DE4137136A1 - Duese zum zerstaeuben von fluessigkeiten - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Düse zum Zerstäuben von Flüs
sigkeiten, beispielsweise zur Eingabe von Wasser in einen
Trockner, Absorber oder einen Verdampfungskühler, welche
in Strömungsrichtung hintereinander eine Drallerzeugungs
kammer und einen Sprühauslaß aufweist.
Düsen der vorstehenden Art sind allgemein bekannt. Sie
werden zum Beispiel bei Rauchgasentschwefelungsanlagen in
Reaktoren angeordnet, um mittels direkter Wasserkühlung
die jeweils erforderliche Reaktionstemperatur einzustel
len. Ein anderer, wichtiger Anwendungsfall sind Elektro
filtern vorgeschaltete Verdampfungskühler.
Bei den bekannten Düsen verläßt die Flüssigkeit die Düse
unmittelbar hinter der Drallerzeugungskammer. Da man die
Flüssigkeit normalerweise nicht in der Randzone von Be
hältern, Reaktoren oder Kanälen eindüsen kann, ist es er
forderlich, daß eine relativ große Lanze in den Behälter,
Reaktionsraum oder dergleichen hineingeführt wird, an de
ren vorderem Ende die Düse zum Zerstäuben der Flüssigkeit
sitzt.
Nachteilig bei den bekannten Düsen ist es, daß aufgrund
von Flüssigkeitswirbeln eine starke Neigung zu Anbackun
gen an den Austrittsflächen sowie an der Düsenlanze be
steht. Ursache hierfür sind die durch die Drallerzeu
gungskammer bedingten relativ großen Querschnitte der
Düsenlanze, die von den Flüssigkeitswirbeln benetzt wird
und aufgrund ihrer großen Oberfläche und Stabilität eine
gute Möglichkeit von Anhaftungen bietet. Desweiteren
haben diese Bauteile eine große Masse, die sich bei einem
plötzlichen Temperaturanstieg nicht rasch genug mit er
wärmt, so daß es an der Düse oder Lanze leicht zu Tau
punktunterschreitungen kommt, was ebenfalls das Entstehen
von Anbackungen fördert.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Düse der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß Anbackungen
auf ihr oder einer sie tragenden Lanze möglichst weit
gehend vermieden werden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zwischen einem Auslaß der Drallerzeugungskammer und dem
Sprühauslaß ein Rohrstück angeordnet ist.
Während bei den bekannten Düsen der Sprühauslaß unmittel
bar in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drallerzeu
gungskammer vorgesehen ist, haben bei der erfindungsgemä
ßen Düse die Drallerzeugungskammer und der Sprühauslaß
durch das zwischengeschaltete Rohrstück beträchtlichen
Abstand. Das Rohrstück wirkt als Nebendrallkammer, welche
den Drall von der Drallerzeugungskammer zum Sprühauslaß
leitet. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung kann man
die Halterung der Düse außerhalb der Kammer anordnen, in
welcher die Düse Flüssigkeit einspritzen soll. Das ermög
licht es, auf eine Düsenlanze zum Halten der Düse zu ver
zichten. Dadurch wird die Gasströmung in der Kammer weni
ger behindert, so das infolge geringerer Querschnitte die
Gefahr von Anbackungen herabgesetzt ist. Der mögliche
Verzicht auf eine Düsenlanze führt zudem dazu, daß der in
die Kammer ragende Teil massearmer ist, so daß er rascher
Temperaturschwankungen folgen kann, wodurch Taupunktun
terschreitungen vermieden werden. Weiterhin kann das
Rohrstück so ausgebildet werden, daß es zu Schwingungen
neigt, wodurch die Gefahr von Anbackungen verringert wird
und vorhandene Anbackungen sich lösen können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Weiterbil
dung der Erfindung das Rohrstück einen geringeren Durch
messer hat als die Drallerzeugungskammer. Durch diese Ge
staltung bietet das Rohrstück in einem strömenden Medium
besonders wenig Angriffsfläche für Ablagerungen. Weiter
hin vermag es aufgrund seiner geringeren Masse Tempera
turschwankungen des ihn umströmenden Mediums besonders
rasch zu folgen und gerät besonders leicht in Schwin
gungen.
Die Gefahr eines Entstehens von Anbackungen kann weiter
herabgesetzt werden, wenn gemäß einer vorteilhaften Aus
gestaltung der Erfindung das Rohrstück auf seiner Außen
mantelfläche eine Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen
oder einem vergleichbaren Antihaftmittel aufweist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Rohrstück auf seiner
Außenmantelfläche eine Wärmeisolation aufweist. Hierdurch
wird verhindert, daß die im Rohrstück strömende, meist
gegenüber dem das Rohrstück umgebenden Medium kühlere
Flüssigkeit die Mantelfläche des Rohrstückes so weit ab
zukühlen vermag, daß es zu Taupunktunterschreitungen
kommt.
