DE2005261B2 - Umlaufbrenner - Google Patents
UmlaufbrennerInfo
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- DE2005261B2 DE2005261B2 DE19702005261 DE2005261A DE2005261B2 DE 2005261 B2 DE2005261 B2 DE 2005261B2 DE 19702005261 DE19702005261 DE 19702005261 DE 2005261 A DE2005261 A DE 2005261A DE 2005261 B2 DE2005261 B2 DE 2005261B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/04—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying action being obtained by centrifugal action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
genügt, wobei mit r, der Fußkreisradius, mit r2
der Kopfkreisradius, mit θ der Winkel zwischen den von der Verteilerplattenmitte ausgehenden
Geraden durch den Zahnfußpunkt und dem Punkt P und mit H2 der Winkel zwischen den
von der Plattenmitte ausgehenden Geraden durch den Zahnfußpunkt und den Zahnkopfpunkt und
mit C eine Konstante bezeichnet ist.
2. Umlaufbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzei' htiet, daß die Einspritzöffnungen (10)
in der Hohlwelle (2\ in Strömungsrichtung gesehen hinter der Verteilerplatte (1) im gleichen Winkelabstand
und winkelig geg'-n die Rückseite der Verteilerplatte (1) gerichtet angeordnet sind.
Die Erfindung bezieht sich auf Umlaufbrenner und geht aus von einem Umlaufbrenner mit einer oberhalb
eines Brennerringes auf einer umlaufenden, den Brennstoff zuführenden Hohlwelle sitzenden, am Rand mit
Zähnen versehenen Verteilerplatte, auf die der mittels einer Pumpe geförderte Brennstoff aus zentral liegenden
Einspritzöffnungen aufgegeben wird und deren freier Querschnitt zwischen dem Brennerring und den
Zahnflanken von Verbrennungsluft durchströmt ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Umlaufbrenners, insbesondere für schwere flüssige
Brennstoffe, wie öl, bei den mittels einer besonderen
Zahnausbildung die Vermischimg von Brennstoff und Luft verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand r jedes Punktes P auf der
Zahnflanke von der Mitte der Verteilerplatte der Formel
genügt, wobei mit r, der Fußkreisradius, mit r2 der
Kopfkreisradius, mit θ der Winkel zwischen den von der Verteilerplattenmitte ausgehenden Geraden
durch den Zahnfußpunkt und den Punkt P und mit θ2 der Winkel zwischen den von der Plattenmitte
ausgehenden Geraden durch den Zahnfußpunkt und den Zahnkopfpunkt und mit C eine Konstante bezeichnet
ist.
Sofern der Brennstoff in einem ausreichend dünnen Film auf die Verteilerplatte aufgebracht wird, bewegt
sich dieser Film in radialer Richtung. Die Kanten der Zahnflanken werden auf diese Weise mit gleichen
Brennstoffmengen versorgt, und zwar unabhängig davon, ob es sich um in Drehrichtung vorn oder hinten
liegende Zahnflanken handelt. Wenn außerdem die s Luftverteilung gleichmäßig ist, wird jeder Zwischenraum
zwischen benachbarten Zahnflanken in axialer Richtung von der gleichen Luftmenge durchströmt.
An jeder Zahnflanke kommt also jeweils die gleiche Luftmenge mit der gleichen Brennstoffmenge in Be-
rührung, so daß sich eine sehr gute Vermischung des Brennstoffs mit der Luft ergibt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausbildung
der Erfindung die Einspritzöffnungen in der Hohlwelle in Strömungsrichtung gesehen hinter der
Verteilerplatte im gleichen Winkelabstand und winkelig gegen die Rückseite der Verteilernlatte gerichtet
angeordnet sind.
Pie Erfindung soll im folgenden an Hand der
Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 einen Längsschnitt,
F i g. 2 eine Vorderansicht unter Wiedergabe lediglich des Mittelteils und in
J i g. 3 eine Teilansicht der umlaufenden Vei teilerplatte.
tin Brennerring 6 sitzt in der Vorderwand eines Luftkastens 4, an den eine von einem Gebläse kommende
Leitung 5 angeschlossen ist. Der Luftkasten 4 sitzt am Einlaß einer Primärverbrennungskammer 8.
die von einem Brennerstein 7 derart umgeben ist, daß ^er Brennerring auf dem Brennerstein 7 sitzt.
