DE4039212A1

DE4039212A1 - Atomising burner for liq. fuel - contains rotary cup onto inner wall of which fuel is conducted, with atomising gas fed in surrounding ring channel

Info

Publication number: DE4039212A1
Application number: DE4039212A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Stutzenberger
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1990-12-08
Filing date: 1990-12-08
Publication date: 1992-06-11
Also published as: ITMI913215A1; ITMI913215A0; ES2050582R; IT1252142B; BR9105283A; ES2050582B1; ES2050582A2

Abstract

The rotary cup (3) is fitted around a rotation axis (6) inside which is a pipe (1) for feeding liq. fuel. The fuel reaches a spray head (7) from which it is sprayed on to the inner wall (5) of the cup (3). As liq. fuel, e.g. light heating oil is used, fed at low pressure in the pipe (1). Around the rotary cup in a ring channel (2) through which gas flows, the impulse of which is imparted to a vane (4) fitted on the outside of the rotary cup. This causes the cup to rotate. The burner is operated with clean oxygen, which flows into the ring channel at a pressure of approximately 4 bar. USE - As an atomising burner, functioning on light heating oil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerstäubungsbrenner für flüssige Brennstoffe mit einem Drehbecher, einer im Inneren der Drehachse des Drehbechers angeordneten Leitung zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffs und einem den Dreh becher umgebenden Ringkanal.The invention relates to an atomizing burner for liquid fuels with a rotating cup, one in Line arranged inside the axis of rotation of the rotary cup for the supply of the liquid fuel and the spin cup surrounding ring channel.

Brenner, die flüssige Brennstoffe durch Zerstäuben und anschließendes Vermischen des Brennstoffs mit einem sauer stoffhaltigen Gas (meist Luft) verbrennen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei der Zerstäubung mit einem Drehbecher wird der flüssige Brennstoff auf die Innenwand eines schnell rotierenden, konisch erweiterten Drehbechers geleitet. Dort bildet der flüssige Brennstoff einen dünnen Film und wird infolge der Zentrifugalkraft und der konischen Form des Bechers in Richtung Becherkante beschleunigt, von der er sich schließlich ablöst. Burners that atomize liquid fuels and then mixing the fuel with an acid burning gas (mostly air) are in various versions known. When atomizing the liquid fuel is applied to the Inner wall of a rapidly rotating, flared one Headed. The liquid fuel forms there a thin film and becomes due to the centrifugal force and the conical shape of the cup towards the cup edge accelerated, from which he finally detached himself.

Den Drehbecher umgibt ein Ringkanal, in den Zerstäubungs luft mit Druck eingeführt wird. Die Zerstäubungsluft bricht in den vom Becher abgelösten flüssigen Brennstoff ein und zerstäubt diesen fein. Ein zweiter, den ersten umgebender Ringkanal dient der Zufuhr von Verbrennungsluft aus einem Gebläse, die mit dem zerstäubten Brennstoff ein zündfähiges Gemisch bildet.A ring channel surrounds the rotary cup, in the atomization air is introduced with pressure. The atomizing air breaks into the liquid fuel detached from the cup and atomize it finely. A second, the first The surrounding ring channel is used to supply combustion air from a blower with the atomized fuel forms an ignitable mixture.

Der Antrieb des Drehbechers erfolgt entweder mit einem Elektromotor oder einer Luftturbine. Im zweiten Fall wird ein Teil der die Zerstäubung bewirkenden Preßluft zum Antrieb einer Luftturbine abgezweigt, die sich an dem dem Drehbecher gegenüberliegenden Achsenende befindet. (Beedgen: "Öl- und Gasfeuerungstechnik", Werner-Verlag, 1984, Seite 131 f, Seite 293 f).The rotary cup is driven with either Electric motor or an air turbine. In the second case part of the atomizing compressed air to Branch of an air turbine drive, which is located on the Rotating cup is located opposite the axis end. (Beedgen: "Oil and gas firing technology", Werner Verlag, 1984, page 131 f, page 293 f).

