DE1189223B

DE1189223B - Flammenleiteinrichtung fuer mit fluessigem Brennstoff betriebene Feuerungen mit senkrecht angeordnetem Zerstaeuberbrenner

Info

Publication number: DE1189223B
Application number: DED28202A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dinkel
Original assignee: W & F Dinkel
Current assignee: W & F Dinkel
Priority date: 1958-05-28
Filing date: 1958-05-28
Publication date: 1965-03-18

Description

Flammenleiteinrichtung für mit flüssigem Brennstoff betriebene Feuerungen mit senkrecht angeordnetem Zerstäuberbrenner Die Erfindung bezieht sich auf eine Flammenleiteinrichtung in einer Verbrennungskammer mit Wassermantel und mit flüssigem Brennstoff betriebenem, senkrecht angeordnetem Zerstäuberbrenner.
Bei derartigen Feuerungen ist zu vollständigen Verbrennung von Heizöl außer einer guten Durchmischung von Ölnebel und Verbrennungsluft auch eine möglichst hohe Verbrennungstemperatur und eine dem Öldurchsatz und dem Sprühwinkel der Zerstäuberdüse angepaßte Flammenform erforderlich. Das Auftreffen des Ölnebels, insbesondere der Randtropfen, auf die kühleren Kesselwände sowie ein Bestreichen der Kesselwände durch die scharfe Flamme sollten außerdem vermieden werden. Diese für den Betrieb der Feuerung günstigen Vorbedingungen werden bisher durch Ausmauerungen des Kessels oder durch die Anordnung von Leitblechen angestrebt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß solche Anordnungen einen unbefriedigenden Wirkungsgrad der Feuerung mit sich bringen, weil große Auskühlverluste in den Brennpausen auftreten. Außerdem verhindern solche Anordnungen, daß die Umstellung der Feuerung von flüssigen auf feste Brennstoffe, die in manchen Fällen wünschenswert ist, in einfacher Weise durchgeführt werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß in der Mittelachse der Verbrennungskammer eine einsetzbare Flammenleiteinrichtung mit einer Anzahl mit Abstand axial hintereinander angebrachter, im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisender, zusammenhängender Ringe angeordnet ist. Die so gebildete Flammenleiteinrichtung fängt die Randtropfen des eingespritzten oder eingeblasenen Brennstoffstrahles auf und gibt der Flamme eine gute Führung. Ölnebel und Randtropfen treffen auf die glühende Leiteinrichtung auf und vergasen dort, so daß sie restlost verbrennen. Die Vermischung von Ölnebel und Verbrennungsluft wird begünstigt, und die Flamme trifft während ihrer Entwicklung nicht auf kühle Kesselteile auf, so daß eine hohe Verbrennungstemperatur erreicht wird. Die an sich geringe Masse der Leiteinrichtung glüht rasch auf und bringt dadurch keine Verluste durch Auskühlung in den Brennpausen.
Besonders vorteilhaft wird die Flammenleiteinrichtung aus einem sich in Flammenrichtung konisch erweiternden Flammenbecher anschließend an den Zerstäuberbrenner und aus weiteren, mit Abstand untereinander angeordneten, im Querschnitt nach unten konisch zulaufenden Ringen gebildet. Die Ringe können untereinander gleichen Durchmesser aufweisen, und der größte Durchmesser der konischen Ringe kann etwa dem größten Durchmesser des Flammenbechers entsprechen.
Es ist weiter von Vorteil, wenn der auf den Flammenbecher folgende Ring mit jenem vereinigt wird und als Abschluß der Flammenleiteinrichtung ein Flammenleiter vorgesehen ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Flammenleiter aus einem im Querschnitt konischen Ring bestehen, dessen Höhe größer ist als die Höhe der Ringe. Der Flammenleiter kann hierbei nach unten zu konisch ausgebildet sein, wobei der größte Durchmesser des Flammenleiters dem größten Durchmesser der Ringe entspricht; er kann aber auch derart ausgebildet sein, daß er nach oben zu konisch ist, wobei sein größter Durchmesser etwa dem kleinsten Durchmesser der Ringe entspricht. Günstig wirkt sich aus, wenn die Ringe und der Flammenleiter Durchbrechungen aufweisen.
Die Flammenleiteinrichtung kann aus hitzebeständigem Stahl, aber ebenso vorteilhaft aus keramischem Material bestehen. Besonders günstig wird die Leiteinrichtung innerhalb eines zylindrischen, Wasser führenden Einsatzes mit geringerem Durchmesser als der Wassermantel angeordnet.
