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Zerstäubungsbrenner für flüssige Brennstoffe Die Erfindung bezieht
sich auf einen Zerstäubungsbrenner für flüssige Brennstoffe, z. B. Masut, mit einer
zur Düse sich verengenden Wirbelkammer, in welche der Brennstoff unter Druck tagential
eingeführt wird und bei der die Eintrittsöffnungen durch einen axial verschiebbaren
Steuerkolben abdeckbar sind.
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Außer dieser herkömmlichen Konstruktion ist ein Zerstäubungsbrenner
bekannt, bei dem der die Zuflußquerschnitte zur Wirbelkammer steuernde Kolben einen
kegelförmigen Ansatz aufweist. Diese bekannten Zerstäubungsbrenner haben jedoch
den Nachteil, daß durch die Steuerung die Zerstäubung des Brennstoffes beeinträchtigt
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäubungsbrenner
zu schaffen, der den ebengenannten Nachteil ausschaltet und bei dem somit die Feinheit
des Zerstäubungsgrades gleichbleibt.
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Die Aufgabe wird bei einem Zerstäubungsbrenner der bereits oben genannten
Art mit einer sich verengenden Wirbelkammer nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
der Steuerkolben einen zylindrischen Ansatz von kleinerem Durchmesser aufweist derart,
daß der jeweils durch den Ansatz freigegebene Querschnitt der Austrittsöffnung der
Wirbelkammer in jeder Stellung des Steuerkolbens dem durch letzteren freigegebenen
Zuflußquerschnitt der Eintrittsöffnung gleicht und diese Querschnitte jeweils bei
voller bzw. halber Öffnung so groß wie der ganze bzw. halbe Düsenquerschnitt sind.
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In den Zwischenstellungen dieses steuerbaren Brenners erfolgt dabei
immer eine entsprechende Veränderung der Ein- und Austrittsöffnungen, so daß die
Speisungsbedingungen immer gleich bleiben. Hierdurch wird eine weitgehende Steuerungsmöglichkeit
des Brenners gegeben, wobei gewährleistet ist, daß die Zerstäubung des Brennstoffes
immer gleich bleibt. Dies hat eine große Wirtschaftlichkeit des Brenners zur Folge.
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Die Zeichnungen stellen eine beispielsweise Ausführungsform eines
Zerstäubungsbrenners nach der Erfindung dar. Es zeigt Fig.1 einen Längsschnitt durch
einen Brennerkopf eines Zerstäubungsbrenners nach der Erfindung, Fig. 2 bis 9 Einzelheiten
bzw. Teile des Brennerkopfes, Fig.10 eine Vorderansicht und eine Schrägansicht des
in Fig. 5 dargestellten Teiles und Fig.11 bis 13 vereinfacht drei verschiedene Stellungen
des Zerstäubungsbrenners nach der Erfindung in stark vergrößerter Darstellung. Der
Zerstäubungsbrenner nach der Erfindung kann in einer Feuerung in jeder Größe, beispielsweise
in einer Feuerung für Schiffsmaschinenkessel, verwendet werden. Das hintere Ende
oder der Sockel eines solchen Zerstäubungsbrenners ist gewöhnlich derart ausgebildet,
daß von außen eine Betätigung der Steuerstange möglich ist, welche auf den eigentlichen
Brennkopf einwirkt. Eine derartige Konstruktion sollte eine genau bemessene und
angeordnete Stopfbuchse aufweisen und kann mit einer Einteilung versehen sein, durch
die es möglich ist, genaue Einstellungen vorzunehmen und die jeweiligen Einstellungen
zu markieren.
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Der dargestellte eigentliche Brennkopf weist einen Sockel 2 auf, der
auf das Brennerrohr aufgeschraubt ist. Im Innern dieses Sockels 2 ist eine Schraubenmutter
3 mit einem zahnartig ausgebildeten Flansch 4 angeordnet. Die Zwischenräume zwischen
den Zähnen ermöglichen ein Vorbeiströmen des Brennstoffes. An der Vorderseite dieser
Schraubenmutter 3 befindet sich ein Teil s mit einer zylindrischen Bohrung 6, deren
vorderer Teil die Wirbelkammer 7 für den Brennstoff bildet. Der Brennstoff fließt
zwischen den Zähnen des Flansches 4 der Schraubenmutter 3 (Fig. 7) und dann durch
die Zwischenräume zwischen dem Rand des Teiles 5 und dem vorderen Teil des Sockels
2 hindurch. Der Rand des Teiles 5 kann beispielsweise quadratisch sein, wie sich
aus der Fig.10 ergibt; dessen Ecken sind entsprechend der Ausnehmung des Sockels
2 abgerundet. Der Brennstoff gelangt dann durch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen
8 in die Wirbelkammer 7. In Fig. 5 und 10
sind vier Eintrittsöffnungen
8 dargestellt, jedoch kann die Anzahl derselben verschieden sein; es kann gegebenenfalls
sogar nur eine einzige Eintrittsöffnung angeordnet sein. Die Anordnung und die Ausbildung
dieser Eintrittsöffnung ist entsprechend den jeweiligen Zwecken des Brenners angepaßt.
