DE4135878A1 - Verfahren und vorrichtungen zum erzeugen grosser phasengrenzflaechen in gas/fluessig-systemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen großer Phasengrenzflächen in Gas/Flüssig-Systemen, z. B. zum Anreichern von Wasser mit Sauerstoff oder zum Auswaschen von in Gasen enthaltenen Stäuben oder zum Zerstäuben von Flüssigkeiten in einen Gasstrom, mittels einer Verdrängungskörper- Kanal-Konfiguration.

Derartige Konfigurationen sind bekanntgeworden z. B. durch eine Arbeit von A. Klein und J. Mathew, "Incompressible Potential Flow Solution for Axisymmetric Body-Duct-Configuration" in Z. f. Flugwissensch. 20, 1976, S. 221-228, und durch Adolphi, Lehrbuch der chemischen Verfahrenstechnik, Leipzig 1969, S. 104, Bild 241c.

Diese bekannten Verdrängungskörper-Kanal-Konfigurationen verfügen jedoch nicht über Einrichtungen, um gasförmige oder flüssige Medien in die Strömung im Kanal zu dispergieren. Andererseits ist es mit Hilfe der Verdrängungskörper-Kanal- Konfiguration möglich, einen beliebigen Querschnitt eines bereits vorhandenen oder noch zu fertigenden Kanals so zu verengen, daß bei der Umströmung des Verdrängungskörpers hohe Strömungsgeschwindigkeiten erzielt werden.

Der Kanal besitze den gleichbleibenden Querschnitt A₀, der in einem hierfür vorgesehenen Abschnitt durch einen Verdrängungskörper auf den Querschnitt A₁ verengt werde. Aus der Kontinuitätsbeziehung A₀ · w₀=A₁ · w₁ errechnet sich die Geschwindigkeit w₁=w₀ · A₀/A₁ für den verengten Querschnitt, wobei w₀ die Strömungsgeschwindigkeit der kontinuierlichen gasförmigen oder flüssigen Phase im unversperrten Kanal und w₁ die Strömungsgeschwindigkeit der gleichen Phase im versperrten Abschnitt des Kanals ist.

Nach E. Silberman, "Production of Bubbles by the Disintegration of Gas Jets in Liquids", Proc. 5th Midwestern Conference on Fluid Mechanics, University of Michigan, 1957, der sich auf Stabilitätsberechnungen von Lord Rayleigh, "On the Stability of Cylindrical Fluid Surfaces" in Phil. Mag. 34, 1892, pp. 177-180, stützt, kann beispielsweise bei der Begasung von Flüssigkeiten ein fiktiver mittlerer Blasendurchmesser d_B angegeben werden:

Hierbei ist q_D der Gasdurchsatz durch eine einzelne Düsenbohrung in [cm³/s] und w₁ die Strömungsgeschwindigkeit der kontinuierlichen flüssigen Phase im engsten Querschnitt in [cm³/s].

Obwohl der obigen Formel die Modellvorstellung eines von der Düsenbohrung ausgehenden und nach einer Länge, die etwa dem 6,48fachen seines mittleren Durchmessers entspricht, in zahlreiche kleine Blasen zerplatzenden Gasschlauches zugrunde liegt, was nach Untersuchungen von N. Räbiger und A. Vogelpohl, Chem.-Ing.-Techn. 54, 1982, S. 1082-1083, und P. Klug, Diss. TU Clausthal 1983, nicht zutrifft, hat sich die Formel zur Bestimmung der Blasendurchmesser als brauchbar erwiesen.

N. Räbiger und A. Vogelpohl berichten in ihrer bereits erwähnten Veröffentlichung, daß es ihnen mit Hilfe der Hochgeschwindigkeitsfotografie gelungen ist nachzuweisen, daß die Blasen auch bei sehr schneller Entstehungsfolge als Einzelblasen entstehen, obwohl dem Betrachter der Eindruck vermittelt wird, als entstünde ein aus der Düsenbohrung entweichender Gasschlauch.

Die mit hoher Strömungsgeschwindigkeit quer zu den sich bildenden Blasen erfolgende Umströmung des Verdrängungskörpers durch die kontinuierliche flüssige Phase wird - nach P. Klug - als zusätzliche Kraft F_c in dem an der Oberfläche der Blasen auftretrenden Kräftegleichgewicht berücksichtigt:

c_W,c=Widerstandszahl der Blasen,
a, b=Halbachsen des Ellipsoids der sich bildenden Blasen,
ρ_c=Dichte der kontinuierlichen flüssigen Phase,
w₁=Strömungsgeschwindigkeit der kontinuierlichen flüssigen Phase, die bei der Umströmung des Verdrängungskörpers im Bereich des engsten Querschnittes auftritt.

Die an der Düsenbohrung entstehenden Blasen lösen sich mit um so kleineren Querschnitten vom Rand der Düsenbohrung ab, je größer die auf die Blasen einwirkende Kraft F_c ist. Der Durchmesser der Blasen verringert sich mit zunehmender Kraft F_c, die quadratisch mit der Strömungsgeschwindigkeit w₁ anwächst.

Um Blasen mit kleinen mittleren Durchmessern zu erzeugen, müssen nach den bisherigen Überlegungen der Gasdurchsatz durch die einzelnen Düsenbohrungen niedrig und die Strömungsgeschwindigkeit im engsten Querschnitt der Verdrängungskörper-Kanal- Konfiguration möglichst hoch sein.

Eine einzelne Blase mit dem fiktiven mittleren Durchmesser d_B besitzt eine spezifische Phasengrenzfläche 6/d_B [m²] pro [m³] Gas. Wird ein Gas in Blasen mit einem mittleren Durchmesser d_B=1 [mm] dispergiert, so liefert dies eine spezifische Phasengrenzfläche von 6000 [m²] pro [m³] Gas. Wird hingegen ein Gas in Blasen mit einem mittleren Durchmesser d_B=0,5 [mm] zerteilt, dann wird eine spezifische Phasengrenzfläche von 12 000 [m²] pro [m³] Gas erhalten.

Diesen Überlegungen liegt die kugelförmige Blasenform zugrunde, was bei kleinen Blasen immer zutrifft.

