VERFAHREN ZUM ERZEUGEN EINES SPRÜHSTRAHLS UND ZWEISTOFFDÜSE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Sprühstrahls aus einem Flüssigkeit-Gas-Gemisch mit einer Zweistoffdüse mit einem Düsengehäuse mit den Schritten Vermischen einer zugeführten Flüssigkeit und eines zugeführten Gases und Erzeugen eines aus Gas und Flüssigkeitstropfen bestehenden Sprühstrahls. Die Erfindung betrifft auch eine Zweistoffdüse zum Versprühen eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches mit einem Düsengehäuse, wobei das Düsengehäuse wenigstens einen Flüssigkeitseinlass, wenigstens einen Gaseinlass und wenigstens eine Austrittsöffnung aufweist und wobei stromabwärts der wenigstens einen Austrittsöffnung im Betrieb der Düse ein aus Gas und Flüssigkeitstropfen bestehender Sprühstrahl vorhanden ist.

[0002] Zweistoffdüsen mit innerer Mischkammer weisen einen Sprühstrahl auf, der einen Kernstrahl und einen den Kernstrahl umgebenden Außenstrahl aufweist. Der Kernstrahl und der Außenstrahl können durchaus ineinander übergehen, in der Regel ist bei Zweistoffdüsen der Kernstrahl ausgeprägt. Tritt ein solcher Sprühstrahl in eine Prozessumgebung ein, so treten die Tropfen im Kernstrahl nur verzögert in den Wärme- und Stoffaustausch mit der Prozessumgebung ein. Verdampfungsstrecken werden dadurch verlängert. Vor allem ist bei konventionellen Zweistoffdüsen mit innerer Mischkammer zu beobachten, dass sich im Kernstrahl des Sprühstrahls nach dem Austritt aus dem Düsengehäuse grobe Tropfen bilden.

[0003] Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 2 495 051 A1 ist eine Zweistoffdüse bekannt, bei der ein zentraler Luftkanal vorgesehen ist, aus dem in axialer Richtung ein Luftstrahl austritt. Wasser wird über einen Ringspalt zugeführt und tritt, den zentralen Luftstrahl umgebend, aus der Zweistoffdüse aus.

[0004] Aus der US-Patentschrift US 5,170,941 ist eine Farbsprühdüse bekannt. Zu versprühende Farbe wird aus einer zentralen Austrittsöffnung ausgegeben. Seitlich angeordnete Luftdüsen sind so ausgerichtet, dass sie den Farbsprühstrahl kreuzen.

[0005] Aus der US-Patentschrift US 1,451,063 ist eine Ölbrennerdüse bekannt, bei der ein zentraler Ölstrahl ausgegeben wird, auf den von radial außen Luftstrahlen geleitet werden.

[0006] Aus der japanischen Patentzusammenfassung JP 2009276030 ist eine Düse zum Erzeugen von Kunstschnee bekannt. Am Austritt der Düse wird noch innerhalb des Düsengehäuses ein weiterer, senkrechter Sprühstrahl auf den austretenden Sprühstrahl gerichtet.

[0007] Mit der Erfindung sollen ein Verfahren zum Erzeugen eines Sprühstrahls und eine Zweistoffdüse hinsichtlich der Vermeidung grober Tropfen im Kernstrahl des Sprühstrahls verbessert werden.

[0008] Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. eine Zweistoffdüse mit den Merkmalen von Anspruch 6 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0009] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen eines Sprühstrahls aus einem Flüssigkeit-Gas-Gemisch mit einer Zweistoffdüse mit einem Düsengehäuse mit den Schritten Vermischen einer zugeführten Flüssigkeit und eines zugeführten Gases und Erzeugen eines aus Gas und Flüssigkeitstropfen bestehenden Sprühstrahls ist das Erzeugen wenigstens eines Gasstrahls und Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl vorgesehen.

[0010] Indem also ein Gasstrahl mit dem Sprühstrahl gekreuzt wird, können die im Sprühstrahl vorhandenen Flüssigkeitstropfen zusätzlich durch den Gasstrahl zerstäubt werden. Dadurch kann die Bildung von groben Tropfen in dem Sprühstrahl verhindert werden.

[0011] Gemäß der Erfindung weist der Sprühstrahl einen Kernstrahl und einen den Kernstrahl umgebenden Außenstrahl auf, wobei der Gasstrahl zuerst mit dem Kernstrahl des Sprühstrahls gekreuzt wird.

