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Brenner für Gas und/oder staubförmige Brennstoffe Die Erfindung betrifft
einen Brenner für gas-und/oder staubförmige Brennstoffe bzw. stark verstaubtes Gas,
Kohlenstoff mit Gas, C51 u. dgl. Zusatz. Bei derartigen Brennern erfolgt außer der
Brennstoffzuführung eine Zuleitung eines Brennmittels, wie Luft, -Sauerstoff, Wasserdampf
oder Mischungen derselben. Es besteht die Aufgabe, -Brennstoff- und Brennmittelzufuhr
der Brenner zu regeln. Es sind Regelvorrichtungen =bekannt, welche die Brennstoff-und
Brenninittebnenge gleichzeitig zu regeln erlauben. Beispielswaise kennt inan Brenner
mit einer Regelvorrichtung aus einem ringförmigen Steuerkörper, der sich finit seinen
Innen- und Außenmantelflächen zii den Brennerverschlußflächen für die Brennstoffuni
Brennmittelzuleitung zur Brennkammer verschieben läßt. Dabei geschieht die Einführung
der Brennmittel zumeist durch in einen Zylindermantel eingebrachte, gegebenenfalls
auch verstellbare Schlitze. Die Brennstoffzuleitung erfolgt zentral durch eine Austrittsöffnung,
die konisch zur Brennkammer sich erweiternden metallischen Begrenzungsflächen. Diese
konische Brennstoffaustrittsöffnung ist in dein Zylinder mit den Lufteinführungsschlitzen
verschiebbar, wobei die Brenninittelm.enge durch Verkürzung der genannten Schlitze
regelbar ist. Außerdem befindet sich ein Düsenkegel -zentrisch in der konischen
Austrittsöffnung, so daß mit der Verstellung des Austrittskonus nicht nur die: Luftmenge,
sondern zugleich auch die Brennstoffmenge geregelt wird. Derartige Brenner sind
verhältnismäßig kompliziert und erlauben zumeist nicht hinreichend genaue Regelung.
Von Nachteil ist besonders, daß der Hitze der Brennerkammer -für die Regelung wesentliche
metallische Teile des Brenners ausgesetzt sind, welche die flitze schlecht vertragen,
sich verziehen oder verzundern und häufig ersetzt werden müssen. Ein besonderer
Nachteil besteht jedoch darin, daß bei der bekannten Ausführungsform mit der Verstellung
des Kegels in dem Trichter sich der Austrittsspalt derart verändert, daß auch die
Strömungsrichtung des austretenden Strömungsmittels eine Veränderung erfährt. Letzteres
wirkt sich nachteilig sowohl auf die Leistungseinstellung des Brenners als auch
auf die Durchmischung von Brennmittel und Brennstoff und damit auf die Verbrennung
aus.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Brenner für Gas
und/oder staubförmige Bremustoffe und ein Brennmittel wie Luft, Sauerstoff, Wasserdampf
oder Mischungen derselben mit einer Regelvorrichtung, die aus einem ringförmigen,
im Brennmittelaustritt verstellbaren Steuerkörper besteht, derart auszubilden, daß
unabhängig von der Einstellung der Brenner geometrisch ähnliche Verhältnisse erzielt
werden und folglich die Regelbarkeit des Brenners verbessert wird.
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Die Erfindung -betrifft einen Brenner nach der Aufgabenstellung und
besteht darin, daß der Brenninittelaustritt konisch verengt ist und der axial im
Brennniittelaustritt verstellbare, ringförmige Steuerkörper zu den Wandungen des
Brennmittelaustritts in gleicher Richtung verlaufende Ringaußenflächen aufweist
sowie im Ringinnenraum des Steuerkörpers zentrisch ein Ventilkegel angeordnet ist,
der in gleicher Richtung zu den Ringinnenflächen verlaufende Kegelflächen besitzt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
trichterförmige Steuerkörper aus mehreren konzentrischen Ringen zusammengesetzt
ist. Der ringförmige Steuerkörper und der Düsenkegel ,können bei dem erfindungsgemäßen
Brenner aus feuerfestem Steinmaterial bestehen, wobei die Steine in Taschen eingesetzt
sind. Es kann ferner vorteilhaft sein, am Steuerkörper ein Gestänge anzubringen
und das Gestänge mit einem an der Brenneraußenseite befestigten doppelarmigen Hebel
zu verbinden, dessen anderer Arm durch eine Spindelhöhe verstellbar ist. Man erreicht
auf diese Weise eine besonders einfache Verwirklichung der Maßnahme zur Verstellung
des erfindungsgemäßen Brenners. Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene
Weise durchführen, beispielsweise dadurch, daß der ringförmige Steuerkörper auf
dem in der Brennermittelzuführungskammer axial angeordneten Brennstoffzuführungsrohr
gleitet und daß axial- durch dieses Zuführungsrohr der gegebenenfalls rohrförmige
Schaft des Düsenkegels hindurchgeführt ist.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß unabhängig von der Einstellung der Brenner geometrisch ähnliche Strömungsverhältnisse
erzielt werden, so da,ß eine einwandfreie
Regelung und Verbrennung
bei allen Einstellungen garantiert werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden 7eichnung erläutert. Es zeigt _ Fig. 1 einen Querschnitt-durch einen
Brenner in geöffneter Stellung, Fig. 2 den gleichen Querschnitt durch den Brenner
in geschlossener Stellung und Fig.3 eine Regel- und Steuereinrichtung für die Verwendung
von Brennstoffen mit verhältnismäßig hohem Heizwert, wie Propangas, Methangas usw.,
und großem Brennmittel- bzw. Verbrennungsluftbedarf.