Eine besonders gute Isolationswirkung erreicht man, wenn
das Rohrstück aus einem Innenrohr mit dem Sprühauslaß und
einem einen Zwischenraum bildenden Außenrohr besteht.
Günstig ist es auch, wenn der vordere Bereich des Rohr
stückes als in seiner Länge dem Anwendungsfall angepaßtes
Mündungsstück ausgebildet ist. Ein besonderer Vorteil
dieser Konstruktion ist, daß für unterschiedliche Anwen
dungsbereiche durch die Verlängerung des Mündungsstückes
die Öffnung des Sprühkegels von der Düse abhebt (Axialim
pulsverstärkung), wodurch die Möglichkeit einer direkten
Benetzung durch Wasserverwirbelung reduziert wird (Ver
gleiche Fig. 3 und 4).
Der Druckverlust in der Düse ist besonders gering, wenn
gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der freie
Strömungsquerschnitt in dem Rohrstück erst vor dem Mün
dungsstück durch eine Einschnürung verringert ist.
Eine ganz besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfin
dung besteht darin, daß das Rohrstück so lang bemessen
ist, daß der durchmessergrößere, die Drallerzeugungskam
mer aufweisende Bereich außerhalb eines Behälters oder
Kanals anzuordnen ist, in welchem die Düse angeordnet
werden soll. Durch die Anordnung der Drallerzeugungskam
mer außerhalb des Behälters, Reaktors oder Kanals braucht
man nur noch das relativ durchmessergeringe Rohrstück mit
dem Sprühauslaß in den Raum hineinzuführen, in welchen
die Flüssigkeit eingespritzt werden soll. Deshalb können
Anbackungen mit besonders hoher Sicherheit vermieden wer
den.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu
ihrer weiteren Verdeutlichung sind mehrere davon in der
Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
In ihr zeigen die
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge
mäße Düse,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausfüh
rungsform einer Düse nach der Erfindung,
Fig. 3 einen vorderen Bereich einer sprühenden Düse
mit kurzem Mündungsstück,
Fig. 4 einen vorderen Bereich einer sprühenden Düse
mit längerem Mündungsstück,
Fig. 5 einen abgewandelten, vorderen Düsenbereich,
Fig. 6 eine weitere Abwandlung des vorderen Düsen
bereiches.
In der Zeichnung ist eine Wand 1 dargestellt, bei der es
sich zum Beispiel um die Wand einer Absorberkammer han
deln kann, in welche Wasser eingedüst werden soll. Die
Wand 1 wird von einem Rohrstück 2 durchdrungen, welches
Teil einer erfindungsgemäßen Düse 3 ist. Am vorderen Ende
des Rohrstückes 2 befindet sich ein Sprühauslaß 4, aus
dem die zu zerstäubende Flüssigkeit sprüht.
Auf der Außenseite der Wand 1 hat die Düse 3 eine Drall
erzeugungskammer 5 mit einem Drallkörper 6, durch den der
in Richtung der beiden nach rechts weisenden Pfeile zu
strömenden Flüssigkeit ein Drall aufgezwungen wird. Die
Düse 3 dieser Ausführungsform ist als Rücklaufdüse ausge
bildet, bei der zuviel zugeführte Flüssigkeit über ein
Rücklaufrohr 15 zurückgeführt wird.
Die durch den Drallkörper 6 in Rotation versetzte Flüs
sigkeit gelangt über einen sich in Strömungsrichtung ver
jüngenden Konus 7 und einen Auslaß 8 der Drallerzeugungs
kammer 5 in das Rohrstück 2, welches eine Nebendrallkam
mer bildet, und durch dieses zum Sprühauslaß 4.
