B e s c h r e i b u n g Yerbrennungsvorrichtuna. Die Erfindung bezieht
sich auf eine Verbrennungsvorrichtung, die mit flüssigem Brennstoff betrieben werden
kann und eine Luftkammer sowie eine mit feuerfestem Material ausLsekleidete Verbrennungskammer
umfaßt; hierbei sind die beiden Kammern im wesentlichen als gleichachsige Rotationskörper
ausgebildet und miteinander durch eine zentral angeordnete Üffnung verbunden, deren
Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser jeder der beiden Kammern; ferner ist
ein Zerstäubungsbrenner für fl;issigen Brennstoff in der ,Luftkammer gleichachsig
mit dieser so angeordnet, daß der zerstäubte Brennstoff in Form eines Hohlkegels
naI- e dem. Uand der zentralen Öffnung in die Verbrennun._ skammer eingespritzt
wird.D e ctio n g e incineration device. The invention relates
relate to a combustion device that runs on liquid fuel
and an air chamber and a combustion chamber lined with refractory material
includes; here the two chambers are essentially coaxial bodies of revolution
formed and connected to one another by a centrally arranged opening, the
Diameter is smaller than the diameter of each of the two chambers; further is
an atomizing burner for liquid fuel in the air chamber, equiaxed
with this arranged so that the atomized fuel in the form of a hollow cone
naI- e dem. Injected into the combustion chamber at the central opening
will.
Eine derartige Verbrennun svorrichtung ist bereits aus dem Patent
908 513 bekannt. :Vie in dem genannten Patent bescl:.rieben,-erzeugt diese
bekannte Verbrennungsvorrichtung eine Flamme von kompakter Form, die sich als Zegelfläche-mit
großem Scheitelwinkel beschreiben läßt, wobei. sowohl auf der Innensei-
te als auch auf der Außenseite ein torusförmiger "irbel ent-
steht; die `lammen drehen sich um die Achse der Verbrennungs-
kammer. Die Verbrennung spielt sich in erster Linie innerhalb
der Verbrennungskammer ab, deren :vand daher auf eine
hohe Tempe-
ratur erhitzt wird.
Wenn. in dieser bekannten Vorrichtung insbesondere vl-
rückstände mit fische bildenden Bestandteilen verbrannt vrerden,
kann es vorkommen, daB die feuerfeste J,.uskleidung ohne ;ilck-
sieht auf die Lage der VerbrennunbsvorrichtunG durch
die --sehe
beschädigt wird, welche sich auf der Band etwa in der if.itte
der
Brennkammer ablagert, d.h. annahernd auf demjenigen feil der
Brenukammerwand, welcher mit der Lasis der .kegelförmigen Flwnme
in Berührung kommt. Bei hohen Temperaturen im Bereich
von 16000 C
greift diese Asche die Auskleidung an, und sie kann
zusammen
mit unverbranuten oder nur teilgreise verbrannten Brennstoff-
teilchen., die gegen die Wand geschlaudert werden, zur
Nildung
von koks führen.
Eine Verbes@3erung dieser Verbrennungsvorrichtung
ist in
dem Patent (l atentanmeldung il 14 718 I a/4 b ) be-
schrieben. Diese Verbesserung besteht darin, dal'j längs des
Um-
fangs der Brennkammer an deren der Luftkammer benachbartem
Winde
ein. ringförmiger Schlitz vorgesehen ist, der durcI-
Flächen abge-
grenzt wird, welche gleichachsig oder in wesentlichen gleich-
achsig mit der Brennkammer angeordnet sind; dieser schlitz
ist
an eine LuftzufUhrungsleitung angeschlossen, und über
den Schlitz
kann Sekundärluft längs der'Umfassunöswand der Brennkammer
in
gleichmäßiger Verteilung zugef>hrt "rerden.
nie_so längs des ganzen Umfangs der Brennkammer zugeführte
Gel= ig-irluft bedeckt die Brennkammerwand gleichmäßig und
schiltst
sie e en°.eine Berdl-.rung mit den heißesten -Gasen. der .lammen,
den@@.o-o@cl@en und den P",LP-teilcnen,- die durcb diese Gase
nach
auPen' -@;escl,ileudert werden, und danach nimmt dis Sekundärluft
am Verbrennungsvorgang teil.
