Wirbel-Muffelbrenner mit einer zentralen Öl- und/oder Gaszuführung Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Wirbel-Muf felbrenner mit einer zentralen Öl- und/oder Gaszufüh rung, die von einer Verbrennungsluftzuführung umge ben ist, in der eine der durchströmenden Luft eine Drallbewegung erteilende Vorrichtung angeordnet ist und an die sich eine feuerfeste Muffel anschliesst, wobei die Luftzuführung durch mindestens ein den Brenner umgebendes Rohrstück in mindestens zwei Ringkanäle mit je einer Drall erteilenden Vorrichtung unterteilt ist,
über den ganzen Lastbereich die Luftaus- strömgeschwindigkeit aus dem achsnächsten Ringkanal grösser ist als die Luftausströmgeschwindigkeit aus dem achsfernsten Ringkanal und die Drallbewegungen teilenden Vorrichtungen so ausgebildet sind, dass die Tangentialgeschwindigkeitskomponente der aus dem achsnächsten Ringkanal ausströmenden Luft grösser ist als die Tangentialgeschwindigkeitskomponente der aus dem achsfernsten Ringkanal ausströmenden Luft.
Für einen einwandfreien Betrieb des Brenners ist es wichtig, dass die dem achsnächsten Ringkanal zuge führte Luftmenge im wesentlichen konstant bleibt, um eine stabile Flamme zu erhalten. Beim Brenner nach dem Hauptpatent wird dies durch eine den Strömungs querschnitt des achsfernsten Ringkanals verändernde, axial verstellbare Hülse erreicht.
Die Erfindung hat eine Verbesserung des Brenners zum Ziel, die dahingeht, auf baulich einfache und auf wenig störanfällige Weise eine konstante Luftzufuhr zum achsnächsten Ringkanal zu erreichen.
Die erfindungsgemässe Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanäle über je eine Zweigleitung an eine gemeinsame Luftzuführleitung angeschlossen sind und dass in der zum achsfernsten Ringkanal führenden Zweigleitung ein die zu diesem Kanal strömende Luftmenge veränderndes Stellorgan angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass sich am Brenner, der vorzugsweise demontierbar ist, keine angetriebenen Teile befinden. Ferner ist vor teilhaft, dass die angetriebenen Teile weniger dem Ein- fluss der im Brenner erzeugten Wärme ausgesetzt sind, was zu einer geringeren Störanfälligkeit beiträgt.
Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht es auch, die Feuerungsanlage auf einfache Weise zu erweitern, in dem an die Zweigleitungen weitere Brenner ange schlossen werden können, ohne dass zusätzliche Stell organe notwendig sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläu tert. Es zeigen: Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen Wirbel- Muffelbrenner gemäss der Erfindung und Fig. 2 eine Anordnung mit drei Wirbel-Muffelbren nern.
Gemäss Fig. 1 hat der als Ganzes mit 1 bezeich nete Brenner einen Luftverteilkasten 2', der durch eine radiale Wand 52 in zwei Kammern 53 und 54 unter teilt ist. Die Kammern 53 und 54 münden in den achs nächsten Ringkanal 50 bzw. in den koaxial zu diesem befindlichen achsfernen Ringkanal 40, die beide eine drallerteilende Vorrichtung 11 bzw. 12 aufweisen. Im Zentrum des Brenners befindet sich die Brennerlanze 4, die über eine Leitung 5 mit Brennstoff versorgt wird.
An die Ringkanäle 40 und 50 schliesst sich eine keramisch ausgekleidete Brennkammer 55 an, die in den Raum 56 mündet, dessen Wände mit arbeitsmittel führenden Rohren 20 bekleidet sind. Die Rohre 20 können Vorwärmer-, Verdampfer- oder überhitzerheiz- flächen eines Dampferzeugers bilden. Für die Zufuhr der Verbrennungsluft ist eine Leitung 3 vorgesehen, die sich in zwei Zweigleitungen 57 und 58 aufteilt, von denen die Leitung 57 in die Kammer 53 des achsnäch sten Ringkanals 50 mündet, wogegen die Zweigleitung 58 mit der Kammer 54 des achsferneren Ringkanals 40 verbunden ist.
In der Zweigleitung 58 ist ein Stell organ 59 angeordnet, mit dem sich die zum achsferne ren Ringkanal strömende Luftmenge verändern lässt. In die Zweigleitung 57 ragt als Druckmessfühler ein Staurohr 60 hinein, das mit seinem anderen Ende an eine Membrandose 61 angeschlossen ist.
Als zweiter Druckmessfühler ist ein Rohr 62 vor gesehen, das mit seinem einen Ende stromabwärts des Brenners 1 in den Raum 56 ragt und mit seinem ande ren Ende an eine Membrandose 63 angeschlossen ist. Die Membrandosen 61 und 63 bilden zusammen mit einem zwischen ihnen angeordneten Steuerschieber 64 ein Differenzbildungsorgan, das über Druckmittellei tungen 65 und 66 mit einem Servomotor 67 verbunden ist, dessen Kolben über ein Gestänge 68 das Stellorgan 59 betätigt.
