DE2013562A1

DE2013562A1 - Brenner

Info

Publication number: DE2013562A1
Application number: DE19702013562
Authority: DE
Inventors: Jaques Dipl.-Ing. St. Nom La Breteche; Koopsmans Gerben La Courneuve Chedaille (Frankreich)
Original assignee: Stein Surface S.A., Paris
Priority date: 1969-03-28
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1970-10-15
Also published as: ES378012A1; FR2038651A5; LU60600A1; BE748019A; GB1284807A; US3671172A

Description

Brenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssige Brennstoffe und mit Zerstäubung durch ein Hilfsströmungsmittel sowie mit Luftrotation, wobei die Düse in einer Öffnung der -Feuerraumwand angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermittlung eines derartigen Brenners, welcher mit breiter Flamme brennt, in der die Verbrennung bereits in einer zur Brennerachse senkrechten Ebene beendet ist, die nur eine kurze Strecke hinter der Austrittsebene des Brenners liegt, beispielsweise einen Abstand von 30 cm davon hat.

Dies ist erfinduhgsgemäß dadurch erzielt, daß die Wandöffnung feuerraumseitig in eine Erweiterung übergeht, welche ihrerseits stetig in die Innenfläche der Wand übergeht, wo- bei die Öffnung oder Öffnungen der Düse derart gerichtet sind, daß der daraus austretende oder die daraus austretenden Strahlen von zerstäubtem Brennstoff etwa tangential zur Erweiterung verlaufen, vorzugsweise im mittleren Bereich derselben.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung ist ein Zufuhrrohr für gasförmigen Brennstoff vorgesehen, welches koaxial zum Luftführungnrohr um die Zufuhrleitung für flüssigen Brennstoff·' zMT jBü#0?iherum angeordnet ist. Ein solcher Brenner kann

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mit flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff betrieben werden. Dabei liegt einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung zufolge das vordere Ende des Zufuhrrohres für gasförmigen Brennstoff im Bereich des hinteren Endes der erwähnten Erweiterung.

Zur Rotation der Verbrennungsluft ist vorzugsweise ein rohrförmiger Turbulator mit mindestens zwei tangentialen, vom Luftkasten des Brenners ausgehenden Eintrittsleitungen vorgesehen.

Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 die Ansicht des senkrechten Längsschnitts gemäß der Linie I-I in Fig. 2 durch einen erfindungsgemäßen Brenner, und

Fig. 2 die Ansicht des Querschnittes entlang der Linie H-II in Fig. 1.

Der Brenner weist einen Luftkasten 1 mit öffnung 2 auf, an welche eine Zufuhrleitung für Verbrennungsluft angeschließbar ist. Im Kasten 1 ist mittig ein axial verlaufender Turbulator angeordnet, der ein Hohr 2 aufweist, das mit tangentialen Einlaßleitungeii 3a in Verbindung steht, welche in den Luftkasten 1 münden. Am äußeren Ende weist das Hohr 3 einen radial nach außen vorspringenden Ringflansch 3b auf, der zwischen einem Deckel 4 und einem Gaskasten 5 eingeschlossen ist. Letzteror sowie der Deckel 4 sind mittels Schrauben 6 und Muttern 7 am Luftkasten 1 befestigt. Der Luftkasten 1 ist durch nicht dargestellte Schrauben mit einem Ansatzstück 8 verbunden. Zwi-

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sehen I/uftkasten 1 und Ansatzstück 8 ist ein nach außen radial vorspringender Ringflansch 9a einer Steckhülse 9 eingeschlossen, welche das Rohr 3 verlängert.

Der Gaskasten 5 weist einerseits eine Öffnung 10 zum Anschluß an eine Gaszufuhrleitung auf, andererseits eine zweite Öffnung, die konzentrisch zur Brennerachse liegt, und in welcher ein Gasrohr 11 mit seinem hinteren Ende befestigt ist. Dieses Rohr, 11 durchsetzt das Rohr 3 und die Hülse 9 und erstreckt sich über letztere hinaus, wie aus Fig. 1 ersichtlich.

Schließlich weist der Gaskasten 5 noch eine Axialöffnung auf, an welche eine Zufuhrleitung 12 für eine Emulsion aus Dampf oder Luft und einem flüssigen Brennstoff angeschlossen sein kann, welche sich in einer Leitung 13 fortsetzt, die koaxial das Rohr 11 durchsetzt und in einer Düse 14- endet. Letztere weist einen Ringschlitz oder eine Reihe von Öffnungen auf, der oder die gegenüber der Brennerachse geneigt ist bzw. sind, so daß der oder die von der Düse 14 ausgehenden Brennstoffstrahlen 15 mit der Brennerachse einen Winkel von beispielsweise 35 his 40° einschließen.

Der Brenner ist an der Vorderwand oder dem feuerfesten Bogen 16 eines Ofens'angebracht. Diese Wand weist eine zylindrische öffnung 18 auf, in welche die Steckhülse 9 eingesetzt ist, und welche über eine Erweiterung 19 in die Innenfläche der Wand 16 übergeht. Die Düse 14 ist derart angeordnet, daß der oder die Brennstoffstrahlen 15 im mittleren Bereich der Erweiterung 19 etwa tangential dazu verlaufen. Das vordere Ende des Rohres 11 liegt etwa am hinteren Ende der Erweiterung 19.