Zwar verhindert diese Konstruktion" daß die Brennkammer-
wand an,--e@rffen ,wird, docxl ergeben sich bei längerem Betrieb
der Verbrennun- "svorrichtunga@"@wierigkeiten, Um einen sich
mit
einer- ausreici enden: -Gesc'-#.windiglreit bewegenden Gasstrom
in dem
ringförmigen Schlitz zu erzeugen; hat es sich als erforderlich
erwiesen,-den'Lichlitz ziemlich eng, auszubilden. insbesondere
bei der Verwendun(@ von Brennstoffen mit hohem Äsehegehalt
können
sich dann Schwierigkeiten' aus der Tatsache ergeben, daß sich
`.'eile des Schlitzes verstopfen., was zu .einer ungleichmäßigen
Zufuhr der Sekundärluft führt. In diesem Falle wird die Brenn-
kammeremand unzureichend gegen eine direkte Berillrrung mit
der
Flamme geseh#,:tzt, so daß örtliche Beschädigungen auftreten
können.
I3unmehr wurde festgestellt, daß diese nachteiligen Er-
scheinungen nicht mehr auftreten, wenn man den ringförmigen
Schlitz durch mehrere Einlafjkanäle für Sekundärluft ersetzt,
die kranzförmig um die Brennkammerachse herum angeordnet sind.
Die vrfindung sieht somit eine Verbesserung der erw<ahn-
ten'Verbrennungsvorrichtung für flüssigen Brennstoff vor; hier-
bei umfallt die Verbrennungsvorrichtung eine Luftkammer und
eine. .
i@it feuerfestem Vieterial ausgekleidete Brennkamer;
beide- Ike=
werden im vresentliehen durch Rotationsflächen mit einer gemein-
samen Achse be`;renit und sind. durch eine" zentraIe Ö±fnung
mit-
einander verbunden., deren Durchmesser kleiner ist als der
Durch-
messer jeder der beiden Kammern; ferner ist ein Zerstäub-ia
ßs-
brenner fijr flüssigen -Brennstoff zentral in der Luftkammer
so
angeordnet, daß der zerstäubte Brennstoff nahe dem Land der
zentralen üffnurlg in Form eines Hohlkegels J.n die .Brennkammer
ein";espritzt wird; die Luftkammer ist an ihrem Umfang mit
tan-
gentialen Lufteinlässen versehen, während der Boden der Brenn-
kammer, d.@l. die die Brennkammer von der Luftkammer trennende
Wahd, mit mehreren Kanr'ilen zum ZufUhren von Sekundärluft
ver-
sehen ist, die in Form eines Kranzes um die Brennkammerachse
herum angeordnet und so nach außen gerichtet sind.' daß die
ein retende Luft die zylindrische Brennkammerwand gegen
eine
dinkte Berührung mit der Flamme schätzt.
Zwar sollte man annehmen,. da.ß die auf diese Weise ei#d-
folgende Zufuhr von Sekundärluft den Strömungsverlauf - ii-a.er-
Brennkammer, erheblich stören müßte, doch hat es sieh. gezeigt,
daß sich bei der Konstruktion nach der vorliegenä®n Erfindung
der gleiche äußere torusförrnige Wirbel ausbildet'=wie bei
der
Konstruktion nach dem Patent 908 513e wie es bazüglich
der
8tabilsierung der Flamme erwünscht ist. Um einen einwandfreien
Betrieb der Verbrennungsvorrichtung zu gewährleisten, ist es
zweckmäßig, daß die insgesamt als I@rimärluft und Bekundärluft
zugeführte Luftmenge möglichst genau der theoretisch für die
Verbrennung des Brennstoffs benötigten Luftmenge entspricht.
