DE1937254A1

DE1937254A1 - Doppelduese zum Einspritzen von fluessigem Brennstoff,Dampf oder Luft

Info

Publication number: DE1937254A1
Application number: DE19691937254
Authority: DE
Inventors: Minoru Asai; Shoichi Tsuji
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1968-07-24
Filing date: 1969-07-22
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1937254B2; DE1937254C3; JPS4717395Y1; FR2013573A1

Description

Ham·, 8000 Manchen 23, P»«.Ä^raBe19 DIpl.-lng. R. H. Bahr ^ElMna<*^{erstraBe 17} Postfach 1« Γ. ^β ■ . - PM.-ARW. BaUIw

tot-Anw. Herrman_n-Tr.ntepohl DlpL-PhyS. Eduard ΒθΐΖΐθΓ Fernsprecher: 398011

Fernsprecher: 5 09 30 39 8012

515 62 Dlpl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl 39.«13

Telegrammanschrift: PATENTANWÄITP Teleflrammanschrift: Bahrpatent· Herne f»ltniA«WALlt Babetepat München Telex 08 229 853 Telex 05 245 82

-. ' . ^ 1 9 3 7 2 5 4 Bankkonten:

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22. Jüti 1963

Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo-to, Japan

Doppeldüse zum Einspritzen von flüssigem Brennstoff, Dampf

oder Luft

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppeldüse zum Einspritzen von flüssigem Brennstoff, bei der es möglich ist, den Sprühwinkel zu variieren.

Ist es erwünscht, den Sprühwinkel in einer üblichen Boppelbrennstoffeinspritzvorrichtung zum Zerstäuben von Dampf oder Luft zu ändern, muß im allgemeinen eine Spitze mit einem geeigneten Einspritzwinkel befestigt werden, so daß eine kontinuierliche Arbeitsweise nicht durchführbar ist. Dies führt zu einem bemerkenswert wenig wirtschaftlichen Betriebsablauf. Darüberhinaus muß im Fall von Heizöfen, Heizkesseln und dergl., in welchen die Flamme in ihrer Länge erforderlichenfalls geändert werden muß, die Länge und Form der Flamme durch Einstellen des einzuspritzenden Brennstoffs oder der einzuführenden Luft geändert werden, so daß es außerordentlich schwierig ist, die optimale Flammenlänge und -form zu erzielen.

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Im Hinblick auf die oben aufgezeigten Mangel des Standes der !Technik ist es Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Mangel, soweit sie bei den Üblichen Vorrichtungen auftreten, zu ' beseitigen.

Dieses Ziel kann gemäß der Erfindung erreicht werden durch eine Doppelbrennstoffeinspritzvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sekundäreinspritzöffnungen außerhalb der Primäreinspritzöffnungen in solcher Weise ausgebildet sind, daß die Einspritzrichtung so orientiert ist, daß die Flüssigkeitseinspritzung durch die Sekundäreinspritzöffnungen gegen die Flüssigkeitsgemischeinspritzung durch die Primäreinspritzöffnungen kollidiert. Dabei sind Steuervorrichtungen im Kanal für den ' Durchfluß des zu zerstäubenden Mediums durch die Primäreinspritzöffnungen und dem Kanal für den Durchfluß'des zu zerstäubenden Mediums durch die Sekundäre-inspritzöffnungen vorgesehen, mit denen es möglich ist, den Sprühwinkel zu steuern.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der folgenden Erfindung sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Doppelbrennstoff düse gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht der Spitze in Richtung des Pfeils C nach Fig. 1 gesehen; ·

Fig. 3 einen Schnitt längs der linie B-B der Fig. 2; und in Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 3.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Einspritzdüse mit innerer Mischung für die Anwendung bei einer Doppelbrennstoffeinspritzvorri'chtung gemäß der Erfindung. In ein erstes Rohr 1 ist ein zweites Rohr 2 eingesetzt, in welches ein drittes Rohr 3 eingepaßt ist, so daß zwischen dem ersten Rohr 1 und dem zweiten Rohr 2 ein äußerer Kanal 6 für die Führung eines zu zerstäubenden Mediums

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entsteht. Eine Rille 6' steht in Verbindung mit dem äußeren Kanal 6. Zwischen dem zweiten und dem dritten Rohr 2 "bzw· 3 ent-, steht ein innerer Kanal 7 für des Hindurchführen des zerstäubten Mediums. Innerhalb des dritten Rohrs 3 befindet sich ein Mittelkanal 8 für die Durchführung des Brennstoffs. Die äußeren und inneren Kanäle 6 und 7 sind miteinander durch Steuerventile 14 und 15 verbunden, line Mischplatte 4- mit einer geeigneten Anzahl von Einspritzlöchern 9 in Verbindung mit dem inneren Kanal 7 und einer geeigneten Anzahl von Einspritzlöchern 10 in Verbindung mit dem mittleren Brennstoffkanal 8 ist an der Endfläche des zweiten und dritten Rohrs 2 bzw. 3 befestigt, so daß die Verbindung zwischen dem mittleren Kanal 8 und dem inneren Kanal 7 unterbrochen ist. Auf das erste Rohr 1 ist eine Spitze 5 aufgeschraubt, so daß sie die Mischplatte 4 umgibt.

