DE7831909U1 - Brennerduese - Google Patents

Description

PATE NTAN WALT · - · "

HANS-JOACHIM KANTNER

DIPLOM-INGENIEUR 6070 LANGEN, 23. OKT. 1978

DARMSTÄDTER STRASSE 8 TELEPHON: (06103) 23029

PATENTANWALT D₁PL-INC. H,ü. KANTNER " TELEGRAMM: KANTNERPATENTE

DARMSTÄDTER STR.8. 007 LANGEN/HESSEN LAN C EN H ESSEN

EUROCOM ESTABLISHMENT

^ i?T._-QiLQ^ Vaduz/Liechtenstein

. Brennerdüse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennerdüse und. betrifft insbesondere eine Brennerdüse mit einem vom Düsenstock abgestützten Düsenkopf, der eine Düsenscheibe mit einer sich nach Art einer Venturi-Düse von außen nach innen konisch verengenden und anschließend wieder erweiternden Bohrung abstützt, an deren Innenseite ein mit der Düsenscheibe einen Wirbelraum begrenzender Wirbelkörper durch einen hohlen, von der Innenseite her in den Düsenkopf einschraubbaren Brennstoffzuführungsstutzen in Anlage haltbar ist, wobei dem Wirbelraum der Brennstoff durch seine Mittellängsachse nichtschneidende Kanäle zuführbar ist.

Ein technisch bisher nur -unvollkommen gelöstes Problem der Ölfeuerungstechnik ist die Miniaturisierung der bekannten Brennerkonstruktionen. Werden nämlich für bestimmte Wärmeleistung optimal ausgelegte Brennerausführungen, die sich hinsichtlich ihrer Verbrennungsgüte, die durch den

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Grad der Annäherung des Kohlendioxyd-Gehaltes der Abgase an die Verhältnisse bei stöchiometrischer Verbrennung gemessen wird, bewährt haben, zur Erzielung geringerer Wärmeleistungen verkleinert, so ist es eine bekannte Tatsache, daß dann die damit kleinere Wärmeleistung aufweisenden Brennerflammen in zunehmendem Maße im Vergleich zu Brennerflammen größerer Wärmeleistung wesentlich verschlechterte Verbrennungsgüte aufweisen. Als Ursache hierfür nimmt man die Proportionierung der geometrischen Abmessungen der einzelnen Brennerbestandsteile zueinander an. Vergleicht man nämlich Brenner verschiedener Wärmeleistungen miteinander, so stellt man fest, daß zwar fast alle Brennerteile für geringere geforderte Leistung proportional verkleinert sind, dies aber mit Ausnahme der Düse, die -praktisch gleich bleibt. Das hat zur Folge, daß der Brennerkopf mit der Brennerdüse bei kleineren Brennern im Verhältnis zu den übrigen Teilen erheblich überproportioniert ist. Dadurch kommt es zu im Vergleich zu Brennerausführungen größerer Wärmeleistung bei diesen bekannten für geringere Wärmeleistung ausgelegten Brennerausführungen zu ungünstigen Strömungsverhältnissen in der zugeführten Verbrennungsluft und den die Brennerflamme verlassenden Rauchgasen. Die ungünstige Folge hiervon ist eine geringere Verbrennungsgüte, die sich darin niederschlägt, daß es leichter zu Rußbildungen kommt, wenn in bestimmten Bereichen der Brennzone nicht •genügend Verbrennungsluft zur Verfügung steht, oder zu sogenannten Crackerscheinungen, wenn aufgrund zu hohen Luftüberschusses die Flammentemperatur unterhalb gewisser Werte liegt.

Um hier Abhilfe zu schaffen, müßte man also diese Mißproportion zwischen im Verhältnis zu großer Brennerdüse und den sonstigen Bauteilen des Brenners im Bereich der Flammenbildung bei Brenn er aus führung en für geringe V/ärmeleis tung

beseitigen. Hier sind aber bereits vom konstruktiven Aufbau her zwei wesentliche Grenzen gesetzt.