Mittels der Stofftransportgleichung für Gas/Flüssig-Systeme wird dargestellt, welchen Einfluß die Größe der Phasengrenzfläche auf den Stofftransport aus den Blasen in die umgebende Flüssigkeit ausübt:

G=k_L · A · Δc oder, wie verfahrenstechnisch üblich: k_L · A
G=Massenstrom durch die Phasengrenzfläche
k_L=Flüssigkeitsseitiger Stofftransportkoeffizient
A=Phasengrenzfläche
c_S=Sättigungskonzentration eines Gases in der begasten Flüssigkeit
c=Tatsächliche Konzentration des gleichen Gases in der begasten Flüssigkeit
Δ_c=c_S-c=Konzentrationsdifferenz

Der Ausdruck k_L · A ist charakteristisch für die hier beschriebenen Vorrichtungen. Je größer die Phasengrenzfläche A ist, um so größer ist der Massenstrom G. Nach den vorstehenden Überlegungen gilt ferner: Je kleiner die Blasen sind, in die die Vorrichtung ein Gas zerteilt, um so größer ist die Phasengrenzfläche A.

Die für Blasen geltenden Überlegungen lassen sich in analoger Weise auf Flüssigkeitstropfen übertragne. Die Flüssigkeit wird durch sehr dünne Düsenbohrungen in die kontinuierliche gasförmige Strömung gedrückt und dispergiert beim Austritt aus den Düsenbohrungen entweder durch Strahlzerfall, wobei je nach Strahlgeschwindigkeit zwischen Zertropfen oder Zerwellen unterschieden wird, oder durch Zerstäuben in die gasförmige Strömung.

Nachdem die Zusammenhänge dargestellt worden sind, kann die zur Erfindung führende Aufgabe formuliert werden:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, die es ermöglichen, mittels eines in einem bereits existierenden oder noch zu fertigenden Kanal anzuordnenden Verdrängungskörper ein gasförmiges Medium in Form sehr feiner Blasen in die kontinuierliche flüssige Phase oder ein flüssiges Medium in Form feiner Tropfen in die kontinuierliche gasförmige Phase der Umströmung zu dispergieren.

Erfindungsgemäß löst das Verfahren diese Aufgabe dadurch, daß mit Hilfe eines im Bereich der zum engsten Querschnitt zwischen Verdrängungskörper und Kanal hin sich verengenden Querschnitte in die Oberfläche des Verdrängungskörpers eingearbeiteten und mit zahlreichen Düsenbohrungen mit z. B. 0,1 bis 0,5 Millimeter Durchmesser ausgestatteten Injektors senkrecht oder annähernd senkrecht zur Richtung der Stromlinien der Umströmung das gasförmige Medium in die flüssige kontinuierliche Phase der Umströmung oder das flüssige Medium in die gasförmige kontinuierliche Phase der Umströmung dispergiert wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem bereits vorhandenen oder in einem noch zu fertigenden Kanal mit beliebigem konstanten oder leicht konischen Querschnitt der einen ebensolchen Querschnitt aufweisende Verdrängungskörper mittels Halterungen befestigt wird, daß - im Längsschnitt gesehen - beispielsweise ein Verdrängungskörper mit rundem Querschnitt ein rotationssymmetrisches Profil in bezug auf seine Symmetrieachse oder ein Verdrängungskörper mit rechteckigem Querschnitt ein symmetrisches Profil in bezug auf eine seiner Symmetrieebenen besitzt, daß die Dicke des Verdrängungskörpers bis zum Übergang des Injektors in den Diffusor gleichmäßig zunimmt, so daß insbesondere entlang des Düseneinlaufes eine laminare Grenzschicht sich ausbilden kann, daß der Injektor mit zahlreichen feinen Düsenbohrungen ausgestattet ist, denen über den in den Verdrängungskörper eingearbeiteten Verteilerkanal des Injektors und über die Zuleitung das gasförmige oder flüssige Medium zugeleitet wird, und daß der Diffusor ebenso konturiert ist wie der Diffusor an der Oberseite ebener Tragflügel mit S-Schlag-Profil, wie z. B. die Profile Gö 741, Gö 744 und Gö 746, und wie dieser durch eine konkave Wölbung des Profils gekennzeichnet ist, wobei die maximale Neigung der Kontur am Anfang des Diffusors in bezug auf ihre Symmetrieachse oder eine ihrer Symmetrieebenen beispielsweise 6° bis 10° beträgt.

Eine vorteilhafte weiterentwickelte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines einzelnen, zentral angeordneten Verdrängungskörpers ein Ringflügel oder mehrere Ringflügel oder mehrere ebene Flügel verwendet werden, daß die Ringflügel und die ebenen Flügel die gleiche Kontur des Profils besitzen wie der Verdrängungskörper und in bezug auf ihre durch die Mitte des Profils verlaufende Symmetrieebene symmetrisch getaltet sind, daß ein Ringflügel einen äußeren Injektor und einen inneren Injektor, zwei Ringflügel zwei äußere Injektoren und zwei innere Injektoren aufweisen und die ebenen Flügel jeweils mit zwei Injektoren ausgerüstet sind, denen über die Zuleitungen das zu dispergierende gasförmige oder flüssige Medium zugeführt wird.

Die Verdrängungskörper, die Ringflügel und die ebenen Flügel bestehen ebenso wie die Wandungen der Kanäle aus hochfesten und vor allem korrosionsbeständigen Werkstoffen. Solche Werkstoffe sind z. B. rostfreie Stähle, keramische Werkstoffe, faserverstärkte Kunsthazre, emaillierte Bleche usf. Die Wandungen der Kanäle bestehen häufig aus Beton, der mit einem Schutzanstrich versehen sein kann.

