DE1805497C3 - Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere Schweröl - Google Patents
Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere SchwerölInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, ir.sbesnndere
ίο Schweröl, mit einer Brennstoff- uuu cii«cf Luftzuführung,
die in einen Verdampiungskana! mit einer fremdbeheizten,
einen Brennstoff-Film führenden Verdampferwandung und einer Luftleiteinrichtung münden, und
mit einem mit dem Verdampfungskanal in Verbindung stehenden Brennraum.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird der Brennstoff aus einer Zuführungsleitung über ein rinnenförmiges.
oben offenes Endstück und schließlich frei herunterfallend in eine unter diesem Endstück und ne-
jo ben der Verdampferwandung angebrachte Brennstoffrinne
eingeführt (ÜS-PS 32 34 991). Ober die Randkante dieser Brennstoff rinne gelangt dann der Brennstoff
auf die zeitweilig fremdbeheizte Verdampferwandung, um dort einen Brennstoff-Film zu bilden. Gleichzeitig
wird der Strom von Verbrennungsluft von der Seite der
Brennstoffzuführung her über das rinnenförmige Endstück der Brennstofi-Zuführungslei'ung. über die
Brennstoffrinne und über die Verdamnferwandung hinweg gf führt. Dabei ist es unvermeidlich, daß Brenn-
stofftröpfchen vom Luftstrom über den Rand des rinnenförmigen
Endstückes der Brennstoffzuführungsleitung und an der zwischen der Brennstottnnne und der
Verdampferwandung gebildeten Überlaufkante mitgerissen werden, die dann nicht mehr dem Verdampfungsprozeß
unterworfen werden. Dieses Mitreißen von Brennstofftröpfchen tritt um so stärker auf, je
mehr Verbrennungsluft zugeführt wird, also je stärker die Strömung der Verbrennungsluft wird. Die von tier
Verbrennungsluft mitgerissenen Brennstofftröpfchen verursachen unvermeidlich unvollständige Verbrennung
und Rußbildung.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art zu schaffen,
mit der eine vollständige, praktisch rußfreie und kohlenmonovydfreie
Verbrennung möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Brennstoffzuführung einen schlitzförmiWd
d
gen Aus!a3 aufv.cu'1. dc33cr. c:r.c
andiirg vor de
Verdampferwandung gebildet ist und der den Brennstoff-Film
auf die Verdampferwandung aufgibt, und daO der Verdampfungskanal auf einer Sei'e durch die Verdampferwandung
begrenzt und schlitzartig in Strömungsrichtung derart sich verengend ausgebildet ist
daß spätestens an seinem Auslaß die Strömungsge schwindigkeit des Brennstoffdampf-Luft-Gemisches
größer als seine Verbrennungsgeschwindigkeit ist.
Hierdurch wird einerseits erreicht, daß der Verbren nungsluft keinerlei Gelegenheit geboten wird. Tropf
chen des flüssigen Brennstoffes mitzureißen. Zum ande· ren wird die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoff
dampf-Luft-Gemisches im Verdampfungskanal so starl erhöht, daß eine eindeutige Trennung zwischen derr
Verdampfungsvorgang und dem Verbrennungsvorganj eintritt. Durch beide Maßnahmen ist Gewähr dafür ge
boten, daß der Brennstoff ausschließlich in gasförmi gern Zustand verbrannt wird, was eine wesentlich«
Voraussetzung zur vollständigen Verbrennung dar Ctpllt
Tronni inrr \t/-\r
nung erlaubt auch eine genügende Durchmischung des Brennstoffdampfes mit der Verbrennungsluft, was
ebenfalls dazu beiträgt, für eine vollständige Verbrennung
Gewähr zu bieten.
Die Verdampferwandung kann als elektrische Heizplatte ausgebildet sein, die auf ein«r annähernd im End-
»iedebereich des jeweiligen Brennstoffes liegenden Temperatur gehalten wird. Durch die ständige Fremdlieizung
der Verdampfei-wandung nnH Hje Einhaltung
«er günstigsten Temperatur wird ein gleichmäßiger Verdampfungsvorgang sichergestellt, so daß das der
Verbrennung zugeführte Brennstoffdampf-Luft-Gemiscn
stets praktisch gleiche Zusammensetzung auf weist.
Ober die Luftzuführung kann vorzugsweise eine Verbrennungs-uftmenge
von mindestens annähernd der doppelten stöchiometrischen Menge zuführbar sein.
