DE2552864C2

DE2552864C2 - Brenner für flüssige Brennstoffe

Info

Publication number: DE2552864C2
Application number: DE2552864A
Authority: DE
Inventors: Constantin Dipl.-Ing. Teodorescu; Costache Corneliu Dipl.-Ing. Bucuresti Vladut
Original assignee: INSTITUTUL NATIONAL PENTRU CREATIE STIINTIFICA SI TEHNICA - INCREST BUKAREST RO
Current assignee: INSTITUTUL NATIONAL PENTRU CREATIE STIINTIFICA SI TEHNICA - INCREST BUKAREST RO
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1982-11-18
Also published as: IT1049953B; DE2552864A1; CA1049392A; RO66212A2; ATA908075A; US4018554A; AT357253B; FR2304857A1; FR2304857B1; CH611001A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs L

Ein solcher Brenner ist bereits aus der FR-PS 02 766 vorbekannt. Bei diesem Brenner ist die Zerstäubungskammer durch einen Kreisring in zwei Abteile unterteilt, in deren Umfangswandung die Zufuhröffnuiigen für Zerstäubungsluft vorgesehen sind. An das vordere Ende der Zerstäubungskammer schließt sich koaxial eine sich in Strömungsrichtung konisch erweiternde Düse an. Die Zerstäubungskammer ist in einem Rohrstück angeordnet, welches seinerseits in einem im Durchmesser entsprechend größeren Rohrstück steckt, welches einerseits mit der Umfangswand eines metallurgischen Ofens und andererseits mit einer Leitung zur Zufuhr von Heißwind zu dem Ofen verbunden ist

Mit diesem vorbekannten Brenner ist nur eine unzureichende Zerstäubungsleistung möglich, da durch die Zufuhröffnungen in der Umfangswandung nur relativ wenig Zerstäubungsluft zugeführt werden kann. Das sich bildende Luft-Brennstoff-Gemisch muß zwischen beiden Abteilen durch den relativ engen Querschnitt des Kreisringes hindurch treten und verläßt das zweite Abteil durch eine stark verengte Düse. Hierbei stoßen bereits gebildete kleinere Brennstoff partikel zusammen und vereinigen sich zu größeren Brennstoffpartikeln, besonders bei Brennstoffen hoher Viskosität Dies steht einerseits der Feinheit der Zerstäubung und andererseits der Durchsatzleistung entgegen.

Aus der US-PS 32 63 732 ist eine andere Art von Brenner vorbekannt, der im wesentlichen aus einem Rohrstück besteht, in dem eine horizontale Platte angeordnet ist, die vibriert wird. Auf die vibrierende Platte wird der Brennstoff in Form von Tropfen aufgegeben; die abprallenden Brennstoffpartikel werden von einem durch das Rohrstück hindurchgeführten Luftstrom fortgerissen. Bei diesem Brenner läßt die Gleichmäßigkeit der Partikel zu wünschen übrig, denn der Aufprall des zugeführten Brennstoffs auf der Platte — und damit die Feinheit der hochgeschleuderten Partikel — hängen davon ab, ob der Brennstoff gerade während der abwärts gerichteter, oder der aufwärts gerichteten Phase jeweils einer Schwingung auf die Platte auftrifft. Auch erscheint die Durchmischung mit der Zerstäubungsluft bzw. Verbrennungsluft unzureichend.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der im Oberbegriff angegebenen Art zu schaffen, welcher den Brennstoff fein und gleichmäßig zerstäubt und somit eine vollständige Verbrennung, insbesondere schwerer Heizöle und Teere, mit einem nur geringen Luftüberschuß ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichnungsteil des Hauptanspruchs angegeben.

Wie ohne weiteres ersichtlich, wird in diesem Brenner der Brennstoff in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen zu immer feineren Partikeln zerstäubt und dabei mit stufenweise zugeführter Luft vermischt, so daß aus dem Brenner ein homogenes Brennstoff-Luft-Gemisch austritt und der Brennstoff bei nur geringem Luftüberschuß vollständig verbrannt v/erden kann. Die Zerstäubung erfolgt durch Aufprall und Verwirbelung. Der

durch das Brennstoffzufuhrrohr in die Zerstäubungskammef eingeführte Brennstoffstrahl prallt auf den Prallkörper aufj die abprallenden, noch relativ großen Brennstoffpartikel werden von den axial Und schräg zugeführten Luftströmen erfaßt und weiter zerteilt Das

nun schon weit feinere, aber noch relativ hochkonzentrierte Brennstoff-Luft-Gemisch tritt in die sich anschließende Mischkammer ein, ίπ die über den Ringspalt weitere Zerstäubungsluft eingegeben wird,

wobei an den in Slrömungsriebtung aufeinanderfolgenden Ringschultern intensive Wirbel erzeugt werden, die eine weitere Zerkleinerung und Vermischung bewirken.

