DE4120735C2

DE4120735C2 - Vorrichtung zum Mischen von Gasströmen unterschiedlicher Temperatur

Info

Publication number: DE4120735C2
Application number: DE4120735A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Grafen; Theo Dipl Ing Schiffers
Original assignee: Krantz Textiltechnik GmbH
Current assignee: H. KRANTZ TEXTILTECHNIK GMBH, 52070 AACHEN, DE
Priority date: 1991-06-22
Filing date: 1991-06-22
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2011-06-23
Also published as: ITMI921512A1; IT1254978B; ITMI921512A0; DE4120735A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Gasströmen unterschiedlicher Temperatur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen dienen beispielsweise dazu, in einem Konvektionstrockner das zu trocknende Gut mit umgewälzten Luftströmen hoher Temperaturegalität zu beaufschlagen. Trockner mit direkter Aufheizung der Luftströme erfordern zur Vergleichmäßigung der unterschiedlichen Lufttemperaturen einen erheblichen Aufwand, weil dabei Massenströme extrem unterschiedlicher Volumina und Temperaturen gemischt werden müssen. Aber auch Trockner mit indirekter Aufheizung der Luftströme erfordern Mischeinrichtungen, um belastungsbedingte Temperaturunterschiede der vom zu trocknenden Gut abgeführten und als Umluft wieder zuzuführenden Luftströme auszugleichen.

Die allgemein bekannten Mischvorrichtungen, mit denen die Gasströme durch Prallkörper u. dgl. in Einzelströme unterteilt und diese sodann durch Leitbleche u. dgl. in gemischtem Zustand zu einem Gasstrom vereint werden, erfordern je nach der geforderten Mischwirkung nicht nur einen erheblichen konstruktiven Aufwand, sondern führen auch zu großen Druckverlusten im Umluftsystem.

Aus der DE 31 14 195 A1 ist eine Mischvorrichtung für die Vermischung von strömenden Gasen, die einzeln in ein Mischgerät geführt werden und beim Austritt aus diesem miteinander vermischt werden, bekannt. Die Mischung erfolgt, indem die beiden getrennten Gasströme jeweils durch ein Kanalsystem geleitet werden, durch das sie in horizontal ausgebreitete, in mehreren Ebenen übereinanderliegende Strömungen überführt werden. Dazu umfaßt das Mischgerät Lagen aus in Kontakt miteinander angeordneten ebenen und gewellten Schichten, die die beiden Kanalsysteme bilden. In der Draufsicht hat das Mischgerät die Kontur eines Dreiecks, wobei zwei der Seiten des Dreiecks die Einlaß-Seiten sind, während seine dritte Seite die Auslaß-Seite des Mischkörpers bildet.

Die Spitze des Dreiecks zwischen den beiden Einlaß-Seiten weist entgegengesetzt zur Strömungsrichtung und ist mit einem Winkelstück versehen, dessen vertikal ausgerichtete Vorderkante dementsprechend ebenfalls entgegengesetzt zur Strömungsrichtung weist. An das Winkelstück direkt angeschlossen ist eine Kanalwand, die die beiden zugeführten Gasströme trennt.

Eine Mischung von in einem Kanal erzeugter Verbrennungsluft mit der Gasströmung des Kanales ist bei diesem Mischgerät mit einer einzelnen Zuführung der zu mischenden Gasströme nicht vorgesehen. Das Mischgerät ist durch die aus vielen gewellten Schichten aufgebauten Kanalsysteme aufwendig herzustellen und führt zu einem enormen Druckverlust im Strömungssystem. Auch weisen die die Kanalsysteme auf der Auslaß-Seite des Mischgerätes verlassenden Gasströme keine vertikale Komponente haben, was zu Strähnenbildung führen kann.

Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Mischen von Gasströmen unterschiedlicher Temperatur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu entwickeln, die sich mit geringem konstruktiven Aufwand herstellen läßt und, z. B. zum Mischen von Verbrennungsluft mit einer Umluftströmung, in ein Kanalstück integrieren läßt. Die Vorrichtung soll bei intensiver Vermischung der Gasströme Druckverlust im Umluftsystem auf ein Minimum begrenzen.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Winkelstück, das den Querschnitt des Kanalstücks in zwei nebeneinanderliegende Teilquerschnitte unterteilt, wird der Gesamtgasstrom in zwei zunächst nebeneinander strömende Teilströme geteilt. Ist vor der Mischvorrichtung ein Verbrennungsluft erzeugender Brenner angeordnet, so trifft die Verbrennungsluft auf das Winkelstück. Das pfeilförmig in Strömungsrichtung weisende Winkelstück leitet die Verbrennungsluft zu beiden Seiten quer zur Richtung der Teilströme nach außen, in die Teilströme hinein.

