DE2622415C2 - Vorrichtung zur wahlweisen Verbrennung von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche Vorrichtung ist aus der GBPS 11 22 929 bekannt. Hierbei findet die Zerstäubung und Verdampfung des llüssigen Brennstoffs außerhalb des Brenners statt, nämlich unmittelbar vor dem Brennermund. Nachteilig ist jedoch, daß beim Austreten des » Gemisches aus verstäubtem flüssigem Brennstoff und Gas bzw. Wasserdampf in den Brenner Primärluft nicht in ausreichendem Maße zugeführt wird, um auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen eine vollständige Verbrennung der Brennstoffe zu erreichen. Darüber J5 hinaus besteht bei dieser Vorrichtung die Gefahr des Flammenrückschlags in den Brenner, wenn dieser aufgrund der Erwärmung eine hohe Temperatur aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Vorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß bei der Verbrennung flüssiger Brennstoffe diese vor Eintritt in den Brenner nicht nur vollständig verdampfen, so daß ihre Verbrennungseigenschaften im wesentlichen denjenigen von gasförmigen Brennstoffen entsprechen, *⁵ sondern den verdampften Brennstoff vor Berührung mit Luft zu schützen, um eine vorzeitige Entzündung und möglichen Flammenrückschlag zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs I enthaltenen Merkmale gelöst. ⁵^

Der den Brennstoffstrahl umhüllende zusätzliche Dampfstrahl strömt durch die die zentrale Öffnung umgebende Ringdüsc und saugt aus der Umgebung in ausreichendem Maße Primärluft in die Brennerflamme hinein, schützt jedoch gleichzeitig in Form eines zylindrischen Schirms das Brennstoff/Dampf-Gemisch vor direkter Berührung durch die Luft und damit vor Selbstentzündung, bis eine vollständige Vermischung von Wasserdampf und Brennstoff nach dem Austreten desselben aus dem Brennerrohr stattgefunden hat. w

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicle näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung eines Brennstoffzufuhrsystems für eine Brennerbatterie, bei dem wechselweise Öl oder Gas als Brennstoff zugeführt weiden kann,

F i g. 2 eine Ansicht eines herkömmlichen Brenners für gasförmige Brennstoffe und

F i g. 3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Brenners für gasförmige und flüssige Brennstoffe.

In Fig. 1 sind schematisch die Strömungsleiiiingen und die Steuerelemente eines kombinierten Brennersystems für die Zufuhr und Verbrennung von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen dargestellt Wie ersichtlich, wird ein einzelner oder eine Gruppe von Brennern 24A, 24ß.., 24Wmit gasförmigem oder flüssigem Br ^nnstoff versorgt, der im ersteren Fall durch eine Lieferleitung 10, gemäß dem Pfeil 11, über ein Rückschlagventil 12 und ein Absperrventil 14, die Leitungen 15 und 17 sowie eine Steuer- und Dosiervorrichtung 18 einer Sammelleitung 20 zugeführt wird, die das Gas an die Leitungen 22A22ß..„22/Vabgibt.

Der in Fig.2 dargestellte bekannte Brenner für gasförmige Brennstoffe erhält durch das Rohr 67 in Richtung des Pfeils 66 das Brennstoffgas und erzeugt einen gasförmigen Brennstoffstrahl 68, wenn das Gas aus seiner Öffnung am Ende des Rohrs 67 austritt. Der mit hoher Geschwindigkeit austretende Gasstrahl saugt Luft ein und erzeugt somit einen Luftstrom in Richtung des Pfeils 64, der die Primärluft für die Verbrennung liefert und in den Hochgeschwindigkeitsgasstrom eingeschlossen wird, so daß er sich mit diesem innerhalb des Injektors 62 turbulent vermischt, dann aus dem Brennerrohr austrat und in herkömmlicher Weise gezündet wird. Die Haube 70 ist so ausgebildet, daß sie sich vertikal bewegen läßt, um dadurch die Öffnungszone für den Primärluftzutritt 64 zu verstellen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der in Fi g. 2 gezeigte herkömmliche Brenner in der in F i g. 3 dargestellten Weise modifiziert, so daß nicht nur der zentrale Kanal 76, der durch die Leitung 91 und den Brennstoffaustritt 78 gebildet wird, entsprechend den Pfeilen 72, 73 und 80 mit Gas versorgt wird, sondern dieser Kanal auch einen Ringkanal 86 im Bereich der Leitung 93 aufweist, der die Leitung 91 umgibt und in einer Ringdüse 89 endet, die tiber ein Rohr 82 entsprechend den Pfeilen 84, 88 mit Wasserdampf beliefert wird. Der Brennstoff wird dem Brennerkanal in Form eines Öldampfes zugeführt, der sich mit dem Wasserdampf vermischt, jedoch im allgemeinen nicht die hohe Austrittsgeschwindigkeit aufweist, die für normale gasförmige Brennstoffe kennzeichnend ist. Daher wird Wasserdampf unter geeignetem Druck benötigt, um einen Hochgeschwindigkeitsdampfstrom zu erzeugen, der in Form eines zylindrischen Vorhangs den Öldampfstrom, der durch den Brennstoffaustritt 78 abgegeben wird, umgibt. Dieser Hochgeschwindigkeitsdampfstrom bewirkt das notwendige Ansaugen von Primärluft und dient außerdem dazu, den Öldampfstrom 80 vor Berührung mit der Primärluft 64 zu schützen.

