DE535008C

DE535008C - Tube burner for burning vaporized heavy oil mixed with air

Info

Publication number: DE535008C
Application number: DEO17165D
Authority: DE
Original assignee: OSTHOFF FA WALTER
Current assignee: OSTHOFF FA WALTER
Priority date: 1928-02-28
Filing date: 1928-02-28
Publication date: 1931-10-07

Description

Rohrbrenner zur Verfeuerung von verdampften und mit Luft gemischten Schwerölen Gegenstand des Hauptpatents 532 803 ist ein Verfahren zur Verfeuerung von verdampften und mit Luft ' gemischten Schwerölen, bei welchem der vollkommen in Dampf überführte Brennstoff auf dem Wege von dem Verdampfer zur wassergekühlten Brennermündung unter starker Luftzufuhr so weit heruntergekühlt wird, daß die Verbrennung des Brennstoffluftgemisches mit blauer Flamme ohne Verkrustung der Brennermündung erfolgt.Tube burner for burning evaporated heavy oils mixed with air The subject of the main patent 532 803 is a process for burning evaporated heavy oils mixed with air, in which the fuel is completely converted into steam on the way from the evaporator to the water-cooled burner mouth with a strong supply of air is cooled down far so that the combustion of the fuel-air mixture with a blue flame takes place without encrustation of the burner mouth.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, dieses Verfahren auch zur Beheizung von längeren Hohlräumen, wie z. B. zum Beheizen der Flanunrohre von Dampfkesseln, in vorteilhafter Weise nutzbar zu mache i. Zu diesem Zweck ist das mit seitlichen Erüsenöffnungen versehene und sich im wesentlichen durch die ganze Länge des Flammrohres erstreckende Brennerrohr auf seiner ganzen in dem zu beheizenden Flammrohr liegenden Länge mit wasserdurchflossenen Kühlkanälen versehen. Auf diese Weise läßt sich eine außerordentlich wirksame Beheizung des Flammrohres erzielen, ohne daß dabei das vorher abgc kühlte Brenngemisch auf seinem längeren Wege zu den einzelnen Düsenöffnungen eine: unzulässige Wiedererwärmung erfährt: Hierbei empfiehlt es sich, zur Erzielung einer vorteilhaften Flammenbildung und Flammenführung neben dem Brennerrohr noch ein oder mehrere Rohre zur Zuführung von Zusatzluft anzuordnen, die mit dem Brennerrohr und dessen Kühlkanälen einen zusammenhängenden Körper bilden, so daß die für das Brennerrohr vorgesehene Wasserkühlung gleichzeitig die Zusatzluft vor einer übermäßigen Erhitzung schützt.The present invention now aims to use this method for heating longer cavities, such as. B. for heating the flanun tubes of steam boilers, to make useful in an advantageous manner i. For this purpose, the burner tube, which is provided with lateral orifices and extends essentially through the entire length of the flame tube, is provided with cooling channels through which water flows over its entire length in the flame tube to be heated. In this way, an extremely effective heating of the flame tube can be achieved without the previously cooled combustion mixture undergoing an inadmissible reheating on its longer way to the individual nozzle openings: It is recommended to achieve an advantageous flame formation and flame guidance next to the burner tube still to arrange one or more tubes for supplying additional air, which form a coherent body with the burner tube and its cooling channels, so that the water cooling provided for the burner tube simultaneously protects the additional air from excessive heating.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in ihren wesentlichen Teilen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. z einen Längsschnitt durch die Feuerung eines Flanimrohrkessels, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. x und Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Brenners im Querschnitt.In the drawing, the invention in its essential parts is for example shown, namely Fig. Z shows a longitudinal section through the furnace of a Flanim tube boiler, Fig. 2 shows a cross section along the line A-B of Fig. X and Fig. 3 shows a second embodiment of the burner in cross section.

Auf der Zeichnung ist z das Brennerrohr, welches sich durch die ganze Länge des Flammrohres 15 erstreckt und an den Enden in dessen Deckelwand 17 sowie in einer festen gemauerten Wand 18 gehalten ist. Letztere befindet sich in einem gewissen Abstande von der rückwärtigen Kesselwand 13 und dient zugleich zur Führung der aus dem Flammrohr austretenden Verbrennungsgase.In the drawing, z is the burner tube, which extends through the entire length of the flame tube 15 and is held at the ends in its top wall 17 and in a solid brick wall 18. The latter is located at a certain distance from the rear boiler wall 13 and at the same time serves to guide the combustion gases emerging from the flame tube.

