DE1551638A1 - Brenner - Google Patents

Description

PatentanwSH® ^^
Dipl. Ing. Walter Meissner

Dipl. Ing. Herbert Tischer München, 19· Juli 196?

Büro München .

München 2, Tal 71 /or

American Air filter Company, Ine*, Louisville, Kentucky (V)

Brenner

Die Erfindung betrifft einen Brenner für Brennstoffe verschiedener Jarb, die in einem weiten Bereich verschiedene Flüchtigkeit bzw, spezifisches G@wient haben.

Bekannte Brenneranordnungen sind so ausgebildet, daß sie bestimmte Betriebseigenschaften für bestimmte Brenn-* Stoffe bei ausgewählten Temperaturen aufweisen· Sie meisten der bekannten Brenner arbeiten zufriedenstellend, wenn sie mit einem bestimmten Brennstoff betrieben werden. Sie sind aber nicht geeignet, sowohl hochflüchtigen Brennstoff als auch weniger flüchtigen Brennstoff ohne Abänderung der Brennerdüse zufriedenstellend zu verbrennen«

Bei einer bekannten Düsenart,, und zwar bei einer luft» ansaugenden Düse, wird der Brennstoff durch eine sehr kleine Austrittsöffnung der Düse durchgedrückt rad ait; einem luftstrom hoher Geschwindigkeit innig vermiaelit, um den indan Brenner eintretenden Brennstoff zu zerstäuben· Die BrennstoffÖffnung und die Luftmisoheinrichtung müssen bei diesen luft&neaugenden Düsen starr in gegenseitig ab-

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gestimmter Lage gehalten sein· ^Daher müssen die Busen sehr sorgfältig bearbeitet sein und sind auch ziemlich schwer. Wenn derartige schwere Düsen wahrend eines langen Zeitraums in Betrieb sind, wird die Düse durch die Wärme heiß, die aus der sich an die Düse anschließende Verbrennungszone stammt, und es ergibt sich ein unsicherer bzw. unbestimmter Brennerbetrieb, wenn die Wärme auf den Brennstoff übertragen wird, der durch die Düse strömt, und ihn in der Düse verdampfte

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Brenner zu schaffen, mit dem eine genau bemessene Brennstoffmenge aus der Düse unabhängig von der Flüchtigkeit des verwendeten Brennstoffs oder der Zeitdauer während der Brenner in Betrieb ist, ausgesprüht werden kann·

Ferner soll der Brenner gemäß der Erfindung so ausgeführt sein, daß die BrennstoffÖffnung und die Luftmischeinrichtung der luftansaugenden Düse so ausgebildet sind, daß in der Düse und der zur Düse führenden Brennstoffleitung eine niedrigere Temperatur aufrechterhalten wird, so daß kein Verdampfen hochflüchtiger Brennstoffe stattfindet und der Brenner sowohl mit hochflüchtigen Brennstoffen als auch mit niedrigflüchtigen Brennstoffen betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindyng dadurch gelöst, daß der Brenner für Brennstoffe verschiedener Art folgende Merkmale aufweist«

a) die Brennerdüse ist in das Auslaßende einer Hülse für die Luftzufuhr eingesetzt, die vor ihrem Auslaßende mit radial angeordneten Bohrungen versehen iet|

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b) ein Brennstoffzuführungsrohr, dessen Querschnittsfläche im wesentlichen gleich der Querschnittsf lache der Austrittsoffnung der Brennerdüse ist, erstreckt sich in Längsriclitung durch die Hülse, so daß zwischen dieser und dem Brennstoff auf Uhrungsrohr eine erste Hingkammer gebildet ist, die mit den Bohrungen der Hülse In Verbindung steht;

c) das Auslaßend® der Hülse ist in einer Düsen kappe angeordnet, die einen Auslaß für das Brennstoffluftgemisch aufweist;

d) zwischen der Hülse und der Innenwand

Düsenkappe ist eine zweit® Etegkasm®!? gebildet, in die die- Boteangesi müadsn, nsddie durch Nuten alt d©m ÄualaE verbunden sind.

