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Title:
CONTINUOUSLY WORKING AND FLUID-BREATHING FLUID MIXING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/083921
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a fluid mixing device (1) comprising a main mixing chamber (2) with a main mixing area (4) whose cross section narrows along a main extension direction (Rx2) from an inlet end (6) to an outlet end, and that has a quaternary fluid inlet (400) which is provided axially in a closure part (12) closing the main mixing area (4), in particular at one end, the quaternary fluid inlet (400) leading into the main mixing area (4) in order to supply a quaternary fluid to the main mixing area (4), and a tertiary fluid inlet (300) leading tangentially into the main mixing area (4) in order to supply the main mixing area (4) tangentially with a tertiary fluid. Optionally the tertiary fluid inlet (300) has a premixing chamber (302) with a premixing space (304) that narrows in its cross section, wherein also optionally the premixing chamber (302) has a secondary fluid inlet (200) leading axially into the premixing space (304) in order to supply the premixing space (304) with a secondary fluid, and a primary fluid inlet (100) leading tangentially into the premixing space (304) in order to supply the premixing space (304) with a primary fluid.

Inventors:
STAUDACHER ROBERT (DE)
WAGNER CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/078744
Publication Date:
April 30, 2020
Filing Date:
October 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
STAUDACHER ROBERT (DE)
International Classes:
B01F5/04; B01F5/00; B01F15/06
Foreign References:
DE3923480A11991-01-24
DE102016011540B32017-11-09
EP3093475A12016-11-16
EP2596859A12013-05-29
US4790666A1988-12-13
Attorney, Agent or Firm:
WITMANS, H.A. (NL)
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Claims:
Ansprüche

1. Fluidmischeinrichtung (1) und insbesondere kontinuierlich arbeitende und flu idatmende Fluidmischeinrichtung (1), umfassend wenigstens eine Hauptmisch kammer (2) mit wenigstens einem Hauptmischraum (4), der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung (RX2) von einem Einlas sende (6) mit einem großen Durchmesser ΌQ ZU einem Auslassende (8) mit einem kleinen Durchmesser Ds verjüngt, wobei am Auslassende (8) eine sich in Haupt erstreckungsrichtung (Rxi) in ihrem Querschnitt in Häupter Streckungsrichtung (RX2) erweiternde Düse (10) vorgesehen ist, und wobei am Einlassende (6) ein den Hauptmischraum (2) insbesondere stirnseitig verschließendes Verschlussteil (12) vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil (12) folgendes aufweist:

wenigstens einen insbesondere axial in den Hauptmischraum (4) mündenden Quartärfluideinlass (400), um dem Hauptmischraum (4) wenigstens ein Quartär fluid zuzuführen, und

wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum (4) mündenden Tertiärflu ideinlass (300), um dem Hauptmischraum (4) tangential wenigstens ein Tertiär fluid zuzuführen, wobei die Fluidmischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Hauptmischraum eine Vermischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassen de (8) des Hauptmischraumes (4) als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei optio nal der Tertiärfluideinlass (300) wenigstens eine Vormischkammer (302) auf weist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungs richtung (RX3OO) von einem Einlassende (306), mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende (308), mit einem kleinen Durchmesser verjüngenden Vor mischraum (304), und wobei die Vormischkammer (302) folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Vormischraum (304) mündenden Se kundärfluideinlass (200), um dem Vormischraum (304) wenigstens ein Sekun därfluid zuzuführen, und

wenigstens einen tangential in den Vormischraum (304) mündenden Primärflui deinlass (100), um dem Vormischraum (304) wenigstens ein Primärfluid zuzu führen.

2. Fluidmischeinrichtung nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Quartärfluideinlass (400) und der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Se kundärfluideinlass (200) und der Primärfluideinlass (100) derart komplementär zueinander angeordnet sind, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr- Effekt in der Hauptmischkammer (2) bzw. in der Vormischkammer (302) ausbildet.

3. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

das der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) mit der Atmosphäre in Fluidverbindung stehen und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft sind.

4. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) mit Druckgas beaufschlagt werden und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekun därfluid künstlich beschleunigt werden.

5. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Hauptmischraum (4) und/oder der Vormischraum (304) in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung (RX2;Rx302) wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbesondere verjüngenden hyperbolartigen Trich ters ausgeführt sind.

6. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) und/oder der Primärfluideinlass (100) in ihrem jewei ligen Querschnitt entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung (Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo) von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslas sende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form ei nes sich verjüngenden hyperbolartigen Trichters ausgebildet sind.

7. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Düse (10) als eine Lavaldüse ausgebildet ist und/oder wenigstens eine Strom leitführung, insbesondere eine Spiralströmungsführung aufweist, um das ge führte Fluid in einen spiralförmigen Strömungsweg, insbesondere mit in Strö mungsrichtung zunehmender Steigung zu zwingen.

8. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Primärfluideinlass (100) und/oder der Tertiärfluideinlass (200) Primärfluid leitungsmittel (102) bzw. Tertiärfluidleitungsmittel aufweisen, über die sie mit einem Fluiddruckreservoir oder einer Fluidpumpe, in Fluidverbindung stehen, wobei

wenigstens ein Abschnitt des Primärfluidleitungsmittels (102) und/oder des Se kundärfluidleitungsmittels wenigstens ein Fluidtemperierungsmittel (106) auf weist, beispielsweise einen der Hauptmischkammer (2) zugeordneten Wärme tauscher (106), insbesondere umfassend wenigstens eine in oder an einer Wan dung (14) der Hauptmischkammer (2) verlaufende Fluidleitung (110).

9. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

das der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Primärfluideinlass (100) wenigs tens ein Ventilmittel (108) aufweisen, um die Zufuhr des darin geführten Fluides zu stoppen und zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu Regeln.

10. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

im Quartärfluideinlass (400) und/oder Tertiärfluideinlass (300) und/oder Sekun därfluideinlass (200) und/oder Primärfluideinlass (100) und/oder Hauptmisch raum und/oder Vormischraum wenigstens eine Stromleitführung vorgesehen ist, die für das geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg definieren, bei spielsweise in Form einer hyperbolartigen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströmung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende, hyperbolarti- ge Spiralbahn zu drängen.

11. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Tertiärfluideinlass (300) und/oder der Primärfluideinlass (100) um eine or thogonal zur jeweiligen Hauptströmungsrichtung (RX2; Rx302) in der einmünden den Kammer (4; 304) verlaufende Schwenkachse (As3oo; Asioo) in einer Schwen krichtung entgegen der Hauptströmungsrichtung (RX2; RX302) in einem Bereich von 90° bis 150° verschwenkbar ausgebildet ist.

12. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vormischkammer (302) ein den Vormischraum (304) an einem Einlassende (306) verschließendes Ver schlussteil (312) aufweist, an dem wenigstens der eine Sekundärfluideinlass (200) und wenigstens der eine Primärfluideinlass (100) vorgesehen sind und/oder an einem Auslassende (308) des Mischraumes (304) eine sich in Haupterstre ckungsrichtung (RX302) in ihrem Querschnitt erweiternde Düse (310) vorgesehen ist.

13. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Hauptmischkammer (2) und die Vormischkammer (302) eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung bilden.

14. Fluidmischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass je wenigstens ein Fluidleitelement (600) aufweisen, das wenigstens teilweise in den jeweiligen Hauptmischraum bzw. Vormischraum einragt, wobei optional insbesondere der Quartärfluideinlass (400) und/oder der Sekundärfluideinlass (200) ein in die Hauptmischkammer (2) und/oder Vormischkammer (302) einragendes Rohrstück (600) aufweist, welches optional als hyperbolartiger Trichter ausgeformt ist.

15. Verfahren zum Betrieb einer Fluidmischeinrichtung nach einem der Patentan sprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte:

Zuführen eines Tertiärfluides über den tangentialen Tertiärfluideinlass (300) der Fluidmischeinrichtung zum Hauptmischraum (4) der Hauptmischkammer (2), so dass sich im Hauptmischraum (4) eine Wirbelströmung bildet, wobei durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder eine insbesondere externe Druckbeaufschla gung über den Quartärfluideinlass (400) ein Quartärfluid in den Hauptmisch raum (4) gefördert wird, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende (8) des Hauptmischraumes (4) als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei optional noch folgendes erfolgt: Zuführen eines Primärfluides (100) über den tangentialen Primärfluideinlass (100) in den Vormischraum (304) der Vormischkammer (302), so dass sich im Vormischraum (304) eine Wirbelströ mung bildet, wobei durch einen Venturi-Wirbelrohr- Effekt und/oder eine insbe- sondere externe Druckbeaufschlagung über den Sekundärfluideinlass (200) ein

Sekundärfluid in den Vormischraum (304) gefördert wird und sich durch eine Primärfluid- Sekundärfluid-Mischung ein Tertiärfluid bildet.

Description:
Beschreibung

Titel: Kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidmischeinrichtung und

Verfahren zum Betrieb einer solchen

Vorliegende Erfindung betrifft eine insbesondere kontinuierlich arbeitende und fluid atmende Fluidmischeinrichtung, umfassend wenigstens eine Hauptmischkammer mit einem Hauptmischraum, in den über einen Quartärfluideinlass ein Quartärfluid und über einen Tertiärfluideinlass ein Tertiärfluid derart zuführbar sind, dass sie sich im Hauptmischraum miteinander vermischen und den Hauptmischraum als Quintärfluid verlassen.

