DE2810682C2

DE2810682C2 - Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoffen

Info

Publication number: DE2810682C2
Application number: DE2810682A
Authority: DE
Inventors: Per Vällingby Löfström
Original assignee: AGA AB
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-11
Publication date: 1986-08-07
Also published as: GB1549977A; SE413935B; SE7703089L; FR2384205A1; US4421273A; DE2810682A1; FR2384205B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der AT-PS 2 61 087 bekannt. Bei dieser tritt flüssiger Brennstoff über eine Wirbelkammer und eine Sprühvorrichtung fein verteilt in Form eines Konus aus. Beim Austritt des flüssigen Brennstoffs aus der Austrittsöffnung der Sprühvorrichtung wird über seitliche Schlitze Außenluft an die äußere Oberfläche des Konus angesaugt. Dadurch ergibt sich eine nicht immer befriedigende Verbrennung des Brennstoffes zur Erzielung einer gewünschten Flammentemperatur.

Aus der DE-OS 23 00 217 ist es an einer Einspritzvorrichtung für Hochöfen bekannt, einen sich an der Innenwandung einer Kammer bewegenden flüssigen Brennstoffstrom mit Hilfe eines Druckgases zu beschleunigen und am Kammerauslaß durch von außen zugeführtes Zerstäubungsgas zu zerstäuben. Das Druckgas kann ein oxidierendes Gas, wie Luft oder Sauerstoff, oder auch ein Brenngas sein. Das Zerstäubungsgas kann ebenfalls ein derartiges Gas sein. Mit Hilfe des Druckgases soll erreicht werden, daß man flüssige Brennstoffe vollständig zu sehr kleinen Partikeln mit relativ niedrigem Druck zerstäuben und dem Brennstoffstrahl am Ausgang der Einspritzvorrichtung einen großen kegelförmigen Öffnungswinkel geben kann, um eine großflächige und kurze Flamme sicherzustellen und eine vollständige Verbrennung ohne unverbrannte Rückstände zu ermöglichen. Das Zerstäuben des flüssigen Brennstoffes und Vermischen mit dem Druckgas bzw. Zerstäubungsgas bereitet hierbei Schwierigkeiten, da der Mischvorgang erst außerhalb der Einspritzvorrichtung stattfindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß bei der Verbrennung des Brennstoffes unter Erzielung hoher Flammentemperatur hohe thermische Beanspruchungen der Vorrichtungsteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise wird nämlich eine Flammenbildung erreicht, bei welcher die Verbrennungsprozesse in dem zentralen Teil des Konus mit sehr hoher Temperatur ίο ablaufen, während die Verbrennungsprozesse, die an der äußeren Oberfläche des Konus erfolgen, unter niedrigeren Temperaturen vor sich gehen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 3 bis 4 wird bei Lösung der gestellten Aufgabe eine störungsfreie Konusbildung begünstigt.

An Hand der Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Verbrennungsvorrichtung, und

F i g. 2 einen Schnitt durch die Turbulenzkammer in der Verbrennungsvorrichtung.
Die Verbrennungsvorrichtung enthält ein Gehäuse 1, in welchem ein Durchlaß 2 für Brennstoff oder Brennstoffemulsion angeordnet ist Vor der Zuführung des Brennstoffes zu dem Durchlaß 2 kann dieser mit Luft oder Dampf mittels Injektor 3 vermischt werden. Wenn der Brennstoff beispielsweise mittels Luft atomisiert,