Eine umlaufende Hohlwelle 2 erstreckt sich längs der Längsachse des Luftkastens 4 und weist am Vorderteil
einen Kranz von im gleichen Abstand angeordneten Brennstoffeinspritzöffnungen 10 auf. Außerdem ist
ein Kranz von gleichen Wi- kelabstand aufweisenden Brennstoffeinlaßöffnungen 11 am hinteren Teil der
Hohlwelle 2 vorgesehen. Die Hohlweile 2 ist in Lagern 3 und 3' drehbar gelagert. Das Lager 3 ist
mittels Rippen 9 im Brennerring 6 montiert, während das Lager 3' fest im Luftkasten 4 angeordnet ist.
Die Brennstoffeinlaßöffnungen U stehen mit einer Brennstoffversorgungsleitung 12 in Verbindung, welche
von einer nicht gezeichneten Brennstoffpumpe durch ein Dichtglied 13 verläuft, das die Brennstofleinlaßöffnungen
11 abdichtend umgibt. Am hinteren Ende der Hohlwelle 2 sitzt eine Riemenscheibe 14. Am
vorderen Ende der Hohlwelle 2 ist eine Verteilerplatte mit einer Vielzahl von Zähnen montiert, so daß sich
5c umlaufende Durchlässe 18 zwischen den Kanten der
Zähne der Verteilerplatte 1 und der Innenoberfläche des Brennerringes 6 ergeben. Ein Motor 16 treibt
über die Riemenscheibe 15 und einen Riemen die Riemenscheibe 14 an, so daß die Hohlwelle 2 und
die Verteilerplatte 1 in Drehung versetzt werden. Infolgedessen wird der durch die Hohlwelle 2 strömende
Brennstoff durch die Einspritzöffnungen 10 zu einem dünnen Film 19 ausgebreitet, der sich über
die Innenoberfläche der umlaufenden Verteilerplatte 1 erstreckt. Beim Umlauf der Hohlwelle 2 und der
Verteilerplatte 1 wird der Brennstoff in die Hohlwelle 2 von der Brennstoffversorgungsleitung 12 durch die
Brennstoffpumpe über das Abdichtglied 13 und die Einlaßöffnungen 11 eingespeist. Der Brennstoff tritt
dann durch die Einspritzöffnungea 10 aus, die so angeordnet sind, daß sie mit der Verteilerplatte 1
in Kontakt stehen. Da die Einspritzöffnungen 10 winkelig angeordnet sind, so daß der aus ihnen aus-
gespritzte Brennstoff mit der Verteilerplatte 1 in Berührung kommt, breitet sich der ausgespritzte
Brennstoff über die Innenoberfläche der Verteilerplatte als dünner Film aus und erreicht schließlich die Kante
17 der Verteilerplatte 1. Wenn der Brennstoffilm auf d :r Verteilerplatte 1 außerordentlich dünn ist, verläuft die Strömungsrichtung des dünnen Films radial,
bis der Film die Kante der Verteilerplatte 1 erreicht.
Die Luft wird durch die Leitung 5 von einem nicht gezeichneten Gebläse in den Luftkasten 4 zugeführt.
Die unter Druck stehende Luft tritt durch die Durchlässe 18 zwischen der Innenoberfläche des Brennerringes 6 und der Kante 17 der Verteilerplatte 1 in die
Primärverbrennungskammer 8 aus. Der dünne Brennstoffilm an der Kante der Verteilerplatte 1 kommt
mit der mit hoher Geschwindigkeit in Richtung der Primärverbrennungskammer 8 durch die umlaufenden
Durchlässe 18 strömenden Luft in Kontakt, so daß der dünne Brennstoffilm 19 von der Verteilerplatte 1
abgerissen und in feinverteilte Teilchen zerstäubt wird, die dauernd mit der Luft gemischt werden.
