CH439556A - Method for gasification for the purpose of subsequent combustion of liquid fuels, in particular heating oil, and device for carrying out the method - Google Patents

Method for gasification for the purpose of subsequent combustion of liquid fuels, in particular heating oil, and device for carrying out the method

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CH439556A
CH439556A CH587262A CH587262A CH439556A CH 439556 A CH439556 A CH 439556A CH 587262 A CH587262 A CH 587262A CH 587262 A CH587262 A CH 587262A CH 439556 A CH439556 A CH 439556A
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CH
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air
combustion
atomizing
oil
burner
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CH587262A
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Broedlin Willi
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Broedlin Willi
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Description

  

  Verfahren zur Vergasung zwecks anschliessender Verbrennung von flüssigen Brennstoffen,       insbesondere    Heizöl, und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens    Verfahren zur Vergasung zwecks     anschliessender     Verbrennung von flüssigen     Brennstoffen    sind vielfach  bekannt und arbeiten zumeist mit besonderen Verga  sungsmitteln, wie Dampf, und verlangen     aufwendige,     beheizte Apparaturen, die für den Betrieb von     Indu-          striebrennern,        Haushaltsbrennern    und dgl.     nicht    ein  setzbar sind, sondern     grosstechnische    Anlagen darstel  len.

   Für diesen Zweck sind     vielmehr        Ölbrenner    ge  bräuchlich, die in verschiedenen Ausführungsformen  bekannt sind. Insbesondere sind solche bekannt, die  aus einer     Druckluft-Ölzerstäubuugsdüse    und     einem    an  die Düse angeschlossenen     Brennerrohr    bestehen. Das       Brennerrohr,    das die     Flamme        hülsenförmig        umgibt,     soll dabei der     Stabilisierung    der     Flamme    dienen.  



  Der     Verbrennungsvorgang    wird durch dieses     Bren-          nerrohr    bei bekannten     Brennern    nicht wesentlich     be-          einflusst,    insbesondere brennen die bekannten Ölbren  ner des beschriebenen     Aufbaus    im allgemeinen mit gel  ber und häufig auch :stark russender Flamme.

   Im übri  gen kennt man Ölbrenner, bei denen an das Brenner  rohr noch besondere Rückführungskammern oder  Rückführungskanäle     angeschlossen    sind, die einen Teil  der     Verbrennungsprodukte    zurück     in.    den     Bereich    der  Düsen führen.     Derartige    Brenner sind nicht für alle  Verbrennungszwecke einsetzbar, im übrigen ist der  konstruktive Aufwand gegenüber der einfachen Aus  führungsform mit     Brennerrohr    erheblich, zumal die       Rückführungskanäle    hohen Temperaturen ausgesetzt  sind und folglich     hochwärmefeste    Werkstoffe eingesetzt  werden müssen.

   Auch gelingt die Verbrennung der       Kohlenwasserstoffe,    insbesondere des Heizöls     mit     blauer Flamme bei derartigen Brennern     häufig        nicht.     Ölbrenner, die mit einfachem     Brennerrohr    als Verga  sungsbrenner arbeiten und daher     mit    blauer Flamme  brennen sowie wahlweise auch als Gaserzeuger betrie  ben werden     können,    welches Gas zum Brennen oder  zum     Betrieb    von     Verbrennungsmotoren    oder     Turbinen          geeignet    ist,     sind    nicht bekannt.  



  Die Erfindung hat     sich    die Aufgabe gestellt, flüs  sige Brennstoffe,     insbesondere    Heizöl, auf einfache    Weise zu vergasen zwecks     anschliessender    Verbren  nung.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren besteht darin,  dass der     Brennstoff    in     feinverteilter    Form     kegelförmig     zerstäubt     wird    und durch den     Zerstäubungskegel        im          Reaktionsraum,    den     Zerstäubungskegel        zumindest        im     Bereich     seines    Ursprunges umgebend, zumindest ein       Wirbelkranz        erzeugt    wird,

   der in einer Atmosphäre mit       Sauerstoffunterschuss        zur        Erzeugung        einer        Vorflamme     gezündet wird, wobei in Strömungsrichtung des     Zer-          stäubungskegels    hinter dem     Wirbelkranz    ein mit blauer  Flamme     verbrennbares        Gemisch    anfällt.

   Die Erzeu  gung des     Zerstäubungskagels        kann:    durch     Druckölzer-          ,stäubung    oder durch Zerstäuben mit     7perstäubungsmit-          teln,    insbesondere mit Druckluft     erfolgen.    Die Erzeu  gung des     Wirbelkranzes    kann     unschwer    durch Einstel  lung des     Zerstäubungskegels    in bezug auf     öffnungs-          winkel        und        Strömungsgeschwindigkeit    erfolgen.