Diese bekannten Drehbecher-Zerstäubungsbrenner haben den Nachteil, daß für jede der drei zum Betrieb notwendigen Verfahrensschritte - Drehbecherantrieb, Zerstäubung und Verbrennung des flüssigen Brennstoffs - eine eigene Vorrichtung notwendig ist. Dadurch wird der Brenner apparativ aufwendig gestaltet und energetisch ungünstig betrieben. Die Verbrennungsluft, die in großen Mengen und mit niedrigem Druck in den Brennerkopf geblasen wird, erzeugt einen Abgasballast durch inerte Luftbestandteile von knapp 80%, der erhebliche Wärmemengen in die Umgebung mitführt. Auch die zur Zerstäubung verwendete Preßluft besteht zu 80% aus diesem Abgasballast, der unverbrannt bleibt. Der Antrieb des Drehbechers erfolgt völlig eigen ständig durch elektrische Energie oder durch Druckenergie von Preßluft, die durch einen eigenen Kanal an das hintere Ende der Drehbecherachse geleitet werden muß, um eine dort befindliche, dem Drehbecher gegenüberliegende Luftturbine anzutreiben, und die weder zur Zerstäubung noch zum Verbrennen des flüssigen Brennstoffs weiter verwendet wird. Der Wirkungsgrad dieser Brenner ist demnach ungünstig.These known rotary cup atomizing burners have the Disadvantage that for each of the three necessary for operation Process steps - rotary cup drive, atomization and Burning the liquid fuel - its own Device is necessary. This will make the burner designed in terms of equipment and energetically unfavorable operated. The combustion air in large quantities and is blown into the burner head at low pressure, generates an exhaust gas ballast through inert air components of almost 80%, the significant amounts of heat in the area carries along. Also the compressed air used for atomization consists of 80% of this exhaust gas ballast, which is unburned remains. The rotary cup is driven entirely independently constantly by electrical energy or by pressure energy of compressed air through a separate duct to the rear End of the rotating cup axis must be directed to one there Air turbine located opposite the rotating cup to drive, and neither for atomization nor for Burning the liquid fuel continues to be used becomes. The efficiency of these burners is accordingly unfavorable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zerstäubungsbrenner mit Drehbecher zu entwickeln, der einen höheren Wirkungsgrad erzielt.The invention is therefore based on the object improved atomizing burner with rotating cup develop that achieves a higher efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehbecher durch an der Außenseite angebrachte Flügel turbinenartig ausgebildet ist.This object is achieved in that the Rotating cup through wings attached on the outside is designed like a turbine.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Drehbechers wird dieser durch das unter hohem Druck zugeführte Zerstäubungsgas in Rotation versetzt. Dies hat den Vor teil, daß ein elektrischer Antrieb des Drehbechers bzw. die Umleitung eines Teils der zur Zerstäubung dienenden Preßluft zum Antrieb einer Luftturbine entfällt. Die im Zerstäubungsgas enthaltene Druckenergie wird durch die erfindungsgemäße Gestalt des Drehbechers optimal ausgenutzt.The inventive design of the rotary cup this is supplied by the under high pressure Atomizing gas rotated. This has the intent part that an electric drive of the rotary cup or the redirection of part of the atomizing Compressed air to drive an air turbine is eliminated. The in Atomizing gas contains pressure energy by the optimal shape of the rotary cup according to the invention exploited.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des erfindungs gemäßen Zerstäubungsbrenners besteht in der Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs durch den den Drehbecher umgebenden Ringkanal. Damit kann dieses, die Zerstäubung des flüssigen Brennstoffs und die Rotation des Drehbechers bewirkende Gas zusammen mit dem zerstäubten Brennstoff das zündfähige Gemisch bilden. Besonders günstig ist die Verwendung eines mit Sauerstoff hoch angereicherten Gases. Es entfällt damit ein großer Teil des oben erwähnten Abgasballasts. Der Sauerstoff anteil kann so bemessen werden, daß der flüssige Brenn stoff völlig verbrannt wird. Das Gas wird unter hohem Druck in den Ringkanal gespeist. Die bisher benötigte zusätzliche Zufuhr von Verbrennungsluft zur Bereitstellung einer genügend großen Sauerstoffmenge entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ersatzlos.An advantageous method for operating the Invention According to the atomizing burner is the supply of a oxygen-containing gas or pure oxygen through the the ring channel surrounding the rotating cup. So this, atomization of the liquid fuel and rotation of the lathe causing gas together with the atomized fuel form the ignitable mixture. The use of one with oxygen is particularly favorable highly enriched gas. A large one is thus omitted Part of the exhaust gas ballast mentioned above. The oxygen proportion can be such that the liquid distillate completely burned. The gas is under high Pressure fed into the ring channel. The previously required additional supply of combustion air for provision a sufficiently large amount of oxygen is eliminated in the method according to the invention without replacement.

