DD244329A1

DD244329A1 - Vorrichtung zum belueften der freistrahlen von turbinenartigen belueftungskreiseln

Info

Publication number: DD244329A1
Application number: DD85284681A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Seidel; Lutz Wenige; Regina Schauer
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1987-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belueften der Freistrahlen von kommunal und/oder industriell verunreinigtem Abwasser in turbinenartigen Belueftungskreiseln. Sie ist geeignet zur Belueftung von sauerstoffzehrenden Stoffstroemen, wie Guelle aus der Intensivtierhaltung, dem Zellstoffaufschluss bei der Behandlung der Sulfitablauge, von Gewaessern zur Intensivaufzucht von Fisch und zur Sicherung des erforderlichen Sauerstoffbedarfes in anderen Stoffstroemen. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaufelkanaele von turbinenartigen Belueftungskreiseln so zu gestalten, dass ohne zusaetzlichen Energieaufwand der eingesaugte atmosphaerische Luftstrom durch die Vergroesserung der Phasengrenzflaeche zwischen Luft und fluessigem Medium intensiv mit dem fluessigen Medium vermischt wird und damit eine hoehere Sauerstoffeintragsleistung erreicht wird. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass in den Schaufelkanal eine im Winkel a5 bis 10 geneigte Aufgleitebene mit langlochartigen Durchtrittsoeffnungen und darunter befindlichen Prallzungen angebracht wird.

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belüften der Freistrahlen von kommunal und/oder industriell verunreinigtem Abwasser in turbinenartigen Belüftungskreiseln. Sie ist geeignet zur Belüftung von sauerstoffzehrenden Stoffströmen, wie Gülle aus der Intensivtierhaltung, dem Zellstoffaufschluß bei der Behandlung der Sulfitablauge, von Gewässern zur Intensivaufzucht von Fisch und zur Sicherung des erforderlichen Sauerstoffbedarfs in anderen Stoffströmen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Anlagen zur Belüftung von sauerstoffzehrenden Stoffströmen ist die Anwendung von Oberflächenbelüftungskreiseln in Turbinenform üblich und Stand der Technik. Bekannt sind Oberflächenbelüftungskreisel wie z. B. gemäß DD-PS 149657. Obwohl diese Oberflächenbelüftungskreisel beachtliche Sauerstoffeintragsleistungen zu realisieren vermögen, ist das Gesamtleistungsvermögen noch nicht vollkommen ausreichend gelöst.

Nachteilig ist, daß durch die Oberflächenbelüftungskreisel die für den Stoffübergang von Sauerstoff in flüssiges Medium erforderliche Phasengrenzfläche nicht oder nicht genügend beeinflußbar ist.

Bekannt ist z. B. der Sauerstoffausnutzungsgrad in Abhängigkeit von der Größe der eingetragenen Luftblasen.

Bekannt ist, daß mit zunehmenden feinblasigen Charakter der Luftblasen sich die Phasengrenzfläche vergrößert.

Bei vorgenannten Belüftertyp kann ein feinblasiger Sauerstoffaustausch nicht erfolgen, da aus den Schaufelkanälen der Turbinenbelüfter kompakte Flüssigkeitsstrahlen ausgeworfen werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, turbinenähnliche Belüftungskreisel so zu gestalten, daß ohne zusätzlichen Energieaufwand der eingesaugte atmosphärische Luftstrom intensiv mit dem zu belüftenden flüssigen Medium vermischt wird und damit eine höhere Sauerstoffeintragsleistung erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaufelkanäle von Belüftungskreiseln in Turbinenbauform so auszubilden, daß die Phasengrenzfläche zwischen flüssigem Medium und Luft vergrößert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb der Schaufelkanäle im Bereich 0,75 r bis 1 rdes turbinenartigen Belüftungskreisels, wobei r der Nennradius des Belüftungskreisels ist, eine im Winkel a = 5° bis 10° zum Schaufelkanalboden geneigte, die gesamte Breite des Schaufelkanales bedeckende Aufgleitebene angebracht wird. In der Fläche der Aufgleitebene befinden sich langlochartige Durchtrittsöffnungen mit darunter befindlichen Prailzungen, die an der kurzen, dem Saugmund des Belüftungskreisels zugewandten Seite der Durchtrittsöffnung befestigt und parallel zum Schaufelkanalboden gerichtet sind. Diese Prallzungen haben vorzugsweise die gleiche Form und Größe wie die langlochartigen Durchtrittsöffnungen, können aber auch eine andere Form und sowohl größer als auch kleiner als die langlochartigen Durchtrittsöffnungen sein.

Die langlochartigen Durchtrittsöffnungen nehmen ungefähr 25% bis 50% der Fläche der gesamten Aufgleitebene ein. Infolge der durch die Rotation des Belüftungskreisels hervorgerufenen Strahlablösung im Schaufelkanal wird an der Schaufelkanalwandung ein stärkerer Flüssigkeitsstrahl ausgeworfen. Aus diesem Grunde sind die langlochartigen Durchtrittsöffnungen mit den darunter befindlichen Prallzungen auf der Fläche der Aufgleitebene so verteilt, daß in der Nähe der Schaufelkanalwandung die größte Anzahl von langlochartigen Durchtrittsöffnungen vorhanden ist, wobei die Anzahl der Öffnungen in der Aufgleitebene gleichmäßig von der Schaufelkanalmitte zur Schaufelkanalwandung zunimmt.