Dadurch läßt sich die Vorrichtung mit einem ungewöhnlich hohen Verbrennungsluft-Anteil im Verbrennungsvorgang
betreiben.
in bevorzugter Ausfiihrungsform der Erfindung ist
der Verdampfungskanat zwischen zwei im wesentlichen horizontal liegenden, kreisförmigen Platten gebildet,
von denen die obere Platte einen zentralen Auslaßstutzen aufweist, und auf der unteren die Verdampferwandung
bildenden Platte der schlitzförmige Auslaß als zentrale, ringförmige Düse ausgebildet. In dieser Ausfuhrungsform
wird die Verbrennungsluft vom Außenrand des im wesentlichen kreisringförmigen Verdarnpfungskanals
zugeführt, und unter erheblicher Zunahme ihrer Strömungsgeschwindigkeit über der, sich von innen
nach außen ringförmig ausbreitenden Brennstoff-Film geführt. Es ergibt sich dabei außerdem ein Gegen
strom /wischen verdampfendem Brennstoff und Ver brennungsluft. so daß die zuletzt verdampfenden
schwereren Anteile des Brennstoffes zuerst von der Verbrennungsluft aufgenommen u/enjen Dzbs: kann
ein besonders günstiger, die Strömung des Brennstoffdampf-Luft-Gemisches
nochmals wesentlich bechleunigender Übergang zwischen dem Verdampfungskanal und dem Brennraum dadurch erreicht werden, daß ein
mit der unteren Platte zusammen die ringförmige Düse bildender Düsendeckel als aerodynamischer Füllkörper
in den Auslaßstutzen hineinragt. Eine weitere, wesentliche Verbesserung des Überganges zwischen Verdampfungskanal
und Brennraum läßt sich erreichen, indem der Auslaßstutzen mit radialem Spiel in ein den Brennraum
umschließendes Brennerrohr ragt, das mittels kegelförmiger
Blechringe am Gehäuse abgestützt ist.
Zur Erzielung einer sehr wirksamen Durchmischung des Brennstoffdampf-Luft-Gemisches kann der Verdampfungskanal
durch Leitrippen in Einzelkanäle unterteilt und zum Einleiten des Gemisches mit Drall in
den Brennraum ausgebildet sein.
In der Brennstoffzuführung zwischen mindestens einer Brennstoffpumpe und dem Auslaß in den Verdampfungskanal
kann eine Mischkammer mit mindestens einer angeschlossenen Luftpumpe zum Aufschäumen
des Brennstoffes vorgesehen sein.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Vorrichtung
gemäß der Erfindung auf einen Heizkessel mit mehreren konzentrisch angeordneten, hintereinander
geschalteten zylindrischen Wärmetauschern, zwischen welchen hintereinandergeschaltete Züge für die Verbrennungsgase
gebildet sind. Bei solcher Anwendung bietet sich der Vorteil, daß der Heizkessel mit den
praktisch rußfreien heißen Verbrennungsgasen aus der Vorrichtung betrieben wird, und die heißen Verbrennungsgase
bis zu einer relativ niedrigen Temperatur heruntergekühlt werden können, was einen hohen Wirkungsgrad
des Heizkessels erreichen läßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im foägenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
F i g 1 eine als, Brenner ausgebildete Vorrichtung in
vertikalem Scbuiut,
Γ I 6. 2 emeu Scimiii nach der Linie ii-ii iri t- 1 g. I,
F1 g. 3 einen Schnit: nach iJer Linie IH-III in F i g. 1,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IVlV in F i g. 1
und
F i g. 5 die Anwendung der Vorrichtung nach F i g. 1 bis 4 auf einen Heizkessel, wobei der Heizkessel im
Vertikalschnitt dargestellt ist
Bei dem in der Zeichnung wiedergegebenen Beispiel ist die Vorrichtung als Brenner 1 ausgebildet. Das
Brennergehäuse weist einen unteren, zylindrischen Gehäuseteil 4 aus Blech und einen oberen, ringförmigen
Gehäuseteil 5 aus Gußeisen auf. Im Gehäuseteil 4 ist ein Elektromotor 6 untergebracht, der über eine Kupp
lung 7 eine in einem Getriebegehäuse 8 untergebrachte Exzenterwelle 9 mit einer Exzenterscheibe 10 antreibt.
Wie besonders F i g. 4 zeigt, wirkt die Exzenterscheibe 10 auf vier gleichartige, doppeltwirkende Kolbenpumpen
11 bis 14 für die Brennstoff- bzw. Luft-Förderung
im dargestellten Beispiel ist der Brenner \ mit Einrichtungen
zum Aufschäumen des Brennstoffes ausgerüstet.
Zum Aufschäumen des Brennstoffes dienen zwei der Kolbenpumpen if bis 14 der förderung von Brennstoff,
und die übrigen zwei der Förderung von Luft. Die
Ausgänge aller Pumpen führen tangential in eine zentrale
Mischkammer 15 des Gehäuses 8 (F 1 g. 3). in welcher
die eintretende Luft mil dem eintretenden Brennstoff intensiv durchwirbelt und durchmischt und damit
der ΒγΟΓιΓοϊΟιι äufgcskiiduiiit wird.