[0012] Da gerade im Kernstrahl des Sprühstrahls einer Zweistoffdüse grobe Tropfen auftreten können, ist das Kreuzen des Gasstrahls zuerst mit dem Kernstrahl des Sprühstrahls besonders vorteilhaft. Denn der Gasstrahl sorgt dann zuverlässig für eine weitere Zerstäubung bzw. Aufteilung der groben Tropfen im Kernstrahl. Bis der Gasstrahl dann in den Bereich des Außenstrahls gelangt, hat er zwar bereits an kinetischer Energie verloren, dies ist aber unkritisch, da die sich im Außenstrahl befindenden groben Tropfen beispielsweise durch Vorsehen einer das Düsengehäuse umgebenden Ringspaltdüse und somit durch den Einsatz von Ringspaltluft verhindert werden können.

[0013] Gemäß der Erfindung ist das Einbringen des Gasstrahls in einen Kernstrahl des Sprühstrahls in Form mehrerer Teilströme vorgesehen, wobei die mehreren Teilströme eine Hauptbewegungskomponente aufweisen, die bezogen auf eine Mittellängsachse des Sprühstrahls radial nach außen gerichtet ist.

[0014] Eine Aufteilung des Gasstrahls auf mehrere Teilströme, die jeweils radial nach außen gerichtet sind, begünstigt eine vollständige Aufteilung eventueller grober Tropfen im Kernstrahl in feinere Tropfen.

[0015] In Weiterbildung der Erfindung ist das Vermischen der Flüssigkeit und des Gases innerhalb einer Mischkammer des Düsengehäuses sowie das Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl stromabwärts der Mischkammer vorgesehen.

[0016] In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl innerhalb des Düsengehäuses.

[0017] Alternativ kann das Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl außerhalb des Düsengehäuses erfolgen.

[0018] Je nach den vorhandenen Platzverhältnissen und je nach den jeweils geltenden Anforderungen an die Tropfengröße kann das Kreuzen des Gasstrahls innerhalb oder außerhalb des Düsengehäuses erfolgen.

[0019] In Weiterbildung der Erfindung ist das Aufteilen eines der Zweistoffdüse zugeführten Gases innerhalb des Düsengehäuses in einen ersten Gasstrom und einen zweiten Gasstrom vorgesehen, wobei der erste Gasstrom zum Erzeugen des Sprühstrahls vorgesehen ist und der zweite Gasstrom zum Erzeugen des Gasstrahls vorgesehen ist, der mit dem Sprühstrahl gekreuzt wird.

[0020] Der Zweistoffdüse muss somit lediglich Gas mit einem einheitlichen Druck zugeführt werden. Die Aufteilung in zwei Gasströme erfolgt dann innerhalb des Düsengehäuses.

[0021] Bei einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse zum Versprühen eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches mit einem Düsengehäuse, wobei das Düsengehäuse wenigstens einen Flüssigkeitseinlass, wenigstens einen Gaseinlass und wenigstens eine Austrittsöffnung aufweist, und wobei stromabwärts der wenigstens einen Austrittsöffnung im Betrieb der Düse ein aus Gas und Flüssigkeitstropfen bestehender Sprühstrahl vorhanden ist, wird wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung zum Erzeugen eines Gasstrahls vorgesehen, wobei die weitere Gasaustrittsöffnung so ausgebildet und angeordnet ist, um den Gasstrahl mit dem Sprühstrahl zu kreuzen.

[0022] Durch Vorsehen wenigstens einer weiteren Gasaustrittsöffnung kann der Gasstrahl mit dem Sprühstrahl gekreuzt werden und das Entstehen grober Tropfen innerhalb des Sprühstrahls kann durch die zusätzliche Zerstäubung der Tropfen im Sprühstrahl mittels des Gasstrahls zuverlässig verhindert werden.

[0023] Gemäß der Erfindung ist die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung im Bereich des freien Endes eines Rohrs angeordnet, das konzentrisch zur Austrittsöffnung am Düsengehäuse befestigt ist.

[0024] Mittels eines einfachen, konzentrisch zur Austrittsöffnung angeordneten Rohrs lässt sich die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung einfach realisieren und mittig zum Kernstrahl platzieren.

[0025] Gemäß der Erfindung ist das Rohr an seinem freien Ende mit einer Prallplatte oder einem Prallkörper und mehreren Ausströmöffnungen unmittelbar stromaufwärts der Prallplatte beziehungsweise des Prallkörpers versehen.

[0026] Auf diese Weise können mehrere, mit einer Hauptkomponente radial nach außen gerichtete Gasstrahlen erzeugt werden, die dann innerhalb des Sprühstrahls eine Zerstäubung grober Tropfen bewirken können. Als Prallkörper kann beispielsweise ein sich in Strömungsrichtung erweiternder Kegel eingesetzt werden. Über den Kegelwinkel kann die Richtung der austretenden Gasstrahlen variiert werden.

[0027] In Weiterbildung der Erfindung weist das Düsengehäuse eine Mischkammer auf, wobei der Flüssigkeitseinlass und der Gaseinlass in die Mischkammer münden und wobei die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung stromabwärts der Mischkammer und konzentrisch zur Mischkammer angeordnet ist.