Einmal nämlich muß darauf geachtet v/erden, daß bei der Anpassung einer bekannten Brennerkonstruktion, die für eine bestimmte größere Wärmeleistung ausgelegt ist, an eine geringere geforderte Wärmeleistung genügend Einbauraum für die für die Zündung und Brennstoffzerstäubung erforderlichen Aggregate verbleibt. Zum anderen lassen sich die Wirbelkörper bekannter Brennerdüsen, die in Form eines durch spanabhebende Bearbeitung" erzielten. Kegels mit Schrägschlitzen ausgebildet zu sein pflegen, nicht ohne weiteres beliebig verkleinern, ganz abgesehen davon, daß durch Verkleinerung der Abmessungen solcher ohnehin schon relativ teurer Wirbelkörper deren Anschaffungskosten dadurch noch erheblich steigen würden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine möglichst auch im Wege schneller und bequemer Nachrüstbarkeit einsetzbare Möglichkeit zu schaffen, Brennerdüsen gattungsgemäßer Art so auszugestalten, daß diese im Vergleich zu bekannten Düsenausführungen nicht nur mit erheblich kleineren Abmessungen hergestellt werden können, sondern dies entgegen bisheriger Auffassung der Fachwelt auch noch mit nicht nur guter Wirtschaftlichkeit, sondern selbst in Fällen extrem kleiner Abmessungen sogar noch zu wesentlich geringeren Gestehungskosten, als bekannte Brennerdüsenausführungen, die für größere Wärmeleistungen ausgelegt sind, wobei die erfindungsgemäße Brennerdüse nicht nur eine in bisher nicht erreichbarem Maße kompakte Kleinflamme mit hoher Kerntemperatur ermöglichen, sondern dabei auch eine bisher für extrem kleine Wärmeleistungen von der Fachwelt nicht für möglich gehaltene Verbrennungsgüte erbringen soll.

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Man könnte, zur Lösung dieser Aufgabe in Erwägung ziehen, die für Einsatz in Rückströmdüsen mit Düsennadeln bei Großbrennern an sich bereits bekannte Scheibenform von Wirbelkörpern einzusetzen und über entsprechende die Mittellängsachse nichtschneidende, zwiscnen Düsenscheibe und Wirbelkörper gebildete Kanäle, die wirbelraumseitig zwischen der Mittellängsachse und der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums in diesen münden, den Brennstoff von der Peripherie des Wirbelkörpers her praktisch in einer zur Mittellängsachse senkrechten Querebene dem Wirbelraum zuzuführen. Eine solche Ausgestaltung würde zwar die Mög-J lichkeit eröffnen, die lichten Querschnitte der Brennstoff-

' Zuführungskanäle verhältnismäßig gering zu halten, insbesondere wenn diese beispielsweise im Wege eines stirnseitigen Sägeanschnittes oder einer entsprechenden Tiefätzung eingebracht werden. Es hat sich aber gezeigt, daß eine solche Ausführung die Verbrennungsgüte nur bis zu einem gewissen Maße positiv zu beeinflussen vermag. Einerseits nämlich kommt es bei zu hoher Verkleinerung des lichten, für Brennstoffströmung zur Verfügung stehenden Querschnittes der BrennstoffZuführungskanäle zu einem zu ungünstigen Längen-Querschnitts-Verhältnis derselben, wodurch insbesondere unter Berücksichtigung der nicht unerheblichen

S Oberflächenspannung der zuzuführenden Brennstoffe Strömungs-

widerstandswerte bedingt werden, die für in üblichen Grenzen liegende BrennstoffZuführungsdrücke so hohe Verluste an Strömungsenergie bedingen, daß es am Düsenausgang nicht mehr zu einer ausreichenden Auffächerung mit entsprechendem Zerreißen und Zerplatzen des austretenden BrennstoffStrahls in einzelne kleinere Tröpfchen kommt. Weiterhin ist auch eine andere Quelle unnötigen Verzehrs von Strömungsenergie· darin zu sehen, daß jeder aus einem Zuführungskanal in den Wirbelraum austretende Brennstoffstrahl unter einem Winkel gegen die Normale auf -die auf seiner Höhe gelegene Stelle

