<Desc/Clms Page number 1>
Brenner für flüssige Brennstoffe
Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige Brennstoffe. Die zum Verbrennen flüssiger Brennstoffe dienenden Brenner können in zwei Gruppen geteilt werden, nämlich in Topfbrenner und in Zerstäubungsbrenner.
Das Wesentliche der Topfbrenner ist ein das öl verdampfender Brennertopf, in den die Flüssigkeit unten einströmt und einen Teich bildet. Das Öl verdampft unter der Wirkung der Hitze des Brenners und die öldämpfe verbrennen, wobei sie sich mit der durch die an der Seite des Topfes ausgebildeten Öffnungen einströmenden Luft mischen. Das Verbrennen des öls in einem Topfbrenner kann somit in zwei Phasen unterteilt werden, u. zw. in eine Phase, in der das Verdampfen des Öls, und in eine Phase, in der die Mischung des öls mit der Luft erfolgt. In einem Topfbrenner befindet sich das Öl im wesentlichen in einem Ruhezustand, und die Luft strömt auf die Oberfläche der Flüssigkeit in vertikaler Richtung. Da die Menge und die Oberfläche des in dem Topf befindlichen öls begrenzt sind, ist auch die Leistung niedrig.
Demzufolge wird dieser Brennertyp in der Instrie nicht, sondern ausschliesslich zur Heizung von Räumen verwendet.
Bei den Zerstäubungsbrennern wird die Oberfläche des öls durch Dispergierung vergrössert und das dispergierte Öl wird mit Luft vermischt. Die Vermischung wird sogar meistens mit Hilfe eines Luftstromes bewirkt, wobei die an der Oberfläche der Flüssigkeitstropfen vorhandene Gasphase verbrennt. Die Dispergierung erfolgt zuweilen auch durch das Aufbringen des öls auf einen rotierenden Körper. Die pro Zeiteinheit entstehende Wärme hängt von der spezifischen Oberfläche der Flüssigkeit im Verhältnis zu ihrer Menge und von der Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft im Verhältnis zu der Flüssigkeit ab. Deshalb wurde eine Steigerung der. Leistung der Industrieölbrenner durch Erhöhung der Flüssigkeitsoberfläche mit Hilfe der Zerstäubung angestrebt.
Die andere Möglichkeit der Leistungssteigerung, d. h. die Erhöhung der relativen Geschwindigkeit der Luft, kann nicht ausgenutzt werden, weil die zerstäubten Brennstofftropfen durch die Luftströmung mit fast derselben Geschwindigkeit mitgerissen werden. Daher ist die Flamme der mit Zerstäubung arbeitenden Brenner sehr gross, da das Verbrennen der im Verhältnis zur Luft fast unbewegten Tropfen auf diffuse Weise, also langsam erfolgt. Der brennende Tropfen legt in der strömenden Luft einen relativ grossen Weg zurück.
Ziel der Erfindung ist es nun, einen Brenner zu schaffen, der es ermöglicht, dass ausser einer grossen Flüssigkeitsoberfläche zwischen der strömenden Brennluft und der Flüssigkeit auch eine relativ hohe Geschwindigkeit entsteht.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der auf der Oberfläche eines Körpers hergestellte Flüssigkeitsfilm hinsichtlich des Brennens eine günstige grosse spezifische Flüssigkeitsoberfläche hervorruft, weil die Dicke des Flüssigkeitsssimes nur einige Mikron ist und somit um eine Grössenordnung kleiner als der Radius der zerstäubten Tropfen ist. Wenn die Brennluft neben der mit einem Ölfilm bedeckten Oberfläche strömt, kann der Luft im Verhältnis zum Flüssigkeitsfilm eine um eine Grössenordnung grössere Geschwindigkeit, als bei dem Zerstäubungsbrenner zwischen der Luft und
<Desc/Clms Page number 2>
dem öltropfen besteht, gegeben werden. Diese grosse Luftgeschwindigkeit bewirkt das kurze und heftige Verbrennen der Flüssigkeit.