Das Rohrstück 2 ist bei dieser Ausführungsform mit einer
Beschichtung 13 versehen, welche vorzugsweise aus Polyte
trafluoräthylen besteht und deshalb Antihafteigenschaften
hat. Vorteilhaft ist jedoch auch schon eine allein wär
meisolierende Wirkung der Beschichtung 13, weil dadurch
eine Abkühlung der Mantelfläche des Rohrstückes 2 durch
die in ihm strömende Flüssigkeit bis unterhalb der Tau
punkttemperatur und dadurch Taupunktunterschreitungen
vermieden werden können.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht das Rohr
stück 2 aus einem Innenrohr 9 und einem darauf aufgelöte
ten Außenrohr 10, wobei zwischen dem Innenrohr 9 und Au
ßenrohr 10 ein Zwischenraum 11 verbleibt, der die Funk
tion einer Wärmeisolation erfüllt. Die Fig. 2 läßt zu
sätzlich erkennen, daß im Rohrstück 2 eine Einschnürung
12 vorhanden ist. Der in Strömungsrichtung vor dieser
Einschnürung 12 liegende Bereich A, der bis zu dem Sprüh
auslaß 4 führt, hat einen geringeren Querschnitt als der
übrige Teil des Rohrstückes 2 und bildet ein Mündungs
stück 14.
Die Fig. 3 zeigt den vorderen Bereich des Rohrstückes 2
mit einem relativ kurzen Mündungsstück 14. Dadurch bildet
sich beim Arbeiten der Düse unmittelbar hinter dem Sprüh
auslaß 4 ein Sprühkegel 16 aus.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Mündungs
stück 14 wesentlich länger als gemäß Fig. 3. Dadurch er
höht sich der axiale Impuls der austretenden Flüssigkeit,
so daß sich der Sprühkegel 16 erst mit einem Abstand B
von dem Sprühauslaß 4 ausbildet. Außerdem ist in Fig. 4
zu erkennen, daß sich der Winkel des Sprühkegels 16 ge
genüber der Ausführungsform nach Fig. 3 durch die Ver
längerung des Mündungsstückes 14 verringert hat.
Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß der Sprühauslaß 4 unter
schiedlich gestaltet sein kann. Gemäß Fig. 5 erweitert
er sich im Querschnitt bogenförmig, also wie bei einer
Trompete, während er gemäß Fig. 6 konisch ausgebildet
ist.
Auflistung der verwendeten Bezugszeichen
1 Wand
2 Rohrstück
3 Düse
4 Sprühauslaß
5 Drallerzeugungskammer
6 Drallkörper
7 Konus
8 Auslaß
9 Innenrohr
10 Außenrohr
11 Zwischenraum
12 Einschnürung
13 Beschichtung
14 Mündungsstück
15 Rücklaufrohr
16 Sprühkegel
2 Rohrstück
3 Düse
4 Sprühauslaß
5 Drallerzeugungskammer
6 Drallkörper
7 Konus
8 Auslaß
9 Innenrohr
10 Außenrohr
11 Zwischenraum
12 Einschnürung
13 Beschichtung
14 Mündungsstück
15 Rücklaufrohr
16 Sprühkegel
Claims (8)
1. Düse zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, beispielsweise
zur Eingabe von Wasser in einen Trockner, Absorber oder
einen Verdampfungskühler, welche in Strömungsrichtung
hintereinander eine Drallerzeugungskammer und einen
Sprühauslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen einem Auslaß (8) der Drallerzeugungskammer (5) und
dem Sprühauslaß (4) ein Rohrstück (2) angeordnet ist.
2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rohrstück (2) einen geringeren Durchmesser hat als die
Drallerzeugungskammer (5).
3. Düse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rohrstück (2) auf seiner Außenmantel
fläche eine Beschichtung (13) aus Polytetrafluoräthylen
oder einem vergleichbaren Antihaftmittel aufweist.
4. Düse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) auf seiner
Außenmantelfläche eine Wärmeisolation (Zwischenraum 11)
aufweist.
5. Düse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) aus einem
Innenrohr (9) mit dem Sprühauslaß (4) und einem einen
Zwischenraum (11) bildenden Außenrohr (10) besteht.
6. Düse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Rohr
stückes (2) als in seiner Länge dem jeweiligen Anwen
dungsfall angepaßtes Mündungstück (14) ausgebildet ist.
7. Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß erst
vor dem Mündungsstück (14) der freie Strömungsquerschnitt
in dem Rohrstück (2) durch eine Einschnürung (12) verrin
gert ist.
8. Düse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) so lang be
messen ist, daß der durchmessergrößere, die Drallerzeu
gungskammer (5) aufweisende Bereich außerhalb eines Be
hälters oder Kanals anzuordnen ist, in welchen die Düse
(3) angeordnet werden soll.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137136A DE4137136A1 (de) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | Duese zum zerstaeuben von fluessigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137136A DE4137136A1 (de) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | Duese zum zerstaeuben von fluessigkeiten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4137136A1 true DE4137136A1 (de) | 1993-05-13 |
Family
ID=6444593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4137136A Ceased DE4137136A1 (de) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | Duese zum zerstaeuben von fluessigkeiten |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4137136A1 (de) |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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8131 | Rejection |