DE102005036889A1

DE102005036889A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Einleitung, Förderung und Beschleunigung physikalischer Prozesse bzw. Reaktionen an flüssigen, gasförmigen Stoffen, Stoffgemischen, Lösungen und im besonderen ein Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung des Wirkungsgrades bei Verbrennungsvorgängen in Ölfeuerungsanlagen

Info

Publication number: DE102005036889A1
Application number: DE200510036889
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wohlfarth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2007-02-15

Abstract

Durch die gezielte drallweise Verwirbelung durch ein sogenanntes Verwirbelungselement im Bereich der Zufuhr der Verbrennungsluft erfolgt eine effektivere Vermischung mit dem/n Brennstoffen in der Gestalt, daß sich durch diese gezielte Verwirbelung ein verändertes Verbrennungsverhalten mit einer veränderten Verbrennungsflamme bildet, was in Folge unter anderem zu einer nachweisbaren Verringerung der benötigten Brennstoffmenge führt bei gleicher oder gesteigerter Verbrennungstemperatur. Dieser Effekt wird in Kombination durch ein gezieltes Einbringen von sogenanntem Reaktionswasser noch deutlich verstärkt und führt erst dadurch zum erzielten Ergebnis einer Steigerung des Wirkungsgrades.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von physikalischen oder/und chemischen Prozessen bzw. Reaktionen in einem Stoffgemisch bzw. verschiedenen gasförmigen oder/und flüssigen Reaktionskomponenten insbesondere der spezifischen Anforderungen in Ölfeuerungsanlagen und deren Optimierung.

Damit es zu einer Verbrennung von Heizöl kommen kann ist es notwendig dieses fein zu zerstäuben, mit Luft zu vermischen und anschließend, um den Verbrennungsvorgang einzuleiten, zu zünden.

Es ist bekannt, das man Reaktionen der oben angegebenen Art mittels spezieller Ölbrenner folgendermaßen bewerkstelligen kann:
Es wird durch eine Vorrichtung z.B. eines Gebläses Luft in einen sogenannten Brennraum eingeblasen und anschließend mittels einer Düse brennbare Flüssigkeit z.B. Heizoel fein zerstäubt dazu eingespritzt. Das eingespritzte Medium wird oftmals noch vor seiner Einspritzung erwärmt um die Zündfähigkeit und Zündwilligkeit zu erhöhen. Nach definierter Einspritzzeit erfolgt mittels einer speziellen Zündvorrichtung die Entzündung des Luft/Brennstoff – Gemisches. Der Verbrennungsvorgang kommt somit in Gang.

Es hat sich nun hier gezeigt, daß sich dieser Vorgang noch von seiner optimalen Reaktionsbedingung deutlich unterscheidet. Vor allem sind die äußerst wichtigen Parameter der Thermodynamik der eingesetzten Luft und das sich hier bietende Optimierungspotential nicht zur Genüge beachtet. Auch ist die Möglichkeit eines Einsatzes sogenanten Reaktionswassers nicht berücksichtigt. Dies ist im Hinblick gerade auch bei steigenden Energiekosten ein unabdingbares Muß, verbunden mit einer zunehmenden Belastung durch Luftverschmutzungen u.a. aus Feuerungsanlagen.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zu schaffen, welches den Energiegehalt der zu verbrennenden Stoffe optimal ausnützt und in Folge u.a. eine Reduktion der Schadstoffe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs I gelöst.

Erfindungsgemäß wird nun die verbesserte Effektivität einer solchen thermischen Reaktion dadurch erreicht.

1. Definierte drallweise Verwirbelung der eingeführten Verbrennungsluft mittels spezieller Luftverwirbler
2. Definierte Zufügung von Reaktionswasser um die Verbrennung zu optimieren mittels spezieller Vorrichtung

Vorteil dieser Erfindung ist die enorme Verbesserung der Verbrennungsvorgänge und eine signifikante Verringerung der dabei frei werdenden Schadstoffe.