   Dabei  kann die Wand des     Reaktionsraumes    als     Reflektions-          wand    mitwirken; auch     können        Hilfsmittel,    wie     Strö-          mungsleiteinxrichtungen,    vorgesehen     .sein.     



  Im     Rahmen    des     erfindungsgemässen        Verfahrens     kann die für .die     Erzeugung    der     Atmosphäre    mit Luft  unterschuss erforderliche Luft auf verschiedene     Weise     zugeführt oder zugelassen werden. Mit Vorteil kann       die    für die Erzeugung der     Atmosphäre        mittels        Luftun-          terschuss    erforderliche Luft als     Zerstäubungsluft    zuge  führt werden.

   Es besteht aber auch oder     in:        Ergänzung     zur ersterwähnten     Massnahme    die Möglichkeit, die  Luft durch gegebenenfalls einstellbare Öffnungen des       Reaktionsraumes        zuzuführen    oder     anzusaugen.    Im  Ergebnis     kann        die    Luft im     Kreuzstrom    oder Gleich  strom dem     Zerstäubungskegel        zugeführt    (Gebläse) oder       angesaugt    werden.     Das.    Ansaugen besorgt die Strömung  selbst.

       In    jedem Fall     kann    durch diese Luftströme auch       die        Wirbelbildung        beeinflusst    werden.  



  Der     Brennstoff    kann im wesentlichen in Achsrich  tung     eines    als Reaktionsraum     dienenden,    im wesentli  chen     zylindrischen,    eventuell leicht     konischen    eingezo  genen Rohres mit     einem        Öffnungswinkel        des    Zerstäu-           bungskegels    von 10-30  und bei einer Strömungsge  schwindigkeit von etwa 50m pro Sekunde bis     500m     pro     Sekunde    zerstäubt werden.  



  Das Verfahren     kann        mit        Vorteil    auch mit     reinem     Sauerstoff     :durchgeführt    werden, wobei sich eine beson  ders heisse Flamme ergibt und     Vorrichtungen5    in de  nen     das        Verfahren        verwirklicht    wird,     als        Schweissbren-          ner    eingesetzt werden     können.     



  Eine     Vorrichtung    zur Ausführung des     Verfahrens,     insbesondere     zur    Vergasung und     Verbrennung    von  Heizöl, bestehend aus einer     Druckluftölzerstäubungs-          düse    und einem an die Düse     angeschlossenen    Brenner  rohr, ist     erfindungsgemäss    durch     die        Kombination    der  folgenden     Merkmale        gekennzeichnet:

       a) das     Brennerrohr    besteht aus einer Reaktions  kammer und     einem    Mündungsteil und besitzt eine der  artige Länge,     dass    der     Zerstäubungskegel    die     Brenner-          mündungsinnenwand        beaufschlagt,    und ist in dem Teil  zwischen diesem     Beaufschl        agungsbereich    und der       Druckluftzerstäubungsdüse    mit     Verbrennungsluftan-          saugöffnungen    versehen,  b)

   die     Druckluftzerstäubungsdüse    zerstäubt den       Brennstoff        kegelförmig    und ist als     Ringspaltdüse    mit       zumindest    einer zentralen     Brennstoffaustrittsöffnung     und umgebendem     Zerstäubungsluftrin@gspalt    ausgebil  det, sowie für einen Betrieb eingerichtet, bei dem die       Zerstäubungsluft        mit        einer    Geschwindigkeit von min  destens 50 m pro Sekunde aus dem Ringspalt austritt,  c) der     Öffnungswinkel    (a)

   des     Zerstäubungskegels     des Brennstoffes liegt im     Bereich        ron    10 bis 30 Grad,  gemessen gegen die Achse der Reaktionskammer und       Brennmündung.     



  Die durch die     Erfindung    erreichten Vorteile     sind     vor allem darin zu sehen, dass auf einfachste Weise  eine Vergasung beliebiger flüssiger Brennstoffe und       insbesondere    Heizöl erreicht wird. Die     erfindungsge-          mässe    Vorrichtung kann als Vergasungsbrenner und  wahlweise als     Gaserzeuger    arbeiten und weist einen  einfachen Aufbau auf. Es können Heizöl und ähnliche       Kohlenwasserstoffe    mit blauer Flamme verbrannt oder  ein brennbares Gas, das an entfernter Stelle verbrannt  werden kann, erzeugt werden.

   Die     erfindungsgemässe     Vorrichtung als Vergasungsbrenner oder Gaserzeuger  zeichnet sich     folglich    durch ihren     Verbrennungswir-          kungsgrad    und     Gaserzeugungskapazität    in vorteilhafter  Weise     aus.     



  Im folgenden wird die     Erfindung    anhand einer  Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung ausführ  licher     erläutert.     



