DE1181358B - Verbrennungsluftzufuehrung fuer Zerstaeuberbrenner - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F23d

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 24 b-7/01

1181358
S 66424 Ia-/24 b
23. Dezember 1959
12. November 1964

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsluftzuführung bei einem Zerstäuberbrenner, welchem Verbrennungsluft in mehreren Teilströmen zugeführt wird, wobei Erstluft unmittelbar an der Zerstäuberdüse und Zweitluft auf einem Kegelmantel zwischen einem die Zerstäuberdüse umgebenden Becher und einer Brennkammerwand in Strömungsrichtung in zur vollständigen Verbrennung nicht ausreichendem Maße in eine Brennkammer einströmen und das Brenngemisch gegen eine in der Brennkammer angeordnete Prallplatte geführt ist und eine zur vollständigen Verbrennung notwendige Restluftteilmenge im Gegenströmsinn in die Brennkammer eingeführt wird.

Bei dieser Ausbildung findet eine Verbrennung nur an der Oberfläche des Kegelmantels statt. Die hier entwickelte Wärme strahlt ins Innere des Brennstoffkegels und verdampft oder verkrackt die darin befindlichen Brennstoffteilchen. Bei den bekannten Ausführungen der obigen Art wird die zur vollständigen Verbrennung notwendige Restluftteilmenge auf der gleichen Seite der Prallplatte zugeführt, auf welche das Brenngemisch trifft.

Bei dieser Ausbildung tritt wenigstens ein Teil dieser Teilluftmenge in das Innere des Brennstoffkegels ein und unterbricht den Krackvorgang, wobei eine vorzeitige Verbrennung im Innern des Brennstoffkegels eingeleitet wird.

Die Aufgabe des Gegenstandes der Erfindung ist es, die Restluftteilmenge dem Brenngemisch erst nach Durchmischung ohne Unterbrechung des Krackvorganges und vorzeitiger Einleitung der Endverbrennung zuzuführen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Restluftteilmenge, in Strömungsrichtung des Brenngemisches gesehen, auf der der Aufprallseite des Brenngemischs abgewandten Seite hinter der Prallplatte zugeführt wird.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Brenner ergibt sehr kurze Flammen. Rechnet man bei demselben den Raum der Glocke zu dem Feuerraumvolumen hinzu, so kann man Feuerraumbelastungen von über zehn Millionen Kalorien je m³ und Stunde ohne jede Rauchbildung erzielen. Bemerkenswert ist, daß die aus dem Brennrohr 6 austretende Flamme nicht mehr den Charakter einer ölflamme hat, sondern den einer Gasflamme. Sie ist durchsichtig und strahlt verhältnismäßig sehr wenig. Der Brenner bleibt in allen seinen Teilen vollständig sauber, da der Brennstoff in flüssiger Phase nirgends mit Metallteilen in Berührung kommt. Bei Verwendung geeigneter aber durchaus handelsüblicher Baustoffe zeigt der Brenner auch nach mehrjährigem Betrieb keinerlei Verschleiß.

Verbrennungsluftzuführung für Zerstäuberbrenner

Anmelder:

Societe d'Etude de Vehicules »S. E. V.«,

Reichshoffen-Usines (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Thieleke, Patentanwalt,

Braunschweig, Jasperallee la

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Erwin Friedrich Schwander,

Reichshoffen-Usines (Frankreich) .

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 12. Januar 1959 (1213 273)

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Schnitt;

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel im Schnitt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird die gesamte durch die Leitung 1 dem Brenner 2 zugeführte Verbrennungsluftmenge L vor ihrem Eintritt in den Brenner in den Teilstrom Z₁ und die Restluftteilmenge I₂ geteilt. Je nach- der Brennergröße und dem Brennstoff kann der Teilstrom Z₁ 70 bis 5O°/o und die Restluftteilmenge Z₂ 30 bis 50% der gesamten Verbrennungsluftmenge L betragen.

Der Teilstrom Z₁ tritt in den oberen Teil des Brenners ein und wird hier wieder in zwei Teile Z₁' und Z₁" zerlegt. Der Teil Z₁' strömt durch den Becher 3 und wird hierbei durch die Zerstäuberdüse 4 mit dem gesamten zu verbrennenden Brennstoff in feinverteilter Form beladen. Die Zündung des Gemischs erfolgt bei α durch einen elektrischen Funken. Der Teil Z₁" hingegen wird in bekannter Weise so geführt, daß er sich längs eines Weges s möglichst wenig mit dem Brennstoffkegel mischt. Die Folge davon ist, daß sich eine eigentliche Verbrennung nur in der schraffierten Zone ausbilden kann. Dieser brennende Kegelmantel verdampft oder, besser, verkrackt durch Wärmeeinstrahlung in den Kegel den darin befindlichen Brennstoff, der infolge seiner Zerstäubung eine sehr große Oberfläche darbietet. Sobald diese Zersetzung oder Verkrackung beendet ist, wird das

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Brenngemisch durch Aufprallen auf eine Prallplatte 5 innig gemischt. Die Mischung geschieht in dem Raum M, der durch das sich glockenförmig erweiternde Brennrohr 6 gebildet wird. Das Brennrohr 6 und die Prallplatte 5 bilden einen ringförmigen Austrittsspalt für das Brenngemisch.

