DE2329405A1

DE2329405A1 - Stroemungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2329405A1
Application number: DE2329405A
Authority: DE
Inventors: Karl Sture Systroem
Original assignee: Skega AB
Current assignee: Skega AB
Priority date: 1972-06-12
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1974-01-03
Also published as: JPS4962871A; FI59467B; FR2188078B1; NO144547C; NO144546B; NO144545B; NO144547B; NO144543B; NO780672L; CA1007570A; NO780675L; NO780674L; FR2188078A1; GB1439021A; IT983239B; NO144543C; NO144544C; NO144545C; PL90079B1; NO780673L

Description

Die Erfindung betrifft ütrömungsvorrichtungen, die geeignet sind, in Wechselwirkung mit einem Fludstrom zu treten, und bei denen ein ivanal system vorhanden ist, zu dem ein Hohlraum gehört, der mindestens einen Einlaßkanal und mindestens einen Auslaßkanal für einen Fludstrom aufweist.

Es sind bereits als "Fluidistoren" bezeichnete Vorrichtungen bekannt, bei denen normalerweise zwei einander gegenüberliegende Steuerfludkanäle oder sekundäre Einlaßkanäle annähernd im rechten Winkel zur Eintrittsrichtung des ^auptfludstroms in den Hohlraum vorhanden sind, so daß es möglich ist, durch das Einleiten oder Einspritzen eines bteuerfludes über einen solchen Kanal oder über den einen oder anderen der einander gegenüberliegenden Kanäle zu bewirken, daß der Hauptfludstrom z.B. aus einem laminaren Strom in einen turbulenten Strom übergeht, oder daß er nicht mehr über den vorher benutzten Auslaß entweicht, sondern über einen anderen Auslaß, oder daß er zu einem gedrosselten Auslaß strömt.

Bei diesen bekannten Anordnungen ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile; hierzu gehört die Tatsache, daß ein Steuerflud benötigt bzw. verbraucht wird, sowie die Gefahr, daß sich die Kanäle für das Steuerflud ver-

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Strömungsvorrichtungen der genannten allgemeinen Art zu schaffen, bei denen diese Nachteile vermieden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung eine Strömungsvorrichtung geschaffen worden, die eine flexible Einrichtung aufweist, welche in Wechselwirkung mit einem in den Hohlraum eintretenden Fludstrom tritt, so daß der "Fludstrom ebenso wie bei einem Fluidistor bekannter Art z.B. veranlaßt wird, seinen Strömungszustand allmählich zu verändern, und/oder daß eine allmähliche Zu- oder Abnahme des F'luddurchsatzes eintritt, und/oder daß die Strömungsrichtung geändert wird, so daß der Fludstrom nicht mehr durch den vorher benutzten Auslaß strömt, sondern zu einem anderen Auslaß oder zu bzw. von einem gedrosselten Auslaß* die Strömungsvorrichtung nach der Erfindung besteht vorzugsweise zum Teil oder vollständig aus einem flexiblen Werkstoff, z.B. aus Gummi.

Bei einer Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung nach der Erfindung ist mindestens in einer der einander gegenüberliegenden Wände des Hohlraums eine Steuerkammer ausgebildet, die eine Uand aufweist, welche dem Kanalsystem zugewandt ist, und die sich dadurch verformen läßt, daß der in der Kammer herrschende Druck eines Steuerfludes geändert wird, um die erwähnte Änderung der Strömungsrichtung des Fludstroms herbeizuführen, der dem Hohlraum über den Einlaßkanal zugeführt wird, wobei von dem bekannten Coanda- oder landeffekt Gebrauch gemacht wird, wie es auf dem Gebiet der Fluidistoren bekannt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung nach der Erfindung ist der Einlaßkanal so ausgebildet, daß er gegenüber dem Hohlraum im Wege einer direkten oder einer indirekten Betätigung geschwenkt oder umgebogen werden kann, so daß es durch eine Änderung der Lage des Einlaßkanals möglich ist, die erwähnte Richtungsänderung des Fludstroms herbeizuführen, der über den

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Linlaßkanal in den Hohlraum eintritt. Eei dieser Ausführungsform besteht das Gehäuse der Vorrichtung teilweise oder vollständig aus einem flexiblen Werkstoff, z.B. aus Gummi.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Strömungsvorrichtung eine Richtungsbestimmungseinrichtung auf, die es ermöglicht, die erwähnte Richtungsänderung des über den Linlaßkanal in den Hohlraum eintretenden Fludstroms herbeizuführen. Zu dieser Richtungsänderungse.inrichtung gehören einander gegenüberliegende Elemente, die z.B. keilförmig ausgebildet sind und von den Wanden des Einlaßkanals oder von den Wänden des Hohlraums aus nach innen vorspringen; diese Elemente können auf direkte oder indirekte Weise betätigt werden, da sie gegeneinander drehbar oder auf andere Weise bewegbar sind, um die erwähnte Richtungsänderung des über den Einlaßkanal in den Hohlraum eintretenden Fludstroms zu bewirken.

Strömungsvorrichtungen nach der Erfindung lassen sich auf den gleichen Arbeitsgebieten anwenden wie die bekannten Fluidistoren, z.B. zum Steuern eines Fludstroms oder als Verstärker oder zum Fühlen oder Messen der Durchsat zmenge, des Drucks oder der Temperatur eines Fludstroms.