Durch die erf indungsgemäße Ausbildung der Flammenleiteinrichtung können Materialspannungen im Wassermantel des Heizkessels durch Berührung der scharfen Flamme nicht auftreten. Durch die Form der Leiteinrichtung kann weiter die günstigste Flammenform entsprechend den Erfordernissen des Öldurchsatzes, des Streuwinkels der Düse und der Brennkammerform bestimmt werden. Die Flamme wird darüber hinaus erst nach völligem Ausbrand aus der Leitvorrichtung zu den Kesselheizflächen entlassen, und ferner wird vorteilhafterweise die Strahlungswirkung der Flamme auf die Brennkammerwand nicht behindert. Sie kann derart bemessen werden, daß Heizflächenverluste nicht entstehen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen schematisch je in einem Schnitt dargestellt. Ein Heizkessel l ist in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Die Außenwand des Heizkessels 1 wird von einem Wassermantel 2 gebildet, mit welchem ein von oben herabhängender, im Heizkessel angeordneter zylindrischer Einsatz 3 in Verbindung steht. In der Nähe des unteren Endes des Wassermantels 2 ist im Heizkessel 1 ein Rost 4 angeordnet. Unter diesem liegt der Raum 5 für die Aufnahme der Asche und Schlacke, der durch die Öffnung 6 zugänglich ist. In dem Wassermantel 2 ist oberhalb des Rostes 4 in Richtung auf diesen eine Öffnung 7 vorgeshen, die zur Rostbeschickung dient, wenn der Heizkessel 1 mit Koks befeuert wird. Der obere Teil des Heizkessels 1 ist mit einem aus feuerfestem Material bestehenden, sich nach unten konisch erweiternden Flammenbecher 8 ausgekleidet. Zentral in diesen Flammenbecher 8 ragt in Sturzstellung ein Zerstäuberbrenner 9, der mitsamt seiner zugehörigen Teile am oberen Rand des Heizkessels 1 um eine horizontale Achse abklappbar angeordnet ist, so daß die bei abgeklapptem Zerstäuberbrenner 9 entstehende Öffnung im Heizkessel l durch eine nicht dargestellte Schutzkappe od. dgl. verschlossen werden kann.
In Richtung des Brennstoffstrahles sind unter dem Flammenbecher 8 Ringe 10 im Abstand 11 voneinander angeordnet. Die Ringe 10 sind untereinander beispielsweise durch mehrere Längsstege 10' verbunden und werden durch diese Längsstege 10' in einem bestimmten Abstand 11 voneinander gehalten. Die Ringe 10 sind im Querschnitt konisch ausgebildet. Der größte Durchmesser 12 jedes Ringes 10 entspricht etwa dem größten Durchmesser des Flammenbechers B. Der kleinere Durchmesser 13 liegt jeweils unterhalb des größeren Durchmessers 12. Der oberste Ring 10 ist unmittelbar mit dem Flammenbecher 8 verbunden. Jeder Ring 10 weist über seinen gesamten Umfang Durchbrechungen 14 auf, von denen nur bei dem untersten Ring 10 einige eingezeichnet sind. Unterhalb des letzten Ringes 10 ist der ebenfalls mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Durchbrechungen 15 versehene Flammenleiter 16 mit Abstand 17 angeordnet. Der Flammenleiter 16 ist im Querschnitt im wesentlichen wie die Ringe 10 konisch ausgebildet. Seine Höhe 18 ist allerdings größer als die der Ringe 10. Außerdem liegt sein kleinster Durchmesser in Richtung gegen die Ringe 10, während der größte Durchmesser 19 unten liegt und im wesentlichen dem kleinsten Durchmesser 13 der Ringe 10 entspricht. Der Flammenbecher 8, die Ringe 10 und der Flammenleiter 16 sind miteinander verbunden und bilden eine Flammenleiteinrichtung, die als geschlossene Einheit entfernt werden kann, wenn der Heizkessel l von Ölfeuerung auf Koksfeuerung umgestellt werden soll.
Auf der linken Seite von der Mittelachse 20 durch die Düse des Zerstäuberbrenners ist in F i g. 1 veranschaulicht, wie die Randtropfen 21 des Brennstoffstrahles auf die Ringe 10 treffen, von wo sie reflektiert werden. Auf der rechten Seite ist angedeutet, wie die Flammenstrahlung 22 unbehindert durch die Ringe 10 wirkungsvoll ist. Mit 23 ist die Flamme bezeichnet, die durch den Flammenleiter 16 nach außen in den Ringraum zwischen dem Wassermantel 2 und dem zylindrischen Einsatz 3 geleitet wird.
Die Flammenleiteinrichtung ist entweder aus hitzebeständigem Stahl oder aus keramischem Material hergestellt. Die Wirkung der Flammenleiteinrichtung wird dabei durch die Art des Materials nicht beeinflußt. Die dargestellte Ausführungsform der Flammenleiteinrichtung ist leicht den ölbrennersystemen anpaßbar. Sie kann auch ohne weiteres leicht aus der Brennkammer ausgebaut werden, so daß eine einfache Umstellung der Feuerung von flüssigen auf feste Brennstoffe oder umgekehrt möglich ist.
In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist der Flammenleiter 24 nach unten zu konisch ausgebildet, so daß sich sein größter Durchmesser oben befindet; im übrigen ist die Bauweise dieser Flammenleiteinrichtung grundsätzlich die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1.
Die Abstände der einzelnen Ringe 10 voneinander sowie die Höhe der Ringe 10 und ihre Neigung zur Mittelachse 20 der Flammenleiteinrichtung richten sich je nach der Größe und den sonstigen baulichen Verhältnissen der Verbrennungskammer. Durch die Abstände der Ringe 10 voneinander wird im wesentlichen der Anteil der Abgabe von Strahlungswärme der Flamme an die Brennkammerwand bestimmt.