Diese Verbrennung fährt zu sehr hohen Temperaturen sowohl
der
Flamme als auch der Brennkammerwand.
Die 8ekundärlufteinlässe werden vorzugsweise unter einem
1'linkel von 20 bis 4& gegenüber der Brennkammerachse
so ange-
ordnet, daB die eintretende Luft an Funkten auf die
zylindrische.
Brennkammerwand auftrifft, die sich in einem ilbstand vom Ein-
trittsende der Brennkammer befinden, welcher zwischen einem
Drittel und zwei Dritteln der Länge der rund beträgt. Die
Zahl der Kanäle variiert in Abhängigkeit von der vorgesehenen
Leistungsfähigkeit der Vorrichtung. Im allgemeinen sieht min
zwölf bis 36 Kanäle und vorzugsweise 1$ bis 24 Kanäle
vor, die
mit.der Brennkamnerachse einen Winkel von etwa 300 einschließen.
i°an ordnet die Kanäle gewöhnlich so an, daß sich ihre
verlänerten .Achsen in einem auf. der Brenakammerachse
liegenden
:Punkte -treffen wärden. Aian kann somit feststellen, daß
die
Kanüle auf einer Kegelfläche liegen., deren .Achse mit der
Erenn-
kammerachse zusammenfällt. .;s ist jedoch auch möglich, die
Kanäle os anzuordnen, daß sie die brennkammerachse nicht schnei-
den, sondern kreuzen. In diesem Falle liegen die Kanäle
auf der
vberfläc!e eines i#otationshgperboloids, dessen Achse mit der
hrenrikammerachse zusammenfällt. Bei dieser Konstruktion wird
der-in-die Brennkammer ein-cäretenden Sekundärluft eine Drehbe-
we,#n5erteilt, und zwar entweder im gleichen Sinne
wie der
zentral zugefiihrten Primärluft oder im entgegengesetzten ;inne.
"=iie einleitend erwähnt, beseitigt die vorliegende Ur-
findung die Schwierigkeiten, welche sich daraus ergeben, daB
Ascheteilchen, die mit feuerfestem Material verkleidete Brenn-
kammerwand angreifen, wenn die Verbrennung mit Hilfe
einer Flamme
von bestimmter .Form und bestimmten Bewegungsverhalten
durehge-
fÜhrt wird. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß
bei einigen
bekenn en Vorsctaägen, Nek-undärluft um den 1-rimärlufteinlaß
einer
Verbrennungsvorrichtung herum zuzufiihren, die oben. erwähnte
Schwierigkeit keine (tolle spielte, denn in
den betreffenden
Allen besaß die Flamme eine langgestreckte Form$ ikcl dis
B
kammerwand war nicht aus feuerfestem material hergestellt.
.Die oben erwlhute kompakte l-l£ar1,?:enform,-4?_c'--e die
Urenn-
kammer bei der ferbrennungsvorric'l-turtg nach dem fa_tent
9(;8 513
ausfüllt, ermöglicht eine hohe Belastung der Brennkammer, die
an der Zahl der je Uaumeinheit erzeugten f,irmeeir@.heiten
ge-
messen werden kann.; hierbei ist es erforderlich, die :Band
der
Brennkamzr=er mit einem feuerfesten a,=aterial zu verkleiden,
das
den hohen Irlammentemperaturen standhält, das jedoch. bei diesen
hohen Temperaturen leicht von aus dem 3rennstoff abgeschiedenen
Ascheteilchen ange_griffen wird. :Die Konstruktion nach der
vor-
liegenden Erfindung liefert einen ausreichenden bchutz gegen
solche Beschädigungen, während die Form der Flamme unverändert
bleibt, so daß die Verbrermungsvorric-:tung mit der erwähnten
hohen Belastung betrieben werden =ann.
Die .i#rfindun:-; wird im folgenden an A-znd einer schematischen
Zeichnunk, an einem Ausfährungsbeispiel n*--'her erl".utert.
