DE3318862A1 - Brenner fuer fluidum-brennstoff - Google Patents

Brenner fuer fluidum-brennstoff

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DE3318862A1
DE3318862A1 DE19833318862 DE3318862A DE3318862A1 DE 3318862 A1 DE3318862 A1 DE 3318862A1 DE 19833318862 DE19833318862 DE 19833318862 DE 3318862 A DE3318862 A DE 3318862A DE 3318862 A1 DE3318862 A1 DE 3318862A1
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Erich 8480 Weiden Bielefeldt
Erich 8500 Nürnberg Rabe
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441Vaporising devices incorporated with burners
    • F23D11/448Vaporising devices incorporated with burners heated by electrical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/005Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Description

  • Titel: Brenner für Fluidum-Brennstoff
  • Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Brenner für Fluidum-Brennstoff, bei dem eine Einrichtung zum Zusammenbringen von in zerstäubter Form befindlichem Brennstoff und der Luft eines Luftstromes, an diese Einrichtung anschließend eine Mischkammer zur intensiven Vermischung der Brennstoff-Teilchen und der Luft und daran anschließend eine Brennkammer zur Verbrennung der Mischung unter Anwesenheit von Wasser vorgesehen sind. Fluidum-Brennstoff ist wahlweise gasförmiger oder flüssiger Brennstoff. Der Brenner wird z.B. in eine Kesselanlage eingebaut.
  • Der gasförmige Brennstoff ist z.B. Erdgas oder Butan. Als flüssiger Brennstoff lassen sich Heizöl, Kerosin, Benzin, Shweröl gereinigtes Altschmieröl oder Sonnenblumenöl verwenden. Brennkammer und Mischkammer sind Bestandteil des Brenners.
  • Bei einem üblichen Zerstäubungs-Brenner wird in einen Brennraum einer Kesselanlage ein Luftstrom geblasen und in dem Brennraum in den Luftstrom von einer Düse her der flüssige Brennstoff versprüht bzw. zerstäubt, wodurch eine Mischung der Luft und des Brennstoffes erfolgt. Die Mischung verbrennt in dem Brennraum, in der sie auch erzeugt wird, bei einer Verbrennungstemperatur von ca. 850 0C bis zu 12000C. Bei dieser Verbrennung wird der Brennwert des Öles nicht ausreichend gut ausgenutzt, fällt Wasser an, fallen Rückstandsgase, z.B.
  • Schwefel, an und ist ein Kaminsog aus dem Brennraum nötig.
  • Ähnliche Nachteile ergeben sich bei einem bekannten (DE-AS 21 29 077) Brenner der eingangs genannten Art, bei dem der Übergang von der Mischkammer in die Brennkammer offen ist und zur Intensivierung der Vermischung von Brennstoff und Luft nur eine Venturidüse vorgesehen ist.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Ausnutzung des Brennwertes des Brennstoffes durch eine beachtlich erhöhte Verbrennungstemperatur zu verbessern. Die Erfindung sieht, diese Aufgabe lösend, einen Brenner der eingangs genannten Art vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mischkammer und die Brennkammer durch ein Vergaserstück getrennt sind, das auf der Seite der Mischkammer vom Druck der Brennstoff-Luft-Mischung belastet ist, wobei das Vergaserstück über seine Durchtrittsfläche verteil feine längliche Durchlässe durch das Vergaserstück aufweist und so dick ist, daß eine Zündung von der Brennkammer in das und durch das Vergaserstück in die Mischkammer nicht stattfindet.
  • Das Vergaserstück verhindert nicht nur das Durchschlagen des Brennvorganges in die Mischkammer und ermöglicht dennoch den Durchtritt der Mischung in die Brennkammer, sondern bewirkt auch eine Vergasung des Brennstoffes, d.h. eine noch feinere Verteilung der Brennstoffteilchen und eine innige Mischung der feinen Teilchen mit der Luft. Bei dem Durchtritt durch die Durchlässe bzw. Kanäle werden Brennstoff und Luft aufgeheizt und werden die Brennstoffteilchen in einen für die Verbrennung geeigneten Zustand gebracht. Die Verbrennungstemperatur liegt stets über 1500°C. Wenn ein bestimmtes Heizungssystem in ein und derselben Weise einmal mit einem herkömmlichen Brenner und ein anderes Mal mit dem erfindungsgemäßen Brenner betrieben wird, dann lassen sich Einsparungen an Öl bis zu 20 Yo erreichen.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Brenner werden die Brennstoffteilchen möglichst klein aufbereitet, da sie dann inniger mit der Luft zusammenkommen, und wird so eine Flamme mit höherer Temperatur erreicht. Der Brennstoff wird in feiner Form vergast.