Derartige Fluidmischeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie ha ben unterschiedliche Anwendungsgebiete, und unterscheiden sich unter anderem in der Art der Fluide und auf welche Weise diese Fluide der Fluidmischeinrichtung zuge führt werden.

So ist es beispielsweise möglich, eine solche Fluidmischeinrichtung derart auszubil den, dass die Fluide gemischt und als effektiv vermischtes Quintärfluid, beispielsweise ein Flüssigkeit-Gas-Gemisch, die Hauptmischkammer verlassen. Eine solche Fluid mischeinrichtung ist beispielsweise als Begaser in Kläranlagen realisierbar. Ähnliche Fluidmischeinrichtungen finden auch bei Schneekanonen und insbesondere in soge nannten Nukleatoren ihre Anwendung. Mit solchen Nukleatoren wird ein Gemisch aus Wasser und (Druck)luft erzeugt, das bei der Ausbringung in die Atmosphäre Schneekerne (Nukleide) bildet.

Aus energetischer Sicht weisen bekannte Fluidmischeinrichtungen jedoch Schwächen in der Effektivität bzw. der Qualität der Vermischung der Fluide auf. Zudem ist für die künstliche Beschleunigung, wenigstens des Quartärfluides, ein hoher Druck not wendig, der beispielsweise mittels leistungsstarker Pumpen oder Kompressoren er zeugt werden muss. Dies ist ineffektiv, kostenintensiv und hinsichtlich der Haltbar - keit nachteilig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Fluidmischeinrichtung und insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidmischeinrichtung anzubieten, die eine effizientere, insbesondere auch energieeffizientere und/oder bes sere Vermischung von Fluiden erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch eine Fluidmischeinrichtung und durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch eine Fluidmischeinrichtung und insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidmischeinrichtung, gelöst, um fassend wenigstens eine Hauptmischkammer mit wenigstens einem Hauptmischraum, wobei sich der Hauptmischraum in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstre ckungsrichtung RX 2 von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngt, wobei am Auslassende eine sich in Haupterstreckungsrichtung Rx 2 in ihrem Querschnitt in Haupterstreckungs richtung RX2 erweiternde Düse vorgesehen ist und wobei am Einlassende ein den Hauptmischraum insbesondere stirnseitig verschließendes Verschlussteil vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil Folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Hauptmischraum mündenden Quartärfluideinlass, um dem Hauptmischraum wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum mündenden Tertiärfluideinlass, um dem Hauptmischraum tangen tial wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen, wobei die Fluidmischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Hauptmischraum eine Vermischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Hauptmischraumes als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei op tional der Tertiärfluideinlass wenigstens eine Vormischkammer, insbesondere eine sogenannte Tertiärfluideinlassdüse aufweist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung von einem Einlassende, mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Vormischraum, und wobei die Vormischkammer Folgendes aufweist: wenigsten einen insbesondere axial in den Vormischraum mündenden Sekundärfluideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tan gential in den Vormischraum mündenden Primärfluideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Primärfluid zuzuführen.

Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidmischeinrich tung, wie sie hier beschrieben ist, gelöst, umfassend die folgenden Schritte: Zuführen eines Tertiärfluides über den tangentialen Tertiärfluideinlass der Fluidmischeinrich tung zum Hauptmischraum der Hauptmischkammer, sodass sich im Hauptmischraum eine Wirbelströmung bildet, wobei durch einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt und/oder eine insbesondere externe Druckbeaufschlagung über den Quartärfluideinlass ein Quartärfluid in den Hauptmischraum gefördert wird, wobei ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Hauptmischraums als Quin- tärfluid ausgegeben wird, und wobei optional noch folgendes erfolgt: Zuführen eines Primärfluides über einen tangentialen Primärfluideinlass in einen Vormischraum ei ner Vormischkammer, sodass sich im Vormischraum eine Wirbelströmung bildet, wo bei durch einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt und/oder eine insbesondere externe Druck beaufschlagung über einen Sekundärfluideinlass ein Sekundärfluid in den Vormisch raum gefördert wird und sich durch eine Primärfluid-Sekundärfluid-Mischung das Tertiärfluid bildet.

Kern der Erfindung ist unter anderem die Verwendung von sich entlang der jeweiligen Haupterstreckungsrichtung bzw. der Hauptströmungsrichtung in ihrem Querschnitt verringernder Mischräumen bzw. Reaktorräumen, die derart angeordnet sind, dass Fluide optional über den Vormischraum und den jeweiligen Einlass im Hauptmisch raum zusammengeführt und durch die Fluidmischeinrichtung geführt werden. Unter dem Begriff„tangentiales Einleiten“ und„axiales Einleiten“ wird hier optional jede Art von Einleiten verstanden, die„im Wesentlichen tangential“ bzw.„im Wesentlichen axial“ ausgerichtet ist. Insbesondere kann hier die Einleitung um einen Winkel von bis zu ±15 Grad, optional von bis zu ±10 Grad zur vollständigen Axialität bzw. Tan- gentialität abweichen. Optional beträgt der tangentiale Abweichungswinkel bis zu ±15 Grad, optional bis zu ±10 Grad, wobei diese positive Winkeldefinition eine Abweichung der Einlassrichtung in Richtung des Zentrums, also von der Wandung weg gerichtet definiert. Unter einem Fluid wird optional jede Art von Flüssigkeit und/oder Gas verstanden, wobei wenigsten ein Fluid auch in unterschiedlichen, insbesondere sich verändernden Aggregatzuständen durch die Fluidmischeinrichtung geführt werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, wenigstens ein Fluid in einer flüssigen Form durch die Fluid mischeinrichtung zu führen und dann wenigstens teilweise in einen gasförmigen Ag gregatzustand überzuführen, oder umgekehrt.

Unter einer„Düse“ wird im Umfang der Erfindung jegliche Art von Auslassmittel ver standen, um das im jeweiligen Raum, den die Düse am Auslassende abschließt geführ te Fluid auszuleiten.

Es sei angemerkt, dass im Umfang der Erfindung von„Haupterstreckungsrichtungen“ und„Hauptströmungsrichtungen“ geredet wird. Das bedeutet, dass ein entlang der Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung geführtes Fluid bei globa ler Betrachtung in dieser Richtung geführt wird. Während dieser globalen Führung kann darüber hinaus eine davon abweichende lokale Richtung eingenommen werden. Beispielsweise kann ein Fluid in Haupterstreckungsrichtung auch spiralförmig mäan dernd oder in einer dergleichen, insbesondere abschnittsweise von der Haupterstre ckungsrichtung abweichenden Richtung geführt werden.

Es hat sich herausgestellt, dass bei einer hier beschriebenen Fluidmischeinrichtung eine effektivere Vermischung bzw. eine sehr energieeffiziente Mischung der durch die Fluidmischeinrichtung geführten Fluide erreicht werden kann. Durch die Verwendung des beschriebenen sich verjüngenden Mischraums und die erfindungsgemäße optiona le Einführung der Primär- und Sekundärfluide in axialer und tangentialer Richtung erfolgt optional bereits im Vormischraum eine energieeffiziente Führung und Mi schung der geführten Fluide, die durch die erfindungsgemäße Einleitung des resultie renden Tertiärfluides in den Hauptmischraum der Hauptmischkammer in tangentia ler Richtung und die anschließende Vermischung mit dem axial eingeführten Quartär- fluid weiter energetisch verbessert wird. Das Resultat ist ein optimal energieeffizient vermischtes und, je nach Ausführungsform, beschleunigtes Quintärfluid, das über die Düse die Fluidmischeinrichtung als Quintärfluid verlässt. Zudem hat sich herausge- stellt, dass eine solche Fluidmischeinrichtung optional ohne aktive Beschleunigung des Quartärfluides und/oder Sekundärfluides ausgebildet werden kann. Erfindungs gemäß erfolgt also optional das Zuführen des Quartärfluides über das Verschlussteil axial in Strömungsrichtung des Quintärfluides. Die Zuführung erfolgt optional von außerhalb der Fluidmischeinrichtung über das Verschlussteil in die Hauptmisch kammer. Die Zuführung erfolgt optional aus einer der Düse entgegengesetzten Rich tung, also insbesondere von einem Punkt hinter der Verschlussklappe. Das Ver schlussteil schließt optional den Hauptmischraum stirnseitig ab, wobei als einziger Zugang der Quartärfluideinlass insbesondere axial vorgesehen ist.

Optional gilt, wie eingangs erwähnt, dass der Tertiärfluideinlass wenigstens eine Vormischkammer, insbesondere eine sogenannte Tertiärfluideinlassdüse aufweist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung von einem Einlassende, mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende, mit einem klei nen Durchmesser, verjüngenden Vormischraum, und wobei die Vormischkammer Fol gendes aufweist: wenigsten einen insbesondere axial in den Vormischraum münden den Sekundärfluideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Sekundärfluid zuzu führen, und wenigstens einen tangential in den Vormischraum mündenden Primärflu ideinlass, um dem Vormischraum wenigstens ein Primärfluid zuzuführen.

