Verfahren und Einrichtung zur Verfeuerung von Schwerölen. Die bisher bekannten Einrichtungen zur Verbrennung grosser Mengen von Schwer ölen,' wie zum Beispiel Ölheizungen für Schiffskessel,, für Schmelzöfen., Härteöfen5 Glühöfen und andere industrielle Zwecke ar beiten mit Zerstäubung des. Öls, die mittelst Dampf oder Pressluft herbeigeführt wird, und wobei die Verbrennung des Öls mit einer weissen Flamme und unter Aufprallen der Flamme auf einen glühenden Körper er folgt.
Die Folge hiervon ist, da.ss selbst bei vollkommener Verbrennung des Öls, die tat sächlich bei den meisten Feuerungen dieser Art erreicht wird, doch der thermische Wir kungsgrad verhältnismässig gering bleibt. Es ist auch schon versucht worden zur Er zielung einer höheren Flammentemperatur und damit einer besseren Wärmeausnutzung das Schweröl vor dem Austritt aus dem Brenner zu verdampfen und diesen in Dampfform übergeführten Brennstoff unter starker Zumischung heisser Luft. zur Ver brennung zu bringen. Diese Verbrennung fand dabei in der Regel mit weissen Flam men statt.
Es ist auch schon angestrebt worden, durch noch stärkere Luftzumischung dir: Verbrennung in Form blauer Stichflammen bei diesen Ölen zu erreichen. Alle diese Ver suche sind jedoch daran gescheitert, dass es nicht möglich war, die hierzu erforderliche Brennerhonstruktion für den Dauerbetrieb betriebssicher zu gestalten, denn die Brenner selbst und die Zuführungsrohre zu diesen Brennern waren je nach Art der verwendeten Ölsorte in mehr oder weniger kurzer Zeit durch Teerrückstände und sich bildenden Petroleumkoks verstopft, insbesondere wenn teerhaltiges Öl verwendet wird.
Diese Mängel hat man dadurch zu ver meiden gesucht, dass man das zu ver dampfende Öl durch glühende Rohre leitet. in dem Bestreben, die Verdampfung mög lichst weil zu treiben und darüber hinaus auch noch wenigstens teilweise eine Zerle gung der Öldämpfe an den glühenden 'voran- dangen in reine Gase zu bewirken Aber auch hierbei tritt schon nach verhältnis mässig kurzer Zeit eine starke Verkrustung der Brenneröffnung durch Koks und die An sammlung von andern Rückständen in der Brennerleitung auf, namentlich wenn es sich um die Verwendung teerhaltiger Öle handelt. Auch auf diese Weise ist daher ein ord nungsmässiger Betrieb auf längere Zeit nicht möglich.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist .ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ver- feuerung von Schwerölen. Das beanspruchte Verfahren, bei welchem die Schweröle vor ihrer Verbrennung verdampft werden, sucht die erwähnten Mängel dadurch zu vermei den, dass der in Dampfform übergeführte Brennstoff auf dem Wege von der Ver- da.mpfungssItelle bis zur Brennermündung wieder abgekühlt wird. Diese Abkühlung kann zweckmässig durch starke Zumischung von Verbrennungsluft erfolgen, welche eine niedrigere Temperatur als der verdampfte Brennstoff besitzt.
Ferner kann die Abküh lung zum Beispiel auch durch eine dem Bren ner zugeführte Kühlflüssigkeit erfolgen. Es empfiehlt sich, dass die Erhitzung des Brennsltoffes zum Zwecke der Verdampfung nur bis zu dessen Siedepunkt vorgenommen und eine Überhitzung des Brennstoffes ver mieden wird. Die auf die Verdampfung fol gende Abkühlung wird zweckmässig bis auf 50 Celsius oder noch tiefer vorgenommen. Infolge der verhältnismässig grossen Luft menge schwebt dabei das verdampfte Öl in Nebelform in der zugemischten Luft und tritt mit dieser aus der %ennermündung aus.
Um dabei eine erneute Erhitzung des Brenn- gemisches durch den vom, Feuer bestrahlten Brennerkopf zu verhüten, empfiehlt es sich, diesen Brenner mit Wasser oder einem an dern Kühlmittel zu kühlen.
