DE2358375A1

DE2358375A1 - Verfahren und brenner zur erzeugung einer blauen flamme

Info

Publication number: DE2358375A1
Application number: DE2358375A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Grosche; Guenther Prof Dr Ing Woelk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1973-11-23
Publication date: 1975-05-28

Description

PATENTANWALT Anw. Akte:

Dipl.-Ing. Wolfgang K. Rauh 1-458

51 AACHEN 2358375

Krefelder Straße 35 · Telefon 36452 '

PATENTANMELDUNG

Anmelder: Prof, Dr_o-Ing_o Günther U/oelk

51 Aachen, Kapernikusstrasse 16 Priorität:

Bezeichnung: l/erfahren und Brenner zur Erzeugung einer

blauen Flamme.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer blauen Flamme mittels einer Rezirkulationsströmung der 1/erbrennungsgase und betrifft ferner einen Brenner zur Erzeugung einer blauen Flamme, bestehend aus einem rohrförmigen Brennergehäuse für die Zufuhr won Verbrennungsluft und einem hierzu zentrisch angeordneten, mit einer radial wirkenden Auslaßdüse endenden Zuführrohr für Brenn« stoff.

Die ZoZto in Haushalten, Gewerbe- und Industriebetrieben verwendeten Brenner dienen hauptsächlich der direkten Vermischung won Brennstoff und einem Sauerstoffträger, der in der Regel Luft ist. Sie arbeiten im wesentlichen nach dem gleichen Prinzip. Dabei wird fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zentral in eine Brennkammer eingeführt, wobei die Verbrennungsluft ringförmig um den Brennstoff «·

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strahl geleitet uiirc . In der Ragol erhalten die Verbrennungsluft, mit untar auch dar Brennstoff durch geeignata Ein - richtungen eine meht odar tueniger starke Drallkomponentep die die Vermischung des Brennstoffes und der Luft begünstigen solle

Die Intensität des l3rb?st-.nungsablaufes wird maßgeblich von der Güte der Vermischung e;ctsiis dem thermischen Zustand von Brennstoff und Verbrennungsluft bestimmt»

Bei festen und flüssigen iSrennstaffen₉ deren Verbrennung erst nach arfolgter Verdampfung oder Vergasung srfolgtj ist es vorteilhaft,, für ε-ina vorherige entsprechende Aufbereitung des zugeführten Brennstoffes xu sorgen» Technisch besonders günstig ist es₀ \i,enr dies in dar aronnkamnier selbst erfolgte Hierdurch bietet aith" die Verwendung der heiQen Vsrtirennungsgase an_y die durch c -usinrc.tö iflittsl 'zu einem Teil in den Bereich des Brennstt ffaus/^ritts zurückgeführt laefdan und den Brennstoff ir us s Οε-χμΓ- oder Gasphase übsrf uhren? bevor er an das Vert tennu;tg selbst teilnimmt _o

Eine bekannte AusfUi^-rung==.:rt z'ur Erzeugung eineif goaignetare Rezirkulationsströms -.g bf-.teht darin_p daß der Verbrennung^- luft eine Drallkoisipr rwnly. erteilt \aivd_f w.as durch geeignete Leitvorrichtuiifjt:i.i ei ϊοίζ,ί ,■ kann_o Hiordu^ch usird ein innerar

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BAD ORIGINAL

Sog, doho eine Rezirkulation der heißen Verbrennungsgase hervorgerufen» Durch die notwendigen Leitvorrichtungen zur Drallerzeugung entsteht indes ein hoher Druckverlusto Ferner stellt man immer wieder eine relativ starke Goräuachentuiicklung festo

Hinzu kommt ρ daß derartige Brenner stets mit einem notwendigen Luftüberschuß arbeiten müssen^ was die Notwendigkeit entsprechend groß bemessener Gebläse erfordert»

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Benutzung der inneren Rezifkulaticneströmung der heißen Verbrennungsgase zur Aufbereitung das Brennstoffs einen Brenner zu schaffen^ der ebenso gut bei Luftüberschuß wie auch bei Luftmangel eine rußfreie blaue Flamme erzeugt und praktisch geräuschIns.arbeitot ο

