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von Gasen urd Flüssigkeiten in Drrck z. i verwardeln und die meist aus einem kegeligen, allmählich sich erweiterrden Rohr bestehen, ist nur danr günstig, wenn der Öffnungswinkel der Düse, d. i. der Winkel, der von zwei im Durchmesser einander gegenüberliegecdcn Mantellinien des Rohres eingeschlossen wird, verhältnismässig klein ist, gewöhnlich zu Die Grösse des Winkels schwankt ein wenig je nach dem Mittel, dessen Geschwindigkeit oder der Form der Düsenquerschnitte. Bei zu grossen Winkeln hebt sich das durchfliessende Mittel von den Wänden des Diffusors ab urd der Wirkingsgrad wird schlechter.
Wenn es sich nun darum handelt, eine sehr bedeutende, in Druck umzuwardelnde Differenz der Geschwindigkeiten am Eintritts-und Austrittsende des Diffusors zu behandeln, ist man genötigt, bei Beibehaltung eines Öffnungswinkels von 10 sehr lange Diffusoren zu verwenden. In vielen Fällen ist aber die Verwendung von langen Diffusoren umständlich oder sogar unmöglich.
Der Eifindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse zu schaffen, deren gesamter Öffnungswinkel
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Gesehwirdigkeitsdiffercnzcn zwar bedeutend grösser ist als etwa 10 ohne aber eine Verschlechterung des Wirkungsgrades zu ergeben ;
diese Aufgabe ist im Sinne der Erfindung durch eine mehrzellige Ver- dichtungsdüse gelöst, deren Eigenart darin liegt, dass jedes einer Mehrzahl von z. i einem Ganzen zusammengebauten Elementen mit seinen vom Eintritts-bis Austrittsende verlaufenden Begrenzungswärden einen gleichbleibenden Öffnungswinkel (von etwa 10 ) umschliesst. Dadurch wird eine Düse erhalten, deren gesamter Öffnungswinkel bedeutend grösser ist als ein solcher, der für eine bestimmte Flüssigkeit einen normalen Wirkungsgrad ergeben würde.
Die Zeichnung veranschaulicht einige Beispiele der Erfindung. Die Fig. 1 und 2 stellen im Längsschnitt bzw. in Stirnansicht einen Diffusor üblicher Bauart dar, der aus einem einzigen Rohr quadratischen Querschnittes besteht, und der einen Öffnungswinkel von 10 C aufweist.
Das Mittel strömt bei a mit einer gewissen Geschwindigkeit urd einem bestimmten Dn : ck in
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Druck in Richtung des Pfeiles f2 aus.
Die Fig. 3 und 4 sind ähnliche Darstellungen einer Verdichtungsdiise nach vorliegender Erfindung, die aus vier aneinander gebauten Elementen zusammengesetzt ist. Jedes Element hat (inen viercekigen Q terschnitt. Der gesamte Eingangsquerschnitt aller Elemente, bei c ist der gleiche, wie der Eingangsq. terschnitt des in Fig. 1 und 2 dargestellten Diffusors. Der gesamte Ausgangsque@chnitt der vier Elemente bei d ist ebenfalls derselbe, wie derjenige der vorhergehenden Düse. Der Öffnungswinkel eines jeden Elementes ist hier auch 10 . Der Wirkungsgrad wird also ungefähr derselbe bleiben, trotzdem die
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Die Fig. 5 und 6 stellen im Längsschnitt und in Stirnansicht einen Diffusor dar, der aus sechszehn aneinandergebauten Elementen besteht.
Jedes Element hat einen viereckigen Querschnitt. Der gesainte Eingangsquerschnitt der 16 Röhren bei e und der gesamte Ausgangsquerschnitt bei g sind gleich den entsprechenden Querschnitten des in Fig. 1 und 2 dargestellten Diffusors. Der Offnungswinkel ist bei den Wandungen eines jeden Elementes 10 . Der Wirkungsgrad wird also wieder annähernd derselbe
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In den Fig. 3-6 ist der Schnitt eines jeden Diffusorelel11entes viereckig. Man ist aber so wenig an diese Form gebunden, als an diejenige der dargestellten äusseren Umhüllungen des Diffusors.
Man könnte z. B. auch, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, etliche Diffusorelemente konzentrisch
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äussere Hülle des letzten Elementes bildet zugleich die äussere Umhüllung der gesamten Verdichtungsdüse. Es sind Verstrebungen 7e vorgesehen, die die verschiedenen Röhren miteinander verbinden, um so dem Ganzen die notwendige Steifheit zu verleihen.
In Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verdichtungsdüse nach der Erfindung dargestellt. Ihre äussere Umhüllung ist ebenfalls ein sich erweiterndes Rohr. Die einzelnen Elemente sind
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wobei beachtet werden muss, dass zwischen je zwei einander gegenüberliegenden Erzeugenden der Wände ein Winkel von 100 beibehalten wir'd. Die äussere Umhüllung bildet annähernd ein rundes Ganzes. Für diese Umhüllung kann auch ein konisches Rohr vorgesehen sein, in dem die Spirale eingebaut ist.
Im vorliegenden Fall ist die Düse auch aus Diffusorelementen zusammengesetzt. Diese haben annähernd rechtwinkeligen Querschnitt und sind nebeneinander gestellt längs einer Spirale befestigt.
Sämtliche aneinander stossende Querwände sind aber weggelassen, und allein diejenigen Wandungen beibehalten worden, die mit der Spirale in Berührung gekommen sind.
Die Fig. 11 und 12 stellen ein letztes Beispiel eines zusammengesetzten Diffusors dar, der als Saugrohr für hydraulische Turbinen Verwendung finden kann. Das Zentrum der Spirale ist durch eine senkrechte Säule p gebildet, die auf dem Boden r des Unterwasserkanales aufgestellt ist. Sie ist bis s zu oberst der Spirale geführt. Die Spirale selbst ist durch zwei Flächen v, 10 gebildet, die ineinander gewunden und an der äusseren Umhüllung, die gewöhnlich aus Beton besteht, angeschlossen sind.
Die Erfindung erlaubt nicht nur, Diffusoren zu schaffen, die, obschon sie bedeutend kleiner ausfallen, einen guten Wirkungsgrad aufweisen, sondern gestattet auch, Diffusorelemente zu verwenden, mit bedeutend kleineren Winkeln, d. h. solche, die bei der Umwandlung der Geschwindigkeit des Mittels in Druck bessere Wirkungsgrade aufweisen, ohne dass es dabei notwendig ist, zu unverhältnismässig langen Röhren zu greifen.
Diese zusammengesetzten Diffusoren können in vielen Fällen vorteilhaft verwendet werden.
Man denke z. B. an den Auspuff von Explosionsmotoren, wo mit einem solchen Diffusor die Geschwindigkeit der Auspuffgase in einen Unterdruck am Eingang des Diffusors verwandelt werden kann, um die Zylinder von verbrannten Gasen zu befreien und entweder mit frischem Gemisch oder mit Spülluft zu versorgen.
Man kann auch diese zusammengesetzten Diffusoren verwenden, um die Saugrohren von Reaktionwasserturbinen zu ersetzen. Dabei wird die Geschwindigkeit des Wassers bei viel kleinerer Saughöhe bedeutend besser ausgenutzt, was in bestimmten Fällen von grosser Bedeutung sein kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mehrzellige Verdichtungsdüse, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der zu einer Düse (einem Diffusor) zusammengebauten Elemente mit seinen vom Eintritts- bis Austrittsende verlaufenden Begrenzungswänden einen gleichbleibenden Öffnungswinkel von etwa 10'umschliesst.