Erfindungsgemäß zeichnen sich das Verfahren und die Vorrichtungen durch die folgenden Vorteile aus:

In vielen Fällen existiert bereits ein Kanal mit konstantem oder leicht konischem Querschnitt, der von einem gasförmigen oder flüssigen Medium durchströmt wird. Es ist auch meist zunächst nicht vorgesehen, ein anderes flüssiges oder gasförmiges Medium in die Strömung im Kanal zu dispergieren. Um ein Medium in die Strömung im Kanal in Form feiner Blasen oder feiner Tropfen einbringen zu können, sind nach den herkömmlichen Verfahren aufwendige bauliche Veränderungen des Kanalquerschnittes notwendig. Dies ist z. B. der Fall, wenn ein Kanal an einer hierfür vorgesehenen Stelle zu einem Venturirohr umgetaltet wird, an dessen Engstelle ein gasförmiges oder flüssiges Medium in die Strömung durch das Venturirohr eingebracht werden soll. Die Erfindung vermeidet diesen baulichen und finanziellen Aufwand. Durch den Einbau von Verdrängungskörpern wird der Querschnitt des Kanals verengt, so daß die Strömung gezwungen ist, den oder die Verdrängungskörper, insbesondere im Bereich der engsten Querschnitte der Verdrängungskörper-Kanal- Konfiguration und zwischen den Verdrängungskörpern selbst, mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zu umströmen. Im Bereich der hohen Strömungsgeschwindigkeit wird das gasförmige oder flüssige Medium mit Hilfe des Injektors senkrecht oder annähernd senkrecht zu den Stromlinien der Umströmung feinblasig oder in Form feiner Tropfen eingebracht. Damit verfolgt die Erfindung den Zweck, eine möglichst große spezifische Phasengrenzfläche herzustellen, was aber nur gelingt, wenn Blasen oder Tropfen mit möglichst kleinen Durchmessern erzeugt werden können. Ist der Durchsatz q_D durch eine einzelne Düsenbohrung des Injektors fest vorgegeben, dann führt allein eine hohe Strömungsgeschwindigkeit w₁ der Umströmung zu kleinen Durchmessern bei Blasen oder Tropfen. Weiter oben ist z. B. für den Durchmesser von Blasen der Zusammenhang

angegeben worden. Um den Durchmesser von Blasen oder Tropfen weiter zu verkleinern, bleibt allein die Möglichkeit, den Durchsatz q_D durch eine Düsenbohrung zu verringern. Eine Erhöhung der Zahl der Düsenbohrungen pro Flächeneinheit des Injektors würde zwar eine Verringerung des Durchsatzes q_D bewirken, gleichzeitig käme es jedoch zu einer gegenseitigen Beeinflussung der aus den Düsenbohrungen austretenden Blasen oder Tropfen und zu deren Koaleszenz. Die Erfindung sieht daher vor, an Stelle eines einzelnen, zentral angeordneten Verdrängungskörpers mehrere Ringflügel oder mehrere ebene Flügel einzusetzen. Auf diese Weise wird die Fläche des Injektors und - bei konstant bleibender Zahl der Düsenbohrungen pro Flächeneinheit des Injektors - auch die Gesamtzahl der Düsenbohrungen erheblich vergrößert. Als Beispiel möge angenommen werden, daß der Durchsatz q_D durch jede Düsenbohrung des Injektors eines großen, zentral angeordneten Verdrängungskörpers q_D=4 cm³ Sauerstoffgas pro Sekunde beträgt, und die engsten Querschnitte der Verdrängungskörper-Kanal-Konfiguration von Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit w₁=400 cm/s durchströmt wird. Hieraus errechnet sich ein mittlerer fiktiver Durchmesser der Sauerstoffblasen von d_B=2,4 mm. Pro m³ eingebrachten Sauerstoffgases erzeugt die Verdrängungskörper-Kanal-Konfiguration eine spezifische Phasengrenzfläche von 2500 m². Wird der einzelne Verdrängungskörper ersetzt durch mehrere Ringflügel oder mehrere ebene Flügel, so daß die Gesamtzahl der Düsenbohrungen gegenüber dem oben beschriebenen Fall um den Faktor 4 größer ist und der Durchsatz q_D durch eine Düsenbohrung q_D=1 cm³ Sauerstoffgas/s beträgt, dann errechnet sich bei einer Strömungsgeschwindigkeit des Wassers von w₁=400 cm/s ein mittlerer fiktiver Durchmesser der Sauerstoffblasen von d_B=1,2 mm. Damit wird eine spezifische Phasengrenzfläche von 5000 m² erhalten. Obwohl die Gesamtmenge des eingebrachten Sauerstoffes in beiden Beispielen gleich groß ist, wird im letzten Beispiel doppel soviel Sauerstoff im Wasser gelöst wie im ersten Beispiel, da im letzten Beispiel die spezifische Phasengrenzfläche doppelt so groß ist wie im ersten Beispiel.

Die gleichen Zusammenhänge sind auch von H. Vollmüller und R. Walburg in ihrer Arbeit "Blasengröße bei der Begasung mit Venturidüsen", VDI-Berichte Nr. 182, 1972, S. 27, Zeile 6 bis Zeile 16, beschrieben worden.

Sowohl das Profil des einzelnen, zentral angeordneten Verdrängungskörpers als auch die Profile der Ringflügel und der ebenen Flügel weisen eine langsame gleichmäßige Zunahme der Dicke des Profilvorderteils auf, so daß entlang des Düseneinlaufes eine laminare Grenzschicht sich ausbildet. Profile, bei denen über die halbe Länge des Profils eine laminare Grenzschicht besteht, zeichnen sich durch besonders niedrige Strömungswiderstände aus. Sie verursachen demnach geringere Verluste an Strömungsenergie als Profile mit fast über die gesamte Länge der Profile entwickelten tuburlenten Grenzschichten.

Weitaus größere Verluste an Strömungsenergie entstehen in den sich erweiternden Querschnitten der Verdrängungskörper-Kanal- Konfiguration und zwischen den Verdrängungskörpern selbst. Der Bereich der in Strömungsrichtung sich erweiternden Querschnitte wird als Diffusor bezeichnet und dient der Umwandlung von kinetischer Strömungsenergie in Druckenergie. Wird die Fläche der engsten Querschnitte der Strömung in der Verdrängungskörper- Kanal-Konfiguration oder zwischen den Ringflügeln oder zwischen den ebenen Flügeln mit A₁ und die Fläche der dazugehörigen Austrittsquerschnitte der Strömung aus den von den Ringflügeln oder von den ebenen Flügeln oder von den einzelnen Vedrängungskörpern und der Innenseite der Kanäle gebildeten Diffusoren mit A₂ bezeichnet, dann wird als Öffnungsverhältnis eines Diffusors das Verhältnis m=A₂/A₁ angegeben.