[0028] Durch eine solche Anordnung der wenigstens einen weiteren Gasaustrittsöffnung wird das Kreuzen des Gasstrahls mit dem Kernstrahl des Sprühstrahls ermöglicht.

[0029] In Weiterbildung der Erfindung weist das Düsengehäuse eine Austrittsöffnung für den Sprühstrahl auf, wobei die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung stromabwärts der Austrittsöffnung angeordnet ist.

[0030] In Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung stromaufwärts der Austrittsöffnung angeordnet.

[0031] Alternativ ist die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung stromabwärts der Austrittsöffnung angeordnet.

[0032] Je nach den vorhandenen Platzverhältnissen sowie den Anforderungen an die Tropfengröße im Sprühstrahl kann die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung innerhalb des Düsengehäuses, also stromaufwärts der Austrittsöffnung, oder außerhalb des Düsengehäuses, also stromabwärts der Austrittsöffnung, angeordnet werden.

[0033] In Weiterbildung der Erfindung öffnen sich die mehreren Ausströmöffnungen bezogen auf eine Mittellängsachse des Rohrs radial nach außen.

[0034] Die mehreren Gasstrahlen erhalten dadurch zunächst eine radial nach außen gerichtete Bewegung, werden im Betrieb der Zweistoffdüse aber vom Sprühstrahl mitgenommen, wobei die Hauptkomponente der Gasstrahlen immer noch radial nach außen gerichtet bleibt.

[0035] In Weiterbildung der Erfindung ist ein die Austrittsöffnung umgebender Ringspalt vorgesehen.

[0036] Mittels eines Ringspalts kann der Sprühstrahl unmittelbar nach dem Austritt aus der Austrittsöffnung noch gegen die Prozessumgebung abgeschirmt werden, wenn aus dem Ringspalt Hüllluft austritt. Der Ringspalt kann aber beispielsweise auch dazu verwendet werden, die Bildung von Tropfen in einem die Austrittsöffnung umgebenden Bereich zu verhindern.

[0037] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen in der Beschreibung anhand der Zeichnungen erläuterten Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse,

Fig. 2

eine Schnittansicht auf die Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3

eine Schnittansicht auf die Ebene III-III in Fig. 1,

Fig. 4

die vergrößerte Ansicht einer Einzelheit der Zweistoffdüse der Fig. 1,

Fig. 5

eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6

eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse gemäß einer dritten Ausführungsform und

Fig. 7

eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

[0038] Die Darstellung der Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zweistoffdüse 10 mit einem Düsengehäuse 12. Das Düsengehäuse 12 weist eine Austrittsöffnung 14 auf, aus der im Betrieb der Zweistoffdüse 10 ein Sprühstrahl aus Flüssigkeitstropfen und Gas austritt. Zu zerstäubende Flüssigkeit wird der Zweistoffdüse 10 über einen Flüssigkeitseinlass 16 zugeführt, wobei die Flüssigkeit stromabwärts des Flüssigkeitseinlasses 16 in eine Mischkammer geleitet und dort zerstäubt wird. Der Flüssigkeitseinlass 16 ist mit einem Außengewinde zum Anschluss einer Flüssigkeitszuleitung versehen.

[0039] Der Flüssigkeitseinlass 16 ist mit einem ringförmigen Gaseinlass 18 versehen, durch den dem Düsengehäuse 12 Gas, beispielsweise Druckluft oder Wasserdampf, zugeführt wird. Das Düsengehäuse ist an der Außenwand des Gaseinlasses mit einem Innengewinde versehen, um eine Gaszuleitung anschließen zu können.

[0040] Das Düsengehäuse 12 ist zweiteilig ausgebildet und weist eine Außenschale 20 sowie einen Einsatz 22 auf. Der Einsatz 22 weist an seinem in Fig. 1 linken Ende den Flüssigkeitseinlass 16 auf und ist in die Außenschale 20 eingesetzt. Zwischen dem Einsatz 22 und der Außenschale 20 ist der ringförmige Gaseinlass 18 gebildet.

[0041] Der Einsatz 22 ist, wie in Fig. 1 zu erkennen ist, unmittelbar vor dem Beginn der Außenschale 20 mit insgesamt acht Gaskanälen 24 versehen, die radial nach innen gerichtet sind. Mittels der Gaskanäle 24 wird ein Gasstrom abgezweigt, der dann stromabwärts der Austrittsöffnung 14 aus mehreren Ausströmöffnungen 26 wieder austritt und mehrere Gasstrahlen bildet, die dann den aus der Austrittsöffnung 14 austretenden Sprühstrahl kreuzen. Die Gaskanäle 24 münden hierzu in ein konzentrisch zu einer Mittellängsachse 28 angeordnetes Rohr 30, an dessen freiem Ende eine Prallplatte 32 angeordnet ist. Unmittelbar stromaufwärts der Prallplatte 32 sind die mehreren Ausströmöffnungen 26 angeordnet.