Die E_rfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Längsschnitte durch eine Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung, in denen die Strömungsvorrichtung in drei aufeinander folgenden i>etriebsstadien dargestellt ist;

Fig. A- bis 6 Längsschnitte durch eine weitere Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung, in denen die Strömungsvorrichtung in drei verschiedenen Betriebs-

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Stadien dargestellt ist;

Fig. 7 bis 11 jeweils die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung, wobei fünf aufeinander folgende Betriebsstadien dargestellt sind;

Fig. 11B einen in einem größeren Mafistab gezeichneten Längsschnitt durch die Strömungsvorrichtung nach Fig. 7 bis 11;

Fig. 12 und 13 Längsschnitte durch eine weitere Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung, in denen zwei verschiedene Betriebszustände dargestellt sind;

Fig. 12A bis 12D Längsschnitte durch eine weitere Ausführungsform einer zu Ventilationszwecken dienenden Ausführungsform einer Strömungsvorrichtung;

Fig. 14A einen Längsschnitt durch eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 12;

Fig. 14B einen Längsschnitt durch eine weitere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 12;

Fig. 15A und 15B jeweils einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach Fig. 12 in Kombination mit einem Wirbelfluidistor;

Fig. 16A und 16B Schnitte durch einen Wirbelfluidistor nach Fig. 15A und 15B;

Fig. 17 einen Schnitt durch eine Abwandlung des Wirbelfluidistörs nach Fig. 15A und 15B;

Fig. 18A einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Fluidistors;

Fig. 18B die Draufsicht des Fluidistors nach Fig. 18A;

Fig. 19 einen Längsschnitt durch einen Vvirbelfluidistor mit einem geradlinig durchströmbaren primären Kanal und einem sekundären Einlaß; und

Fig. 20 und 21 Querschnitte längs der Linie A-A in Fig. 19, aus denen zwei verschiedene Betriebszustände des Wirbelfluidistors nach Fig. 19 ersichtlich sind.

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In Fig. 1 bis 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Strömungsvorrichtunp dargestellt, die z.B. zum Steuern eines Fludstroms dient; zu dieser Vorrichtung gehört ein Kanalsystem mit einem Hohlraum 2, der mindestens einen starren Einlaßkanal 3 und mindestens einen Auslaß bzw. mehrere Auslässe 4, 5 für einen Pludstrom aufweist; diesem Kanalsystem sind Membranen 8 und 8¹ oder dergleichen zugeordnet, die durch Zuführen eines Druckmittels zu durch sie abgeschlossenen Kammern 7 und 7' verformt werden können, um den Fludstrom zu beeinflussen. Nahe der Mündung des Einlaßkanals 3 bilden die "'embranen 8 und 8' jeweils einen Wandteil des Hohlraums 2, und diese Wandteile können durch Zuführen eines Druckmittels zu den Kammern 7 und 7¹ so in den Hohlraum hineingedrückt werden, daß sie gegenüber dem Hohlraum eine konvexe Form annehmen, um den Fludstrom unter Ausnutzung des Coanda-Effektes zu veranlassen, seine Strömungsrichtung zu ändern; beispielsweise kann der Fludstrom gemäß Fig. 2 und veranlaßt werden, nicht mehr gemäß Fig. 1 zu dem Auslaß zu strömen, sondern zu dem der Membran 8' benachbarten Auslaß 5 und umgekehrt.

Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform einer solchen Strömungsvorrichtung kann der Zündung des Einlaßkanals eine verformbare Membran benachbart sein, die einen ringförmigen, sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Wandteil des Hohlraums bildet, und dieser Wandteil kann durch Zuführen eines Druckmittels zu einer ihn umgebenden Kammer nach innen gedrückt werden, so daß er gegenüber dem Hohlraum eine konvexe Form annimmt, um den Fludstrom unter Ausnutzung des Coandaeffekts zu veranlassen, seine Form und/oder seine Strömungsrichtung z.B. gegenüber einem in die Vorrichtung hineinragenden, dem Einlaßkanal gegenüberliegenden Auslaßrohr zu ändern, das z.B. so ausgebildet ist wie bei einem Turbulenzfluidistor.

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Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Strömungsvorrichtung zum Steuern eines Fludstroms, zu der ein Kanalsystem gehört, das einen Hohlraum 2 mit einem Einlaßkanal 3 und zwei Auslässe 4 und 5 für einen .; ludstrom aufweist. Der ein im wesentlichen starres Rohr bildende Einlaßkanal 3 ist mit einem flexiblen bzw. einem einer Lembran ähnelnden Teil des Hohlraums 2 verbunden und so angeordnet, daß der Kanal bzw. das Einlaßrohr 3 durch Zuführen eines Druckmittels zu flexiblen Kammern 12 und 12' veranlaßt werden kann, unterschiedliche V.inkelstellungen einzunehmen, so daß sich das Einlaßrohr 3 z.B. gemäß Fig. 5 gleichachsig mit dem Auslaß 4 oder bei einer anderen Stellung gleichahchsig mit dem Auslaß 5 erstreckt. Ler ^ludstrom kann dem starren Einlaßrohr 3 über eine nicht dargestellte flexible Einrichtung zugeführt werden, z.E. mit Hilfe eines Schlauchs, dessen Eintrittsende im wesentlichen ortsfest angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist mindestens eine mit Hilfe eines Druckmittels betätigbare flexible Kammer oder sind z.B. zwei flexible Kammern 13 und 13' vorhanden, die es ermöglichen, das Einlaßrohr 3 in verschiedene Mnkelstellungen zu bringen.

