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Brenner für gas-, dampf-, staubförmige oder flüssige Brennstoffe Die
Erfindung betrifft Brenner 'für gas-, dampf-, staubförmige oder flüssige Brennstoffe
mit beliebigen Betriebsdrücken sowie für die verschiedenen feuerungstechnischen
Verwendungsarten und bezweckt die gleichmäßige Innehaltung einer guten Verbrennung
unabhängig von der Regelung der Menge des zur Verbrennung gebrachten Brennstoffes.
Eine vollständige Verbrennung entsteht nur, wenn der auf seine Entzündungstemperatur
erhitzte Brennstoff, ohne jeweils wieder unter diese zu sinken, genügend Sauerstoff
erhält, wobei der spezifische Luftbedarf und die tatsächliche Luftzuführung in richtigem
Verhältnis zueinander und zu der Brennstoffmenge stehen und gleichzeitig die Brenngase
sich mit der"Luft innig mischen sollen. Für den gleichmäßigen und homogenen Bestand
der Flamme bei Brennern mit besonderem Mischraum ist es ferner erforderlich, daß
die Ausströmgeschwindigkeit des Brenngemisches aus dem Mischraum um ein bestimmtes
Maß über seiner Rückzündungsgeschwindigkeit liegt. Es müssen somit bei Brennerfeuerungen
im allgemeinen drei Bedingungen erfüllt werden; es müssen die zu verbrennenden Mittel
den Brenner mit einer bestimmten Geschwindigkeit durchströmen, es muß ein bestimmtes
Mengenverhältnis derselben innegehalten werden, und die Brennmittel müssen gleichmäßig
untereinander vermischt werden. Bei bekannten Brennern sind, um sie regelbar zu
machen, Drosseleinrichtungen verschiedener Art vorgesehen, um durch deren Verstellung
die der Geschwindigkeitsumsetzung nutzbaren Drücke der Brennmittel zu ändern, und
zwar vorwiegend den Druck des höher gepreßten Brennmittels. Da sich jeder Geschwindigkeitswechsel
nicht einfach proportional der Änderung des dynamischen Druckes, sondern in quadratischem
Verhältnis dazu auswirkt und die Reibungswiderstände annähernd mit der zweiten Potenz
der Geschwindigkeit zunehmen, ist - eine gleichmäßige Innehaltung der obengenannten
drei Bedingungen hinsichtlich der Wirkungsweise des Brenners bei seiner Regelung
auf diesem Wege nur, schwer durchführbar. Dies gilt besonders bei Brennern, wie
z. B. Bunsenbrennern, bei welchen der Druck des einen Mittels zum Beschleunigen
der Strömungsgeschwindigkeit des andern und zugleich zur Mischung benutzt wird.
Selbst sorgfältige und umständliche Anordnungen für die gegenseitige Abhängigkeit
der Drosseleinrichtungen bzw. der Zuströmungsgesch-,vindigkeiten der Brennmittel
können bei einer Regelung des Brenners wohl das Mengenverhältnis der Brennmittel,
jedoch nicht: gleichzeitig die Durchmischung selbst und die Ausströmgeschwindigkeit
des Gemisches aus dem Brenner gleichhalten.
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Nun bedarf jeder Brenner jeweils einer ganz bestimmten Gestaltung
bzw. Einstellung, die abhängig von den chemischen und physikalischen Eigenschaften
sowie den
Betriebsbedingungen der betreffenden Brennstoffe und des
zusätzlichen Verbrennungsmittels (Luft oder reiner Sauerstoff) ist, um die drei
obengenannten Bedingungen bei einem vollkommenen und gleichmäßigen Verbrennungsvorgang
gleichzeitig zu erfüllen. Gemäß der Erfindung ist daher ein Brenner für gas-, dampf-,
staubförmige oder flüssige Brennstoffe in mehrere gleichartige, brenn= technisch
selbständige Teilbrenner unterteilt und mit einer mechanischen Steuervorrichtung
versehen, bei deren Verstellung die Teilbrenner zwecks stufenweiser Regelung der
Flammenstärke nacheinander im Sinne einer vollen Beaufschlagung oder eines völligen
Abschlusses ohne drosselnde Zwischenstellungen zu- und abgeschaltet werden. Die
Zahl und die Abmessung der Teilbrenner hängen von dem jeweiligen Zweck sowie von
dem Umfang der gewünschten Regelbarkeit des Brenners ab. Die Teilbrenner sind sämtlich
auf günstigste Wirkung eingestellt und werden bei einer Verstellung der Steuervorrichtung
einzeln oder in Gruppen nacheinander voll eingeschaltet. Ebenso werden sie bei ihrer
Abstellung nacheinander einzeln oder gruppenweise vollkommen abgeschlossen, also
beide Male unter Vermeidung drosselnder Zwischenstellungen. Die Steuerung sämtlicher
Teilbrenner erfolgt dabei durch eine ihnen gemeinsame Steuervorrichtung, so daß
sich die Regelung des Brenners einfach gestaltet. Es sind zwar schon Brenner mit
einzelnen Teilbrennern bekannt, jedoch sind diese brenntechnisch nicht unabhängig
voneinander, indem sie z. B. in einen gemeinsamen Mischraum münden, und sind außerdem
nicht durch ein gemeinsames Schaltglied steuerbar.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt die Fig. i den Längsschnitt, die Fig.2 die Aufsicht
eines für den Betrieb mit Leuchtgas der üblichen Pressung und atmosphärischer Luft
bestimmten sechsstufigen Mischbrenners. Die Fig. 3 bis 6 zeigen zwei bei diesem
Brenner zu verwendende flachkegelige Drehschieber zum Schalten der Teilbrenner für
zwei verschiedene Schaltarten des Brenners je in einer Seitenansicht und einer Aufsicht.
