DE29617621U1

DE29617621U1 - Mischvorrichtung mit Venturi-Düse

Info

Publication number: DE29617621U1
Application number: DE29617621U
Authority: DE
Original assignee: Honeywell BV
Current assignee: Garrett Motion SARL
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1996-10-10
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2006-10-11

Description

HONEYWELL B.V. 8. November 1996

Laarderhoogtweg 18- 20 72510841 DE

NL-1101 EA Amsterdam Z.O. HR/ep Niederlande
Mischvorrichtung mit Venturi-Düse

Zum Mischen zweier gasförmiger Medien, insbesondere von Verbrennungsluft und Brenngas für einen Brenner werden Mischvorrichtungen mit einer Venturi-Düse verwendet, bei denen bislang die Verbrennungsluft dem Düseneinlaß zugeführt wird, während das Brenngas durch eine radial in den Düsenhals mündende Öffnung einströmt. Gegebenenfalls sind um den Düsenhals verteilt mehrere Gaseintrittsöffiiungen vorgesehen. Bei einer anderen bekannten Gasmischvorrichtung steht die Mündung eines Gaszufuhrrohrs dem Düseneinlaß gegenüber. Man erzielt zwar eine gut Durchmischung von Gas und Luft; es wird aber der Verstärkungseffekt der Venturi-Düse nachteilig beeinflußt. Der Verstärkungsgrad ist definiert als das Verhältnis der von der Venturi-Düse erzeugten Druckdifferenz gemessen zwischen Einlaß und Gaszufuhrstelle und dem Druckabfall, welchen die Venturi-Düse im Hauptstrom, also in der Luftströmung verursacht.

Wesentlich günstigere Strömungsverhältnisse und ein verbesserter Verstärkungsgrad der Venturi-Düse ergeben sich mit der im Anspruch 1 gekennzeichnete Neuerung. Vorteilhafte Ausgestaltungen kennzeichnen die Unteransprüche.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand in den Figuren 1 bis 4 wiedergegebener Ausfuhrungsbeispiele erläutert.

Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 strömt Verbrennungsluft A in den Einlaßtrichter 1 der Venturi-Düse, und das Gemisch verläßt die Düse am Ende ihres Auslaßtrichters 2. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist die Mündung 3 des Einlaßtrichters von einem Ringspalt 4 umgeben, welcher sich zwischen dem Endteil des Einlaßtrichters 1 und dem benachbarten Ende 12 des Auslaßtrichters 2 befindet. Ein Gehäuse 5 umgibt den Düsenkörper 1, 2 und bildet zusammen mit der Venturi-Düse 1, eine Ringkammer 6, in welche Gas G durch den Gaseinlaß 7 einströmt, z.B. vom Luftstrom A angesaugt wird. Durch diese ringförmige Ausgestaltung der Gaszufuhröffhung 4 zur Düse wird erreicht, daß die Gasströmung im wesentlichen tangential zur Mantelfläche des Auslaßtrichters 2 der Düse in diesen einströmt. Damit hat diese Strömung einen wesentlich geringeren Einfluß auf den Verstärkungsgrad der Venturi-Düse als bei radialer Einströmung. Das Verhältnis der erzeugten Druckdifferenz gegenüber dem Druckabfall an der Düse ist wesentlich günstiger. Darüber hinaus führt diese tangentiale Zufuhr des Gasstroms zu geringeren durch Gasdruckschwankungen hervorgerufenen

Druckinstabilitäten. Da das Gas nicht unmittelbar in den Düsenhals einströmt, sondern in der Ringkammer 6 einen die Strömung beruhigenden Pufferraum vorfindet, werden negative Einflüsse von schnellen Gasdruckänderungen auf den Verstärkungsgrad und die Strömungsverhältnisse weiter reduziert.
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Die Ausfuhrungsform nach Figur 1 zeichnet sich ferner durch einen besonders einfachen konstruktiven Aufbau aus. Die Venturi-Düse ist zweiteilig, wobei sich beide Teile jeweils mit einer einfachen Form herstellen lassen, weil sie jeweils nur in einer Richtung konisch verjüngt sind.

Ein anderes Ausfuhrungsbeispiel zeigt Figur 2. Hier ist der Düsenhals von einer ringförmigen Platte 9 umgeben, welche über ihren Umfang verteilt mehrere Gasdurchiaßöftnungen 10 aufweist. Die Durchlaßrichtung der Öffnungen 10 verläuft etwa parallel zur Hauptströmungsachse der Düse 1, 2 bzw. tangential zur Mantellinie des oberen Endes 12 des Auslaßtrichters 2. Der Außenrand der Ringplatte 9 wird vom Stirnrand des Auslaßtrichters 2 gehalten. Auch hier überlappen Einlaßtrichter 1 und Auslaßtrichter 2 einander, so daß eine Art Ringspalt entsteht, der hier durch mehrere diskrete Einlaßöffiiungen gebildet ist. Das Gas strömt im wesentlichen tangential zur Mantelfläche des Öffnungstrichters 2 der Venturi-Düse in diese ein.