Anstelle dieser Bauweise kann der Tertiärfluideinlass als ein Rohrleitungselement, eine Düse oder jede andere entsprechende Art von Fluidführung für das Tertiärfluid ausgebildet sein. Es ist denkbar als Tertiärfluideinlass wenigstens eine Bohrung oder eine vergleichbare Öffnung in dem Verschlussteil auszuführen, so dass das Tertiärflu id tangential in den Hauptmischraum eingebracht werden kann. An diese Bohrung bzw. vergleichbare Öffnung kann eine Rohrleitung, eine Fluidführung etc. angeschlos sen sein. Eine Vormischung von Primär- und Sekundärfluid zu einem Tertiärfluid ent fällt optional in dieser Variante.

Vorzugsweise sind über den Umfang dem Verschlussteil wenigstens drei Tertiärfluide- inlässe vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt die Verteilung gleichmäßig über den Umfang verteilt. Optional sind der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass und der Primärfluideinlass derart komplementär zueinander an geordnet, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Hauptmischkammer und/oder in der Vormischkammer ausbildet. Beispielsweise können der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass so angeordnet sein, dass durch das tangentiale Einleiten des Tertiärfluides das Quartärfluid in die Hauptmischkammer bzw. seinen Hauptmisch raum eingesaugt wird. Selbiges gilt optional für den Primärfluideinlass, der derart tangential in die Vormischkammer mündet, dass das Sekundärfluid durch einen Ven- turi-Wirbelrohr-Effekt in die Vormischkammer bzw. seinen Vormischraum gesaugt wird. Auch sind Mischformen denkbar, wobei beispielsweise eine Teilmenge wenigs tens eines Fluides über einen solchen Venturi-Wirbelrohr-Effekt eingesaugt, eine an dere Teilmenge aktiv eingebracht und insbesondere gepumpt wird.

Optional stehen der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit der Atmosphäre in Fluidverbindung. Weiter optional sind das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft und insbesondere Druckluft. Es ist möglich, dass der Quartärflui deinlass und/oder der Sekundärfluideinlass in direkter Fluidverbindung mit der At mosphäre stehen. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn, wie zuvor beschrieben, der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und der Primärfluideinlass derart komplementär zueinander angeordnet sind, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Hauptmischkammer bzw. in der Vormisch kammer ausbildet. Bei der direkten Verbindung des Quartärfluideinlasses und/oder des Sekundärfluideinlasses mit der Atmosphäre wird so auf einfache und zuverlässige Weise Luft aus der Atmosphäre in die Fluidmischeinrichtung gezogen. Das Quartär fluid und/oder das Sekundärfluid können optional ein Druckgas und insbesondere Druckluft sein, um das Einströmen zu verstärken/unterstützen. Es ist denkbar, eine Druckquelle, beispielsweise einen Kompressor, eine Pumpe oder eine dergleichen Druckwirkende Anordnung, mit dem Quartärfluid und/oder Sekundärfluideinlass in Fluidverbindung zu bringen, um das dort geführt Fluid unter Druck zusetzten und der Mischkammer zuzuführen.

Optional gilt, dass der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit Druckgas beaufschlagt werden und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid künstlich beschleunigt werden. Selbiges gilt optional entsprechend für den Primärflu ideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass bzw. das Primärfluid und/oder das Tertiär fluid.

Optional erfolgt das Zuführen des Quartärfluides und/oder des Sekundärfluides durch Druckbeaufschlagung, optional unter 0,1 - 10 bar, weiter optional unter 0,5 - 3 bar absolut. Optional erfolgt das Zuführen des Tertiärfluides und/oder des Primärfluides durch Druckbeaufschlagung, optional unter 1 - 80 bar, weiter optional unter 3 - 50 bar absolut. Optional sind das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid ein Gas und insbesondere Luft.

Optional sind der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum als Rotationskörper um ihre jeweilige Haupterstreckungsachse ausgeführt.

Optional sind der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx2; Rx 302 wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbesondere verjüngenden hyperbolartigen Trichters ausge führt. In vereinfachter Bauweise können hier auch Radien, Polynomstücke oder ver gleichbare Geometrien eingesetzt werden. Der hyperbolartige Trichter ist dabei optio nal als hyperboloider Trichter, nämlich als sogenannte Torricelli Trompete ausgeführt und insbesondere als Rotationskörper eines Graphen mit der Form y=l/x, mit dem Definitionsbereich X>1, rotierend um die X-Achse. Im Umfang der Erfindung gelten auch Volumenkörper mit einer Abweichung von ±10 % von dieser geometrischen Form mitumfasst. Es hat sich herausgestellt, dass ein in einem derartigen Volumenkörper geführtes Fluid auf besonders effektive Weise geführt und optional beschleunigbar geführt wird.

Optional sind der Quartärfluideinlass und/oder Tertiärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass in ihrem jeweiligen Querschnitt entlang ihrer Häupter S treckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo von einem Einlas sende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form eines sich verjüngenden hyperbo lartigen Trichters ausgebildet. Auch für einen solchen hyperbolartigen Trichter kann das zuvor Genannte gelten. Das heißt, ein solcher hyperbolartiger Trichter ist optional als Radius, Polynom oder hyperboloider Trichter, nämlich als sogenannte Torricelli Trompete ausgeführt und insbesondere als Rotationskörper eines Graphen mit der Form y=l/x, mit dem Definitionsbereich X>1, rotierend um die X-Achse. Im Umfang der Erfindung gelten auch Volumenkörper mit einer Abweichung von ±10 % von dieser geometrischen Form mitumfasst.

Optional ist an der Hauptmischkammer und/oder an der Vormischkammer und insbe sondere im Auslassbereich bzw. einem Auslassende des Mischraums eine Düse vorge sehen. Diese Düse kann als eine Lavaldüse ausgebildet sein. Sie kann als eine sich erweiternde Düse ausgebildet sein. Eine solche Düse kann die Form eines hyperbolar- tigen und insbesondere hyperboloiden Trichters aufweisen. Sie kann als Diffusor aus gebildet sein. Optional ist die Düse derart ausgebildet, dass sie die Wirbelströmung des Fluids, das in der Hauptmischkammer bzw. der Vormischkammer geführt wird, gleichrichtet und/oder eine möglichst hohe Ausströmungsgeschwindigkeit generiert. Die Düse kann analog zur Geometrie der Hauptmischkammer bzw. der Vormisch kammer insbesondere gegenläufig dazu ausgeführt sein.

Es ist möglich, eine solche Düse mit einer Spiralströmungsführung zu versehen, um das geführte Fluid in einen spiralförmigen Strömungsweg insbesondere mit in Strö mungsrichtung abnehmender Steigung zu zwingen. Eine solche Spiralströmungsfüh rung können beispielsweise Einbauten und insbesondere Vorsprünge sein, die das in der Düse geführte Fluid, in eine Spiralströmung zwingen. Es ist auch möglich, die Dü se in einer in sich gedrehten Form auszubilden, sodass sich eine solche Spiralströ mungsführung und/oder ein spiralförmiger Strömungsweg ergeben. Optional ist die Spiralform dabei so gewählt, dass sich eine hyperbolartige und insbesondere hyperbo lisch abnehmende Steigung ergibt.

Optional weist wenigstens ein Fluideinlass, insbesondere der Primärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass, wenigstens ein Fluidleitungsmittel und insbesondere Primärfluidleitungsmittel bzw. Tertiärfluidleitungsmittel auf. Optional steht der Flu ideinlass über wenigstens ein Fluidleitungsmittel mit wenigstens einem Fluidreser voir, beispielsweise einem Wasserreservoir, oder einer Fluidpumpe, beispielsweise einer Wasserpumpe, in Fluidverbindung. Optional ist das Fluidreservoir ein Druckre servoir, in dem das zu führende Fluid unter Druck steht und so optional dem Einlass druckbeaufschlagt zugeführt wird.

