DE2547707A1

DE2547707A1 - Brenner

Info

Publication number: DE2547707A1
Application number: DE19752547707
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Pillard
Original assignee: Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Current assignee: Entreprise Generale de Chauffage Industriel Pillard SA
Priority date: 1974-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1976-04-29
Also published as: IT1047220B; GB1501679A; JPS5165431A; ES216010Y; FR2288940A1; DE2547707C2; FR2288940B1; ES216010U; US4002297A

Description

Bam 3376

Societe Anonyme dite: Entreprise Generale de Chauffage Industriel PILLARD, Marseille / France

Brenner

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige Brennstoffe, die durch die Entspannung eines unter Druck stellenden HilfsStrömungsmitteIs zerstäubt werden.

Um flüssige Brennstoffe zur Erzielung einer vollständigen und raschen Verbrennung zu zerstäuben, ist es bekannt, den flüssigen Brennstoff sowie ein unter Druck stehendes, sich entspannendes Hilfsstromungsmittel zu mischen und dabei mit oder ohne stoßartige Beanspruchung zu zerstäuben. Das Hilfsstromungsmittel ist beispielsweise Druckluft, unter Druck stehender Wasserdampf oder Druckgas und kann brennbar oder nicht brennbar sein.

Es ist ferner bekannt, diese Mischung in einer oder mehreren Mischdüsen herzustellen, die im Brennerkopf vorgesehen sind und in den Brennraum ausmünden, in dem der Verbrennungsvorgang stattfindet.

In Jede dieser Mischdüsen mündet eine Düse ein, die bei der Entspannung einen Strahl eines Hilfsströmungsmittels zuführt, ferner eine Düse, die den zu zerstäubenden flüssigen Brennstoff zuführt.

Die Mischdüse ist im allgemeinen in der Verlängerung der Düse angeordnet, die das Hilfsstromungsmittel zuführt.

609818/0861

Die Düse zur Zuführung des flüssigen Brennstoffes bildet im allgemeinen einen spitzen Winkel mit der Düse zur Zuführung des Hilfsströmungsmittels, damit ein Teil der genetischen Energie behalten bleibt. Dieser Winkel kann jedoch auch rechtwinkelig oder sogar stumpf sein, wenn man auf Kosten eines gewissen Leistungsverlustes eine bessere Zerstäubung wünscht.

Will man eine stärker entfaltete Flamme erzielen, so ordnet man am Ende des Brennerrohres einen Brennerkopf an, der ein Mehrdüsen-Endstück enthält, das mehrere Mischdüsen aufweist, die längs eines Kegelstumpfmantels angeordnet sind, der im Scheitel den Winkel Alpha besitzt und sich zum Brennraum hin verbreitert. In diesem Falle wird das Hilfsstromungsmittel durch einen zentralen Kanal verteilt, der in Längsrichtung der Achse des Brenners angeordnet ist und in den die Düsen einmünden, die das Hilfsstromungsmittel in die Mischdüsen injizieren.

Der zu zerstäubende flüssige Brennstoff wird durch einen konzentrisch zum zentralen Kanal angeordneten ringförmigen Sammler verteilt, in den die Brennstoffdüsen münden, die zu den einzelnen Mischdüsen führen. Wie zuvor erwähnt, kann der Winkel Beta zwischen den Brennstoffdüsen und der gemeinsamen Achse der Einspritzdüsen für das Hilfsstromungsmittel und der Mischdüsen entweder ein spitzer Winkel sein, ein rechter Winkel oder ein stumpfer Winkel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Mehrdüsen-Brenner für zerstäubten flüssigen Brennstoff zu entwickeln, der das gleichzeitige Verbrennen mehrer zerstäubter flüssiger Brennstoffe gestattet, der ein progressives Übergehen von einem flüssigen Brennstoff auf einen anderen gestattet, bei dem ferner gleichzeitig mit einem oder mehreren flüssigen Brennstoffen auch flüssi-

60981 8/0861

~³~ 254770?

ge oder verflüssigte Abfallprodukte verbrannt werden können, um sie auf diese Weise zu beseitigen; schließlich soll es bei dem neuen Brenner möglich sein, in die Flamme Flüssigkeiten einzusprühen, beispielsweise Wasser, die in Lösung oder in Suspension verschiedene Wirkstoffe enthalten, die die Verbrennung begünstigen und/oder die Abgase neutralisieren.

