DE2933101C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssigen Brennstoff, der aus mehreren gleich ausgebildeten Brenner-Einhei­ ten aufgebaut ist, die jeweils eine zentrale Brennstoffzuführung mit einer Düse und einen die Brennstoffzuführung umgebenden Durchlaß für einen den Brennstoff zerstäubenden Primärluftstrom aufweisen.

Für große industrielle Feuerungsanlagen besteht ein Be­ darf an Brennern für flüssigen Brennstoff, die eine extrem große Kapazität mit einem Brennstoffdurchsatz bis 1000 l pro Stunde oder mehr besitzen. Hierfür reichen Einzelbrenner oft nicht aus, so daß statt dessen mehrere einzelne Brenner so zusammenmontiert werden, daß sie gemeinsam wie ein Großbrenner wirken.

Aus der CH-PS 4 51 380 ist ein gattungsgemäßer Brenner mit mehreren gleich ausgebildeten Brennerköpfen bekannt, die, jeweils von einer Wirbelvorrichtung umgeben, in einem gemeinsamen rohrförmigen Gehäuse unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet sind.

Je höher der Brennstoffdurchsatz ist, umso schlechter läßt sich naturgemäß der Brennstoff zerstäuben, so daß bei dem bekannten Brenner die Neigung besteht, daß sich Brennstofftropfen an den Brennerköpfen absetzen, die an der Verbrennung nicht teil­ nehmen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 24 08 635 bekannt, bei einem Brenner ein aus mehreren Düsen austretendes mageres bzw. reiches Brennstoff-Luft-Gemisch gemeinsam zu verbrennen, um den Stickoxidausstoß zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch bei großem Brennstoffdurchsatz eine gute Zerstäubung bewirkt und bei dem ein Absetzen von Öltropfen auf der brennraumseitigen Oberfläche ver­ mieden wird und eine Beeinflussung des Luftquerschnitts im Be­ reich der Durchlässe ermöglicht ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Düse durch ein konisches Teil verschlossen ist, das eine stromabwärts sich erweiternde, dem Primärluftstrom zuge­ kehrte Konusfläche mit mehreren Brennstoffauslässen aufweist, daß eine Fundamentplatte mit Öffnungen vorgesehen ist, von denen die am Rand liegenden die Durchlässe für den Primärluftstrom je einer Brenner-Einheit bilden, während eine im zentralen Bereich der Fundamentplatte angeordnete Öffnung lediglich dem Durchtritt von Primärluft dient, und daß die Brennstoffzuführungen gegenüber den Durchlässen axial verstellbar sind.

Einerseits wird bei den einzelnen Brenner-Einheiten durch die Anordnung der Brennstoffauslässe an dem konischen Teil eine sehr gute Zerstäubung erreicht, zum anderen trägt die zentra­ le, nicht eine Brenner-Einheit bildende Öffnung, durch die ledig­ lich Primärluft strömt, dazu bei, daß Verwirbelungen vermieden werden und eine vollständige Verbrennung erzielt wird, ohne daß sich Öltropfen auf der Fundamentplatte absetzen. Um eine gute Zerstäubung zu erreichen, genügen ungefähr 10% der theoretisch für die Verbrennung benötigten Luftmenge als Primärluftstrom. Durch die axiale Verstellbarkeit der Brennstoffzuführungen gegen­ über den Durchlässen ist es ferner möglich, in einfacher Weise die Länge und Spreizung der Flamme einzustellen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Maßnahme gemäß Anspruch 3 ist es möglich, die Erzeugung von Stickoxid zu steuern.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1a eine teilweise geschnitten dargestellte Seiten­ ansicht einer Brennstoffzuführung,

Fig. 1b eine Ansicht der Brennstoffzuführung mit den darin vorgesehenen Brennstoffauslässen,

Fig. 2a eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Brenners,

Fig. 2b einen Schnitt entlang der Linie a-a in Fig. 2a,

Fig. 3a eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Brenners,

Fig. 3b einen Querschnitt, der den wesentlichen Teil von Fig. 3a darstellt, und

Fig. 4 eine Schnittansicht des Brenners gemäß Fig. 3a.

In den Fig. 1a, 1b, 2a und 2b ist die erste Ausfüh­ rungsform dargestellt, in der eine Fläche 5 einer Fundamentplat­ te, auf der Brenner-Einheiten u montiert sind, als Ebene ausge­ bildet ist.

Die Fläche 5 der Fundamentplatte besitzt die Form einer kreisförmigen Ebene, in der am Rand eine geradzahlige Anzahl von Öffnungen 6 (im dargestellten Beispiel vier) in symmetrischer Weise angeordnet ist, wobei Brennstoffzuführungen 1 mit Düsen (Fig. 1a) in die Öffnungen 6 unter Bildung von Brenner-Einheiten u einge­ setzt sind. Eine weitere zentrale Öffnung 7 ist frei von Einbau­ ten. Ein Brennstoffrohr 12 dient zusammen mit einem Ringkanal 10 für die Zuführung von Brennstoff zu den Brenner-Einheiten u, während durch eine Leitung 13 die Primärluft zugeführt wird.