Optional weisen wenigstens ein Abschnitt des Primärfluidleitungsmittels und/oder des Tertiärfluidleitungsmittels und/oder wenigstens einer der Fluideinlässe und/oder we nigstens eine der Kammern wenigstens ein Fluidtemperierungsmittel auf. Ein solches Fluidtemperierungsmittel kann beispielsweise ein der Hauptmischkammer und/oder der Vormischkammer zugeordneter Wärmetauscher sein. Dieser kann insbesondere wenigstens eine in und/oder an der Wandung der Kammer verlaufende Fluidleitung aufweisen. Der Vorteil eines solchen Fluidtemperierungsmittels liegt in der Möglich keit, ein in dem jeweiligen Fluidleitungsmittel und/oder der jeweiligen Kammer und/oder dem jeweiligen Fluideinlass geführtes Fluid anzuwärmen und/oder abzuküh len. So kann beispielsweise ein in die Vormischkammer eingeleitetes Primärfluid über einem der Hauptmischkammer zugeordneten Wärmetauscher vorgewärmt bzw. abge kühlt werden, sodass es in erwärmtem/abgekühltem Zustand in die Vormischkammer eingeführt und dort mit dem Sekundärfluid vermischt wird. Die (Vor) wärmung bzw. Abkühlung kann dabei optional so erfolgen, dass sich der Aggregatszustand des ge führten Fluides verändert, d.h. das Fluidtemperierungsmittel kann so ausgebildet sein, dass das damit in Kontakt tretende, geführte Fluid seinen Aggregatzustand än dert. So kann beispielsweise ein zuvor flüssiges Fluid durch den Kontakt mit dem Flu idtemperierungsmittel in ein im Wesentlichen teilweise gasförmiges Fluid übergeführt werden oder umgekehrt. Optional ist das Fluidtemperierungsmittel als Fluidvorwär mungsmittel ausgebildet. Es ist möglich, das Fluidtemperierungsmittel als Fluidküh lungsmittel auszubilden. Auch dies ist von der Erfindung mit umfasst und es gilt alles was hinsichtlich der Ausbildung zur Erwärmung gesagt wurde entsprechend für die Ausbildung zur Kühlung. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Kühlung des we nigstens einen geführten Fluides erreicht werden. Ein Fluidtemperierungsmittel kann optional mit einem externen Kühlleitungsmittel verbunden sein, beispielswiese einem mit einem Wasserreservoir in Verbindung stehenden Leitungssystem, über das Was ser oder eine dergleichen Kühlmittel zugeführt werden kann.

Das Fluidtemperierungsmittel weist optional wenigstens ein Fluidleitungsmittel auf, das insbesondere spiralförmig oder dergleichen mäandernd in und/oder an der Wan dung der Hauptmischkammer und/oder Vormischkammer verlaufend angeordnet ist und/oder wenigstens abschnittsweise in und/oder wenigstens abschnittsweise an der Wandung der Hauptmischkammer und/oder Vormischkammer von der Düse zum Ein lass, insbesondere dem Tertiärfluideinlass bzw. Primärfluideinlass verlaufende ausge bildet ist. Durch die Führung des Fluidleitungsmittels in der jeweiligen Wandung kann ein effektiver Wärmeübertrag erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Fluidleitungsmittel bzw. das Fluidtemperierungsmittel derart auszubilden, dass es eine Kühlung oder Erwärmung der Düse und/oder der Kammerwandung bewirkt wird. Optional wird das Fluid als gekühltes Fluid der Fluidmischeinrichtung und ins besondere dem Fluidtemperierungsmittel zugeführt, um über das Fluidtemperie rungsmittel erwärmt zu werden. Auch ist es denkbar, dass Fluidtemperierungsmittel so auszubilden, dass wenigstens ein geführtes Fluid abgekühlt wird.

Optional ist das Fluidleitungsmittel spiralförmig und/oder mäandernd geführt ange ordnet. Weiter optional ist es derart ausgebildet, dass es der Fluidtemperierung und/oder der Druckerveränderung des geführten Fluids dient und/oder eine Temperie rung der Düsen und/oder Kammerwandung bewirkt. Optional ist es denkbar, dass das Fluidleitungsmittel einen runden, und insbesondere kreisrunden Querschnitt auf weist. Als runder Querschnitt wird optional ein Querschnitt mit einer stetigen Wan dungsentwicklung angesehen. Weiter optional ist es möglich, Leitvorrichtungen im Fluidleitungsmittel vorzusehen, insbesondere um eine Eindrehung der Strömung des geführten Fluides zu bewirken. Diese Leitvorrichtungen sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie das geführte Fluid in eine spiralförmige Strömung entlang der Hauptströmungsrichtung im Fluidleitungsmittel zwingen.

Optional weisen der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass wenigstens jeweils ein Ventilmittel auf, um die Zufuhr des darin geführten Fluides zu stoppen und/oder zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu regeln. Optional ist das Ventilmittel dabei derart ausgebildet, dass es den Zufluss des Tertiärfluides und/oder des Primärfluides dann ermöglichen, wenn ein ausreichender Tertiärfluid- bzw. Pri märfluiddruck und/oder eine ausreichende Tertiärfluidtemperatur bzw. Primärfluid temperatur erreicht ist, um in der jeweiligen Hauptmischkammer bzw. Vormisch- kammer einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt auszubilden und insbesondere Quartärfluid bzw. Sekundärfluid anzusaugen und/oder druckbeaufschlagt einströmen zu lassen.

Das Ventilmittel ist optional so ausgebildet, dass es erst öffnet, wenn das über den Primärfluideinlass und die Primärfluiddruckquelle, beispielsweise einem Fluidreser voir oder einer Fluidpumpe, zugeführte Primärfluid die ausreichende Temperatur bzw. den ausreichenden Druck für den Venturi-Wirbelrohr-Effekt (Niederdruck im Zentrum) in der Vormischkammer erreicht. Selbiges gilt optional für ein optional dem Tertiärfluid zugeordnetes Ventilmittel.

Optional ist im Quartärfluideinlass und/oder Tertiärfluideinlass und/oder Sekundär fluideinlass und/oder Primärfluideinlass und/oder Hauptmischraum und/oder Vor mischraum wenigstens eine Stromleitführung für den Fluidstrom vorgesehen. Es ist denkbar, dass zur Bildung der Stromleitführung der Quartärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und/oder der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum wenigstens abschnitts weise in sich gedreht ausgeführt sind, insbesondere um für das darin geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg zu definieren. Auch ist es denkbar, dass sie derart ausgebildet sind, dass sie das darin geführte Fluid in einen in sich gedrehten Strömungsweg zwingen. Es ist denkbar, wenigstens eine Stromleitführung, insbeson dere Spiralströmungsführung auszubilden, beispielsweise in Form einer hyperbolarti- gen insbesondere hyperbolischen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströ mung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende hyperbolartige Spiralbahn zu drängen. Optional ist wenigstens eine Stromleitführung, insbesondere eine Spiral strömungsführung vorgesehen, beispielsweise als ein Einbaumittel mit wenigstens einem Leitblech oder einer dergleichen Führungselement. Auch ist es möglich, eine solche Stromleitführung integral mit der Wandung auszuführen und insbesondere mittels entsprechend ausgebildeter Erhebungen in der Wandung, die in Querschnitts ebene den Querschnitt im Strömungsweg entsprechend reduzieren, sodass das darin geführte Fluid in eine Richtungsänderung gezwängt wird. Bei einer spiralförmigen Anordnung der Stromleitführung ergibt sich so eine spiralförmige Strömungsbahn des geführten Fluids. Optional ist es denkbar, den jeweiligen Einlass oder die Kammer und insbesondere die Wandungen des jeweiligen Einlasses bzw. Kammer um die je weilige Haupterstreckungsachse tordiert auszubilden, wodurch sich eine spiralförmige Strömungsführung im Strömungsweg ergibt. Es ist denkbar, die Stromleitführung derart auszubilden, dass sich abnehmende und/oder zunehmende Steigungen in der Strömungsbahn und insbesondere in einer spiralförmigen Helixbahn ergeben. Die Stromleitführung ist optional so ausgebildet, dass sich die Steigung entlang der Haupterstreckungsrichtung spiralförmig reduziert. Die Stromleitführung ist optional zur Strömungsgleichrichtung ausgebildet, um eine dort geführte Strömung gleichzu richten bzw. zu laminarisieren.

Optional sind der Quartärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und/oder der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum in ihrem Querschnitt rund ausgebildet und insbesondere kreisrund. Es sind auch elliptische und dergleichen stetig entwickelte Querschnitts formen anwendbar.

Optional sind der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass um eine ortho gonal zur jeweiligen Hauptströmungsrichtung in der einmündenden Kammer verlau fenden Schwenkachse in einer Schwenkrichtung entgegen der Hauptströmungsrich tung RX2; RX 302 in einem Bereich von 90 Grad bis 150 Grad verschwenkbar ausgebildet. Auf diese Weise kann beispielsweise ein über den jeweiligen Einlass geführtes Fluid tangential und darüber hinaus bereits in Hauptströmungsrichtung beschleunigt wer den. Insbesondere beim Start der Fluidmischeinrichtung ist optional der jeweilige Ein lass in einem Winkel von 90 Grad geschwenkt, also tangential- orthogonal zur Haupt erstreckungsachse. Während des Betriebs kann dieser Schwenkwinkel dann auf bis zu 150 Grad erhöht werden so dass die Einleitungsrichtung verstärkt in die Hauptströ mungsrichtung weist.

Optional weist die Vormischkammer ein den Vormischraum an einem Einlassende verschließendes Verschlussteil auf, an dem optional wenigstens der eine Sekundärflu ideinlass und wenigstens der eine Primärfluideinlass vorgesehen sind. Darüber hinaus weist die Vormischkammer optional an einem Auslassende des Mischraums eine sich in Haupterstreckungsrichtung in ihrem Querschnitt erweiternde Düse, wie sie bereits zuvor auch schon beschrieben wurde, auf. Es ist denkbar, die hier beschriebenen Verschlussteile am Vormischraum bzw.

Hauptmischraum integral mit der jeweiligen Wandung des Raums auszubilden. Auch ist es denkbar, sie als eigenständiges Bauteil vorzusehen. Insbesondere in diesem Zu sammenhang können dann die jeweiligen Einlässe für die Fluide sehr kostengünstig am Verschlussteil vorgesehen sein.