Zum Regeln der Brennstoffzufuhr ist in der Brenn stoffleitung 5 eine Messblende 70 vorgesehen, die über ein Druckdifferenzmessorgan 71 mit einem Regler 72 in Verbindung steht, dessen Ausgang über einen Ser vomotor 73 ein in der Leitung 5 angeordnetes Brenn stoffmengeneinstellventil 74 betätigt. Ein entsprechen der Regelkreis zum Regeln der dem Brenner zugeführ ten Gesamtluftmenge ist an der Leitung 3 vorgesehen, und zwar eine durch eine Einschnürung der Leitung gebildete Blende 75, ein Druckdifferenzmessorgan 76, ein Regler 77, ein Servomotor 78 und eine die Ge samtluftmenge verändernde Einstellklappe 79. Die bei den Regler 72 und 77 erhalten je einen Sollwert, der von einem Lastgeber 80 aus zugeführt wird.
Im Betrieb des Brenners wird über die Leitungen 5 und 3 eine der Last entsprechende Brennstoffmenge bzw. Verbrennungsluftmenge dem Brenner 1 zugeführt, wobei mit Hilfe der beschriebenen Regelkreise 70 bis 74 bzw. 75 bis 79 die Brennstoffmenge bzw. Luft menge geregelt wird. Die gesamte Luftmenge verteilt sich auf die Zweigleitungen 57 und 58 derart, dass dem achsnächsten Ringkanal 50 eine im wesentlichen konstante Luftmenge zugeführt wird, während in den achsferneren Ringkanal 40 die restliche Luftmenge strömt.
Um die die Zweigleitung 57 durchströmende Luftmenge konstant zu halten, werden mit den Druck fühlern 60 und 62 die Drücke in der Zweigleitung 57 bzw. im Raum 56 gemessen, in den Membrandosen 61 und 63 die Differenz dieser Drücke gebildet und wenn diese Druckdifferenz einen oberen oder einen unteren Grenzwert überschreitet, das Stellorgan 59 beeinflusst.
Bei einer zu grossen Druckdifferenz, d. h. wenn durch die Zweigleitung 57 zuviel Luft strömt, wird der Steuerschieber 64 in der Zeichnung nach links bewegt, und es gelangt Druckmittel über die Leitung 65 auf die rechte Seite des Servokolbens, was ein Verstellen des Stehorgans 59 in dem Sinne zur Folge hat, dass der Strömungsquerschnitt in der Zweigleitung 58 vergrös- sert wird, so dass ein grösserer Anteil der über die Lei tung 3 zuströmenden Luftmenge zum achsferneren Ringkanal 40 gelangt. Entsprechend verringert sich der Anteil der durch die Zweigleitung 57 strömenden Luft menge.
Auf diese Weise wird also die zum achsnäch sten Ringkanal strömende Luftmenge durch Einstellen der zum achsferneren Ringkanal strömenden Luft menge geregelt.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Er findung ist es auch möglich, anstelle der Druckfühler 60 und 62 in der Zweigleitung 57 eine Messblende mit einem Druckdifferenzmessorgan vorzusehen, das mit dem Stehorgan 59 in Wirkungsverbindung steht.
Anstatt nur einen Wirbel-Muffelbrenner vorzuse hen, ist es auch möglich, an die Zweigleitungen 57 und 58 stromunterhalb des Druckfühlers 60 und des Stell organs 59 mehrere Muffelbrenner parallel anzuschlies- sen, deren Brennkammern ebenfalls in den Raum 56 münden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Vortex muffle burner with a central oil and / or gas supply The subject of the main patent is a vortex Muf felbrenner with a central oil and / or gas supply, which is surrounded by a combustion air supply, in which one of the air flowing through a swirling movement distributing device is arranged and adjoined by a refractory muffle, the air supply being subdivided by at least one piece of pipe surrounding the burner into at least two annular channels, each with a device that provides a swirl,
Over the entire load range the air outflow speed from the ring channel closest to the axis is greater than the air outflow speed from the ring channel furthest from the axis and the devices dividing the swirl movements are designed so that the tangential speed component of the air flowing out of the ring channel closest to the axis is greater than the tangential speed component of the ring channel furthest away from the axis outflowing air.
For proper operation of the burner, it is important that the amount of air supplied to the ring channel closest to the axis remains essentially constant in order to maintain a stable flame. In the case of the burner according to the main patent, this is achieved by an axially adjustable sleeve that changes the flow cross-section of the ring channel furthest from the axis.