Insbesondere soll es der erfindungsgemäße Brenner für flüssigen Brennstoff ermöglichen, gleichzeitig wenigstens eine zweite Hilfsflüssigkeit, die mit dem Hauptbrennstoff gut vermischt ist, zu zerstäuben und in die Flamme einzusprühen, was im Fall von brennbaren Flüssigkeiten zu einer sehr guten Verbrennung führt und was - bei Verwendung von Flüssigkeiten zur Verbesserung der Verbrennung des Hauptbrennstoffes - einen hohen Verbrennungswirkungsgrad gewährleistet.

Ein erfindungsgemäßer Brenner für flüssige Brennstoffe, die durch Entspannung eines Hilfsstromungsmxttels zerstäubt werden, enthält in bekannter Weise einen zentralen Kanal, der mit einem Hilfsströmungsmittel gespeist wird, ferner einen ersten Ringkanal, der koaxial zu dem zentralen Kanal angeordnet ist und mit flüssigem Brennstoff gespeist wird, weiterhin ein Mehrdüsen-Endstück, das mehrer Düsen enthält, die in einen Brennraum münden und längs eines sich zum Brennraum hin verbreiternden Kegelstumpfes angeordnet sind. Jede dieser Düsen ist mit einer Mischkammer versehen, in die ein Kanal zur Zuführung des Hilfsstromungsmxttels einmündet, der mit dem genannten zentralen Kanal in Verbindung steht , ferner wenigstens ein Kanal zur Zuführung von flüssigem Brennstoff, der mit dem genannten ersten Ringkanal in Verbindung steht.

Der erfindungsgemäße Brenner ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß außerdem koaxial zum zentralen

609818/0861

Kanal angeordnete, zusätzliche Ringkanäle vorgesehen sind, von denen jeder mit einer Hilfsflüssigkeit gespeist wird und über wenigstens einen Kanal mit jeder der Mischkammern derart verbunden ist, daß jede Düse in die Flamme eine zerstäubte Mischung dieses flüssigen Brennstoffes und wenigstens einer Hilfsflüssigkeit einspritzt.

Diese Hilfsflussxgkexten können brennbare oder nicht brennbare flüssige Abfallprodukte sein, die man in der Falmme beseitigen will, indem man sie verbrennt oder zersetzt, beispielsweise flüssige Erdölprodukte oder verunreinigte Abwässer. Es kann sich ferner auch um Wasser handeln, da das Einspritzen einer bestimmten Wassermenge, die mit dem flüssigen Brennstoff gut vermischt ist, in die Flamme die Ausbildung von festen Verbrennungsrückständen verringert und infolge dessen auch die Ablagerung von Ruß, die Verschmutzung beheizter Flächen sowie die Verunreinigung der Atmosphäre verringert.

Das. Wasser kann mit einem oder mehreren gelösten oder in Suspension befindlichen Verbrennungszusatzen versehen sein, beispielsweise mit einem neutralisierenden Stoff, der den Säuregehalt der Abgase verringert.

Die Hilfsflussxgkexten können auch durch andere flüssige Ersatzbrennstoffe gebildet werden, beispielsweise schweres Heizöl Nr. 2, flüssiges Butan, Benzin, Naphtha, Teer, Alkohole. Anwendungsfälle hierfür finden sich beispielsweise in chemischen oder petrochemischen Werken sowie in Erdölraffinerien, in denen als Neben- und Abfallprodukte verschiedene flüssige Brennstoffe anfallen, die auf diese Weise unter Ausnutzung ihres Wärmeinhaltes beseitigt werden können.

609818/0861

254770?

Bei einem erfindungsgemäßen Brenner ist jede Mischdüse in ebenso viele Teilstücke unterteilt, wie Ringkanäle vorhanden sind, wobei diese Teilstücke einen vom Zentrum zur Peripherie zunehmenden Querschnitt besitzen. Jedes dieser Teilstücke ist mit einem der Ringkanäle über wenigstens einen Kanal verbunden.