Nach Kl. Gersten, A. P. Härtl und H.-G. Pagendarm, "Optimierung von Diffusoren bezüglich der Diffusorströmung und der Diffusorwände", Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 7, Nr. 133, VDI Verlag 1987, ist eine konkave glockenförmige Wölbung der Diffusoren der einzelnen Verdrängungskörper oder der Ringflügel oder der ebenen Flügel dann vorteilhaft, wenn die Werte für m4. Eine ähnliche Konturierung trifft auf die Oberseite ebener Tragflügel mit S-Schlag-Profil zu, z. B. auf die Profile Gö 741, Gö 744 und Gö 746. Die Vorteile der glockenförmigen Ausbildung von Diffusoren für Werte m4 betreffen den erhöhten Druckrückgewinn im Diffusor von einigen Prozent und die erhebliche Verkürzung der Längen der Diffusoren um bis zu 30% gegenüber Diffusoren mit geraden Wänden.

Diffusoren mit Öffnungsverhältnissen m4, die aus Gründen der Koaleszenz für Gas-Flüssig-Systeme ungeeignet sein dürften, sollen nach Angaben der o. a. Verfasser eine konvexe trompetenförmige Wölbung der Kontur des Diffusors aufweisen, da diese Form des Diffusors bei Verhältnissen m4 sich bewährt hat.

Allgemein werden in Diffusoren Energieverluste zwischen 15% und 25% der Strömungsenergie gemessen.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1a in der oberhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte einen Längsschnitt durch die Verdrängungskörper-Kanal- Konfiguration und in der unterhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte die Ansicht auf den Verdrängungskörper durch den aufgeschnittenen rohrförmigen Kanal,

Fig. 1b einen Querschnitt durch den Verdrängungskörper und den Kanal in der Ebene A-A′,

Fig. 2a wiederum in der oberhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte einen Längsschnitt durch die Ringflügel-Kanal- Konfiguration und in der unterhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte die Ansicht auf den Ringflügel durch den aufgeschnittenen rohrförmigen Kanal,

Fig. 2b einen Querschnitt durch den Ringflügel und den Kanal in der durch Pfeile bezeichneten Ebene,

Fig. 3 in der oberhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte einen Längsschnitt durch die Zwei-Ringflügel-Kanal-Konfiguration und in der unterhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte die Ansicht auf die Zwei-Ringflügel durch den aufgeschnittenen rohrförmigen Kanal,

Fig. 4a in der oberhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte einen Längsschnitt durch einen Teil der vier-Flügel- Kanal-Konfiguration und in der unterhalb der Symmetrieachse gelegenen Hälfte die Ansicht auf zwei der Vier- Flügel durch den aufgeschnittenen rohrförmigen Kanal,

Fig. 4b einen Querschnitt durch die ebenen Flügel und den Kanal in der durch Pfeile bezeichneten Ebene.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1a und 1b tritt die kontinuierliche Phase eines Mediums in der von dem linken Pfeil angegebenen Weise in die Verdrängungskörper-Kanal-Konfiguration ein. Die Strömung im Kanal 2 ist zur Umströmung 4 des Verdrägungskörpers 1 gezwungen, der mittels Halterungen 3 im Kanal 2 befestigt ist. Der Verdrängungskörper 1 zeigt in den Bereichen 7 und 8 eine gleichmäßige Zunahme der Dicke. Dies fördert die Entstehung einer laminaren Grenzschicht in dem als Düseneinlauf zu bezeichnenden Bereich 7, der sich folglich durch einen niedrigen Widerstandswert auszeichnet. Die Umströmung 4 durchquert im Bereich 8 den engsten Querschnitt zwischen Verdrängungskörper 1 und Kanal 2 und erreicht im Bereich 8 die höchste Strömungsgeschwindigkeit. Der Bereich 8 des engsten Querschnittes für die Umströmung 4 ist gekennzeichnet durch das Versperrungsverhältnis=(Querschnitt des Kanals 2- Maximaler Querschnitt des Verdrängungskörpers 1)/Querschnitt des Kanals 2. Im vorliegenden Fall betrage das Versperrungsverhältnis 0,5. Im Bereich 8 des engsten Querschnittes der Umströmung 4 ist in den Verdrängungskörper 1 der Injektor 5 eingearbeitet, der sich aus dem Verteilerkanal und dem Abdeckblech mit den Düsenbohrungen zusammensetzt. Die Düsenbohrungen besitzen Durchmesser vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,5 mm. Die Größe der Durchmesser ist an die axiale Verteilung des Druckes im Bereich 8 anzupassen. Bei gleichbleibendem Druckverlust gilt p · d⁵=const. Eine Druckabsenkung um ¹/₁₀ entspricht demnach ein um den Faktor 1,585 größerer Durchmesser d. Mit Hilfe des Injektors 5 wird die disperse Phase eines Mediums in Form feiner Blasen oder feiner Tropfen der kontinuierlichen Phase eines anderen Mediums der Umströmung 4 beigemischt. Das zu dispergierende Medium wird über die Zuleitung 6 dem Verteilerkanal des Injektors 5 zugeführt. Unmittelbar an Injektor 5 schießt sich der Diffusor 9 der Verdrängungskörper- Kanal-Konfiguration an. Um Störungen durch Koaleszenz zu unterbinden, ist vorgesehen, daß der Diffusor 9 mit einem Öffnungsverhältnis m4 ausgestattet sein soll. Der Diffusor 9 ist folglich halbseitig glockenförmig gestaltet, während der Kanal 2 einen konstanten Querschnitt aufweist. Der Diffusor 9 ist ebenso konturiert wie der Diffusor an der Oberseite ebener Tragflügel mit S-Schlag-Profil. Die maximale Neigung der Kontur des Profils am Anfang des glockenförmig getalteten Diffusors 9 in bezug auf ihre Symmetrieachse beträgt beispielsweise 6° bis 10°. Der in Fig. 1a und 1b dargestellte Verdrängungskörper 1 zeigt Rotationssymmetrie in bezug auf seine Symmetrieachse.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2a und 2b ist der einzelne Verdrängungskörper 1 ersetzt worden durch einen Ringflügel 10. Gegenüber der Konfiguration in Fig. 1a und 1b besitzt die in Fig. 2a und 2b dargetellte Verdrängungskörper-Kanal-Konfiguration den Vorteil, daß bei einem Versperrungsverhältnis von 0,5 die doppelte Zahl an Düsenbohrungen zur Verfügung steht und demzufolge mit dem halben Durchsatz pro Düsenbohrung die gleiche Menge eines Mediums in die kontinuierliche Phase der Strömung dispergiert wird wie vom Verdrängungskörper 1 in Fig. 1a und 1b. Der halbe Durchsatz pro Düsenbohrung bewirkt vorteilhafterweise eine Verkleinerung z. B. des mittleren fiktiven Durchmessers von Blasen um den Faktor 1/1,414 gegenüber den von der Konfiguration in Fig. 1a und 1b erzeugten Blasen. Auf den Flächen des äußeren Injektors 15 und des inneren Injektors 13 sind die doppelte Zahl an Düsenbohrungen untergebracht wie auf der Fläche des Injektors 5 in Fig. 1a und 1b. Das zu dispergierende Medium wird den Injektoren 13 und 15 über die in den Ringflügel 10 eingearbeiteten Verteilerkanäle und über die Zuleitung 6 zugeführt. Der als Ringflügel 10 ausgebildete Verdrängungskörper ist mit den Halterungen 3 im Kanal 2 befestigt. Das Profil des Ringflügels 10 gleicht dem in Fig. 1a beschriebenen Profil des einzelnen, zentral angeordneten Verdrängungskörpers 1.