Diese Ausbildung gibt zugleich die vor teilhafte Möglichkeit, den Brenner im Innern der Feuerung, zum Beispiel bei Dampf kesseln im Innern des Flammrohres anzu ordnen, und zwar derart, dass seine Düsen beziehungsweise die austretenden Flammen etwa rechtwinklig gegen die zu beheizenden Flächen gerichtet sind. Der Brenner kann sich dabei zweckmässig ganz oder nahezu über die ganze Länge des Flammrohres er strecken, und nicht nur mit einer, sondern gegebenenfalls auch mit mehreren Reihen von Brenneröffnungen versehen sein, so dass das Flammrohr an verschiedenen Stellen seines Umfanges getroffen wird.
Bei der Be- heizung von Flammrohren für Dampfkessel empfiehA es sich, die Flammen aus dem Brennerrohr etwa wagrecht nach den beiden gegenüberliegenden Seiten des Rohrmantels zu richten, so dass die Beheizung nicht, wie sonst meist üblich, hauptsächlich auf der obern Hälfte des Flammrohres erfolgt, son dern an den Seitenteilen., und dadurch eine lebhaftere Da.mp.fentwi.eklung und V@Tasser- zirkulation erzielt wird, die eine grössere Leistungsfähigkeit des Kessels zur Folge hat.
Zur Erzielung einer vorteilhaften Flam menausbildung und Flammenführung emp fiehlt es sich dabei, neben dem Brennerrohr noch eine oder mehrere Rohre anzuordnen, welche zur Zuführung von Sekundärluft dienen und gegebenenfalls mit dem Brenner rohr auch vereinigt werden können. Das Ganze kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass die oben genannten Rohre von einem Mantel umhüllt sind, wobei Kanäle für eine Kühlflüssigkeit entstehen, so da.ss clie,Sekundärluftrohre vor einer übermässigen Erhitzung geschützt sind.
Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele von Einrichtungen zur Durchfüh rung des beanspruchten Verfahrens darge stellt. Dabei zeigt: Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die Feuerung eines Flammrohrkessels mit einem am vorderen Ende des Flamm- rohres angeordneten Brenner, Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Feue rung nach F'ig. 1, Fig. 3 eine Feuerung für einen Flamm- rohrkessel mit einem sich über die ganze Länge des Flammrohres erstreckenden Brenner,
Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie A-B der Fig. 3, Füg. 5 eine weitere Ausführungsform eines Brenners für eine Feuerung nach Fig. 3 im Querschnitt.
Beim Beispiel nach Fig. 1 und 2 ist 6 die Zuführungsleitung für den flüssigen Brenn stoff in den Verdampfungsraum 7, welcher durch die strahlende Wärme der Flamme 4 so stark beheizt wird, dass gerade die voll ständige Verdampfung des zur Verwendung kommenden flüssigen Brennstoffes herbeige führt wird. Dieser Brennstoffdampf wird durch die Rohrleitung 8 in der Richtung des Pfeils 8a dem Brenner, und zwar dem Bren- nerrohr 1 zugeführt. Dem Brennerrohr 1 wird in der Richtung des Pfeils 9a Druck luft zugeführt.
Brennstoffdampf und Druck luft werden ohne besondere Vorrichtungen dorf, wo dieselben im Brennerrohr 1 zusam mentreffen, innig gemischt. Dadurch wird der Brennerstoffdampf, welcher bei seiner Erzeugung eine Temperatur von ungefähr 350 bis maximal 450' hat. infolge seiner geringen Menge im Verhältnis zur zugeführ ten Primärluft wirksam abgekühlt, und zwar liegt die Temperatur dieses Brennstoffge misches infolge der vorliegenden Umstände ganz bedeutend unterhalb der Verdamp- fungstemperatur des Brennstoffes.
Der Brenner besitzt an seiner Mündung den Bren- nerkopf 1b und daran anschliessend die Kühl kammer 1a. Dieselbe ist so eingerichtet, dass in der Richtung des Pfeils 10 im Rohr 21 das KühImittel, am besten Wasser, einströmt und in der Richtung des Pfeils 11 durch die Rohrleitung 12 wieder abgeführt wird. Die Kühlkammer ja ist in ihrer Ausführung so eingerichtet, dass eine wirksame Kühlhal tung der Wandungen der Austrittsdüse 1e unbedingt sicher gestellt ist.