Durch die Merkmale der Unteransprüche wird die Erfindung in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet

Zur näheren Erläuterung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Brenner.

F i g. 2 ist der Schnitt nach Linie A-A in F i g. 1.

Fig.3 ist eine Ansicht auf die Vorderseite des Brenners.

Fig.4 zeigt eine perspektivische, aufgebrochene Ansicht des Brenners.

Durch den Boden 4 des im wesentlichen zylindrischen Außengehäuses 1 ist koaxial ein Brennstoffzufuhrrohr 6 (Zufuhrkanal p) hindurchgeführt, an dessen Ende eine Zerstäubuiigskammer r konzentrisch angebracht ist Im Boden der Zerstäubungskammer r sind randlich sich axial erstreckende Luftzufuhröffnungen s und schräg nach innen zur Brennerachse geneigte Luftzufuhrkanäle / vorgesehen. In das gegenüberliegende Erde der Zerstäubungskammer r ist mittels Gewindering 11 eine Rosette 10 mit einer Reihe von öffnungen u eingesetzt Die Rosette 10 trägt eine nach innen gerichtete Stange, an deren Ende koaxial ein Prallkörper 12 sitzt

In das Außengehäuse 1 mündet ein Anschlußstutzen b für die Zerstäubungsluft Auf der Innenseite des Bodens 4 ist konzentrisch ein Zylinder 5 (Innenraum k) mit einer Lufteinlaßöffnung j angebracht An den Zylinder 5 schließt sich ein konischer Teil und an diesen ein Zylinder kleineren Durchmessers an, so daß ein die Zerstäubungskammer r umgebender Ringspalt / gebildet wird. Auf der Innenwandung des Zylinders sind aufeinanderfolgend zwei Ringschultern n\, π 2 mit verminderten Durchmessern vorgesehen, womit eine Mischkammer m gebildet ist, auf welche eine zusätzliche Kammer ο mit größerem Durchmesser folgt. Am Ende der Kammer ο ist eine Platte h mit randlichen Öffnungen /angebracht.

Zwischen dem zylindrischen Teil des Außengehäuses 1 und dem Zylinder 5 ist eine Druckkammer c gebildet, die in einen Ringkanal e übergeht, welcher sich an den konischen Teil des Außengehäuses 1 anschließt und ein Rohrstück festlegt. Dieses Rohrstück ist in radialem Abstand von einer kenischen Hülse 2 lmgeben, die auf

ein an dem konischen Teil des Außengehäuses 1 vorgesehenes Gewinde aufgeschraubt ist

Durch ei.ien Kranz von Öffnungen a tritt Luft in diesen äußeren Ringkanal d ein. Auf dem Ende der Kammer ο sitzt ein den Durchtrittsquerschnitt begrenzender Ring 7. Der Begrenzungsring 7 wird von einer zylindrischen Büchse 8 festgehalten, die auf ein Außengewinde am Ende der Kammer ο aufgeschraubt ist Die Büchse 8 hält den Begrenzungsring 7 und eine Platte h fest, die Teil einer Rosette 9 ist Auf ihrem Außenumfang ist die Büchse 8 mit Drallschaufeln g versehen. In ein Innengewinde am Ende der Hülse 2 ist ebenfalls auswechselbar zur Bildung eines Ringspaltes / eine Büchse 3 eingeschraubt

Aus diesem Aufbau ist die Wirkungsweise der Gemischbildung bei diesem Brenner ohne weiteres ersichtlich. Die Ströme von Luft bzw. Gemisch sind durch ausgezogene bzw. gestrichelte Pfeile in F i g. 1 angezeigt

