DE19750068C1 - Axial-Hohlkegeldüse zum Versprühen flüssiger Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Axial-Hohlkegeldüse zum Versprü­ hen flüssiger Medien, insbesondere für Rauchgasreinigungsan­ lagen, bestehend aus einer Drallkammer mit einer Austritts­ öffnung und aus einem der Drallkammer vorgeschalteten An­ schlußstutzen mit einem drallerzeugenden Abschnitt, der aus einem einzigen, wendelförmigen Umlenkungsabschnitt besteht, der von der Axialrichtung ausgehend, etwa tangential in die Drallkammer mündet.

Axial-Hohlkegeldüsen sind bekannt (Prospekt Axial-Hohlkegel­ düsen der Lechler GmbH & Co. KG, Metzingen). Bei diesen Düsen erfolgt die Flüssigkeitszuführung in Axialrichtung. Die zur Strahlbildung nötige Rotationsbewegung der Flüssigkeit wird je nach Bauart durch Wendelnuten oder durch Schrägkanäle er­ reicht, die jeweils in einem in den Strömungskanal eingesetz­ ten Einbauteil angeordnet sind. Die Austrittsöffnungen der Wendelnuten oder Schrägkanäle münden dabei in der Regel rela­ tiv kurz vor der Austrittsöffnung. Die Einbauten schränken jedoch den freien Durchtrittsquerschnitt ein. Düsen dieser Bauart sind daher verstopfungsempfindlich. Sie weisen aller­ dings den Vorteil auf, daß sie ein Tropfenspektrum großer Feinheit liefern, das insbesondere für Rauchgasreinigungs- oder Rauchgasentschwefelungsanlagen gewünscht ist.

Aus der GB-B-333 701 ist eine Axial-Hohlkegeldüse der ein­ gangs genannten Art bekannt, bei der in einer Ausführungsform die Düse aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, wobei eine sich zu einer Austrittsöffnung hin verjüngende konische Kappe und ein mit einem zentralen Anschlußstutzen versehener Basisteil vorgesehen sind. Der axial an die Kappe angesetzte Basisteil ist mit einer spiralförmig vom Anschlußstutzen aus mit immer größer werdendem Radius nach außen und zur Kappe hin anstei­ genden Nut gleichen Querschnittes ausgerüstet, die zur Kappe hin - zur Bildung eines Strömungskanales - mit einer Scheibe abgedeckt ist. Die Abdeckung erfolgt dabei so, daß die Aus­ trittsöffnung der Nut etwa tangential in den innerhalb der Kappe gebildeten Drallraum mündet. Düsen dieser Art neigen wegen des sich teilweise verengenden Strömungsquerschnittes ebenfalls zur Verstopfung.

Zur Erzeugung von Sprühstrahlen sind allerdings auch soge­ nannte Exzenterdüsen bekannt geworden, bei denen die Flüssig­ keitszufuhr tangential in den Drallraum, d. h. also von der Seite her erfolgt. Düsen dieser Art benötigen keine Drallein­ bauten, weisen aber den Nachteil auf, daß der Anschlußstutzen seitlich angeordnet ist, was nicht für alle Anwendungszwecke geeignet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Axial- Hohlkegeldüse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein verstopfungsfreier, möglichst großer Strömungsquerschnitt und ein möglichst feines Tropfenspektrum erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Axial-Hohlkegeldüse der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Umlenkungs­ abschnitt die Form eines Schneckengehäuses aufweist, das ei­ nen, bezogen auf den freien Querschnitt des Anschlußstutzens, immer größer werdenden Strömungsquerschnitt besitzt.

