DE2649670C2

DE2649670C2 - Brenner für flüssige Brennstoffe, insbesondere Öle

Info

Publication number: DE2649670C2
Application number: DE2649670A
Authority: DE
Inventors: Gerrit 7106 Neuenstadt Lammers; German Dipl.-Ing. 7107 Bad Friedrichshall Munding
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1984-01-19
Also published as: SE425931B; DE2649670A1; AT354594B; ATA767877A; SE7711991L; CH624461A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige Brennstoffe, insbesondere Öle, bei welchem eine Düse zur Brennstoffzerstäubung einem Ringhalsejektor zum Ansaugen eines Gemisches aus rezirkulierenden Verbrennungsgasen und zerstäubtem Brennstoff in den Flammenkern mittels Verbrennungsluft achsgleich vorgeordnet ist.

Bei ölbetriebenen Heizungen, insbesondere solchen, die beispielsweise bei solarbeheizten Wohnanlagen als Zusatzheizungen anzutreffen sind, besteht vielfach Bedarf an Brennern für Massendurchsätze in der Größenordnung von 1 kg/h und darunter.

Wo derartig kleine Durchsatzleistungen gefordert sind, wird bis heute Brennern, die nach dem Verdampfungsprinzip oder dem nur für niedrigviskose Heizöle in Eetracht kommenden Prinzip der Ultraschallzerstäubung arbeiten, gegenüber den u. a. aus den deutschen Offenlegungsschriften 2144 805, 22 08 574 und 23 06 342 bekannten Brennern eingangs genannter Gattung, die nach dem Druckzerstäuberprinzip arbeiten, der Vorzug gegeben.

Der Grund hierfür ist in erster Linie darin zu suchen, daß es an kostengünstigen Zerstäuberdüsen mangelt, die in der Lage sind, bei Massendurchsätzen der genannten Größenordnung noch gut zu funktionieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen für kleine Massendurchsätze von beispielsweise weniger als 1 kg/h hervorragend geeigneten Brenner eingangs genannter Gattung zu entwickeln, der Forderungen nach einer Regelbarkeit der Durchsatzleistung in weiten Grenzen, einer Dauerbetriebsmöglichkeit, einer Verwendbarkeit von Heizölen unterschiedlieher Viskosität, einem hohen Ausbrenngrad, einer geringen Schadstoffemission, einem geringen Energiebedarf, einem niedrigen Geräuschpegel, einer hohen

40

45 Betriebssicherheit bei geringem Wartungsaufwand und einer Anbaumöglichkeit an bereits vorhandene Heizungsanlagen gerecht zu werden vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse zur Fmulsionszerstäubung eine in Längsrichtung sich erstreckende und quer hierzu schwingungsfähige Zunge zum wechselweisen öffnen und Schließen einer zu einer Zungenseite führenden Leitung für flüssigen Brennstoff geringen Druckes und einer zur gegenüberliegenden Zungenseite führenden Leitung für Wasser geringen Druckes aufweist.

Die erfindungsgemäß ergriffenen Maßnahmen lassen sich ohne großen Aufwand verwirklichen. Geschieht dies, ist das Ergebnis ein für kleine Massendurchsätze der genannten Größenordnung hervorragend geeigneter Brenner. Diese Eignung beruht auf der speziellen Ausbildung der Zerstäuberdüse. Daraus resultieren auch die Vorteile einer unaufwendigen Steuerbarkeit der Brennerleistung in weiten Grenzen, einer Dauerbetriebsmöglichkeit bei. hoher Betriebssicherheit und ^niedrigem Wartungsaufwand, einer Verwendbarkeit /von Heizölen unterschiedlicher Viskosität, eines hohen i Ausbrenngrades, einer geringen Schadstoffemission, eines niedrigen Geräuschpegels, eines geringen Lei-■stungsbedarfs und einer Anbaumöglichkeit an vorhandene Heizungsanlagen. Zur erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse, mit welcher das Problem der Aufbereitung kleinster Brennstoffmengen auf einfache Weise überwunden wird, ist erläuternd folgendes zu bemerken: Bei 'ihr ist von tiner Druckzerstäubung des Brennstoffs und Wassers abgesehen worden. Brennstoff und Wasser werden vielmehr — wie bereits an anderer Stelle ausgeführt — mit nur geringem Überdruck der Düse zugeleitet Diese ist es dann, die mit Hilfe des Wassers die Zerstäubungsenergie erzeugt. Letzteres versetzt beim Einströmen ins Düseninnere die darin befindliche Zunge in Schwingungen. Auf die schwingende Zunge wird von der gegenüberliegenden Seite her der Brennstoff geleitet. Hier geschieht dessen Auflösung in Tropfen, welche mit Hilfe der kinetischen Energie des Wassers die Düse verlassen. Wie bereits erwähnt, schließt die schwingende Zunge intermittierend die Zufuhrleitungen für Wasser und Brennstoff. Auf diese Weise wird dem Bestreben Rechnung getragen, die Wassermenge möglichst klein zu halten. Aus demselben Grund empfiehlt sich auch die in Ausgestaltung der Erfindung mit einer an der Zunge fixierten Klappe verschließbare Wasserleitung zungenseitig als Kapillarrohr auszubilden. Der Austrittsquerschnitt der Brennstoffleitung ist dagegen relativ groß bemessen, was die Gefahr einer Verstopfung ausschließt.

