NL8602338A - Gasmenger. - Google Patents

Description

ft

-1- HO 613 NL

r

GASMENGER

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Ir. Kees Verweij te Limmen

De uitvinding heeft betrekking op een statische gasmenger voor het mengen van tenminste twee gasstromen omvattende aansluitstompen waarop aanvoerkanalen voor de te mengen gasstromen aangesloten kunnen worden, van welke aansluitstompen gaskanalen verlopen naar 5 een menggaskanaal dat op een uitvoerstomp aansluit waarop een afvoerkanaal aangesloten kan worden, en vaste schotten welke de stromingsrichting van de gasstromen kunnen beïnvloeden. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze volgens welke gasstromen gemengd kunnen worden.

10 Een gasmenger van het statische type, waarbij in het gaskanaal vast opgestelde wervellichamen zoals de genoemde schotten, zijn opgenomen is uit de praktijk bekend. Het nadeel van deze bekend gestelde statische gasmengers is evenwel dat zij een grote iribouw-lengte vereisen. Deze inbouwlengte is nodig om de menging van de 15 gassen in voldoende mate te kunnen laten plaatsvinden.

De uitvinding stelt zich ten doel een statische gasmenger te verschaffen waarbij dit bezwaar van de bekend gestelde gasmenger is opgelost.

Daartoe wordt de gasmenger volgens de uitvinding daardoor 20 gekenmerkt dat de schotten van in de gaskanalen tot in het menggaskanaal verlopende kanaalsegmenten vormen, waarbij de aangrenzende v kanaalsegmenten in het menggaskanaal met verschillende gaskanalen in verbinding staan.

Op deze wijze wordt een onderhoudsvrije gasmenger verkregen, 25 welke een goede menging waarborgt en toch slechts een korte inbouwlengte nodig heeft.

860233P

*

-2- HO 613 NL

Het verdient aanbeveling dat de kanaalsegmenten in de gaskanalen en het menggaskanaal laagsgewijs zijn opgebouwd. Dit leidt namelijk tot een eenvoudige constructie van de gasmenger. Ook draagt hieraan bij dat tenminste het menggaskanaal rechthoekig van 5 vorm is. Bovendien is het contactoppervlak van de gaslagen in het menggaskanaal hierdoor groter, hetgeen de menging bespoedigt.

In het geval dat de te mengen gastromen een duidelijk verschillende uitstroomsnelheid hebben, worden goede mengresultaten verkregen indien de afstand tussen de schotten voor ieder kanaalsegment 10 ongeveer gelijk is. Het mengproces wordt namelijk vooral bevorderd indien de te mengen gasstromen, na uitstroming uit de kanaal-segmenten, onderling verschillende gassnelheden hebben. Een uitstromende "gaslaag" grenst dan aan een laag met een duidelijk afwijkende gassnelheid. Hierdoor vindt afschuiving van de gaslagen 15 over elkaar plaats. Er ontstaat een grove turbulentie welke kan overgaan in een fijnere turbulentie welke de menging bespoedigt.

Proeven welke verricht zijn met een model van de nieuwe menger hebben aangetoond dat reeds na een afstand van dertig maal de schotafstand van de kanaalsegmenten, een goede menging verkregen 20 kan zijn.

In de praktijk wordt voor de schotafstand bijvoorbeeld 70 mm. genomen, zodat de menging na 2 meter volledig genoemd kan worden. Gasmengers van het bekend gestelde statische type hebben onder dezelfde omstandigheden ongeveer 10 meter nodig voor hetzelfde 25 mengresultaat.

De uitvinding wordt tevens belichaamd in een werkwijze voor het mengen van tenminste twee begingasstromen. De werkwijze volgens de uitvinding onderscheidt zich van bekende methoden voor het mengen van gasstromen door het opdelen van de begingasstromen in een 30 aantal kleinere gasstromen, gevolgd door het hergroeperen van de opgedeelde gasstromen in een cyclisch patroon dat overeenkomt met de begingasstromen, waarna de hergegroepeerde gasstromen worden samengevoegd tot een menggasstroom.

Het mengproces wordt zeer bevorderd doordat de naastliggende 35 opgedeelde gasstromen een onderling verschillende snelheid gegeven wordt. Indien de begingasstromen ongeveer dezelfde snelheid hebben, kan de naastliggende opgedeelde gasstromen op eenvoudige wijze een verschillende snelheid gegeven worden die door de opgedeelde gasstromen door kanaalsegmenten met afwisselend een breed 8602338 *

-3- HO 613 NL

respectievelijk smal doorstromingsoppervlak te leiden. In de praktijk blijken goede mengresultaten verkregen te worden indien de naastliggende opgedeelde gasstromen een sneïheidsverschil wordt gegeven van tenminste 10 m/s, bij voorkeur tenminste 15 m/s.

5 De uitvinding zal in het navolgende aan de hand van de tekening nader worden toegelicht.

De tekening toont in figuur 1 een perspectivisch beeld van de gasmenger. In figuur 2 worden de resultaten van een modelproef getoond. Figuur 1 toont een eerste aanvoerkanaal 1 dat samenkomt 10 met een tweede aanvoerkanaal 2, welke beide een gasstroom aanvoeren. In het aanvoerkanaal 1 zijn schotten 4 aanwezig die de gasstroom in het aanvoerkanaal 1 verdelen over de kanaalsegmenten in de richting van de pijlen 7.

Voor de gasstroom in het tweede aanvoerkanaal 2 wordt gebruikt 15 gemaakt van de ruimten tussen de kanaalsegmenten in het eerste aanvoerkanaal 1. Daartoe zijn in het tweede aanvoerkanaal 2 schotten 5 aangebracht, welke de gasstroom in het tweede aanvoerkanaal 2 verdelen over de kanaalsegmenten in de richting van de pijlen 8.