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Das zweiteilige Gehäuse a trägt in seinem unteren Teil das Anschlußstück
b zur Verbindung mit der Gasleitung und die zentrische Lagerstelle c mit der Bohrung
für den Dichtungskonus d der Drehachse e, welche unten in dem Stellhebel f und oben
in dem Vierkant g endet. Das Oberteil des Gehäuses a enthält die sechs radial angeordneten
schlitzartigen Blasdüsen h, die von den in ihren unteren Enden ebenfalls flach gepreßten,
jedoch oben zylindrischen und mit den Luftzuführungsöffnungen i versehenen Brennerröhren
k umgeben sind. Zum Öffnen und Verschließen der Blasdüsen la dient der flach kegelförmige,
mit den Steuerschlitzen bzw. Fensterausschnitten m versehene Drehschieber L, der
sich gut eingeschliffen von innen, gegen das Gehäuseoberteil legt. In dem Nabenstück
n des Drehschiebers befindet sich die quadratische Bohrung o, in welche der Vierkant
g der Drehachse e locker eingefügt ist. Die zylindrische Druckfeder p gewährleistet
sowohl für den Dichtungskonus d als auch für den Drehschieber l den erforderlichen
Dichtungsdruck. Dem Dichtungsdruck des Drehschiebers L wirkt beim Schalten die flache
stabförmige Schnappfeder q mit einem durch ihre Bemessung und Einstellung bedingten
Gegendruck entgegen, die, gegen Drehung gesichert, an dem Lagerstück c befestigt
ist und mit ihren beiden Enden in die aus dem zylindrischen Rande des Drehschiebers
l ausgeschnittenen Rastenverzahnungen r eingreift.
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Während der Drehschieber gemäß den Fig.3 und 4 einer Schaltung mit
sieben Stufen, d. h. Abschluß und Öffnen der sechs Teilbrenner einzeln nacheinander,
dient, gestattet der Drehschieber nach den Fig.5 und 6 nur fünf Stellungen, nämlich
Abschluß, ein Sechstel, ein ,Drittel, -zwei Drittel und volle Brennstärke. Der Unterschied
macht sich in der Zahl der Zahnrasten r und der Anordnung sowie Größe der Fensterausschnitte
m bemerkbar.
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Die bauliche Ausbildung von Brennern für andere Brennstoffe und Betriebsarten
gestaltet sich in ähnlicher Weise ebenfalls einfach. Handelt es sich beispielsweise
um die Ausbildung des dargestellten Brenners als Ölbrenner mit Niederdruckzuführung
von Luft und Öl, so würde .der Anschlußstutzen b bei entsprechend größerer Bemessung
als Zuführungsleitung für die Luft dienen und die Luft mittels des Drehschiebers
d stufenweise geschaltet den Brennerrohren k, bei denen die Öffnungen i dann fehlen,
zuströmen, während als Stufenschaltglied für das Öl der Dichtungskonus d zum mehrwegigen
Hahnküken und das Lagerstück c als Hahngehäuse mit entsprechenden Anschlüssen und
Bohrungen ausgebildet werden. Von hier würde dann das Öl über Verbindungsleitungen
auf die einzelnen Brennerrohre verteilt, um dort mittels geeigneter Düsenköpfe zerstäubt
zu werden.