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Druckzerstäubungsbrenner für flüssige Brennstoffe
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begrenztenDer Betriebsdruck des Öles kann somit von einer Obergrenze, die beispielsweise zwischen 18 und 15 atü liegt, auf etwa 12 atü ohneDampfzusatz heruntergeregelt werden und anschliessend dann der Dampfzusatz zur Verbesserung der Zerstäubungswirkung vorgenommen werden.
Der als Zusatz verwendete Dampf für solche Zerstäubungsbrenner ist meistenteils ohnehin in der Anlage vorhanden, nämlich dann, wenn der Brenner zum Betriebe einer Dampferzeugungsanlage dient. Sollte es sich um eine andere Anlage als eine Dampferzeugungsanlage handeln, so kann zur Verbesserung der Zerstäubung auch Luft oder ein brennbares Gasgemisch unter gleichen Druckverhältnissen und unter Erzielung der gleichen Wirkung zugemischt werden.
Im Gegensatz zu den Zerstäubungsbrennern, welche über den ganzen Regelbereich mit Dampfzusatz arbeiten, wird durch den Zerstäuber nach der Erfindung eine grosse Ersparung an Dampf erzielt, weil dieser nur für die unterstenleistungsbereiche und daher in relativ geringem Ausmasse benötigt wird. Im Ver-
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Verbrennungswirkung heruntergehen.
Nachstehend ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines Zerstäubungsbrenners nach der
Erfindung näher erläutert.
Fig. l der Zeichnung zeigt einen Mittelschnitt durch den Kopf einer sogenannten "Drucköllanze", wie sie in den Brennraum des Dampfkessels eingebaut ist. Die Fig. 2 und 3 stellen Einzelteile in Ansicht dar und Fig. 4 ist eine Stirnansicht im Sinne des Pfeiles IV in Fig. 1.
Das Drucköl fliesst dem Brennerkopf durch ein Rohr 1 zu, auf dessen vorderes Ende der Düsenträger 2 aufgeschraubt ist. In diesen ist wieder eine Einsatzhülse 3 eingeschraubt, welche als Führung für das vor- dere Ende des Druckkolbens 4 dient, welcher Dichtungsscheiben 5 trägt und an der Rückseite über ein kom- biniertes Kugel-und Kardangelenk 6 mit dem Druckstempel 7 zur Regelung der zugeführten Ölmenge verbunden ist. Das vordere Ende des Düsenträgers 2 trägt eine Überwurfmutter 9, die in der Mitte einen sich kegelförmig verengenden Kanal 10 aufweist. An der Stirnseite der Mutter 9 befinden sich vier Vorsprünge
11, durch welche diese von einem Plättchen 12 distanziert werden, welches einen sich kegelförmig erweiternden Kanal 13 aufweist und durch eine weitere Überwurfmutter 14 gegen die Mutter 12 gedrückt wird.
Die Überwurfmutter 14 ist auf ein rohrförmiges Gehäuse 16 aufgeschraubt, welches den ganzen Düsenkopf ummantelt. Zwischen dem Rohr 1 und dem Rohr 16 befindet sich ein Ringkanal, durch welchen der Dampf dem Brennerkopf zuströmt und von dem der Dampf am vorderen Ende durch den Spalt 17 zwisehen den beiden Teilen 9 und 12 dem Austrittskanal 18 für das Drucköl radial zugeführt wird. Der Dampf kann hier dem Ölstrahl an dessen gesamten Umfang gleichmässig zuströmen, was für eine gute Zerstäubungswirkung von grosser Wichtigkeit ist. Die Breite des Spaltes 18 ist zweckmässig kleiner zu wählen als der Durchmesser der Öffnung 18, durch welche der Ölstrahl aus dem Teil 9 austritt.
Das Öl führende Rohr 1 wird durch eine (nicht gezeichnete) Druckfeder gegen vorne gedrückt und ist vom Dampfteil am rückwärtigen Ende mit einer O-Ringdichtung abgedichtet. Durch das Aufschrauben der Überwurfmutter 14 wird die Scheibe 12 gegen die Überwurfmutter 9 gedrückt, wobei sich die Scheibe 12 gegenüber der Mutter 9 zentriert.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Bei Betrieb mit Vollast bis ungefähr Halblast der Brennerleistung, entsprechend einem Öldruck von zirka 18 (maximal 25) atü bis zirka 12 atü herunter, tritt die Zerstäubung des unter Druck zufliessenden Öles ohne Dampfzusatz ein, wobei zur Regelung der Leistung der Kolben 4 verstellt wird, welcher die Zufuhrschlitze 20 mehr oder weniger abdeckt und wobei gleichzeitig der Druck des zufliessenden Öles entsprechend der Kolbenstellung erniedrigt wird.