Es ist denkbar, eine Mehrzahl an Primärfluideinlässen und/oder Tertiärfluideinlässen an der Vormischkammer bzw. der Hauptmischkammer vorzusehen. Insbesondere sind die jeweiligen Einlässe optional insbesondere gleichmäßig über den Umfang der jewei ligen Kammer bzw. des jeweiligen Verschlussteils verteilt.

Optional bilden die Hauptmischkammer und die Vormischkammer eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung. Das bedeutet insbesondere, dass die Haupt mischkammer und die Vormischkammer in ihrer Grundgeometrie identisch, jedoch in unterschiedlicher Größe ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Hauptmischkam mer bzw. der Hauptmischraum einen hyperbolischen Querschnitt aufweisen, während die Vormischkammer einen identischen hyperbolischen Querschnitt, jedoch mit redu zierter Größe aufweist.

Optional weisen der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass je wenigs tens ein Fluidleitelement auf, das wenigstens teilweise in den jeweiligen Hauptmisch raum bzw. Vormischraum einragt, welches optional u.a. als hyperbolartiger Trichter ausgeformt ist. Hier sind sämtliche Formen anwendbar, die hierin auch in Bezug auf die Form des Hauptmischraums bzw. des Vormischraumes genannt sind. Optional ist dieses Fluidleitelement ein Rohr oder ein dergleichen Fluidkanal. Optional schließt das Fluidleitelement stetig an den Quartärfluideinlass bzw. den Sekundärfluideinlass an. Optional ist der Übergang der Wandung des Quartärfluideinlass bzw. des Sekun därfluideinlass zum jeweiligen Fluidleitelement stetig ausgebildet. Optional setzt sich die Wandungsgeometrie des Quartärfluideinlasses bzw. des Sekundärfluideinlasses im Fluidleitelement stetig fort. Ist beispielsweise die Innengeometrie des Quartärfluide- inlasses und/oder des Sekundärfluideinlasses als Trichter und insbesondere als hyper bolartiger, insbesondere hyperbolischer Trichter ausgeführt, kann sich diese Geomet rie optional auch im Fluidleitelement fortsetzten. Es ist auch denkbar, das Fluidlei- telement mit parallelen Innenwandungsteilen, beispielsweise als Rohrstück auszubil den. Auch andere Innenraumgeometrien sind denkbar. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten.

Optional ist das Fluidleitelement entlang und insbesondere coaxial zur jeweiligen Haupterstreckungsrichtungen R X 2 und/oder R X302 geführt. Optional erstreckt sich das Fluidleitelement wenigstens zu 1/2 mal der Länge des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums, optional zu 2/3 der Länge des Hauptmischraums bzw. des Vormisch raums in Richtung des Auslassendes des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vor mischraums, und weiter optional bis zum Bereich des Auslassendes des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vormischraums. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärflu ideinlass gelten

Optional sind das Verschlussteil und/oder die Innenwandung des Hauptmischraums bzw. Vormischraums zueinander ausgerundet ausgebildet. Optional sind das Ver schlussteil und/oder das Fluidleitelement zueinander ausgerundet ausgebildet. Optio nal geht die Außengeometrie des Fluidleitelements im Hauptmischraum bzw. Vor mischraum in Form einer Klothoide, einer Parabel, eines Radius oder dergleichen ste tig gekrümmt in die Innenwandung des Verschlussteils über. Optional ist das Fluid leitelement als Erhebung an der Innenwandung des jeweiligen Verschlussteils des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums ausgebildet. Optional ist das Verschluss teil wenigstens auf seiner dem Hauptmischraum bzw. des Vormischraum zugewand ten Innenwandung stetig einfach oder mehrfach gekrümmt ausgebildet, und insbe sondere im Querschnitt wellenförmig ausgebildet, insbesondere mit einem erhöhten Randbereich im Wandungsbereich des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums gefolgt von einem Wellental und optional einem anschließenden Wellenberg im Be reich der Haupterstreckungsachse des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums bzw. des Einleitungsbereichs des Quartärfluideinlasses bzw. des Tertiärfluideinlasses. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten Optional ist der Quartärfluideinlass und/oder Sekundärfluideinlass von den Ver schlussteilen aus Richtung den Haupterstreckungsrichtungen R X 2 und/oder R X302 mit tels eines solchen Fluidleitelementes und insbesondere eines Rohrstücks in den Hauptmischraum und/oder Vormischraum geführt. Optional reichet diese Fluidlei telement und insbesondere das Rohrstück bis an die Auslassenden der Hauptmisch kammern und/oder Vormischkammern. Obiges aus diesem Absatz kann optional iden tisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluidein lass gelten

Es sein angemerkt, dass dieses Fluidleitelement bei jeder Fluidmischeinrichtung sein Anwendung finden kann, die wenigstens eine Hauptmischkammer mit wenigstens einem Hauptmischraum aufweist, der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung (R X 2) von einem Einlassende mit einem großen Durchmes ser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngt, und wobei am Einlassende ein den Hauptmischraum insbesondere stirnseitig verschließendes Ver schlussteil vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil folgendes aufweist:

Wenigstens einen insbesondere axial in den Hauptmischraum mündenden Quartärflu ideinlass, um dem Hauptmischraum wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum mündenden Tertiärfluideinlass, um dem Hauptmischraum tangential wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen, wobei die Fluidmischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Hauptmischraum eine Ver mischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Hauptmischraumes als Quin- tärfluid ausgegeben wird.

Wie erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer solchen Fluidmischeinrichtung. Sämtliche in Bezug auf die Fluidmischeinrich tung genannten Eigenarten und Ausführungsformen gelten auch für das Verfahren, wobei aus Redundanzgründen nicht explizit darauf eingegangen, sondern nur auf das hierin Genannte verwiesen wird. Umgekehrt gilt sämtliches, in Bezug auf das Verfah ren Genannte auch für die Fluidmischeinrichtung.

So ist es optional denkbar, dass neben dem Fördern über einen Venturi-Wirbelrohr- Effekt insbesondere das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid aktiv in den

Hauptmischraum bzw. den Vormischraum gefördert werden, beispielsweise mittels eines Fluiddruckreservoirs und/oder einer Fluidpumpe.

Auch ist es denkbar, dass das Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch die Hauptmisch kammer als Quintärfluid verlässt und einer nachgeschalteten Turbine zugeführt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise über die Fluidmischeinrichtung elektrische und/oder kinetische Energie gewonnen werden.

Der Anwendungsbereich der hier beschriebenen Fluidmischeinrichtung erstreckt sich von Mischeinrichtungen zum Mischen unterschiedlicher Fluide, über die Anwendung als Begasungsmittel bis hin zur Verwendung in Schneekanonen und dergleichen Be- schneiungseinrichtungen. All diese Anwendungsformen sind von der Erfindung mit umfasst.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen schema tisch:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform der kontinuierlich arbeitenden und fluidatmenden Fluidmischeinrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt der Ausführungsform gern. Fig. 2;

Fig. 3 und 4 eine isometrische Detaildarstellung eines Tertiärfluideinlasses der Aus führungsform gern. Fig. 1;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidmischeinrichtung; und

Fig. 6: einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidmischeinrichtung. Fig. 7: eine isometrische Ansicht und teilgeschnittene Detaildarstellungen einer weite ren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidmischeinrichtung.

Im Folgenden werden für gleiche und gleichwirkende Bauteile dieselben Bezugsziffern verwendet, wobei zur Unterscheidung gleicher Bauteile bisweilen Hochindizes ihre Anwendung finden.

Wenn nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Termini (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Termini) die gleiche Bedeutung, und insbesondere eine Bedeutung, wie sie allgemein von einem Durchschnittsfachmann auf diesem Ge biet verstanden wird, wenn sie im Zusammenhang mit der Beschreibung und den Zeichnungen interpretiert werden. Es versteht sich ferner, dass Termini, wie diejeni gen die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, in Bezug auf das hier relevante technische Gebiet interpretiert werden, und nicht in einem idealisierten o- der in einem übertrieben formalen Sinn, außer dies ist explizit so definiert. In be stimmten Fällen kann auf eine detaillierte Beschreibung allseits bekannter Vorrich tungen und Verfahren verzichtet werden, um eine Redundanz der Beschreibung zu vermeiden. Die Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und die darin verwen dete Terminologie soll die Erfindung nicht einschränken. Die Singularformen„ein“, „der/die/das“ mögen auch die Pluralformen mit einschließen, wenn es der Kontext nicht eindeutig anders nahelegt. Der Ausdruck„und/oder“ schließt jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgelisteten Gegenstände mit ein. Es versteht sich, dass die Begriffe„umfasst“ und/oder„umfassend“ das Vorhan densein genannter Merkmale angeben, jedoch das Vorhandensein oder das Hinzufü gen eines oder mehrerer anderer Merkmale nicht ausschließen. Ferner versteht es sich, dass wenn ein bestimmter Schritt eines Verfahrens als einem anderen Schritt folgend angegeben wird, er direkt auf diesen anderen Schritt folgen kann oder einer oder mehrere Zwischenschritte durchgeführt werden können, bevor der bestimmte Schritt ausgeführt wird, wenn das nicht anders angegeben ist. In der gleichen Weise versteht es sich, dass wenn eine Verbindung zwischen Strukturen oder Komponenten beschrieben ist, diese Verbindung direkt oder über Zwischenstrukturen oder - komponenten erfolgen kann, außer es ist anderweitig spezifiziert. Auf den Offenba- rungsgehalt aller Publikationen, Patentanmeldungen, Patente und anderer hier er wähnter Literatur wird in seiner Gänze verwiesen. Im Fall eines Konflikts gilt die vorliegende Spezifikation, einschließlich ihrer Definitionen.