[0042] Die Darstellung der Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene II-II in Fig. 1. Zu erkennen ist der zweiteilige Aufbau des Düsengehäuses 12 aus der Außenschale 20 und dem in die Außenschale 20 eingesetzten Einsatz 22. Gut zu erkennen ist der ringförmige Gaseinlass 18 und der Flüssigkeitseinlass 16. Die Gaskanäle 24 liegen außerhalb der Schnittebene II-II, so dass sie in der Ansicht der Fig. 2 nicht zu erkennen sind. Die Gaskanäle 24 münden aber in einen Ringkanal 36, der in einem Stopfen 38 vorgesehen ist, der wiederum konzentrisch zur Mittellängsachse in den Einsatz 22 eingeschraubt ist. Ausgehend von dem Ringkanal 36 gelangt der mittels der Gaskanäle 24 abgezweigte Gasstrom in den Innenraum des Rohrs 30 und dadurch zu den Ausströmöffnungen 26 am freien Ende des Rohrs 30. Wie bereits ausgeführt wurde, tritt aus jeder der Ausströmöffnungen 26 am Ende des Rohrs 30 ein im Wesentlich radial gerichteter Gasstrahl aus. Im Betrieb der Zweistoffdüse 10 kreuzen diese mehreren Gasstrahlen dann den Sprühstrahl, der aus der Austrittsöffnung 14 austritt.

[0043] Im Betrieb der Düse wird der Sprühstrahl durch eine Vermischung von Gas und Flüssigkeit in einer Mischkammer 40 erzeugt, die von dem Rohr 30 durchsetzt wird. Der Gaseinlass 18 mündet in einen Ringraum 42, von dem aus mehrere Gaseinlässe 44 in die Mischkammer münden. Die Gaseinlässe münden radial in die Mischkammer 40, die eine sich kreiskegelförmig erweiternde Form aufweist. Aus den Gaseinlässen 44 austretende Gasströme sind dadurch radial nach innen gerichtet und kreuzen einen in die Mischkammer 40 eintretenden Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen rechtwinklig.

[0044] Der Stopfen 38 ist mit mehreren Flüssigkeitseinlässen 46 versehen, die konzentrisch um das Rohr 30 herum angeordnet sind. Dies ist in der Ansicht der Fig. 3 zu erkennen, die eine Ansicht der Schnittebene III-III in Fig. 1 zeigt.

[0045] Aus den insgesamt acht Flüssigkeitseinlässen 46 tritt somit jeweils ein Flüssigkeitsstrom parallel zur Längsachse 28 in die Mischkammer 40 ein. Gasströme aus den Gaseinlässen 44 treffen rechtwinklig auf die mehreren Flüssigkeitsströme und erzeugen innerhalb der Mischkammer 40 ein Gas-Tropfen-Gemisch. Die Mischkammer ist an ihrem stromabwärts gelegenen Ende verjüngt, wobei diese Verjüngung durch einen kreiskegelförmigen Abschnitt 48 bewirkt wird. Der kreiskegelförmige Abschnitt 48 ist wesentlich kürzer als die Mischkammer 40. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Länge der Verjüngung 48 weniger als ein Zehntel der Länge der Mischkammer 40. An die Verjüngung 48 schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 50 an, der einen engsten Querschnitt innerhalb des Düsengehäuses 12 bildet. Die Länge des zylindrischen Abschnitts 50 beträgt etwa ein Drittel der Länge der Mischkammer 40. An den zylindrischen Abschnitt 50 schließt sich ein kegelförmig erweiternder Abschnitt 52 an, der an der Austrittsöffnung 14 endet. Die Länge des Abschnitts 52 beträgt etwa das Drei- bis Vierfache der Länge des zylindrischen Abschnitts 50 und entspricht bei der dargestellten Ausführungsform annähernd der Länge der Mischkammer 40.

[0046] Die Austrittsöffnung 14 ist von einer im Querschnitt dreieckförmigen Nut 54 umgeben, die das Anhaften von Tropfen am Gehäuse 12 in dem die Austrittsöffnung 14 umgebenden Bereich verhindern soll.

