B. nach unten und wird über
den Boden aer Wirbelkammer über eine Wirbelsenke zur Achse der Wirbelkammer hin
umgelenkt. Im Bereich der Wirbelkammerachse bildet sich dann eine aufsteigende Hotationswirbelströmung
unter Ausbildung einer Wirbelquelle etwas oberhalb der Wirbelsenke aus. Im oberen
Bereich des Strömungsraumes geht diese Hotationswirbelströmung über eine Wirbelquelle
wieder in die äußere Potentialwirbelströmung über.
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Diese Drehstr~mung hat Bedeutung f³r die verschiedensten technischz
Zwecke, z. B. k~nnen chemische Reaktionen unterstützt und beschleunigt werden, da
sich Partikel von höherer Dichte als das umgebende Medium in einer zylindermantelförmigen
Zone im Bereich zwiechen der Potential-und der Rotationswirbelströmung ansammeln.
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. So kann durch dieses Verfahren die Verbrennung von staubförmigen
oder feinkUrniBen Partikeln beschleunigt werden. Außerdem kann t aiese Strdmung
Anwendung finden beim Mischen von Teilchen unterschiedlicher Dichte. Daf³r ist es
besonders wesentlich, daß in aer Mischungszone nicht nur horizontale oder nur axiale
Strömungen, sondern auch Strömungen mit beiden homponenten erzeugt weraen.
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Zur snregung einer derartigen dreidimensionalen Strömung in Form einer
Drehströmung dient erfindungsgemäB eine Einrichtung, die wendelförmige Leitvorrichtungen
aufweist und um die Wendelachse rotiert. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn
die Rührvorrichtung exzentrisch zur Achse der Wirbelkammer angeordnet ist.
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In der Zeichnung ist eine Einrichtung nach der Erfindung schematisch
dargestellt und die Wirkungsweise-sowie die entstehenae Strömung näher erläutert.
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In einer zylinderrohrförmigen, unten abgeschlossenen Wirbelkammer
1, aie hier beispielsweise zur Mischung von Flüssigkeiten oder Feststoffen in Flüssigkeiten
dient, ist parallel zur Wirbelxamnerachse dine motorgetriebene Antriebswelle 2 angeordnet,
die mit wendelförmigen Leitvorrichtungen 3 versehen ist. Durch die exzentrische
Anordnung und die wendelförmige Ausbildung der Leitvorrichtung werden dem zu bewegenden
Medium Beschleunigungen in horizontaler und vertikaler Richtung erteilt, so daß
sich eine Strömung in Form der bekannten Drehströmung ausbildet. Dabei wird durch
aie wendelförmige Leitvorrichtung 3 eine Potentialwirbelströmung 4 angeregt, die
sich im wandnahen Bereich der Wirbelkammer 1 wendelförmig nach unten bewegt. Am
Boden der Wirbelkammer 1 strömt diese Potentialwirbelströmung 4 über eine Wirbelsenke
5 nach innen zur Achse der Wirbelkammer 1 und steigt von dort in Form einer Rotationswirbelströmung
6 nach oben auf. An der Oberfläche geht die Rotationswirbelströmung 6 Uber eine
Wirbelquelle
7 wieder in die Potentialwirbelströmung 4 über und
wird erneut durch die Rührvorrichtung 1 angeregt.
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'Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Rührvorrichtung
2 durch einen Motor im Uhrzeigersinn angetrieben. Bei umgekehrtem Drehsinn der Anregungseinrichtung-also
entgegen dem Uhrzeigersinn-bewegt sich auch die Strömung in umgekehrter Richtung,
d. h. die Axialkomponente der Potentialwirbelströmung 4 ist nach oben und die der
Rotationswirbelströmung 6 nach unten gerichtet.
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Bei unterschiedlicher Dichte der in der Wirbelkammer enthaltenen Medien
erfolgt somit eine Anreicherung der schwereren Partiel in der Ubergangszone zwischen
der Potentialwirbelströmung 4 una der Rotationswirbelströmung 5. Diese Anreicherung
in der Ubergangszone wird durch die entgegengesetzten Geschwindigkeitsfeloer in
der Potential-und der Rotationswirbelströmung bewirkt.
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Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann generell dort angewendet werden, wo die
Erzeugung von einer Strömung in Form einer Drehströmung bewirkt werden soll, z.
B. bei der Beschleunigung chemischer Reaktionen, bei der Yerbrennung oder bei der
Mischung von Medien unterschiedlicher Dichte. Es kUnnen darüberhinaus aber auch
gasförmige Midien mit festen oder flüssigen Partikeln durch diese Einrichtung bewegt
werden, um eine Anreicherung dieser Festteilchen in der beschriebenen Vbergangszone
und eine anschließende
Abführung aus diesen Zonen zu erreichen,
wie es z.B. bei Abscheidern zur Trennung von festen oder fl³ssigen Teilchen aus
Gasen der Fall ist, die ebenfalls nach dem DrehgtrUmungaprinzip arbeiten.
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2 Patentansprüche 1 Figur