  Es zeigen:       Fig.    1     schematisch    einen     Axialschnitt    durch einen  Ölbrenner,       Fig.2    eine andere Ausführungsform des Gegen  standes nach     Fig.    1,       Fig.    3     ebenfalls    in einem     Axialschnitt    eine weitere  Ausführungsform des Ölbrenners.  



  Der in den Figuren     dargestellte        Ölbrenner    arbeitet  als Vergasungsbrenner und Gaserzeuger und ist insbe  sondere für das Verbrennen von üblichem Heizöl     be-          stimmt    und besteht aus einem     Brennerrohr    2, dessen  unterer Teil eine     Reaktionskammer,    dessen oberer Teil  die     Brennermündung        bildet,        und        einer    in die     Reaktions-          kammer    axial eingesetzten Düse 6     (Druckluftölzerstäu-          bungsdüse)

  .    Die Düse zerstäubt, wie in den     Fig.    1 und  2 angedeutet ist, das Öl     kegelförmig    (Kegel 3). Sie     ist,          wie    in     Fig.    3     im.        einzelnen        erkennbar,    als     Ringspaltdüse     ausgebildet und besitzt     folglich    eine     zentrale    Ölaus-         trittsöffnung    4     in.    Form     einer    Bohrung oder eines Roh  res und einen     Zerstäubungsluftringspalt    5.

   Im übrigen  ist die     Düse    für einen Betrieb eingerichtet, bei dem die       Zerstäubungsluft    mit einer Geschwindigkeit von min  destens 50 m pro Sekunde bis etwa 500 m pro  Sekunde oder auch mehr aus dem     erwähnten    Ringspalt  5     austritt.    Der     Öffnungswinkel    a des     Zerstäubungskegels     3 des Öls liegt im     Ausführungsbeispiel    bei 10     Grad     und     kann    grundsätzlich     in    den Grenzen zwischen 10 und  30 Grad schwanken.

   Der Winkel ist .dabei gegen     die          strichpunktiert    eingezeichnete Achse 6 der Brenner  mündung gemessen. Die Düse selbst ist an die Reak  tionskammer dicht angeschlossen, und diese ist zu die  sem Zweck in der     Ausführungsform    nach     Fig.    1 und 2  an ihrem unteren Ende eingezogen.

   Die Reaktionskam  mer     und    der     Brennermündungsteil    besitzen eine derar  tige Länge,     dass    der     Zerstäubungskegel    3 die     Brenner-          mündungsinnenwand        beaufschlagt,        und        sind    in dem  Teil zwischen diesem     Beaufschlagungsbereich        und.    der       Druckluftzerstäubungsdüse    1 mit     Verbrennungsluftan-          saugöffnungen    7 versehen.

   Die     Druckluftölzerstäu-          bungsdüse    1 verbraucht für die     ölzerstäubung        etwa     5 % der für die Vergasung oder Verbrennung des     Öls     erforderlichen     stöchiometrischen    Luftmenge.

   Die     Ver-          brennungsluftansaugöffnungen    7 sind jedoch so     dimen          sioniert,    dass in dem     erwähnten    Bereich     im    Inneren  des Vergasungsbrenners 2 ein Unterdruck bleibt, was  im allgemeinen mit den Verhältnissen gleichwertig ist,  'bei denen im     Vergasungsbrenner    selbst eine     unterstö-          chiometrische    Luftmenge vorhanden ist.

   Der Ring 16  dient     der    Einstellung     ,der        Verbrennungsluftmenge.    Im  übrigen sind bei der Ausführungsform nach     Fig.    3     Ein-          stellvorrichtungen    für die Ölmenge in Form eines  Handrades 8 und auch für die     Zerstäubungsluftmenge     in     Form    eines einstellbaren     Ventiles    9 eingezeichnet.  Das Handrad 8 arbeitet auf eine Nadel 10, die beim  Vor-     oder    Zurückschrauben die     Grösse    der Austritts  öffnung 4 für das Öl verändert.

   Das Ventil 9 für die  Einstellung der     Zerstäubungsluftmenge    kann ein     einfa-          ches        Reduzierventil    oder auch ein einfaches Quer  schnittsventil sein. Es besteht hier aber auch die Mög  lichkeit, mit dem Ring 11, der Öffnungen 12 aufweist,  die Einstellung der     Verbrennungsluft        vorzunehmen.     Diese strömt dann durch die     Bohrung    13 in     die    Vertei  lerkammer 14 und von hier     aus    den Verbrennungsluft  ansaugöffnungen 7 zu.

   Die     Fig.    2 deutet an, dass das       Brennerrohr    2 auch kegelförmig zur Mündung hin     ein-          gezogen    werden kann, es kann im übrigen stets ein  oder     mehrteilig    ausgeführt sein. Die Düse 6 kann axial  verstellbar sein.  