Gemäß einem ausgestalteten Erfindungsmerkmal ist die Wasserleitung auf ihrem Weg zur Zerstäuberdüse in einer Schlange um den Brennkammermantel geführt Dadurch erfährt das Wasser eine Erv/ärmung auf beispielsweise 80⁰C, was sich beschleunigend auf die Brennstoffanfbereitung auswirkt und den V/eg für eine Verwendung von Heizöl hoher Viskosität öffnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt in Form einer Prinzipskizze einen Brenner 1 vom Typ eines Emulsionszerstäubers. Dieser weist in einem Gehäuse 2 mit einem düsenförmig, erweiterten hinteren Endabschnitt 3 eine von einem Mantel 4 und einer vorderen Stirnwand 5 begrenzte Brennkammer 6 und auf der Außenseite des Brennkammermantels einen Luftkanal 7 auf. Im

10

vorderen Bereich der Brennkammer 6 ist unter Belastung eines radiak-n Abslandes 8 zum Kammermantel 4 und eines axialen Abstands 9 zur Kanimerstirnwand 5 ein Flammenhalter iO zum Erzeugen einer Re/.irkulation Π heißer Verbrennungsgase konzentrisch angeordnet. Besagter Flammeniialter ¹O v/eist eine Ausbildung als Ringhalsejektor zum Ansaugen eines Gemisches aus rezirkulierenden Verbrennungsgasen und emulsionszerstäubtem Brennstoff aus einer Zerstäuberdüse 13 in den durch Pfeile 12 gekennzeichneten Flammenkern auf, wobei als Treibmittel Verbrennungsluft aus dem Luftkanal 7 auf der Außenseite des Brennkammermantels dient. Die Verbreanungsluft nimmt dabei ihren Weg in Pfeilrichtung 14 über Öffnungen 15'im Brennkammermantel 4 zu Lufteinlässen 16 auf der Außenseite des Ringhalsejektors 10 und von dort in Pfeilrichtung 17 zur Ringdüse 18 auf der Innsenseite des Ringhalsejektors 10, der mittels Rippen 19 am Brennkammermantel 4 fixiert ist.

Die Zerstäuberdüse 13 ist dem Ringhalsejektor 10 achsgleich vorgeordnet Sie weist eine in Langspchsrichtung sich erstreckende und quer hierzu schwingurigs'fahige Zunge 20 zum wechselweisen öffnen und Schließen einer zu einer Zungenseite 21 fuhrenden Leitung 23 für ,. flüssigen Brennstoff geringenden Druckes und einer zur gegenüberliegenden Zurigenseite 22 führenden Leitung 24 für Wasser geringen·Druckes auf. Die Wasserleitung ' 24 ist zur Erwärmung des Wassers auf ihrem Weg zur

Düse 13 in einer Schlange 25 um den BrennKammermantel 4 geführt. Zungenseitig weist sie stromabwärts einer Drossel 26 eine Ausbildung als Kapillarrohr 27 auf. Zum in'ermittiei enden Verschließen desselben durch die schwingende Zunge 20 ist an letzterer eine Klappe 28 fixiert.

Für die Versorgung des Luftkanals 7 auf der Außenseite des Brennkammermantels 4 mit Frischluft ist ein Radialgebläse 29 steuerbarer Drehzahl verantwortlich, das über eine Weile 30 mit einem Elektromotor 31 in Antriebsverbindung steht. Auf derselben Welle sitzt auch eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Brennstoffpumpe. Brennstoffpumpe, Radialgebläse 29 und Motor 31 sind dabei ebenso wie die Brennkammer 6 im Gehäuse 2 untergebracht, und zwar auf der der Brennkammer 6 abgewandten Seite der Zerstäuberdüse 13. Zum Luftkanal 7 ist schließlich noch zu bemerken, daß er stromabwärts der Mantelöffnungen 15 für die Primärluftzufuhr zum Ringhalsejektor 10 eine verstellbare Drosseleinrichtung 32 für Sekundärluft und in Höhe des.ßrennkammeraustritts Drallschaufeln 33 aufweist. Letztere sind-am Gehäuse 2 fixiert und sorgen dafür, daß der Sekundarlu'ftstrom einen Weg in Pfeilrichtung 34 nimmt.

Die Zündung erfolgt mittels einer elektrischen jHochspannungsfunkenstrecke. Die dazu erforderlichen "*Zündeiektroden sind mit 35 und 36 bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt-Zeichnungen

Claims

Pale tansprüche: IU

1. Brenner für flüssig«; Brennstoffe, insbesondere öle, bei welchem eine Düse zur Brennstoffzerstilubung einem Ringhalsejektor zum Ansaugen eines Gemisches aus rezirkulierenden Verbrennungsgasen und zerstäubtem Brennstoff in den Flammenkern mittels Verbrennungsluft achsgleich vorgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (13) zur Emulsionszerstäubung eine in Längsachsrichtung sich erstreckende und quer hierzu schwingungsfähige Zunge (20) zum wechselweisen öffnen und Schließen einer zu einer Zungenseite (21) 'führenden Leitung (23) für flüssigen Brennstoff geringen Druckes und einer zur gegenüberliegenden Zungenseite (22) führenden Leitung (24) für Wasser geringen Druckes aufweist.

2. Brenner nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß an der Zunge (20) auf der Seite (22) der Wasserleitung (24) eine Klappe (28) zum Verschlie-Ben der letzteren befestigt ist.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserleitung (24) im zungenseitigen Endbereich eine Ausbildung als Kapillarrohr (27) aufweist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserleitung (24) auf ihrem Weg zur Düse (13) in einer Schlange (25) um den Brennkammermantel (4) geführt ist

30