d. h. fein verteilt zerstäubt wird, gelangt der Brennstoff durch einen Durchlaß 4 zu dem Injektor 3 und die entsprechende Luft durch einen Durchlaß 5 oder umgekehrt. Der Durchlaß 2 für die Mischung öffnet sich in eine Verteilungskammer 6, welche in einem Auslaß des vorderen Abschnittes des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Verteilungskammer 6 steht mit einer Turbulenzkammer 11 über Durchlässe 10 in Verbindung. Die Durchlässe 10 stehen mit der Turbulenzkammer 11 so in Verbindung, daß die Mischung in Rotation versetzt wird. Die Verteilungskammer 6, die Durchlässe 10 und die Turbulenzkammer 11 sind durch das Gehäuse 1 und Einsatzteile 8 und 9 ausgebildet. An dem offenen Ende der Turbulenzkammer 11 liegt eine Drosselplatte 13, welche mit einer öffnung mit nach außen weisender abgeschrägter Kante 14 versehen ist. Ein weiterer Durchlaß 7 für die Zufuhr von Sauerstoffgas ist auf der Achse des Gehäuses 1 angeordnet. Der Durchlaß 7 mündet in einen als Einsatzröhre ausgebildeten Durchlaß 12 im vorderen Abschnitt der Verbrennungsvorrichtung. Der Durchlaß 12 ist dabei in dem Einsatzteil 9 gehalten und von der Turbulenzkammer 11 und der Drosselplatte 13 umgeben. Ein Ringspalt 15 ist zwischen dem Durchlaß 12 und der Drosselplatte 13 freigehalten. Nach der Darstellung reicht das vordere Ende des Durchlasses 12 gerade etwa bis zur Mitte der mit schräger Kante 14 versehenen öffnung der Drosselplatte 13. Wenn der Brennstoff beispielsweise öl ist, kann er wie zuvor erwähnt, über den Durchlaß 4 zugeführt und mit Luft oder Dampf über den Durchlaß 5 mittels des Injektors 3 vermischt werden. Die Brennstoffmischung gelangt dann unter Rotation durch den Ringspalt 15 zwischen der Drosselplatte 13 und dem Durchlaß 12.

Auf diese Weise erhält die ausströmende Brennstoffmischung eine im wesentlichen konische Gestalt, wobei der Scheitelpunkt des Konus in der Austrittsöffnung der Sprühvorrichtung liegt. Sauerstoffgas wird durch den Durchlaß 12 in den Konus eingeführt. Das Sauerstoff gas gelangt dadurch zentral in den Konus. Verbrennungsluft

wird an die äußere Oberfläche des Konus geführt, wobei die Verbrennungsluft mit Sauerstoff angereichert sein kann.

Dadurch, daß bei dieser Verbrennungsvorrichtung die Verbrennungsprozesse, die unter hohen Temperaturen stattfinden, in den axialen inneren Teil der Flamme verlagert sind, während die äußeren Teile der Flamme bei normalen Temperaturen gehalten werden, werden extreme thermische Beanspruchungen der die Sprühvorrichtung umgebenden Vorrichtungsteile auch dann vermieden, wenn Verbrennungsluft mit Sauerstoffgas angereichtert wird. Die beschriebene Vorrichtung eignet sich daher ausgezeichnet für Brenner für Hochtemperaturzwecke.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verbrennen flüssiger, gasförmiger oder pulverförmiger Brennstoffe mit einer Turbulenzkammer (11) für den Brennstoff und einer eine Austrittsöffnung aufweisenden Sprühvorrichtung (13, 14, 15) zur Abgabe des Brennstoffs fein verteilt im wesentlichen in Form eines Konus, dessen Scheitelpunkt innerhalb der Austrittsöffnung der Sprühvorrichtung (13,14,15) liegt und dessen äußerer Oberfläche Verbrennungsluft zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchlaß (7, 12) für gasförmigen Sauerstoff vorgesehen ist, der diesen zentral in den Brennstoffkonus führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü der Durchlaß (7,12) für Sauerstoff von der Turbulenzkammer (11) und einer an deren stromabwärtigen Ende angeordneten Drosselplatte (13) umgeben ist und die öffnung der Drosselplate (13) eine nach außen weisende schräge Kante (14) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (7,12) für Sauerstoff einen Ringspalt (15) zur Drosselplatte (13) freihält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Durchlasses (7,12) für Sauerstoff gerade etwa bis zur Mitte der mit schräger Kante (14) versehenen öffnung der Drosselplatte (13) reicht.