  • Es ist zu vermuten, daß in einem erfindungsgemäßen Brenner Wasserstoff aufgespalten wird; diese Ansicht wird dadurch bestärkt daß Verbrennungstemperaturen bis zu 30000C erreicht werden und im -Abgas kein oder nur wenig Wasser ist. Es erfolgt eine rückstandsfreie Verbrennung, d.h. es fällt nur reine Luft an, so daß ein Kaminsog aus der Brennkammer nicht mehr erforderlich ist. Das Vergaserstück, das die Feinvergasung bewirkt, wird durch die Verbrennung erhitzt und in dem Vergaserstück herrscht von der Brennkammer zur Mischkammer ein Temperaturgefälle.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Mischkammern, ein ringförmiges Vergaserstück und eine ringförmig gestaltete Brennkammer konzentrisch angeordnet und strömt die zu vergasende Mischung von der mittigen Mischkammer durch den Vergaserring in die umschließende ringförmige Brennkammer. Wichtig ist in jedem Fall, daß durch das Vergaserstück nicht etwa nur flüssiger Brennstoff sondern die intensive Vermischung von Luft und zerstäubten Brennstoff hindurchtritt.
  • Es ist denkbar, das Vergaserstück aus einem von Natur aus porösen Werkstoff zu fertigen, wobei dann die Durchlässe einen verschlungenen Verlauf haben Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Durchlässe des Vergaserstükkes gerade, künstlich erzeugte Kanäle sind. Es lassen sich so in vereinfachter Weise über die gesamte Fläche des Vergaserstückes gleichförmige Verhältnisse einstellen.
  • Die Durchlässe müssen eine gewisse Länge haben, indem z.B. die Länge um ein vielfaches größer ist als die Dicke, da sonst der Brennvorgang in die Mischkammer durchschlägt, das erwünscht Wärmegefälle nicht vorhanden ist und die Vergasung in den Durchlässen nicht stattfindet. Der Durchmesser der Durchlässe beträgt z.B. von 0,4 bis 2 mm. Die Dicke des Vergaserstückes ist vom Materialdämmwert abhängig und durch die Länge der Durchlässe bedingt und beträgt z.B. mindestens 6 mm. Das Vergaserstück besteht z.B. aus Keramik und sollte Temperaturen bis zu 30000C aushalten. Es wird nicht voll auf die Verb rennungstemperatur aufgeheizt, da es von der Mischkammer her gekühlt ist.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Mischkammer und das Vergaserstück im Querschnitt rund sind.
  • Diese Gestaltung erleichtert es, über den gesamten Querschnitt des Vergaserstückes gleichmäßige Verhältnisse zu erzielen, was die Verbrennung des Brennstoffes verbessert. Auch die Brennkammer ist in der Regel im Querschnitt rund, wodurch die Herstellung des Brenners vereinfacht ist und die Führung des Gasgemisches verbessert ist. Die Brennkammer kann aber auch einen eckigen Querschnitt haben.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wii die Wandung der von dem Vergaserstück begrenzten Brennkammer aus einem Werkstoff besteht, der Temperaturen bis mindestens 30000C aushält. Ein erfindungsgemäßer Brenner kann nämlich so betrieben werden, daß Brenntemperaturen dieser Höhe auftreten.
  • Als Werkstoff werden z.B. Siliziumnitrit oder Quarzverbindungen verwendet. In der Brennkammer wird in der Regel eine Mindesttemperatur von ca. 150000 herrschen. Jedoch sind Temperaturen von 180000 und mehr vorzugsweise mindestens 22000C bevorzugt.
  • Wichtig ist, daß das Vergaserstück einseitig ausreichend heiß ist, da dieses Stück der eigentliche Vergaser für den verdampften oder gasförmigen Brennstoff ist.