Das srfindungsgemäße'Verfahren ist dadurch gekennzeichnet;' daß fein verteilter und unter Druck zugefühjeter Brennstoff zunächst von einer gleichsinnig mit ihm radial nach auswärts strömenden Menge heißer Verbrennungsgase getragen und erst daran anschließend einer sowohl den inzwischen aufgearbeiteten Brennstoff als auch die Verbrenrtungsgase umhüllenden drallfreien Verbrennungsluft-Strömung zugeführt tuirdo

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Ein Brenner zur Ausführung des erfindungsgemäßen ist dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr von ainer rohrförmigen Luftleitlanze, konzentrisch umgeben ist;, die mit Abstand vor der Düse in einsn sich erweiternden Leitkörper übergeht₀ Der Leitkärper bewirkt eine radiale Ablenkung der zugeführten Verbrennungsluft, die durch eine entsprechende radial wirkende Auslaßdüse noch verstärkt werden kann. Der durch die Ablenkung dor Verbrennungsluft in Richtung der Brennerechse auftretende Druckabfall bewirkt eine zentrale Sog- und Rezirkulationsströmung der aus dpr Verbrennung entstehenden heißen Verbrennungsgas^» Diese Verbrennungsgeee strömen zunächst im Bereich der Brsnnarachse in Richtung auf die Düse und werden dann radial nach außen abgelenkt« Dabei strömen sie richtungsgleich mit dem aus der Düse austretenden Brennstoff und bewirken dessen Verdampfung bzui» Vergasung in einem Bereich des Brenners_r υιό der Brennstoff gegenüber der Verbrennungsluft durch den Leitkörper abgeschirmt ist»

Vorteilhaft u/eist das Brennergehäuse auslaBsoitig einen zum Leitkörper konzentrisch. ähnlichen Lsitkörper auf. Hierdurch wird die Verbrennung der Strümungsluft besser auf die Verbrennungszone gerichtete

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin« daß das Zuführrohr und/oder die es umgebende Luft-

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BAD ORIGiNAL

Ια-it lanze axial verstellbar angeordnet sind« Durch dies© Ausbildung ist es möglich, die Zufuhr der Verbrennungsluft gegebenenfalls menganrnSOig zu ändern und auch die Rückströmung der l/erbrennungsgase 2u beeinflussen

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vornehmlich für flüssige und auch für faste Brennstoffe geeignete Bei Verwendung von gasförmigen Brennstoffen ist vorteilhaft vorgesehen, daö der LQxtkörpBK' der Ltiftleitlanze zugleich als Brennerkopf mit radialen Austritiaöffnungen ausgebildet isto

Machstohend ist die Erfindung beispielsweise anhand der

Zßishnung näher Grläutert und siaar zeigen;

Figo 1 eins Ausrührungsform de» Brenners gemäß der Erfindumj im sehematischen Längsschnitt,

2 eine abguumndolta Ausführungsform im schematischsn Längsschnitt und

3 einem Bronrserknpf für gasförmige Brennstoffe_o ι

Fig., i züiyt ein "roh *förmiijas Brfsnnergahause \_t in dam a^i ein Zu/ührrohr 2 für BrennHiofF angeordnet ist₉ das in einer DüöQ :5 sndute Üs:3 Zu-Ohrrchr 2 mit der Düse 3 b.ildet einen Düsenstock j dar axial hin und her verstellbar angeordnet ist

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BAD ORIGINAL

Oer Düsenstock iuird von einer rohrförmigen; ebenfalls axial verstellbaren Luftlsitlanze 4 konzentrisch umgeben_o Das

eine der Düse 3 zugeordnete Ende der Luftleitlanze ist als trichterförmig erweiterter Leitkörper 5 ausgebildet und bildet mit dem Ende 5 des Brennergahäuses 1 eine Austrittsöffnung für die Verbrennungsluft.