Unterhalb des Brenners = befindet sich das Verdampferrohr 7, welchem durch das Rohr 6 in Richtung des Peiles 6a der zu verdampfende Brennstoff- zugeführt wird. Das Verdampferrohr 7 ist nach dem vorderen Kesselende zu geneigt und dort durch ein Steigrohr 8 mit dem Brennerrohr i verbunden, welches seinerseits ebenfalls in der Bewegungsrichtung des Brennstoffes ein leichtes Gefälle besitzt, also eine entgegengesetzte Neigung aufweist. Beide Rohre i, 7 sind an ihren tiefsten Stellen mit doppelt U-förmig gebogenen Abflußrohren 2o und 2oa versehen, durch welche nichtverdampfte Flüssigkeit selbsttätig abfließen kann, während die im unteren U.-Bogen liegenden Flüssigkeitssäcke ein Entweichen der Brennstoffdämpfe aus den Rohren verhindern.Below the burner = is the evaporator pipe 7, which the fuel to be evaporated is supplied through the pipe 6 in the direction of the bearing 6a will. The evaporator tube 7 is inclined towards the front end of the boiler and there by a riser pipe 8 with connected to the burner tube i, which in turn also has a slight gradient in the direction of movement of the fuel, thus has an opposite inclination. Both tubes i, 7 are at their deepest Places with double U-shaped bent drain pipes 2o and 2oa, through which non-evaporated liquid can flow off automatically, while that in the lower U. bend Lying bags of liquid prevent the fuel vapors from escaping from the pipes.

Das Brennerrohr i ist auf seinen beiden Seiten mit je einer Reihe von Düsenöffnungen i° bzw. versehen, so daß die austretenden Flammen 4 und 4a etwa waagerecht gegen die gegenüberliegenden Flammrohrwandungen gerichtet sind und hier nach oben und unten in Richtung der Pfeile 5 umgelenkt werden. Dadurch findet eine äußerst wirksame Beheizung der ganzen Mantelfläche statt, die am stärksten an den Seitenflächen des Flammrohres zur Wirkung kommt und über dessen ganze Länge gleichmäßig verteilt ist, so daß eine kräftige Dampfentwicklung unter höchster Ausnutzung des Kessels erreicht wird, wie dies in Fig. 2 durch die Pfeile 14 und i4 a angedeutet ist.The burner tube i is on both sides with one row each of nozzle openings i ° or provided, so that the exiting flames 4 and 4a about are directed horizontally against the opposite flame tube walls and here be deflected up and down in the direction of arrows 5. This will find a extremely effective heating of the entire surface area, which is strongest on the Side surfaces of the flame tube comes into effect and evenly over its entire length is distributed, so that a powerful development of steam with maximum utilization of the Boiler is achieved, as indicated in Fig. 2 by the arrows 14 and i4 a is.

Das Brennerrohr z ist in der Nähe des Steigrohres 8 für den Brennstoffdampf mit einem Anschlußstutzen 9 für die in Richtung des Pfeiles 911 zuströmende Erstluft versehen und trägt auf seiner ganzen im Feuerbereich liegenden Länge Kühlkanäle ja, die durch aufgeschweißte Winkeleisen 24 gebildet sind und von Wasser oder einem anderen geeigneten' Kühlmittel durchströmt werden. Letzteres wird durch die Leitung 21 zugeführt und fließt durch die Leitung 12 wieder ab, so daß das Brennerrohr auf seiner ganzen Länge gut gekühlt wird.The burner pipe z is in the vicinity of the riser pipe 8 for the fuel vapor with a connection piece 9 for the first air flowing in the direction of arrow 911 and carries cooling channels along its entire length in the fire area yes, which are formed by welded angle iron 24 and of water or a other suitable 'coolant are flowed through. The latter is through the line 21 is supplied and flows through the line 12 again, so that the burner tube on is well cooled along its entire length.

Oberhalb und unterhalb des Brennerrohres i ist noch je ein Rohr 2 bzw. 2a angeordnet, welches in der gezeichneten Pfeilrichtung mit Zweitluft gespeist wird und mit einer Reihe von seitlichen Düsenöffnungen versehen ist, durch welche die im Rohr selbst vorgewärmte Zusatzluft in gleichmäßiger Verteilung den einzelnen Flammen zugeführt wird. Zur Aufrechterhaltung der Flamme sind etwa in der Nähe der Flammenspitze oberhalb derselben aus keramischer Masse oder agderem feuerfestem Baustoff bestehende Zündkörper 3, 3a angebracht, welche mit ihrem oberen hakenförmig gekrümmten Ende an durchgehenden und erforderlichenfalls von einem Kühlmittel durchströmten Rohren 25 leicht auswechselbar aufgehängt sind.Above and below the burner tube i there is still a tube 2 each or 2a arranged, which is fed with secondary air in the direction of the arrow and is provided with a series of side nozzle openings through which the additional air, which is preheated in the pipe itself, is distributed evenly to the individual Flames is supplied. To maintain the flame are about near the Flame tip above the same made of ceramic mass or other refractory Building material existing ignition body 3, 3a attached, which hook-shaped with its upper curved end at continuous and, if necessary, flowed through by a coolant Tubes 25 are suspended easily replaceable.