Die Erfindung wird hier anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch auch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht so verstanden werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind die Ausführungsformen hier angegeben, damit die vorliegende Offenbarung ausführlich und vollständig ist und den Umfang der Erfindung dem Fachmann in vollständiger aber beispielhafter Weise darlegt. Die Beschreibung der beispielhaften Ausführungs formen soll im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden, die als Teil der ganzen schriftlichen Beschreibung gelten sollen. In den Zeichnungen kann es Vorkommen, dass die absoluten und relativen Größen von Systemen, Komponenten, Schichten und Bereichen aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dargestellt sind. Ausführungsformen können anhand schematischer und/oder querschnittsartiger Il lustrationen, idealisierter Ausführungsformen und Zwischenstrukturen der Erfindung beschrieben sein. Relative Termini sowie auch ihre Ableitungen sollten so verstanden werden, dass sie sich auf die Ausrichtung beziehen, wie sie dort in der gerade bespro chenen Zeichnung beschrieben oder gezeigt ist. Diese relativen Termini dienen der übersichtlicheren Beschreibung und erfordern nicht, dass das System in einer be stimmten Ausrichtung aufgebaut oder betrieben werden muss, außer es ist explizit anders angegeben. Beliebige der offenbarten Vorrichtungen oder Teile davon können zusammen kombiniert werden oder in weitere Teile aufgeteilt werden, wenn nicht spezifisch anders angegeben. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in von einander verschiedenen Abschnitten oder Ansprüchen aufgeführt werden, soll nicht angeben, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhafterweise vorge nommen werden kann. Insbesondere sollen alle denkbaren Kombinationen der An sprüche als inhärent offenbart betrachtet werden. In dieser Beschreibung sind Wörter wie„im Wesentlichen“,„ungefähr“ oder„im Allgemeinen/allgemein“ dahingehend aus zulegen, dass sie mindestens Abweichungen eines Maßes von 10 % oder weniger, vor zugsweise 5 % oder weniger, oder Abweichungen von einer Form beinhalten, die für einen Fachmann auf dem Gebiet noch in den Rahmen der betreffenden Definition fal len würden, außer dies ist anderweitig spezifiziert.

Aus Gründen der Klarheit und im Sinne einer stringenten Beschreibung werden Merkmale hier meist als ein Teil einer oder getrennter Ausführungsformen beschrie ben; es versteht sich jedoch von selbst, dass der Umfang der Erfindung auch Ausfüh rungsformen enthalten kann, die Kombinationen aller oder einiger der beschriebenen Merkmale aufweisen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flu idmischeinrichtung in einer isometrischen Ansicht (Fig. 1) und einer Schnittansicht (Fig. 2).

Die erfindungsgemäße Fluidmischeinrichtung 1 umfasst bei dieser Ausführungsform wenigstens eine Hauptmischkammer 2, die einen Hauptmischraum 4 aufweist, der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung Rx2 von einem Einlassende 6 mit einem großen Durchmesser D6 zu einem Auslassende 8 mit einem kleinen Durchmesser Ds verjüngt.

Am Auslassende 8 ist optional bei dieser Ausführungsform eine sich in Haupterstre ckungsrichtung RX2 in ihrem Querschnitt in Haupterstreckungsrichtung Rx2 erwei ternde Düse 10 vorgesehen.

Am Einlassende ist ein den Hauptmischraum 2 insbesondere stirnseitig verschließen des Verschlussteil 12 vorgesehen, was Folgendes aufweist: wenigstens einen insbeson dere axial in den Hauptmischraum 4 mündenden Quartärfluideinlass, um den

Hauptmischraum 4 wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Hauptmischraum 4 mündenden Tertiärfluideinlass 300, um den Hauptmischraum 4 tangential wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen. Der Tertiärflu- ideinlass 300 weist optional wenigstens eine Vormischkammer 302, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstreckungsrichtung Rx3oo von einem Einlas sende 306, mit einem großen Durchmesser, zu einem Auslassende 308, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Vormischraum 304 auf. Die Vormischkammer 302 weist optional wiederum Folgendes auf: optional wenigs tens einen insbesondere axial in den Vormischraum 304 mündenden Sekundärfluidei nlass 200, um dem Vormischraum 304 wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Vormischraum 304 mündenden Primärfluidein lass 100, um dem Vormischraum 304 wenigstens ein Primärfluid zuzuführen.

Kern der Erfindung ist unter anderem die Ausbildung des Hauptmischraums 4 und des Vormischischraums 304 in seinem sich in der jeweiligen Haupterstreckungsrich tung RX2 bzw. RX 302 verjüngenden Querschnitt und die Einleitung der den jeweiligen Raum 4 bzw. 304 versorgenden Fluide in axialer bzw. tangentialer Richtung. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise eine optimale Vermischung und/oder eine sehr energieeffiziente Vermischung der geführten Fluide erzielt werden kann. Dar über hinaus begünstig diese Anordnung die Erzeugung eines Sprays mit einer sehr feinen Tropfenverteilung. Auch das Startverhalten einer solchen Fluidmischeinrich tung hat sich im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen verbessert.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform können optional der Quartärfluidein lass 400 und der Tertiärfluideinlass 300 und/oder der Sekundärfluideinlass 200 und der Primärfluideinlass 100 derart komplementär zueinander angeordnet sein, so dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Hauptmischkammer 2 bzw. der Vormisch kammer 302 ausbildet. Auf diese Weise wird beispielsweise im Bereich des Tertiärflu ideinlasses 300 bzw. der Vormischkammer 302 das Sekundärfluid über den Sekundär fluideinlass 200 angesogen, ohne dass es einer insbesondere mechanischen Beschleu nigung oder Druckbeaufschlagung des Sekundärfluides 200 bedarf. Selbiges ist im Bereich des Quartärfluideinlasses 400 möglich, wobei hier durch den resultierenden Venturi-Wirbelrohr-Effekt eine Venturi- Strömung das Quartärfluid 400 über den Quartärfluideinlass 400 in die Hauptmischkammer 2 bzw. den Hauptmischraum 4 saugt. Eine aktive Förderung könnte aber optional dennoch wenigstens anteilig so wohl beim Quartärfluideinlass 400 als auch beim Sekundärfluideinlass 200 anordbar sein. Eine derart ausgebildete Fluidmischeinrichtung weist insbesondere ein optimiertes Startverhalten auf, das bedeutet insbesondere, dass es optional keiner aktiven Förde rung des Quartärfluides in den Hauptmischraum 4 bedarf. Es sind optional keine ins besondere mechanischen Bauteile wie Verdichtergruppen, Kompressoren, Pumpen oder dergleichen Einrichtungen zum Starten der Einrichtung 1 nötig. In der Ausfüh rung mit aktiver Beschleunigung von Sekundär- und/oder Quartärfluid wird die Be schleunigung durch den niedrigen Druck im Zentrum der Vor- und Hauptmischkam mer begünstigt.

Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, ist es denkbar, dass der Hauptmischraum 4 und/oder der Vormischraum 304 in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx2; RX 302 wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbe sondere verjüngenden hyperbolartigen, insbesondere hyperboloiden Trichters ausge führt sind. Auf diese Weise wird das darin geführte Fluid optimal strömungsgeführt bzw. ist energieeffizient beschleunigbar.

Insbesondere ist es denkbar, dass der Quartärfluideinlass 400 und/oder der Tertiärflu- ideinlass 300 und/oder der Sekundärfluideinlass 200 und/oder der Primärfluidein lass 100 und/oder der Hauptmischraum und/oder der Vormischraum in ihrem jeweili gen Querschnitt entlang ihrer Häupter Streckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form eines sich verjüngenden hyperbolartigen, insbesondere hyperboloiden Trichters ausgebildet sind.