Die Mischkammer 15 steht mit einem vertikalen Stutzen 16 in Verbindung, der in der Nähe des oberen
Endes einen Kran/ von radialen Austrittsöffnungen 17
aufweist Diese Austrittsöffnungen 17 münden in den eigentlichen schlitzförmigen Brennstoffauslaß 18. der
als Spalt zwischen einem auf den Stutzen 16 aufgesetzten Füllkörper 19 und einer kreisrunden, praktisch ebe
nen Verdampferwandung (Platte) 20 gebildet ist. Die Weite des schlitzförmigen Auslasses 18 ist in der Zeichnung
übertrieben Hargpctplli In Apr Provjc «/eist dieser
Auslaß 18 an der Mündungsstelle eine Weite von nur ungefähr 0.4 mm auf. Die Platte 20 ist als elektrische
Heizplatte ausgebildet, in deren an ihrer Unterseite gebildeten Nuten nicht dargestellte elektrische Heizwendeln
liegen. Die Platte 20 weist um Rand eine Auffangrinne 21 auf, die zur Aufnahme eventuell nicht verdunsteten
Öles dient. Die Rinne 21 liegt unter Zwischenlage einer Dichtung 22 auf einem nach innen gerichteten
Flansch des Gehäuseteils 5 auf. Der unter der Platte 20 liegende Raum ist mittels eines Blechtellers 23 abgeschlossen.
In diesem Raum sind die elektrischen Zuleitungen für die elektrischen Heizwendeln sowie ein
Thermostat zur Regelung der Plattentemperatur untergebracht. Auf der Platte 20 bzw. auf nach außen ragenden
Flanschen des Gehäuseteiles 5 liegt eine obere schaienartige Platte 24 aus Gußeisen auf, wobei zwischen
den Gehäuseteil 5 und die obere Platte 24 ebenfalls ein Dichtungsring 22' eingelegt ist. Der Gehäuseteil
5, die untere Platte 20 und die obere Platte 24 bilden somit einen geschlossenen, ringförmigen Verdampfungskanai,
der außen verhältnismäßig weit ist. und sich
IU \J U tOI
nach innen allmählich verengt, bis er sich an der Stelle
25 wieder erweitert. An dieser Stelle 25 (F i g. 1 und 2) setzt ein Auslaß-Stutzen 26 der oberen Platte 24 an, in
welchen der Füllkörper 19 hineinragt Die obere Platte 24 ist an ihrer Unterseite mit gebogenen Leitrippen 27
versehen, die auf der unteren Platte 20 aufliegen, so daß zwischen der unteren Platte 20 und der oberen Platte
24 spiralförmig verlaufende, sich nach innen verengende Kanäle gebildet sind.
Über dem Austritts-Stutzen 26 ist ein Brennerrohr 29 angeordnet, in das der Austritts-Stutzen 26 mit seitlichem
Spiel hineinragt. Das Brennerrohr 29 ist mittels eines konischen Blechringes 30 auf einer Schulter der
Platte 24 abgestützt und umschließt den Brennraum. Der Blechring 30 weist am unteren Ende Ausschnitte
31 auf. Über dem Blechring 30 ist ein doppelwandiger Blechring 32 angeordnet, dessen öffnung oben das
Brennerrohr 29 mit Spiel umgibt, und der ebenfalls auf der oberen Platte 24 abgestützt ist. Der äußere, nach
unten gezogene Flansch 32' des Blechringes 32 bildet den eigentlichen äußeren Abschluß des Brenners. Über
der Mündung des Brennerrohres 29 sind Zündelektroden 33 angeordnet. Der eine Elektrodenträger 34 ist
elektrisch isoliert und der andere Elektrodenträger 35 unisoliert an den Flanschen des Gehäuseteils 5 bzw. der
oberen Platte 24 befestigt.
In den zwischen der unteren Platte 20 und der oberen Platte 24 eingeschlossenen Verdampfungskanal
mündet eine die Wand des Gehäuseteils 5 durchsetztende Brennluftzuleitung 36, die mit einem nicht dargestellten
Gebläse in Verbindung steht, und durch welche dem Brenner 1 ein Brennluftstrom zugeführt werden
kann.
S Wie F i g. 5 zeigt, eignet sich die Vorrichtung besonders
gut als Brenner 1 für einen Heizkessel 2. Das Brennergehäuse ist dabei auf einer Säule 3 abgestützt,
die vertikal verschiebbar und in beliebiger Höhe feststellbar ist, um den Brenner I nach unten aus dem Heizkessel
2 herauszufahren und zu entfernen, und umgekehrt, um den Brenner 1 in die in F i g. 5 dargestellte
Betriebslage einzufahren.