Das Ende 5 des Brenngehäuses 1 u/eist einen Flansch 7 auf_p der an der (Hand einer nichtdargestellten Brennkammer befestigt werden kann,

Zm Betrieb wird Brennstoff 8 radial durch die Düse 3 abgegeben und vom Leitkörper 5 in die zugeführte durch Pfeile 9 gekennzeichnete Verbrennungsluft geleitete

Die vorzugsweise als laminare Strömung zugeführte Verbrennungsluft wird aus dem Brennsrgehäuse 1 kommend vom Leitkörper 5 radial nach auQen abgelenkt, so daß sich der Luftstrom der Verbrennungsluft erweitert bevor er mit dem Brennstoff B in Berührung gerät»

Die entstehenden Uerbrennungsgase strömen dann zunächst in gleicher Richtung weiter; Infolge des zur Brennerachse hin eintretenden Druckabfalles entsteht eine sogartige« axiale Rezirkulationeströmung der heißen Verbrennungsgase in Richtung zur Düse hin_o Sie wird, wie die Pfeile 10 zeigen, vor Er-

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reichung der Düse 3 radial und gleichsinnig mit den Brennsotffstrahlen 8 in die Verbrennungszone abgelenkt« Auf dem Wege dorthin wird der aus der Düse 3 austretende Brennstoff von den heißen Verbrehnungsgasen 10 verdampft oder vergast und gelangt; getragen von den Uerbrennungsgssen und vom Leitkörper· 5 abgeschirmt, in die Verbrennungszone» uio eine rußfreie Verbrennung'mit.blauer Flamme stattfindet; weitgehend unabhängig von der relativen Bienge der zugeführten Ver_r ; brennungsluft 9_O

Die in Fig_o 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Fig, 1 dadurch, daß das Brennergehäuse 1 einen tricihterartigen, dem Leitkörper 5 ähnlichen und zu diesem konzentrischen Loitkörper 11 aufweist_o Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, mittels der axial bewegbaren Luftleit.'ianze 4 die Menge der zugeführten Ver-: brennungsluft 9 durch mehr oder weniger weite Öffnung der Austrittsöffnung 6 ;;u steuern,,

Pig_o 3 zeigt einen als Brennerkopf ausgebildeten Leitkörper mit radl alsn Düsenaustrittsöffnungen 13 für die Verwendung gasförmigen Brennstoffes. ,In diesem Fall ist das Zuführ-14 für den Brennstoff zugleich die Luftleitlanze_o

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Durch einfaches Austauschen des Düsenstockes und der Luft» leitlenze 4 gegen.ein Zuführrohr 14 ntt Leitkörper 12 kann ein Brenner dor Fig« 1 oder 2 auf Gasbetrieb umgestellt tuerden,

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Claims

Patentansprüche

loj Verfahren zur Erzeugung einer blauen Flamme mittels einer Rszirkulationaströmung der Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet, daß fein verteilter und unter Druck zugeführter Brennstoff(8) zunächst von einer gleich« sinnig neit ihm radial und nach auswärt* strömenden Menge heißer Vsrbrennungsgase (10) getragen und erst daran anschließend einer sowohl den inzwischen aufgearbeiteten Brennstoff als auch die Verbrennungegaae umhüllenden, drallfreien Verbrennungsluft~Strömung(9) zugeführt uiird*

2ο Brenner zur Erzeugung einer blauen Γlamme zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1_r bestehend aus einem rohr» förmigen Brsnnergohäuse für die Zufuhr von Verbrennungsluft und einem hierzu zentrisch angeordneten₉ mit einer radial wirkenden Auslaßdüse endertbn Zuführrohr für Brennstoffs dadurch gekennzeichnet! daß das Zuführ-. rohr(2) von einer rohrförmigen Luftleitlanze (4) konzentrisch umgeben ist, die mit Abstand vor der Düse (3) in einen sich erweiternden Leitkörper (S) übergeht,,

Brenner nach Anspruch 2, dad u rc h g e k e η η -

zeichnet ₉ daß das Brennergehäuse (1) auslaßseitig

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-Ίο--

einen zum Leitkörper (5) konzentrischen, ähnlichen Leit- , körper (11) aufweist₀

Brenner nach Anspruch 2.oder 3, dadurch gekennzeichnet; daß das Zuführrohr (2) und/oder die es umgebende Luftleitlanze (4) axial verstellbar angeordnet sindo

Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von gasförmigen Brennstoffen der Leitkörper (5) der Luftleitlanze

(4) zugleich als Brennerkopf (12) mit radialen Austrittsöffnungen (13) auegebildet isto

Für Prof ο Drying» Günther Ub'oelk;

Diplo-IngY uJolfgann K₀ Rauh PATENTANWALT

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