Die grösste Be triebssicherheit und der beste Wirkungsgrad der Kühlung werden erreicht, wenn die Aus- trittstemperatur des Brennstoffdampfluftge- misches unter<B>50'</B> Celsius liegt.
Es genügt jedoch schon eine Kühlhaltung des Brennge- misches dergestalt, da.ss die Wandungen des Brennerkopfes und der Düse 1e und eventuell auch das Brenngemisch eine Temperatur bei behalten, die stets nicht erheblich grösser ist, als die Temperatur der Siedegrenze des flüs sigen Brennstoffes. Der aus der Düse 1e herausgetriebene Brenngemischstrahl trifft auf den vorher zum Glühen, gebrachten Brennerkörper 15,
so dass' an demselben das Benngemisch explosionsartig in blauer Stich flamme fortlaufend zur Entzündung ge bracht und brennend erhalten wird. Durch die Öffnungen 16 kann dem Brenner Sekun därluft zugeführt werden, entweder durch die Wirkung des Saugzuges, oder aber in Form von Druckluft.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 besitzt der Brenner ein Brennerrohr 1, wel ches sich durch die ganze Länge des Flamm- rohres 15 erstreckt und am vorderen Ende in der Deckelwand 17 des Flammrohres, am hintern Ende dagegen in einer festen, ge mauerten Wand 18 gehalten ist. Letztere be findet sich in einem gewissen Abstande von der rückwärtigen Kesselwand 13 und dient zugleich zur Führung der aus dem Flamm- rohr austretenden Verbrennungsgase.
Unterhalb des Brennerrohres 1 befindet sich das Verdampferrohr 7, welchem durch das Rohr 6 in Richtung des Pfeils 6a der zu verdampfende Brennstoff zugeführt wird. Das Verdampferrohr 7 ist nach dem vorderen Kesselende zugeneigt und dort durch ein Steigrohr 8 mit dem Brennerrohr 1 verbun den, welches seinerseits ebenfalls in der Be wegungsrichtung des Brennstoffes ein leich tes Gefälle besitzt, also eine entgegenge setzte Neigung aufweist wie das Rohr 7.
Beide Rohre 1 und 7 sind an ihren tiefsten Stellen mit einem doppelt U-förmig gebo genen Abflussrohr 20 bezw. 20a versehen, welche den etwaigen selbsttätigen Abfluss nicht verdampfter Flüssigkeit ermöglichen und zugleich durch die sich in den untern U-Bögen bildenden Flüssigkeitssäcke ein Entweichen; der Brennstoffdämpfe aus dem Verdampfer- beziehungsweise Brennerrohr verhindern.
Das Brennerrohr 1 ist auf seinen beiden Seiten reit einer Reihe von Düsenöffnungen 1c bezw. 1g versehen, so dass die austreten den Flammen 4 bezw. 4a etwa wagrecht nach gegenüberliegenden Seiten gegen die Flamm- rohrwandungen gerichtet sind und hier nach oben und unten in Richtung der Pfeile 5 um gelenkt werden.
Dadurch findet eine äusserst wirksame Beheizung längs der ganzen Man telfläche ,statt, und zwar am stärksten an -den Seitenflächen des Flammrohres, so dass eine kräftige Dampfentwicklung unter höchster Ausnutzung des Kessels erreicht wird, wie in Fig. 4 durch die Pfeile 14 und 14a ange deutet ist.
Das Brennerrohr 1 ist in der Nähe des Steigrohres 8 für den Brennstoffdampf mit einem Anschlussstutzen 9 für die in Richtung des Pfeils 9a zuströmende Primärluft ver sehen, und auf seiner ganzen im Feuerbe reich liegenden Länge mit Kühlkanälen Ja versehen, die durch .auf das Brennerrohr auf geschweisste Winkeleisen 24 gebildet sind, und von Wasser oder einem andern Kühl mittel durchströmt werden, welches durch die Leitung 21 zugeführt und durch die Leitung 12 wieder abgeführt wird, also das Brenner rohr auf seiner ganzen Länge gekühlt hält.
