DE3442148C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber für flüssigen Brennstoff, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs, wie er aus der DE-AS 1 90 810 bekannt ist.

Es ist weiterhin bekannt, auf herkömmliche Zerstäuber für flüssige Brennstoffe vom Typ des Y-Zerstäubers eine Verteilerkappe aufzusetzen, wodurch die üblichen kurzen, intensiven Flammen des Y-Zerstäubers in mehre­ re lange Flammen zerlegt werden. Hierbei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß die NO-Bildung bei langen Flammen gegenüber kurzen Flammen verringert werden kann ("VGB Kraftwerkstechnik" 56, Heft 10, 1976, S. 622-629).

Alle vorstehend beschriebenen Zerstäuber werden so­ wohl auf der Brennstoff (Heizöl)- als auch auf der Zerstäubermediumseite mit hohen Drücken betrieben, die je nach Durchsatz und Arbeitsbereich zwischen 8 und 20 bar bei Vollast liegen. Aufgrund dieser hohen Drücke ergeben sich auch noch im Austrittsquerschnitt relativ hohe Überdrücke, so daß die Entspannung auf Feuerraumdruck explosionsartig direkt hinter dem Mündungsquerschnitt erfolgt. Hierdurch wird eine der Forderungen für NO_x-arme Verbrennung, nämlich ein langer Brennstoffeinzelstrahl mindestens teilweise zunichte gemacht.

Durch die zweistufige Ausführung des Zerstäubers wird aber eine klare Trennung zwischen der Zerstäubungs­ funktion - erste Stufe - und Verteilungsfunktion - zweite Stufe - erreicht. Diese Anordnung ermöglicht es, das Zerstäuben und Verteilen in optimaler Weise zu lösen.

Bei einer Ausführung eines Y-Zerstäubers mit unter­ schiedlich großen Austrittsbohrungen je Düsenhälfte gemäß dem betriebsinternen Stand der Technik der Erfinder wird durch die unterschiedlichen Druckver­ hältnisse im Mischkanal die Zerstäubungsgüte negativ beeinflußt. Hierdurch wird das erzeugte Tropfengrößen­ spektrum zu größeren Tropfen verschoben, die in der Flamme nicht mehr vollständig ausbrennen und die Rußemission erhöhen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gat­ tungsgemäßen Zerstäubers für flüssigen Brennstoff, mit dem die NO_x-Emission weiter vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzei­ chens des Patentanspruchs gelöst.

Der erfindungsgemäße Zerstäuber erfüllt alle bisher bekannen Voraussetzungen für die NO_x-arme Verbren­ nung in idealer Weise. Im Gegensatz zum Y-Zerstäuber mit Verteilerkappe besitzt der erfindungsgemäße Zer­ stäuber drei hintereinander geschaltete Entspannungs­ stufen. Die erste Entspannung findet beim Eintritt in die erste Mischkammer statt, die zweite beim Eintritt in die zweite Mischkammer, die dritte Entspannungsstu­ fe findet am Mündungsquerschnitt der Verteilerkappe statt. Dort herrscht niedrigerer Druck, die Einzel­ strahlen bleiben länger gerichtet. Durch die unter­ schiedliche Ausbildung der Austrittsbohrungen auf der Verteilerkappe wird halbseitig eine brennstoffreiche Verbrennungszone mit reduzierender Atmosphäre gebil­ det.

Der erfindungsgemäße Zerstäuber wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Die Fig. 1 zeigt den Zerstäuber im Längsschnitt: Der Strom des Zerstäubermediums, zugeführt durch das Zentralrohr (1), wird in Teilströme aufgelöst und durch mehrere, um den Umfang ihres Bodens gleichmäßig verteilte, zylindrische Bohrungen (2) in eine erste Mischkammer (3) geführt. Der Brennstoff (Heizöl) wird koaxial zum Zerstäubermedium durch das Mantelrohr (4) zugeführt. Der Brennstoffstrom wird ebenfalls in Teilströme aufgelöst, die über Eintrittsöffnungen (5) mit der Mischkammer (3) verbunden sind. Die Eintritts­ öffnungen für die Brennstoffteilströme münden im rechten Winkel in die erste Mischkammer ein. Die erste Mischkammer wird aus einem Bodenteil und einer Düse (6) gebildet. Die Düsenbohrungen (7) sind gleich­ förmig und regelmäßig in dem Umfang der Düse angeord­ net. Das Gemisch aus Zerstäubermedium und Brennstoff tritt durch die Düsenbohrungen der Düse (6) in eine zweite Mischkammer (8), die durch die Düse (6) und eine aufgesetzte Verteilerkappe (9) gebildet wird. Im Kopf der Verteilerkappe sind halbseitig Austrittsboh­ rungen unterschiedlicher Größe (10, 11) angeordnet, in einer Hälfte kleinere (10), in der anderen Hälfte größere Bohrungen (11).

Das Heizöl und das Zerstäubermedium, das in den Zu­ führrohren (1, 4) z. B. 10 bar hat, entspannt sich über die Bohrungen (2, 5) auf 5 bar in die erste Mischkam­ mer (3), weiter entspannt sich das Gemisch aus Heizöl und Zerstäubermedium über die Düsenbohrungen (7) der Düse (6) auf Drücke in der zweiten Mischkammer von beispielsweise 2,5 bar und durch die Bohrungen (10, 11) in der Verteilerkappe auf Drücke von beispielswei­ se 1,25 bar, also einem Überdruck von etwa 0,25 bar. Verteilerkappe und Düse sind mittels einer Hutmutter (12) am Mantelrohr befestigt.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht aus Richtung A auf die Fig. 1. Man erkennt die regelmäßig um den Umfang angeordneten kreisförmigen Bohrungen (10, 11), die halbseitig einen geringeren Durchmesser aufweisen als in der anderen Hälfte.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Zerstäuber entlang der Linie B-B′.

Claims (1)

1. Zerstäuber für flüssigen Brennstoff mit einer Mischkammer für den Brennstoff und ein Zerstäuberme­ dium, in welcher Strahlen beider Medien unter einem vorgegebenen, vorzugsweise rechten, Winkel aufeinan­ der gelenkt werden, und mit einer Austrittsbohrungen für das Gemisch aufweisenden Verteilerkappe, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkammer (3) über eine Düse (6) mit vorzugsweise gleichen Bohrungen (7) ausströmseitig eine weitere Mischkammer (8) nachge­ schaltet ist, die ihrerseits ausströmseitig von der auf die Düse (6) aufgesetzten Verteilerkappe (9) begrenzt ist, deren eine Hälfte mit großen (11) und deren andere Hälfte mit kleinen Austrittsbohrungen (10) versehen ist.