In Figur 3 sind der Einlaßtrichter 8 sowie der Düsenhals 18 der Venturi-Düse in einem Gehäuse 13 angeordnet, welches zusammen mit einer Bodenplatte 20 eine den Düsenkörper 8, 18 umgebende Ringkammer 14 bildet. Verbrennungsluft A wird der Einlaßöffnung 15 der Venturi-Düse 8 zugeführt, während seitlich am Gehäuse 13 ein Einlaßstutzen 16 für die Zufuhr von Verbrennungsgas G in die Ringkammer 14 vorgesehen ist.

Zwischen dem Boden 20 und dem Düsenhals 18 verbleibt ein Ringspalt 21, durch den das der Ringkammer 14 über den Anschlußstutzen 16 zugeführte Gas tangential zur Mantelfläche des Düsenhalses 18 aus der Ringkammer 14 ausströmt und sich mit dem aus der Mündung 17 der Venturi-Düse austretenden Luftstrom mischt.

Auch bei der Ausfuhrungsform nach Figur 4 verlaufen Gas- und Luftstrom parallel zueinander. Dies wird hier dadurch erreicht, daß vom Düseneinlaß 15 der Venturi-Düse 8 her ein Gaszufuhrrohr 22 in den Düsenhals 18 konzentrisch hineinragt und im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel sogar um eine Strecke b über die Austrittsöfihung 17 der Venturi-Düse hinausragt. Zwischen dem Ende 23 des Gaszufuhrrohrs 22 und dem Düsenhals 18 entsteht

auch hier ein Ringspalt 21, durch welchen der Luftstrom konzentrisch und parallel zur Gasströmung austritt.

Claims

Schutzansprüche:

1. Mischvorrichtung mit Düse zum Mischen zweier gasförmiger Medien, von denen das erste (A) dem Düseneinlaß (15) zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Ausströmöffnung (4, 10, 21, 23) für das zweite Medium (G), daß die Richtung seiner Eintrittsströmung parallel zur Strömungsrichtung des ersten Mediums im Düsenhals der Düse (8) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Ausströmöffnung (4, 10, 21, 23) für das zweite Medium (G), daß dessen Einströmrichtung im wesentlichen tangential zur Mantelfläche des Düsenhalses verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Austrittsöffnung(en) (4, 10) für das zweite Medium (G), das dieses im wesentlichen tangential zur Mantelfläche des Auslaßtrichters (2) der Düse (1,

2) in die Düse eintritt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g ekennz ei chnet, daß zwischen dem Endteil (3) des Einlaßtrichters (1) und dem ihm zugewandten Ende des Auslaßtrichters (2) ein den Düsenhals (8) umgebender Ringspalt (4) gebildet ist, durch welchen das zweite Medium (G) eintritt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhals (8) von einer mit mehreren, im wesentlichen parallel zur Strömungsachse der Düse verlaufenden Eintrittsöffnungen (10) versehenen Ringplatte (9) umgeben ist, deren Außenwand in den Auslaßtrichter (2) der Venturi-Düse (1,2) übergeht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (1,2) von einem Gehäuse (5) umschlossen ist, welches einen Einlaß (7) für das zweite Medium (G) aufweist und eine den Düsenkörper (1,2) umgebende Ringkammer (6) bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantel (8) des Einlaßtrichters von einem Gehäuse (13) umgeben ist, welches eine den Düsenkörper (8, 18) umgebende Ringkammer (14) bildet, einen Einlaß (16) für das zweite Medium (G) aufweist und eine sich parallel zur Austrittsöffnung (17) der Düse (8, 18) erstreckende Austrittsöffnung (18, 21) hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Endteil (17) des Düsenhalses (18) und der ihn umgebenden Wand (20) des Gehäuses ein den Düsenhals (18) umgebender Ringspalt (21) gebildet ist, durch welchen das zweite Medium (G) ausströmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Düseneinlaß (15) her ein Zuführrohr (22, 23) fur das zweite Medium (G) bis in den Düsenhals (18) hineinragt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das ZufUhrrohr (22, 23) geringfügig über die Austrittsebene (17) des Düsenhalses (18) hinausragt.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinlaß (15) zum Anschluß einer Verbrennungsluft-Zuleitung und der Einlaß (7, 16, 22) für das zweite Medium zum Anschluß einer Brenngas-Zuleitung ausgebildet ist.