Ein erfindungsgemäßer Brenner enthält ferner vorzugsweise einen zentralen Kanal von kleinem Durchmesser, der am Ende des Brenners ausmündet und mit dem zentralen Kanal für das Hilfsstromungsmxttel in Verbindung steht, sodaß der Brennerkopf durch einen Düsenstrahl des Hilfsströmungsmittels bestrichen wird. Der zentrale Kanal ist vorzugsweise in zwei oder mehr Kanäle unterteilt, die zum Brennerkopf hin divergieren und am Ende des Brennerkopfes ausmünden.

Die Vorteile dieses neuartigen Brenners für zerstäubte flüssige Brennstoffe sind folgende:

Man kann bei diesem Brenner mit sehr einfachen technischen Mitteln eine oder mehrere Hilfsflüssigkeiten zerstäuben, gleichzeitig mit dem flüssigen Hauptbrennstoff, und auf diese Weise eine ausgezeichnete Mischung erzielen. Es ist beispielsweise bereits bekannt, dem Brennstoff zur Verbesserung der Verbrennungsbedingungen einen gewissen Wassergehalt zuzusetzen; diese Zugabe erfolgt durch Zerstäubung einer Imulsion von Wasser und Brennstoff, die zuvor in einem Imulgator hergestellt wurde. Der erfindungsgemäße Brenner ermöglicht einen "'Wegfall dieses vorhergehenden VerfahrensSchrittes und führt trotzdem zu einer sehr guten Mischung und einem hohen Wirkungsgrad.

Der erfindungsgemäße Brenner besitzt ein besonders interessantes Anwendungsgebiet bei der Beseitigung flüssiger oder verflüssigter Abgase, Abwasser und dergleichen, die Verunreinigungen enthalten.

609818/0861

254770?

Um eine sehr gute Vermischung dieser Abwasser und Abgase mit dem flüssigen Hauptbrennstoff in sehr fein zerstäubtem Zustand ermöglicht es nämlich, diese sonst nur sehr schwer zu verbrennenden Stoffe praktisch vollständig zu verbrennen. Da diese Reaktion in einem vorhandenen Verbrennungsraum stattfindet und exothermer Natur ist, gewinnt man auf diese Weise in dem Brennraum eine gewisse Wärmeenergie, ohne spezielle Einrichtungen zur Beseitigung dieser Abgase und Abwasser sowie zur Rückgewinnung des darin vorhandenen Wärmeinhaltes zu benötigen. Mit dem erfindungsgemäßen Brenner können ferner nicht brennbare flüssige Abwässer und- Abgase durch Kontakt mit der Wärme der Flamme zerstört oder in nicht verunreinigte Rückstände transformiert werden (dies gilt beispielsweise für Wasser, das gewisse ""Rückstände enthält).

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners, der angesichts der derzeitigen Brennstoffkanppheit besonders bedeutsam erscheint, besteht in der Möglichkeit, gleichzeitig oder nacheinander mehrere Brennstoffe zu verwerten, beispielsweise als Hauptbrennstoff ein Erdölprodukt, at&rdem jedoch Ersatzbrennstoffe, wie Alkohol, schweres Heizöl Nr. 2 oder selbst verflüssigte Gase, wie Butan. Insbesondere in Erdölraffinerien kann man auf diese Weise die verflüssigten Gase als Brennstoffe ausnützen, statt sie mittels einer Fackel abzubrennen.

Ein erfindungsgemäßer Brenner kann ferner auch zur Verbrennung von schwer entflammbaren Flüssigkeiten verwendet werden. In diesem Falle zündet man die Verbrennung mittels eines flüssigen Hauptbrennstoffes und verringert oder unterdrückt nach der Zündung dann die weitere Zufuhr des Hauptbrennstoffes.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners besteht in der Leichtigkeit, mit der in die Flamme ver-

609818/0861

schiedene flüssige Wirkstoffe oder in Lösung oder Suspension befindliche feste Wirkstoffe eingesprüht werden können; mit diesen Wirkstoffen kann beispielsweise die Verbrennung verbessert oder die Schädlichkeit der Abgase verringert werden; so kann man beispielsweise Wirkstoffe zusetzen, die den Säuregehalt der Abgase verringern. Das diese Wirkstoffe sehr fein unterteilt und mit dem Brennstoff sehr innig vermischt sind, besitzen sie in der Fä^mme eine sehr gleichmäßige Zerteilung und demgemäß eine ausgezeichnete Wirksamkeit.

Die genannten Resultate werden mit verhältnismäßig sehr niedrigen Herstellungskosten erreicht, da der erfindungsgemäße Brenner nur eine verhältnismäßig geringe Modifikation an bereits vorhandenen Mehrdüsen-Brennern darstellt; es genügt grundsätzlich, bei derartigen Brennern die zusätzlichen Kanäle vorzusehen und die Mischkammern etwas abzuändern.

Das noch näher beschriebene Ausführungsbeispiel mit drei Kanälen, die um 120 ° gegeneinander versetzt sind, eignet sich gut zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, der durch Wasserdampf zerstäubt wird, in den man ein verflüssigtes Gas einführen will. Diese Anordnung ermöglicht es, das verflüssigte Gas weitestmöglich vom Dampf zu entfernen und damit eine Verdampfung des verflüssigten Gases vor Eintritt in die Mischkammer zu vermeiden.

Die erfindungsgemäßen Brenner mit einem geradlinigen oder verzweigten zentralen Kanal, der den Mehrdüsen-Köpf durchsetzt, um die Stirnseite des Brenners mit dem Hilfsströmungsmittel zu bestreichen, eignen sich besonders für Brenner zur Beseitigung von flüssigen Abgasen bzw. Abwässern, die mit Verunreinigungen beladen sind, (bei denen also die Gefahr besteht, daß sie Verunreinigungen bzw.

60981 8/0861

"Verbrennungsrückstände am Kopf des Brenners niederschlagen und ihn verschmutzen. Denn das genannte Bespülen der Stirnseite mit dem Hilfsströmungsmittel vermeidet eine solche Verschmutzung bzw. Ansatzbildung.

Einige Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 Schnitte durch bekannte Brennerköpfe;,

i"ig. 4-, 5 und 6 Schnitte durch erfindungsgemäße Mehrdüsen-Brennerköpfe ;

Fig. 7 einen.Teilschnitt durch eine Variante des erfindungsgemäßen Brennerkopfes;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Teil des Brennerrohres;

Fig. 9 einen Teillängsschnitt durch ein weiteres Brennerrohr;

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 9.

Fig. 1 veranschaulicht den Kopf eines bekannten Brenners zur ''erbrennung von flüssigem Brennstoff, der durch die Entspannung eines Hilfsströmungsmittels fein verteilt ("pulverisiert") wird. Das Hilfsströmungsmittel, beispielsweise ein Druckgas - brennbar oder nicht brennbar - oder Wasserdampf, wird über die zentrale Düse 1 zugeführt. Der flüssige Brennstoff, beispielsweise Heizöl, wird durch die Düse 2 zugeleitet. Die Düsen 1 und 2 münden in eine Mischdüse 3, die bei 4- in einen Brennraum übergeht. Die... Entspannung des Hilfsströmungsmittels erzeugt einen Strahl, der den flüssigen Brennstoff zerstäubt und ihn in den

609 818/0861

Brennraum mitnimmt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Mischdüse 3 in der Verlängerung der Düse 1 des Hilfsströmungsmittels, während die Düse 2 einen spitzen Winkel mit der gemeinsamen Achse x-xl der Düsen 1 und 3 bildet; auf diese Weise wird die kinetische Energie der beiden Strömungsmittel bestmöglich erhalten; der Winkel kann jedoch gleich oder größer als 90 ° sein.

TJm eine stärker entfaltete Flamme zu erzielen, verwendet man Brennerköpfe, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt sind. Sie enthalten ein Mehrdüsen-Endstück 7, dasjsich am vorderen Ende des Brennerrohres befindet.

Fig. 2 veranschaulicht das Ende des Brennerrohres mit einem zentralen Kanal 5 (mit der Achse y-yl) zur Verteilung des Hilfsströmungsmittels, ferner mit einem Ringkanal 6 (Achse y-yl) zur Verteilung des flüssigen Brennstoffes. Das Mehrdüsen-Endstück 7 enthält Mischdüsen 8, die in den Brennraum münden und längs eines Kegelstumpfes angeordnet sind, der den Kegelwinkel o^ besitzt und sich zum Brennraum hin erweitert.

Jede dieser Mischdüsen 8 ist mit einer Einspritzdüse 9 für das Hilfsströmungsmittel verbunden; diese Einspritzdüse 9 ist in Verlänggerung der betreffenden Mischdüse 8 angeordnet und steht mit dem zentralen Kanal 5 in Verbindung; weiterhin schließt an die Mischdüse 8 eine Einspritzdüse 10 für den flüssigen Brennstoff an; diese Düse 10 mündet in den Ringkanal 6. Im Falle der Fig. 2 bilden die Düsen 10 einen spitzen Winkel β mit den Achsen der Düsen 8 und 9. Im Falle der Fig. 3 ist der Winkel/9 gleich 90 °.

609818/0861

Die vorstellende Beschreibung der bekannten Ausführungen soll die Unterschiede der erfindungsgemäßen Brenner deutlich machen.

Fig. 4 veranschaulicht im Schnitt den Kopf eines erfindungsgemäßen Brenners mit der Achse z-zl. Dieser Brenner enthält einen zentralen Kanal 11 für das komprimierte Hilfsströmungsmittel sowie einen ersten Ringkanal 12 für den flüssigen Brennstoff. Der Brenner ist ferner mit einem zweiten Ringkanal 15 versehen, in dem ein zweites Strömungsmittel zirkuliert.

Bei diesen Ausführungsbeispiel der Fig. 4 werden die Ringkanäle 12 und 13 durch Ringnuten gebildet, die in der Vorderseite eines Ringes 14 ausgeformt sind. Diese Nuten stehen über Bohrungen 15 mit weiteren Nuten 12a und 13a in Verbindung, die an der anderen Seite des Ringes 14 vorgesehen sind. Die Nuten 12a und 13a sind mit Kanälen 16, 17 verbunden, die längs zweier konzentrischer Umfangslinien im Brennerrohr 18 vorgesehen sind. Der Brenner enthält außerdem ein Mehrdüsen-Endstück 19 mit Mischkammern 20, die längs eines Kegelstumpfes angeordnet sind, der die Achse z-zl aufweist und sich zum Brennraum hin erweitert.

Jede Kammer 20 ist in zwei hintereinander angeordnete Kammerteile 20a und 20 b unterteilt. Der äußere Kammerteil 20a besitzt einen größeren Querschnitt als der innere Kammerteil 20b. Der Kammerteil 20b besteht über einen Kanal 21 mit dem Kanal 12 in Verbindung. Der Kammerteil 20a steht über einen Kanal 22 mit dem Kanal 13 in Verbindung. Jeder Mischkanal 20 ist über einen Kanal 23, der sich in der Verlängerung der Kammer 20 befindet, mit dem zentralen Kanal 11 verbunden.

609818/0861

Die Wirkungsweise dieses Brenners ist folgendermaßen:

Das über die Kanäle 23 zugeführte komprimierte Hilfsströmungsmittel entspannt sich in den Kammerteilen 20b und 20a, wo es einerseits den über die Kanäle 21 zugeführten flüssigen Brennstoff und andererseits die über die Kanäle 22 zugeleitete zweite Flüssigkeit trifft. Die beiden Flüssigkeiten werden durch den Düsenstrahl des Hilfsströmungsmittels zerstäubt und bilden eine einzige Emulsion von Flüssigkeitströpfchen in dem Gasstrom. Es versteht sich, daß man die Reihenfolge der Zuführung des flüssigen Brennstoffes und der zweiten Flüssigkeit auch umkehren kann.

Das Verhältnis zwischen der Menge des flüssigen Brennstoffes und der Menge der zweiten Flüssigkeit kann durch bekannte Mittel geregelt werden, und zwar zwischen dem einen Grenzfall der ausschließlichen Zuführung des Brennstoffes bis zum anderer Grenzfall der ausschließlichen Zuführung der zweiten Flüssigkeit; ist nämlich die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung erforderliche Temperatur erreicht, kann man sich zur Aufrechterhaltung dieser Temparatur damit begnügen, nur die Wärmemenge der zweiten Flüssigkeit zuzuführen.

Die Mengen des flüssigen Brennstoffes und der zweiten Flüssigkeit können ferner auch in der Weise automatisch reguliert werden, daß in jedem Strömungsmittelkreis ein Mengen- oder Druckregler vorgesehen wird. Man kann beispielsweise die verschiedenen Druckänderungs-Gesetzmäßigkeiten in den einzelnen Strömungskreisen durch einen mit Steuerscheiben versehenen Regler oder ein ähnlich wirkendes System realisieren.

609818/0861

25A7707

Die zweite Flüssigkeit kann beispielsweise ein brennbares oder nicht brennbares flüssiges Medium sein, das man in der Brennerflamme beseitigen oder transformieren will.

Der Brenner gem. Fig. 4- kann ferner dazu verwendet werden, in die Flamme einen gewissen Wassergehalt einzuführen, was die Bildung von Verbrennungsrückständen bzw. von unbrennbaren Feststoffteilchen verringert und damit auch die Verschmutzung der beheizten Flächen und diehäufig sichtbare Verunreinigung der Athmosphäre durch die Abgase sehr reduziert.

In diesem Falle dienen die Kanäle Y] und die Nuten 13, 13a der Fig. 4 zum Einspritzen des Wassers.

Man kann das auf diese Weise eingespritze Wasser ferner mit gewissen Wirkstoffen versehen, die die Verbrennung verbessern oder die Agressivität der Abgase verringern; diese Wirkstoffe können beispielsweise flüssige Stoffe sein oder pulverförmige Stoffe, die in Wasser gelöst oder in Suspension befindlich sind. So kann man beispielsweise dem Wasser einen neutralisierenden Stoff zusetzen, der den Säuregrad der Abgase verringert, oder jeden sonstigen. Wirkstoff. Der. verwendete Brenner bleibt derselbe; die Mischung Wasser Wirkstoff wird jedoch dann zuvor außerhalb des Brenners hergestellt.

Der erfindungsgemäße Brenner ermöglicht es ferner, in die Flamme mehrere Stoffe einzuführen, die miteinander oder mit dem Brennstoff reagieren, und zwar zusätzlich zum Hauptbrennstoff, zum Hilfsstromungsmxttel für die Zerstäubung, zu einem oder mehreren gasförmigen Medien sowie zusätzlich zum Wasser, das gegebenenfalls mit einem Wirk-

609818/0861

- l3 -

stoff versehen ist.

Man vergrößert dann die Zahl der Strömungsmittelkreise bzw. -leitungen, was zu Brennern führt, wie sie in den Pig. 5 und 6 dargestellt sind.

Der Brenner gemäß Fig. 5 enthält außer dem zentralen Kanal 11 des Hilfsströmungsmittels und dem Ringkanal 12 des Hauptbrennstoffes noch zwei weitere Ringkanäle 24-, 25, die das gleichzeitige Einspritzen von zwei weiteren Flüssigkeiten gestatten.

Die erfindungsgemäßen Brenner können gleichzeitig oder gesondert mit verschiedenen Brennstoffen gespeist werden, beispielsweise mit schwerem Heizöl Nr. 2, flüssigem Butan, Leichtbenzin, Erdöl, mit verschiedenen Teerarten sowie verschiedenen Alkoholen.

Derartige Brenner besitzen ein interessantes Anwendungsgebiet beispielsweise für Wärmegeneratoren in der chemischen, petrochemischen oder Erdölindustrie, wo flüssige Brennstoffe als Nebenprodukte anfallen.

