DE1261621B - Brenner fuer mehrere Brennstoffe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F23d

Deutsche KL: 24c-10

1261621 '
Z118551 a/24 c
9.Noyember.l965
22, Februar 1968

Die Erfindung betrifft einen Brenner für mehrere Brennstoffe mit einer zentralen Brennerdüse für flüssige Brennstoffe, einer konzentrisch hierzu angeordneten Luftzuführung, einer diese konzentrisch umgebenden Brenngaszuführurig, die ihrerseits konzentrisch von der Hauptluftzuführung, die in eine axiale Primäriuft- ■ und eine aus einem Ringraum austretende Sekundärluftzuführung unterteilt ist, umgeben ist. ■ .-;■■■ λ . .'.'■■' j Bekannte'Brenner dieser -Art, die im'Betrieb dann nur mit einem Brennstoff arbeiten, werdeii'beispielsweise in Brennersteine eingesetzt, um die Oberfläche dieser Brennersteine zu erhitzen, die dann ihrerseits Strahlungswärme abgibt, wobei diese Strahlungswärme dann für bestimmte Behandlungen verwendet wird. Beispielsweise können im Bereich des Brennersteins Rohrleitungen vorgesehen sein, die ein zu behandelndes GA führen. Bei derartigen Brenneranordnungen tritt das Problem auf, daß die Brenneranordnung derart ausgebildet sein sollte, daß sich die Flammen jnöglichst nicht vom Brennerstein lösen, damit diese Flammen nicht auf diese Rohrleitungen oder ganz allgemein auf das zu behandelnde Gut auftreffen und das zu behandelnde Gut dann beschädigen können. Die bisher bekannten Brenner boten diesbezüglich keine befriedigenden Lösungen. Bei bekannten Brennern ist die Anordnung und derAufbau der Teile derart, daß sich die Flammen ohne-weiteres von den Wandungen des Brennersteins lösen können und auf das zu behandelnde Gut auftreffen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zu schaffen, bei dem mit einfachsten Mitteln eine sichere Anlage der Flamme gegen die Wandungen des Brennersteiris sichergestellt wird.*

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die· Mündungen der Brennstoffzuführungen in einer Ebene liegen, und die Wandung der Primärluftzufuhr stromab divergiert und von einem Ringraum für Sekundärluft umgeben ist, die über tangential© Öffnungen in der Wandung in den Brennstoff-Luft-Gemischstrom eintritt»-wobei stromab der.Öffnungen die divergierende Wandung in einen zylindrischen Abschnitt übergeht. :·<■ i

In vorteilhafter Weise wird der größere Teil der zugeführten Luft derart in den Brenner eingeleitet j daß eine ringförmige wirbelnde Luftmasse' erzeugt wird, in die der brennende Brennstoff durch den iri der wirbelnden Luftmasse entwickelten Unterdruck hineingezogen wird, woraufhin der brennende Brennstoff dann längs der Oberflächenwandung des Brennersteins an dieser fest anhaftend geführt wird.

Die Erfindung soll in der Beschreibung unter Be-Brenher für mehrere Brennstoffe ',

-. Anmelder:
' John Zink Company, Tulsa, OkIa. (V. St: A.)

. Vertreter: - . . ■ . . - -..-

■'■'" Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München 60, Ernsbergerstr. 19

AlsErfinder benannt: :
Robert D. Reed,

Hershel Goodnight, !

„John Smith Zink, Tulsa, Ökla. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: .-·.·..
V. St. v. Amerika vom 12. -November 1964
(410375)

zügnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt ■

Fi g. 1 einen Längsschnitt durch den Brenner und Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der

Fig. 1. \- ■■

Der Brenner weist ein. zylindrisches Gehäuse 21 auf,"das in den zylindrischen Abschnitt der Öffnung 14" des Brennersteins 11 eingepaßt ist. Der Brennerstein ist mit Metallblech 12 abgedeckt. Ein von dem . Gehäuse 21 getragener Flansch 22 überdeckt das Abdeckblech um die Ö2nungl4 herum und hält den Brenner am Brennerstein.. Im Gehäuse 21 ist eine ringförmige Wandung 23 vorgesehen, die einen mittleren konischen Abschnitt'24 aufweist, der stromabwärts divergiert. Ein zylindrischer Abschnitt 26 wird vomkonischenAbschnitt24getragen".EinringfÖrmiger Flansch' 27 er streckt ,sich von der Wandung 23 radial nach außen, und dieser Flansch 'kann am Gehäuse 21,'

z. B. durch Schweißen; bei 28"befestigt werden. Das ' Ende mit kleinerem Durchmesser des konischen Abschnittes der Wandung 23 bildet einen Hals 25 zur Aufnahme des vorderen Endes'yon Brennstoffzuführungen. Ein becherförmiger, stromauf gerichteter Abschnitt der Wandung 23 weist eine zylindrische Ringwand 31 mit größerem Durchmesser auf als der Hals 25.