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der gegenüberliegenden Wirbelraumwandung auftrifft und in dem entsprechenden Gegenwinkel abprallt, wobei sich bis zum Erreichen einer möglichst geschlossenen Wandströmung entlang der Wirbelraumwandung, die erst nahe, der engsten Stelle der Düsenbohrung aufzutreten pflegt, dieser Vorgang mehrfach wiederholt. Auch durch diese Aufprallerscheinungen wird, abgesehen von den damit verbundenen Verschleißerscheinungen an der Oberfläche der Wirbelraumwandung, welche mit zunehmender Betriebszeit die Strömungsverhältnisse längs derselben immer ungünstiger beeinflussen, in erheblichem Maße Strömungsenergie des Brennstoffes im Wirbelraum verzehrt, was sich in verminderter Ausströmungsgeschwindigkeit ausdrückt.

Ausgehend von der der Erfindung zugrundeliegenden Idee, daß im Zuge der Brennstoffführung vom Brennstoffzuführungsstutzen bis zur Austrittsöffnung der Düsenbohrung in der Düsenscheibe möglichst wenig Strömungsverluste auftreten sollten, um nach Austritt des BrennstoffStrahls einen möglichst großen Strahlkegelwinkel und eine möglichst geringe Größe der Brennstofftröpfchen in diesem Austrittsstrahl bei möglichst steilem Maximum der Gauß'sehen Verteilungskurve der Tröpfchengröße im Bereich des gewünschten geringen Viertes zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß bei einer Brennerdüse mit einem vom Düsenstock abgestützten Düsenkopf, der eine Düsenscheibe mit einer sich nach Art einer Venturi-Düse von außen nach innen konisch verengenden und anschließend wieder erweiternden Bohrung abstützt, an deren Innenseite ein mit der Düsenscheibe einen Wirbelraum begrenzender Wirbelkörper durch einen hohlen, von der Innenseite her in den Düsenkopf einschraubbaren Brennstoffzuführungsstutzen in Anlage haltbar ist, wobei dem Wirbelraum der Brennstoff durch seine Mittellängsachse nichtschneidende Kanäle zuführbar ist, der

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Wirbelkörper als ebenes Plättchen ausgebildet ist und mindestens zwei in gleichem Winkelabstand zueinander um die Mittellängsachse verteilt angeordnete Zuführungskanäle für den -Brennstoff aufweist, mittels derer dieser dem Wirbelraum von dessen auslauf ferner Seite her ,jeweils praktisch in einer Tangentialebene an einen Punkt der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums zuführbar ist.

Nach der Erfindung kommt es für die gewünschten guten Strömungsverhältnisse wesentlich auf die Erzielung einer guten kreisenden, -dabei aber die V/andungsoberfläche des Wirbelraums möglichst gleichmäßig bedeckenden Schichtenströmung des Brennstoffes ohne Stoßverluste oder Abreißen von der Wirbelraumwandung an, wobei die hohe Flammenkerntemperatur auch bei kleiner und kompakter Brennerflamme durch die besondere Zerstäubungsgüte im die Düsenbohrung verlassenden Brennstoffstrahl und dessen Kegelwinkel im Austrittsbereich bestimmt wird. Und diese erfindungsgemäß erwünschten Strömungsverhältnisse werden gemäß dem der Erfindung zugrunde-liegenden allgemeinen Erfindungsgedanken durch bewußte Tangentialanströmung der Wirbelraumwandung in Richtung der Mittellängsachse erreicht.

Während bei reiner Tangentialanströmung der Wirbelraumwandung in Richtung der Mittellängsachse zwar die Strömungsverhältnisse entlang der Wirbelraumwandung im Vergleich zu bekannten Ausführungen eine enorme Verbesserung erfahren, dabei aber ein Auftreffwinkel zur Wirbelraumwandung in merklicher Größe noch immer vorhanden ist, selbst wenn dieser aufgrund der zur Mittellängsachse parallelen Richtung seines wirbelraumwandungsfreien

Schenkels einen wesentlich geringeren schädlichen Einfluß hat als ein entsprechender Auftreffwinkel mit zur Richtung der Mittellängsachse quergerichtetem freiem Schenkel, läßt · sich gemäß einer erfinderischen Fortbildung hier eine weitere erhebliche "Verbesserung erzielen, indem der Brennstoff dem Wirbelraum jeweils praktisch in einer gegen die Mittellängsachse im gleichen Sinne wie dessen Wandung geneigten Tangentialebene an einen Punkt der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums zuführbar ist. Optimale Verhältnisse ergeben sich dabei dann, wenn der Brennstoff den Wirbelraum jeweils praktisch in einer im Bereich eines Punktes der auslauffernen Randkontur desselben bezüglich der Mittellängsachse gleiche Neigung wie die Wirbelraumwandung in diesem Punkt aufweisenden Tangentialebene an diesen Punkt zuführbar ist. In diesem Falle nämlich erfolgt das Auftreffen des Brennstoffes auf die seine Umlenkung bewirkende Wirbelraunwandung praktisch stoßfrei.

Grundsätzlich braucht der Wirbelraum keineswegs die Form eines durch Rotation einer geraden Linie um die Mittellängsachse erzeugt gedachten Rotationskörpers, wie beispielsweise eines Kegels, aufzuweisen, vielmehr kann er auch eine gekrümmte Wandungskontur, wie bei einem durch Rotation einer gekrümmten Kurve um die Mittellängsachse erzeugt gedachten Rotationskörper, aufweisen, jedoch hat sich aus Gründen einfacher und kostengünstiger Herstellung der erstgenannte Fall als zu bevorzugen erwiesen. Bei einer solchen Brennerdüse mit einem Wirbelraum mit konischer Wandungskontur ist es daher erfindungsgemäß zu bevorzugen, wenn gemäß weiterer zweckmäßiger Fortbildung der Brennstoff dem Wirbelraum jeweils praktisch in einer Tangentialebene an eine Mantellinie der Wirbelraumwandung zuführbar ist.. Es ist in diesem Zusammenhang hervorzuheben, daß hierdurch keineswegs eine verwirbelungslose Durchströmung des Wirbelraumes entlang und parallel zu einer Mantellinie der Wirbelraum-

wandung bewirkt wird, sondern daß vielmehr infolge der endlichen Breite des dem Wirbelraum zugeführten Brennstoffstrahls es automatisch zu Verschneidungen der einzelnen Strömungslinien mit der Kontur der Wirbelraumwandung mit entsprechenden Ab- und Umlenkungen der betreffenden Brennstoffteilchen kommt. Um aber insbesondere für solche Stfömungsverhältnisse gezielt eine bestimmte Drallwirkung vorgeben zu können, kann gemäß einer weiteren erfinderischen Fortbildung zweckmäßig vorgesehen sein, daß der Brennstoff dem Wirbelraum jeweils praktisch mit einer zu einer zur Richtung der MittelUängsachse senkrechten Tangente an einen Punkt der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums parallelen Geschwindigkeitskomponente zuführbar ist. In einem solchen Fall wird die Drall- bzw. Rotationswirkung der Brennstoffströmung entlang der■Wirbelraumwandung nicht allein der Geometrie der Kontur der Wirbelraumwandung und der Brennstoffanströmung überlassen, sondern zusätzlich auch noch direkter richtungsmäßiger Einfluß auf die Brennstoff zuströmung in den Wirbelraum genommen.

Gemäß einer anderen erfinderischen Fortbildung lassen sich nicht nur die Strömungsverhältnisse im Wirbelraum noch weiter verbessern, sondern dabei auch eine nicht unbeträchtliche Verringerung der Gestehungskosten erzielen. Die Lösung dieses untergeordneten Erfindungsgedankens kennzeichnet sich dadurch, daß die BrennstoffZuführungskanäle jeweils als über ihrer gesamten Länge zu einer mit der Mittellängsachse koaxialen Brennstoffzuführung des Brennstoffzuführungsstutzens hin offene Schlitze ausgebildet sind, die sich auf ihrer der Düsenscheibe zugewandten Seite über dem gesamten die auslaufferne Öffnung des Wirbelraums überdeckenden Bereich ihrer Länge in diesen öffnen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine schleierartig-flächige Anströmung der auslauffernen Öffnung des Wirbelraums erzielt, die auch ohne zusätzliche drallsteigernde Maßnahmen zu einer