Für derartige Anwendungsfälle kann man die erfindungsgemäßen Brenner mit einer größeren Zahl gesonderter Kanäle versehen, wobei jeder dieser Kanäle mit einer dieser Flüssigkeiten gespeist wird, die ständig oder diskontinuierlich in den allgemeinen Verbrennungsvorgang eintreten.

Fig. 6 veranschaulicht einen solchen Brenner, der außer dem zentralen Kanal 11 für das Hilfsströmungsmittel und außer dem Kanal 12 für den Hauptbrennstoff noch vier weitere Kanäle 26, 27, 28 und 29 enthält, die eine Zerstäubung von maximal vier zusätzlichen Flüssigkeiten außer dem Hauptbrennstoff ermöglichen. Die Mischkammern enthalten vier aufeinanderfolgende Kammerteile, deren Querschnitt von innen nach außen zunimmt.

609818/0861

254770?

Der Brenner der Fig. 6 besitzt ferner einen zentralen Kanal 30 von kleinem Durchmesser, der mit dem zentralen Kanal 11 in Verbindung steht und am Ende des Brenners so ausmündet, daß die Stirnfläche 31 des Brenners von einem Düsenstrahl des Hxlfsstromungsmittels (beispielsweise Wasserdampf) bestrichen wird, was eine Verschmutzung besonders dann verhindert, wenn einige der Flüssigkeiten, beispielsweise Abfallprodukte, stark verunreinigt sind (in diesem Falle besteht nämlich ohne die genannte Maßnahme die Gefahr, daß sich auf der Stirnfläche 31 Rückstände niederschlagen).

Fig. 7 zeigt in größerem Maßstab ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brennerkopfes mit einem zentralen Kanal 32, der sich in zwei Kanäle 32a und 32b aufteilt, die miteinander einen Winkel y bilden. Es versteht sich, daß auch Ausführungen mit mehr als zwei solchen Kanälen möglich sind. Eine derartige Ausführung ist besonders für Brenner vorteilhaft, die Abfallprodukte verarbeiten, die sehr zur Bildung von Verbrennungsrückständen neigen, und zwar unabhängig von der Zahl der verwendeten Kanäle.

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch das Ende eines Brennerrohres entsprechend dem Brennerkopf gemäß Fig. 5· Dieses Brennerrohr besteht aus konzentrischen Rohren 33, 34, 35, 36, die mit einem Gehäuse 37 verbunden sind und zwischen sich Ringräume 38, 39, 4-0 begrenzen, welche mit kreisförmigen Reihen von Löschern 4-1, 4-2, 4-3 des Gehäuses 37 in Verbindung stehen. Diese Reihen von Löchern führen zu den Nuten 12, 24- und 25 der Fig. 5.

Wenn die Gefahr besteht, daß die flüssigen Stoffe beim Durchströmen des Brennerrohres durch die Erwärmung seitens des als Hilfsstromungsmittel verwendeten Wasserdampfes verdampfen (wie dies der Fall ist, wenn man als

6Q 9818/0861

sekundären Brennstoff ein verflüssigtes Gas, beispielsweise Butan, verwendet), so wird vorzugsweise nicht ein Brennerrohr benutzt, das konzentrische Rohre enthält, da eine solche Ausführung den Wärmeaustausch begünstigt.

Fig. 9 zeigt einen Teilschnitt durch das Ende eines Brennerrohres, das den Brennerkopf gemäß Fig. 4 versorgt. Diese Zeichnungsdarstellung zeigt unter anderem den Ring 14 mit den Nuten 12 und 13, die mit den Nuten 12a, 15a über die Kanäle 15 in Verbindung stehen. Die Nuten 12a, 13a schließen an die Kanäle 16, 17 im Teil 18 an. Mit dem Teil 18 sind drei Hohre 44, 45, und46 verbunden, die mit den Kanälen 11, 16 und 17 in Verbindung stehen. Diese drei Rohre sind an den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks so angeordnet, daß sie keine Berührung miteinander aufweisen und der Wärmeaustausch verringert ist. Fig. 10 veranschaulicht einen Schnitt durch Fig. 9 längs der Linie X-X; man erkennt die Versetzung der Rohre 44, 45 und 46 um jeweils 120° gegeneinander.

