DE1542449A1

DE1542449A1 - Einrichtung zur Anregung von raeumlichen Stroemungen

Info

Publication number: DE1542449A1
Application number: DE19661542449
Authority: DE
Inventors: Oehlrich Dipl-Ing D Karl-Heinz; Schmidt Dipl-Phys Karl-Rudolf
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1966-03-23
Filing date: 1966-03-23
Publication date: 1970-04-16

Description

Einrichtung zur Anregung von räumlichen Strömungen Lie e Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Anregung von rõum-@cken Str~mungen in Form einer Drehstr~mung.
Lei. e. ner derartigen Drehströmung handelt es sich um eine drei-. dimensionale Str~mung mit überlagerten Geschwindigkeitsfeldern.
Diese Drehstr~mung besteht aus einer äußeren, wendelf~rmig verlaufenden Potentialwirbelströmung im wandnahen Bereich einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer und einer inneren, ebenfalls wendelförmig verlaufenden Rotationswirbelströmung, Dabei weisen die beiden Strömungen entgegengesetzte Axialkomponenten auf. Die Potentialwirbelströmung strömt in einer Wirbelkammer im wandnahen Bereich z. B. nach unten und wird über den Boden aer Wirbelkammer über eine Wirbelsenke zur Achse der Wirbelkammer hin umgelenkt. Im Bereich der Wirbelkammerachse bildet sich dann eine aufsteigende Hotationswirbelströmung unter Ausbildung einer Wirbelquelle etwas oberhalb der Wirbelsenke aus. Im oberen Bereich des Strömungsraumes geht diese Hotationswirbelströmung über eine Wirbelquelle wieder in die äußere Potentialwirbelströmung über.
Diese Drehstr~mung hat Bedeutung f³r die verschiedensten technischz Zwecke, z. B. k~nnen chemische Reaktionen unterstützt und beschleunigt werden, da sich Partikel von höherer Dichte als das umgebende Medium in einer zylindermantelförmigen Zone im Bereich zwiechen der Potential-und der Rotationswirbelströmung ansammeln.
. So kann durch dieses Verfahren die Verbrennung von staubförmigen oder feinkUrniBen Partikeln beschleunigt werden. Außerdem kann t aiese Strdmung Anwendung finden beim Mischen von Teilchen unterschiedlicher Dichte. Daf³r ist es besonders wesentlich, daß in aer Mischungszone nicht nur horizontale oder nur axiale Strömungen, sondern auch Strömungen mit beiden homponenten erzeugt weraen.
Zur snregung einer derartigen dreidimensionalen Strömung in Form einer Drehströmung dient erfindungsgemäB eine Einrichtung, die wendelförmige Leitvorrichtungen aufweist und um die Wendelachse rotiert. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Rührvorrichtung exzentrisch zur Achse der Wirbelkammer angeordnet ist.
In der Zeichnung ist eine Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt und die Wirkungsweise-sowie die entstehenae Strömung näher erläutert.
In einer zylinderrohrförmigen, unten abgeschlossenen Wirbelkammer 1, aie hier beispielsweise zur Mischung von Flüssigkeiten oder Feststoffen in Flüssigkeiten dient, ist parallel zur Wirbelxamnerachse dine motorgetriebene Antriebswelle 2 angeordnet, die mit wendelförmigen Leitvorrichtungen 3 versehen ist. Durch die exzentrische Anordnung und die wendelförmige Ausbildung der Leitvorrichtung werden dem zu bewegenden Medium Beschleunigungen in horizontaler und vertikaler Richtung erteilt, so daß sich eine Strömung in Form der bekannten Drehströmung ausbildet. Dabei wird durch aie wendelförmige Leitvorrichtung 3 eine Potentialwirbelströmung 4 angeregt, die sich im wandnahen Bereich der Wirbelkammer 1 wendelförmig nach unten bewegt. Am Boden der Wirbelkammer 1 strömt diese Potentialwirbelströmung 4 über eine Wirbelsenke 5 nach innen zur Achse der Wirbelkammer 1 und steigt von dort in Form einer Rotationswirbelströmung 6 nach oben auf. An der Oberfläche geht die Rotationswirbelströmung 6 Uber eine Wirbelquelle 7 wieder in die Potentialwirbelströmung 4 über und wird erneut durch die Rührvorrichtung 1 angeregt.
'Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Rührvorrichtung 2 durch einen Motor im Uhrzeigersinn angetrieben. Bei umgekehrtem Drehsinn der Anregungseinrichtung-also entgegen dem Uhrzeigersinn-bewegt sich auch die Strömung in umgekehrter Richtung, d. h. die Axialkomponente der Potentialwirbelströmung 4 ist nach oben und die der Rotationswirbelströmung 6 nach unten gerichtet.
Bei unterschiedlicher Dichte der in der Wirbelkammer enthaltenen Medien erfolgt somit eine Anreicherung der schwereren Partiel in der Ubergangszone zwischen der Potentialwirbelströmung 4 una der Rotationswirbelströmung 5. Diese Anreicherung in der Ubergangszone wird durch die entgegengesetzten Geschwindigkeitsfeloer in der Potential-und der Rotationswirbelströmung bewirkt.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann generell dort angewendet werden, wo die Erzeugung von einer Strömung in Form einer Drehströmung bewirkt werden soll, z. B. bei der Beschleunigung chemischer Reaktionen, bei der Yerbrennung oder bei der Mischung von Medien unterschiedlicher Dichte. Es kUnnen darüberhinaus aber auch gasförmige Midien mit festen oder flüssigen Partikeln durch diese Einrichtung bewegt werden, um eine Anreicherung dieser Festteilchen in der beschriebenen Vbergangszone und eine anschließende Abführung aus diesen Zonen zu erreichen, wie es z.B. bei Abscheidern zur Trennung von festen oder fl³ssigen Teilchen aus Gasen der Fall ist, die ebenfalls nach dem DrehgtrUmungaprinzip arbeiten.
2 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur Anregung von räumlichen Strömungen in Form einer aus Potential-und Rotationswirbelströmung bestehenden Drehströmung in einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung wendelförmige Leitvorrichtungen (3) aufweist und um die Wendelachse rotiert.

2* Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmigen Leitvorrichtungen (3) exzentrisch zur Achse der Wirbelkammer angeordnet sind.