混合器和混合方法技术

本发明专利技术涉及到被安置在流体通道中的混合器和用于混合在主流动方向上流经该流体通道的流体的混合方法。该混合器包括多个混合器盘，混合器盘在沿主流动方向流过流体通道的流体中生成前沿涡流。混合器盘沿着基本横向于主流动方向的轴配置成混合器盘的排。该混合器盘的排沿主流动方向相邻地配置在流体通道的共同段中，使毗邻的混合器盘排的混合器盘以相对于主流动方向的交替的正的和负的迎角进行配置。按照该方法，流过流体通道的流体通过前沿涡流系统搅动，至少两个具有相反方向的这样的系统产生在共同流体通道段中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到混合器，混合器被安置在流体通道中并包括多个在按照主流动方向流过流体通道的流体中生成前沿涡流的混合器盘。混合器盘沿着基本上横向于主流动方向延伸的排轴配置成混合器盘的排，并且，各混合器盘的排的混合器盘沿相对于流体的主流动方向的相同的方向成角度。本专利技术还涉及到用于混合按照前沿涡流系统搅动流体流动的主方向流过流体通道的流体的方法。
技术介绍
这种类型的混合器和方法被应用在工厂、电厂、化工厂、烘烤器及类似用于搅动或混合出现在那里的流体流动的设施。例如，在废气净化过程中，为了获得净化装置的均匀荷载和有效机能，废气必须被搅动。就此而论，已经由申请人开发的一种混合器是所说的静态混合器，其中，薄的混合器盘以允许围绕它们自由流动这样的方法布置在流体通道中。混合器盘以相对于流动的锐角设置，也称为迎角(angle of incidence)。然后，特别稳定的前沿涡流系统形成在背向流动的这些混合器盘的后侧。它基本上由两个相反于自由通过的前沿和侧边向内转动的并在主流动方向上扩大为圆锥形的涡流组成。这些袋状涡流对，在航空学领域被称为“涡阻(vortex drag)”，是非常强大的，并且，逆着主流动方向的混合器盘的很小的角度足够在混合器盘下游的短的混合部分中产生优良的搅动，这也被称为涡流引入混合器盘或安装表面。流阻仅在非常小的范围内增加，因为混合器盘的迎角与其它混合器相比较特别尖锐。因此，这种混合器中的压力损失与其它已知的系统比较特别小。在上述装置的通常很宽的流体通道中，使用被称为交叉混合器的装置，该交叉混合器按照静态混合器的操作原理使温度分布、废气中的化学成份、和灰尘例如烟道灰的分布均匀。在这些交叉混合器中，多个涡流引入混合器盘沿着排轴配置成混合器盘的排。这些混合器盘的排的排轴基本上横向于主流动方向延伸。为了进一步使得流动均匀化，申请人已经建议混合器包括几个这种在流动方向上一个接一个配置的混合器盘的排。从第一混合器盘的排到第二混合器盘的排具有最小的距离，这适合于第一混合器盘的排的涡流形成。第二混合器盘的排目前被配置在第一混合器盘的排的后面，从而第二混合器盘的排的混合涡流展开第一混合器盘的排的涡流并使得它们扩大。如果另外的物质---例如在脱硝装置中(所说的DeNOx系统)的氨或氢氧化铵，在电滤尘器中的SO3，在煤釜(kettle)中的石灰(lime)等等---将要被混合到流过流体通道的第一流体(也称为主流体)中，那么，掺合器被安装在交叉混合器的后面。这一掺合器将被加入的原料(stock)(以下称为“第二流体(secondary fluid)”)直接传送到涡流系统中，该涡流系统接收该原料并将其与主流彻底混合。加入的原料可以是气体、薄雾(气雾剂)、或者固体粉末。已知的掺合器可以是具有多个喷嘴的狭窄的喷嘴栅格的物体，添加物利用该喷嘴以细微分散形式被加入到主流体中。这些栅格以最小的间距(remove)安装在混合器的前面。最小的距离被选择成足够大以使加入的第二流体在其撞击混合器以前，在热的主流体中尽可能彻底地蒸发，因为否则会在混合器发生侵蚀或腐蚀事件。这些已知的混合器已经被长期地成功使用。然而，在工业设备性能不断增长的需求的背景下，存在对具有甚至更高效率的混合器的需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是要创建一种具有最优化性能的混合器。该目的通过如上所述的混合器获得的，其中，混合器盘的排关于主流动方向被连续地配置在共同流体通道段中，因此，毗邻的混合器盘的排的混合器盘交替地按照相对于主流动方向的正的迎角和负的迎角设置；并且，通过一种混合方法，其中，至少两个具有相反方向的前沿涡流系统在共同的流体通道段中生成。优选的开发设计在从属权利要求中描述。本专利技术的混合器是布置在流体通道中的并包括多个混合器盘的混合器。