[0047] In der Darstellung der Fig. 3 ist der Ringraum 42 zwischen dem Einsatz 22 und der Außenschale 20 des Düsengehäuses 12 zu erkennen. In diesen Ringraum 42 wird Gas eingeleitet. Wie erläutert wurde, wird aus diesem Ringraum 42 ein Gasstrom mittels der insgesamt acht Gaskanäle 24 abgezweigt, die in dem Einsatz 22 vorgesehen sind und sich radial nach innen erstrecken. Die Gaskanäle 24 münden in dem Ringkanal 36, der in dem Stopfen 38 ausgebildet ist. Der Stopfen 38 ist, siehe Fig. 2, in den Einsatz 22 eingesetzt. Ausgehend von dem Ringkanal 36 sind in dem Stopfen 38 vier weitere Gaskanäle 56 vorgesehen, die radial nach innen gerichtet sind und die in den Innenraum des Rohrs 30 münden. Ausgehend vom Ringraum 42 gelangt Gas somit durch die Gaskanäle 24, in den Ringkanal 36, in die Gaskanäle 56 und in den Innenraum des Rohrs 30. Wie bereits erläutert wurde, tritt das Gas dann am freien Ende des Rohrs 30 durch die mehreren Ausströmöffnungen 26 im Wesentlichen radial aus.

[0048] Innerhalb der Mischkammer 40 wird, wie erläutert wurde, ein Gas-Flüssigkeitstropfen-Gemisch erzeugt, das dann durch den zylindrischen Abschnitt 50 und die kegelförmige Aufweitung 52 bis zur Austrittsöffnung 14 gelangt und dort als Sprühstrahl austritt. Der Sprühstrahl der Zweistoffdüse 10 weist dabei einen Kernstrahl und einen den Kernstrahl umgebenden Außenstrahl auf. Im Kernstrahl des Sprühstrahls können dabei grobe Tropfen auftreten, vor allem ist es möglich, dass sich nach dem Austritt aus der Austrittsöffnung 14 im Kernstrahl des Sprühstrahls wieder grobe Tropfen bilden. Solche grobe Tropfen im Kernstrahl des Sprühstrahls werden durch die Gasstrahlen, die im Wesentlichen radial nach außen aus den Ausströmöffnungen 26 austreten, wieder in kleinere Tropfen zerlegt. Die aus den Ausströmöffnungen 26 austretenden Gasstrahlen kreuzen somit den Sprühstrahl, um die Bildung von groben Tropfen innerhalb des Sprühstrahls zu verhindern oder wieder rückgängig zu machen. Aufgrund der Anordnung des Rohrs 30 auf der Mittellängsachse der Zweistoffdüse 10 kreuzen die aus den Ausströmöffnungen 26 austretenden Gasstrahlen zunächst den Kernstrahl des Sprühstrahls und daran anschließend dessen Außenstrahl.

[0049] Die Darstellung der Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Einzelheit der Zweistoffdüse 10 der Fig. 1. Speziell ist das freie Ende des Rohrs 30 mit der Prallplatte 32 und den mehreren, radial nach außen gerichteten Ausströmöffnungen 26 detailliert dargestellt. Die Prallplatte 32 ist, siehe Fig. 2, mit einem Fortsatz versehen, der in das freie Ende des Rohrs 30 eingeschoben und dort verankert wird. An diesem Einsatz sind auch die Ausströmöffnungen 26 vorgesehen. Das Rohr 30 kann somit konstruktiv sehr einfach aufgebaut sein. Der Einsatz wird in das freie Ende des Rohrs eingeschoben, wodurch die Prallplatte 32 und die Ausströmöffnungen 26 am freien Ende des Rohrs 30 platziert sind.

[0050] Die Darstellung der Fig. 5 zeigt eine Zweistoffdüse 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Zweistoffdüse 60 unterscheidet sich von der Zweistoffdüse 10 der Fig. 1 lediglich dadurch, dass das freie Ende des Rohrs 30 mit der Prallplatte 32 und den Ausströmöffnungen 26 stromaufwärts der Austrittsöffnung 14 angeordnet ist. Das freie Ende des Rohrs 30 und die Ausströmöffnungen 26 sind somit noch innerhalb der Außenschale 20 des Düsengehäuses 12 angeordnet. Damit kreuzen die aus den Ausströmöffnungen 26 austretenden Gasstrahlen den im sich konisch erweiternden Abschnitt 52 des Düsengehäuses 12 vorhandenen Sprühstrahl noch innerhalb des Düsengehäuses 12.

[0051] Im Übrigen ist die Zweistoffdüse 60 aber identisch zur Zweistoffdüse 10 der Fig. 1 aufgebaut. Die einzelnen Komponenten sowie die Wirkungsweise der Zweistoffdüse 60 werden daher nicht erneut erläutert.