■ Fig. 7 bis 11B zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Strömungsvorrichtung zum Steuern eines Pludstroms mit einem Kanalsystem, zu dem gemäß Fig. 11B ein Hohlraum 2 mit einem Einlaßkanal 3 sowie zwei Auslässe 4 und 5 für einen rludstrom gehören; dieses Kanalsystem ist in einem zylindrischen oder quaderförmigen Klotz 1 ausgebildet, der vorzugsweise aus einem flexiblen oder elastischen Werkstoff besteht. Der Klotz 1 ist in der Längsrichtung biegsam, so daß sich der Einlaßkanal 3 gegenüber dem Hohlraum 2 in einem solchen Ausmaß durchbiegen läßt, daß der über den Einlaßkanal 3 in den Hohlraum 2 eintretende iludstrom veranlaßt wird, seine Strömungsrichtung zu ändern, so daß er die Vorrichtung jeweils über den betreffenden anderen Auslaß verläßt.

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Der Klotz 1 ist auf seiner Außenseite vorzugsweise mit nicht dargestellten Aussparungen oder dergleichen versehen, um seine Flexibilität zu erhöhen, Sowohl der Hohlraum 2 als auch die Kanäle 3» ^ und 5 haben vorzugsweise eine rechteckige Querschnittsform.

Fig. 12 zeigt im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Strömungsvorrichtung zum Steuern eines Fludstroms, die an ihrem Eintrittsende einen Einlaßkanal 3 aufweist, dessen innerem Ende zwei einander gegenüberliegende Platten-, Rippen- oder Keilabschnitte 16 und 17 benachbart sind, die einen Spalt abgrenzen, der von dem über den Einlaßkanal 3 zugeführten Fludstrom durchströmt werden kann; die allgemein keilförmigen Abschnitte 16 und 17 lassen sich in der aus Fig. ersichtlichen Weise gegeneinander verlagern, um die Strömungsrichtung des Fludstroms zu ändern, so daß der zunächst über den Auslaß 4 entweichende Fludstrom zu dem anderen Auslaß 5 umgelenkt wird, oder umgekehrt.

Bei einer in Fig. 14-A dargestellten Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 12 und 13 läßt sich mindestens der eine keilförmige Abschnitt 16 mit Hilfe von aufblasbaren Kammern 18 und 19 verstellen, die in der flexiblen Wand des Einlaßkanals 3 ausgebildet sind, und denen nach -Bedarf ein Druckmittel zugeführt werden kann, um den keilförmigen Abschnitt längs der Achse des Einlaßkanals so zu verlagern, daß die Richtung des Fludstroms geändert wird.

Bei einer nicht dargestellten Weiterbildung der Vorrichtung nach Fig. 12 und 13 bzw. derjenigen nach Fig. 14-A wird der Druck des zuzuführenden Druckmittels durch eine thermische Ausdehnung des verwendeten Mediums erzeugt, die z.B. durch Erhitzen des laediums auf elektrischem Wege bewirkt wird, beispielsweise durch eine Widerstands-, Induktions- oder Hochfrequenzerhitzung. Gemäß Der Erfindung bildet ein solcher Einlaßkanal mit

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auf thermischem Wef e steuerbaren keilförmigen Abschnitten zum Umlenken eines Fludstroms zweckmäßig einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden primären oder sekundären Einlaß eines Wirbelfluidistors, bei dem die Einrichtung zum Ändern der Strb'mungsrichtung so betätigt werden kann, daß der Fludstrom gegenüber dem Wirbelfluidistor in einer im wesentlichen tangentialen Richtung strömt.

Fig. 12A bis 12D zeigen Weiterbildungen der Vorrichtung nach Fig. 12 zum Steuern eines Fludstroms, die sich z.B. zu Ventilationszwecken benutzen lassen. Zu jeder der dargestellten Vorrichtungen gehören zwei Kanäle 24- und 25i denen ein Einlaßkanal 25 zugeordnet ist, und zu denen zwei durch eine Wand 36 getrennte Auslässe J4- und gehören. In Schlitze 28 der Kanalwände sind plattenahnliche Elemente zum Regeln der Temperatur des Fludes eingebaut, das durch den betreffenden Kanal strömt. Bei der Ausfiihrungsform nach Fig. 12A und 12B ragen plattenähnliche Bimetallelemente 26 und 27 durch die Schlitze 28 nach innen, um den über den Einlaß 23 zugeführten Fludstrom in Abhängigkeit von seiner Temperatur jeweils zu einem der Auslässe 34- und 35 zu leiten. Die Bimetallelemente 26 und 27 sind an Platten 30 befestigt, die an der Außenfläche des Kanals angebracht sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 12C und 12D sind plattenförmige Bimetallelemente 26" und 27" außerhalb des Kanals angeordnet, wo sie durch mit dem Kanal bzw. der Rohrleitung durch Schrauben 33 verbundene Tragstücke 31 in ihrer Lage gehalten werden. Die Bimetallelemente sind mit Platten 26' und 27' verbunden, die in den Kanälen 24- und 25 angeordnet sind und durch die Bimetallelemente in Abhängigkeit von der Temperatur auf der Außenseite der Rohrleitung betätigt werden. Gemäß der Erfindung bildet ein solcher Einlaßkanal mit temperaturabhängig betätigbaren plattenförmigen Elementen zum Steuern eines Fludstroms zweckmäßig einen sich im wesentlichen in radialer Richtung er-

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streckenden primären oder sekundären Einlaß eines Wirbelfluidistors, bei dem die Vorrichtung zum Bestimmen der Strömungsrichtung dazu dient, den Fludstrom dem Wirbelfluidistor im wesentlichen in einer tangentialen Richtung zuzuführen.