Durch die gezielte drallweise Verwirbelung durch ein sogenanntes Verwirblerelement im Bereich der Zufuhr der Verbrennungsluft erfolgt eine effektivere Vermischung mit dem/n Brennstoffen in der Gestalt, daß sich durch diese gezielte Verwirbelung ein verändertes Verbrennungsverhalten mit einer veränderten Verbrennungsflamme bildet, was in Folge unter anderem zu einer Verringerung der benötigten Brennstoffmenge führt bei gleicher oder gesteigerter Verbrennungstemperatur. Dieser Effekt wird in Kombination durch ein gezieltes Einbringen von sogenantem Reaktionswasser noch deutlich verstärkt und führt erst dadurch zum erzielten Ergebnis.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1: einen Schnitt durch den sogenannten Luftverwirbler
2: eine Sicht aus Richtung Lufteinlass
3: einen Schnitt durch einen Brenner am Beispiel eines Ölbrenners
Dieses Verwirblerelement ist wie folgt aufgebaut:
Es bedarf eines auf den/die jeweiligen Zuführungskanal/kanäle genau festgelegten Querschnittselement/e, welche sich durch die zu erreichende luftdichte Befestigung im Zuführungskanal auszeichnen. Diese Querschnittselemente werden mit zwei oder mehrer genau in der Größe optimierter Durchlassöffnungen versehen. Um eine sogenannte drallweise Verwirblung zu erreichen, werden nun spezielle Düsenformstücke an die zur Brennstoffdüse/n zeigende Seite angebracht.
Diese Düsenformstücke sind in der Form optimiert, daß sich die durch diese hindurchströmende Luft zusätzlich in der Geschwindigkeit erhöht und anschließend durch eine spezielle optimierte Krümmung diese drallweise Verwirblung der Verbrennungsluft erfolgt.
Das für dieses erzielte Ergebnis notwendige Reaktionswasser ist in der Gestalt beschaffen, als daß dieses in einer ermittelten optimalen Temperatur und genau festgelegtem Mengenverhältnis zur eingesetzten Brennstoffmenge mit einem ebenfalls genau optimierten Einspritzdruck zum Einsatz kommt. Wichtig dabei ist die genaue Positionierung der Sprühdüse/n in der/n Verbrennungsflamme/n.
Erläuterungen für die Zeichnungen Seiten 6 und 7

A – Luftverwirblerelement
B – Zufuhr Reaktionswasser
C – Brennstoffdüse
D – Schematische Darstellung der Luftverwirbelung
E – Zündvorrichtung
F – Luftansaugkanal
G – Luftverwirblerformstücke

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Einleitung, Förderung und Beschleunigung physikalischer Prozesse bzw. Reaktionen an flüssigen, gasförmigen Stoffen, Stoffgemischen, Lösungen und im besonderen ein Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung des Wirkungsgrades bei Verbrennungsvorgängen in Ölfeuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die gezielte drallweise Verwirbelung durch ein sogenanntes Verwirblerelement im Bereich der Brennerdüse/n eine effektivere Vermischung mit dem/n Brennstoffen erfolgt in der Gestalt, daß sich durch diese gezielte Verwirbelung ein verändertes Verbrennungsverhalten mit veränderten Eigenschaften der Brennerflamme bildet, was in Folge unter anderem zu einer Verringerung der benötigten Brennstoffmenge führt bei gleicher oder gesteigerter Verbrennungstemperatur. Somit wird der Wirkungsgrad hierbei erhöht. Dieser Effekt wird noch deutlich verstärkt in Kombination durch ein gezieltes Einbringen von sogenantem Reaktionswasser in den Verbrennungsablauf und führt erst dadurch zum erzielten Ergebnis.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Veränderung in der Gestalt erreicht wird im Besonderen durch das Herstellen eines sogenannten Verwirblerelementes, welches sich dadurch herstellen läßt, daß es eines auf den/die jeweiligen Luftzuführungskanal/kanäle genau festgelegten Querschnittselement/e, welche sich durch die zu erreichende luftdichte Befestigung im selbigen Zuführungskanal auszeichnet/n und diese Querschnittselemente mit zwei oder mehreren genau in der Größe und Form optimierter Durchlassöffnungen versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an diesem/n sogenante/n Verwirblerelemente/s spezielle Düsenformstücke an die zur Brennstoffdüse/n zeigende Seite des Querschnittselementes angebracht sind um eine sogenannte drallweise Verwirblung zu erreichen. 1
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Düsenformstücke in der Form optimiert sind, daß sich die durch diese hindurchströmende Luft zusätzlich in der Geschwindigkeit erhöht und anschließend durch eine spezielle optimierte Krümmung diese noch bessere drallweise Verwirblung der Verbrennungsluft einstellt.
Vorrichtung nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Erhöhung des Wirkungsgrades nur in Kombination mit einem sogenannten Reaktionswasser stattfindet, welches in der Gestalt beschaffen ist, daß Wasser auf die optimale, thermisch effektivste Temperatur gebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Reaktionswasser in einen genau festgelegten Mengenverhältnis zum eingesetzten Brennstoff eingesetzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem ebenfalls genau optimierten Einspritzdruck des Reaktionswassers in Abhängigkeit des Drucks des eingesetzten Brennstoffs dieses zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dabei dieses Reaktionswasser in die genaue Positionierung mittels der/den speziellen Sprühdüse/n in die Verbrennungsflamme/n erreicht wird um auch hier das bestmögliche Resultat in Form einer optimalen Oxidation des eingesetzten Brennstoffes zu erhalten. 3.