-
Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigen Brennstoffen.
Die Erfindung bezieht sich auf die bekannten Feuerungen, bei denen der flüssige
Brennstoff unter Druck durch eine Düse zu einem Hohlkegel zerstäubt wird und bei
denen die Verbrennung mittels eines mit dem Zerstäubungskegel des Brennstoffes gleichachsigen,
durch ein unmittelbar hinter dem Zerstäuber angebrachtes Flügelradgebläse erzeugten
Luftstromes bewirkt wird, der in mehrere gleichachsige Schichten zerlegt wird.
-
Erfindungsgemäß haben die inneren Schichten die größte Neigung zur
Brennstoffkegelachse und sind annähernd parallel zum Kegelmantel gerichtet. Die
Neigung der nach außen folgenden Schichten zur Kegelachse nimmt dagegen ab, so daß
die äußeren Luftschichten nach der Kegelachse zu abgebogen sind.
-
Durch die Zerstreuung des Luftstromes nach außen kurz vor der Zerstäubungsstelle
-wird bewirkt, daß der aus dem Druckzerstäuber in Form feinster Tröpfchen austretende
flüssige Brennstoff beim Verlassen des Zerstäubers nicht sofort von dem Luftstrom
erfaßt und mitgerissen wird, sondern sich zunächst ungehindert in Form eines Hohlkegels
seitlich ausbreiten kann. Erst in einem gewissen seitlichen Abstand von der Zerstäubungsstelle,
wo naturgemäß auch die Entfernung zwischen den einzelnen Brennstoffteilchen größer
ist und infolgedessen die vorhandene Luftmenge zur vollständigen Verbrennung ausreicht,
wird die Strömungsrichtung der Luft der Achse des Zerstäubungskegels in zunehmendem
Maße angenähert, derart, daß die äußerste Schicht des Luftstromes der genannten
Achse annähernd parallel läuft. Die Wirbelung, die der Luft durch das Gebläse mitgeteilt
wird, trägt durch ihre Fliehkraftwirkung noch dazu bei, den Druck und damit auch
die achsiale Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte des Luftstroms herabzusetzen
und nach dem Umfang zu zu steigern.
-
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, den Brennstoff sehr innig mit
Luft zu mischen und auf diese Weise eine schnelle und vollständige Verbrennung schon
kurz hinter der Zerstäubungsstelle, also eine kurze und breite Flamme zu erzielen.
Der Verbrennungsvorgang spielt sich also in einem eng begrenzten Raum ab und ist
schon vollständig beendet, wenn die Gase den Feuerraum verlassen, erteilt somit
den Flammengasen die höchstmögliche Temperatur.
-
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.
-
Abb. i ist ein Längsschnitt einer Ausführung.
-
Abb. 2 ist ein Schnitt nach 3-3 der Abb. i. Abb. 3 ist eine- Vorderansicht
einer Einzelheit der Abb. 2.
-
In Abb. i ist das Brennergehäuse 12 an die C@ffnung in der Feuerungswand
angeschlossen und ein Turbinengehäuse 13 mit Bolzen 14 angeschraubt. In die Kammer
15 des Turbinengehäuses tritt der Dampf zum Antrieb der Turbine 16 auf der in Kugellagern
gehenden Hohlwelle 17 ein. Gebläseflügel 18 von der Art der Schraubengebläse mit
achsialer Strömung sitzen auf der Welle 17 und erzeugen den Luftstrom durch das
Gehäuse 12.
-
Eine Deckelplatte 19 hält das ruhende Rohr 20d in einem Abstand von
der Oberfläche der Welle 17. Ein ruhendes Rohr 2o trägt vorn an einem Speichenkreuz
21 den Zerstreuer 35 mit seinen gleichachsigen Flügeln 35e, 35b, 35`, 35' und 35e.
Das Rohr 2o trägt das Brennstoffrohr 22 mit dem Zerstäuber 23 an seinem vorderen
Ende. Rohr 2o und Ölrohr 22 sind längsweise gegenseitig verschiebbar, und eine Setzschraube
29 in Rohr 2o hält das Ölrohr in der gewünschten Lage. Ein Verbindungsrohr 25 ist
auf das hintere Ende des Ölrohres ä2 aufgeschraubt und andererseits mit der biegsamen
Druckölleitung 26 verbunden.