Bei einer anderen, in Fig. 14B und 17 dargestellten Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 12 ist die Wand des Einlaßkanals 3 bzw. 13 mit mindestens einem platten- oder keilförmigen Abschnitt 17 versehen, der sich von der Außenseite der Vorrichtung her in Richtung der Längsachse der Vorrichtung schwenken läßt, z.B. mit Hilfe eines Stößels 25 mit einem Zylinder und einem Kolben, der mit Hilfe eines Druckmittels betätigt werden kann.

Fig. 15A und 15B zeigen schematisch einen Wirbelfluidistor mit einem Einlaßkanal 13, der im wesentlichen ebenso ausgebildet ist wie der Einlaßkanal 3 der Vorrichtung nach Fig. 12. Ferner sind zwei keilförmige Abschnitte und 17 zum Ändern der Strömungsrichtung des über den Einlaßkanal 13 zugeführten Fludstrom vorhanden; diese Vorrichtung bildet zweckmäßig einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden primären Einlaß für den dargestellten Wirbelfluidistor, und hierbei ermöglicht es der primäre Einlaß, dem Wirbelfluidistor den Fludstrom annähernd in einer tangentialen Richtung zuzuführen. Gemäß der Erfindung kann der Einlaßkanal 13 auch einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden sekundären Einlaß für einen Wirbelfluidisten bilden, bei dem der sekundäre Einlaß ebenfalls dazu dient, dem Wirbelfluidistor einen Fludstrom in einer annähernd tangentialen Richtung zuzuführen.

Fig. 16A und 16B zeigen einen Wirbelfluidistor nach Fig. 15A und I5B in Kombination mit einem Einlaßkanal 13» in dem keilförmige Abschnitte 16 und 17 vorhanden sind; diese Vorrichtung arbeitet entsprechend der bezüglich der Vorrichtung nach Fig. 12 und 13 gegebenen Beschreibung.

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Fig. 17 zeigt einen Wirbelfluidistor nach Fig. I5A und I5B in Kombination mit einem Linlaßkanal 13, in dem keilförmige Abschnitte 16 und 17 vorhanden sind; diese Vorrichtung arbeitet entsprechend der bezüglich der Vorrichtung nach Fig. 14B gegebenen Beschreibung.

Bei den Strömungsvorrichtungen nach Fig. 14B und Fig. 17 ist einer der keilförmigen Abschnitte 16 und 17 zweckmäßig als gesondertes Bauteil hergestellt und durch die Wand der Vorrichtung hindurchgeführt, z.B. durch einen flexiblen oder elastischen Aufnahmeabschnitt, der gegenüber der Wand der Vorrichtung nach außen ragt und das keilförmige Bauteil ist mit dem äußeren Ende des Aufnahmeabschnitts z.B. durch Verschweißen oder Vulkanisieren oder dergleichen verbunden.

Fig. 18A und 18B zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Strömungsvorrichtung zum Steuern eines iludstroms mit einem Hohlraum 22, einem Einlaßkanal 23 und zwei Auslassen 24 und 26 für einen Fludstrom. In dem Hohlraum 22 ist eine einzige bewegbare Platte bzw. ein keilförmiges Bauteil 20 zwischen den Auslassen 24 und 26 und gegenüber dem Einlaßkanal 23 angeordnet und nahe seinem dem Einlafikanal 23 zugewandten Ende um eine Achse F in verschiedene Stellungen schwenkbar, damit sich die Strömungsrichtung des über den Einlaßkanal 23 eintretenden Fludstroms ändern läßt, um den iludstrom nach Bedarf jeweils dem einen oder dem anderen Auslaß zuzuführen. Das schwenkbare keilförmige Bauteil 20 ragt auf der von dem Einlaßkanal 23 abgewandten Seite der Vorrichtung durch deren Wand nach außen und kann außerhalb der Vorrichtung z.B. durch einen Stößel 25 mit einem Zylinder und einem Kolben betätigt werden, der seinerseits mit Hilfe eines Druckmittels betätigt wird, ^as dem Einlaßkanal 23 am nächsten benachbarte Ende des keilförmigen Bauteils 20 ist so angeordnet, daß es bei seiner Schwenkbewegung in Richtung auf die eine oder andere Seitenwand des Hohlraums 22 mit einer an der betreffenden Seitenwand

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vorhandenen Blase (bladder) zusammenarbeitet, die der Mündung des Einlaßkanals 23 in dem Hohlraum benachbart ist, wenn der Coandaeffekt in der auf dem Gebiet der Fluidistoren bekannten Weise zur Wirkung kommt.

Bei der Strömungsvorrichtung nach Fig. 18A und 18B ist der Werkstoff der Flächen am Ende des keilförmigen Bauteils 20 zweckmäßig flexibel oder elastisch und mit den benachbarten Wandflächen des Hohlraums 22 verbunden. Alternativ können die End- oder Stirnflächen des keilförmigen Bauteils 20 von den benachbarten Wandflächen des Hohlraums jeweils durch einen kleinen Spalt getrennt sein; in diesem Fall sind vorzugsweise nicht dargestellte Abdichtungen zwischen den Stirnflächen des keilförmigen Bauteils 20 und den benachbarten Wandflächen des Hohlraums 22 angeordnet.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 18A und 18B sind die Auslaßkanäle 24 und 26 zweckmäßig so geformt, daß sie mindestens in der Nähe des keilförmigen Bauteils 20 einen 150° nicht überschreitenden Winkel einschließen.