  • Der etindungsgemäße Brenner wird in der Regel so betrieben, daß der Druck in der Mischkammer vor dem Vergaserstück bei Betrieb niedriger ist als der Druck in der Brennkammer Der Druck in der Mischkammer beträgt z.B. 6 mbar. Dies ist bemerkenswert, weil die Luft-Brennstoff-Mischung durch das Vergaserstück aus einer Kammer niedrigeren Druckes in eine Kammer höheren Druckes wandert. Es bestehen wohl Zusammenhänge zwischen den erwähnten Druckverhältnissen und der Bewegung bzw.
  • Strömung der Brennstoff-Luft-Mischung im Brenner. Allerdings wird durch die Verbrennung in der Brennkammer auch durch die Durchlässe hindurch eine Sogwirkung in die Mischkammer ausgeübt.
  • Die Brennkammer selbst kann Bestandteil eines Wärmetauschers sein. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn sich an die Brennkammer über ein durchlochtes Wandstück ein Wärmetauscher mit Heizkammer anschließt. Über die Löcher strömt heiße Luft in den Heizraum des Wärmetauschers und die Wärmeenergie der heißen Luft geht durch die Wandung des Heizraumes z.B. auf zirkulierendes Wasser über. Die Trennung von Brennkammer und Heizkammer bedingt eine einfache Bauweise.
  • Obwohl sich mit dem erfindungsgemäßen Brenner völlig neuartige Ofenkonstruktionen verwirklichen lassen, ist es doch besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn der Brenner bei einer üblichen, öl- oder gasbetriebenen, wassererhitzenden Kesselanlage, in deren Ofenraum ragend angewendet ist. können also bei schon vorhandenen Kesselanlagen die bisher vorhandenen Brenner durch erfindungsgemäß ausgebildete Brenner ausgetauscht werden, wobei die erfindungsgemäßen Brenner als rohrartige Gebilde gestaltet sein können.
  • Da beim erfindunsgemäßen Brenner nach der Verbesserung nur schadstoffreie und wasserfreie Luft anfällt, kann er an sich ohne Kamin betrieben werden. Aus der Heizkammer des Wärmetauschers kann diese Luft bzw. das Abgas in die an den Ofen anschließeme Umgebung abgelassen werden. Es ist keine Absaugung, also kein Kaminsog nötig, da das Gas von der Mischkammer her unter Druck durch den Brenner wandert und den Brenner bzw. den Wärmetauscher unter erhöhtem Druck verlassen kann. Der Brenner wird in sogenannten Heizperioden ständig brennen bzw.
  • laufen, d.h. dann wenn er gebraucht wird, wird er hochgedreht bzw. auf hohe Heizleistung gebracht, und dann, wenn er nicht gebraucht wird, wird er gedrosselt bzw. auf niedrige Heizleistung gebracht. Bei niedriger Heizleistung ist der Brennstoffverbrauch weit niedriger als bei üblichen Brennern, da die Heizleistung stufenlos anpaßbar ist und eine Taktschaltung entfällt. Wenn der Brenner angelassen wird, d.h. noch nicht heiß ist bzw. die erwünschte hohe Betriebstemperatur noch nicht hat, kann unvollständige Verbrennung mit Schadstoffen und Wasser in den Abgasen auftreten.
  • Der erfindungsgemäße Brenner wird in der Regel mit üblichem Heizöl betrieben, das Wasser enthält bzw. bei dessen Verbrennung Wasser anfällt. Es istmöglich, Wasser zuzusetzen, das z.B.
  • in den Brennraum eingespritzt wird. Der Betrieb des erfindungsgemäßen Brenners ist abluftseitig bzw. nach der Verbrennung von der Umweltatmosphäre unabhängig und dem Brenner kann auch verdichtete Luft zugeführt werden. Es ist auch denkbar, die Zuluft mit Sauerstoff anzureichern.