Der Flüssigkeitsfilm wird mit Hilfe von Druckluft (Gas, Dampf) geringer Menge, oder mit Unter-Druck-Setzung der Flüssigkeit hergestellt, wobei das Brennen durch eine neben dem Flüssigkeitsfilm strömende Luft grosser Menge und kleinen Druckes ermöglicht wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Brenner für flüssige Brennstoffe, bei dem die Verbrennungsluft und der Brennstoff einer konkaven Brennfläche mittig zugeführt wird. Das Wesentliche eines solchens Brenners besteht darin, dass die Austrittsöffnungen für die Luft und den Brennstoff im Zentrum des Brenners entlang von koaxialen Kreisen angeordnet sind, wobei die Austrittsöffnungen für den Brennstoff auf dem Kreis mit grösserem Durchmesser liegen und von einem Metallkörper unter Belassung eines Spaltes abgedeckt sind, so dass die Luft tangential zu der konkaven Brennfläche geleitet ist. Hiedurch bildet sich an der Brennfläche ein zusammenhängender Flüssigkeitsfilm geringer Dicke, der mit der mit Überdruck zugeführten Verbrennungsluft verbrennt.
Mit Vorteil schliesst die an die Kontur der im Querschnitt gesehenen Brennfläche gelegte Tangente mit der Tangente an den Stellen der Austrittsöffnungen, ausgehend von diesen Öffnungen, einen Winkel ständig zunehmender Grösse, maximal einen Winkel von 45 , ein. Im Austrittsweg der Luft kann ein dieser einen Drallimpuls gebendes Element angeordnet sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. l ist der vertikale Schnitt des erfindungsgemässen Brenners und in Fig. 2 der horizontale Schnitt desselben gezeigt.
Die Verbrennungsluft wird mit Überdruck von 0, 5 bis 2 kp/cm2 durch eine Rohrverbindung - -1-- und Bohrungen --2--, der flüssige Brennstoff hingegen durch Rohrverbindungen-3und Bohrungen --4-- den in einem Metallkörper --5-- vorgesehenen Austrittsöffnungen zugeführt.
Die Luftöffnungen-6-sind von einem Kranz von Flüssigkeitsöffnungen --7-- umschlossen, und
EMI2.1
ist so gestaltet, dass deren Tangente mit der Tangente an den Stellen der Öffnungen--6 und 7--, ausgehend von diesen Öffnungen, einen Winkel a von ständig zunehmender Grösse einschliesst, wobei dieser Winkel vorteilhaft maximal 450 beträgt. Die durch die Öffnungen --6-- der Oberfläche --10-- des feuerfesten Körpers-9-ausströmende Luft breitet die durch die Öffnungen-7ausströmende Flüssigkeit in Form eines dünnen Films über die Oberfläche --10-- aus. Auf der glühenden Fläche-10-verbrennt die Flüssigkeit äusserst rasch und heizt durch ihre Wärme die Fläche --10-- noch mehr auf. Die Fläche --10-- strahlt die gesamte Wärmemenge in den Ofenraum.
Es ist vorteilhaft, der an den Öffnungen --6-- ausströmenden Luft einen Drallimpuls zu geben, u. zw. durch die Anwendung von Flügeln --11--. Der feuerfeste Körper --9-- kann von einer Wärmeisolierschicht überzogen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brenner für flüssige Brennstoffe, bei dem die Verbrennungsluft und der Brennstoff einer
EMI2.2
Austrittsöffnungen (6, 7) für die Luft und den Brennstoff im Zentrum des Brenners entland von koaxialen Kreisen angeordnet sind, wobei die Austrittsöffnungen (7) für den Brennstoff auf dem Kreis mit grösserem Durchmesser liegen und von einem Metallkörper (8) unter Belassung eines Spaltes abgedeckt sind, so dass die Luft tangential zu der konkaven Brennfläche (10) geleitet ist, und sich an der Brennfläche ein zusammenhängender Flüssigkeitsfilm geringer Dicke bildet, der mit der mit Überdruck zugeführten Verbrennungsluft verbrennt.
EMI2.3