Bei dieser Strömungsvorrichtung wird der keilförmige Abschnitt 20 zweckmäßig als gesondertes -bauteil hergestellt und in einen flexiblen oder elastischen Aufnahmeabschnitt 27 eingeführt, der gegenüber der Wand der Vorrichtung nach außen ragt und das keilförmige Bauteil wird mit dem äußeren Ende des Aufnahmeabschnitts z.B. durch Verschweißen oder dergleichen verbunden.

Bei dieser Strömungsvorrichtung ist das keilförmige Bauteil 20 zweckmäßig so angeordnet, daß es sich um die Achse F schwenken läßt, ohne daß eine Lagerachse oder dergleichen vorhanden ist.

Fig. 19, 20 und 21 zeigen schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Strömungsvorrichtung zum Steuern von Fludströmen und insbesondere zum geregelten Mischen von Fludströmen, die der Vorrichtung

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über einen primären Einlaß und einen sekundären Einlaß zugeführt werden und sich bezüglich ihrer Temperatur oder ihrer physikalischen oder chemischen Eigenschaften bzw. ihrer Zusammensetzung unterscheiden. Zu dieser Vorrichtung gehört ein Wirbelfluidistor mit einem primären Einlaß 34, der durch einen im wesentlichen geradlinig durchströmbaren ^lLanal 32 gebildet wird, welcher zu einem Auslaß 36 führt; in dem Einlaßkanal 34 ist eine Drosselplatte oder Blende 35' mit einer Öffnung 35 angeordnet; ferner gehört zu der Vorrichtung ein sekundärer Einlaß in Form eines im wesentlichen starren Rohrs 33» das in einen flexiblen oder einer Membran ähnelnden Teil 31 der Wand des primären Kanals 32 eingebaut ist und durch diesen Wandteil ragt; das Rohr 33 kann gegenüber dem primären Strömungskanal 32 gemäß Fig. 21 zwischen einer annähernd radialen Stellung und einer annähernd tangentialen Stellung in verschiedene Winkelstellungen gebracht werden, Das Einlaßrohr 33 ist in einer im rechten Winkel zur Achse des •Kanals 32 verlaufenden Ebene schwenkbar. In Fig. 20 befindet sich das Einlaßrohr 33 in einer radialen Stellung, während es in Fig. 21 gegenüber dieser radialen Stellung z.B. um etwa 45° geneigt ist. Befindet sich der sekundäre Einlaß 33 in der in Fig. 20 gezeigten Stellung, kann sich der über den primären Einlaß zugeführte primäre Fludstrom im wesentlichen ungehindert geradlinig durch die öffnung 35 der Blende 35' bewegen. Ist der sekundäre Einlaß 33 jedoch in die in Fig. 21 gezeigte Stellung gebracht worden, bewirkt das über den sekundären Einlaß zugeführte Flud, daß der über den Einlaß 32 zugeführte Fludstrom in eine kräftige Drehbewegung versetzt wird, so daß das Abströmen des primären Fludstroms über die öffnung 35 und damit auch die Durchsatzmenge beschränkt wird. Durch Ändern des Winkels zwischen dem sekundären Einlaß 33 und dem durch seine Anschlußstelle verlaufenden Radius der Vorrichtung ist es daher möglich, den primären iludstrom sowie das Mischen des über den Einlaß 34 zugeführten primären Stroms mit dem über den Einlaß 33 zugeführten sekundären Strom

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zu regeln. Der Fludstrom wird dem starren Einlaßrohr vorzugsweise mittels einer flexiblen Einrichtung, z.B. eines nicht dargestellten Schlauchs, zugeführt, dessen Eintrittsende im wesentlichen ortsfest angeordnet ist. Das Einlaßrohr 33 hat vorzugsweise einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt.

Die Vorrichtungen nach der Erfindung bestehen zweckmäßig teilweise oder vollständig aus Gummi oder einem anderen elastischen und/oder flexiblen oder verschleißfesten oder korrosionsbeständigen Werkstoff.

Zweckmäßig weist jede Vorrichtung nach der Erfindung eine der Mündung des Einlaßkanals 3 bzw. 13 bzw. 23 benachbarte Schulterfläche innerhalb des Hohlraums 2 auf, so daß durch den Coandaeffekt ein über den iiinlaßkanal zugeführter Fludstrom auf die aus dem Gebiet der Fluidistoren bekannte Weise in Anlage an der betreffenden Seitenwand des Hohlraums 2 gehalten wird.

Die Vorrichtungen nach der Erfindung ermöglichen es nicht nur, Fludströme zu steuern, sondern sie lassen sich auch so ausbilden, daß mit ihrer Hilfe z.B. die Durchsatzmenge, der Druck oder die Temperatur eines Pludstroms gemessen werden kann.

Mit anderen Worten, es ist möglich, bei den Vorrichtungen nach der Erfindung Abänderungen vorzusehen, die naheliegend oder z.B. aus dem Gebiet der Fluidistoren bekannt sind, und die es ermögliche, solche Strömungsvorrichtungen zu benutzen, um z.B. die Durchsatzgeschwindigkeit, den Druck oder die Temperatur eines Fludstroms zu fühlen oder zu messen.