-
Bei dem Betrieb der Vorrichtung wird Öl durch die Röhren 26 und 22
unter einem für die Zerstäubung genügenden Druck zugeführt. Die Turbine 16 dreht
das Gebläse 18, um eine für vollständige Verbrennung in. der Feuerung genügende
Luftmenge zu liefern. Das Gebläse saugt die Luft durch die hintere Öffnung des Gehäuses
12 in der Pfeilrichtung an und treibt sie nach vorn in einer achsial gerichteten
fließenden Säule mit einer Wirbelbewegung. Sobald die Luftmasse sich dem vorderen
Ende des Gehäuses 12 nähert, geht ihr Kern zwischen den Flügeln des Zerstreuers
35 hindurch, während die diesen Kern umgebenden Schichten zwischen den Leitflächen
4o durchgehen, die den Zerstreuer umgeben und innen an dem Gehäuse 12 in
einem
Winkel angebracht sind. Wenn das Gebläse eine geringe Drehzahl hat und eine geringe
Brennstoffmenge durch den Zerstäuber gepreßt wird, kann die durch das Gebläse der
Luft gegebene Wirbelung ungenügend sein, um ihre richtige Mischung mit dem zerstäubten
Brennstoff herbeizuführen. In diesem Fall sollen die Leitflächen 40 den Wirbel auf
das richtige Maß vergrößern. Bei hoher Drehzahl des Gebläses und großem Brennstoffverbrauch
kann die von dem Gebläse erteilte Wirbelung zu groß sein, insoweit der Streuungswinkel
der Flamme an der Vorderseite des Brenners zu groß ist und die Flamme gegen die
Wandung der Feuerungsöffnung schlägt. Unter diesen Bedingungen sollen die Leitflächen
4o die Wirbelung der Luft vermindern und die Ausströmung derselben in einem passenden
Winkel verursachen. Die Leitflächen 40 dienen also zur Richtigstellung der Wirbelungsstärke
der äußeren Schichten der Luftsäule: Die Leitflügel 35a, 35b, 35`, 35d. 35e sitzen
auf Rippen 41 in dem Speichenkreuz 2i, gleichachsig mit dem Zerstäuber 23. Durch
sie wird der Kern der durchfließenden Luftsäule in gleichachsige Stromschichten
zerlegt ohne Beeinflussung der Wirbelung.
-
Die Leitflügel zunächst dem Zerstäuber 23 sind nach vorn, d. h. nach
dem Feuerraum zu, und radial nach außen in einem beträchtlichen Winkel geneigt,
um die durch sie fließende Luft nach außen abzulenken und bei der Streuung des zerstäubten
Brennstoffs in einem großen Winkel zu helfen und die Flamme an der Feuerungsöffnung
entsprechend zu gestalten. Die äußeren Leitflügel sind wenig nach außen geneigt,
um den Streuungswinkel in solchen Grenzen zu halten, daß die Flamme nicht auf die
Wandung der Feuerungsöffnung trifft.
-
Außerdem sind die äußeren Leitflügel des Zerstreuers 35 mit ihren
vorderen Kanten ein erhebliches Stück vor dem Zerstäuber 23 angebracht. Die abgestufte
Anordnung gestattet, dasjenige Öl, welches von dem Zerstäuber niedertropfen sollte,
der Wirkung einer Reihe von Luftströmen auszusetzen. Hierdurch wird die Anhäufung
von Kohlenniederschlägen unterhalb des Zerstäubers verhindert, die dann entstehen
würden, wenn der Brennstoff sich unterhalb des Zerstäubers ansammeln könnte und
durch die Flamme des Hauptkörpers der Mischung verbrannt würde.
-
Die Ringräume zwischen den Leitflügeln des Zerstreuers 35 sind vorzugsweise
in der Mitte enger als außen (Abb. i), so daß für die Luft bei ihrem Durchstreichen
sich verengende und erweiternde Kanäle nach Art eines Venturirohres entstehen, wobei
die Austrittsöffnung größer als die Eintrittsöffnung ist. Auch die Rippen 41 sind
an ihrer hinteren Seite verdickt. Die Schrägstellung der Vorderseiten der Leitflügel
und der Rippen 41 verursacht eine auswärts gerichtete Streuung der Luft und dadurch
eine bessere Mischung mit dem zerstäubten Brennstoff.
-
Der in dem Gehäuse 12 durch das Gebläse i8 erzeugte Druck ist verhältnismäßig
gering. Das 01 wird nur mechanisch zerstäubt, z. B. durch Druck, und das Gebläse
soll nur eine zurVerbrennung geeignete Luftmenge liefern.
-
Druckmesser 43 und 44 können an dem Brennergehäuse r2 und dem Brennstoffrohr
angebracht werden, um das richtige Verhältnis zwischen der Brennstoff- und der Luftmenge
festzustellen. .
-
Die Vorrichtung kann in einem geschlossenen Feuerraum unter Druck
verwendet werden, in welchem Fall die Luft durch das Gehäuse 12 gepreßt wird und
dadurch, wie praktisch erprobt, das Gebläse in Drehung versetzt.
-
Durch Einstellung des ölrohrs 22 und des Zerstreuers 35 kann die Streuung
der Flamme hinsichtlich der Feuerbüchse leicht geregelt werden, um eine möglichst
große Streuung herbeizuführen, ohne jedoch die Flamme auf die Wandung der Feuerbüchse
schlagen zu lassen.