Claims

Patentansprüche: 1. Flammenleiteinrichtung in einer Verbrennungskammer mit Wassermantel und mit flüssigem Brennstoff betriebenem senkrecht angeordnetem Zerstäuberbrenner, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in der Mittelachse (20) der Verbrennungskammer eine einsetzbare Flammenleiteinrichtung mit einer Anzahl mit Abstand axial hintereinander angebrachter, im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisender, zusammenhängender Ringe (10) angeordnet ist.
2. Flammenleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenleiteinrichtung aus einem sich in Flammenrichtung konisch erweiternden Flammenbecher (8) anschließend an den Zerstäuberbrenner (9) und aus weiteren, mit Abstand untereinander angeordneten, im Querschnitt nach unten konisch zulaufenden Ringen (10) besteht. 3. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser (12) der konischen Ringe (10) etwa dem größten Durchmesser des Flammenbechers (8) entspricht. 4. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Flammenbecher (8) folgende Ring (10) mit diesem vereinigt ist. 5. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abschluß der Flammenleiteinrichtung ein Flammenleiter (16, 24) eingeordnet ist. 6. Flammenleiteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenleiter (16, 24) aus einem im Querschnitt konischen Ring besteht, dessen Höhe (18) größer ist als die Höhe der Ringe (10). 7. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenleiter (24) nach unten zu konisch ausgebildet ist. B. Flammenleiteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des Flammenleiters (24) dem größten Durchmesser (12) der Ringe (10) entspricht. 9. Flammenleiteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenleiter (16) nach oben zu konisch ausgebildet ist. 10. Flammenleiteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser (19) des Flammenleiters (16) etwa dem kleinsten Durchmesser (13) der Ringe (10) entspricht. 11. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (10) und der Flammenleiter (16, 24) Durchbrechungen (14,15) aufweisen. 12. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenleiteinrichtung aus Stahl besteht. 13. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenleiteinrichtung aus keramischem Material besteht. 14. Flammenleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenleiteinrichtung innerhalb eines zylindrischen, Wasser führenden zusätzlichen Einsatzes (3) mit geringerem Durchmesser als der Wassermantel (2) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 685 742; Zeitschrift »Haustechnische Rundschau«, 1957, H.
3, S. 42.