Der Heizkessel 2 ist im dargestellten Beispiel mit drei gleichartigen, mandelförmigen, zylindrischen Wärmetauschern
37, 38, 39 und mit einer zentralen, kegelstumpf förmigen Kesselkammer 40 versehen, die durch
Rohrstücke 41 in Reihe hintereinandergeschaltet sind. Die Kesselkammer 40 ist mit der Vorlaufleitung 42 und
der äußerste Wärmetauscher 37 mit der Rücklaufleitung 43 verbunden. Die zwischen den Wärmetauschern
37, 38 und 39 gebildeten, hintereinandergeschalteten, verhältnismäßig engen Züge 44, 45, 46 werden von innen
nach außen von den heißen Verbrennungsgasen durchströmt, so daß das Heizmedium teilweise im Gegenstrom
zu den Verbrennungsgasen geführt wird.
Wegen der praktisch rußfreien Verbrennung kann der Brenner auch für Anlagen verwendet werden, bei
denen zu trocknendes oder zu behandelndes Gut direkt in den Verbrennungsgasen erwärmt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere Schweröl, mit einer
Brennstoff- und einer Luftzuführung, die in einen Verdampfungskanal mit einer fremdbeheizten.
eisen Brennstoff-Film führenden Verdampferwai»-
sfasj: issi einer La!MfM**wM*H»»»»»£ münden, und mit
einem mit dem Verdampfungskanal in Verbindung stehenden Brennraum, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffzuführung einen schlitzförmigen Auslaß (18) aufweist dessen eine
Wandung von der Verdampferwandung (20) gebildet ist und der den Brennstoff-Film auf die Verdampferwandung
(20) aufgibt und daß der Verdampfungskanal auf einer Seite durch die Verdampferwandung
(20) begrenzt und schlitzartig in Sirömungsrici.tung
derart sich verengend ausgebildet ist. daß spätestens an seinem Auslaß die Strömungsgeschwindigkeit
des Brennstoffdampf-Luft-Gemisches größer als seine Verbrennungsgeschwindigkeit ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verdampferwandung (20) als elektrische Heizplatte ausgebildet ist. die auf einer annähernd
im Endsiedebereich des jeweiligen Brennstoffes liegenden Temperatur gehalten wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Luftzuführung eine
Verbrenrvjngs!uitn??->gp von minrlpuen* annähernd
der doppelten stöchiometrischen Menge zuführbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungskanal
zwischen zwei im wesentlichen horizontal liegenden, kreisförmigen Platten gebildet ist von denen
die obere Platte (24) einen zentralen Auslaß-Stutzen (26) aufweist und daß auf der unteren die
Verdampferwandung (20) bildenden Platte der schlitzförmige Auslaß (18) als zentraie. ringförmige
Düse ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit der unteren Platte zusammen die ringförmige Düse bildender Düsendeckel als ae
rodynamischer Füllkörper (19) in den AiiOaR-Stutzen
(26) hineinragt.
b. Vorrichtung nacn Ansprucn 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Auslaß-Stutzen (26) mit radialem Spiel in ein den Brennraum umschließendes
Brennerrohr (29) ragt, das mittels kegelförmiger Blechringe (30, 32) am Gehäuse abgestützt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungskanal durch
Leitrippen (27) in Einzelkanäle unterteilt und zum Einleiten des Gemisches mit Drall in den Brennraum
ausgebildet ist
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeicnnet daß in der Brennstoffzuführung
zwiichen mindestens einer Brennstoffpumpe (U. 13) und dem Auslaß (18) in den Verdampfungskanal
eine Mischkammer (15) mit mindestens einer angeschlossenen Luftpumpe (12, 14) zum Aufschäumen
des Brennstoffes vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung auf einen Heizkessel (2) mit
mehreren, konzentrisch angeordneten, hintereinandereeschalteten, zylindrischen Wärmetauschern (37,
38.33). zwischen welchen hsntereinanderge&chahete
Züge (44.45.46) für die Verbrennungsgase gebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681805497 DE1805497C3 (de) | 1968-10-26 | Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere Schweröl |
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---|---|---|---|
DE19681805497 DE1805497C3 (de) | 1968-10-26 | Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere Schweröl |
Publications (3)
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DE1805497A1 DE1805497A1 (de) | 1970-05-14 |
DE1805497B2 DE1805497B2 (de) | 1975-12-18 |
DE1805497C3 true DE1805497C3 (de) | 1976-07-29 |
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