  In ,den     Fig.    1 und 2 ist die     Wirkungsweise    der be  schriebenen Vergasungsbrenner und Gaserzeuger oder  der Vergasungsvorrichtung angedeutet. So erzeugt der       Verdüsungskegel    3     des    in     fein,        verteilter        Form.    verdü  stere Brennstoffes in der Reaktionskammer im Bereich  des Kegelursprungs,     nämlich        zwischen    .dem     Beaufschla-          gungsbereich,

      in dem der     Zerstäubungskegel    3 auf die  Wandungen des     Brennerrohres    2 trifft und der     Druck-          luft-Ölzerstäubungsdüse    1,<U>z</U>umindest einen Wirbel  kranz 15, der die Düse 1 umgibt, und in der im Reak  tionsraum herrschenden     Atmosphäre        mit    Sauerstoffure       terschuss        zur        Erzeugung    einer     Vorflamme    gezündet       wird.    In dieser     Vorflamme    herrschen Vergasungsbedin  gungen,

   so     dass    in Strömungsrichtung des     Verdüsungs-          kegels    3 hinter demRTIID="0002.0202" WI="19" HE="4" LX="1505" LY="2615">  Wirbelkranz    15 das weiterströ  mende Gemisch mit blauer     Flamme        verbrennbar    ist,       nämlich    aus der     Brennermündung    als blaue     Flamme         17 austritt oder als brennbares Gas abgenommen wer  den     kann.     



  Die Verbesserung des     Verbrennungs-    und Verga  sungsvorganges ist somit das Ergebnis eines zweistufi  gen Reaktionsablaufes     im    Vergasungsbrenner selbst,  nämlich der Bildung der     erwähnten    stark wirbelnden       Vorflamme    und der darin stattfindenden Vergasung für  das zu verbrennende Öl,     insbesondere    Heizöl, so dass  die     Vergasungsprodukte    mit blauer Flamme brennen  oder ein Gas erzeugt     wird.        Tatsächlich        gelingt    es näm  lich, den Vergasungsbrenner und Gaserzeuger im kal  ten Zustand zu zünden,

   wo bereits im kalten Zustand  an der     Brennermündung    sofort     die    blaue     Flamme     brennt oder je nach Einstellung die     Vorflamme    allein       weiterbrennt    und aus der     Brennermündung    ein Gas  ausströmt, das für die verschiedensten     Brennmöglich-          keiten    verwendet werden kann. So kann dieses aus der       Brennermündung    ausströmende Gas zum Betrieb von       normalen        Verbrennungsmotoren    oder Turbinen ver  wendet werden.

   Es ist     lediglich        notwendig,    dies vor       Eintreten    in den Motor oder die Turbine auf die nötige  Luftsättigung zu     bringen.    Im übrigen lassen     sich    bei  dem Vergasungsbrenner und Gaserzeuger Leistung und  Temperatur durch Bemessung des Reaktionsdurchmes  sers und der     Gesamtlänge    der     Reaktionskammer        mit          Brennermündung        variieren.    Zu den Vorteilen des Ver  gasungsbrenners und Gaserzeugers gehört endlich auch  seine einfache Betriebsweise, die zusammengefasst wie  folgt nochmals erläutert wird:

    Nach dem Öffnen des     Luftregulierventils    strömt  aus dem Ringspalt der Düse der     Zerstäubungsluftstrom     mit einer sehr hohen     Strömungsgeschwindigkeit        (je     nach Einstellung 50-500     m/sek.).    Durch letztere wird  ein Sog erzeugt, der so gross ist, dass durch die     Ver-          brennungsluftansaugöffnungen    ein Teil der Verbren  nungsluft mit einer unter der     Verdüsungsluftgeschwin-          digkeit    liegenden Geschwindigkeit angesaugt wird.

    Durch die     Relativgeschwindigkeit    zwischen     Verdü-          sungsluft    und angesaugter     Teilverbrennungsluft    wird in  der     Reaktionskammer    ein aerodynamischer, rotieren  der Wirbel gebildet, der mit hoher     Geschwindigkeit     dreht. Nach dem Öffnen des     Regulierventils    für die  Dosierung der     Ölzufuhr    strömt das Öl zur Düse und  wird von der     Verdüsungsluft        aerosolfein    zerstäubt.

   Die       äusseren    Randzonen des     aerosolfeinen    Gemisches wer  den in den aerodynamischen Wirbel hineingetragen  und rotieren mit ihm mit der bereits beschriebenen  hohen     Geschwindigkeit.     



  Sofort nach dem Zünden brennt der Wirbel,  woraus folgt, dass in der Reaktionskammer eine rotie  rende     Vorflamme    brennt und durch deren Wärme die       eingedüsten        Kohlenwasserstoffe,    die diese     Flamme     durchströmen, sofort und     völlig    auf kürzestem Wege  vergast.