[0052] Die Darstellung der Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Zweistoffdüse 70 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Zweistoffdüse 70 unterscheidet sich von der Zweistoffdüse 10 der Fig. 1 lediglich durch das Vorhandensein einer Ringspaltkappe 72, die mit dem Düsengehäuse 76 einen die Austrittsöffnung 14 umgebenden Ringspalt 74 bildet. Der Ringspalt 74 wird mit Hüllluft gespeist. Der aus der Austrittsöffnung 14 austretende Sprühstrahl kann dadurch unmittelbar stromabwärts der Austrittsöffnung 14 gegen eine Prozessumgebung abgeschirmt werden. Darüber hinaus ist es durch aus dem Ringspalt 74 austretende Hüllluft auch möglich, Tropfen, die sich an dem die Austrittsöffnung 14 umgebenden Bereich des Düsengehäuses 76 bilden, in feine Tropfen zu zerstäuben. Das Düsengehäuse 76 ist in seinem die Austrittsöffnung 14 umgebenden Bereich deutlich dünnwandiger ausgebildet als das Düsengehäuse 12 der Zweistoffdüse 10. Die Ringspaltkappe 72 erstreckt sich in Strömungsrichtung gesehen ein Stück weit über das Ende des Düsengehäuses 76 hinaus. Dadurch wird die Zerstäubung von Tropfen, die sich in dem die Austrittsöffnung 14 umgebenden Bereich an dem Düsengehäuse 12 anlagern, begünstigt und der äußere Rand des Düsengehäuses 76 wird gegen mechanische Beschädigungen geschützt.

[0053] Im Übrigen ist die Zweistoffdüse 70 identisch zur Zweistoffdüse 10 der Fig. 1 ausgebildet und die einzelnen Komponenten der Zweistoffdüse 70 sowie deren Funktion werden nicht erneut erläutert.

[0054] Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Zweistoffdüse 80 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zur Zweistoffdüse 70 der Fig. 6 ist das freie Ende des Rohrs 30 innerhalb des Düsengehäuses 76 angeordnet. Die aus den Ausströmöffnungen 26 am freien Ende des Rohrs 30 austretenden Gasstrahlen kreuzen somit den Sprühstrahl noch innerhalb des Düsengehäuses 76, wie dies bereits anhand der Zweistoffdüse 60 der Fig. 5 erläutert wurde. Auch bei der Zweistoffdüse 80 sorgt das Vorsehen des Ringspalt 74 zwischen der Ringspaltkappe 72 und dem Düsengehäuse 76 dafür, dass sich in dem die Austrittsöffnung 14 umgebenden Bereich des Düsengehäuses 76 anlagernde Flüssigkeitstropfen in kleine Tropfen zerlegt und damit zerstäubt werden können. Im Übrigen sind die einzelnen Komponenten sowie die Funktion der Zweistoffdüse 80 identisch zur Zweistoffdüse 10 der Fig. 1 und werden daher nicht erneut erläutert.

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen eines Sprühstrahls aus einem Flüssigkeit-Gas-Gemisch mit einer Zweistoffdüse (10; 60; 70; 80) mit einem Düsengehäuse (12; 72), mit den Schritten Vermischen einer zugeführten Flüssigkeit und eines zugeführten Gases und Erzeugen eines aus Gas und Flüssigkeitstropfen bestehenden Sprühstrahls, Erzeugen wenigstens eines Gasstrahls und Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl, wobei der Sprühstrahl einen Kernstrahl und einen den Kernstrahl umgebenden Außenstrahl aufweist, wobei der Gasstrahl zuerst mit dem Kernstrahl des Sprühstrahls gekreuzt wird, gekennzeichnet durch Einbringen des Gasstrahls in einen Kernstrahl des Sprühstrahls in Form mehrerer Teilströme, wobei die mehreren Teilströme eine Hauptbewegungskomponente aufweisen, die bezogen auf eine Mittellängsachse (28) des Sprühstrahls radial nach außen gerichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch Vermischen der Flüssigkeit und des Gases innerhalb einer Mischkammer (40) des Düsengehäuses (12; 72) und Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl stromabwärts der Mischkammer.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl innerhalb des Düsengehäuses (12; 72).

4. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Kreuzen des Gasstrahls mit dem Sprühstrahl außerhalb des Düsengehäuses (12; 72).

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Aufteilen eines der Zweistoffdüse zugeführten Gases innerhalb des Düsengehäuses (12; 72) in einen ersten Gasstrom und einen zweiten Gasstrom, wobei der erste Gasstrom zum Erzeugen des Sprühstrahls vorgesehen ist und der zweite Gasstrom zum Erzeugen des Gasstrahls vorgesehen ist, der mit dem Sprühstrahl gekreuzt wird.