In der Ausführung gemäß Fig. 3 tritt an die Stelle des einzelnen, als Ringflügel 10 ausgebildeten Verdrängungskörpers zwei als Ringflügel 11 und 12 gestaltete Verdrängungskörper, die konzentrisch zur Symmetrieachse angeordnet sind. Das Versperrungsverhältnis weise den Wert 0,5 auf. Auf den Flächen der äußeren Injektoren 15 und 16 und der inneren Injektoren 13 und 14 ist die Zahl der Düsenbohrungen ungefähr um den Faktor 4 größer als die Zahl der Düsenbohrungen auf der Fläche des Injektors 5 in Fig. 1a und 1b. Wird von den Injektoren 13, 14, 15, 16 zusammen die gleiche Menge eines Mediums in der Zeiteinheit in die Strömung im Kanal 2 dispergiert wie vom Injektor 5 in Fig. 1a und 1b, dann beträgt der Durchsatz pro Düsenbohrung der Injektoren 13, 14, 15, 16 etwa ¼ des Durchsatzes pro Düsenbohrung des Injektors 5, und die Konfiguration in Fig. 3 erzeugt z. B. Blasen, deren mittlerer fiktiver Durchmesser halb so groß ist wie der von in der Konfiguration in Fig. 1a und 1b gebildeten Blasen. Die Injektoren 13, 14, 15, 16 werden über die in den Profilen der Ringflügel 11 und 12 eingearbeiteten Verteilerkanäle und über die Zuleitung 6 mit dem zu dispergierenden Medium versorgt. Die Profile der Ringflügel 11 und 12 gleichen dem bereits in Fig. 1a beschriebenen Profil des einzelnen Verdrängungskörpers 1. Die Ringflügel 11 und 12 sind mittels Halterungen 3 im Kanal 2 befestigt.

Die Ausführung gemäß Fig. 4a und 4b zeigt Verdrängungskörper in Getalt ebener Flügel 21, 22, 23, 24, deren Enden an der Innenseite des Kanals 2 befestigt sind. Liegt ein Versperrungsverhältnis von 0,5 vor, so ist auf den Flächen der Injektoren 25 und 27, 26 und 28, 39 und 31, 30 und 32 etwa die vierfache Zahl an Düsenbohrungen untergebracht wie auf der Fläche des Injektors 5 in Fig. 1a und 1b. In der Konfiguration nach Fig. 4a und 4b erreicht der Durchsatz pro Düsenbohrung etwa ¼ des Durchsatzes pro Düsenbohrung in der Konfiguration nach Fig. 1a und 1b, so daß die Konfiguration nach Fig. 4a und 4b beispielsweise Blasen produziert, deren Durchmesser halb so groß sind wie die von Blasen, die von der Konfiguration nach Fig. 1a und 1b geliefert werden. Die Injektoren 25 und 27, 26 und 28, 29 und 31, 30 und 32 werden über die in den Profilen der ebenen Flügel 21, 22, 23, 24 eingearbeiteten Verteilerkanäle und die dazugehörigen Zuleitungen 17, 18, 19 und 20 mit dem zu dispergierenden Medium versorgt. Die Profile der ebenen Flügel 21, 22, 23, 24 gleichen dem in Fig. 1a beschriebenen Profil des einzelnen Verdrängungskörpers 1. Die ebenen Flügel 21, 22, 23, 24 haben gegenüber den Ringflügeln 10, 11, 12 den Vorteil, daß sie wesentlich einfacher herzustellen sind. Die Konfiguration nach Fig. 4a und 4b besitzt darüber hinaus den Vorteil, daß ein im Kanal 2 herrschender unterschiedlicher statischer Druck durch eine fein abgestufte Druckregelung in den Injektoren 25, 27, 26, 28, 29, 31, 30 und 32 kompensiert werden kann, was bei einer horizontal gerichteten Strömung eines flüssigen Mediums im Kanal 2 mit den Ringflügeln 10, 11 und 12 nur in beschränktem Maße möglich ist. In einem vertikal gerichteten Kanal 2 übt ein flüssiges Medium auf alle Düsenbohrungen der Ringflügel-Kanal- Konfiguration den gleichen statischen Druck aus, und eine abgestufte Druckregelung in den Injektoren 13, 14, 15 und 16 ist nicht notwendig.