  • Es ist denkbar, die Brennstoff-Luft-Mischung ausschließlich gradlinig strömend auf das Vergaserstück treffen zu lassen.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn eine Einrichtung zur Erzeugung einer säulenartigen, sich quer zur Strömungsrichtung um sich selbst drehenden Strömung der Brennstoff-Luft-Mischung, die dem Vergaserstück zuströmt, vorgesehen ist. Diese Ströinungsrotation, bei der sich ein Gasteilchen entlang einer Wendel bewegt, bringt eine Verbesserung der Mischung des Brennstoffes mit der Luft schon vor dem Vergaserstück, verbessert die Vergsung des Brennstoffes und setzt sich auch durch das Vergaserstück in die Brennkammer fort. Die Gase in der Brennkammer strömen also nicht nur vorwärts, sondern rotieren auch quer zur Strömungsrichtung, was die Wirkung des Vergaserstückes unddie Verbrennung im Brennraum verbessert.
  • Wegen der Rotation der Strömung ist der kreisförmige Querschnitt der einzelnen Kammern des Brenners wichtig. Der sich drehende Luft- bzw. Gasstrom läßt sich z.B. erzeugen, indem die zunächst nur geradlinige Strömung in einen Strömungskanalabschnitt gedrückt wird, dessen Wandung schnecken- bzw. wendelartig gestaltet ist, um so die Strömung in Drehung zu versetzen.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn zur Erzeugung der sich drehenden Strömung ein abgewandelter. RadiallüSer vorgesehen ist, der eine die Drehachse umschließende, in Strömungsrichtung gewandte Auslaßöffnung und gegenüber der Auslaßöffnung eine umlaufend gewölbte riörmige Führungswand aufweist. Dies ist eine einfache und doch wirksame Einrichtung zur Erzeugung der sich drehenden Strömung.
  • Besonders zweckmäßig .und vorteilhaft ist es auch, wenn mit Abstand vom Vergaserstück quer zu. dem Strömungskanal der sich drehenden Luftströmung eine Lochplatte angeordnet ist. Da die Strömung rotierend durch die Lochplatte hindurchtritt, werden Brennstoff und Luft inniger miteinander vermischt. Die Lochung ist über die Lochplatte gleichmäßig verteilt und die Löcher gehen in der Regel geradlinig durch die Lochplatte. Der Durchmesser der Löcher der Lochplatte ist in der Reger größer als der Durchmesser der Durchlässe des Vergaserstückes und kleiner als der Durchmesser der Durchbrüche zwischen Brennkammer und Heizkammer.
  • Besonders wichtig für die Erfindung ist, daß die Mischung des zerstäubten bzw. verdampften bzw. gasförmigen Brennstoffes und der Luft des Luftstromes in ein Zusammenbringen von Lut und Brennstoff einerseits und ein nachfolgendes in sich Verquirlen bzw. Feinmischen dieser Vormischung unterteilt ist. Die Ziele und Zwecke der Erfindung werden nämlich um so besser erreicht, je besser, je homogener, je inniger Luft und Brennstoff bei möglichst kleinen Brennstoffteilchen miteinander vermischt sind. Hierzu genügt es nicht, den Brennstoff nur in die Luft hineinzumischen. Vielmehr ist eine gesonderte Einrichtung für eine intensive Durchmischung nötig. Bestandteil dieser gesonderten Einrichtung ist die vorher erwähnte Mischkammer.
  • Es ist möglich, zunächst eine Vormischung von Luft und Brennstoff herzustellen und diese dann in eine Drehung um sich selbst zu versetzen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Einrichtung zur Zufuhr des Brennstoffes der Einrichtung zur Erzeugung der um sich selbst drehenden Strömung nachgeordnet ist. Hierbei wird schon beim Zusammenbringen von Brennstoff und Luft die Verteilung des Brennstoffes in der Luft verbessert.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Mischkammer eine Durchtrittsdüse mit sich in Strömungsrichtung verengendem Querschnitt zugeordnet ist Diese Düse verbessert die Vermischung, homogenisiert die Mischung und erhöht die Strömungsgeschwindigkeit.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Luftströmung in einem Strömungskanal erzeugt und ist in dem Strömungskanal mittig eine Zerstäubungsdüse angeordnet, welche den Brennstoff in Strömungsrichtung in den Luftstrom sprüht. Es ist jedoch schwierig, mit einer Zerstäubungsdüse kleine Brennstoffmengen zu zerstäuben. Es ist auch denkbar, den flüssigen Brennstoff mit einer Ultraschalleinrichtung zu zerstäuben.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Mischkammer ein mit einer Heizeinrichtung versehener Verdampfer für den Brennstoff vorgeordnet ist. Durch Verdampfung lassen sich feinere Brennstoffteichen erzielen und beim Zusammenbringen von Brennstoff-Dampf und Luft erfolgt eine intensivere Vormischung von Brennstoff und Luft.
  • Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn bei dem Verdampfer eine Steuerung einer. Brennstoffzufuhr in einem Behälter vorgesehen ist und in dem Behälter ein aus den Brennstoff ragendes poröses beheiztes Verdanpferstück vorgesehen ist.
  • Dies ist ein einfacher, wirksamer und leicht steuerbarer Verdampfer.
  • Wenn der Verdampfer in der Luftströmung liegt, dann saugt die Luftströmung die erforderliche Menge an Brennstoff-Dampf aus dem Verdampfer. Deshalb wird der Verdampfer im Strömungskanal für die Luft angeordnet. Es genügen Austrittsöffnungen an der Oberseitedes Verdampfers, wenn ein rotierender Luftstrom den Verdampfer umschließend an diesem vorbei streicht.
  • Der erfindungsgemäße Vergaser arbeitet ohne Überdruck. Nach der Dimensionierung der Anteile von Luft und Brennstoff (Grobmischung) erfolgt die Homogenisierung. Die Luft wird so geführt, daß sie sich den Brennstoffdampf selbst holt. Wichtig ist, daß die Luft-Brennstoff-Mischung homogenisiert an dem Vergaserstück anlangt und über dessen Querschnitt mit gleichem Druck auf dieses trifft.
  • In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zwar im Längsschnitt ein Brenner für flüssigen Brennstoff.
  • Der Brenner gemäß Zeichnung ist ein längliches rohrartiges Gebilde, das von hinten bis vorne kreisförmige Außenabmessungen aufweist. Am hinteren Ende des Brenners sitzt ein Elektromotor 1, der über elektrische Leitungen 2 an ein Spannungsnetz angeschlossen ist. Dem Elektromotor 1 ist eine nicht gezeigte elektronische Steuereinrichtung zugeordnet, um den Brenner in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsgrößen optimal zu steuern.
  • Der Elektromotor 1 sitzt am hinteren Ende eines Gehäuseteiles 3, das sich nach vorne hin im Querschnitt konisch verjüngt.
  • Das Gehäuseteil 3 weist am hinteren Ende über den Umfang verteilt Luftzutrittsöffnungen 4 auf.
  • Vor den Luftzutrittsöffnungen 4 ist im Gehäuseteil 3 ein abgeänderter Radiallüfter 5 angeordnet, der vom Elektromotor 1 über eine Welle getrieben wird. Die Luft tritt in den Radiallüfter über einen mittigen bzw. axialen Einlaß ein. Nach vorne hin ist der Lüfter durch eine mit dem Lüfterrad umlaufende WandplaS te abgeschlossen. Am Außenumfang des Radiallüfters ist eine ringförmige Führungswand 6 vorgesehen, die in dem gezeigten Querschnitt gewölbt ist und die radial nach außen getriebene Luft rund um die Mittelachse des Radiallüfters in axiale Richtung nach vorne umlenkt. Aus dem Radiallüfter 5 tritt durch eine ringförmige AuSaßöffnung 7 also eine Luftströmung aus, welche die Gestalt eines dicken Zylindermantels hat, der sich usich selbst dreht. Dieser Zylindermantel wandert in dem sich verjüngenden Gehäuseteil 3 vorwärts, wodurch der von Luftströmung freie, "hohle" Kern im Durchmesser verkleinert wird und die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird.
  • In dem von dem Gehäuseteil 3 gebildeten Strömungskanal ist mittig ein Verdampfer 8 hinter dem Radiallüfter 5 angeordnet.Am vorderen Ende des Verdampfers 8 an dessen Umfang ist ein Auslaß 9 zur Abgabe von Brennstoff-Dampf vorgesehen, der in die Luftströmung eintritt und von dieser mitgenommen wird. Der nun aus einer Mischung von Luft und Brennstoff bestehende Strömungsmantel gelangt an eine Düse 10 mit sich konisch verjüngendem Querschnitt. In dieser Düse 10 wird die Strömung von einem Gebilde in Form eines Zylindermantels zu einem Gebilde in Form einer Säule zusammengedrückt.