In Fig. 1 ist eine Leitung 32 gezeigt, durch die in Richtung des Pfeils 33 flüssiger Brennstoff zugeführt wird. Ferner ist ein Sperrventil 34 vorhanden, das in Verbindung mit einer Dosiervorrichtung 36 verwendet werden kann. Der flüssige Brennstoff, beispielsweise Öl, fließt dann durch die Leitung 40 einem Zerstäuber 38 herkömmlicher Bauart zu. Wasserdampf strömt durch die Leitung 42 in Richtung des Pfeils 43 und über das Sperrventil 44 und eine Dosiervorrichtung 46 durch die Leitung 48 zu dem Zerstäuber. Dieser Wasserdampf erzeugt die Energie, die zur Zerstäubung bzw. Vernebelung des flüssigen Brennstoffs in kleinste Tröpfchen ei forderlich ist, welche ein großes Oberflächen/Massen-Verhältnis aufweisen. Der Wasserdampf dient gleichzeitig zur Vorwärmung des flüssigen

Brennstoffs bei dessen Durchgang durch die Leitung 50 zum Erhitzer 52, In dem Erhitzer wird dem Gemisch aus Wasserdampf und Brennstofftröpfchen Wärme gemäß dem Pfeil 54 zugeführt. Der Erhitzer kann irgendeiner bekannten gewünschten Konstruktion entsprechen und beispielsweise mit Abwärme oder auch Wasserdampf als Wännevjueäle zur Verdampfung des flüssigen Brennstoffs betrieben werden.

Die Endtemperatur ist hoch genug, um alle Flüssigkeitströpfchen zi' verdampfen. Diese Temperatur kann bei etwa 450° liegen. Die Leitung 55 transportiert somit ein Gemisch aus Wasserdampf und Brennstoff zu einem Rückschlagventil 56 sowie einem Sperrventil 58, von dem aus das Gemisch durch die Leitung 60 zu einem T-Stück 16 gelangt, von wo aus es wahlweise dem Gasstrom zugeführt werden kann und durch die Leitung 17 zur Dosiervorrichtung 18 und den Brennern 24 gelangt.

Jeder Brenner 24 weist, wie in Fig.3 dargestellt, einen zentralen Kanal für Gas allein oder das Gemisch aus verdampften Brennstoff und Wasserdampf auf, das durch die Leitung 95 zum Brennstoffaustritt 78 strömt.

Fig. 1 zeigt eine separate Wasserdampfleitung 26, durch die Dampf gemäß den Pfeilen 27 über ein Ventil 28 jedem Brenner 24 über die Leitung 30 und die Leitungen 82Λ.820.. „ 82/V zuströmt.

Bei dem Verdampfungsprozeß im Erhitzer 52 kann die Temperatur des Brennstoffdampfes über derjenigen liegen, die eine spontane Verbrennung bewirkt, wenn eine Vermischung mit Luft erfolgt. In einem solchen Fall würde sich das Brennstoffgas sofort hinter dem

ίο Brennstoffaustritt 78 selbst entzünden und nicht erst an der Austrittsöffnung des Injektors 62, so daß der Brenner und die übrige Vorrichtung erheblich beschädigt würden, wenn nicht der Wasserdampf Schutz in Form eines zylindrischen Schirms vorhanden wäre, der

•,5 den heißen Brennstoffdampf gegen die Luft 64 isoliert. Demzufolge dient der Wasserdampf sowohl der Zuführung einer ausreichenden Primärluftmenge als auch dem Schütze des Brennstoffdampfes vor direkter Berührung mit der Luft, bis dieser Brennstoffdampf in dem Injektor 62 abwärtsgewandert ist und am Ende des Rohrs durch den Brennstoffaustritt 78 in die Brennerkammer strömt in der die Verbrennung -rtattfindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur wahlweisen Verbrennung von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen, wobei die verschiedenartigen Brennstoffe über ein Umschaltventil einem Brenner zuführbar sind, welcher eine zentrale öffnung für den Brennstoffaustritt aufweist, wobei der austretende Brennstoffstrahl in einem Injektor die Verbrennungsluft ansaugt, wobei die Aufbereitung des flüssigen Brennstoffs über eine to Zerstäubungsvorrichtung mittels Wasserdampf und einem anschließenden Verdampfer erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung flüssiger Brennstoffe über eine Ringdüse (89), die den Brennstoffaustritt (78) des Brenners (24) konzentrisch umgibt, ein den Brennstoffstrahl umhüllender zusätzlicher Dampfstrahl austritt, welcher die Verbrennungsluftansaugung im Injektor (62) unterstützt.

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