Praktische Anwendungen der Erfindung werden anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht:

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch den Einlauftrichter 35, die Turbine 36 und den Saugschlauch 37 eines Wasserkraftwerks. Der Wasserspiegel des Oberwassers 33 liegt wesentlich höher als der des Unterwassers 34. Das Oberwasser 33 und das Unterwasser 34 gehören zu verchiedenen Stauräumen, in denen insbesondere bei starker organischer Verschmutzung und bei kräftiger Erwärmung des Wassers extreme Sauerstoffdefizite von 60% bis 90% sich ausbilden können. Man ist daher bestrebt, das durch die Turbine 36 strömende Wasser durch Einbringen von Luft oder Sauerstoffgas in feinblasiger Form vor dem Einlauftrichter 35 oder in Höhe der Turbine 36 (Wagner-Voith- Verfahren) mit Sauerstoff anzureichern. Nach L. Prandtl, Kl. Oswatitsch und K. Wieghardt, Führer durch die Strömungslehre, Braunschweig 1969, S. 327-328 und S. 473-478, unterstützen die in das Wasser eingebrachten Luft- und Sauerstoffblasen wesentlich die Entstehung der Kavitation, wodurch an den Schaufeln der Turbine 36 erhebliche Schäden entstehen. Nachteilig wirkt sich ferner aus, daß es im Saugschlauch 37 infolge der Strömungsverlangsamung zur Koaleszenz der Luft- oder Sauerstoffblasen kommt. Um den Schäden durch Kavitation und der Koaleszenz der Luft- oder Sauerstoffblasen vorzubeugen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, am ausgangsseitigen Ende des Saugschlauches 37 eine Flügel-Kanal-Konfiguration 40 entweder innerhalb des Saugschlauches 37 - wie Fig. 5 zeigt - oder außerhalb des Saugschlauches 37 als Verlängerung desselben anzuordnen. Über die Zuleitung 39 wird die Anlage mit Luft oder Sauerstoffgas versorgt. Durch das feinblasige Einbringen von Luft oder Sauerstoffgas mittels Flügel-Kanal-Konfiguration 40 wird ein Luftblasen-Wasser-Gemisch 38 oder Sauerstoffblasen- Wasser-Gemisch 38 erzeugt, das eine Aufstockung des Sauerstoffgehaltes des Wassers bewirkt.

Hierzu ein Zahlenbeispiel unter Verwendung von unter Druck stehendem Sauerstoffgas:

Im Oberwasser 33 herrsche ein 80%iges Sauerstoffdefizit, beisielsweise 2 g Sauerstoff/m³ Wasser. Nachdem das Wasser die Flügel-Kanal-Konfiguration 40 durchströmt hat, erhöht sich sein Sauerstoffgehalt um 3 g Sauerstoff/m³ Wasser auf 5 g Sauerstoff/m³ Wasser. Da pro Sekunde 20 m³ Wasser durch die Turbine 36 strömen, werden sekundlich 60 g Sauerstoff im Wasser gelöst. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers am Ausgang des Saugschlauches 37, der ausgangsseitig einen Durchmesser von 3,5 m besitzen möge, beträgt 2 m/s. In der Flügel- Kanal-Konfiguration 40 erreiche das Wasser Strömungsgeschwindigkeiten von 4 m/s und mehr. Der Durchsatz an Sauerstoffgas pro Düsenbohrung des Injektors betrage weniger als 1 cm³/s. Aus diesen Daten errechnet sich ein mittlerer fiktiver Durchmesser von 1,2 mm und hieraus eine spezifische Phasengrenzfläche von 5000 m² pro m³ Sauerstoffgas. Es werden mindestens 50% des eingebrachten Sauerstoffgases im Wasser gelöst, so daß die gesamte, pro Sekunde eingebrachte Sauerstoffmenge mit 120 g Sauerstoff beziffert werden kann. Dies führt zu einem Verhältnis von Sauerstoffmassenstrom zu Wassermassenstrom von 0,6×10^-5, was nach den Messungen von H.-H. Hanisch, U. Hollweg und H.-D. Thron, Untersuchung über die technischen Möglichkeiten der Gewässerbelüftung, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz 1981, S. 31, Abb. 15, eine Sauerstoffnutzung von mindestens 50% zur Folge hat. Pro Stunde werden 432 kg Sauerstoff, pro Tag 10 368 kg Sauerstoff und pro Monat (=30 Tage) 311 040 kg Sauerstoff in das Wasser eingebracht. Da 1 kg Sauerstoff gegenwärtig DM 0,21 kostet, sind für einen Monat, d. h., für 311 040 kg Sauerstoff, die in das Wasser einzubringen sind, DM 65 318,40 aufzubringen.

Fig. 6 stellt einen Längsschnitt durch einen Düker dar, der aus dem Eingangsschacht 43, dem Düker-Rohr 45 und dem Ausgangsschacht 44 besteht. Der Wasserspiegel 46 liegt etwas höher als der Wasserspiegel 47, so daß das Wasser aus dem Teich 41 in den Teich 42 strömt. Beide Teiche 41, 42 sind z. B. Nachklärteiche, die als letzte Reinigungsstufe den anderen Reinigungstufen einer Kläranlage nachgeordnet sind und in denen Reste von organischen Verunreinigungen abgebaut werden sollen. Obwohl die Teiche 41, 42 über ihre ausgedehnten Oberflächen Sauerstoff aus der Luft aufnehmen, stellt sich in ihnen als Folge der starken Sauerstoffzehrung bei Erwärmung des Wassers ein Sauerstoffdefizit von z. B. 50% bis 70% ein. Durch derartige Sauerstoffdefizite wird der Abau von organischen Schmutzteilchen verzögert, und es ist daher notwendig, das Wasser in den Nachklärteichen 41, 42 mit Sauerstoff anzureichern. Um die Kontaktzeit zwischen den Luft- oder Sauerstoffblasen und dem Wasser aus Teich 41 möglichst lange aufrechtzuerhalten, was den Übergang von Sauerstoff aus den Blasen in das sie umgebende Wasser erheblich verbessern würde, wäre es vorteilhaft, die Luft- oder Sauerstoffblasen am Eingang des Düker-Rohres 45 in das Wasser einzubringen. Infolge der langen Verweilzeit im Düker- Rohr 45 kommt es jedoch zur Koaleszenz der Luft- oder Sauerstoffblasen, so daß sich größere Gasansammlungen im Düker- Rohr 45 bilden können. Dadurch stellt sich ein pulsierender Durchfluß des Wassers durch den Düker ein mit nachteiligen Folgen für die Blasenerzeugung, für den Durchfluß des Wassers durch den Düker und darüber hinaus für das gesamte System der Teiche 41 und 42, deren Wasserspiegel 46, 47 ebenfalls pulsierende Schwankungen durchführen. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Flügel- Kanal-Konfiguration 50 am ausgangsseitigen Ende des Dükers entweder innerhalb des Düker-Rohres 45 oder - wie in Fig. 6 dargestellt - in möglichst großer Tiefe im Ausgangsschacht 44 anzuordnen. Beim Durchströmen der Flügel-Kanal-Konfiguration 50 werden dem Wasser Luft oder Sauerstoffgas feinblasig beigemischt, so daß ein langsam im Ausgangsschacht 44 emporsteigendes Luft- oder Sauerstoffblasen-Wasser-Gemisch 48 entsteht, das eine kräftige Sauerstoffaufstockung z. B. von 3 g Sauerstoff/m³ Wasser bewirkt. Über die Leitung 49 wird der Flügel-Kanal-Konfiguration 50 Luft oder Sauerstoffgas zugeführt.