Die Restluftteilmenge Z₉ wird durch eine von der Leitung 1 abgezweigte Leitung 7 in ein an einem Ende durch die Prallplatte 5 und an dem anderen Ende durch einen Boden 8' abgeschlossenes Vorwärmrohr 8 geführt, dessen Achse die verlängerte Brennerachse ist und das in der Nähe der Prallplatte mehrere auf seinen Umfang verteilte öffnungen 9 aufweist, durch welche die Restluftteilmenge I₂ in die das Rohr umhüllende Flamme F zur vollständigen Verbrennung des Brenngemisches eindringen kann. Da das Vorwärmrohr 8 vollständig oder fast vollständig von den heißen Verbrennungsgasen umspült wird, ergibt sich eine Vorwärmung der zugeführten Restiuftmenge Z₂.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von dem nach F i g. 1 durch folgende Änderungen:

Anstatt einer einteiligen Prallplatte ist eine zweiteilige vorgesehen, welche aus einem an dem oberen Ende des Vorwärmrohres 8 befestigten konischen Ring 5' und einer das Vorwärmrohr oben abschließenden ringförmigen ebenen Platte 5" besteht. Zwischen dem Rand der Platte 5" und dem konischen Ring 5' ist ein verhältnismäßig enger Ringspalt 9' gelassen, damit ein kleiner Teil Z₂' der von dem Vorwärmrohr 8 zugeführten Restluftteilmenge Z₂ denselben durchströmen und etwa auf der Platte 5" abgesetzte kleine Koksteilchen entweder verbrennen oder der Flamme zuführen kann.

Ferner ist an dem Vorwärmrohr 8 noch ein kegelstumpf förmiger Ring 10 mit seinem kleinen Rand so befestigt, daß die Befestigungsstelle etwas unterhalb der Öffnungen 9 liegt und sein großer Rand bis nahe an den einen Teil der Prallplatte bildenden konischen Ring 5' heranreicht. Mit dieser Anordnung erreicht man eine besonders kurze Flamme.

Auch kann konzentrisch in das Vorwärmrohr 8 ein Verdrängungskörper 11 eingebaut werden, welcher folgende Aufgabe hat:

Wie bereits ausgeführt, bewirkt das Vorwärmrohr 8 die Vorwärmung der Restluftteilmenge Z₂. Durch die Feuergase wird jedoch dieses Vorwärmrohr sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, weshalb seine möglichst kräftige Kühlung durch die Restluftteilmenge I₂ erwünscht ist, selbst wenn es aus hitzebeständigem Stahl besteht. Diesem Zweck dient der Verdrängungskörper 11, indem er die Geschwindigkeit der Restluftteilmenge Z₂ erhöht und andererseits einen Teil der von dem Vorwärmrohr 8 nach innen ausgestrahlten Wärme aufnimmt und durch Konvektion wieder an die Restluftteilmenge Z₂ abgibt.

Das Vorwärmrohr 8 und der Verdrängungskörper 11, der während des Betriebes des Brenners verhältnismäßig kalt bleibt, können durch radiale Stege 12 od. dgl. miteinander verbunden sein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verbrennungsluftzuführung bei einem Zerstäuberbrenner, welchem Verbrennungsluft in mehreren Teilströmen zugeführt wird, wobei Erstluft unmittelbar an der Zerstäuberdüse und Zweitluft auf einem Kegelmantel zwischen einem die Zerstäuberdüse umgebenden Becher und einer Brennkammerwand in Strömungsrichtung in zur vollständigen Verbrennung nicht ausreichendem Maße in eine Brennkammer einströmen und das Brenngemisch gegen eine in der Brennkammer angeordnete Prallplatte geführt ist und eine zur vollständigen Verbrennung notwendige Restluftteilmenge im Gegenströmungssinn in die Brennkammer eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Restluftteilmenge (Z₂), in Strömungsrichtung des Brenngemischs gesehen, auf der der Aufprallseite des Brenngemischs abgewandten Seite hinter der Prallplatte (5) zugeführt wird.

2. Verbrennungsluftzuführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zur Brennerachse gleichachsig angeordnetes Vorwärmrohr (8), welches an einem Ende als Abschluß die Prallplatte (5) und an dem anderen Ende einen Boden (8') aufweist, wobei die Restluftteilmenge (Z₂) in der Nähe des Bodens (8') in das Vorwärmrohr (8) eintritt und in der Nähe der Prallplatte (5) durch öffnungen (9) wieder austritt.

3. Verbrennungsluftzuführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (5) aus zwei Teilen besteht, wobei in Verlängerung des Vorwärmrohres (8) ein kegelstumpfförmig sich erweiternder Ring (5') und eine ringförmige, ebene Platte (5") mit zwischenliegendem Ringspalt (9') angeordnet ist.

4. Verbrennungsluftzuführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter kegelstumpfförmiger Ring (10) an dem Vorwärmrohr (8) etwas unterhalb der Öffnungen (9) befestigt ist, welcher so nahe an den ersten kegelstumpfförmigen Ring (5') heranreicht, daß zwischen den beiden ein ringförmiger Kanal verbleibt.

5. Verbrennungsluftzuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen in das Vorwärmrohr (8) eingebauten Verdrängungskörper (11).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 706 567;
USA.-Patentschrift Nr. 2 660 230.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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