Im Betrieb gelangt Verbrennungsluft durch die öffnung 2 in die Luftkammer 1, und von dort über die Leitungen 3a in das Rohr 3, wobei die Leitungen 3a der Luft eine Wirbelbowecung

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aufzwingen. Diese Luft durchströmt den Ringraum zwischen den Rohren 3 und 11 und tritt durch die Öffnung 18 der Mauer 16 in den Feuerraum ein. Wegen der Wirbelbewegung folgt die Luft der Erweiterung 19 und bildet über ihre Oberfläche einen verhältnismäßig dünnen Ringschleier 20 aus. Ein Teil der Luft kehrt in das Innere des Schleiers 20 um und bildet einen ringförmigen Wirbel, wie durch die Pfeile 21 angedeutet.

Wird der Brenner mit flüssigem Brennstoff gespeist,

^ beispielsweise einem leichten Heizöl, einem leichten mit Naphta angereicherten Heizöl oder einem vorgewärmten schweren Heizöl, dann laufen die Strahlen der Brennstoff/Dampf- oder Brennstoff/ Luft-Emulsion zwischen der Erweiterung 19? ohne diese zu berühren, und dem Wirbel 21 hindurch. Sie stoßen auf den Luftschleier 20 und vermischen sich mit dieser Luft, so daß die Verbrennung hinter der Erweiterung 19 stattfindet, und zwar entlang der Innenfläche der Wand 16. Die so erhaltene Flamme ist sehr ausgedehnt und homogen, so daß die Temperatur des inneren Teils der Wand 16 an allen Stellen annähernd gleich ist, d.h. die Temperaturverteilung in diesem inneren Teil der Wand 16 gleichmäßig ist. Die äußerste zu beobachtende Temperaturdifferenz liegt bei • etwa 15°C für verschiedene Ofentemperaturen im Bereich von 900 ρ bis 14-00⁰C. Die Verbrennung ist umso besser, je langer die Brennstoff strahlen im Luftschleier 20 verbleiben. Dies ist der Fall, wenn die Strahlen etwa im mittleren Bereich der Erweiterung 19 tangential dazu verlaufen.

Wird der Brenner mit gasförmigem Brennstoff beaufschlagt, dann durchströmt letzterer das Rohr 11 und trifft ebenfalls etwa im mittleren Bereich der Erweiterung 19 auf den Luftschleier 20 auf. Das Gas wird parallel zur Brennerachse eingeblasen, doch wird der Gasstrahl wegen des Wirbels 21 nach dem Austritt aus dem Rohr 11 geöffnet und auf den Luftschleier 20 zu gerichtet. Auch in diesem Fall geschieht die Verbrennung

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entlang der Innenfläche der Wand -16, und es wird eine verbreiterte und kurze Flamme erzielt. Das Rohr 11 kann in gewissen Grenzen weiter vorgezogen oder zurückgesetzt sein, doch hat es sich gezeigt, daß eine optimale Verbrennung dann erhalten wird, wenn das vordere Ende des Rohres 11 etwa im Bereich des hinteren Endes der Erweiterung 19 liegt.

Der Brenner ist in seiner bevorzugten Ausgestaltung also mit Brennstoffen unterschiedlicher Art zu beaufschlagen. Es kann ohne Schwierigkeiten von flüssigem auf gasförmigen Brennstoff übergegangen werden und umgekehrt, ohne daß mechanische Änderungen oder eine Demontage des Brenners vorgenommen werden müßten» Es genügt, die entsprechenden Brennstoffventile zu öffnen bzw. zu schließen.

Derselbe, mit einem gegebenen flüssigen oder gasförmigen Brennstoff betriebene Brenner kann kalte oder warme Luft verarbeiten. Das weiche Funktionieren mit kalter Luft erlaubt es, bei einem vorgegebenen Lufteintrittsdruclc den Durchsatz zwischen dem Ein- bis Zehnfachen zu variieren, wobei eine vollständige Verbrennung gewährleistet und es nicht erforderlich ist, mehr Luft zuzuführen, als die zur stöchiometrischen Verbrennung des Brennstoffs nötige Menge. Bei Lufttemperaturen zwischen 500 und 600⁰C sind Variationen zwischen dem Ein- und dem Fünffachen möglich, ebenfalls ohne Luftüberschuß...

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Claims

Ansprüche

1.7Brenner für flüssige Brennstoffe und mit Zerstäubung durch Bin Hilfsströmungsmittel sowie mit Luftrotation, wobei die Düse in einer Öffnung der Feuerraumwand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandöffnung (18) feuerraumseitig in eine Erweiterung (19) übergeht, welche ihrerseits stetig in die Innenfläche der Wand (16) übergeht, wobei die öffnung oder Öffnungen der Düse (14) derart gerichtet sind, daß " der daraus austretende Strahl oder die daraus austretenden Strahlen (15) von zerstäubtem Brennstoff etwa tangential zur Erweiterung (19) verlaufen, vorzugsweise im mittleren Bereich derselben.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zufuhrrohr (11) für gasförmigen Brennstoff vorgesehen ist, welches koaxial zum Luftführungsrohr (3) um die Zufuhrleitung (13) für flüssigen Brennstoff zur Düse (14) herum angeordnet ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das % vordere Ende des Zufuhrrohrs (11) für gasförmigen Brennstoff im Bereich des hinteren Endes der Erweiterung (19) liegt.

4-, Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Rotation der Verbrennungsluft ein rohrföriniger Turbulator (3) mit mindestens zwei tangentialen, vom Luftkasten (1) ausgehenden Eintrittsleitungen (3a) vorgesehen ist.

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