Eine Leitung 32 erstreckt sich in das stromauf liegende Ende des Gehäuses 21. Luft wird der Lei-

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rung 32 durch ein Rohr zugeführt. Eine Ringwand so daß eine etwa wulstförmige Masse wirbelnder 34 verschließt das stromauf liegende Ende des Ge- Luft, wie bei 71 angedeutet, erzeugt wird. Ein kleinehäuses 21. Die Leitung 32 hat vorzugsweise etwa rer Teil der Luft in dem Ringraum 68 bewegt sich in, denselben Außendurchmesser wie die ringförmige Richtung der Pfeile 66 und strömt durch den Hals 25 Wand 31 und kann an dieser, beispielsweise durch 5 über den Umfang des Prallbleches 47. Diese Luft Schweißen, bei 36 befestigt seiiil "' wirbelt nicht. Die Menge der sich durch den Hals 25

Brennstoffzuführungen 38 erstrecken sich in den bewegenden Luft kann zwischen 5 und 10% der Hals 25. Die Brennstoffzuführung für den gasförmi- Gesamtluftmenge variieren.

gen Brennstoff wird von einem Rohr 39 und einer Der Druck in der wirbelnden Luftmasse 71 ist

Hülse 41 gebildet, die das Rohr 39 umgibt und einen io äußerst niedrig, und die Tröpfchen des flüssigen Ringraum 42 zwischen dem Rohr 39 und der Hülse Brennstoffes werden in diese heftig wirbelnde Luft 41 bildet. Diese Brennstoffzuführung ist in der Wan- hineingezogen. Die Turbulenz und die Heftigkeit der dung 23 mittels radial angeordneten Ansätzen 43 ab- wirbelnden Luft bricht die Tröpfchen des flüssigen gestützt, die von einem Ring 44 getragen werden, der- Brennstoffes in kleinere Tröpfchen von Mikrondie Hülse 41 umgibt. Mündungen 46 sind in einer 15 größe, die so klein sind, daß die Brennstoffteilchen Ringreihe am stromab liegenden Ende der Brenn- dann als »Nebel« auftreten, der mit großer Geschwinstoffzuführung für den gasförmigen Brennstoff ange- digkeit brennt. Die anfängliche Zündung des flüssigen ordnet. Die Hülse 41 ist im Abstand vom Hals 25 Brennstoffes kann auf jede herkömmliche Weise er^s angeordnet, um einen Ringkanal für Primärluft zu reicht werden, und die Verbrennung des flüssigen schaffen. Ein Prallblech 47 wird von der Hülse 41 in 2° Brennstoffes wird durch den Rückstrom der heißen der Nähe ihres stromab liegenden Endes und in" der . Gase aufrechterhalten, der durch die Pfeile 72 darge-Nähe der Mündungen 46 getragen, um den Quer- stellt ist, um den flüssigen Brennstoff auf eine Temschnitt des ringförmigen Kanals im Hals 25 zu be- peratur zu erhöhen, bei der eine ständige Selbstzüngrenzen. Ein Rohr 51 ist am stromauf liegenden Ende dung aufrechterhalten wird. Der wirbelnde Brennder Hülse 41 befestigt und erstreckt sich über das 25 stoff,, der der Verbrennung ausgesetzt ist, brennt mit äußere Ende der^ Leitung 32 .hinaus. Ein gasförmiges . einer hellen blauen Farbe in der Nähe des freien Brennstoffgemisch wird dem Rohr 51 zugeführt. Das Endes des zylindrischen Abschnittes 26. Ein ringför·? Rohr 39 erstreckt sich nach außen und stromauf über miger Brennereinsatz 76 ist in dem Gehäuse 21 in der das Ende des Rohres 51 hinaus. Das dem Rohr 51 Nähe des stromab liegenden Endes des zylindrischen zugeführte gasförmige Brennstoffgemisch strömt 3° Abschnittes 26 vorgesehen. Die innere Ringfläche 77 durch den Ringkanal 54 und in den Ringkanal 42, des Einsatzes 76 divergiert in Strömungsrichtung und um durch die Mündungen 46 auszutreten. Es ist eine hat zweckmäßigerweise eine Wölbung, die glatt in die Düse 56 für flüssigen Brennstoff vorgesehen, und bogenförmige Fläche 17 übergeht, die das Austrittsdiese Düse ist im Rohr 39 angeordnet. Das vordere ende der Öffnung im Brennerstein 11 bildet. . Ende der Düse 56 weist Mündungen 57 auf. Der flüs- 35 Die in der wirbelnden Luftmenge 71 erzeugte sige Brennstoff wird der Brennerdüse durch ein Rohr Flamme bewegt sich schnell in Umfangsrichtung des 58 zugeführt. Brenners. Der Druck in dieser brennenden Masse ist