Die Spitze 5 ist mit einer Vielzahl von Primärtinspritzöffnungen 12 für das Einspritzen des gemischten MediumB versehen, die auf einem Kreis im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Zwischen der Mischplatte 4 und der Spitze 5 befindet sich eine Mischkammer 11, in welche eich die Einspritzöffnungen 9» 10 und 12 öffnen. Die Spitze 5 ist ferner mit der gleichen Anzahl von Sekundäreinspritzöffnungen 13, wie Primäreinspritzöffnungen 12 vorhanden sind, versehen. Die Sekundäreinspritzöffnungen 13 sind so angeordnet» daß sie auf einem Kreis außerhalb der PrimäreinspritäBÖffnungen 12 im gleichen Winkelabstand wie die Primäreinepritzöffnungen 12 liegen. Die Sekundäreinspritzöffnungen 13 sind radial nach innen in Richtung der Achse der Einspritzvorrichtung gerichtet^

Gegebenenfalls können die Sekundäreinspritzöffnungen 13 durch eine einteilige, ringförmige Rille ersetzt werden.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert werden* Der durch den Mittelkanal 8 strömende Brennstoff wird in die Mischkammer 11 abgegeben, während gleichzeitig das zu zerstäubende Medium mit hoher

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Geschwindigkeit durch die Einspritzöffnungen 9 vom inneren Kanal 7 eingespritzt wird und einen Wirbel mit hohem Geschwindigkeitsgradienten bildet. Infolgedessen wird der Brennstoff zerstäubt und durch die Primäreinspritzöffnungen 12 in axialer · Richtung eingespritzt. In diesem Fall ist der Sprühwinkel oder der eingeschlossene Winkel des konischen Sprühstrahl der maximale Sprühwinkel Od bestimmt durch den Divergenzwinkel der Primäreinspritzöffnungen 12.

Soll dieser Sprühwinkel reduziert werden, wird das Steuerventil 14 geöffnet, so daß das zerstäubte Medium durch den äußeren Kanal 6 fließt, während das Steuerventil 15 so eingestellt ist, daß es eine vergleichsweise geringe Öffnung aufweist, so daß die Strömungsgeschwindigkeiten des den inneren Kanal 7 passierenden Mediums reduziert wird. Das zerstäubte Medium tritt durch die ringförmig angeordneten sekundären Einspritzöffnungen, im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel acht Öffnungen, aus der Rille 6' im wesentlichen in halbkreisförmiger Form ein, so daß das zerstäubte Medium auf das Gemisch trifft, welches durch die Primäreinspritzöffnungen 12 eingeführt wird. Infolgedessen wird ihr Moment (Verhältnis) so geändert, daß sich der Sprühwinkel zwangsläufig vom Wert CX in den Wert ß ändert.

Man erkennt somit, daß die Doppelbrennstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sehr leicht die Länge und Gestalt der Flamme zu regeln vermag, und zwar durch kontinuierliches und freies Ändern des Sprühwinkels unter den verschiedenen Bedingungen ohne vorübergehende Unterbrechung des Brennerbetriebes. Darüberhinaus wird der Sprühwinkel des Brennstoffs durch einen Teil des Sprühmediums geändert, wobei die Gesamtleistung des Brennstoffs selbst beim Versprühen oder Einspritzen ungeändert bleibt. Da das für die .Versprühung des Brennstoffs verwendete Medium mit einer hohen Geschwindigkeit adiabatisch eingespritzt wird, kann dieses Medium ein großes Moment besitzen, das ausreicht, um den Sprühwinkel zu ändern, selbst bei einer

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Strömungsgeschwindigkeit gleich der üblichen Doppeleinspritzvorrichtung, ohne daß die Zerstäubung des Brennstoff nachteilig beeinflußt wird. Darüberhinaus ist die Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einfach im Aufbau und leicht herzustellen.

Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel erläutert. Es ist jedoch selbstverständlich, daß Änderungen im ßahmen des fachmännischen Könnens vorgenommen wwrden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen*

Anspruch:

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Claims

Anspruch

Doppelbrennstoffeinspritzvorrichtung, g e k e η η zeichnet durchSekundäreinspritzöffnungen, die außerhalb der Primäreinspritzöffnungen derart ausgebildet sind, daß die Einspritzrichtung so orientiert ist, daß das durch die Sekundäreinspritzöffnungen eingespritzte Medium gegen das durch die Primäreinspritzöffnungen eingeführte Gemisch gerichtet ist, und ferner gekennzeichnet durch Steuerventile im Kanal zur Zuführung des zu zerstäubenden Mediums durch die Primäreinspritzöffnungen und im Kanal zur Zuführung des zu zerstäubenden Mediums durch die Sekundäreinspritzöffnungen, um dadurch wahlweise den Sprühwinkel zu ändern.

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