Durch die erfindungsgemäße Aufgleitebene mit den darin befindlichen langlochartigen Durchtrittsöffnungen und mit den darunter angebrachten Prallzungen entsteht ein vom flüssigen Medium über- und durchströmter Unterdruckraum, wodurch zusätzlich atmosphärische Luft eingesaugt und injektorartig intensiv feinblasig in das zu belüftende flüssige Medium eingebracht und mit diesem ausgeworfen wird. Das Verhältnis der Menge des belüfteten flüssigen Mediums im Schaufelkanal über der Aufgleitebene zur Menge des belüfteten flüssigen Mediums unter der Aufgleitebene beträgt ca. 1:1. Der durch die Aufgleitebene entstandene Unterdruckraum ist durch senkrecht zur Aufgleitebene keilförmig stehende Trennwände in drei gleichgroße Sektionen unterteilt um die Luftzirkulation, die sich durch das Übergleiten des Wassers herausbildet, im Schaufelkanal zu lenken.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Schaufelkanal eines turbinenartigen Belüftungskreisels mit einer Aufgleitebene und darin befindlichen

langlochartigen Durchtrittsöffnungen in der Seitenansicht Fig.2: einen Ausschnitt des Schaufelkanals in der Draufsicht Fig.3: die Aufgleitebene innerhalb des Schaufelkanales in der Perspektive Fig.4: eine perspektivische Darstellung einer langlochartigen Durchtrittsöffnung mit Prallzunge

Im Schaufelkanalelement 1 eines turbinenartigen Belüftungskreisels ist im Bereich 0,75 r bis 1 r, wobei r der Nennradius des Belüftungskreisels ist, eine im Winkel α = 10° zum Schaufelkanalboden geneigte Aufgleitebene 2 angebracht. Die Aufgleitebene 2 ist an der Linie 4 mit dem Boden des Schaufelkanalelementes 1 verbunden. In der Aufgleitebene 2 befinden sich eine Anzahl, ca. 35% der Fläche der Aufgleitebene 2 einnehmend, langlochartige Durchtrittsöffnungen 3 mit darunter befindlichen Prallzungen 9, die die gleiche Form und Größe haben, wie die Durchtrittsöffnungen 3. Die Prallzungen 9 sind an der kurzen, dem Saugmund des Belüftungskreisels zugekehrten Seite der langlochartigen Durchtrittsöffnungen 3 fest angebracht und verlaufen parallel zum Schaufelkanalboden. Die Anzahl der langlochartigen Durchtrittsöffnungen 3 mit den darunter befindlichen Prallzungen 9 nimmt unter Berücksichtigung der Rotation des Belüftungskreisels von der Schaufelkanalmitte in Richtung der Schaufelkanalwandung gleichmäßig zu.

Ein Wasserstrom 6 gleitet zu ca. 50% über die Aufgleitebene 2 und erzeugt in dem durch die Aufgleitebene 2 und Schaufelkanalelement 1 entstehenden Raum einen Unterdruck, durch den Luft 10 eingesaugt wird. Die anderen 50% des Wasserstromes 6 gelangen als Wasserstrom 7 durch die langlochartigen Durchtrittsöffnungen 3 mit den Prallzungen 9 und vermischen sich im entstandenen Unterdruckraum intensiv feinblasig mit der Luft 10 und werden als Wasserstrom 8

ausgeworfen. ..._..

Um die Luftzirkulation zu lenken, ist der Unterdruckraum im Schaufelkanal durch keilförmige Trennwände 5 in drei Sektionen unterteilt.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Belüften der Freistrahlen von turbinenartigen Belüftungskreiseln, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb der Schaufelkanäle eines turbinenartigen Belüftungskreisels im Bereich 0,75r bis 1 r, wobei r der Nennradius des Belüftungskreisels ist, eine im Winkel α = 5° bis 10° zum Schaufelkanalboden geneigte, die gesamte Breite des Schaufelkanals bedeckende Aufgleitebene (2), in der sich langlochartige Durchtrittsöffnungen (3) mit darunter befindlichen Prallzungen (9), die an der kurzen, dem Saugmund des Belüftungskreiseis zugewandten Seite mit den langlochartigen Durchtrittsöffnungen (3) fest verbunden und parallel zum Schaufelkanalboden gerichtet sind, angebracht wird und der so zwischen Aufgleitebene (2) und Schaufelkanalboden entstehende Unterdruckraum durch keilförmige, senkrecht zur Aufgleitebene (2) stehende Trennwände (5) in drei gleichgroße Sektionen unterteilt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die langlochartigen Durchtrittsöffnungen (3) mit den darunter befindlichen Prallzungen (9) auf der Fläche der Aufgleitebene (2) so verteilt sind, daß in der Nähe der Schaufelkanalwandung die größte Anzahl von langlochartigen Durchtrittsöffnungen (3) vorhanden ist, wobei die Anzahl der Öffnungen in der Aufgleitebene (2) gleichmäßig von der Schaufelkanalmitte zur Schaufelkanalwandung zunimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Prallzungen (9) die gleiche Form und Größe wie die langlochartigen Durchtrittsöffnungen (3) haben, aber auch eine von diesen abweichende Form und Größe haben können.