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Nach den Zeichnungen tritt der Brennstoff, z. B. das Gas, durch den
Rohrstutzen a in den Ringraum b des Bretinstoffzuführungsrohres x
ein, wird in diesem durch eingebaute Leitbleche c in drehende Bewegung gesetzt und
verläßt den Brenner durch eine ringförmige Düsenaustrittsöffnung d. Das Brennmittel,
Luft oder Sauerstoff, gegebenenfalls in Verbindung mit Gas, wird dem Brenner durch
den Stutzen e zugeführt und im Raum f durch die Leitbleche g ebenfalls in drehende
Bewegung versetzt. Es verläßt den Bremiei- durch eine zweite ringförmige Düsenaustrittsöffnung
h. Die Vermischung von Brennstoff und Breimmittel erfolgt außerhalb des Brenners
in der Brennerkammer, deren Mauerwerk mit w bezeichnet ist. Die Brennerdüse besteht
aus dem feuerfesten, vorzugsweise mineralischen Düsenkegel k und einem gegenüber
dem Düsenkegel k verstellbaren, feuerfesten Düsenkörper i, z. B. Düsenstein, der
sich gegenüber den Kegelflächen l des Düsenkegels k und dem Brennermantel
o in parallelen Abständen verschieben läßt, bis er sich mit seiner inneren Ringfläche
m in der Verschlußstellung des Brenners (s. Fig. 2) gegen den Kegel k anlegen kann
und mit seiner äußeren Mantelri.ngfläche st, die parallel der Mantelfläche o des
Brenners verläuft, gegen letztere legen läßt. Die Bewegung des verstellbaren Düsenkörpers
i erfolgt durch Drehen des Rades p, wodurch die Gewindebüchse t mit drehbar befestigtem
Hebelarm q auf dem Gewindebolzen u
verschiebbar ist. Durch den bei
v gelagerten Hebelarm q wird die durch den Raum f geführte Stange
r
(es können auch mehrere Stangen sein) bewegt, die den Düsenkörper l zwischen
den in Fig. 1 und 2 dargestellten beiden Endstellungen verschiebt. Durch das Rohrs
kann eine Zündflamme dem Brennerkopf zugeführt werden.
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Infolge des immer gleichen Mengenverhältnisses und deren Austrittsgeschwindigkeiten
von Brennmittel, wie Luft, und Brennstoff, wie C51, Gas usw., ist ein Zurückschlagen
der Flamme in den Brenner verhindert.
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Beim Abschalten des Brenners wird derselbe durch Verschließen der
Austrittsöffnungen h und d durch eine einzige Regelvorrichtung p mittels
des verstellbaren mineralischen Düsenkörpers i gegen schädliche Einwirkung der Rückstrahltemperatur
gesichert.
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In Fig. 1 zeigt die ausgezogene Stellung des Düsenkörper-; Z den Brenner
bei seiner Höchstleistung. Die punkticrten Konturen zeigen die Stellung des Düsenkörpers
i bei seiner Teilbelastung des Brenners, während Fig.2 die Stellung des Düsenkörpers
bei geschlossenem Brenner wiedergibt.
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Fig.3 zeigt die Anordnung eines zweiteiligen Düsenkörpers il und i2
sowie eine Ausbildung des Steuerungsgestänges zur Betätigung der beiden Düsenkörper
durch eine einzige Regelvorrichtung p, die bei großen Unterschieden zwischen der
Brennstoff- und Brenmiiittelmenge, z. B. bei an Heizwert hochwertigen Brennstoffeen
wie &Iethangas, Propangas usw. mit großem Verbrennungsluftbedarf, zur Anwendung
kommt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in den Fig. 1 und 2 geblieben; nur
bei mehrfacher Anwendung sind zu den Bezugszeichen noch Zahlen zugefügt worden.
Die Regelvorrichtung p ist exzentrisch zu einer Brennerseite hin angeordnet.