Darüber hinaus ist es denkbar, dass wenigstens einer der Einlässe 400; 300; 200; 100 oder Räume 4, 304 in sich gedreht ausgeführt ist und/oder für das darin geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg definierend ausgebildet ist. Es ist denkbar, wenigsten eine Stromleitführung insbesondere Stromleitführung für den Fluidstrom vorzusehen, beispielsweise in Form eines hyperbolartigen Einbaus und insbesondere einer hyperbolartigen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströmung und ins besondere eine logarithmisch abnehmende hyperbolartige Spiralbahn zu drängen. Ei ne solche Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 6 dargestellt. Darüber hinaus ist eine spiralförmige Stromleitführung in Form eines Einsatzes in den Einlässen 400; 300; 200; 100 denkbar. Die Stromleitführungen 16 sind hier in Form von Vorsprüngen der Wandung 14 ausgebildet, die sich wenigstens abschnittsweise spiralförmig entlang der Wandung 14 der Hauptmischkammer 4 erstrecken. Solche Stromleitführungen 16 können auch in der Vormischkammer 302 und/oder in Fluidleitungsmitteln 110 vorge sehen sein. Darüber hinaus ist es denkbar, solche Stromleitführungen 16 auch in den Düsen 10 bzw. 310 vorzusehen. Es ist auch möglich, wenigstens eine Kammer und/oder wenigstens einen Einlass, beispielsweise die Hauptmischkammer 2 bzw. die Vormischkammer 302, in sich gedreht auszuführen und insbesondere um die Ach se Ax, also die Haupterstreckungsachse, zu tordieren, damit sich ein spiralförmiger Strömungsweg in Form einer Stromleitführung ergibt. Vorzugsweise ist dieser Strö mungsweg in seiner Steigung logarithmisch abnehmend ausgeführt. Optional ist die Stromleitführung so ausgebildet, dass sie das geführte Fluid in eine Spiralströmung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende, hyperbolartige Spiralbahn drängt.

Die Haupterstreckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo bilden optional die Haupt strömungsrichtungen der dort geführten Fluide.

Wie erwähnt, befindet sich am Auslassende 8 der Hauptmischkammer 2 eine Düse 10. Eine ähnliche Düse 310 kann sich optional am Auslassende 308 der Vormischkam mer 302 befinden. Diese Düse kann die Form eines hyperbolartigen und insbesondere hyperboloiden Diffusors aufweisen. Zudem ist es denkbar, die Düse 10, 310 bzw. den Bereich am Auslassende 8; 308 der jeweiligen Kammer als eine Lavaldüse auszubil den. Optional ist die Düse 8; 308 derart ausgebildet, dass sie die Wirbelströmung des Fluides, das in der Hauptmischkammer 2 bzw. der Vormischkammer 302 geführt wird, gleichrichtet und/oder eine möglichst hohe Ausströmungsgeschwindigkeit gene riert. Die Düse kann analog zur Geometrie der Hauptmischkammer 2 bzw. der Vor mischkammer 302 jedoch insbesondere gegenläufig ausgeführt sein. Sie kann eben falls in sich gedreht sein und/oder entsprechende Leitelemente zur Strömungsleitfüh- rung enthalten. Die Stromleitführung ist optional zur Strömungsgleichrichtung aus gebildet, um eine dort geführte Strömung gleichzurichten. Insbesondere ist es denk bar, die Düse derart auszubilden, dass die aus der Hauptmischkammer austretende Wirbelströmung laminarisiert und beschleunigt wird. Wie insbesondere in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt, weist die Vormischkammer 302 optional einen den Vormischraum 304 an einem Einlassende 306 verschließendes Ver schlussteil 312 auf. An diesem Verschlussteil 312 können wenigstens der eine Sekun därfluideinlass 200 und/oder der wenigstens eine Primärfluideinlass 100 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist optional am Auslassende des Mischraums 304 die sich in Haupterstreckungsrichtung R X302 in ihrem Querschnitt erweiternde Düse 310 vorgese hen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind optional die Hauptmischkammer 2 und optional die Vormischkammer 302 als eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung aus gebildet. Die Hauptmischkammer entspricht optional insbesondere in ihrer Geometrie der Vormischkammer und umgekehrt, wobei unterschiedliche Dimensionen realisiert sind. Theoretisch ist es denkbar, als Primärfluideinlass 100 wenigstens eine weitere entsprechend ausgebildete Vormischkammer (nicht dargestellt) vorzusehen, die ent sprechend der Vormischkammer 302 aber mit geringeren Abmessungen ausgeführt ist. Diese rekursive bzw. fraktale Ausbildung von ineinander leitenden Kammern kann im Prinzip in mehrfachen Stufen fortgesetzt werden, wobei in Strömungsrich tung das stromaufwärtsgelegene Wirbelrohr bzw. die stromaufwärtsgelegene Kammer in ihrer Geometrie kleiner gewählt wird als die in Strömungsrichtung folgende Kam mer.

Insbesondere um den Venturi-Wirbelrohr-Effekt zu ermöglichen, sind optional der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit der Atmosphäre in Fluid verbindung stehend ausgeführt. Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft oder Gas sind und aktiv beschleunigt werden. Hier wird optional auf die entsprechenden vorhergehenden Passagen zur Druckbeaufschla gung verwiesen.

Die hier dargestellten Ausführungsformen der Fluidmischeinrichtung durchlaufen im Betrieb und insbesondere bei der Mischung und/oder Beschleunigung von Fluiden op tional folgende Schritte. In einem optionalen ersten Schritt wird ein Primärfluid 100 über den optionalen tangentialen Primärfluideinlass 100 in den optionalen Vormisch raum 304 der Vormischkammer 302 zugeführt, sodass sich im optionalen Vormisch- raum 304 eine Wirbelströmung bildet, wobei optional u.a. durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder durch insbesondere externe Druckbeaufschlagung über den optionalen Sekundärfluideinlass 200 ein Sekundärfluid in den Vormischraum 304 gefördert wird. Bei dieser Förderung bildet sich ein Primärfluid- Sekundärfluid- Gemisch, das als Tertiärfluid bezeichnet werden kann. Das Primärfluid kann optional über ein Primärfluiddruckreservoir 104 und/oder eine Primärfluidpumpe zugeführt werden.

Das optional in der Vormischkammer 302 gebildete Tertiärfluid wird über den tangen tial angeordneten Tertiärfluideinlass 300 dem Hauptmischraum 4 der Hauptmisch kammer 2 zugeführt, sodass sich im Hauptmischraum 4 wieder eine Wirbelströmung bildet. U.a. durch einen entstehenden Venturi- Wirbelrohr- Effekt und/oder durch ins besondere externe Druckbeaufschlagung wird über den Quartärfluideinlass 400 das Quartärfluid in den Hauptmischraum 4 gefördert, sodass sich ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch bildet, das den Hauptmischraum 4 am Auslassende 8 als Quin- tärfluid, insbesondere in Richtung Rxsoo verlässt. Der Quartärfluideinlass 400 ist in dem Verschlussteil ausgebildet.

Wie in Fig. 1 dargestellt, durchlaufen das in den Hauptmischraum 4 eingeführte Ter tiärfluid und das mit diesem vermischte Quartärfluid die Hauptmischkammer 4 ent lang der Hauptströmungsrichtung Rx2 in einer Spiralbahn, die hier durch den gestri chelten Pfeil dargestellt ist. Optional wird durch entsprechende Strömungsleit führungen in der Düse diese Spiralbahn verändert und insbesondere logarithmisch zunehmend verändert, sodass sich eine veränderte Spiralbahn R“x5oo ergibt. Dies hat eine besonders effektive Beschleunigung der aus der Hauptmischkammer 2 austre tenden Wirbelströmung zur Folge.

Die Fluidversorgung des Primärfluids und/oder Tertiärfluids der Fluidmischeinrich tung erfolgt optional über einen Druckfluidspeicher. Anstelle oder neben einem Druck fluidspeicher kann auch ein druckloser Fluidspeicher für gasförmige oder flüssige Flu ide verwendet werden, wobei dann ein optional ein zusätzlicher Verdichter und insbe sondere eine Fluidpumpe vorgesehen sind. Diese Fluidpumpe erzeugt optional einen höheren Fluiddruck, als er in der Fluidzuleitung für den jeweiligen Fluideinlass herrscht. Selbiges gilt optional auch für den Druck im Fluidreservoir.

Wie insbesondere in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist es denkbar, dass wenigstens ein Ein lass und/oder wenigstens eine Kammer 2; 302 und insbesondere der Primärfluidein lass 100 und/oder der Tertiärfluideinlass 300 wenigstens ein Fluidleitungsmittel 102 und insbesondere wenigstens ein Primärfluidleitungsmittel 102 bzw. Tertiärfluidlei tungsmittel aufweisen, über die sie mit einem Fluidreservoir 104 oder einer Fluid pumpe in Fluidverbindung stehen.