Eine Anzahl von Öffnungen 61 ist in der Wand niedrig,, und der brennende Brennstoff und die Gase der Leitung 32 vorgesehen, so daß ein größerer Teil wirbeln gegen die innere Fläche 77 des Einsatzes 76. der durch das Rohr 33 zugeführten Luft nach außen 40 Diese Fläche ist fest, und der niedere Druck in dem durch die Öffnungen 61, wie es durch die Pfeile 62 brennenden Brennstoff verursacht, daß sich der brenangedeutet ist, in den Raum 63 entweicht, der außer- nende Brennstoff an der Fläche 77 und an der Fläche halb der Wandung 23 liegt. Eine Anzahl von Öffnun- 17 des Brennersteins 11 festsetzt. Die Zentrifugalkraft geh 64 ist im konischen Abschnitt 24 der Wandung preßt den brennenden Brennstoff gegen die Fläche 23 in der Nähe der Rippe 27 vorgesehen. Die Achsen 45 17, so daß sich die Flamme an der Fläche 77 und an der. öffnungen 64 sind gegenüber dem zylindrischen . der Fläche 17 festhält. Der brennende Brennstoff beAbschnitt 26 tangential angeordnet, und alle diese wegt sich entlang dieser gebogenen keramischen Öffnungen verlaufen in derselben Richtung tangential. OEerflächen, und es entsteht tatsächlich kern Flam-Ein kleinerer Teil der der Leitung 32 zugeführten menausstoß von diesen bogenförmigen Flächen. Die Luft bewegt sich in Richtung der Pfeile 66 durch den 50 stromab gerichtete Fläche 18 des Brennersteins 11 Hals 25 und über das stromab liegende Ende der wird von der Hitze bestrichen. Brennstoffzuführungen 38. Das gasförmige Brennstoffgemisch wird dem Rohr

Wenn flüssiger Brennstoff verbrannt werden soll, 51 zugeführt, und das gasförmige Brennstoffgemisch wird, dieser Brennstoff dem Rohr 58 mit relativ bewegt sich in den Ringraum 54 und tritt durch die hohem Druck zugeführt. Der flüssige Brennstoff wird 55 Mündungen 46 aus. Der Druck, unter dem der gas^ durch die Mündungen 57 in Form kleiner Tröpfchen förmige Brennstoff zugeführt wird, wird gesteuert, so als konischer Strahl ausgestoßen, wie es durch untere daß gasförmiges Brennstoffgemisch von den Mündunbrochene Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Luft wird gen46 in einem divergierenden Strahl entlang der unter relativ hohem Druck zugeführt. Der größere Innenfläche des konischen Abschnittes 24 der Wan-Teil der Luft strömt aus dem Ringraum 68 durch die 60 dung 23 und in die wirbelnde Luftmenge 71 strömt. Öffnungen 61 in den. Raum 63 und dann durch die Die durch den Hals 25 eintretende Luft mischt sich tangentialen Öffnungen 64 hindurch. Die Öffnungen mit dem gasförmigen Brennstoff. Dieser Brennstoff 64 sind so angeordnet und ausgebildet, daß sie einen brennt nach der Zündung ständig, und eine gegrößten Druckabfall an jeder Öffnung erzeugen, so wünschte Verbrennung wird erreicht, wenn das brendaß die Luft eine Höchstgeschwindigkeit beim Durch- 65 nende gasförmige Brennstoffgemisch in den Bereich strömen durch die Öffnungen 64 erreicht. Die hohe ·.·. der wirbelnden Luftmenge 71 gelangt.. Der brennende Geschwindigkeit dies'er Luft entwickelt eine schnell gasförmige Brennstoff bewegt sich entlang der Innenwirbelnde Luftmasse im zylindrischen;Abschnitt 26, fläche des Einsatzes- 76 und des Brennersteins U.

Während des Betriebes des Brenners wird lediglich ein Brennstoff verbrannt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Brenner für mehrere Brennstoffe mit einer zentralen Brennerdüse für flüssige Brennstoffe, einer konzentrisch hierzu angeordneten Luftzuführung, einer diese konzentrisch umgebenden Brenngaszuführung, die ihrerseits konzentrisch von der Hauptluftzuführung, die in eine axiale Primärluft- und eine aus einem Ringraum austretende Sekundärluftzuführung unterteilt ist, umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mün-

   düngen (46, 57) der Brennstoffzuführungen in einer Ebene liegen, und die Wandung (23) der Primärluftzufuhr stromabwärts divergiert und von einem Ringraum für die Sekundärluft umgeben ist, die über tangentiale Öffnungen (64) in der Wandung (23) in den Brennstoff-Luft-Gemischstrom eintritt, und daß stromab der öffnungen (64) die divergierende Wandung (23) in einen zylindrischen Abschnitt (26) übergeht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 1411487;
   britische Patentschrift Nr. 670 312;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 619159, 3 153 438.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen