DE2503552A1 - Mit fluessigem brennstoff betriebene zuendanordnung - Google Patents

Description

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PATENTANWALT

Cpat/1722/Mü/ko 13. Januar 1975

PATENTANM.E LD UNG

Anmelder: The Babcock & Wilcox Company, 161 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017, USA

Titel: Mit flüssigem Brennstoff bestriebene Zündanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit flüssigem Brennstoff betriebene Zündanordnung mit einer Einrichtung zum Zerstäuben des Brennstoffes vor dessen Austritt aus dem Zünder.

Bei der Konstruktion von Brennern ist es üblich, Zünder vorzusehen, um die Verbrennung des aus dem Hauptbrenner austretenden Brennstoffes einzuleiten. Im allgemeinen werden diese Zünder nur diskontinuierlich während kurzer Zeiträume verwendet, d.h. während des Anfahrens und für die Stabilisierung der Flammenverhältnisse bei Schwachlast und Störungen. Bei größeren Kraftwerksdampferzeugern hat sich jedoch eine Verfahrensweise entwickelt, bei der Zünder unter Ausschluß der Hauptbrenner eingesetzt werden, um die verhältnismäßig niedrige Brennstoffmenge einzuführen, die erforderlich ist, um den Dampferzeuger unter kontrollierten Temperaturbedingungen bis zu dem Zeitpunkt zu erwärmen, an welchem die Stromerzeuger an das Hauptnetz geschaltet werden. Diese Anfahrphase dauert normalerweise 2-4 Stunden.

Bisher haben Flüssigbrennstoffzünder zur mechanischen Zerstäubung des Brennstoffes gegriffen. Dieses Verfahren ist zwar geeignet, hat aber den Nachteil, daß es zu einer gut sichtbaren Schornsteinfahne führt, was insbesondere während eines

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längeren Zeitraumes aus umwelttechnischen Gründen unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zerstäuburigssystern'der genannten Zündanordnung derart abzuändern, daß der aufgeführte Mangel nicht mehr auftritt.

Das geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß die Zerstäubungseinrichtung aus einem äußeren Rohr für die Zuführung des flüssigen Brennstoffes besteht, in das unter Bildung eines Ringkanals ein Innenrohr von geringerem Durchmesser für die Zuführung des Zerstäubungsmittels hineinragt, das mindestens eine in den Ringkanal mündende Öffnung aufweist und daß in dem äußeren Rohr in Strömungsrichtung des Brennstoffes hinter dem Innenrohr mindestens eine Lochplatte angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann ein Druckmedium für die Zerstäubung des Brennstoffes eingesetzt werden. Dadurch wird die Zerstäubung verbessert und es wird möglich,, ohne nachteilige Folgen die für das Warmhalten des Dampferzeugers notwendige Feuerung allein durch den Zündbrenner aufrecht zu erhalten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Vorteile ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen: Figur 1 die teilweise im Schnitt dargestellte

Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zündanordnung

Figur 2 die Seitenansicht einer anderen Ausführungsform in Verbindung mit einem Hauptbrenner

Figur 3 schematisch die Draufsicht auf eine

Ausführungsform gemäß Figur 2 mit 3 Zündern

und Figur 4 die Seitenansicht der Zerstäubungseinrichtung in Verbindung mit einem räumlich getrennten Zünder.

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Der Zünder 1 besteht aus der Düse 2, an deren einem Ende ein Düsenkopf 3 und an deren anderem Ende ein Gehäuseteil 4 geschraubt ist. Flüssiger Brennstoff gelangt von der Eintrittsöffnung 5 des Gehäuseteiles 4 in den Kanal 6 und von dort in die Bohrung 7 der Düse 2. Dabei ist das Eintrittsteil 8 der Düse 2 in die Austrittsöffnung 9 des Gehäuseteils 4 eingeschraubt. Ein Dichtring TO verhindert ein Austreten von-Brennstoff zwischen dem Gehäuseteil 4 und der Düse 2. Die Stirnfläche des Düsenkopfes 3 ist abgeschrägt und bildet so ein Kegelstumpfprofil zur Aufnahme einer Anzahl kreisförmig auf Abstand angeordneter Austrittsöffnungen 11, die in einer aus der Mittelachse der Düse 2 wegweisende Richtung liegen.

Nach Figur 1 bildet der Zünder 1 zusammen mit der im folgenden beschriebenen Zerstäubungseinrichtung 12 ein einziges Teil. Dazu ist in eine öffnung der hinteren Stirnfläche des Gehäuseteils 4 eine mit einem Innengewinde versehene Rohrkupplung 13 dicht eingeschweißt. Ein in die Rohrkupplung 13 eingeschraubtes Innenrohr 14 ragt in das Düseneintrittsteil 8 hinein und bildet zusammen,mit ihm einen Ringkanal 15. Das Innenrohr 14 weist ein offenes Eintrittsendstück 16 und ein vorderes geschlossenes Endstück auf, in dessen Nähe über dem Rohrumfang verteilt mehrere öffnungen 17 vorgesehen sind. Die öffnungen 17 münden in den Ringkanal 15, so daß das durch das Innenrohr 14 geführte Zerstäubungsmittel auf den Brennstoff trifft. Das Gewinde des Eintrittsendstückes 16 greift so in das Innengewinde der Rohrkupplung 13 ein, daß die Lage der Öffnungen in Längsrichtung der Düse 2 verschoben werden kann. Der zulässige Bereich der Verstellung der öffnungen 17 ist- durch die Länge des Gewindestücke begrenzt. Eine Kontermutter 18 hält das Innenrohr 14 an der Rohrkupplung 13, um die gewünschte Lage der öffnungen 17 in bezug auf die Öüse 3 einzuhalten. Die Verstellung der öffnungen 17 erfolgt dadurch, daß man die Düse 2 von dem Gehäuseteil 4 trennt, die Kontermutter 18 löst und das Innenrohr 14 innerhalb der Rohrkupplung 13 dreht.

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Nach der Verschiebung der öffnungen 17 wird die Kontermutter 18 angezogen und die Düse 2 wieder mit dem Gehäuseteil 4 verbunden.

Das Eintrittsendstück 8, das das äußere Rohr der Zerstäubungseinrichtung 12 bildet, nimmt ein Paar auf Abstand angeordneter Lochplatten 19 und 20 auf, die in Strömungsrichtung des Brennstoffes in einem Abstand hinter dem vorderen Ende des Innenrohres 14 liegen. Die Platte 19 ist mit einer einzigen mittig angeordneten Lochbohrung 21 versehen. Die Platte 20 ist in ihrem Kern ungebohrt und enthält kreisförmig auf Abstand um diesen Kern angeordnete Lochbohrungen 22.

Die Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem Kohlenstaubbrenner 23, der vor der kegelstumpfförmigen Brenneröffnung 24 der Brennkammerwand 25 eines Dampferzeugers angeordnet ist. Die Innenfläche der Brenneröffnung 24 ist durch die Rohre 26 der Brennkammerwand 25 gekühlt. Im Abstand von der Brennkammerwand 25 ist eine äußere Brennerwand 27 angeordnet, welche eine dazwischen geschaltete Luftkammer 28 begrenzt, die eine mit Hilfe von Klappen regulierte Verbrennungsluftmenge aufnimmt.

Der Kohlenstaubbrenner 23 besteht aus einer zylindrischen Brennstoffdüse 29, die durch eine öffnung in der äußeren Brennerwand 27 bis in die Nähe der Kehle in der Brennerö'f fnung 24 verläuft. Ein Distanzstück 30 ist gleitbar innerhalb der Brennstoffdüse 29 gehalten und an seinem Ende mit einem Impeller 31 ausgestattet, der normalerweise gegenüber dem Austrittsende der Brennstoffdüse 29 geringfügig vorsteht. Der Kohlenstaub wird in einem Primärluftstrom gefördert und in die Brenneröffnung 24 durch die Brennstoffdüse 29 eingeblasen. Verbrennungsluft in Form von Sekundärluft wird zu dem eingeblasenen Brennstoff durch ein Brennergeschränk 32 geleitet, das innerhalb des Luftkastens 28 in der Nähe der Brenner kehle angeordnet ist. Die Klappen des Brennergeschränkes 32 regeln

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nicht nur die Sekundärluftzuführung, sondern verleihen auch der durch das Geschränk 32 strömende Luft einen Drall.

Nach Figur 2 ist der Zünder 1 in einem Tragrohr 33 angeordnet, das durch eine Öffnung in der äußeren Brennerwand 27 vorzugsweise geneigt zur Mittelachse der Brenneröffnung 24 verläuft. Das Tragrohr 33 nimmt ein Paar Führungsrohre 34 und auf, um getrennt eine Elektrode 36 und den Zünder 1 zu tragen. Die Elektrode 36 enthält eine Hochspannungsleitung 39, die an ein Ende eines Elektrodenstabs 38 angeschlossen wird, welcher innerhalb des Führungsrohres 34 durch Isolatoren getragen wird. An das Innere des Führungsrohres 34 ist ein Erdelektrodenstab angeschlossen, der parallel zum Elektrodenstab 36 verläuft und an seinem Ende einen rechtwinkligen Bogen bildet, welcher bei dem Ende des Elektrodenstabes 36 endet und eine elektrische Funkenstrecke bildet.

Der Zünder 1 verläuft durch das Führungsrohr 35. Sein Düsenkopf 3 ist in der Nähe der Funkenstrecke angeordnet, so daß der Zündbrennstoff schnell zündet, wenn das System an Spannung gelegt wird. Das Eintrittsende des Führungsrohres 35 ist mit einem Bügel 39 ausgestattet, der als Kupplungssitz zwischen dem Zündergehäuseteil 4 und der Flüssigbrennstoffverbindungsleitung 40 dient. Eine dichte Passung zwischen dem Bügel 39 und dem Gehäuseteil 4 wird durch eine Dichtung erreicht, auf die mit einer Arretiervorrichtung 41 Druck ausgeübt wird.

Bei der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die in der Funktionsweise gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie in Figur 1. Bei dieser Ausführungsform ist die Zerstäubungseinrichtung als Einheit dargestellt, die räumlich von dem Zünder 1 getrennt ist, wobei beide Teile über die Flüssigbrennstoffverbindungsleitung 40 verbunden sind. Ein T-Stück 42 ist Strömungstechnisch mit dem Eintrittsende des äußeren Rohres

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der Zerstäubereinrichtung 12 verbunden. Es weist getrennte öffnungen auf, die mit einer Zerstäubungsmittelzuführungsleitung 44 und mit einer Flüssigbrennstoffzuführungsleitung in Verbindung stehen.

Aus Figur 3 ist zu entnehmen, wie von einer gemeinsamen Zerstäubereinrichtung 12 mehrere getrennte Zünder 1 bedient werden. Jeder diese Zünder 1 ist mit einer anderen Brenneröffnung 24 in der Brennkammerwand 25 verbunden.

Nach Figur-4 enthält der Bügel 39 einen Kanal 46, der mit dem Kanal 6 und der Bohrung 7 in dem Zünder 1 in Verbindung steht. Das Austrittsende der FlüssigbrennstoffVerbindungsleitung 40 ist mit dem Bügel 39 am Kanal 46 verbunden, während'das Eintrittsende der Verbindungsleitung 40 an das Austrittsende des Rohres 43 angeschlossen ist.

Die das Innenrohr 14 aufnehmende Rohrkupplung 16 ist in einen Stopfen 47 eingesetzt, der in das T-Stück 42 eingeschraubt ist. Zur Veränderung der Lage der öffnungen 17 wird der Stopfen 47 von dem T-Stück 42 gelöst und damit die Rohrkupplung sowie das dazu gehörende Innenrohr 14 entfernt. Die Verstellung selbst erfolgt dann in analoger Weise, wie im Zusammenhang mit Figur 1 bereits beschrieben ist.

Im Betrieb wird der unter Druck stehende flüssige Brennstoff z.B. öl zu dem Zünder 1 an der Eintrittsöffnung 5 angeliefert und strömt durch den Kanal 6 in den Ringkanal 15, wo er durch ein Druckmedium, z.B. Luft, das aus dem Innenrohr 14 durch die Austrittsöffnungen 17 austritt, zerstäubt wird. Der flüssige Brennstoff wird danach weiter zerstäubt, wenn er der Reihe nach durch die Lochplatten 19 und 20 gefördert wird. Die Zerstäubung ergibt sich dabei aus dem Aufprall auf die ungebohrten Teile der Platten 19 und 20 sowie aus den Geschwindigkeitserhöhungen beim Durchströmen der Lochöffnungen 21 und 22. Eine letzte Zestäubung findet statt, wenn der flüssige Brennstoff durch die öffnungen 11 des Düsenkopfes 3 austritt.

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Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. Mit flüssigem Brennstoff betriebene Zündanordnung mit einer Einrichtung zum Zerstäuben des Brennstoffes vor dessen Austritt aus dem Zünder, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungseinrichtung (12) aus einem äußeren Rohr (8, 43) für die Zuführung des flüssigen Brennstoffes besteht, in das unter Bildung eines Ringkanals (15) ein Innenrohr (14) von geringerem Durchmesser für die Zuführung des Zerstäubermitcels hineinragt, das mindestens eine in den Ringkanal (15) mündende Öffnung (17) aufweist und daß in dem äußeren Rohr (8, 43) in Strömungsrichtung des Brennstoffes hinter dem Innenrohr (14) mindestens eine Lochplatte (19,20) angeordnet ist.

2. Zündanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungseinrichtung (12) ein Teil mit dem Zünder (1) bildet.

3. Zündanordnung nach Anspruch 1 _r dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehreren Zündern (1) denen eine gemeinsame Zerstäubungseinrichtung (12) zugeordnet ist.

4. Zündanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Lochplatten (19, 20) mit verssetzt angeorndeten Lochbohrungen (21,22) vorgesehen ist, die entlang der Mittelachse des äußeren Rohres (8,43) auf Abstand angeordnet sind.

5. Zündanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (1) aus einer mit einem offenen Ende versehenen Düse (2) besteht und daß sich das äußere Rohr (8,43) der Zerstäubungseinrichtung (12) an das Eintrittsende der Düse (2) anschließt.

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6. Zündanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (8, 43) und das innere Rohr (14) coaxial angeordnet sind.

7. Zündanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der öffnungen (17) des Innenrohres (14) in bezug auf das äußere Rohr (8, 43) veränderbar ist und daß das Innenrohr (14) in der jeweiligen Lage arretierbar ist.

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