这些混合器盘在按照主流动方向流过流体通道的流体中生成上述的前沿涡流，并且，它们沿着轴配置在混合器盘的排中，所说的混合器盘的排基本上横向于主流动方向延伸。依次地，各个的混合器盘的排的混合器盘是面向主流动方向。它们基本上在相同的方向延伸，但是不必绝对相互平行；当然，它们能够在迎角方面显示出微小偏差或不同。按照本专利技术，混合器盘的这些排连续地配置在共同的流体通道段中。与迄今通常的实践相反，混合器盘的排不是在主流动方向上以最小的距离一个组装在另一个的后面，但更合适的，与所有当前的设计原理相反，组装在一个并且相同的流体通道段中。混合器盘的排主要伸向在主流动方向上的延伸流体通道段，其长度由最大的混合器盘的排的最大纵长确定。然后，其它毗邻的混合器盘的排或者穿过相同的长度或者一个较小的长度，并且，至少基本上位于由最长的混合器盘的排确定的这一流体通道段里。在本文中，最大的纵长意味着由混合器的最前面部分的最前沿和最后面部分的最后边缘确定的主流动方向上的长度。最前沿通常是最前面的混合器盘的前沿，最后边缘通常是后面边缘，也称为最后的混合器盘的分离(breakaway)边缘。按照相对于主流动方向的正的和负的迎角，独创地交替安排毗邻的混合器盘的排的混合器盘。混合器盘的排的这种配置将流动在相对于主流动方向的正方向和负方向上交替地分成偏斜的流动部分。因此，这样的混合器的俯视图显示相交的流动画面。另外，混合器盘不仅借助于在它们背面的前沿涡流系统生成涡流交叉流动，而且借助在它们的前沿上的同时的流动偏斜，生成横向于主流动方向的旋转的整体流动。横过流体通道的整个横截面的宽度，整个流体的流动被建立在绕着流体通道的纵轴转动。整体的漩涡出现在流动中，这使得能够特别有效地混合流体。本专利技术具有温度线(strand)和温度坡(slopes)也被混合的优点。按照流动的这一特定的层次或分层，比较现有技术的交叉混合器的连续安排一个在另一个的后面而言，流体实际上能够更有效地混合。已经证明本专利技术混合器的互穿前沿涡流系统不互相妨碍。另外，因为，为了确保单个的混合器盘的排的特定效力，单个的混合器盘的排不是以最小的距离一个配置在另一个的后面，所以，本专利技术的混合器仅需要很小的空间。由于经常紧张的空间关系，尤其是在通常有非常大面积的改造的大的组件中，本专利技术的混合器的这一紧凑的结构是又一个优点。在本专利技术的混合器的优选实施例中，混合器盘的排被一个配置在另一个的顶上。混合器盘的排始终相互毗邻地延伸，但是按90°旋转定位；换言之，它们两个在水平方向上延伸。因此，当毗邻的混合器盘的排的轴在平面内基本上平行于主流动方向彼此相互分开延伸时，这是有利的。然后，配置轴使它们不相交，但从上面看上去相互交叉延伸。当以相对于主流动方向的正的和负的方向角度交替地安排毗邻的混合器盘的排的轴时，这也是有利的。方向角度是在排的轴和主流动方向之间的角度。主流动方向由在混合器中的和在混合器后面的流体通道壁的路线确定。它通常位于流体通道横截面的中心线上，其纵向延伸。在基本上平行于主流动方向延伸的独立的平面中配置轴。它们方便地穿过单个的混合器盘的重力中心。可替换地，排轴线也能够连接在流动方向中的各个混合器盘的排的最前面的点或适合于几个不同的混合器盘均匀对准的其它的点。例如，不同长度的混合器盘能够全部按它们的前沿排列，因此排轴线贯穿各个的前沿。优选地，轴在它们的平面中相对于主流动方向形成具有从75°到90°和/或从-75°到-90°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合器（１），安置在流体通道（２）中并包括多个在按照主流动方向（４）流过流体通道（２）的流体（Ｐ）中生成前沿涡流（５）的混合器盘（３），所说的混合器盘（３）沿着基本横向于主流动方向（４）延伸的轴（６、７）被配置成混合器盘的排（８、９），由此，各混合器盘的排（８、９）的混合器盘（３）沿相对于流体的主流动方向（４）的相同的方向成角度，其特征在于：混合器盘的排（８、９）在共同流体通道段（１０）中相对于主流动方向（４）相邻排列，由此，毗邻的混合器盘的排（８、９）的 混合器盘（３）交替地以相对于主流动方向（４）的正的和负的迎角（α）排列。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯鲁舍韦，斯特凡莱泽，米夏埃尔卡茨，
申请(专利权)人：巴尔克有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]