Durch geeignete Wahl des Profils der Zähne der Verteilei. latte wird der Mischvorgang wesentlich
verbessert.
An Hand der F i g. 3 soll das Profil eines Zahns der Verteilerplatte für eine besonders gleichmäßige
Vermischung für den Fall analysiert werden, daß die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die umlaufenden
Durchlässe 18 gleichmäßig ist. Der Kopfkreismdius des Zahnes ist mit r2 bezeichnet; der Fußkreisradius mit
r,; der Abstand zwischen der Mitte der Verteilerplatte 1 und einem beliebigen Punkt P auf der Zahnflanke
betrage r; die Mitte der Verteilerplatte trägt das Bezugszeichen O; der Winkel zwischen den Geraden
OA und OP sei mit (-) bezeichnet; eine kleine Zunahme
des Winkels (·) ist d(-); der Winkel zwischen den Geraden
OA und OB sei (-K; die Zunahme längs des Kreises
mit dem Radius r, entsprechend der Winkelzunahme d (-) sei dS,. Es wird zunächst von der Annahme ausgegangen, daß der dünne, in radialer Richtung unter
dem Winkeid θ strömende Bremistoffüm die Kante
PQ erreicht, nachdem er dS, passiert hat Der dünne
Brennstoffilm, der die Kante PQ erreicht hat, trennt sich
von der Verteilerplatte 1, wird zerstäubt und mit der Luft gemischt. Als Luftmenge hierfür wird diejenige
angenommen, die durch eine kleine Fläche mit den Eckpunkten PQST (Fläche = dF) im umlaufenden
Durchlaß strömt. Ist die Geschwindigkeitsverteilung der Luftströmung gleichmäßig und wird vorausgesetzt,
daß die zerstäubten Teilchen gleichmäßig in der Luftströmung gemischt werden, dann muß die Gleichung (I)
erfüllt sein.
Da
und
und
—.-=r = konstant.
dF = r ■ (■) Ur
dS, = r, dtt,
erhält man bei Einsetzen in die Gleichung (1) und Integration mit den Grenzbedingungen (■) = H1 und
r = T1
r2 = r\-Crx 1OgW2W. (H)
Die Gleichung (II) ist die Formel Tür die Proiilkurve
des Zahns der Verteilerplatte 1. C ist eine Konstante, die bestimmt ist, wenn die Fläche des Luftstromdurchlasses
gegeben ist.
Bei der obigen Ausführungsform sind die umlaufenden Durchlässe 18 zwischen der Kante der Verteilerplatte
1 und dem Brennerring 6 begrenzt. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die umlaufenden Durchlässe
auch zwischen der Kante 17 der Verteilerplatte 1 und dem Brennerstein 7 ohne Verwendung des Brennerringes
6 begrenzt sein können.
Claims (1)
1. Umlaufbrenner mit einer innerhalb eines
Brennerringes auf einer umlaufenden, den Brennstoff zuführenden Hohlwelle sitzenden, am Rand
mit Zähnen versehenen Verteilerplatte, auf die der mittels einer Pumpe geförderte Brennstoff aus
zentral liegenden Einspritzöfmungen aufgegeben wird und deren freier Querschnitt zwischen dem
Brennerring und den Zahnflanken von Verbrennungsluft durchströmt ist, d a d u r c h gekennzeichnet,
daß der Abstand r jedes Punktes P auf der TahnffynV«» von der Mitte der Verteiler
platte der Formel
r2 = H2 - C r, log
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP856969 | 1969-02-05 | ||
JP44008569A JPS493088B1 (de) | 1969-02-05 | 1969-02-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2005261A1 DE2005261A1 (de) | 1970-08-13 |
DE2005261B2 true DE2005261B2 (de) | 1973-01-11 |
DE2005261C DE2005261C (de) | 1973-08-02 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2005261A1 (de) | 1970-08-13 |
JPS493088B1 (de) | 1974-01-24 |
CH500431A (de) | 1970-12-15 |
FR2032770A5 (de) | 1970-11-27 |
US3623664A (en) | 1971-11-30 |
GB1236545A (en) | 1971-06-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |