DE19857630C2 - Verfahren zur Kühlung der Brennerdüse eines Flüssigkeitsbrenners und Flüssigkeitsbrenner dazu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung der Brennerdüse eines Flüssigkeitsbrenners, bei dem in einer Abschaltphase des Brenners über den im Umlauf geführten flüssigen Brennstoff von der Brennerdüse Wär­ me abgeführt wird, sowie einen nach diesem Verfahren zu betreibenden Flüssigkeitsbrenner.

Aus der DE 15 01 871 A1 ist ein Flüssigkeitsbrenner bekannt, der vor­ zugsweise mit mehreren abschaltbaren Düsen zu betreiben ist. Dabei können die einzelnen Düsen abgeschaltet und durch den weiterhin auf­ rechterhaltenden Umlaufstrom des flüssigen Brennstoffes indirekt gekühlt werden. Im jeweiligen Düsenstock ist dabei endseitig eine Brennerdüse eingesetzt, die mit ihrem mit einem Filter bestückten Ende in den Düsen­ stock hineinragt. Vor der Düse ist im Düsenstock ein Raum abgetrennt, der von einer Strahlpumpe absaugbar ist. Durch die entsprechende Ab­ saugleitung hindurch kann während des Brennerbetriebes der flüssige Brennstoff zur Brennerdüse geführt werden. Nach Abschaltung wird der flüssige Brennstoff im Umlauf durch den Düsenstock vor der Trennwand geführt und soll damit den hohlzylinderförmigen Düsenstock von innen kühlen, wodurch indirekt eine Wärmeableitung von der heißen Düse erfol­ gen soll. In dieser Abkühlphase wird die abgetrennte Kammer und damit auch die Düse abgesaugt, so daß keine Brennstoffreste in der Düse und der Kammer verbleiben, um Verkokungen bei Überhitzung der Düse zu vermeiden. Bei einer solchen Konstruktion kann von der heißen Düse nur in relativ geringem Maße die Wärme über den rohrförmigen Düsenstock abgeführt werden. Die Vorrichtung erfordert außerdem in der Abkühlpha­ se die Absaugung der nach außen offenen Düse und des davor angeord­ neten abgetrennten Raumes im Düsenstock. Der Konstruktionsaufwand wird erheblich vergrößert durch die notwendige Strahlpumpe.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art vorzuschlagen, bei dem die Kühlung der Düse bei abge­ schaltetem Brennerbetrieb verbessert ist bei möglichst geringem kon­ struktivem Aufwand zur Vermeidung von Verkokungen von Brennstoffre­ sten in der Brennerdüse.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einem Verfahren mit den Merkma­ len des Anspruchs 1. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch entsprechende Steuerung und Umschaltung in einer Abschaltphase die Brennerdüse direkt mit dem relativ kühlen flüssigen Brennstoff ange­ strömt bzw. umströmt. Erforderlich ist ein selbstschließendes Ventil in der Düse, um zu verhindern, daß im Abschaltbetrieb Brennstoff aus der Düse austritt. Bei gedrosseltem Förderdruck schließt sich das Ventil in der Dü­ se. Der direkt den in den Düsenstock hineinragenden Teil der Brennerdü­ se umströmende Brennstoff kühlt relativ rasch und effektiv die Brennerdü­ se ab, so daß Verkokungen von restlichem Brennstoff vermieden werden.

Aus der DE 296 18 281 U1 sind Brennerkonstruktionen bekannt, bei de­ nen die Brennerdüse mit einem konischen Endabschnitt in den Düsen­ stock hineinragt. In der Brennerdüse ist ein Ventil zur Regelung des Sprühbildes integriert. Solche Brennerkonstruktionen weisen jedoch keine Kühlung der Düse durch den flüssigen Brennstoff auf.

Der ebenfalls mit Anspruch 1 gekennzeichnete Flüssigkeitsbrenner besitzt in seiner Brennerdüse ein selbstschließendes Ventil, welches bei entspre­ chendem Absenken des Betriebsdruckes der Brennstoffzufuhr schließt, so daß der Teilstrom der Brennerstoffzufuhr im Umlauf um das in den Dü­ senstock hineinragende Ende der Brennerdüse zur Kühlung geführt wer­ den kann. Mit den weiteren Unteransprüchen werden Weiterbildungen des Flüssigkeitsbrenners aufgezeigt, die zu einer konstruktiv günstigen Ge­ staltung eines solchen Brenners führen.

Anhand eines schematisch abgebildeten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Düsenstock mit eingesetzter Brennerdüse und angedeuteter flüssiger Brennstoffzufuhr in der Brennerbetriebsphase und

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung bei Umlaufbetrieb der Brennstoffzufuhr zur Kühlung der Brennerdüse in der Abschaltphase des Brenners.

Die Abbildungen zeigen einen hohlzylinderförmigen Düsenstock 2, an dessen einer Seite die insgesamt mit der Ziffer 1 bezeichnete Brennerdü­ se eingeschraubt ist. Diese Brennerdüse 1 ragt mit einem kegel­ stumpfförmigen Abschnitt 11, der in der Regel ein Filter aus einem Sinter­ werkstoff ist, in den Hohlraum 3 des Düsenstockes 2 hinein. In den Dü­ senstock 2 ist von der der Brennerdüse 1 gegenüberliegenden Seite kon­ zentrisch mit Abstand ein Brennstoffabführungsrohr 4 eingesetzt, welches einen geringen Abstand zum Abschnitt 11 der Brennerdüse 1 einhält. Seitlich ist am Düsenstock 2 ein weiterer Stutzen 6 für die Brennstoffzu­ fuhr angeordnet.

In der Brennerbetriebsphase gemäß Fig. 1 strömt in Pfeilrichtung 7 der flüssige Brennstoff, wie Öl oder Kerosin, in den Düsenstock 2 ein und ge­ langt aufgrund des hohen Förderdruckes über das über den Druck geöff­ nete selbstschließende Ventil 12 in der Brennerdüse 1 zum Düsenaustritt und wird dort zerstäubt. Das Brennstoffabführungsrohr 4 ist dabei abgesperrt, beispielsweise durch die mit der Ziffer 5 angedeutete Ventilanordnung.

Nach Abschalten des Brennerbetriebes wird der Förderdruck soweit ab­ gesenkt, daß sich das Ventil 12 selbsttätig schließt. Geöffnet ist dann die Brennstoffabführung 4 über die Ventilanordnung 5. Der vorzugsweise in ge­ ringerer Menge in Pfeilrichtung 7 zuströmende Brennstoff gelangt in das Innere des Düsenstockes 2, umströmt von außen den hineinragenden Abschnitt 11 der Brennerdüse 1 und gelangt über das Brennstoffabführungs­ rohr 4 in Pfeilrichtung in einen Umströmungskreislauf, der von einer nicht dargestellten Pumpe gefördert wird. Ein umgekehrter Strömungsverlauf ist grundsätzlich möglich.

Claims (5)

1. Verfahren zur Kühlung der Brennerdüse eines Flüssigkeitsbren­ ners, bei dem in einer Abschaltphase des Brenners über den im Umlauf geführten flüssigen Brennstoff von der Brennerdüse Wärme abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brenn­ stoff in der Abkühlphase die teilweise in den Düsenstock hineinra­ gende, mit einem selbstschließenden Ventil (12) ausgestattete Brennerdüse (1, 11) an- bzw. umströmt, wobei der Schließdruck des Ventiles (12) größer als der abgesenkte Förderdruck des flüs­ sigen Brennstoffes gehalten ist.

2. Flüssigkeitsbrenner zur Durchführung eines Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse (1), in der ein selbstschließendes Ventil (12) in der Düsenbohrung ange­ ordnet ist, teilweise mit einem Abschnitt (11) in den hohlzylinder­ förmigen Düsenstock (2) hineinragt, an dem eine Brennstoffzufüh­ rung- (6) und eine absperrbare -abführung (4) vorgesehen sind.

3. Flüssigkeitsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse (1) mit einem kegeligen Abschnitt (11) mit ra­ dialem Abstand zur Innenwand des Düsenstockes (2) in den Dü­ senstock (2) hineinragt.

4. Flüssigkeitsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit radialem Abstand koaxial im Düsenstock (2) ein Brenn­ stoffabführungsrohr (4) mit Abstand zum hineinragenden Abschnitt (11) der Brennerdüse (1) vorgesehen ist.

5. Flüssigkeitsbrenner nach einem oder mehreren der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am hohlzylinder­ förmigen Düsenstock (2) ein seitlicher Stutzen (6) für die Brenn­ stoffzuführung angeordnet ist.