  • Der Verdampfer 8 umfaßt einen sich von hinten nach vorne konisch verjüngenden Behälter, dem an der vorderen Stirnwand über einen Einlaß 11 Luft zugeführt wird. Über eine Zuleitung 12 wird dem Behälter flüssiger Brennstoff zugeführt, der den Behälter bis zu einem Pegel 13 füllt. Eine Steuereinrichtung 30 sorgt dafür, daß stets der gleiche Flüssigkeitspegel 13 eingehalten ist, und ist z B. als übliches Schwimmerventil ausgebildet. In dem Behälter sind Verdampferstücke 14 vorgesehen, die als längliche Stäbe ausgebildet sind, von denen nur einer gezeigt ist. Die Verdampferstücke 14 tauchen in den flüssigen Brennstoff ein und ragen aus diesem heraus. Sie sind porös bzw. mit einer Kapillarstruktur versehen, so daß der flüssige Brennstoff an dem herausragenden Bereich der Verdampferstücke aus diesen in Form von Dampf austritt. Dies wird gefördert durch eine elektrische Heizwendel 15, die jedes Verdampferstück durchsetzt und über elektrische Leitungen 16 an das Spannungsnetz anschließbar ist.
  • Die Düse 10 gehört bereits zu einer Mischkammer 17, in der vor der Düse im SbMmungskanal eine Lochplatte 18 angeordnet ist.
  • Es schließt sich hier an das konische Gehäuseteil 3 ein zylindrisches Gehäuseteil 19 an, das die Lochplatte 18 aufnimmt. Die se weist Löcher 20 auf und wird von der rotierenden Mischungs- Strömungs-Säule passiert, die dann auf eine Vergaserplatte 21 trifft. Das Gehäuse des Verdampfers 8 trägt an der vorderen Stirnseite mittig eine Zündspule 22, die Zündelektroden 23 aufweist, die sich mittig nach vorne durch die Vergaserplatte 21 hindurch erstrecken. Die Zündspule 22 ist über elektrische Leitungen 24 an das Spannungsnetz angeschlossen. Durch diese Anordnung sind die Hochspannung führenden Teile nach außen hin gut isoliert.
  • Die Vergaserplatte 21 ist dicker als die Lochplatte 18 und weist feine Durchlässe 25 auf. Sie begrenzt nach hinten hin eine Brennkammer 26, die im Querschnitt rund ist und deren Wandung von wärmeisolierendem Werkstoff gebildet ist und ein Gehäuseteil des Brenners darstellt. Die Brennkammer 26 ist nach vorne hin von einem durchlochten Stirnwandstück 27 begrenzt, an das sich ein Heizraum einesWärmetauschers 28 anschließt.
  • Der Heizraum des Wärmetauschers weist nur an der Stirnseite eine Auslaßöffnung 29 auf.
  • In der Brennkammer sind nicht gezeigte Überwachungseinrichtungen vorgesehen, die den Brennvorgng bzw. dessen Vorhandensein überwachen. Dieser Einrichtungen sind an die besonders hohen Temperaturen des vorliegenden Brenners angepaßt, indem sie z.B.
  • auf Ionisationsmessung oder auf Druckmessung in der Brennkammer ausgerichtet sind.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das Vergaserstück mit den gleichmäßig verteilten Durchlässen im wesentlichen über die gesamte Fläche einer eine Dimension der Brennkammer bildenden Wandung, Damit ist gemeint, daß sich die Vergaserplatte über den gesamten Querschnitt der zylindrischen Brennkammer erstreckt oder sich über den gesamten Innenmantel einer ringförmigen Brennkammer erstreckt. Hierdurch wird die Mischung dem gesamten Innenraum der Brennkammer gleichmäßig verteilt zugeführt, was Turbulenzfreiheit und erhöhte Brenntemperatur ergibt.