Die Zeichnung ist eia Längsse:.xiitt durch eine erfindungs-
gemäße Verbrennungsvorrichtung.
' Gemäß der Zeichnung umfaßt die erfindungsgeaihße Verbren-
nungsvorrichtung eine Brennkammer 1, der Brennstoff und Primär-
luft über eine verengte Üffnung 2 zuL;ef:ihrt werden. iüekund.r-
luft wird über Kanäle 3 zu"efihrt, die kranzförmig um
die
Längsachse herum angeordnet sind. Von einer Leitung 10 aus
kann der flüssige Brennstoff dem in der IAitte der Luftkammer-5
angeordneten Zerstäubungabrenner 4 zugefUhrt werden. Der Brenn-
stoff wird durch. die Brennerdüse so zerstäubt, daß
ein aus
flüesigea Teilchen bestehender Hohlkegel gerade noch am-Rand
der üffnunc; 2 vorbei in die T3rennira,mmer eintreten kann.
Die
Iri@r@@r.-lfxftelarzt von einem iuftkasten 7 ans an Wirbelorganen
E@- vorbei in. die Luftkamrer 5. Die Zahl der Sekundärluftkanäle
3
I(arun in-Abl).=iigikeit von der gewUUnschten LeistunCsfähigkeit
c.es Brenners, variieren und liegt im allgemeinen zwischen
18
und 24; die Kanäle 3 sind um die här_=@:sachse der Vorrichtung
herum auf einem Kreis gleichL@'.:@3i@ verteilt. .Die -aus der
Zeich-
nullG ersichtlichen i;e?=_undärluftkan Ale erstrecken sichunter
einem
,yinkel von etwa 3G0 zur I:än sachse der Vorrichtung. Sie sind
vorzugsweise mit Iläsen 9 ausgerüstet, deren Material sehr
hohen
Temperaturen standhält, und sie kÖnnen Z.Bs aus Siliciumkarbid
beste: ien.
Beim Betrieb der Verbrennungsvorrichtung bildet sich eine
iIamme aus, bei der man einen außenliegenden torusförmigen
'Wir-
bel 11 und einen inaenliegeuden torusförmi,-en Wirbel
12 unter-
scheiden kann. außer diesen wirbeln tritt eine Drehbewegung
der Flamme um, die Achse der Drennkammer 1 auf.. Diese Drehbe-
wegun; gibt zusammen mit der form der Brennkammer Aniaß zur
Ausbildung der torusförmigen sirbel.
Der @'-a!'ere ;:irbel 11 gew*L{!.trleistet, daB das über die
ver-
crt".te (-ffnung 2 in die Brennkanter eintretende Gezisch aus
Brenn-.
ctoff Prin#irluft auch bei se'=r hoher Belastung der Vor-
ric'`itunz.--schnell geztzndet wird. Es hat sich gezeigt!
daB die
Zufuhr von. Se; ur=d: irluft über im Boden der Brennkommer
ange-
ordnete Käna#Ue nicht zur Unterdräckung des äußeren `Wirbels
11
f"Ihet, und daß es daher nach." wri.e vor möglicht ist, sehr
hohe
_ , -
Lelastun"srierte ta erzielen.--,
Such a combustion device is already known from patent 908 513. As described in the cited patent, this known combustion device produces a flame of compact shape, which can be described as a cone surface with a large apex angle, whereby. both on the inside te as well as on the outside a torus-shaped "vortex de-
stands; the lambs rotate around the axis of the combustion
chamber. The combustion takes place primarily within
the combustion chamber , the: vand therefore to a high temperature
temperature is heated.
If. in this known device in particular vl-
residues with fish-forming components are burned,
it can happen that the fireproof lining without;
looks at the location of the burn device through the --see
damaged, which is located on the belt approximately in the middle of the
Combustion chamber deposited, ie approximately on the one for sale
Brenu-chamber wall, which with the Lasis of the .conical Flwnme
comes into contact. At high temperatures in the range of 16000 C.
this ashes attacks the lining, and they can together
with unburned or only partially burned fuel
particles that are thrown against the wall to form
run from coke.