Bei einer besonderen Ausführungsform weist wenigstens ein Abschnitt des Primärflu idleitungsmittels 102 und/oder Tertiärfluidleitungsmittels wenigstens ein Fluidtempe rierungsmittel 106 auf. Bei der hier dargestellten Ausführungsform in Fig. 2 ist das Fluidtemperierungsmittel 106 beispielsweise als ein der Hauptmischkammer 2 zuge ordneter Wärmetauscher 106 ausgeführt. Dieser umfasst insbesondere wenigstens eine in der Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 verlaufende Fluidleitung 110. Die se Fluidleitung 110 ist optional von der Düse 10 bis zum Einlassende 6 wenigstens abschnittsweise in der Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 geführt, wobei sie mit der Hauptmischkammer 4 in thermischer Kopplung steht. Sobald die Hauptmisch kammer 4 eine höhere Temperatur aufweist als das geführte Primärfluid, erhitzt sich das Primärfluid, was gleichzeitig zu einer Kühlung der Wandung 14 bzw. der Düse 10 führt. Sobald die Hauptmischkammer 4 eine niedrigere Temperatur aufweist als das geführte Primärfluid, kühlt sich das Primärfluid ab, was gleichzeitig zu einer Erwär mung der Wandung 14 bzw. der Düse 10 führt. Es ist denkbar, das Fluidtemperie rungsmittel 106 und insbesondere den hier beschriebenen Wärmetauscher 106 derart auszubilden, dass das darin geführte Fluid seinen Aggregatzustand und insbesondere einen flüssigen Aggregatzustand zu einem gasförmigen Aggregatszustand verändert.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist es optional möglich, die Fluidleitung 110 spiralförmig in oder an der Wandung der Hauptmischkammer oder an der Wandung der Haupt mischkammer zu führen, und zwar vorzugsweise von der Düse bis zu dem Bereich der Hauptmischkammer mit insbesondere dem Verschlussmittel. Es ist auch eine Füh rung im oder am Verschlussmittel denkbar. Optional wird zur Fluidtemperierung das Fluidreservoir 104 über das Fluidleitungsmittel 102 der Düse 10 bzw. im Einlassbe reich 8 der Hauptmischkammer 2 zugeführt, wo das Fluid und insbesondere das Pri- märfluid spiralförmig um den Hauptmischraum 4 verläuft und bis zum Verschluss teil 12 geführt wird. Von dort wird das Fluid über ein weiteres Fluidleitungsmittel 102 dem Primärfluideinlass 100 zugeführt. Neben der Fluidtemperierung wird so optional eine Temperierung der Düse bzw. der Hauptmischkammerwandung 14 erwirkt.

Optional ist es denkbar, dass der Tertiärfluideinlass 300 und/oder der Primärfluidein lass 100 wenigstens ein Ventilmittel 108 aufweisen, um die Zufuhr des darin geförder ten Fluides zu stoppen und/oder zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu re geln. Wie bereits erwähnt, kann auf diese Weise optional über das Ventilmittel 108 Primärfluid erst dann dem Vormischraum 304 zugeführt werden, wenn ausreichend Primärfluiddruck aufgebaut ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Venturi- Wirbelrohr-Effekt und insbesondere das Einsaugen des Sekundärfluides über den Se kundärfluideinlass 200 erfolgen, ohne dass das Sekundärfluid aktiv gefördert werden muss. Selbiges gilt für ein Ventilmittel vor der Hauptmischkammer 2.

Optional ist natürlich auch eine aktive Förderung des Quartärfluides und/oder des Sekundärfluides über den jeweiligen Einlass 400; 200 realisierbar, beispielsweise un ter Anwendung entsprechender Druckreservoire bzw. Förderpumpen.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der optional der Tertiärfluideinlass 300 um eine orthogonal zur Hauptströmungsrichtung Rx2 in der einmündenden Kammer 4, hier die Hauptmischkammer 4, verlaufende Schwenkachse As3oo in einer Schwen krichtung entgegen der Hauptströmungsrichtung Rx2 in einem Bereich von 90 bis 150 Grad verschwenkbar ausgebildet ist. Diese Verschwenkbarkeit ist hier durch die in vollen Linien dargestellte Vormischkammer 2 und die um den Winkel a ver- schwenkte, gestrichelt dargestellte Vormischkammer 302 dargestellt. Im verschwenk- ten Zustand wird das Tertiärfluid tangential aber weiter in Richtung der Hauptströ mungsrichtung RX2 der Hauptmischkammer 2 eingeführt und insofern die Fluidströ mung insbesondere im Auslassbereich der Kammer beschleunigt. Der Verschwenkwinkel a ist hier durch den Verschwenkwinkel cu von 90 Grad und den weiteren Verschwenkwinkel von <12 mit 150 Grad dargestellt, immer ausgehend von der Haupterstreckungsachse Ax. Uber die Größe des Versschwenkwinkels kann der Venturi- Wirbelrohr- Effekt und die Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung, insbesondere in Richtung Rxsoo der Fluidmischeinrichtung beeinflusst werden. Für eine variable Vorschubkontrolle kann der axiale Verschwenkwinkel a variiert werden.

Wie bereits erwähnt, sind optional die Einlasse 400; 300; 200; 100 und/oder die Kam mern in Form von hyperbolartigen Trichtern vorgesehen, wodurch eine verbesserte Fluidführung und insbesondere bei den Quartär- und Sekundäreinlassen 400; 200 eine verbesserte Fluidansaugung gegenüber einer einfachen Blendenöffnung erzielt wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, bei dem der Quartärfluideinlass 400 bzw. der Sekundärfluideinlass 200 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Fluidmischeinrichtung, die in ihrem grundsätz lichen Aufbau der zuvor beschriebenen Ausführungsform entsprechen kann. Insofern wird hier rein beispielhaft auf alles zu dieser vorhergehenden Ausführungsform be schriebene verwiesen. Wie im allgemeinen Teil beschrieben, ist es möglich, besonders ausgeformte Quartärfluideinlässe 400 und/oder Sekundärfluideinlässe 200 vorzuse hen. Wenigstens einer von diesen weist optional wenigstens ein Fluidleitelement 600 und optional ein insbesondere in Form eines hyperbolartigen Trichter ausgebildetes Fluidleitelement 600 auf, insbesondere ein hyperbolartig verjüngendes Fluidleitele ment und insbesondere ein Rohrstück 600, das in den Hauptmischraum 4 bzw. den Vormischraum 304 einragt. An der Mündung 608 des Fluidleitelements 600 herrscht durch die höhere Rotationsgeschwindigkeit des Fluidgemisches, insbesondere des Ter- tiär-Quartär-Gemischs ein stärkerer Venturi- Wirbelrohr- Effekt und in Folge dessen ein geringerer Druck als direkt am Einlass 400 bzw. 200 an den Verschlussteilen 12 bzw. 312. Hinsichtlich der Ausführungsform des Fluidleitelementes wir auf alles dazu im einleitenden Teil Genannte als optionale Ausführungsform verwiesen.

Wie ebenfalls in Fig. 7 dargestellt schließt optional das Fluidleitelement 600 stetig an den Quartärfluideinlass 400 bzw. den Tertiärfluideinlass 200 an und insbesondere ist optional der Übergang der Wandung des Quartärfluideinlass bzw. des Tertiärfluidein- lass zum jeweiligen Fluidleitelement stetig ausgebildet. Auch hier gilt weiter alles zuvor Erwähnte. Weiter optional sind das Verschlussteil 12 und/oder Verschlussteil 312 und/oder die Innenwandung des Hauptmischraums 4 bzw. Vormischraums 304 zueinander ausgerundet ausgebildet. Dies ist hier durch die gestrichelt dargestellte Ausrundung 604 dargestellt. Optional sind das Verschlussteil 12 und/oder 312 und/oder das Fluidleitelement 600 zueinander ausgerundet ausgebildet. Dies ist in Fig 7 durch die Ausrundung 602 dargestellt.

Das Fluidleitelement ragt hier optional um die Länge 1 in den Hauptmischraum 4 und/oder den Vormischraum 304 ein. Diese Länge kann optional bis zu 1/2 mal der

Länge L des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums, optional bis zu 2/3 der Län ge L des Hauptmischraums bzw. des Vormischraums in Richtung des Auslassendes des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vormischraums entsprechend. Weiter opti onal kann das Fluidleitelement 600 mit seiner Länge 1 bis zum Bereich des Auslas- sendes 8 bzw. 308 des jeweiligen Hauptmischraums bzw. des Vormischraums ragen. Die Länge L kann optional als Länge Li ohne Düse oder als Länge Li zzgl. der Länge L2 der Düse betrachtet werden.

Exemplarisch ist in Fig. 5 dargestellt, dass das in der Hauptmischkammer 2 befindli- che Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch als Quintärfluid entlang der Hauptströmungs richtung RX Ö OO einer Turbine 500 zugeführt werden kann.

Zudem zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der exemplarisch das Verschlussteil 12 als eigenständiges Bauteil ausgebildet ist und im Bereich einer Fügekante 18 an die eine Stirnseite Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 anschließt. Fig. 1 zeigt dage gen exemplarisch ein integral ausgebildetes Verschlussteil 12.

Bezugszeichen cn Verschwenkwinkel

02 V erschwenkwinkel

As 300 Schwenkachse De Durchmesser

Ds Durchmesser

RX2 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX302 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX400 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX300 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX200 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RxlOO Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RxöOO Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

R’X500 Strömungsrichtung

F’xöOO Strömungsrichtung

1 Fluidmischeinrichtung

2 Hauptmischkammer

4 Hauptmischraum

6 Einlassende

8 Auslassende

10 Düse

12 Verschlussteil

14 Wandung

16 Stromleitführung

18 Fügekante

100 Primärfluideinlass

102 Primärfluidleitungsmittel

104 Fluidreservoir

106 Fluidtemperierungsmittel bzw. Wärmetauscher 8 Ventilmittel

0 Fluidleitung

0 Sekundärfluideinlass

0 Tertiärfluideinlass

2 Vormischkammer

4 V ormischraum

6 Einlassende

8 Auslassende

10 Düse

12 Verschlussteil

0 Quartärfluideinlass

0 Turbine

0 Fluidleitelement bzw. Rohrstück 2 Ausrundung

04 Ausrundung

08 Mündung

1 Länge

Li Länge

L 2 Länge