Ein Zahlenbeispiel, in dem unter Druck stehendes Sauerstoffgas für die Sauerstoffanreicherung verwendet wird, verdeutlicht die Vorgänge:

Eingangsschacht 43 und Ausgangsschacht 44 sind mit 4 m² großen, quadratischen Querschnitten ausgestattet und reichen in eine Tiefe von ca. 5 m. Ein ca. 50 m langes, nahezu horizontal verlaufendes Düker-Rohr 45 mit einem Durchmesser von 1,60 m verbindet die beiden Schächte 43, 44. Durch den Düker werden pro Sekunde etwa 1 m³ Wasser von Teich 41 in Teich 42 befördert. Das Wasser strömt im Eingangsschacht 43 mit der Strömungsgeschwindigkeit 0,25 m/s nach unten, durchströmt das Düker-Rohr 45 mit der Strömungsgeschwindigkeit 0,5 m/s und gelangt schließlich in den Ausgangsschacht 44, in dem es mit 0,25 m/s aufwärts strömt. Der Sauerstoffgehalt des Wassers weise ein Defizit von mindestens 60% auf und betrage in Oberflächennähe 4 g Sauerstoff/m³ Wasser. Im Ausgangsschacht 44 soll der Sauerstoffgehalt von 4 g Sauerstoff/m³ Wasser auf 7 g Sauerstoff/m³ Wasser aufgestockt werden. Zu diesem Zweck werde der Ausgangsschacht 44 in ca. 4 m Tiefe mittels einer quadratischen, 4 m² großen Platte versperrt, in deren Mitte eine quadratische, 0,5 m²-Öffnung vorgesehen ist, an die sich die den gleichen Querschnitt aufweisende, 1-1,5 m lange Flügel-Kanal-Konfiguration 50 anschließt. Das Wasser ist gezwungen, den 0,5 m² großen Kanal zu durchströmen, wobei seine Strömungsgechwindigkeit 2 m/s beträgt und im engsten Querschnitt zwischen den Flügeln mehr als 4 m/s erreicht. Durch jede einzelne Düsenbohrung des Injektors strömen in der Sekunde weniger als 1 cm³ Sauerstoffgas. Hieraus errechnet sich ein mittlerer fiktiver Blasendurchmesser von 1,2 mm und eine spezifische Phasengrenzfläche von 5000 m² pro m³ eingebrachten Sauerstoffgases. Mit Hilfe der Flügel-Kanal-Konfiguration 50 werden ca. 40% des eingebrachten Sauerstoffgases im Wasser gelöst. Nach M. Markofsky, "Flußwasserbelüftung mit Druckluft und Sauerstoff" aus der Schriftenreihe des DVWK, Heft 49, Verlag Parey, Hamburg und Berlin 1980, beträgt der Sauerstoffeintrag pro Meter zurückgelegte Wasserhöhe ca. 6,6%, so daß von den in 3,5 m Wassertiefe erzeugten und dann zur Wasseroberfläche aufsteigenden Sauerstoffblasen ein Sauerstoffeintrag von 23% zu erwarten ist. Der gesamte Sauerstoffeintrag umfaßt daher über 60% des eingebrachten Sauerstoffgases. Sekündlich werden durch die Flügel-Kanal-Konfiguration 50 etwa 5 g Sauerstoff in das Wasser eingebracht, wovon mindetens 3 g Sauerstoff im Wasser gelöst werden. In 1 Stunde werden demnach 18 kg Sauerstoff in das Wasser eingebracht, an 1 Tag 432 kg Sauerstoff und in 1 Monat (=30 Tage) 12 960 kg Sauerstoff, was bei einem Preis von gegenwärtig DM 0,21 für 1 kg Sauerstoff Kosten in Höhe von DM 2721,60 pro Monat verursacht.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch einen Naßwäscher, bestehend aus einem Rohrkanal, der zusammen mit den Flügeln die Flügel- Kanal-Konfiguration 60 bildet, und dem aus dem Prallblech 58 und dem Waschflüssigkeitssammler 53 zuzsammengesetzten Abscheider. Der Naßwäscher ist also nicht mit einem Venturirohr ausgestattet. Mit Naßwäscher könen Aerosole, Stäube oder auch Schadgase, z. B. Schwefeldioxid, aus einem Gas 51 ausgewaschen werden. Das die Aerosole oder feinen Stäube enthaltende Gas 51 wird im Einlauf 54 beschleunigt und im engsten Strömungsquerschnitt 55 auf Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 50 m/s und 150 m/s gebracht. Im engsten Strömungsquerschnitt 55 erfolgt das Eindüsen der über die Leitung 59 zugeführten Waschflüssigkeit in das mit Aerosolen oder feinen Stäuben beladene Gas 51. Die aus den Düsenbohrungen der Injektoren der Flügel-Kanal- Konfiguration 60 austretende Waschflüssigkeit zerstäubt beim Zusammentreffen mit dem eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufweisenden Gas 51. Die Aerosole oder Staubteilchen vermögen infolge ihrer Massenträgheit den feinen Tropfen der Waschflüssigkeit nicht auszuweichen und prallen mit ihnen, die die Aerosole oder Stäube an sich binden, zusammen.

Die Reinigungswirkung der Waschflüssigkeit in aerosol- oder staubhaltigem Gas 51 beruht darauf, daß zwischen der Strömungsgeschwindigkeit w₁ der Aerosole oder Stäube und der Strömungsgeschwindigkeit w_Fl der Tropfen der Waschflüssigkeit eine große Relativgeschwindigkeit w_rel besteht:

w_rel = w₁-w_Fl

Nach dem Durchgang durch den Diffusor 56 trifft das mit Tröpfchen, in denen Aerosole oder Stäube gebunden sind, beladene Gas 57 auf die Oberseite des Prallbleches 58 und auf die Oberfläche der Waschflüssigkeit im Sammler 53, wo es abgeschieden wird. Das von Aerosolen oder Stäuben gereinigte Gas 52 verläßt den Naßwäscher in der in Fig. 7 angezeigten Richtung.