Durch diese Ausgestaltung wird eine verstopfungsfrei arbei­ tende Hohlkegeldüse geschaffen. Es hat sich erstaunlicherwei­ se herausgestellt, daß die Strömungsumlenkung in dem im Quer­ schnitt größer werdenden Umlenkungsabschnitt zur notwendigen Drallerzeugung ausreicht.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Mündung des Schnec­ kengehäuses eine Breite aufweisen, die nur etwas kleiner als der Radius der Drallkammer ist. Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen werden, daß der Boden der Öffnung des Umlenkungsabschnittes senkrecht zur Düsenachse verläuft und ausschließlich in den oberen Bereich der Drallkammer her­ einragt, wobei die Drallraumgröße so ausgelegt werden kann, daß die Strömung in gleichmäßiger Verteilung zur Austritts­ öffnung gelangt.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Austrittsöffnung ei­ nen Durchmesser aufweisen, der etwa der Hälfte des Durchmes­ sers der Drallkammer entspricht. Die Austrittsachse der Aus­ trittsöffnung ist etwas versetzt zu jener der Drallkammer und des Anschlußstutzens angeordnet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbei­ spielen dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hohlke­ geldüse,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Düse der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 den Schnitt durch die Düse der Fig. 2 längs der Schnittlinie III-III, und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung ähnliche Fig. 2, jedoch für eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hohlkegeldüse.

Die Fig. 1 zeigt, daß die neue Düse einstückig als ein Düsen­ körper hergestellt ist, der einen zylindrischen Anschlußstut­ zen 1 mit einem Außengewinde 2 und ein sich als Teil eines Ringes um diesen Anschlußstutzen 1 herum erstreckendes Gehäu­ se 3 besitzt, das eine etwa wendelförmig von oben nach unten verlaufende Oberseite 4 aufweist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß dieses Gehäuse 3 im Inneren im wesentlichen in zwei Abschnitte unterteilt ist, und zwar in einen vom Anschlußstutzen 1 ausgehenden Umlenkungsab­ schnitt 5 und in eine, zumindest teilweise unterhalb dieses Umlenkungsabschnittes (5) liegende Drallkammer 6. Die Drall­ kammer 6 wiederum geht nach unten in eine sich diffusorartig erweiternde Austrittsöffnung 7 über, die, ebenso wie die Drallkammer 6 rotationssymmetrisch ausgebildet ist, aber eine Achse 8 besitzt, die um den Betrag e gegenüber der Achse 9 der Drallkammer 6 versetzt ist. Die Achse 15 der Drallkammer 6 ist um den Betrag f gegenüber der Achse 9 des Anschlußstut­ zens 4 versetzt. Beide Exzentrizitäten e und f sind dabei un­ ter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, können aber auch um andere Winkel gegeneinander versetzt angeordnet sein. Der Umlenkungsabschnitt 5 ist gegenüber der Drallkammer 6 durch eine Wand 10 getrennt, die in Form einer einzigen Wen­ delfläche vom Eintrittsstutzen 1 aus bis zu einer Endkante 11 im Sinn des Pfeils 12 verläuft. Der Umlenkungsabschnitt 5 bildet somit mit seiner Führungswand 13 eine sich etwa um 360° erstreckende Spirale. Der Umlenkungsabschnitt 5 weist daher in der Darstellung nach Fig. 3, d. h. in einem Schnitt senkrecht zur Achse 9 der Drallkammer etwa die Form eines Schneckengehäuses auf, dessen an der Kannte 11 gebildete Öff­ nung eine Breite aufweist, die nur etwas kleiner als der Ra­ dius der Drallkammer 6 ist. Durch diese Ausgestaltung weist der Umlenkungsabschnitt 5 einen freien Querschnitt auf, der gleich groß oder sogar noch größer wird als der freie Quer­ schnitt des Anschlußstutzens 1. Der Umlenkungsabschnitt 5 mündet an seiner Kante 11 etwa tangential in die Drallkammer 6. Durch diese Ausgestaltung erhält die axial in Richtung der Achse 9 eintretende Strömung der zu zersprühenden Flüssigkeit einen Drall, der ausreicht, um die Flüssigkeit an der Aus­ trittsöffnung 7 in einem Hohlkegelstrahl gleichmäßig abzuge­ ben. Die strömende Flüssigkeit braucht dabei aber keine Strö­ mungsquerschnitte zu durchlaufen, die eine Verengung darstel­ len und daher die Gefahr einer Verstopfung hervorrufen. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Ausgestaltung zur Erzeugung eines Hohlkegelstrahles mit einem sehr feinen Trop­ fenspektrum ausreicht.