Die Ausführungsform des Brenners für Brennstoffe verschiedener Art gemäfi der Erfindung, wie sie in Fig« 1 dargestellt ist ₉ kann in einem (Sragrohr 11 befestigt werden, das eine Düsenkappe 14 aufnimmt, die eine Hülse 12 zentral zum Tragrohr 11 angeordnet tragt· In der Hülse 12 ist ein Brennstoffzuführungsrohr 18 zentral angeordnet, dessen eines Ende an eine Brennstoffquelle (nicht dargestellt) angeschlossen ist, und dessen Auslaßende mit der Brennerdüse 4 in Verbindung steht, die sich im Auslaßende der Hülse 12 befindet* Düeenanordnungsn für Brennstoff· verschiedener Art gemäS der Erfindung können zur Benutzung in einer Vielzahl von Brennern entsprechend angepaßt werden, wobei die Anordnungen iCragglieder (nicht dargestellt) enthalten können, um die Srennerdüsen zu halten, die Brennstoff den zugeordneten Feuerungen usw. zuführen·

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Die Hülse 12 weist nach Tig« 1 und 2 zwischen ihren Enden einen verdickten mit Gewinde versehenen (Peil 13 auf, der in ein Innengewinde 13a der Düsenkappe 14 eingeschraubt ist, die später beschrieben wird·

Gemäß der Erfindung enthält die Hülse 12 vorzugsweise eine Beihe von radial angeordneten Löchern 16 neben ihrem AuslaSende (Pig· 1 und 2), um Luft aus dem Innern der Hülse 12 ausströmen zu lassen, wie weiter unten noch beschrieben wird.

Die Hülse 12 dient dazu, eine Düseneinrichtung aufzunehmen, um den durch das Bohr 18 zuströmenden Brennstoff zu zerstäuben bzw· fein zu verteilen· Beim Ausführungsbeispiel nach Fig· 1 ist in der Hülse 12 eine luftansaugende Brennerdüse 4 eingesetzt, wie sie von der Firma Delavan Company of West Des Koines, Iowa geliefert wird·

Die Brennerdüse 4 hat eine Auslaßöffnung 7 (Fig· 1 und 3) und einen breiteren "Kopf, der eine kegelstumpf förmige Fläche 5 und eine 4bene Fläche 4a aufweist· Die Flächen 4a und 5& werden zusammen an die Innenfläche der Vorderwand 15 der Düsenkappe 14 durch die Hülse 12 angedrückt, wenn die Düsenanordnung zusammengeschraubt ist· Aus Fig· 1 und 3 geht hervor, daß Buten 6 zur Luftzuführung in die kegelstumpfförmige Fläch· 5 und die eben· Fläch· 4a der Brennerdüse 4 eingeschnitten sind, um auf die Auilaßöffnung 7 der Brennerdüse 4 Luftströme hoher Geschwindigkeit zu richten· Infolge der besonderen Lag· der Buten 6 strömt die Luft dex Auttritteöffnung 7 in einer Wirbelbewegung su, so daß der aus dtr Austritteöffnung 7 *u*~ tretend· Brennstoff verteilt und aerstäubt WiSd₉ um ein Brennstoff-Luft-Gemisch im erzeugen, das durch dem Auelaß β der DÜMnkapp· 14 in den zugeordneten Brennerraum eifegeeprüht wird« Da« Brennstoffsuführunesrshr 18 ist voraufs-

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weise dünnwandig, hat einen mittleren Durchgang 7a und besteht axis dnem Material mit hohem Wärmeleitkoeffizient, beispielsweise aus Kupfer· Sas Rohr 18 erstreckt sich durch den Innenraum der Hülse 12, so daß eine erste Ringkammer 3 zwischen dem Bohr 18 und der Hülse 12 gebildet wird (Fige 1 und 4)* ferner ist das Rohr 18 mit der Düse 4 verbunden» beispielsweise durch Preßsitz oder Schweissen, und erhält Brennstoff yon einer Brennstoffquelle (nicht dargestellt), so daß der Brennstoff durch den Durchgang 7a des Rohrs 18 zur Austrittsöffnung 7 strömt· Gemäß der Erfindung ist die Querschnittsfläche des Durchgangs 7a des Brennstoffauführungsrohrs 18 ungefähr gleich der Querschnittsfläche der Austrittsoffnung 7 der Brennerdüse 4, so daß die Verweilzeit des Brennstoffs im Rohr minimal ist·