   Die     Vergasungsreaktion    kann bei der beschrie  benen hohen     Turbulenz    bereits bei     einer    kleineren  Vorrichtung     innerhalb    einer Wegstrecke von 20 mm  beendet     sein.    Aus der     Brennermündung    strömt sofort  nach dem Zünden aus kaltem Zustand     eine    reine,  blaue     Gasflamme    ohne eine Spur von leuchtenden Ske  letten oder nach     Veränderung    der Relativgeschwindig  keit zwischen     Verdüsungsluft    und angesaugter     Teilver-          brennungsluft        ein    Gas,

   das durch Regulieren der einge  düsten     ölmengs    auf verschiedene Sättigungsgrade oder  Dichte gebracht werden kann. Das Gas ist für die ver  schiedensten     Brennzwecke    verwendbar und eignet sich  zum Betrieb von     Verbrennungskraftmaschinen,        vorzüb          lich,    da es nicht heiss ist. Es ist vor Eintritt in den    Motor oder die Turbine auf     die        nötige    Luftsättigung zu  bringen.



  Process for gasification for the purpose of subsequent combustion of liquid fuels, in particular heating oil, and apparatus for carrying out the process Process for gasification for the purpose of subsequent combustion of liquid fuels are widely known and mostly work with special gasification agents, such as steam, and require expensive, heated equipment that for the operation of industrial burners, household burners and the like. Can not be used, but represent large-scale technical systems.

   Rather, oil burners, which are known in various embodiments, are used for this purpose. In particular, those are known which consist of a compressed air oil atomizing nozzle and a burner tube connected to the nozzle. The burner tube, which surrounds the flame in the shape of a sleeve, is intended to stabilize the flame.



  The combustion process is not significantly influenced by this burner tube in known burners; in particular, the known oil burners of the structure described generally burn with a yellow and often also: strongly sooty flame.

   In addition, oil burners are known in which special return chambers or return ducts are connected to the burner pipe and lead some of the combustion products back into the area of the nozzles. Such burners cannot be used for all combustion purposes, and the design effort is considerable compared to the simple implementation with burner tube, especially since the return channels are exposed to high temperatures and consequently highly heat-resistant materials have to be used.

   The combustion of the hydrocarbons, in particular of the heating oil with a blue flame, is also frequently unsuccessful in such burners. Oil burners that work with a simple burner tube as a gas burner and therefore burn with a blue flame and can also be operated as a gas generator, which gas is suitable for burning or for operating internal combustion engines or turbines, are not known.



  The invention has set itself the task of gasifying liquid fuels, in particular heating oil, in a simple manner for the purpose of subsequent combustion.



  The method according to the invention consists in that the fuel is atomized conically in finely divided form and at least one eddy ring is generated by the atomization cone in the reaction chamber, surrounding the atomization cone at least in the area of its origin,

   which is ignited in an atmosphere with an oxygen deficit to generate a pre-flame, with a mixture that can be burned with a blue flame in the direction of flow of the atomization cone behind the eddy ring.

   The atomizing ball can be generated: by means of pressure oil, atomization or atomization with atomizing agents, in particular with compressed air. The eddy ring can be generated easily by setting the atomization cone in relation to the opening angle and flow speed.

   The wall of the reaction space can act as a reflection wall; aids such as flow guide devices can also be provided.



  In the context of the method according to the invention, the air required for generating the atmosphere with a deficit of air can be supplied or permitted in various ways. The air required to generate the atmosphere by means of an excess of air can advantageously be supplied as atomizing air.

   However, there is also or in addition to the first-mentioned measure the possibility of supplying or drawing in the air through optionally adjustable openings in the reaction space. As a result, the air can be fed to the atomizing cone (fan) or sucked in in a cross or direct current. The. The flow itself takes care of suction.

       In any case, the vortex formation can also be influenced by these air currents.



  The fuel can be atomized essentially in the axial direction of a reaction chamber serving as a substantially cylindrical, possibly slightly conical tube with an opening angle of the atomizing cone of 10-30 and at a flow rate of about 50m per second to 500m per second will.



  The method can advantageously also be carried out with pure oxygen: a particularly hot flame results and devices5 in which the method is implemented can be used as welding torches.



  A device for carrying out the method, in particular for gasifying and burning heating oil, consisting of a compressed air oil atomizing nozzle and a burner tube connected to the nozzle, is characterized according to the invention by the combination of the following features:

       a) the burner tube consists of a reaction chamber and an orifice part and has a length such that the atomization cone acts on the inner wall of the burner orifice, and is provided with combustion air intake openings in the part between this contact area and the compressed air atomization nozzle, b)

   the compressed air atomizing nozzle atomizes the fuel in a conical shape and is designed as an annular gap nozzle with at least one central fuel outlet opening and surrounding atomizing air gap, as well as being set up for an operation in which the atomizing air exits the annular gap at a speed of at least 50 m per second, c) the opening angle (a)

   the atomization cone of the fuel is in the range of 10 to 30 degrees, measured against the axis of the reaction chamber and combustion orifice.