6. Zweistoffdüse zum Versprühen eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches mit einem Düsengehäuse (12; 72), wobei das Düsengehäuse (12; 72) wenigstens einen Flüssigkeitseinlass (16), wenigstens einen Gaseinlass (18) und wenigstens eine Austrittsöffnung (14) aufweist, und wobei stromabwärts der wenigstens einen Austrittsöffnung (14) im Betrieb der Düse ein aus Gas und Flüssigkeitsstreifen bestehender Sprühstrahl vorhanden ist, wobei wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung (26) zum Erzeugen eines Gasstrahls vorgesehen ist, wobei die weitere Gasaustrittsöffnung (26) so ausgebildet und angeordnet ist, um den Gasstrahl mit dem Sprühstrahl zu kreuzen, wobei die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung (26) im Bereich des freien Endes eines Rohres (30) angeordnet ist, das konzentrisch zur Austrittsöffnung (14) am Düsengehäuse (12; 72) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (30) an seinem freien Ende mit einer Prallplatte (32) oder einem Prallkörper und mehreren Ausströmöffnungen (26) unmittelbar stromaufwärts der Prallplatte (32) beziehungsweise des Prallkörpers versehen ist.

7. Zweistoffdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsengehäuse (12; 72) eine Mischkammer (40) aufweist, wobei der Flüssigkeitseinlass (16) und der Gaseinlass (18) in die Mischkammer (40) münden und wobei die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung (26) stromabwärts der Mischkammer (40) und konzentrisch zur Mischkammer (40) angeordnet ist.

8. Zweistoffdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsengehäuse eine Austrittsöffnung (14) für den Sprühstrahl aufweist, wobei die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung (26) stromaufwärts der Austrittsöffnung (14) angeordnet ist.

9. Zweistoffdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsengehäuse eine Austrittsöffnung (14) für den Sprühstrahl aufweist, wobei die wenigstens eine weitere Gasaustrittsöffnung (26) stromabwärts der Austrittsöffnung (14) angeordnet ist.

10. Zweistoffdüse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mehreren Ausströmöffnungen (26) bezogen auf eine Mittellängsachse (28) des Rohres (30) radial nach außen öffnen.

11. Zweistoffdüse nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Austrittsöffnung (14) umgebender Ringspalt (74) vorgesehen ist.

Claims

1. Method for producing a spray jet from a liquid/gas mixture with a two-component nozzle (10; 60; 70; 80) having a nozzle housing (12; 72), with the steps of blending a supplied liquid and a supplied gas and producing a spray jet consisting of gas and liquid drops, producing at least one gas jet and mixing the gas jet with the spray jet, wherein the spray jet has a core jet and an outer jet surrounding the core jet, wherein the gas jet is first of all mixed with the core jet of the spray jet, characterized by introducing the gas jet into a core jet of the spray jet in the form of a plurality of partial flows, wherein the plurality of partial flows have a main movement component which is directed radially outwards with respect to a central longitudinal axis (28) of the spray jet.

2. Method according to Claim 1, characterized by blending the liquid and the gas within a mixing chamber (40) of the nozzle housing (12; 72) and mixing the gas jet with the spray jet downstream of the mixing chamber.

3. Method according to Claim 2, characterized by mixing the gas jet with the spray jet within the nozzle housing (12; 72).

4. Method according to Claim 2, characterized by mixing the gas jet with the spray jet outside the nozzle housing (12; 72).

5. Method according to any one of the preceding Claims, characterized by dividing a gas, which is supplied to the two-component nozzle, within the nozzle housing (12; 72) into a first gas flow and a second gas flow, wherein the first gas flow is provided for producing the spray jet, and the second gas flow is provided for producing the gas jet which is mixed with the spray jet.

6. Two-component nozzle for spraying a liquid/gas mixture with a nozzle housing (12; 72), wherein the nozzle housing (12; 72) has at least one liquid inlet (16), at least one gas inlet (18) and at least one outlet opening (14), and wherein, during operation of the nozzle, a spray jet consisting of gas and liquid drops is present downstream of the at least one outlet opening (14), wherein at least one further gas outlet opening (26) is provided for producing a gas jet, wherein the further gas outlet opening (26) is designed and arranged in a manner so as to mix the gas jet with the spray jet, wherein the at least one further gas outlet opening (26) is arranged in the region of the free end of a tube (30) which is fastened to the nozzle housing (12; 72) concentrically with respect to the outlet opening (14), characterized in that the tube (30) is provided at the free end thereof with a deflecting plate (32) or a deflecting body and with a plurality of outflow openings (26) directly upstream of the deflecting plate (32) or the deflecting body.

7. Two-component nozzle according to Claim 6, characterized in that the nozzle housing (12; 72) has a mixing chamber (40), wherein the liquid inlet (16) and the gas inlet (18) lead into the mixing chamber (40), and wherein the at least one further gas outlet opening (26) is arranged downstream of the mixing chamber (40) and concentrically with respect to the mixing chamber (40).

8. Two-component nozzle according to Claim 7, characterized in that the nozzle housing has an outlet opening (14) for the spray jet, wherein the at least one further gas outlet opening (26) is arranged upstream of the outlet opening (14).