Ansprüche; 309881/0434

Claims

Ansprüche

(ly Strömungsvorrichtung zum Zusammenarbeiten mit einem Fludstrom, bei der ein ^-analsystem vorhanden ist, zu dem ein Hohlraum mit mindestens einem Einlaßkanal und mindestens einem Auslaßkanal für einen Fludstrom gehört, dadurch gekennzeichnet , daß eine flexible Einrichtung vorhanden ist, die mit einem in den Hohlraum eintretenden Fludstrom zusammenarbeitet und es z.B. ermöglicht, den Fludstrom so zu steuern, daß seine Ltrömungsrichtung geändert wird, um zu bewirken, daß der Fludstrom von einem Auslaß zu dem anderen von zwei Auslässen oder umgekehrt umgelenkt wird.
2. Strömungsvorrichtung zum Steuern eines rludstroms mit einem Kanalsystem, zu dem ein Hohlraum mit mindestens einem starren Einlaßrohr und mindestens ein Auslaß für einen Fludstrom gehört, und bei der das Kanalsystem mindestens eine Membran oder dergleichen aufweist, die durch Beaufschlagen ihrer Außenseite mit einen Druckmitteldruck verformbar ist, um den Fludstrom zu beeinflussen, dadurch gekennzeichnet , daß nahe der Mündung des Einlaßkanals (3) die bzw. Jede Membran (8, 8') einen Wandteil des Hohlraums (2) bildet, und daß dieser Wandteil durch Beaufschlagen seiner Außenseite mit einem Druckmitteldruck in eine konvexe Form bringbar ist, so daß er in den Hohlraum hineinragt, um den Fludstrom unter Ausnutzung des Coandaeffektes zu veranlassen, seine Strömungsrichtung so zu ändern, daß er zu einem einer Membran benachbarten Aualß (5) strömt, nachdem er vorher zu einem von dieser "*embran weiter entfernten Auslaß (Λ) strömte (Fig. 1 bis 3).
3· Strömungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die verformbare Membran nahe der Mündung des Einlaßkanals in dem Hohlraum einen

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ringförmigen, sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Wandteil des Hohlraums bildet, daß dieser Randteil durch Beaufschlagen seiner Außenseite mit einem Druckmitteldruck in eine konvexe Form bringbar ist, so daß er in den Hohlraum hineinragt, um den Fludstrom unter Ausnutzung des Coandaeffektes zu veranlassen, seine Form und/oder seine Strömungsrichtung z.B. gegenüber einem Auslaßrohr zu ändern, das in die Vorrichtung hineinragt und dem Einlaßkanal gegenüberliegt, und daß dieses Auslaßrohr z.B. in der bei einem Turbulenzfluidistor üblichen Weise ausgebildet ist.
4. Strömungsvorrichtung zum Steuern eines Fludstroms mit einem Kanalsystem, zu dem ein Hohlraum mit mindestens einem Einlaßkanal und mindestens einem Auslaß für einen Fludstrom gehört, dadurch gekennzeichnet , daß ein den Einlaßkanal (3) bildendes, im wesentlichen starres Rohr mit einem flexiblen Wandteil, z.B. einem einer itiemgran ähnelnden Teil des Hohlraums (2) verbunden ist, und daß das Einlaßrohr so eingerichtet ist, daß es sich in verschiedene Winkelstellungen bringen läßt, so daß es möglich ist, das Einlaßrohr z.B. gleichachsig mit einem von mindestens zwei verschiedenen Auslässen (4-, 5) anzuordnen (Fig. 4 bis 6).
5· Strömungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Fludstrom dem im wesentlichen starren Einlaßrohr (3) über eine flexible Einrichtung, z.B. einen Schlauch, zugeführt wird, dessen Lintrittsende im wesentlichen ortsfest angeordnet ist.
6. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine mit Hilfe eines Druckmittels betätigbare Einrichtung (13, 13') vorhanden ist, die es ermöglicht, das Einlaßrohr (3) in verschiedene Winkelstellungen zu schwenken (Fig. 4- bis 6).
7. Strömungsvorrichtung zum Steuern eines Fludstroms

mit einem Kanalsystem, zu dem ein Hohlraum mit mindestens

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einem Einlaßkanal und mindestens einem Auslaß (4, 5) für einen Fludstrom gehört, und bei der das Kanalsystem in einem z.B. zylindrischen oder quaderförmigen Klotz ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Klotz (1) in der Längsrichtung flexibel oder elastisch ist, so daß es möglich ist, mindestens den Einlaßkanal (3) gegenüber dem Hohlraum in einem solchen Ausmaß durchzubiegen, daß der über den Einlaßkanal in den Hohlraum eintretende Fludstrom veranlaßbar ist, seine Strömungsrichtung so zu ändern, daß er nicht mehr zu einem bestimmten Auslaß von zwei Auslassen (4, 5)> sondern zu dem betreffenden anderen Auslaß strömt, und umgekehrt (Fig. 7 bis 11B).
8. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet , daß der Klotz (1) auf seiner Außenseite seine Flexibilität erhöhende Aussparungen aufweist.
9. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlraum (2) und die Kanäle (3» 4, 5) einen rechteckigen Querschnitt haben.
10. Strömungsvorrichtung zum Steuern eines Fludstroms z.B. in "Verbindung mit einem Wirbelfluidistor, bei der ein Einlaßkanal für einen Fludstrom vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal (3) an seinem inneren Ende zwei einander gegenüberliegende platten-, rippen- oder keilförmige Einrichtungen (16, 17) aufweist, die einen Spalt abgrenzen, der von dem über den Einlaßkanal zugeführten Fludstrom durchströmbar ist und daß diese Einrichtungen relativ zueinander drehbar oder auf andere Weise verlagerbar sind, um die Strömungsrichtung des Fludstroms so zu ändern, daß der Fludstrom zu einem von zwei Auslässen (4, 5) geleitet wird, nachdem er vorher den betreffenden anderen Auslaß durchströmt hat (Fig. 12 bis 17).
11. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung in der