  The advantages achieved by the invention are primarily to be seen in the fact that gasification of any liquid fuels and in particular heating oil is achieved in the simplest possible manner. The device according to the invention can work as a gasification burner and optionally as a gas generator and has a simple structure. Heating oil and similar hydrocarbons can be burned with a blue flame or a combustible gas can be generated that can be burned remotely.

   The device according to the invention as a gasification burner or gas generator is consequently characterized in an advantageous manner by its degree of combustion efficiency and gas generation capacity.



  In the following the invention is explained in detail Licher with reference to a drawing illustrating exemplary embodiments.



  1 shows a schematic axial section through an oil burner, FIG. 2 another embodiment of the object according to FIG. 1, FIG. 3, also in an axial section, another embodiment of the oil burner.



  The oil burner shown in the figures works as a gasification burner and gas generator and is intended in particular for the combustion of conventional heating oil and consists of a burner tube 2, the lower part of which is a reaction chamber, the upper part of which forms the burner mouth, and one in the reaction chamber chamber axially inserted nozzle 6 (compressed air oil atomizing nozzle)

  . As indicated in FIGS. 1 and 2, the nozzle atomizes the oil in a cone shape (cone 3). It is, as in Fig. 3 in. individually recognizable, designed as an annular gap nozzle and consequently has a central oil outlet opening 4 in the form of a bore or a pipe and an atomizing air ring gap 5.

   In addition, the nozzle is set up for operation in which the atomizing air emerges from the aforementioned annular gap 5 at a speed of at least 50 m per second to about 500 m per second or more. The opening angle α of the atomization cone 3 of the oil is 10 degrees in the exemplary embodiment and can in principle fluctuate within the limits between 10 and 30 degrees.

   The angle is measured against the dash-dotted axis 6 of the burner mouth. The nozzle itself is tightly connected to the reac tion chamber, and this is retracted for this purpose in the embodiment of FIGS. 1 and 2 at its lower end.

   The reaction chamber and the burner mouth part have such a length that the atomizing cone 3 acts on the burner mouth inner wall, and are in the part between this acted upon area and. the compressed air atomization nozzle 1 is provided with combustion air intake openings 7.

   The compressed air oil atomization nozzle 1 consumes about 5% of the stoichiometric amount of air required for the gasification or combustion of the oil for the oil atomization.

   The combustion air intake openings 7 are, however, dimensioned such that a negative pressure remains in the area mentioned inside the gasification burner 2, which is generally equivalent to the conditions in which the gasification burner itself has a sub-stoichiometric amount of air.

   The ring 16 is used to adjust the amount of combustion air. In addition, in the embodiment according to FIG. 3, adjusting devices for the amount of oil in the form of a handwheel 8 and also for the amount of atomizing air in the form of an adjustable valve 9 are shown. The handwheel 8 works on a needle 10 which changes the size of the outlet opening 4 for the oil when screwing forward or backward.

   The valve 9 for setting the amount of atomizing air can be a simple reducing valve or a simple cross-sectional valve. But there is also the possibility of using the ring 11, which has openings 12, to make the adjustment of the combustion air. This then flows through the bore 13 into the distributor chamber 14 and from here to the combustion air intake openings 7.

   FIG. 2 indicates that the burner tube 2 can also be drawn in conically towards the mouth; otherwise, it can always be designed in one or more parts. The nozzle 6 can be axially adjustable.



  In, Figs. 1 and 2, the operation of the gasification burner and gas generator or the gasification device is indicated. In this way, the atomizing cone 3 produces the finely distributed form. atomized fuel in the reaction chamber in the area of the cone origin, namely between .the area of application,

      in which the atomization cone 3 meets the walls of the burner tube 2 and the compressed air oil atomization nozzle 1, <U> z </U> around at least one vortex ring 15, which surrounds the nozzle 1, and in the atmosphere prevailing in the reaction chamber Oxygen acid terschuss is ignited to generate a preliminary flame. Gasification conditions prevail in this preliminary flame,

   so that in the direction of flow of the atomizing cone 3 behind the RTIID = "0002.0202" WI = "19" HE = "4" LX = "1505" LY = "2615"> vortex ring 15, the mixture flowing on is combustible with a blue flame, namely off the burner mouth emerges as a blue flame 17 or removed as a combustible gas who can.