Bei Betrieb unterhalb der Brennerhalblast, also unter 12 atü Öldruck, reicht der Öldruck für die einwandfreie Zerstäubung nicht mehr aus und es beginnt der Dampf, welcher mit einem Druck von zirka 0,2 atüzugeführtwird, einezusätzliche Zerstäubungswirkung auszuüben. Zuerst wirkt er nur auf den Rand ein, bei weiterem Absinken des Öldruckes übernimmt jedoch der Dampf mehr und mehr die volle Zerstäubung. Die unterste Grenze ist bei einem Öldruck von zirka 1 atü erreicht, wobei der Dampfdruck mit 0,2 atü dauernd gleichbleibt.
Obwohl zwischen dem Druck des zufliessenden Öles und jenem des Dampfes ein grosser Unterschied besteht, übt der Dampf an der Zuströmstélle seine Wirkung aus, weil der weitaus überwiegende Teil des Öldruckes an dieser Stelle bereits in kinetische Energie umgewandelt ist.
Mit einer solchen Anordnung lässt sich die Brennleistung bis zu 1/10 der Vollast herunter regeln, wobei dauernd eine einwandfreie Zerstäubung des Öles und damit eine vollständige Verbrennung erreicht ist.
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Pressure atomization burners for liquid fuels
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The operating pressure of the oil can thus be regulated down from an upper limit, which is between 18 and 15 atmospheres, for example, to about 12 atmospheres without the addition of steam, and then steam can be added to improve the atomization effect.
The steam used as an additive for such atomizing burners is mostly present in the system anyway, namely when the burner is used to operate a steam generation system. If the system is other than a steam generation system, air or a combustible gas mixture can also be added under the same pressure conditions and with the same effect to improve the atomization.
In contrast to the atomizing burners, which work with the addition of steam over the entire control range, the atomizer according to the invention achieves a great saving in steam because it is only required for the lowest power ranges and therefore to a relatively small extent. In the
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Going down combustion effect.
An exemplary embodiment of an atomizing burner according to the
Invention explained in more detail.
Fig. 1 of the drawing shows a central section through the head of a so-called "pressure oil lance" as it is installed in the combustion chamber of the steam boiler. FIGS. 2 and 3 show individual parts in a view and FIG. 4 is an end view in the direction of arrow IV in FIG. 1.
The pressure oil flows to the burner head through a pipe 1, onto the front end of which the nozzle carrier 2 is screwed. An insert sleeve 3 is screwed into this again, which serves as a guide for the front end of the pressure piston 4, which carries sealing washers 5 and on the rear side via a combined ball and cardan joint 6 with the pressure ram 7 to regulate the amount of oil supplied connected is. The front end of the nozzle carrier 2 carries a union nut 9, which has a conically narrowing channel 10 in the middle. There are four projections on the face of the nut 9
11, by means of which these are distanced from a plate 12 which has a conically widening channel 13 and is pressed against the nut 12 by a further union nut 14.
The union nut 14 is screwed onto a tubular housing 16 which encases the entire nozzle head. Between the pipe 1 and the pipe 16 there is an annular channel through which the steam flows to the burner head and from which the steam at the front end is radially fed through the gap 17 between the two parts 9 and 12 to the outlet channel 18 for the pressure oil. The steam can flow evenly over the entire circumference of the oil jet, which is of great importance for a good atomizing effect. The width of the gap 18 should expediently be selected to be smaller than the diameter of the opening 18 through which the oil jet emerges from the part 9.
The oil-carrying pipe 1 is pressed forward by a compression spring (not shown) and is sealed off from the steam part at the rear end with an O-ring seal. By screwing on the union nut 14, the disk 12 is pressed against the union nut 9, the disk 12 being centered with respect to the nut 9.
The mode of action is as follows:
When operating at full load to approximately half the burner output, corresponding to an oil pressure of approx. 18 (maximum 25) atmospheres down to approx. 12 atmospheres, the oil flowing under pressure is atomized without the addition of steam, whereby the piston 4 is adjusted to regulate the output, which more or less covers the feed slots 20 and at the same time the pressure of the inflowing oil is lowered according to the piston position.
When operating below the burner half-load, i.e. below 12 atm. Oil pressure, the oil pressure is no longer sufficient for proper atomization and the steam, which is supplied at a pressure of around 0.2 atmospheres, begins to exert an additional atomizing effect. At first it only acts on the edge, but as the oil pressure drops further, the steam takes over more and more of the full atomization. The lowest limit is reached at an oil pressure of around 1 atm, with the vapor pressure remaining constant at 0.2 atm.
Although there is a big difference between the pressure of the inflowing oil and that of the steam, the steam exerts its effect at the inflow point because the vast majority of the oil pressure has already been converted into kinetic energy at this point.
With such an arrangement, the combustion output can be regulated down to 1/10 of the full load, with perfect atomization of the oil and thus complete combustion being achieved continuously.