A verb @ 3 ung this combustion device is in
the patent (patent application il 14 718 I a / 4 b)
wrote. This improvement consists in the fact that along the circumference
start of the combustion chamber at its winch adjacent to the air chamber
a. annular slot is provided, which is cut off by surfaces
is bordered, which is equiaxed or essentially equiaxed
are arranged axially with the combustion chamber; this slot is
connected to an air supply line, and through the slot
can secondary air along the circumferential wall of the combustion chamber in
evenly distributed.
never_so supplied along the entire circumference of the combustion chamber
Gel = ig-irluft evenly covers the combustion chamber wall and scalds
they e en ° .a load of the hottest gases. the .lamb,
the @@. oo @ cl @ en and the P ", LP-Teilcnen, - which through these gases after
auPen '- @; escl, ileudert, and then dis takes secondary air
part of the combustion process.
Although this construction prevents "the combustion chamber
wand an, - e @ rffen, will, docxl result from longer operation
the incineration device a @ "@ difficulties, in order to deal with
one- sufficient ends: -Gesc '- #. windy moving gas flow in the
create annular slot; it has proven to be necessary
proved to train the Lichlitz quite closely. in particular
when using fuels with a high aesthetic content
difficulties then arise from the fact that
clogging parts of the slot, resulting in an uneven
Secondary air supply leads. In this case the burning
Chamberlain insufficient against direct contact with the
Flame seen, so that local damage occurs
can.
It has now been established that these disadvantageous
symptoms no longer occur when you use the ring-shaped
Slot replaced by several inlet ducts for secondary air,
which are arranged in a ring around the combustion chamber axis.
The invention thus sees an improvement in the mentioned
ten 'combustion device for liquid fuel before; here-
at the combustion device falls over an air chamber and a. .
Fireproof vieterial-lined Bre nnkam er; both- ike =
are borrowed in the form of surfaces of revolution with a common
entire axis be`; renit and are. through a "central opening with
connected to each other., the diameter of which is smaller than the diameter
knife of each of the two chambers; furthermore is an atomizer ia ßs-
burner for liquid fuel centrally in the air chamber like this
arranged that the atomized fuel close to the land of the
central area in the form of a hollow cone Jn the combustion chamber
an "; it is injected; the air chamber is tan on its periphery
provided with potential air inlets, while the bottom of the combustion
chamber, d. @ l. which separates the combustion chamber from the air chamber
Wahd, equipped with several ducts for supplying secondary air
can be seen in the form of a wreath around the axis of the combustion chamber
arranged around and so directed outwards. ' that the
an air retende the cylindrical Bre nnkamm erwand against a
Appreciated contact with the flame.
Although one should assume. that the in this way ai # d-
following supply of secondary air the flow course - ii-a.er-
Combustion chamber, would have to disturb considerably, but see it. shown,
that in the construction according to the present invention
the same outer toroidal vortex forms' = as in the
Construction according to the patent 908 513e as it with the
8 stabilization of the flame is desired. To a flawless
It is to ensure operation of the incinerator
expedient that the total as I @ rimärluft and Bekundärluft
The amount of air supplied is as close as possible to the theoretical for the
Combustion of the fuel corresponds to the amount of air required.
This combustion leads to very high temperatures for both the
Flame as well as the combustion chamber wall.
The secondary air inlets are preferably located under one
1'linkel 20-4 & opposite to the combustion chamber axis so reasonable
arranges that the incoming air at points on the cylindrical.