  The improvement of the combustion and gasification process is thus the result of a two-stage reaction sequence in the gasification burner itself, namely the formation of the aforementioned strongly swirling preliminary flame and the gasification that takes place in it for the oil to be burned, in particular heating oil, so that the gasification products burn with a blue flame or a gas is generated. In fact, it is possible to ignite the gasification burner and gas generator in the cold state,

   where the blue flame immediately burns at the burner mouth when it is cold or, depending on the setting, the pre-flame continues to burn alone and a gas flows out of the burner mouth that can be used for a wide variety of burning options. This gas flowing out of the burner mouth can be used to operate normal internal combustion engines or turbines.

   It is only necessary to bring this to the necessary air saturation before entering the engine or turbine. In addition, the power and temperature of the gasification burner and gas generator can be varied by measuring the reaction diameter and the total length of the reaction chamber with burner mouth. One of the advantages of the gasification burner and gas generator is its simple mode of operation, which is summarized as follows:

    After opening the air regulating valve, the atomizing air stream flows out of the annular gap of the nozzle at a very high flow rate (depending on the setting 50-500 m / sec.). The latter generates suction that is so great that part of the combustion air is sucked in through the combustion air intake openings at a speed below the atomizing air speed.

    Due to the relative speed between the atomization air and the sucked in partial combustion air, an aerodynamic rotating vortex is formed in the reaction chamber, which rotates at high speed. After opening the regulating valve for metering the oil supply, the oil flows to the nozzle and is finely atomized by the atomizing air.

   The outer edge zones of the aerosol-fine mixture are carried into the aerodynamic vortex and rotate with it at the high speed already described.



  Immediately after ignition, the vortex burns, from which it follows that a rotating pre-flame burns in the reaction chamber and, due to its heat, immediately and completely gasifies the injected hydrocarbons that flow through this flame.

   With the high turbulence described, the gasification reaction can be completed within a distance of 20 mm with a smaller device. Immediately after ignition, a pure, blue gas flame without a trace of luminous chains flows out of the burner mouth from a cold state or, after changing the relative speed between the atomizing air and the partial combustion air that has been drawn in, a gas,