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Längsrichtung teilweise oder vollständig flexibel ist, um eine relative Verlagerunp; der keilförmigen Einrichtungen zu ermöglichen, damit sich die Strömungsrichtung des Fludstroma ändern läßt.
12. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der keilförmigen Einrichtungen (16, 17) z.B. mit Hilfe ausdehnbarer Kammern (18, 19)» die in der flexiblen Wand des Emnlaßkanals (3) vorhanden sind und sich durch Zuführen eines Druckmittels betätigen lassen, um die keilförmigen Einrichtungen in Richtung der Achse des Einlaßkanals gegeneinander zu verlagern, schwenkbar ist, um die Strömungsrichtung des Fludstroms zu ändern (Fig. 14A).
13. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des verwendeten Druckmittels durch eine thermische Ausdehnung des Mediums erzeugt wird, die z.B. durch Erhitzen des Mediums auf elektrischem Wege herbeigeführt wird (Fig. 14A).
14. Strömungsvorrichtung nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal (3; 13) mit den thermisch betätigbaren keilförmigen Einrichtungen (16, 17) zum Bestimmen der Strömungsrichtung des Fludstroms einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden primären Einlaß eines Wirbelfluidistors bildet, und daß die genannten Einrichtungen so betätigbar sind, daß sie es ermöglichen, den Fludstrom dem Wirbelfluidistor in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zuzuführen.
15. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal (3; 13) mit den thermisch betätigbaren Einrichtungen (16, 17) zum Bestimmen der Strömungsrichtung des Fludstroms einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden sekundären Einlaß eines Wirbelfluidistors bildet, und daß die genannten Einrichtungen betätigbar sind, um dem

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Wirbelfluidistor den Fludstrom in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zuzuführen.
16. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine plattenähnliche Einrichtung (26¹, 27') vorhanden ist, daß jede dieser Einrichtungen durch eine auf Temperaturänderungen ansprechende Einrichtung, z.B. ein Bimetallelement (26"_t 27") betätigbar ist, und daß die auf Temperaturänderungen ansprechenden Elemente innerhalb oder außerhalb des Einlaßkanals (23) angeordnet sind (Fig. 12A bis 12D).
17. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal (23) mit den auf Temperaturänderungen ansprechenden Elementen zum Bestimmen der Strömungsrichtung des Fludstroms einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden primären Einlaß eines Wirbelfluidistors bildet, und daß die Einrichtungen zum Bestimmen der StrÖmungsrichtung so betätigbar sind, daß sie es ermöglichen, den Fludstrom dem Wirbelfluidistor in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zuzuführen.
18. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal mit den auf Temperaturänderungen ansprechenden plattenähnlichen Elementen zum Bestimmen der StrÖmungsrichtung des Fludstroms einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden sekundären Einlaß eines Wirbelfluidistors bildet, und daß die richtingsbestimmenden Elemente so betätigbar sind, daß es möglich ist, den Fludstrom dem Wirbelfluidistor in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zuzuführen.
19· Strömungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennze ichnet , daß mindestens eines der plattenähnlichen Bauteile oder der keilförmigen Abschnitte durch die Wand des Einlaßkanals (3; 13) ragt und so angeordnet ist, daß sich die betreffende Einrichtung von der

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Außenseite der Vorrichtung her schwenken läßt, z.B. mit Hilfe eines Stößels (25) mit einem Zylinder und einem Kolben, der mit Hilfe eines Druckmittels betätigbar ist (Fig. 14-B und Fig. 17).
20. Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19» dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal (13) mit den keilförmigen Einrichtungen (16, 17) als Richtungsbestimmungseinrichtung für den Fludstrom wirkt und einen sich in einer im wesentlichen radialen Richtung erstreckenden primären Einlaß für einen Wirbelfluidistor bildet, und daß die Richtungsbestimmungseinrichtung so betätigbar ist, daß es möglich ist, den Fludstrom über den primären Einlaß dem Wirbelfluidistor in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zuzuführen.
21. Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19» dadurch geke nnzeichnet, daß der Einlaßkanal (13) mit den keilförmigen Einrichtungen (16,17) als Richtungsbestimmungseinrichtung für den Fludstrom wirkt und einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden sekundären Einlaß für einen Wirbelfluidistor bildet, und daß die Richtungsbestimmungseinrichtung so betätigbar ist, daß sie es ermöglicht, den Fludstrom dem Wirbelfluidistor über den sekundären Einlaß in einer im wesentlichen tangentialen Richtung zuzuführen (Fig. 15A bis 17).
22. Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 und 21, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkanal (13) mit den keilförmigen Einrichtungen (16,17) flexibel ist, um eine relative Verlagerung der keilförmigen Einrichtungen und damit eine Änderung der Strömungsrichtung des über den Einlaßkanal zugeführten Fludstroms herbeizuführen (Fig. 16A und 16B).
23· Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der keilähnlichen Einrichtungen als gesonder-