Nach H. Güntheroth, "Schwebstoff-Naßabscheidung aus Gasen mit dem Venturi-Scrubber", Fortschr.-Ber. VDI-Z. Reihe 3, Nr. 13, VDI-Verlag Düsseldorf 1966, S. 88-89, benötigen Venturirohre mit großen Abmessungen einen wesentlich höheren Arbeitsaufwand W_ED zur Eindüsung der Waschflüssigkeit als kleine Venturirohre, denn es gilt:

A_K = Querschnittsfläche der Venturirohrkehle
w_ED=Eindüsungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit≠w_Fl
W_ED=Arbeitsaufwand zur Eindüsung der Waschflüssigkeit
ρ_Fl=Dichte der Waschflüssigkeit

Die obigen Überlegungen bedeuten, daß die Eindüsungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit um so höher sein muß, je größer der Durchmesser der Venturirohrkehle ist, wenn sichergestellt sein soll, daß die Tröpfchen der Waschflüssigkeit bis zur Mitte des Venturirohres vordringen. Nach F. Löffler, "Abscheidung von Feinstaub aus Gasen" in Chem.-Ing.-Techn. 60, 1988, S. 443-452, haben Naßwäscher Bedeutung für kleine und mittlere Anlagengrößen.

Um den Nachteil der herkömmlichen Naßwäscher zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Naßwäscher mit der mindestens einen Flügel enthaltenden Flügel-Kanal-Konfiguration 60 auszurüsten.

Auf diese Weise wird der Gasstrom 51 in mindestens zwei kleinere Teilströme aufgeteilt, aus denen Aerosole oder feiner Staub mit gutem Abscheidegrad ausgewaschen werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erzeugen großer Phasengrenzflächen in Gas/Flüssig-Systemen, z. B. zum Anreichern von Wasser mit Sauerstoff oder zum Auswaschen von in Gasen enthaltenen Stäuben oder zum Zerstäuben von Flüssigkeiten in einen Gasstrom, mittels einer Verdrängungskörper- Kanal-Konfiguration, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines im Bereich (8) der zum engsten Querschnitt zwischen Verdrängungskörper (1) und Kanal (2) hin sich verengenden Querschnitte in die Oberfläche des Verdrängungskörpers (1) eingearbeiteten und mit zahlreichen Düsenbohrungen mit z. B. 0,1 bis 0,5 Millimeter Durchmesser ausgestatteten Injektors (5) senkrecht oder annähernd senkrecht zur Richtung der Stromlinien der Umströmung (4) das gasförmige Medium in die flüssige kontinuierliche Phase der Umströmung (4) oder das flüssige Medium in die gasförmige kontinuierliche Phase der Umströmung (4) dispergiert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem bereits vorhandenen oder in einem noch zu fertigenden Kanal (2) mit beliebigem konstanten oder leicht konischen Querschnitt der einen ebensolchen Querschnitt aufweisende Verdrängungskörper (1) mittels Halterungen (3) befestigt wird, daß - im Längsschnitt gesehen - beispielsweise ein Verdrängungskörper (1) mit rundem Querschnitt ein rotationssymmetrisches Profil in bezug auf seine Symmetrieachse oder ein Verdrängungskörper (1) mit rechteckigem Querschnitt ein symmetrisches Profil in bezug auf eine seiner Symmetrieebenen besitzt, daß die Dicke des Verdrängungskörpers (1) bis zum Übergang des Injektors (5) in den Diffusor (9) gleichmäßig zunimmt, so daß insbesondere entlang des Düseneinlaufes (7) eine laminare Grenzschicht sich ausbilden kann, daß der Injektor (5) mit zahlreichen feinen Düsenbohrungen ausgestattet ist, denen über den in den Verdrängungskörper (1) eingearbeiteten Verteilerkanal des Injektors (5) und über die Zuleitung (6) das gasförmige oder flüssige Medium zugeleitet wird, und daß der Diffusor (9) ebenso konturiert ist wie der Diffusor an der Oberseite ebener Tragflügel mit S-Schlag-Profil, wie z. B. die Profile Gö 741, Gö 744 und Gö 746, und wie dieser durch eine konkave Wölbung des Profils gekennzeichnet ist, wobei die maximale Neigung der Kontur am Anfang des Diffusors (9) in bezug auf ihre Symmetrieachse oder eine ihrer Symmetrieebenen beispielsweise 6° bis 10° beträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines einzelnen, zentral angeordneten Verdrängungskörpers (1) ein Ringflügel (10) oder mehrere Ringflügel (11, 12) oder mehrere ebene Flügel (21, 22, 23, 24) verwendet werden, daß die Ringflügel (10, 11, 12) und die ebenen Flügel (21, 22, 23, 24) die gleiche Kontur des Profils besitzen wie der Verdrängungskörper (1) und symmetrisch in bezug auf ihre durch die Mitte des Profils verlaufende Symmetrieebene gestaltet sind, daß ein Ringflügel (10) einen äußeren Injektor (15) und einen inneren Injektor (13), zwei Ringflügel (11, 12) zwei äußere Injektoren (15, 16) und zwei innere Injektoren (13, 14) aufweisen und die ebenen Flügel (21, 22, 23, 24) jeweils mit zwei Injektoren (25 und 27, 26 und 28, 29 und 31, 30 und 32) ausgerüstet sind, denen über die Zuleitungen (6, 17, 18, 19, 20) das zu dispergierende gasförmige oder flüssige Medium zugeführt wird.

4. Verfahren mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel-Kanal-Konfiguration (40) am ausgangsseitigen Ende des Saugschlauches (37) entweder innerhalb des Saugschlauches (37) oder außerhalb des Saugschlauches (37) als Verlängerung desselben angeordnet ist.

5. Verfahren mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel-Kanal-Konfiguration (50) am ausgangsseitigen Ende eines Dükers (45) entweder innerhalb des Dükers (45) oder in möglichst großer Wassertiefe im Ausgangsschacht (44) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Naßwäscher mit der mindestens einen Flügel enthaltenden Flügel-Kanal-Konfiguration (60) ausgerüstet ist.