Oberhalb und unterhalb des Brenner rohres 1 ist noch je ein Rohr .2 bezw. 2a an geordnet, welches in der gezeichneten Pfeil richtung mit Sekundärluft gespeist wird und mit einer Reihe von seitlichen Düsenöff nungen versehen ist, aus denen die im Rohr selbst vorgewärmte Sekundärluft in gleich mässiger Verteilung den einzelnen Flammen zugeführt wird. Zur Aufrechterhaltung der Flamme sind in der Nähe der Flammen spitzen oberhalb derselben aus keramischer Masse oder anderem feuerfestem Material bestehende Zündkörper 3, 3a angebracht, welche mit ihren obern hakenförmig ge krümmten Enden an durchgehenden .Stangen 25 leicht auswechselbar aufgehängt sind.
Sowohl das B.rennerrohr 1 als auch das Verdampferrohr 7 ist nach beiden Seiten aus dem Feuerbereich herausgeführt und auf der Aussenseite der Abschlusswand 17 bezw. 18 mit Flanschen 27, 28 bezw. 29, 30 versehen.
Diese Einrichtung ermöglicht, eine gute Zu- gänglichkeit und Reinigung der beiden Rohre, und zwar so, dass der Brenner dabei nur ganz kurze Zeit ausser Betrieb gesetzt zu werden braucht, insbesondere ist. eine Reinigung möglich, ohne dass der Brenner und die übrigen Rohre sich vorher abzuküh len brauchen, weil die für die Reinigung er forderlichen Zugangsstellen, nicht im Feuer bereich liegen und die Rohre ohne Krüm mungen geradlinig von einer bis zur aaidern Aussenstelle durchgeführt sind.
Um eine zu hohe Erhitzung der Sekun- därluftrohre 2, 2a zu vermeiden, können die selben zweckmässig, wie in Fig. 5 dargestellt ist, in unmittelbarer Nähe des Brennerrohres angeordnet und gemeinsam mit diesem von einem Mantel 26 umschlossen sein, welcher zugleich die Kühlkanäle la bildet.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch das Rohr 6 wird bei in Inbetrieb setzung des Brenners zunächst Gas, Benzin oder ein anderer leichtflüchtiger Brennstoff zugeführt, welcher über die Rohre 7 und 8 in Gasform oder in verdampfter Form in das Brennerrohr 1 gelangt und von dort durch die Düsenöffnungen 1c bezw. lx in den Feuerraum ausströmt, wo er zur Entzün dung gebracht wird.
Nachdem auf diese Weise durch Gas oder leichtflüchtigen Brennstoff die ganze Brenneranordnung, und insbesondere die Verdampferleitung 7 und die Zündkörper 3, 3a auf eine genügend hohe Temperatur gebracht worden sind, wird durch die Leitung 6 nunmehr das Schweröl in die Verdampferleitung 7 eingeführt, wo es durch die strahlende Wärme zur Verdamp fung gelangt. Die Lage des Rohres 7 wird zweckmässig so gewählt, dass der Brennstoff etwa bis auf 350-4.50 Celsius erhitzt und dadurch, zur Verdampfung gebracht wird.
Die hierbei entstehenden Brennstoffdämpfe werden durch das Steigrohr 8 dem Brenner rohr 1 zugeführt und mit der von links durch den. Stutzen 9 zugeführten Primärluft ver mischt. Diese Brennerluft wird zweck mässig gar nicht oder nur sehr wenig vor gewärmt und in so reichlichem Masse mit dem Brennstoffdampf vermischt, dass dieser sich dabei bis auf etwa 50 Celsius oder auf eine noch tiefere Temperatur abkühlt.
In folge der starken Luftzumischung und der sich daraus ergebenden geringen Sättigung bleibt der Brennstoffdampf als Nebel in der Primärluft schwebend, und tritt dann ge meinsam mit dieser aus den Düsenöffnungeai 1c bezw. lx clleis Brennerrohres 1 aus.
Die Austrittsgeschwindigkeit wird zweckmässig so geregelt, dass die Flamme sich erst in einer gewissen Entfernung von der Düsenöffnung zu bilden vermag, und zwar infolge der glühenden Zündkörper 3, 3a, welche unter fortlaufender Entzündung die Flammen ,ex- plosionsartig brennend aufrecht erhalten und zugleich die Zerlegung des Brennstoff dampfes in reine Gase bewirken.