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tes Bauteil hergestellt und in einen Schlitz in der Wand der Vorrichtung eingeführt ist oder durch einen flexiblen oder elastischen Aufnahmeabschnitt ragt, der sich gegenüber der Wand der Vorrichtung nach außen erstreckt, und daß diese Einrichtung mit dem äußeren Ende des Aufnahmeabschnitts z.B. durch Verschweißen oder Vulkanisieren (curing) oder dergleichen verbunden ist.
24. StrÖmungsvorrichtung zum Steuern eines lludstroms mit einem Hohlraum, mindestens einem Einlaßkanal und mindestens zwei Auslässen für einen Fludstrom, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Hohlraum (22) eine einzige bewegbare Platte bzw. eine keilförmige Einrichtung (20) vorhanden ist, die zwischen den Auslässen (24, 26) und gegenüber cem Einlaßkanal (23) angeordnet ist und sich um eine Achse (F) schwenken läßt, die nahe dem von dem Einlaßkanal abgewandten Ende der schwenkbaren Einrichtung verläuft, damit sich die Einrichtung in verschiedene Winkel Stellungen bringen läßt, um den in den Hohlraum über den Einlaßkanal eintretenden Fludstrom zu veranlassen, seine Strömungsrichtung zu ändern, so daß er Jeweils durch den betreffenden anderen Auslaß strömt (Fig. 18A und 18B).
25· Strömungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die schwenkbare keilförmige Einrichtung (20) durch eine Wand der Vorrichtung ragt, daß sie gegenüber dem Einlaßkanal (23) angeordnet ist, und daß sie von der Außenseite der Vorrichtung her z.B. mit Hilfe eines Stößels (25) mit einem Zylinder und einem Kolbem schwenkbar ist, der seinerseits mit Hilfe eines Druckmittels betätigbar ist (Fig. 18i. und 18B).
26. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Einlaßkanal (23) am nächsten benachbarte Ende der keilförmigen Einrichtung (20) derart in Richtung auf jede der beiden Seitenwände des Hohlraums (22) schwenkbar ist, daß es mit einer an der betreffenden Seitenwand vorhandenen, der Landung des

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Einlaßkanals (23) benachbarten Blase (bladder) unter Ausnutzung des Coandaeffektes auf eine aus dem Gebiet der Fluidistoren bekannte Weise zusammenarbeitet (Tig. 18A und 18B).
27· Strömungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß der Werkstoff der Stirnflächen des keilförmigen Bauteils (20) flexibel oder elastisch und mit den benachbarten Wandflächen des Hohlraums (22) verbunden ist (Fig. 18A und 18B).
28. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Stirnflächen des keilförmigen Bauteils (20) von den benachbarten Wandflächen des Hohlraums (22) jeweils durch einen kleinen Spalt getrennt sind (Fig. 18A und 18B).
29. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Stirnflächen des keilförmigen Bauteils (20) und den benachbarten Wandflächen des Hohlraums (22) Dichtungseinrichtungen vorhanden sind (F^g. 18A und 18B).
30. Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 29, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslässe (24, 26) Kanäle bilden, die mindestens in der Nähe des keilförmigen Bauteils (20) einen 150° nicht überschreitenden Winkel einschließen (Fig. 18A und 18B).
31. Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 30, dadurch gekennzeichnet , daß die keilförmige Einrichtung (20) als gesondertes bauteil hergestellt ist, daß dieses Bauteil in einen flexiblen oder elastischen Aufnahmeabschnitt (27) eingeführt ist, der gegenüber der Wand der Vorrichtung nach außen ragt, und daß das Bauteil mit dem äußeren Ende des Aufnahmeabschnitts z.B. durch Verschweißen oder Vulkanisieren oder dergleichen verbunden ist (Fig. 18A und 18B).

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32. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet , daß die keilförmige Einrichtung (20) um eine Achse (F) schwenkbar ist, ohne daß eine Lagerachse oder dergleichen vorhanden ist (Fig. 18A und 18B).
33· Strömungsvorrichtung zum Steuern von l·ludströmen und insbesondere zum geregelten Mischen von der Vorrichtung über einen primären und einen sekundären Einlaß zugeführten Fludströmen, die sich bezüglich ihrer temperatur oder ihrer physikalischen Eigenschaften oder ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden, dadurch gekennzeichnet , daß ein Vvirbelfluidistor vorhanden ist, der einen im wesentlichen geradlinig durchströmbaren primären Einlaß (34) aufweist, daß ein sekundärer Einlaß (33) vorhanden ist, zu dem ein im wesentlichen starres Rohr gehört, das mit einem flexiblen oder einem einer Membran ähnelnden Teil (31) der Wand (30) des primären Einlasses verbunden ist, und daß dieses starre Rohr gegenüber dem primären Einlaß in verschiedene ftinkelstellungen zwischen einer annähernd radialen Stellung und einer annähernd tangentialen Stellung bringbar ist (Fig. 19 bis 21).
34. Strömungsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß der Fludstrom dem starren Einlaßrohr (33) über eine flexible Einrichtung zugeführt wird, z.B. über einen Schlauch, dessen Eintrittsende im wesentlichen ortsfest angeordnet ist.
35· Strömungsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß das Einlaßrohr (33) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat.
36. Strömungsvorrichtung nach einem der Absprüche 1 bis 35» dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung teilweise oder vollständig aus Gummi oder einem anderen elastischen und/oder flexiblen oder verschleißfesten oder korrosionsbeständigen Werkstoff besteht.

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37· Strb'mungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Mündung des Einlaßkanals (3i 13; 23) in dem Hohlraum (2; 22) eine Schulterfläche vorhanden ist, so daß der Coandaeffekt bewirkt, daß ein der Vorrichtung über den Einlaßkanal zugeführter Fludstrom auf eine aus dem Gebiet der Fluidistoren bekannte Weise in Anlage an einer bestimmten Seitenwand des Hohlraums gehalten wird.
38. Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie es ermöglicht, z.B. die Durchsatzmenge, den Druck oder die Temperatur eines Fludstroms zu fühlen oder zu messen.

39· Strömungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf naheliegende oder z.B. aus dem Gebiet der Fluidistoren bekannte Weise so abgeändert ist, daß sie es ermöglicht, z.B. die Durchsatzgeschwindigkeit, den Druck oder die temperatur eines Fludstroms zu fühlen oder zu messen.

Der Patentanwalt:

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