DE304042C - Vorrichtung zum mischen von Gasen und Flüssigkeieten - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

R EI CH S PATE NTAMT

PATENTSCHRIFT

-- JVr 304042 — KLASSE He. GRUPPE

MARIE BRUMAN geb. LIEBOLD in BERLIN.

Vorrichtung zum Mischen von Gasen und Flüssigkeiten.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Januar 1915 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen von Gasen und Flüssigkeiten, bei welcher die; zu mischenden Stoffe unter .Druck einem Schleuderrad zugeführt werden,, welches in einem Gehäuse umläuft und. unter Mitwirkung. der unter Druck stehenden Stoffe von einem Motor angerieben wird.

Der Gedanke, welcher der Erfindung zu-, . gründe liegt, ist der, die. Verluste in einer Wasserturbine, nutzbringend zu verwerten, und " zwar. zum" Mischen von Gasen und Flüssigkeiten, z. B., Kohlensäure und Wasser für hydrotherapeutische Zwecke. Beträgt.die

nutzbare: Arbeit eirier Turbine etwa 60 bis 80 Prozent der verfügbaren',Energie, so entspricht dies einem Verlust·von 40 bis 20 Prozent derselben, was für eine Turbine, die. als Kraftmaschine einen möglichst hohen Wirkungsgrad haben soll, zutrifft. Bei einer Turbine aber, die nicht als Kraftmaschine, sondern als Mischer arbeiten soll, liegen die Verhältnisse gerade umgekehrt. Auf Arbeits-. leistung im Sinne einer Kraftmaschine kommt es hier nicht an, sondern nur auf .'eine· möglichst vollkommene Mischurig. Diejenige-Arbeit also, die bei der Kraftmaschine verloren

. geht, indem in der Maschine ^:däs Wasser zerteilt, in Wirbe} aufgelöst wird usw;, ist hier gerade die nutzbringende. Es war also eine Turbine zu schaffen, die das Gegenstück einer

Kraftmaschine darstellt: möglichst? wenig

• äußere, möglichst viel. innere Arbeit. Als Kraftmaschine .betrachtet, erscheint eine solche Turbine als eine, deren Wirkungsgrad künstlich verschlechtert, ist. die z. B. etwa 10 Prozent Nutzarbeit leistet und 90 Prozent auf innere Arbeit verbraucht. Eine solche Turbine läßt sich bauen, doch kann man das Ziel nur. auf Kosten der Schluckfähigkeit erreichen. Um die nötigen hohen Widerstände zu erhalten, müssen die Querschnitte knapp und die Wände rauh gehalten werden. Infolgedessen staut sich das Wasser in den Schaufeln. Diese Stauung muß nun überwunden, d.h. das Wasser muß .in den Schaufeln beschleunigt werden. Dies geschieht nach der Erfindung· eben dadurch, daß dem Laufrad durch einen Zusatzmotor die hohe Umlauf zahl erteilt wird, welche ihm die durchströmende Druckflüssigkeit nicht geben kann.

Während die Einführung von Wasserdampf von hoher Spannung in Wasser, welches unter atmosphärischen Druck steht, zufolge sei-•rief Kondensierbafkeit keine Schwierigkeiten bietet, ist es bis jetzt noch nicht gelungen, Gase, wie z. B. komprimierte Luft, Sauerstoff, Kohlensäure usw. unter hohem Druck einzuführen und im Wasser suspendiert ztt erhalten. Der Gruhd hierfür liegt in dem bedeutenden Unterschied des spezifischen Gewichtes zwischen Gasen und Flüssigkeiten, demzufolge auf das im Wasser austretende Gas sofort ein starker Auftrieb wirkt, wodurch die Gasblasen an die Oberfläche steigen, ohne Zeit zu finden, sich mit dem umgebenden Wasser zu vereinigen.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist nun der, einem offenstehenden Behälter Wasser und Preßgas, letzteres in feinster Verteilung zuzuführen, wobei das Wasser

/a Auflage, autgegeben am ig. Februar igsi.}

einer Druckleitung (Hauswasserleitung usw) entnommen wird, den unten beschriebenen Apparat unter Energieabgabe art diesen durchströmt und darin mit den Gasen imprägniert wird. Die noch erforderliche mechanische Energie liefert entweder ein direkt gekuppelter Preßluftmotor M (siehe beiliegende Zeichnung) oder ein Elektromotor usw.