Die vier dargestellten Eintrittsöffnungen 8 münden tangential in die zylindrische
Bohrung 6 des Teiles 5 und erzeugen somit eine Wirbelung -des Brennstoffes.
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In der zylindrischen Bohrung 6 ist ein Steuerkolben 9 verschiebbar,
dessen Vorderfläche die verschiebbare Bodenfläche der Wirbelkammer 7 bildet und
der die Eintrittsöffnung bzw. Eintrittsöffnungen 8 mehr oder weniger schließt. Die
Verschiebung dieses Kolbens 9 erfolgt beispielsweise durch Verstellen in Achsenrichtung.
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Bei dem durch die Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist
ein Gewindeteil 10 in die mit einem entsprechenden Gewinde versehene mittige Bohrung
der im Brennkopf befestigten Schraubenmutter 3 eingeschraubt; am hinteren Ende des
Gewindeteiles 10 ist ein Ansatz 11 angeordnet, der an seinem Ende abgeflacht ist.
An der Vorderseite des Steuerkolbens 9 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein flacher
zylindrischer Ansatz 12 von kleinerem Durchmesser vorgesehen, mittels dessen die
Austrittsöffnung 14 aus der Wirbelkammer 7 mehr oder weniger weit geöffnet bzw.
geschlossen werden kann.
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Vor den Teil 5 ist eine Einlagescheibe 13 gesetzt, welche in ihrem
Mittelpunkt die Austrittsöffnung 14 enthält. Die Querschnittform dieser Öffnung
ist den jeweils erforderlichen Bedingungen angepaßt.
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Mit einer Schraubkappe 15 werden die verschiedenen Teile im Sockel
2 derart gehalten, daß der Brennerkopf an einem Brenner beliebiger Größe, beispielsweise
einem Fackelbrenner mit einem rohrförmigen Gehäuse, jederzeit angebracht werden
kann.
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Im Brennerkopf und dessen rohrförmigem Gehäuse kann eine in Achsenrichtung
verlaufende Stange 16 angebracht sein, deren vorderes Ende 17 gegabelt ist, so daß
sie nach Art eines Regelschlüssels über den abgeflachten Ansatz 11 des Gewindeteiles
10 des Steuerkolbens 9 geschoben werden kann. Diese Stange ragt aus dem rohrförmigen
Gehäuse durch eine Stopfbuchse (nicht dargestellt) nach außen, so daß mittels dieser
Stange eine Verstellung des Brenners durch Steuerung der Düse möglich ist. Der Brennstoff
wird unter Druck dem rohrförmigen Gehäuse durch eine entsprechende Vorrichtung zugeführt.
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Aus der Beschreibung des Brenners ergibt sich, daß durch Drehen der
Stange 16 in der einen oder anderen Richtung der Steuerkolben 9 in die Wirbelkammer
7 vorgeschoben oder aus ihr zurückgezogen wird, wobei die Vorderfläche des Steuerkolbens
bzw. dessen Ansatz einen größeren oder kleineren Teil des Querschnittes der Eintrittsöffnungen
8 bedeckt und gleichzeitig verhältnisgleich die Austrittsöffnung 14 geöffnet wird.
Es ist ersichtlich, daß Form und Abmessung dieser Öffnungen 14 und 8 entsprechend
berechnet und derart angeordnet werden müssen, daß die Zuflußquerschnitte in die
Wirbelkammer und der Düsenquerschnitt in jeder Stellung der Steuervorrichtung in
gleichem Verhältnis stehen und somit immer das gleiche Verhältnis zwischen der Wirbelgeschwindigkeit
des Brennstoffes und der Fördergeschwindigkeit desselben besteht.
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Zur näheren Erläuterung dieser Wirkung wird auf Fig.11 bis 13 Bezug
genommen, die den Steuerkolben mit Ansatz 12 in drei verschiedenen Stellungen darstellen.
In der in Fig. 11 dargestellten Stellung sind die tangentialen Eintrittsöffnungen
8, die eine Tiefe b haben, und die Austrittsöffnung mit dem Durchmesser c durch
Übersteuerung und Verschwinden des Ringspaltes bei a voll geschlossen. Gemäß Fig.12
liegt eine halbe Öffnung b1 der tangentialen Eintrittsöffnungen 8 vor, deren Querschnitt
einem ringförmigen Querschnitt des Ringspaltes a1 entspricht. Schließlich sind nach
Fig. 13 die tangentialen Eintrittsöffnungen bei einer Öffnung b2 voll geöffnet,
so daß der Querschnitt der Eintrittsöffnungen 8 gleich ist dem Querschnitt der Austrittsöffnung
14; in entsprechender Weise weist jetzt auch der völlig geöffnete Ringspalt a2 den
Querschnitt der Austrittsöffnung 14 auf.
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Es sei nur noch kurz erwähnt, daß die Formen der einzelnen Teile,
die Abmessungen derselben und die Stoffe, aus denen sie hergestellt sind, in beliebiger
Weise geändert werden können.