ausgeprägten Rotationsströmung entlang der Wirbelraumwandung führt. Soll in einem solchen Fall aber der Strömung im Interesse einer noch weiteren Vergrößerung des Strahlkegelwinkels am Ausgang der Düsenbohrung in der Düsenscheibe ein vergrößerter Drall und damit eine flachere Zuströmung zur engsten Stelle der Düsenbohrung vermittelt werden, so körinen für diesen Fall mit Brennstoffzuführung zum Wirbelraum mit einer zu einer zur Richtung der Mittellängsachse senkrechten Tangente an einen Punkt der auslauffernen Randkontur desselben parallelen Geschwindigkeitskomponente die BrennstoffZuführungskanäle jeweils eine ihren die auslaufferne Öffnung des Wirbelraums überdeckenden Bereich zur Peripherie des Wirbelkörpers hin übersteigende Länge aufweisen, wobei jeweils ihr außerhalb der auslauffernen Öffnung des Wirbelraums gelegener Längenbereich sich gleichfalls zu der mit der Mittellängsachse koaxialen Brennstoffzuführung des Brennstoffzuführungsstutzens hin öffnet, zur Seite der Düsenscheibe hin jedoch durch diese verschlossen gehalten ist. Somit wird-durch eine höchst einfache Maßnahme, nämlich die bloße Verlängerung der Zuströmungsschlitze im den Wirbelkörper bildenden Plättchen in Richtung von dessen Peripherie, der an sich im wesentlichen in Richtung der Mittellängsachse verlaufenden Brennstoffströmung unabhängig von einer etwa vorgesehenen Neigung gegenüber der Mittellängsachse eine zu der durch diese Neigung gebildeten Querkomponente praktisch senkrechte Drallkomponente aufgeprägt .

Völlig überraschende Verbesserungen der Strömungsverhältnisse im Wirbelraum ergeben sich im übrigen ferner durch eine ganz gezielte Beeinflussung der Größe der Zuströmgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Ort der Zuführung des Brennstoffes zum Wirbelraum. Wenngleich es zwar für die grundsätzliche Wirkungsweise der Erfindung ohne Belang ist,

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mit welcher Geschwindigkeitsverteilung über dem Ort bzw. Abstand zur Mittellängsachse der Brennstoff dem Wirbelraum zugeführt wird, sofern die Anströmung nur im wesentlichen tangential an einen Punkt seiner auslauffernen Randkontur mit oder ohne Neigung gegen die Mittellängsachse in Richtung derselben und/oder Einführung einer quer zur Mittellängsachse gerichteten Drallkomponente erfolgt, kann eine höchst ungewöhnliche, weil normalen Strömungsverhältnissen zuwiderlaufende Beeinflussung der örtlichen Geschwindigkeitsverteilung des dem Wirbelraum zuströmenden Brennstoffs nicht erwartete Erfolge erbringen. Hierfür wird gemäß einem die Erfindung zv/eckmäßig weiterbildenden untergeordneten Erfindungsgedanken vorgesehen, daß der Brennstoff dem Wirbelraum jeweils praktisch mit mit abnehmendem Abstand zur Mittellängsachse steigender Geschwindigkeit zuführbar ist. Für diese Maßnahme bietet nämlich erstmals die Erfindung die Voraussetzung, indem nämlich erstmalig bei dieser der Tangentialpunkt auf oder nahe der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums zum mittellängsachsennächsten Punkt der Brennstoffanströmung gemacht v/erden kann, wobei dann gerade hier als dem Tangentialauftreffbereich der Wirbelraumwandung die größte Geschwindigkeit erwünscht ist. Höchst einfach kann dieses Ziel in weiterer vorteilhafter Fortbildung dadurch erreicht werden, daß die BrennstoffZuführungskanäle jeweils als sich zu ihrem Mündungspunkt im Bereich der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums hin düseneinlaufartig verengende Schlitze ausgebildet sind.