Die Düsenkappe 14, die den mit Gewinde versehenen Teil 13 der Hülse 12 aufnimmt, enthält eine innere Kammer mit Innengewinde zum Einschrauben des Teils 13 der Hülse 12* Die Kammer der Düsenkappe 14 nimmt das äussere Ende der Hülse 12 auf, wenn die Anordnung zusammengeschraubt ist, so daß die Brennerdüse 4 gegen die Innenseite der Vorderwand 15 der Düsenkappe 14 gedrückt wbd_e Eine zweite Ringkammer 1? (Pig· 1 und 2) wird zwischen dem Endteil 19 der Hülse 12 und der Innenwand der Kammer in der Düsenkappe 14 gebildet» Die Vorderwand 15 enthält ferner den Auslaß 8, der mit der Austrittsöffnung 7 der Brennerdüse 4 und mit ihren Nuten 6 in Verbindung steht, um Brennstoff und Luft so zu vermischen, daß ein Sprühstrahl entsteht, der aus der öffnung 8 in den Brennerraum abgegeben wird» Zu bemerken ist, daß bei dem dargestellten Auaführungsbeispiei die Büaenkappe 14 einen äusaeren Gewindeteil 2oa , aufweist, der in ein entsprechendes Innengewinde des Trag- \ rohre 11 eingesehraubt ist, ao daß die Düeenkappe 14 im Tragrohr 11 gehalten wird, tarn die Hülse -12 zentral im ; Tragrohr 11' anzuordnen und eine Kammer 9 zwischen Hülse und Tr*«rokr 11 au bilden (Fig* 4),

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Der Brennstoff wird der Brennerdüse 4 durch, das Brennstoff zuführungsrohr 18 zugeführt, wie bereits erwähnt wurde· <

Sie Luft strömt In das Tragrohr 11 ein und gelangt In die Ringkammer 3> die von Ihr durchströmt wird, wobei die Luft an der Brennstoffzuführungsleitung 18 entlangströmt und von der Hülse 12, dem Brennstoff zuführungsrohr 18 und der Brennerdüse 4 Wärme abzieht, so daß der Brennstoff gekühlt und seine Verdampfung vor dem Austritt aus der Auslaßöffnung 7 verhindert wird· Aus der Rlngkammer tritt die Luft durch in der Hülse 12 radial angeordnete Bohrungen 16 aus und gelangt in die Kammer 17. Sie Luft strömt dann weiter durch die Buten 6 der Brennerdüse 4 und wird hinter der Auslaßöffnung 7 mit dem Brennstoff gemischt, der zerstäubt wird, so daß ein Brennstoff -Luft- Sgrüh-Gemisch erzeugt wird, das durch den Auslaß 8 der Düsenkappe 14 abgegeben wird·

Gemäß der Erfindungiet die Querschnittsfläche des inneren Durchgangs des Brennstoffzuführungsrohrs 18 etwa gleich der Querschnittsflache der Auetrittsöffnung 7 &er Brennerdüse 4, so daß der Brennstoff schnell durch das Bohr 18 hindurqhströmt und nicht lange genug im Bohr 18 verbleibt, um eine ausreichende Wärmemenge vom Bohr oder vom Düsenkopf aufzunehmen, die ein Verdampfen des Brennstoffe ergeben würde» Ferner wird die der Brennerdüse 4 bzw· ihrem Kopf zugeführte Luft zum Kühlen der Elemente des Brenners, insbesondere des Brennstoffxuführungsrohrs benutzt, um Wärme aus der Brenneranordnung abzuziehen.

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Claims (2)

1. Patentanwalt«

   Dipl. Ing. Walter Meissner

   Dipl. Ing. Herbert Tischer München· 19· «Toll 1967 Büro München
   München 2, Tal 71 /er

   3? a t β η t a η β ρ r ü ο a e

   () Brenner für Brennstoffe verschiedener Art, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale:

   a) die Brennerdüse (4) ist in das (8) einer Hülse (12) für di® Iji

   -~~ eingesetzt^ die vor !tee® A92.elaB@nde.mil; radial angeordneten Bohrungen (16) versehen ist 1

   ein Brennstoffzufühswngsirohr Querscnnittsflache im wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der AustrittsSffnung (?) der Brennerdüse (4) i*t| erstreckt sich in Lebogsrichtuag durch die Hülse (12), so daß zwischen dieser und de» Brennstoffzuführungsrohr (18) eine erste Bingkaniaer (3) gebildet ist, die mit den Bonrangen (16) der Hülse (12) in Verbindung steht j

   c) das Auslesend· der Hülse (12) ist ia einer Düsenkappe (14) angeordnet, die einen Aaslaß (8) für dae Brennstoff luftgemieGh aufweietf

   d) zwischen der Hülse (12) und der Innenwand der Dü*«ßi»pp· (14) ist ein· «weite Eiagkammer (1?) gebildet« in die al· Bohrungen

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   BAD

   (16) münden» und die durch Nuten (6) mit dem Auslaß (8) verbunden ist.
2. 2. Brennerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Nuten (6) so angeordnet sind, daß die Inift der Austrittsöffnung (7) in einer Wirbelbewegung zuströmt«

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