ίο Das Druckwasser wird dem Apparate durch das Rohr Q zugeführt, während das Gas an . irgendeiner passenden Stelle eintritt. ■'■ In Fig. ι ist ein Schnitt durch den Apparat, eine partielle innen beaufschlagte Radialturbine dargestellt. Fig. 2 und 3 geben Aufschluß über die Wasserführung und die Gaseintrittsstelle. A bedeutet ein mit Schaufeln versehenes Turbinen- bzw. Schleuderrad. Diesem wird das Druckwasser durch den Verteiler B zugeführt. Es erhält dadurch eine geringe Umdrehungszahl, .welche vermittels der Wellet durch den Motor JW erhöht wird. Schaufelrad C, welches das Rad A mit geringem Spielraum umgibt,· ist auf der Welle leicht drehbar gelagert und erhält durch den Wasserstrom eine von dem Rade A verschiedene Geschwindigkeit. Durch die feinen Öffnungen D in den Leitschaüfeln des Verteilers B wird das Gas unmittelbar in das Schaufelrad A eingeführt, indem' es hierbei von allen Seiten vom Wasser umgeben ist.· Es erfährt nunmehr eine bedeutende Beschleunigung durch das Rad A, von weichem es mit großer Geschwindigkeit und erhöhtem Druck-SS in die Schaufelung des Rades C übertritt. Dieser Übergang ist mit bedeutenden Wirbelungen verbunden, so daß Wasser und Gas in feinste Teilchen aufgeteilt und in gemischtem Zustande dem Ausgußrohr G zugeschleudert werden.

Dieses Rohr übernimmt die Rolle eines Energiewandlers, da darin die hohe Ge-. schwindigkeit in statischen Druck umgewandelt wird. Das mit Gas imprägnierte Wasser

45, strömt daher mit reduzierter Geschwindigkeit in den Behälter aus und führt das Gas in komprimiertem, fein zerteiltem Zustande mit sich. Eine weitere Anreicherung des ausgeströmten Wassers kann dadurch stattfinden, daß dieses von dem Druckwasser durch die ; Saugleitung E, welche eine Rückschlagklappe enthält, angesaugt und wieder dem Apparat zugeführt, von neuem beschleunigt, zerstäubt und mit Gas vermischt wird. Die vom Motor verbrauchten Gase gelangen durch ein Venti! S riach dem· Verteiler B, während die nicht benötigten durch eine besondere Leitung L ins Freie geleitet werden: Im Falle eines Elektromotors Wird das Preßgas dem Verteiler direkt zuge-führt, so daß es beim Eintritt in das Rad A nutzbringende Arbeit leistet. Will man auf diese Arbeitsleistung verzichten, dann kann das Gas zwischen die beiden Schaufelreihen bei F eingeführt werden, oder man kann es im Diffusorraum durch einige Düsen H dem Wasserstaub beimischend

Bei der in Fig, 1, 2 und 3 dargestellten Konstruktion wurde radiale Beaufschlagung gewählt; diese kann selbstverständlich auch achsial sein. Ferner kann man die Beaufschlagung des Verteilers B zu einer totalen machen, ohne die Wirkungsweise des Apparates zu beeinträchtigen.

Claims (4)

Paten t-An Sprüche':

1. Vorrichtung zum Mischen von Gasen und Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die zu mischenden Stoffe unter Druck einem Schleuderrad . züge- So führt werden, welches in einem Gehäuse umläuft und unter Mitwirkung der unter Druck stehenden Stoffe von einem Motor ■ angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Schaufelrade erzeugte Gemisch auf ein zweites, dem · ersten Schaufelrad gleichachsiges, frei bewegliches Schaufelrad übergeht.

3. Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zwischen 'zwei Schaufelkränzen^: zugeleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch· gekennzeichnet, daß die Gasdüsen auf der ganzen Schaufelbreite in eine Anzahl· möglichst feiner Bohrungen unterteilt sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der beiCiisduuckerei.