Sowohl das Brennerrohr i als auch das Verdampferrohr 7 ist nach beiden Seiten aus dem Feuerbereich herausgeführt und auf der Außenseite der Abschlußwände z7 und 18 mit Flanschen 27, 28 bzw. 29, 3o versehen. Diese Einrichtung ermöglicht eine gute Zugänglichkeit und Reinigung der beiden Rohre. und zwar so, daß der Brenner dabei nur kurze Zeit außer Betrieb gesetzt zu werden braucht. Insbesondere ist eine Reinigung möglich, ohne daß der Brenner und die übrigen Rohre sich vorher abzukühlen brauchen, weil die für die Reinigung erforderlichen Zugangsstellen sämtlich außerhalb des Feuerbereichs liegen .und die Rohre ohne Krümmungen geradlinig von einer bis zur anderen Außenstelle durchgeführt sind.Both the burner tube i and the evaporator tube 7 are after both Sides led out of the fire area and on the outside of the end walls z7 and 18 are provided with flanges 27, 28 and 29, 3o, respectively. This facility enables good accessibility and cleaning of the two pipes. in such a way that the burner only needs to be put out of operation for a short time. In particular, is a Cleaning possible without the burner and the other tubes cooling down beforehand need because the access points required for cleaning are all outside of the fire area and the pipes are straight from one to to the other branch.

Um eine zu # hohe Erhitzung der Zweitluftrohre 2, 211 zu vermeiden, können dieselben zweckmäßig, wie in Fig. 3 dargestellt ist, in unmittelbarer Nähe des Brennerrohres angeordnet und gemeinsam mit diesem von einem Mantel 26 umschlossen sein, welcher zugleich die Kühlkanäle ja enthält.In order to be too # high heating of the secondary air tubes 2, 211 to avoid, may be the same expedient, as shown in Fig. 3, in the immediate vicinity of the burner tube arranged and together with the latter surrounded by a jacket 26, which also includes the cooling channels yes.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch das Rohr 6 wird bei Inbetriebsetzung des Brenners zunächst Gas, Benzin oder ein anderer leichtflüchtiger Brennstoff zugeführt, welcher über die Rohre 7 und 8 in Gasform oder in verdampfter Form in das Brennerrohr i gelangt und von dort durch die Düsenöffnungen =c und ix in den Feuerraum ausströmt, wo er zur Entzündung gebracht wird. Nachdem auf diese Weise durch Gas oder leichtflüchtigen Brennstoff die ganze Brenneranordnung und insbesondere die Verdampferleitung 7 sowie die Zündkörper 3, 3a auf eine genügend hohe Temperatur erwärmt sind, wird durch die Leitung 6 das Schweröl in die Verdampferleitung 7 eingeführt und in derselben durch die strahlende Wärme der Feuerung zur Verdampfung gebracht. Die bis auf etwa 350 bis 450' C erhitzten Brennstoffdämpfe treten dann durch das Steigrohr 8 in das Brennerrohr i über und vermischen sich in diesen mit der durch den Stutzen 9 zugeführten Erstluft. Letztere wird zweckmäßig gar nicht oder nur sehr wenig vorgewärmt und. in so reichlichem Maße mit dem Brennstoffdampf vermischt, daß dieser sich dabei bis auf etwa 5o' C oder noch weniger abkühlt. Infolge der starken Luftzumischung und der sich daraus ergebenden geringen Sättigung bleibt der Brennstoffdampf als Nebel in der Erstluft schwebend und tritt dann gemeinsam mit dieser aus den Düsenöffnungen =c und ix des Brennerrohres aus. Dabei wird die Austrittsgeschwindigkeit so geregelt, daß die Flamme sich erst in einer gewissen Entfernung von der Düsenöffnung beim Auftreffen auf die glühenden Zündflächen 3, 3a zu bilden vermag und an diesen durch fortlaufende Entzündung aufrechterhalten bleibt.The mode of operation of the device is as follows: When the burner is started up, gas, gasoline or another highly volatile fuel is first fed through the tube 6, which passes through the tubes 7 and 8 in gas form or in vaporized form into the burner tube i and from there through the Nozzle openings = c and ix flows out into the combustion chamber, where it is ignited. After the entire burner arrangement and in particular the evaporator line 7 and the igniter 3, 3a have been heated to a sufficiently high temperature by gas or volatile fuel, the heavy oil is introduced into the evaporator line 7 through the line 6 and in the same by the radiant heat brought to evaporation of the furnace. The fuel vapors, which are heated to about 350 to 450 ° C., then pass through the riser pipe 8 into the burner pipe i and mix in this with the initial air supplied through the connection 9. The latter is expediently not preheated at all or only very little. mixed with the fuel vapor to such an extent that it cools down to about 50 ° C. or less. As a result of the strong air admixture and the resulting low saturation, the fuel vapor remains suspended as a mist in the first air and then emerges together with it from the nozzle openings = c and ix of the burner tube. The exit speed is regulated in such a way that the flame is only able to form at a certain distance from the nozzle opening when it strikes the glowing ignition surfaces 3, 3a and is maintained there by continuous ignition.