Als zu bevorzugen hat sich hierfür erwiesen, wenn die die BrennstoffZuführungskanäle bildenden Schlitze jeweils durch eine nach Art eines mit seiner der kürzesten Seite gegenüberliegenden Ecke im Bereich der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums gelegenen Dreiecks um eine der längeren Dreiecksseiten aus der Ebene des den Wirbelkörper bildenden Plättchens herausgebogene Materialfahne gebildet sind.

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Dabei kann zweckmäßig die Materialfahne um die der Mittellängsachse näher gelegene Dreieckseite in Richtung vom Wirbelraum weg hochgebogen sein. Diese Ausführungsform erbringt gerade im mittellangsachsnachsten Eckbereich der Mündung des BrennstoffZuführungsschlitzes in den Wirbelraum eine extrem dünnschichtige Zuströmung des Brennstoffes praktisch tangential zur Wirbelrauinwandung mit entsprechend hoher Strömungsgeschwindigkeit optimaler Geschwindigkeitsrichtung .

Andererseits kann es beispielsweise für besonders schwere beziehungsweise höherviskose Brennstoffe zweckmäßig sein, wenn gemäß einer alternativen Lösung die die Brennstoffzuführung skanale bildenden Schlitze jeweils durch eine nach Art eines mit seiner kürzesten Seite im Bereich der auL^;l auffernen Randkontur des Wirbelraums gelegenen Trapezes um eine seiner längeren, zu dieser kürzesten Seite hin konvergierenden Seiten aus der Ebene des den Wirbelkörper bildenden Plättchens herausgebogene Materialfahne gebildet sind. Dabei kann zweckmäßig die Materialfahne um die der Mittellängsachse näher gelegene, zur kürzesten Trapezseite hin konvergierende Trapezseite in Richtung vom Wirbelraum weg hochgebogen sein. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht J im inneren Eckbereich die praktisch tangentiale Zuströmung § einer der kürzesten Seite der Trapezkontur der hochgebogenen Materialfahne des Wirbelkörperplättchens beziehungsweise deren Projektionslänge auf die Querebene der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums entsprechenden Schichtdicke des Brennstoffs in diesem wirbelraumwandungsnahen 3ereich.

In weiterer zweckmäßiger Fortbildung kann ferner das den Wirbelkörper bildende Plättchen im Bereich seiner Peripherie mindestens zwei in gleichem Winkelabstand zueinander um die Mittellängsachse verteilt angeordnete, in Richtung der wirbelkörperseitigen Stirnfläche des Brennstoffzuführungsstutzens wegstehende und mit dieser Stirnfläche des Brennstoffzuführungsstutzens in Anlage befindliche Vorsprünge aufweisen.

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Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit der Zentrierung des Wirbelkörpers unter Übertragung der Andrückkraft vom' Brennstoffzuführungsstutzen auf das Wirbelkörperplättchen und von diesem auf die Düsenscheibe ermöglicht, die dadurch gegen einen entsprechenden Anschlag des sie aufnehmenden Düsenkopfes gedrückt wird. Eine fertigungstechnisch besonders einfache und daher hervorragend kostengünstige Verwirklichung dieser Ausführung ergibt sich dann, wenn die Vorsprünge des den Wirbelkörper bildenden Plättchens jeweils als in Richtung des Brennstoffzuführungsstutzens aus der Ebene des Plättchens hochgebogene Randfahnen ausgebildet sind, die jeweils zum Eingriff in eine entsprechende Ausnehmung in der wirbelkörperseitigen Stirnfläche des Brennstoff zuführungsstutzens bringbar sind.

Es ist erkennbar, daß die Erfindung erstmalig die Möglichkeit bietet, auch bei für geringe Wärmeleistungen konzipierten Brennerausführungen unter Vermeidung kostenintensiver spanabhebender Bearbeitung die angestrebten Vorteile zu erzielen, indem einfach das den Wirbelkörper bildende Plättchen als Blechstanzteil ausgeführt wird.

