DE4010360A1 - Diffusor mit integrierter zuendeinrichtung und drallscheibe - Google Patents

Diffusor mit integrierter zuendeinrichtung und drallscheibe

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DE4010360A1
DE4010360A1 DE19904010360 DE4010360A DE4010360A1 DE 4010360 A1 DE4010360 A1 DE 4010360A1 DE 19904010360 DE19904010360 DE 19904010360 DE 4010360 A DE4010360 A DE 4010360A DE 4010360 A1 DE4010360 A1 DE 4010360A1
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Germany
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burner
diffuser
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combustion
combustion chamber
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Peter Erat
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DOERR SIEGFRIED 3587 BORKEN DE
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DOERR SIEGFRIED 3587 BORKEN DE
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11402—Airflow diaphragms at burner nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11403—Flame surrounding tubes in front of burner nozzle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optimalen Verbrennung von Öl sowie die weitestgehende Vermeidung von Schadstoffen bei der Verbrennung dieses fossilen Brennstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischeinrichtung mit integrierter Drallscheibe (3) oder Stauscheibe, oder Drallkörper sowie integrierter Zündeinrichtung (4) für Kompressorbrenner oder Druckzerstäuber Anwendung findet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur wesentlichen Verbesserung des Brennerstarts und eine enorme Reduktion von Schadstoffen (NO-CO-HC) für einen mit flüssigen Brennstoffen betriebenen Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Diffusors (2) mit einer Drallscheibe (3), das Öl-Luftgemisch nahezu vergast und im gesamten Umfang verwirbelt wird. Die Anordnung der Zündelektroden (4) ergeben ein optimales Zünden im günstigsten Brennkammerbereich (1). Gleichzeitig wird über die Rezirkulationsbohrungen (5) Gase und Dämpfe zurückgeführt und mit den bereits erzeugten Gasen wieder gemischt und der Verbrennung nochmals zugeführt.
Die Mischereinrichtung aus Positionen (1-11) kann in jede Brennkammer (1) oder Brennrohr (1) eingebaut werden und eine genaue Zentrierung der Düse (8) bzw. des Düsenstocks (10) ist somit gewährleistet.
Durch die im Diffusorteil (2) eingebauten Zündelektroden (4) ist ein Zünden in der Brennkammer (1) im günstigsten Zündbereich möglich.
Die Drallscheibe (3) oder Stauscheibe, Lochscheibe oder Drallkörper werden kurz nach der Düse (8) angebracht, bevorzugt 1-6 CU, somit erreicht man eine gute Verwirbelung der Verbrennungsluft, d. h. die Mischung von Sekundärluft, die im Ölnebel durch den Kompressordruck erreicht wird, kann somit primär durch die Drallscheibe (3) mit Gebläseluft angereichert werden.
Die Drallscheibe (3), Stauscheibe, Drallkörper oder Schlitzscheibe ermöglicht eine sehr hohe Pressung, dadurch wird die Luft in eine besonders optimale Form gebracht. Durch diese Drallung wird eine wesentlich bessere Verbindung mit dem Ölnebel-Luftgemisch erreicht. Die Primärluft kann dadurch auch eine sehr hohe Geschwindigkeit haben. Durch die Drallung des Öl-Luftgemisches bleibt die Verbrennung sehr stabil und bekommt dadurch einen optimalen Ausbrand.
Diffusoren (2) ohne die hier aufgeführten wesentlichen Verbesserungen sind bekannt und im Handel erhältlich. Sie sollen ein Öl-Luftgemisch ermöglichen und ein Abreisen der Flamme verhindern, bei höheren Öldrucksätzen wird in der Realität keine merkbare Verbesserung erzielt. NO-CO-HC-Werte stark erhöht.
Ferner sind Druckluftbrenner bekannt, die über ein Rezirkulationssystem verfügen, diese zeigen jedoch die angeführten Vorteile des erfindungsgemäßen Einsatzes (1-11) nicht oder nur in geringem Ausmaß. (schlechtes Startverhalten, erhöhte HC-CO-NO-Werte.)
Im Gegensatz hierzu erhält man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung folgende gravierende Verbesserungen:
  • 1. Ein pulsationsfreier Start, die Startamplitude ist innerhalb von 0,2 Sekunden abgebaut und die Verbrennung geht gleich in eine stabile Flamme über.