Auf diese Weise erhält man äußerst heiße, blaue Flammen 4 und 4a, welche nach rechts und links waagerecht gegen die Flammrohrwandungen gerichtet sind und an diesen nach oben und unten umgelenkt werden. Gleichzeitig findet durch die Rohre 2, 2a die Zuführung von Zusatzluft statt; deren austretende Strahlen derart zur richtigen Flammenführung mit benutzt werden können, daß die Flammen sich weitestgehend an die ganze Mantelfläche des Flammrohres anschließen und dasselbe äußerst wirksam auf seiner ganzen Länge beheizen. Dabei findet die stärkste Erwärmung an den beiden Seitenflächen des Flammrohres statt, so daß die sich entwickelnden Dampfblasen schnell emporsteigen können, also auch ein schneller Nachfluß von frischem Wasser erfolgt und die Verdämpfungsmenge sowie die Leistungsfähigkeit des Kessels wesentlich steigt.In this way you get extremely hot, blue flames 4 and 4a, which to the right and left horizontally against the flame tube walls directed and are deflected up and down at these. At the same time finds through the tubes 2, 2a the supply of additional air instead; their exiting rays like this for the correct flame guidance can be used with that the flames as far as possible connect to the entire surface of the flame tube and the same extremely effective heat along its entire length. The greatest warming takes place in the two Side surfaces of the flame tube instead, so that the developing vapor bubbles quickly can rise, so there is also a rapid flow of fresh water and the amount of evaporation as well as the efficiency of the boiler increases significantly.

Wie bereits erwähnt, wird die Temperatur im Verdampferrohr 7 zweckmäßig nicht über 35o bis 45o' C gesteigert. Finden sich bei dieser Temperatur im Öl noch Bestandteile, welche an der Verdampfung nicht teilnehmen, so fließen diese infolge der Neigung des Verdampferrohres 7 selbsttätig nach links durch das doppelte U-Rohr 2o ab, ohne den Betrieb des Brenners irgendwie zu beeinträchtigen. Das gleiche gilt für etwaige im Brennerrohr i auftretende Flüssigkeitsniederschläge, welche in ähnlicher Weise durch das rechte Heberrohr 2oa selbsttätig zum Abfluß gelangen. Auf diese Weise ist es möglich, Schweröl auch im Dauerbetrieb mit blauer Flamme unter Verdampfung und Vergasung fortlaufend zu verbrennen und eine gesteigerte Wärmeausbeute zu erzielen.As already mentioned, the temperature in the evaporator tube 7 becomes appropriate not increased above 35o to 45o'C. Can still be found in the oil at this temperature Components that do not take part in the evaporation flow as a result the inclination of the evaporator tube 7 automatically to the left through the double U-tube 2o without affecting the operation of the burner in any way. The same goes for for any liquid deposits occurring in the burner tube i, which are similar Way through the right siphon pipe 2oa automatically get to the drain. To this It is possible to use heavy fuel oil in continuous operation with a blue flame with evaporation and gasification to burn continuously and to achieve an increased heat yield.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tube burner for carrying out the method according to patent 532 803, primarily for heating flame tube boilers, characterized in that the burner tube (i) provided with lateral nozzle openings (ic, ix) is provided with cooling channels (ia) over its entire length in the flame tube to be heated is provided for the cooling water.

2. Pipe burner according to claim i, characterized in that that in addition to the burner tube (i) tubes (2, 2a) are provided for the supply of additional air that are connected to the burner tube and its cooling channels (ia) Form body.