Die Brennstoffzuführungen 1 der Brenner-Einheiten u sind jeweils mit einem konischen Teil 2 versehen, das eine stromab­ wärts sich erweiternde, dem Primärluftstrom zugekehrte Konusflä­ che 3 mit mehreren Brennstoffauslässen 4 aufweist.

Wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, können die Brennstoff­ zuführungen 1 in bezug auf die die Öffnungen 6 bildenden Durch­ lässe mittels der Gewinde Sa, Sb axial eingestellt werden, um so die Flammenform zu beeinflussen.

Da die Menge des Brennstoffs, der pro Stunde für die Brenner-Einheiten u gebraucht wird, groß ist, kann der Brenner mit einer Mehrzahl von in der beschriebenen Art kombinierten Brenner-Einheiten u eine Funktion ausführen, als ob er ein extre­ mer Großbrenner wäre. Dabei ist trotz Vorhandensein mehrerer einzelner Brenner-Einheiten u die Bedienung und Steuerung extrem einfach.

Die Primärluft, die durch die zentrale Öffnung 7 ge­ preßt wird, dient dazu, daß vor den Brenner-Einheiten u eine Verwirbelung einer Luft-Brennstoff-Mischung vermieden wird.

Versuche haben gezeigt, daß dann, wenn die Öffnung 7 in dem zentralen Bereich nicht vorgesehen ist, sich Öltropfen auf dem zentralen Teil der Fläche 5 der Fundamentplatte ablagern.

Bei dem dargestellten Brenner sind die Querschnitte der Öffnungen 6 unterschiedlich groß, um der Erzeugung von Stick­ oxiden entgegenzuwirken. Dadurch ist als Doppelverbrennungs-Metho­ de eine Luftüberschuß-Verbrennung und Luftunterschuß-Verbrennung durchführbar. So sind beispielsweise von vier Öffnungen 6, wie sich in Fig. 2a gezeigt sind, zwei einander gegenüberliegende Öffnungen 6 größer als ein Querschnitt, durch den die stöchiome­ trische Menge von Verbrennungsluft passiert, während zwei andere Öffnungen 6 kleiner sind als dieser Querschnitt, wodurch Luft­ überschuß-Verbrennung in der einen Gruppe erzeugt wird, während in der anderen Gruppe Luftunterschuß-Verbrennung erzeugt wird, um die Erzeugung von Stickoxiden steuern zu können.

Nachfolgend wird das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem die Fläche 5′ der Fundamentplatte als Kegelstumpf ausgebildet ist, anhand der Fig. 3a, 3b und 4 erklärt. Hierbei sind die Öff­ nungen 8 zur Aufnahme der Brennstoffzuführungen 1 auf einer konisch geneigten Fläche angeordnet. Eine geradzahlige Anzahl von Öffnungen 11 (vier in Fig. 3a) anstelle einer einzigen zentralen Öffnung, durch die nur Primärluft fließt, befindet sich in dem zentralen Teil 9, um so die Ablagerung von Öltropfen auf der Fläche der Fundamentplatte zu verhindern, wie es auch beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 14 ein Brenn­ stoffrohr, das Bezugszeichen 15 einen Verteiler für das zu den Brenner-Einheiten u geführte Öl, das Bezugszeichen 16 eine Ein­ richtung zum Tragen einer Vorrichtung im Brennstoffzuführungs- System und das Bezugszeichen 17 eine Leitung für Primärluft.

Die Brennstoffzuführungen 1 können in bezug auf die Öffnungen 8 durch die Gewinde Sc und Sd axial eingestellt werden, um so die Flammenlänge einzustellen.

Weiterhin kann bei dieser spezifischen Ausbildung der Winkel R (60° in Fig. 3b) des Kegelstumpfes der Fundamentplatte konstruktiv variiert werden, um dadurch den Spreizwinkel der Flamme einzustellen.

Ebenso ist es möglich, die Erzeugung von Stickoxid in einer ähnlichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel zu steuern.

Claims (3)

1. Brenner für flüssigen Brennstoff, der aus mehreren gleich ausgebildeten Brenner-Einheiten aufgebaut ist, die jeweils eine zentrale Brennstoffzuführung mit einer Düse und einen die Brennstoffzuführung umgebenden Durchlaß für einen den Brennstoff zerstäubenden Primärluftstrom aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse durch ein konisches Teil (2) verschlossen ist, das eine stromabwärts sich erweiternde, dem Primärluftstrom zugekehr­ te Konusfläche (3) mit mehreren Brennstoffauslässen (4) aufweist, daß eine Fundamentplatte mit Öffnungen (6, 7) vorgesehen ist, von denen die am Rand liegenden (6) die Durchlässe für den Primär­ luftstrom je einer Brenner-Einheit (u) bilden, während eine im zentralen Bereich der Fundamentplatte angeordnete Öffnung (7) lediglich dem Durchtritt von Primärluft dient, und daß die Brenn­ stoffzuführungen (1) gegenüber den Durchlässen axial verstellbar sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fundamentplatte eben oder sich stromab erweiternd kegel­ stumpfförmig ausgebildet ist.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftquerschnitt der Durchlässe der Brenner-Einheiten (u) unterschiedlich groß ist.