Der durcli das Rohr 6 zugeführte Brennstoff trifft auf den Prallkörper 12 auf, wo er in einzeh,«. Partikel zerteilt wird. Durch die mittels der Öffnungen s Lzw. Kanäle t zugeführten Luftstrahlen werden die Partikel weiter verteilt. Durch die über die Öffnungen s axial zugeführten Luftstrahlen wird längs der Innenwand der Zerstäub jngskammer rein Luftfilm gebildet so daß ein Anhaften von Brennstoffpartikeln vermieden wird. An der Rosette 10 mit den Öffnungen u findet eine weitere Zerkleinerung und Durchmischung statt. Die durch den Ringspalt / zugeführte Zerstäubungsluft bildet an den Ringschultern n\ und η 2" Luftwirbel, so daß in der Mischkammer m eine intensive Durchmischung mit dem aus der Zerstäubungskammer r austretenden Strom stattfindet und die Brennstoffpartikel weiter zerteilt werden. Dieser Vorgang wird begünstigt durch die zunehmende Geschwindigkeit aufgrund des abnehmenden Querschnitts. In der Kammer ο verlangsamt und beruhigt sich die Strömung des Gemischs. Das nun aus der Kammer ο durch die Öffnungen 1 strahlenartig austretende Gemisch trifft mit der über den Ringkanal e zugeführten Luft zusammen. Diese Luft wird mittels der Drallschaufeln g in eine spiralige Bahn gebracht, so daß eine weitere Vermischung stattfindet. Diese wirbelige Gemischströmung ist von einem im wesentlichen axialen Luftstrom umgeben, der aus dem RingSDalt f austritt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brenner für flüssige Brennstoffe, insbesondere für schweres Heizöl und Teer mit hoher Viskosität, mit einer zylindrischen, mit Zufuhröffnungen für Zerstäubungsluft versehenen Zerstäubungskammer, in deren Boden ein Brennstoffzufuhrrohr einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Boden der Zerstäubungskammer (r) ringförmig am Rand angeordnete, sich axial erstreckende Luftzufuhröffnungen (s) und schräg nach innen zur Brennerachse geneigte Luftzufuhrkanäle (t) vorgesehen sind und daß in die Zerstäubungskammer (r) koaxial eine Stange mit einem dem Brennstoffzufuhrrohr (6) zugewandten Prallkörper (12) hineinragt, welche an einer mit Öffnungen (u) versehenen Rosette (10) angebracht ist, die in das dem Boden gegenüberliegende Ende der Zerstäubungskammer (r) eingesetzt ist, und daß sich koaxial an die Zerstäubungskammer (r) eine zylindrische Mischkammer (τη) anschließt, die aus einem peripheren Ringspalt (I) mit weiterer Zerstäubungsluft versorgt wird und innenwandig mit zwei im Abstand aufeinanderfolgenden Ringschultern (n 1, η 2) mit stromabwärts verminderten Durchmessern versehen ist

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Mischkammer (m) eine zusätzliche Kammer (o) anschließt, in deren flammenseitiges Ende eine Platte (h) mit einem Kranz von Randöffnungen (^eingesetzt ist.

3. Brenner nach Anspi ch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kammer (o) mit radialem Abstand zur Bildui"; eines Ringkanals (e) zur Zufuhr weiterer Zerstäubungsluft von einem Rohrstück umgeben ist, und daß flammenseitig am Umfang der zusätzlichen Kammer (o) ein in den Ringkanal (e) hineinragender Begrenzungsring (7) vorgesehen ist, der mittels einer zylindrischen Büchse (8) befestigt ist, auf der Drallschaufeln (g) angebracht sind.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück zusammen mit einer konischen Hülse (2) eine Kammer zur Zufuhr weiterer Zerstäubungsluft begrenzt, an deren flammenseitigem Ende eine auswechselbare Büchse (3) zur Bildung eines Ringspaltes (f) angeordnet ist.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück und die konische Hülse (2) an einem im wesentlichen zylindrischen Au cngehäuse (1) sitzen, dessen Umfangswandung mit einem Anschlußstutzen (b) für Zerstäubungsluft versehen ist und dessen Boden (4) mittig von dem Brennstoffzufuhrrohr (6) durchsetzt ist, dessen Vorderes Ende die Zerstäubungskammer (r) trägt.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden (4) des Außengehäuses (1) konzentrisch ein mit einer Lufteinlaßöffnung (j) versehener Zylinder (5) sitzt, der mit dem stromauf liegenden Ende der Mischkammer (τη) verbunden ist.