Die außenseitig an Schenkeln des Winkelstückes angeschlossenen Seitenstücke, von denen das eine Seitenstück über die obere Hälfte und das andere Seitenstück über die untere Hälfte des Teilquerschnittes reicht, lenken einen Teilstrom in die untere Hälfte und den anderen Teilstrom in die obere Hälfte des Kanalquerschnittes. Hinter den Seitenstücken breiten sich die Teilströme über die Breite des Kanalquerschnittes aus und treffen aufeinander. Soweit die Teilströme unterschiedliche Temperaturen aufweisen, bewirkt die Überlagerung der Teilströme die Bildung ausgedehnter Grenzflächen zwischen den Teilströmen, die eine intensive Vermischung fördern.

Durch Anordnung der Seitenstücke so an den Schenkeln des Winkelstückes, daß das Seitenstück des oberen Teilquerschnittes in Strömungsrichtung abfällt und das des unteren Teilquerschnittes ansteigt, werden Turbulenzen vermieden. Außerdem erhalten die Teilströme auch vertikale Strömungskomponenten, die die Mischung beim Aufeinandertreffen der Teilströme verbessert.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine gleichmäßige Beaufschlagung der oberen und der unteren Hälfte des Kanalquerschnittes über die gesamte Breite des Kanalstückes dadurch begünstigt, daß die beiden Seitenstücke zusätzlich über ein den Querschnitt des Kanalstücks in zwei übereinanderliegende Teilquerschnitte unterteilendes, horizontal angeordnetes Mittelstück miteinander verbunden sind.

Der Körper läßt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in besonders einfacher Weise aus einem das Winkelstück bildenden Blechteil sowie einem die Seitenstücke und das Mittelstück bildenden Blechteil zusammensetzen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 in Perspektive den in einem Kanalstück eingesetzten Körper;

Fig. 2 eine Ansicht auf den Eingang des Kanalstückes und den darin eingesetzten Körper;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 mit einem dem Körper in Strömungsrichtung vorgesetzten Gasbrenner.

Die Vorrichtung besteht aus einem flach angeordneten quaderförmigen Kanalstück 1, in dem ein Körper 2 eingesetzt ist. Dieser besteht aus einem Winkelstück 3, zwei Seitenstücken 4, 5 und einem Mittelstück 6.

Das vertikal ausgerichtete und pfeilförmig in Strömungsrichtung weisende Winkelstück 3 unterteilt den Querschnitt des Kanalstückes 1 in zwei gleich große, nebeneinanderliegende Teilquerschnitte.

Die Seitenstücke 4, 5 sind an Schenkeln 7 bzw. 8 des Winkelstückes 3 außenseitig angeschlossen, wobei das Seitenstück 4 über die obere Hälfte des Teilquerschnittes reicht und in Strömungsrichtung abfällt, während das Seitenstück 5 über die untere Hälfte des Teilquerschnittes reicht und in Strömungsrichtung ansteigt.

Das horizontal angeordnete Mittelstück 6 unterteilt den Querschnitt des Kanalstückes 1 in einen oberen und einen unteren Teilquerschnitt und reicht einerseits bis an die Unterkante des Seitenstückes 4 und andererseits bis an die Oberkante des Seitenstückes 5.

Von einem Brenner 9 erzeugte, auf das zu diesem hin offene Winkelstück 3 auftreffende heiße Verbrennungsluft wird von den Schenkeln 7, 8 quer zu den Gasteilströmen horizontal umgelenkt und mit diesen intensiv vermischt, bevor die Teilströme ihrerseits durch die Seitenstücke 4, 5 vertikal und horizontal umgelenkt und miteinander vermischt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Mischen von Gasströmen unterschiedlicher Temperatur, bestehend aus einem quaderförmigen Kanalstück, in dem mindestens ein Körper eingesetzt ist, der ein sich über die lichte Höhe des Kanalstückes erstreckendes Winkelstück aufweist, dessen Vorderkante vertikal ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück (3) den Querschnitt des Kanalstücks in zwei nebeneinanderliegende Teilquerschnitte unterteilt und pfeilförmig in Strömungsrichtung weist, und daß außenseitig an Schenkeln (7, 8) des Winkelstückes (3) Seitenstücke (4 bzw. 5) angeschlossen sind, von denen das eine Seitenstück (4) über die obere Hälfte des Teilquerschnitts reicht und in Strömungsrichtung abfällt, wogegen das andere Seitenstück (5) über die untere Hälfte des Teilquerschnittes reicht und in Strömungsrichtung ansteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenstücke (4, 5) zusätzlich über ein den Querschnitt des Kanalstückes (1) in zwei übereinanderliegende Teilquerschnitte unterteilendes horizontal angeordnetes Mittelstück (6) miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) aus einem das Winkelstück (3) bildenden Blechteil sowie einem die Seitenstücke (4, 5) und das Mittelstück (6) bildenden Blechteil zusammengesetzt ist.