The combustion chamber wall, which is at a distance from the inlet
the end of the combustion chamber are located, which is between a
Third and two-thirds of the length of the roughly. the
Number of channels varies depending on the intended
Device performance. In general, min
twelve to 36 channels and preferably $ 1 to 24 channels before that
mit.der Brennkamnerachse include an angle of about 300 .
i ° to assigns the channels usually in such a way that their
extended axes in one. the lying Brenakammerachse
: Points would meet. Aian can thus determine that the
Cannula lie on a conical surface, whose axis is aligned with the
chamber axis coincides. .; s is also possible, however, the
To arrange ducts so that they do not intersect the axis of the combustion chamber.
den, but cross. In this case the channels are on the
surface of an i # otationshgperboloid whose axis coincides with the
Hrenrikammerachse coincides. With this construction
the secondary air flowing into the combustion chamber rotates
we, # n5, either in the same sense as the
centrally supplied primary air or in the opposite; inside.
"= iie mentioned in the introduction, eliminates the present original
finding the difficulties that arise from the fact that
Ash particles that are covered with refractory material
Attack chamber wall when burning with the help of a flame
of a certain shape and certain movement behavior.
is leading. In this connection it should be noted that in some
avowed in precaution, Nek-undärluft around the 1-rimärlufteinaufnahme one
Feed the combustion device around the above. mentioned
Difficulty no (great played, because in the relevant
In all of them the flame had an elongated shape $ ikcl dis B
chamber wall was not made of fireproof material.
The compact ll £ ar1,?: Enform, -4? _C '- e die Urenn-
chamber at the ferbrenntvorric'l-turtg according to fa_tent 9 (; 8 513
fills, allows a high load on the combustion chamber, which
in the number of f, irmeeir @ .units generated per unit
can be measured .; in this case it is necessary to: band the
Brennkamzr = he with a fireproof a, = aterial to cover that
withstands the high temperatures of the lamp, however. with these
high temperatures easily separated from the fuel
Ash particles are attacked. : The construction according to the
present invention provides sufficient protection against
such damage while the shape of the flame remains unchanged
remains, so that the combustion device with the mentioned
high load = ann.
The .i # rfindun: -; is in the following at A-and a schematic
Drawing, explained using an example.
The drawing is longitudinal: .xiitt through an inventive
proper combustion device.
'According to the drawing, the combustion according to the invention comprises
tion device a combustion chamber 1, the fuel and primary
air through a narrowed opening 2 zuL; ef: you will be. iüekund.r-
air is fed in via ducts 3, which are in a ring around the
Are arranged around the longitudinal axis. From a line 10
the liquid fuel can be the one in the middle of the air chamber-5
arranged atomization burner 4 are supplied. The burning
fabric is through. atomized the burner nozzle so that a
flüesigea particles of existing hollow cone just at the edge
the üffnunc; 2 over to the T3rennira, you can always enter. the
Iri @ r @@ r.-lfxftelarzt from an air box 7 ans on vertebral organs
E @ - past in. The air chamber 5. The number of secondary air ducts 3
I (arun in-Abl). = Ability of the desired performance
c.es burner, vary and is generally between 18
and 24; the channels 3 are around the axis of the device
distributed around on a circle equal to L @ '.: @ 3i @. .The -from the drawing-
nullG apparent i; e? = _ undärluftkan ale extend under one
, angle of about 3G0 to the I: än s axis of the device. they are
preferably equipped with Iläsen 9, the material of which is very high
Withstands temperatures, and they can, for example, made of silicon carbide
best: ien.
When the combustion device is in operation, a
iIamme, in which an external toroidal 'we-
bel 11 and an inaenliegeuden torus-shaped, -en vertebra 12 under-
can divorce. In addition to these eddies, there is a rotary motion
the flame around, the axis of the Drennkammer 1 on .. This turning
wegun; gives aniaß together with the shape of the combustion chamber
Formation of the toroidal vortex.
The @ '- a!'Ere;: irbel 11 gew * L {!. Delights that this about the
crt ".te (-opening 2 hissing from burning-.
ctoff Prin # irluft even with high loads on the
ric'`itunz - is ignited quickly. It has shown! that the
Supply of. Se; ur = d: air air over the bottom of the combustion chamber
did not order Käna # Ue for the suppression of the external `vertebrae 11
f "Ihet, and that it is therefore after." wri.e before is possible, very high
_, -
Lelastun "srierte ta achieve .--,