DE1258007B

DE1258007B - Brenner fuer fliessfaehige Brennstoffe

Info

Publication number: DE1258007B
Application number: DE1956K0028027
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eugen Klein
Original assignee: EUGEN KLEIN DIPL ING; RUDOLF WILLE DR ING
Current assignee: EUGEN KLEIN DIPL ING; RUDOLF WILLE DR ING
Priority date: 1956-02-04
Filing date: 1956-02-04
Publication date: 1968-01-04

Description

Brenner für fließfähige Brennstoffe Die Erfindung betrifft einen Brenner für fließfähige Brennstoffe, wobei innerhalb eines Brennkammermantels eine koaxiale Brennerdüse vorgesehen ist und wobei in dem Brennermantel ein Führungsrohr mit einem wesentlich kleineren mittleren Durchmesser als der Brennkammermantel zur teilweisen Rauchgasrückführung und zur Frischluftansaugung koaxial angeordnet und axial verschiebbar ist, in das die Brennstoffstrahlen der Brennerdüse eingeleitet werden.
Bei Brennern der hierbei in Betracht kommenden Art ist es üblich, das Brennstoffgemisch beim Verlassen der Düse dadurch thermisch aufzubereiten, daß man die Injektorwirkung des Brennstoffstrahls dazu verwendet, einen Teil der Verbrennungsgase und die Frischluft am vorderen Auslaß der Brennvorrichtung anzusaugen und dem Brennstoffgemisch zuzuführen.
Beispielsweise betrifft das britische Patent 371056 einen Brenner, bei welchem ein Ansaugen von Luft und Rauchgase von vorn im Gegenstrom zur Flammenrichtung erfolgt. Hierbei ist die Lufteintrittsöffnung größer als die Flammenaustrittsöffnung. Der Nachteil dieses Brenners besteht darin, daß das Verhältnis zwischen rückgeführtem Rauchgas und angesaugter Frischluft zu gering ist und daß die Vermischung beider Teile infolge geringer Turbulenz ungenügend ist.
Das französische Patent 885 217 hat einen Brenner zum Gegenstand, in welchem eine gesteuerte Zirkulation der Brenngase allein möglich ist, ein Selbstansaugen der Frischluft jedoch nicht stattfinden kann. Hier werden teilweise abgekühlte Rauchgase zurückgesaugt, die in größeren Mengen dem frischen Gasgemisch zugeführt werden müssen, um eine bestimmte Aufheizung zu erlangen. Dadurch verschlechtert sich der Verbrennungswirkungsgrad.
Bei dem USA.-Patent 2 532 740 bewirkt ein von hinten über eine Verengung gepreßter Frischluftstrahl das Rückführen von Rauchgasen aus dem Raum vor der Brennkammer. Auch hier wird die Frischluft nicht durch die Injektorwirkung der Zerstäubungsdüse angesaugt, und die angesaugten Rauchgase sind kälter als die Brenngase.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verbrennungswirkungsgrad des eingangs erwähnten Brenners zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem der Brennerdüse entgegengesetzten Ende des Brennermantels ein Abschlußdeckel angeordnet ist, der in seiner Mitte eine runde Öffnung aufweist, die einen Durchmesser hat, der ungefähr dem mittleren Durchmesser des Führungsrohres entspricht. Dadurch wird erreicht, daß beim Selbstansaugen der ganzen oder eines wesentlichen Teils der erforderlichen Frischluft eine starke Einschnürung der im Gegenstrom zu den austretenden Brenngasen eintretenden Frischluft erzwungen wird, da der Durchmesser der COffnung im Deckel der Brennkammer ungefähr gleich der lichten Weite des Führungsrohres ist. Dadurch vergrößert sich das Verhältnis der rückgeführten Rauchgasmenge zur angesaugten Luft erheblich und kann deshalb in weiten Grenzen in an sich bekannter Weise durch Längsverschieblichkeit des Führungsrohres optimiert werden. Die durch die Einschnürung der im Gegenstrom arbeitenden Gase herbeigeführte hohe Turbulenz bewirkt eine gute Homogenisierung der Vermischung. Da außerdem die rückgeführte Rauchgasmenge unmittelbar dem Flammenbereich des Führungsrohres entnommen wird, genügt eine kleinere Rauchgasmenge für eine optimale Aufbereitung des Gemisches. Diese Tatsache und die gute Vermischung führen zu einem hohen Verbrennungswirkungsgrad und zu einer Erweiterung des Regelbereichs.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß der Abschlußdeckel radiale, von der öffnung ausgehende Schlitze hat, die durch eine schwenkbare Steuerungsscheibe, die im wesentlichen die gleiche Öffnung und die gleichen Schlitze wie der Abschlußdeckel aufweist, abdeckbar sind.