Tevens zijn in het aanvoerkanaal 2, maar bijzonder in het gedeelte 20 van de bijbehorende kanaalsegmenten, geleidingsschotten 6 aangebracht teneinde de gasstroom om te huigen in de richting van het afvoerkanaal 3 zodat het daarbij optredende drukverlies beperkt wordt.

25 Uitvoeringsvoorbeeld

In een proefopstelling zijn de mengresultaten van de gasmenger beproefd, door een gasstroom met een temperatuur van ongeveer 25 °C te mengen met een gasstroom met een temperatuur van ongeveer 145°C.

30 Hiertoe is een gasmenger gebouwd bestaande uit in totaal drie kanaalsegmenten. Het middelste kanaalsegment werd doorstroomd door de warmere gasstroom, en de koudere gasstroom doorstroomde de kanaalsegmenten aan weerszijden daarvan.

De breedte van de kanaalsegmenten is daarbij zodanig gekozen 35 dat de warme gasstroom door een kanaalsegment met breedte B

stroomde, en de koude gasstroom twee kanaalsegmenten doorstroomde met een breedte van ieder ongeveer 0,5 B.

Om de homogeniteit van het gemengde gas te kunnen beoordelen is gebruik gemaakt van het begrip relatieve standaardafwijking.

8602338 ;ι

-4- HO 613 NL

Bij een goede menging zal de relatieve standaardafwijking kleiner dan 3% zijn, een slechte menging geeft daarentegen hogere waarden te zien. De volgende proeven zijn gedaan: 5 Proef 1. Bij deze proef zijn de metingen uitgevoerd bij een snel- heidsverschil tussen de koude en warme gasstroom van 17,5 m/s: - snelheid, hoeveelheid koude gasstroom: 22,8 m/s, 113 t/h - snelheid, hoeveelheid warme gasstroom: 5,3 m/s, 22 t/h 10 De breedte B van de warme luchtstroom is ingesteld op 68,5 mm.

In figuur 2 zijn de metingen grafisch weergegeven. Verticaal is de relatieve standaardafwijking uitgezet en horizontaal de verhouding tussen de afstand L tussen het punt waar de twee gasstromen 15 voor het eerst samenkomen en waar een goede menging is gerealiseerd, en de breedte B van de warme luchtstroom.

Op ieder meetplaats is de meting enkele malen herhaald. De gemiddelde wanden zijn in de grafiek verwerkt. Uit de grafiek blijkt dat bij een verhouding L/B = 20 een goede menging reeds is 20 bereikt.

Proef 2. Bij herhaling van proef 1 waarbij B = 42 min. bleek de grafiek geen significant ander verloop te krijgen.

25 30 35 8602338

Claims (11)

1. Statische gasmenger voor het mengen van tenminste twee gas- 5 stromen omvattende aansluitstompen waarop aanvoerkanalen voor de te mengen gasstromen aangesloten kunnen worden» van welke aansluitstompen gaskanalen verlopen naar een menggaskanaal dat op een uitvoerstomp aansluit waarop een afvoerkanaal aangesloten kan worden, en vaste schotten welke de stromings- 10 richting van de gasstromen kunnen beïnvloeden, met het kenmerk dat de schotten van in de gaskanalen tot in het menggaskanaal verlopende kanaalsegmenten vormen, waarbij de aangrenzende kanaalsegmenten in het menggaskanaal met verschillende gaskanalen in verbinding staan. 15

2. Gasmenger volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de kanaalsegmenten in de gaskanalen en het menggaskanaal laagsgewijs zijn opgebouwd.

3. Gasmenger volgens conclusies 1 of . 2, met het kenmerk dat tenminste het menggaskanaal rechthoekig van vorm is.

4. Gasraenger volgens conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk dat de afstand tussen de schotten voor ieder kanaalsegment ongeveer 25 gelijk is.

5. Gasmenger volgens conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk dat er twee gaskanalen zijn, en het menggaskanaal in het verlengde ligt van het eerste gaskanaal, en het tweede gaskanaal onder 30 tenminste een scherpe hoek op het eerste gaskanaal staat, waarbij geleidingsschotten loodrecht tussen de schotten van het tweede gaskanaal aanwezig zijn.

6. Gasmenger volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het tweede 35 gaskanaal loodrecht op het eerste gaskanaal staat.

7. Werkwijze voor het mengen van tenminste twee begingasstromen, gekenmerkt door het opdelen van de begingasstromen in een aantal kleinere gasstromen, gevolgd door het hergroeperen van 8602 336 -6- HO 613 NL de opgedeelde gasstromen In een cyclisch patroon dat overeenkomt met de begingasstromen, waarna de hergegroepeerde gasstromen worden samengevoegd tot een menggasstroom.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de naastliggende opgedeelde gasstromen een onderling verschillende snelheid gegeven wordt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij de begingasstromen 10 ongeveer dezelfde snelheid hebben, met het kenmerk dat de naastliggende opgedeelde gasstromen door kanaalsegmenten met afwisselend een breed respectievelijk smal doorstromingsopper-vlak geleid worden.

10. Werkwijze volgens conclusies 7 t/m 9, met het kenmerk dat de naastliggende opgedeelde gasstromen een snelheidsverschil wordt gegeven van tenminste 10 m/s.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk dat het 20 snelheidsverschil tussen de naastliggende opgedeelde gasstromen op tenminste 15 m/s wordt ingesteld. 25 30 35 8602338