In der Figur ist schematisch der Aufbau eines erfindungs gemäßen Zerstäubungsbrenners für flüssige Brennstoffe dargestellt.In the figure, the structure of a fiction is schematic atomizing burner for liquid fuels shown.

Der Drehbecher 3 ist um die Drehachse 6 gelagert, in deren Inneren eine Leitung 1 zur Zufuhr des flüssigen Brenn stoffs verläuft. Der flüssige Brennstoff gelangt in den Sprühkopf 7, von dem aus er auf die Innenwand 5 des Drehbechers 3 gespritzt wird. Als flüssiger Brennstoff wird z. B. leichtes Heizöl verwendet, das mit geringfügigem Druck in die Leitung 1 eingeführt wird. Der Drehbecher 3 ist von einem Ringkanal 2 umgeben. Durch diesen Ringkanal 2 strömt das Gas, das seinen Impuls an die an der Außenseite des Drehbechers erfindungsgemäß angebrachten Flügel 4 abgibt und dadurch den durch diese Flügel 4 turbinenartig ausgebildeten Drehbecher 3 in Rotation versetzt. Der Brenner wird mit reinem Sauerstoff betrieben, der mit einem Druck von etwa 4 bar in den Ringkanal 2 einströmt.The rotary cup 3 is mounted about the axis of rotation 6 , inside which a line 1 for supplying the liquid fuel runs. The liquid fuel gets into the spray head 7 , from which it is sprayed onto the inner wall 5 of the rotary cup 3 . As a liquid fuel z. B. light heating oil is used, which is introduced into line 1 with slight pressure. The rotary cup 3 is surrounded by an annular channel 2 . Through this annular channel 2, the gas that makes its pulse to the invention mounted on the outer side of the rotary cup leaf 4 and thereby put into rotation the turbine-like formed by these wings 4 rotary cup 3 flows. The burner is operated with pure oxygen, which flows into the ring channel 2 at a pressure of approximately 4 bar.

Der durch den Ringkanal 2 strömende Sauerstoff tritt schließlich über den Drehbecherrand und zerstäubt den dort von der Drehbecherinnenwand 5 abgelösten Brennstoff. In bezug auf die pro Stunde zu verbrennende Menge an Heizöl wird mit dem erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner ein Regelbereich von knapp 1 : 5 erreicht. Die üblichen Drehzahlen betragen 3000 bis 15 000 /min.The oxygen flowing through the ring channel 2 finally passes over the rim of the rotary cup and atomizes the fuel detached there from the inner wall 5 of the rotary cup. With regard to the amount of heating oil to be burned per hour, a control range of almost 1: 5 is achieved with the atomizing burner according to the invention. The usual speeds are 3000 to 15,000 / min.

Der erfindungsgemäße Zerstäubungsbrenner spart in Hinsicht auf vergleichbare Heizöl-Zerstäubungsbrenner elektrische Energie für Pumpen und/oder Drehmotoren, spart Druckluft und kann dadurch geräuschärmer, wirtschaftlicher und technisch unaufwendiger arbeiten. Er besitzt außerdem einen hohen Regelbereich.The atomizing burner according to the invention saves in terms of on comparable electric heating oil atomizing burners Energy for pumps and / or rotary motors, saves compressed air and can therefore be quieter, more economical and work less technically. He also owns a high control range.

Claims

1. Atomizing burner for liquid fuels with a rotary cup 3 , a line 1 arranged inside the axis of rotation 6 of the rotary cup 3 for supplying the liquid fuel and an annular channel 2 surrounding the rotary cup 3 for the gas causing the atomization, characterized in that the rotary cup 3 is formed like a turbine by wings 4 attached to the outside.

2. A method of operating the atomizing burner according to claim 1, characterized in that the gas flowing through the ring channel 2 is pure oxygen or an oxygen-containing gas.