   which can be brought to different degrees of saturation or density by regulating the amount of oil sprayed in. The gas can be used for a wide variety of combustion purposes and is suitable for operating internal combustion engines, vorzüb Lich, since it is not hot. It must be brought to the necessary air saturation before entering the engine or turbine.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Vergasung zwecks anschliessender Verbrennung von flüssigen Brennstoffen, dadurch ge kennzeichnet, dass der Brennstoff in fein verteilter Form kegelförmig zerstäubt wird und durch den Zerstäubungskegel im Reaktionsraum, den Zerstäu- bungskegel zumindest im Bereich seines Ursprungs umgebend, zumindest ein Wirbelkranz erzeugt wird, PATENT CLAIM I A method for gasification for the subsequent combustion of liquid fuels, characterized in that the fuel is atomized in a finely distributed form in a cone shape and at least one eddy ring is generated by the atomization cone in the reaction chamber, surrounding the atomization cone at least in the area of its origin, der in einer Atmosphäre mit Sauerstoffunterschuss zur Erzeugung einer Vorflamme gezündet wird, wobei in Strömungsrichtung des Zerstäubungskegels hinter dem Wirbelkranz ein mit blauer Flamme verbrennbares Gemisch anfällt. which is ignited in an atmosphere with an oxygen deficit to generate a pre-flame, with a mixture that can be burned with a blue flame being produced in the flow direction of the atomization cone behind the vortex ring. UNTERANSPRÜCHE 1) Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die für die Erzeugung der Atmo sphäre mit Luftunterschuss erforderliche Luft als Zer- stäubungsluft zugeführt wird. 2) Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass die für die Erzeugung der Atmo sphäre mit Luftunterschuss erforderliche Luft durch Öffnungen des Reaktionsraumes zugeführt oder ange saugt wird. 3) SUBClaims 1) Method according to patent claim I, characterized in that the air required for generating the atmosphere with a deficit of air is supplied as atomizing air. 2) The method according to claim I, characterized in that the air required to generate the atmosphere with a deficit of air is supplied or sucked in through openings in the reaction chamber. 3) Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Brennstoff im wesentlichen in Achsrichtung eines als Reaktionsraum dienenden, im wesentlichen zylindrischen Rohres mit einem öff- nungswinkel des Zerstäubungskegels von 10 bis 30 zerstäubt wird. 4) Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass es mit reinem Sauerstoff durchge führt wird. Method according to patent claim 1, characterized in that the fuel is atomized essentially in the axial direction of an essentially cylindrical tube serving as a reaction chamber with an opening angle of the atomization cone of 10 to 30. 4) Method according to claim I, characterized in that it is carried out with pure oxygen. PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, insbesondere zur Vergasung und Verbrennung von Heizöl, bestehend aus einer Druck luftzerstäubungsdüse und einem an letztere angeschlos senen Brennerrohr, gekennzeichnet durch die Kombi nation der folgenden Merkmale: PATENT CLAIM II Device for carrying out the method according to claim I, in particular for the gasification and combustion of heating oil, consisting of a compressed air atomization nozzle and a burner tube connected to the latter, characterized by the combination of the following features: a) das Brennrohr (2) besteht aus einer Reaktions kammer und einem Mündungsteil und besitzt eine der artige Länge, dass der Zerstäubungskegel (3) die Bren- nermündungsinnenwand beaufschlagt, und ist in dem Teil zwischen diesem Beaufschlagungsbereich und der Druckluftzerstäubungsdüse (1) mit Verbrennungsluft ansaugöffnungen (7) versehen, b) die Druckluftzerstäubungsdüse (1) a) the combustion tube (2) consists of a reaction chamber and an orifice part and has a length such that the atomization cone (3) acts on the burner orifice inner wall, and is in the part between this area of application and the compressed air atomization nozzle (1) with combustion air suction openings (7), b) the compressed air atomizing nozzle (1) zerstäubt den Brennstoff kegelförmig und ist als Ringspaltdüse mit zumindest einer zentralen Brennstoffaustrittsöffnung (4) und umgebendem Zerstäubungsluftringspalt (5) ausgebildet sowie für einen Betrieb eingerichtet, bei dem die Zerstäubungsluft mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50 m pro Sekunde aus dem Ringspalt (5) austritt, c) der Öffnungswinkel (a) des Zerstäubungskegels (3) atomizes the fuel conically and is designed as an annular gap nozzle with at least one central fuel outlet opening (4) and surrounding atomizing air ring gap (5) and is set up for operation in which the atomizing air exits the ring gap (5) at a speed of at least 50 m per second, c) the opening angle (a) of the atomization cone (3) des Brennstoffes liegt im Bereich von 10 bis 30 Grad, gemessen gegen die Achse (6) der Reaktions- kammer und Brennermündung (2). of the fuel is in the range of 10 to 30 degrees, measured against the axis (6) of the reaction chamber and burner mouth (2). UNTERANSPRÜCHE 5) Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftölzerstäubungsdüse (1) für einen Betrieb eingerichtet ist, bei dem die Zer- stäubungsluft wenigstens annähernd 5 % der für die Verbrennung des öls erforderlichen stöchiometrischen Luftmenge ausmacht, die mit einem Druck von wenig stens annähernd 0,5 bis 5 atü dem Ringspalt (5) SUBClaims 5) Device according to claim II, characterized in that the compressed air oil atomizing nozzle (1) is set up for an operation in which the atomizing air makes up at least approximately 5% of the stoichiometric amount of air required for the combustion of the oil, which with a pressure of little at least approximately 0.5 to 5 atü the annular gap (5) der Druckluftölzerstäubungsdüse (1) zugeführt wird. 6) Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftansaugöff- nung (7) am Brennerrohr (2) so dimensioniert ist, dass im Verbrennungsinnenraum ein Unterdruck herrscht. is fed to the compressed air oil atomizing nozzle (1). 6) Device according to claim II, characterized in that the combustion air intake opening (7) on the burner tube (2) is dimensioned so that there is a negative pressure in the combustion interior. 7) Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftölzerstäubungsdüse (1) Einstellvorrichtungen (8, 10 bzw. 8) für die Ölmenge und die Zerstäubungsluftmenge aufweist und in axialer Richtung verstellbar ist. 8) Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass den Verbrennungsluftansaugöff- nungen (7) Einstellvorrichtungen (11 bis 14) zugeord net sind. 7) Device according to claim 1I, characterized in that the compressed air oil atomizing nozzle (1) has adjusting devices (8, 10 or 8) for the amount of oil and the amount of atomizing air and is adjustable in the axial direction. 8) Device according to claim II, characterized in that the combustion air intake openings (7) adjusting devices (11 to 14) are assigned. 9) Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unter ansprüchen 5 bis 8, .dadurch gekennzeichnet, ass das Brennerrohr (2) aus Stahlblech oder aus keramischem Material angefertigt und aussen mit wärmefestem Blech armiert ist. 10) Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennerrohr (2) kegelförmig ausgeführt und dabei von der Reaktionskammer zur Brennermündung hin verengt ist. 9) Device according to claim II and sub-claims 5 to 8, characterized in that the burner tube (2) is made of sheet steel or ceramic material and is reinforced on the outside with heat-resistant sheet metal. 10) Device according to claim 1I, characterized in that the burner tube (2) is conical and is narrowed from the reaction chamber to the burner mouth. 11) Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungsluft mit einer Geschwindigkeit zwischen 50 m pro Sekunde bis wenigstens annähernd 500 m pro Sekunde aus dem Ringspalt (5) austritt. 11) Device according to claim II, characterized in that the atomizing air exits the annular gap (5) at a speed between 50 m per second to at least approximately 500 m per second.
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