The aim of the invention is to improve the burner with the aim of achieving a constant air supply to the ring channel closest to the axis in a structurally simple manner and in a manner that is less prone to failure.
The improvement according to the invention is characterized in that the ring channels are each connected to a common air supply line via a branch line and that an actuator changing the amount of air flowing to this channel is arranged in the branch line leading to the ring channel furthest from the axis. This arrangement has the advantage that there are no driven parts on the burner, which is preferably removable. Furthermore, it is advantageous that the driven parts are less exposed to the influence of the heat generated in the burner, which contributes to a lower susceptibility to failure.
The arrangement according to the invention also makes it possible to expand the combustion system in a simple manner in that further burners can be connected to the branch lines without additional actuating organs being necessary.
An embodiment of the invention is tert erläu in the following description with reference to the drawing. 1 shows a horizontal section through a vortex muffle burner according to the invention and FIG. 2 shows an arrangement with three vortex muffle burners.
1, the burner designated as a whole by 1 has an air distribution box 2 ', which is divided by a radial wall 52 into two chambers 53 and 54. The chambers 53 and 54 open into the axially nearest annular channel 50 or into the axially remote annular channel 40 located coaxially to this, which both have a swirl-splitting device 11 and 12, respectively. In the center of the burner is the burner lance 4, which is supplied with fuel via a line 5.
A ceramic-lined combustion chamber 55 adjoins the annular channels 40 and 50 and opens into the space 56, the walls of which are clad with pipes 20 carrying working media. The tubes 20 can form preheater, evaporator or superheater heating surfaces of a steam generator. For the supply of the combustion air, a line 3 is provided, which is divided into two branch lines 57 and 58, of which the line 57 opens into the chamber 53 of the axially closest ring channel 50, whereas the branch line 58 is connected to the chamber 54 of the ring channel 40 further away from the axis is.
In the branch line 58, an adjusting member 59 is arranged, with which the amount of air flowing to the ring channel remote from the axis can be changed. A pitot tube 60, which is connected at its other end to a diaphragm box 61, protrudes into the branch line 57 as a pressure measuring sensor.
As a second pressure sensor, a tube 62 is seen, which protrudes with its one end downstream of the burner 1 into the space 56 and is connected to a diaphragm box 63 with its other end. The diaphragm cans 61 and 63 form, together with a control slide 64 arranged between them, a differential forming element which is connected to a servomotor 67 via Druckmittellei lines 65 and 66, the piston of which actuates the actuator 59 via a linkage 68.
To regulate the fuel supply, a measuring orifice 70 is provided in the fuel line 5, which is connected via a pressure difference measuring element 71 to a controller 72, the output of which actuates a fuel quantity adjusting valve 74 arranged in the line 5 via a servomotor 73. A corresponding control circuit for regulating the total amount of air supplied to the burner is provided on line 3, namely an aperture 75 formed by a constriction of the line, a pressure differential measuring element 76, a controller 77, a servomotor 78 and an adjusting flap 79 which changes the total air amount The controllers 72 and 77 each receive a setpoint value that is supplied by a load transmitter 80.
When the burner is in operation, an amount of fuel or combustion air corresponding to the load is fed to the burner 1 via the lines 5 and 3, the amount of fuel or air being regulated with the aid of the control circuits 70 to 74 and 75 to 79 described. The entire amount of air is distributed over the branch lines 57 and 58 in such a way that an essentially constant amount of air is supplied to the ring channel 50 closest to the axis, while the remaining amount of air flows into the ring channel 40 further away from the axis.
In order to keep the amount of air flowing through the branch line 57 constant, the pressures in the branch line 57 and in space 56 are measured with the pressure sensors 60 and 62, the difference between these pressures is formed in the diaphragm cans 61 and 63 and if this pressure difference has an upper or lower limit exceeds a lower limit value, the actuator 59 influences.
If the pressure difference is too great, i. H. if too much air flows through the branch line 57, the control slide 64 is moved to the left in the drawing, and pressure medium passes via the line 65 to the right side of the servo piston, which causes an adjustment of the standing member 59 in the sense that the The flow cross-section in the branch line 58 is enlarged, so that a larger proportion of the amount of air flowing in via the line 3 reaches the annular channel 40 further away from the axis. The proportion of the air flowing through the branch line 57 is correspondingly reduced.
In this way, the amount of air flowing to the ring channel closest to the axis is regulated by adjusting the amount of air flowing to the ring channel further away from the axis.
According to another embodiment of the invention, it is also possible, instead of the pressure sensors 60 and 62 in the branch line 57, to provide a measuring orifice with a pressure differential measuring element which is operatively connected to the standing element 59.
Instead of providing only one vortex muffle burner, it is also possible to connect several muffle burners in parallel to the branch lines 57 and 58 downstream of the pressure sensor 60 and the actuator 59, the combustion chambers of which also open into the space 56, as shown in FIG. 2 is shown.