  • 2. In der Startphase entsteht kein Ruß mehr, Rußzahl 0.
  • 3. Der HC-Anteil ist kleiner als 1.
  • 4. Der Brenner kann bei hohem Zug oder Vakuum, auch bei kleinen Ölmengen, 6 kW sowie 50 kW und mehr gestartet werden. Bei Überdruck in der Brennkammer ist ein sehr guter Start genauso gewährleistet wie auch beim Einsatz größerer Ölmengen.
  • 5. Durch die gute Luftanreicherung des Öl-Luftgemisches liegt der CO-Anteil in der Regel bei 0-10 ppm, der HC-Anteil ist kleiner als 1.
  • 6. Durch die stabile Flamme kann die in der Brennkammer (1) durch Bohrungen (5) ermöglichte Rezirkulation von Abgasen äußerst gut erfolgen. Der Rezirkulationspunkt kann durch Kantenbruch (7) mit bestimmten Winkeln beeinflußt werden, durch das Anbringen der Bohrungen (5) im Brennrohr (1) sowie einer Brennkammer (1) nach vorne oder nach hinten verändert werden.
    Die Diffusorplatte (3), Diffusor (2) kann ein Drehteil, Preßteil, Stanzteil oder Gußteil sein und kann durch maßliche Veränderungen in jede Brennkammer (1) oder Brenner nachträglich eingebaut werden.
    Geeignete Materialien sind feuerfeste Metalle wie beispielsweise V 4 A Nr. 1.45.71 oder 1.45.41 oder Keramik. Wegen der sauren Agenzien, sollte es auf jeden Fall korrosionsfest sein.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur optimalen Verbrennung von Öl und die weitgehendste Vermeidung von Schadstoffen bei der Verbrennung dieses fossilen Brennstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Brennerrohr (1) oder Brennkammerrohr (1) ein Diffusor (2) mit integrierter Drallscheibe (3) und Zündeinrichtung (4) eingespannt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Brennerleitrohr (1) ein Diffusor 2 aus feuerfestem Material und eine Drallscheibe (3), die bevorzugt als Schlitzscheibe ausgeführt wird.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rezirkulationsbohrungen (5) im Brennerrohr (1) auf Höhe der Düse (8) angeordnet sind oder dahinter.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Bohrungen (5) 4 bis 40 beträgt, bevorzugt 20, besonders bevorzugt 16.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (11) von 18-40 mm ausgeführt werden können, für besonders große Durchsätze auch größer.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen im Brennkammerrohr (5) 4-20 mm betragen können, bei größeren Brennerleistungen entsprechend größer.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallscheibe (3), Lochscheibe oder Drallkörper je nach Öldurchsatz 3-4-5-6-7-8 und mehr Schlitze mit allen möglichen Winkelstellungen, auch Bohrungen und oder andere Öffnungen hat, bevorzugt symmetrisch ausgeführt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (2) mit Kantenbruch (7) von 0-90° ausgeführt wird, besonders bevorzugt 55°.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallscheibe (3) oder Stauscheibe, Lochscheibe oder Drallkörper kurz nach der Düse (8) angeordnet wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode (4) im Diffusorteil (2) eingebaut ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusorplatte (2) mit dem Brennkammerhalter (9) und Brennkammer (1) eingespannt werden oder gegen den Brennkammerhalter (9) gedrückt wird, bevorzugt mittels einer Feder.
12. Verfahren zur Verbesserung des Brennerverhaltens und der Reduktion von Schadstoffen, für einen mit flüssigen Brennstoffen betriebenen Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels eines Diffusors (2) mit einer Drallscheibe (3) das Öl-Luftgemisch nahezu vergast und im gesamten Umfang verwirbelt, gleichzeitig über die Rezirkulationsbohrungen (5) Gase oder Dämpfe zurückführt und mit den Verbrennungsgasen wieder mischt und somit eine Nachverbrennung garantiert.
13. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-11 zur wesentlichen Verbesserung des Brennerverhaltens und der Schadstoffreduktion eines mit flüssigen Brennstoffen betriebenen Brenners.
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