Bei beiden Ausführungsbeispielen des Brennerrohres (d.h. bei konzentrischen Rohren oder bei voneinander getrennten Rohren) kann die Zahl der vorgesehenen Kanäle grundsätzlich beliebig groß gewählt werden.

609818/0861

Claims

Patentansprüche

Ι.!· Brenner für flüssige Brennstoffe, die durch die Ent- -· spannung eines unter Druck stehenden Hilfsstromungsmittels zerstäubt werden, enthaltend einen mit dem HilfsstrÖmungsmittel gespeisten zentralen Kanal, einen hierzu koaxial liegenden, mit einem flüssigen Brennstoff gespeisten ersten Ringkanal, sowie mit einem Mehrdüsen-Endstück das in einen Brennraum mündende Düsen aufweist, die längs eines zum Brennraum hin divergierenden Kegelstumpfes angeordnet sind, wobei jede dieser Düsen eine Mischkammer aufweist, in die ein Kanal zur Injektion eines Hilfsstromungsmittels einmündet, der mit dem genannten zentralen Kanal in Verbindung steht, ferner wenigstens ein Kanal zur Injektion von flüssigem Brennstoff, der mit dem ersten Ringkanal in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet , daß außerdem koaxial zum zentralen Kanal angeordnete, zusätzliche Ringkanäle vorgesehen sind, von denen jeder mit einer Hilfsflüssigkeit gespeist wird und über wenigstens einen Kanal mit jeder der Mischkammern derart verbunden ist, daß jede Düse in die Flamme eine zerstäubte Mischung dieses flüssigen Brennstoffes und wenigstens einer Hilfsflüssigkeit einspritzt.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mischkammer in so viele Kammerteile unterteilt ist, wie Ringkanäle vorhanden sind, wobei diese.Kammerteile einen vom Zentrum zur Peripherie zunehmenden Querschnitt besitzen und jeweils mit einem der Ringkanäle über wenigstens einen Kanal verbunden sind.
3. Brenner nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger zusätzlicher Ringkanal

609818/0861

vorgesehen ist, der um den ersten Ringkanal herum angeordnet ist und mit einer Hilfsflüssigkeit, beispielsweise einer brennbaren oder nicht brennbaren Flüssigkeit gespeist wird, die in der Flamme des Brenners verbrannt oder zersetzt werden soll, beispielsweise mit einem flüssigen Hilfsbrennstoff oder mit Wasser, das Wirkstoffe in Lösung oder in Suspension enthält.
4-, Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter dem Mehrdüsen-EndstÜck ein Ring vorgesehen ist, der eine mit dem zentralen Kanal in Verbindung stehende zen-trale Bohrung aufweist und in jeder seiner beiden Seitenflächen kreisförmige Nuten desselben Durchmessers in konzentrischer Anordnung zur zentralen Bohrung enthält, wobei diese kreisförmigen Nuten paarweise miteinander über axiale Bohrungen verbunden sind und jedes Paar von miteinander verbundenen Nuten Teil eines der Ringkanäle bildet«
5. Brenner nach einem der Ansprüche 3 und 4-, der am Ende eines Brennerrohres angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr drei Kanäle enthält, die an den Spitzen eines gleichseitigen Dreieckes angeordnet sind, wobei einer dieser Kanäle mit der zentralen Bohrung des Ringes und die beiden anderen Kanäle mit einer der beiden Nuten in Verbindung stehen, die auf der dem Mehrdüsen-Endstück abgewandten Seite des Ringes angeordnet sind*
6* Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrdüsen-Endstück einen zentralen Kanal von kleinem Durchmesser aufweist, der mit dem zentralen Kanal in Verbindung steht und am Ende des Brenners derart·ausmündet, daß die Stirnseite des Brennerkopfes von einer

609818/0861

Düsenströmung des HilfsstrÖmungsmittels bestrichen wird.»
7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kanal in mehrere Kanäle unterteilt ist, die zur Stirnseite des Brenners hin divergieren und an der Stirnseite des Brenners ausmünden.

60981 8/086 1

Leerseite