9. Two-component nozzle according to Claim 7, characterized in that the nozzle housing has an outlet opening (14) for the spray jet, wherein the at least one further gas outlet opening (26) is arranged downstream of the outlet opening (14).

10. Two-component nozzle according to any one of the Claims 6 to 9, characterized in that the plurality of outflow openings (26) open radially outwards with respect to a central longitudinal axis (28) of the tube (30).

11. Two-component nozzle according to any one of the Claims 6 to 10, characterized in that an annular gap (74) surrounding the outlet opening (14) is provided.

Revendications

1. Procédé de production d'un jet pulvérisé d'un mélange liquide-gaz avec une buse pour deux substances (10; 60; 70; 80) avec un corps de buse (12; 72), comprenant les étapes de mélange d'un liquide ajouté et d'un gaz ajouté et de production d'un jet pulvérisé composé de gaz et de gouttes de liquide, de production d'au moins un jet de gaz et de croisement du jet de gaz avec le jet pulvérisé, dans lequel le jet pulvérisé comprend un jet central et un jet extérieur entourant le jet central, dans lequel on croise le jet de gaz d'abord avec le jet central du jet pulvérisé, caractérisé par l'introduction du jet de gaz dans un jet central du jet pulvérisé sous forme de plusieurs courants partiels, dans lequel les multiples courants partiels présentent une composante de mouvement principale, qui est orientée radialement vers l'extérieur par rapport à un axe longitudinal central (28) du jet pulvérisé.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le mélange du liquide et du gaz à l'intérieur d'une chambre de mélange (40) du corps de buse (12; 72) et le croisement du jet de gaz avec le jet pulvérisé en aval de la chambre de mélange.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le croisement du jet de gaz avec le jet pulvérisé à l'intérieur du corps de buse (12; 72).

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le croisement du jet de gaz avec le jet pulvérisé à l'extérieur du corps de buse (12; 72).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le partage d'un gaz fourni à la buse pour deux substances à l'intérieur du corps de buse (12; 72) en un premier courant de gaz et un second courant de gaz, dans lequel le premier courant de gaz est prévu pour la production du jet pulvérisé et le second courant de gaz est prévu pour la production du jet de gaz, que l'on croise avec le jet pulvérisé.

6. Buse pour deux substances permettant de pulvériser un mélange liquide-gaz avec un corps de buse (12; 72), dans laquelle le corps de buse (12; 72) présente au moins une entrée de liquide (16), au moins une entrée de gaz (18) et au moins une ouverture de sortie (14), et dans laquelle il se trouve en aval de ladite au moins une ouverture de sortie (14) pendant le fonctionnement de la buse un jet pulvérisé composé de gaz et de gouttes de liquide, dans laquelle il est prévu au moins une autre sortie de gaz (26) pour produire un jet de gaz, dans laquelle l'autre ouverture de sortie de gaz (26) est configurée et disposée de façon à croiser le jet de gaz avec le jet pulvérisé, dans laquelle ladite au moins une autre ouverture de sortie de gaz (26) est disposée dans la région de l'extrémité libre d'un tube (30), qui est fixé au corps de buse (12; 72) de façon concentrique à l'ouverture de sortie (14), caractérisée en ce que le tube (30) est muni à son extrémité libre d'une plaque d'impact (32) ou d'un corps d'impact et de plusieurs ouvertures d'écoulement (26) immédiatement en amont de la plaque d'impact (32) ou du corps d'impact.

7. Buse pour deux substances selon la revendication 6, caractérisée en ce que le corps de buse (12; 72) présente une chambre de mélange (40), dans laquelle l'entrée de liquide (16) et l'entrée de gaz (18) débouchent dans la chambre de mélange (40) et dans laquelle ladite au moins une autre ouverture de sortie de gaz (26) est disposée en aval de la chambre de mélange (40) et de façon concentrique à la chambre de mélange (40).

8. Buse pour deux substances selon la revendication 7, caractérisée en ce que le corps de buse présente une ouverture de sortie (14) pour le jet pulvérisé, dans laquelle ladite au moins une autre ouverture de sortie de gaz (26) est disposée en amont de l'ouverture de sortie (14).

9. Buse pour deux substances selon la revendication 7, caractérisée en ce que le corps de buse présente une ouverture de sortie (14) pour le jet pulvérisé, dans laquelle ladite au moins une autre ouverture de sortie de gaz (26) est disposée en aval de l'ouverture de sortie (14).

10. Buse pour deux substances selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les multiples ouvertures de sortie (26) s'ouvrent radialement vers l'extérieur par rapport à un axe longitudinal central (28) du tube (30).

11. Buse pour deux substances selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce qu'il est prévu une fente annulaire (74) entourant l'ouverture de sortie (14).

Zeichnung