Zur Verdeutlichung der Erfindung sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigen die F i g. 1 und 2 bzw. 3 und 4 jeweils einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch einen Brenner gemäß Erfindung. In den F i g. 1 und 2 ist mit 1 der Mantel einer Brennkammer bezeichnet, in deren hintere, geschlossene Stirnwand die Zerstäubungsdüse 3 für den Brennstoff mündet. In der vorderen Stirnwand 2 der Kammer befindet sich eine runde zentrale Auslaßöffnung 4. Innerhalb der Kammer ist konzentrisch ein Strahlführungsrohr 5 angeordnet, das vorn und hinten offen ist und das durch flossenartige Stege 6 zentriert wird, und zwar derart, daß es sich in axialer Richtung mittels eines Gestänges 7 verschieben läßt.
Der Brennstoffstrahl 8 hat im Bereich des Bezugszeichens 9 eine hohe Geschwindigkeit und erzeugt hierdurch einen Unterdruck. Innerhalb des Rohres 5 erfolgt durch Verlangsamung ein Druckanstieg. Infolge des Druckunterschiedes zwischen den Bereichen 9 und 11 strömt Außenluft über die Randbezirke der Öffnung 4 in entgegengesetzter Richtung zum Brennstoffstrahl und im Sinne der eingezeichneten Strömungsbahnen in den Ringraum zwischen dem Führungsrohr 5 und der Kammerwandung 1 ein, um in den Brennstoffstrahl 8 hineingesaugt zu werden.
Hohe Turbulenz wegen der Gegenströmung im Bereich 10-11 und wegen der Umströmung verschiedener Kanten und starke Erhitzung der Frischluft durch die vom Bereich 13 in den Ringraum 12 abgelenkten Brenngase bewirken eine schnelle Homogenisierung des Gemisches im Ringraum 12 und im Führungsrohr und eine schnelle Verdampfung des Brennstoffes dortselbst. Mit der erzwungenen Einschnürung der Luftströmung in der Öffnung 4 ist auch eine Zunahme der Luftgeschwindigkeit verbunden. Dieser Umstand ist günstig für die Begrenzung der Teilverbrennung im vorderen Teil des Ringraumes 12 und für die Dosierung der Menge der rückgeführten Gase innerhalb eines sehr weiten Regelbereiches.
Die Brennvorrichtung gemäß den F i g. 3 und 4 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Strahlführungsrohr 5' nach Art eines Venturirohres profiliert ist. Zur Steuerung der Frischluftmenge ist der Querschnitt der Austrittsöffnung 4' einstellbar. Zu diesem Zweck wird der Abschlußdeckel 2' mit radialen, von der Öffnung 4' ausgehenden Schlitzen versehen, die durch eine drehbare Öffnung und die gleichen Schlitze wie der Abschlußdeckel 2' aufweist, abdeckbar sind.
Zur Begrenzung der Flamme im Ringraum 12 kann auch ein quer zur Strömung angebrachtes Drahtnetz verwendet werden. Desgleichen kann zur Beeinflussung der Flammenlänge im Führungsrohr in bekannter Weise ein Drahtsieb im Düsenstrahl angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Brenner für fließfähige Brennstoffe, wobei innerhalb eines Brennkammermantels eine koaxiale Brennerdüse vorgesehen ist und wobei in dem Brennermantel ein Führungsrohr mit einem wesentlich kleineren mittleren Durchmesser als der Brennkammermantel zur teilweisen Rauchgasrückführung und zur Frischluftansaugung koaxial angeordnet und koaxial verschieblich ist, in das die Brennstoffstrahlen der Brennerdüse eingeleitet werden, dadurch gekennzeichn e t, daß an dem der Brennerdüse (3) entgegengesetzten Ende des Brennkammermantels (1) ein Abschlußdeckel (2') angeordnet ist, der in seiner Mitte eine runde Öffnung (4, 4') aufweist, die einen Durchmesser hat, der ungefähr dem mittleren Durchmesser des Führungsrohres (5, 5') entspricht. z. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußdeckel (2') radiale, von der Öffnung (4) ausgehende Schlitze hat, die durch eine schwenkbare Steuerungsscheibe (2"), die im wesentlichen die gleiche Öffnung und die gleichen Schlitze wie der Abschlußdeckel (2') aufweist, abdeckbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 560 240, 326 163; österreichische Patentschrift Nr. 82 446; französische Patentschriften Nr. 885 217, 468 873; belgische Patentschrift Nr. 518 537; britische Patentschriften Nr. 718 213, 371056; USA.-Patentschriften Nr. 2 532 740, 2 515 845, 2 228 296, 1684 079, 1658 462, 1353 217.