Die Fig. 4 zeigt eine gewisse Abwandlung der Düse der Fig. 1 bis 3. Da die meisten Teile aber gleich ausgebildet sind, sind dafür auch die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet worden.

Unterschiedlich ist bei der Ausführungsform der Fig. 4 ledig­ lich, daß im Anschlußstutzen 1 unmittelbar nach dessen Ein­ trittsquerschnitt, also noch im Bereich des Außengewindes 2, eine Blende 14 kleineren Durchmessers als der Eintrittsquer­ schnitt angeformt ist. Durch diese Blende 14 kann eine Lei­ stungsbegrenzung, d. h. eine Begrenzung des Volumenstroms der zu zersprühenden Flüssigkeit erreicht werden, ohne daß der für die Bildung des Sprühstrahles notwendige freie Quer­ schnitt der Düse verengt ist.

Claims (11)

1. Axial-Hohlkegeldüse zum Versprühen flüssiger Medien, insbesondere für Rauchgasreinigungsanlagen, bestehend aus ei­ ner Drallkammer (6) mit einer Austrittsöffnung (7) und aus einem der Drallkammer vorgeschalteten Anschlußstutzen (1) mit einem drallerzeugenden Abschnitt, der aus einem einzigen, wendelförmigen Umlenkungsabschnitt (5) besteht, der von der Axialrichtung ausgehend, etwa tangential in die Drallkammer (6) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkungsabschnitt (5) die Form eines Schnecken­ gehäuses aufweist, das einen, bezogen auf den freien Quer­ schnitt des Anschlußstutzens (1), immer größer werdenden Strö­ mungsquerschnitt besitzt.

2. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mündung des Schneckengehäuses eine Breite aufweist, die nur wenig kleiner als der Radius der Drallkam­ mer (6) ist.

3. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Boden (10) des Umlenkungsabschnittes (5) an der Öffnungskante (11) senkrecht zur Düsenachse (9) verläuft.

4. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umlenkungsabschnitt (5) axial vor der Drallkammer (6) so angeordnet ist, daß sein Boden (10) an der Kante (11) der Öffnung des Umlenkungsabschnittes in den obe­ ren Bereich der Drallkammer (6) etwas hereinragt.

5. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Höhe des vom Umlenkungsabschnitt (5) gebil­ deten Umlenkkanales nur geringfügig kleiner als die Höhe der Drallkammer (6) ist.

6. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Größe der Drallkammer (6) so ausgelegt ist, daß die Strömung in gleichmäßiger Verteilung zur Austritts­ öffnung (7) gelangt.

7. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser der Austrittsöffnung (7) etwa halb so groß wie der Durchmesser der Drallkammer (6) ist.

8. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Eingangsbereich des Anschlußstutzens (1) ei­ ne Blende (14) mit kleinerem Durchmesser als der Eintritts­ durchmesser des Anschlußstutzens (1) vorgesehen ist.

9. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse (15) der Drallkammer (6) exzentrisch versetzt (e) zur Achse (8) der Austrittsöffnung (7) ist.

10. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse (9) des Anschlußstutzens (1) exzen­ trisch versetzt (f) zu der Achse der Drallkammer (6) ist.

11. Axial-Hohlkegeldüse nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten (e, f) zwischen den Achsen (9 und 15 bzw. 15 und 8) des Anschlußstutzens (1) und der Drallkammer (6) einerseits bzw. der Drallkammer und der Austrittsöffnung (7) andererseits unter einem Winkel von 90° zur Achse (15) der Drallkammer (6) versetzt sind.