Auf diese Weise erhält man eine äusserst heisse blaue Flamme 4 bezw. 4a, welche nach rechts und links wagrecht gegen die Flamm- rohrwandung gerichtet ist, und von dieser nach oben und unten umgelenkt wird.
Gleichzeitig findet durch die Rohre 2, 2a die Zuführung von Sekundärluft statt, wobei die aus den Düsenöffnungen jener Rohre aus tretenden Sekundärluftstra.hlen mit zur rich tigen Flammenführung benutzt werden kön nen; so dass die Flamme sich weitgehendst an die ganze Mantelfläche des Flammrohres an schliesst, und eine äusserst wirksame Behei- zung des Flammrohres stattfindet, welche sich gleichmässig über dessen ganze Länge erstreckt.
Diese Beheiz.ung ist im Gegensatz zu den meist gebräuchlichen bekannten Flammrohrfeuerungen am stärksten an den beiden Seitenflächen des Flammrohres, und dieser Umstand ist von besonderer Wichtig keit, weil dadurch die sich entwickelnden Dampfblasen schnell emporsteigen können und auch schneller ein Nachfluss von frischem Wasser stattfinden kann, so dass auf diese Weise die Verdampfungsmenge und damit die Leistungsfähigkeit des Kessels wesentlich gesteigert werden kann.
Wie bereits vorher erwähnt. wird die Temperatur im Verda.mpferrohr 7 zweck mässig nicht über 350-450' Celsius ge- steigert. Falls sich dabei im 01 noch Be- standteile, befinden, welche an der Ver dampfung nicht teilnehmen, so fliessen diese infolge der Neigung cles Verdampferröhres 7 selbsttä%ig nach links durch das Abflussrohr 20 ab, ohne den Betrieb des Brenners irgend wie zu beeinträchtigen.
Das gleiche gilt für etwaige im Brennerrohr 1 auftretende Flüs sigkeitsniederschläge, welche in ähnlicher Weise durch das Abflussrohr 20a selbsttätig zum Abfluss gebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, Schweröl auch im Dauerbetrieb und mit blauen Flammen unter Verdampfung und Vergasung fortlaufend zu verbrennen, und zugleich eine gesteigerte Wärmeausbeute zu erzielen.
Es wird noch besonders darauf hinge wiesen, dass beim Betrieb der dargestellten Einrichtung die Beimischung der Primärluft zum Brennstoffdampf auch in derjenigen grossen Menge vorgenommen werden kann, die erforderlich ist, den Bedarf an Sekundär luft zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffgemisches überflüssig zu machen.
Es ist selbstverständlich ohne weiteres angängig, die Anzahl der Brennstoffaus strömungsdüsen für eine in Betracht kom mende Feuerungsanlage in beliebiger Zahl auszuführen, die Ausströmungsdüsen ein zeln oder gemeinsam zu kühlen, ebenso kön nen Einzelkammern, oder gemeinsame -Kam mern zur Verdampfung des flüssigen Brenn stoffes in beliebiger Anzahl angeordnet wer den. Bei der Beheizung von Dampfkesseln ist es auch möglich, einen Teil der Wasser füllung des Dampfkessels oder den erzeugten Dampf als Mittel zur Kühlhaltung des Bren- nerkopfes zu benutzen.
Mit den dargestellten Einrichtungen können selbstverständlich auch flüssige Brennstoffe verarbeitet werden, die an sich schon teerfrei sind, oder infolge ihrer be sonderen Eigenschaften nicht zum Ver krusten oder zur Koksbildung neigen. Durch das Verfahren der Kühlhaltung des Brenn- gemisches und der Ausströmungsöffnungen für das Brenngemisch wird auch dann noch der grosse Vorteil erreicht.
dass die aus- strömende trennstoffgemischmenge in ihrem Heizwert stets gleichmässig bleibt, denn eine Verringerung des ausströmenden spezifischen Heizwertes durch allmählich steigende Er wärmung des ausströmenden Brennstoffge- mischstrahles findet alsdann nicht mehr statt.