  • Bei dem hier zur Rede stehenden Brenner ist die Brennkammer relativ klein, d.h. in der Größenordnung so groß wie die Mischkammer. Die zu verbrennende Mischung wird also in der Brennkammer zusammengehalten und kann nicht vor dem Verbrennen expandieren, was ebenfalls zum Erreichen hoher Temperaturen beiträgt. Der Brennkammer wird die Mischung zum Verbrennen fertig gemischt zugeführt und in der Brennkammer wird nicht; beigemischt. Die Brennkammer kann z.B, auch eine kugelige, halb kugelige oder parabolische Form aufweisen.
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Claims (17)

  1. Patentansprüche Ai /Brenner für Fluidum-Brennstoff, bei dem eine Einrichtung zum Zusammenbringen von in zerstäubter Form befindlichem Brennstoff und der Luft eines Luftstromes, an diese Einrichtung anschließend eine Mischkammer zur intensiven Vermischung der Brennstoff-Teilchen und der Luft und daran anschließend eine Brennkammer zur Verbrennung der Mischung unter Anwesenheit von Wasser vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (17) und die Brennkammer (26) durch ein Vergaserstück (21) getrennt sind, das auf der Seite der Mischkammer vom Druck der Brennstoff-Luft-Mischung belastet ist, wobei das Vergaserstück über seine Durchtrittsfläche verteilt feine längliche Durchlässe (25) durch das Vergaserstück aufweist und so dick ist, daß eine Zündung von der Brennkammer in das und durch das Vergaserstück hindurch in die Mischkammer nicht stattfindet.
  2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (25) des Vergaserstückes (21) gerade, künstlich erzeugte Kanäle sind.
  3. 3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (17) und das Vergaserstück (21) im Querschnitt rund sind.
  4. 4. Brenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der von dem Vergaserstück (21) begrenzten Brennkammer (26) aus einem Werkstoff besteht, der Temperaturen bis mindestens 30000C aushält.
  5. 5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Mischkammer (17) vor dem Vergaserstück (21) bei Betrieb niedriger ist als der Druck in der Brennkammer (26).
  6. 6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Brennkammer (26) über ein durchlochtes Wandstück (27) ein Wärmetauscher (28) mit Heizkammer anschließt.
  7. 7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er bei einer üblichen Kesselanlage (anstelle des bisherigen Zerstäubungsbrenners) angewendet ist.
  8. 8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (s,io) zur Erzeugung einer säulenartigen, sich quer zur Strömungsrichtung um sich selbst drehenden Strömung der Brennstoff-Luft-Mischung, die dem Vergaserstück (21) zuströmt, vorgesehen ist.
  9. 9. Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der sich drehenden Strömung ein abgewandelter Radiallüfter (5) vorgesehen ist, der eine die Drehachse umschließende, in Strömungsrichtung gewandte Auslaßöffnung (7) und gegenüber der Auslaßöffnung eine umlaufend gewölbte ringförmige Führungswand (6) aufweist.
  10. 10. Brenner nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand vor dem Vergaserstück (21) quer zu dem Strömungskanal der sich drehenden Luftströmung eine Lochplatte (t8) angeordnet ist.
  11. 11. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (8) zur Zufuhr des Brennstoffes der Einrichtung (5) zur Erzeugung der sich um sich selbst drehenden Strömung nachgeordnet ist.
  12. 12. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkammer (17) eine Durchtrittsdüse (10) mit sich in Strömungsrichtung verengendem Querschnitt zugeordnet ist.
  13. 13. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Mischkammer (17) ein mit einer Heizeinrichtung-(15) versehener Verdampfer (8) für den Brennstoff vorgesehen ist.
  14. 14. Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verdampfer (8) eine Steuerung (30) einer Brennstoffzufuhr (12) in einen Behälter vorgesehen ist und in dem Behälter ein aus dem Brennstoff ragendes pröses beheiztes (15) Verdampferstück (14) vorgesehen ist.
  15. 15. Brenner nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (15) oberhalb des Brennstoff-Pegels (13) angeordnet ist.
  16. 16. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Brennkammer (26) mittig eine Zündspule (22) angeordnet ist, deren Elektroden (23) durch die Brennkammer und das Vergaserstück (21) mittig verlaufen.
  17. 17. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Vergaserstück (21) mit den gleichmäßig verteilten Durchlässen (25) im wesentlichen über die gesamte Fläche einer eine Dimension der Brennkammer (26) bildenden Wandung erstreckt.
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