In manchen Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn die wirbelkörperseitige Stirnfläche des Brennstoffzuführungsstutzens eine Erweiterung von dessen mit der Mittellängsachse koaxialer Brennstoffzuführung auf den Außendurchmesser des den Wirbelkörper bildenden Plättchens aufweist.Hierdurch lassen sich nämlich bevorzugt günstige Zentrierungsverhältnisse schaffen.

Weiterhin hat es sich als fertigungstechnisch zu bevorzugen erwiesen, wenn gemäß anderer zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung der Wirbelraum durch eine konische Aufweitung des

wirbelkörperseitigen Endes der Düsenbohrung der Düsenscheibe gebildet ist. Weiterhin kann mit Vorzug das wirbelrauraseitige Ende der Düsenbohrung der Düsenscheibe sich von deren engster Stelle in Form zweier aufeinandergesetzter Konen erweitern. Auch hierdurch läßt sich die Fertigung der erfindungsgemäßen Brennerdüse weiter rationalisieren.

Zur Verbesserung der Leckagedichtheit der einzelnen miteinander zu verbindenden Bauteile der erfindungsgemäßen Brennerdüse, und zwar insbesondere der Verbindung des Brennstoff zuführungsstutz'ens mit dem Brennerkopf, kann zweckmäßig ferner auf der Mantelfläche des wirbelkammerseitigen Endes des BrennstoffZuführungsstutzens mindestens eine mit der Aufnahmebohrung des Düsenkopfes eine LabyrintSichtung bildende Singnut vorgesehen sein. Durch eine solche Labyrinthdichtung wird der anstehende Förderdruck, mit welchem der Brennstoff durch den Wirbelkörper und den sich anschließenden Wirbelraum sowie die Düsenbohrung in der Düsenscheibe hindurchzuzwingen ist, auf einfache und kostengünstige Weise über gezielte Aufbringung entsprechend hoher Ströraungsverluste so aufgezehrt, daß es nicht zu einer unerwünschten Brennstoffströmung längs der Mantelfläche des wirbelkörperseitigen Endes des Brennstoffzuführungsstutzens kommt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, rein beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Brennerdüse nach der Erfindung längs Linie I-I gemäß Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II gemäß Fig. 1 und

Fig. 5

bis 6 in vergrößertem Maßstab jeweils schematische Darstellungen der Anströmsituation der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums, wie diese sich bei unterschiedlicher Ausgestaltung des erfindungsgemaßen Wirbelkörpers ergibt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in dem Düsenstock 1 der erfindungsgemaßen Brennerdüse mittels des Außengewindes 5 der Düsenkopf 2 der Brennerdüse eingeschraubt, der zur Erleichterung der Montage und Demontage im Anschluß an sein Außengewinde 5 einen für den Angriff eines entsprechenden Werkzeuges, beispielsweise eines Maulschlüssels, geeigneten Mehrkant 3 beispielsweise in Form eines Vierkants oder Sechskants aufweist und sich auf seiner dem Außengewinde 5 abgewandten Seite etwa kegelstumpf förmig zuspitzt. Koaxial zur Mittellängsachse weist der Düsenkopf 2 eine nicht näher bezeichnete, jedoch dargestellte Durchgangsbohrung auf, die im Bereich der kegelstumpfförmigen Zuspitzung der Außenkontur eine stufenförmige Einengung 6 und am gegenüberliegenden Ende einen Bereich mit Innengewinde 4 besitzt. Die stufenförmige Einengung 6 dient als Abstützungsanschlag für eine Düsenscheibe 7 mit einer Axialbohrung, die sich in einem Ausströmbereich S von außen nach innen konisch bis zu einer .engsten Stelle verengt, von wo sie sich dann nach Art einer Venturi-Düse wieder erweitert. Ein dem Ausströmbereich 8 gegenüberliegender Endbereich des Düsenbohrungsbereiches 9 weist dabei zur Bildung eines Wirbelraums 1o eine konische Aufweitung auf. Die Herstellung der Düsenscheibe 7 einschließlich Einbringung der Düsenbohrung 8, 9 mit Wirbelraum 1o

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gestaltet sich somit deswegen besonders einfach und kostensparend, v/eil sich der einströmseitige Bereich der" Düsenbohrung von deren engster Stelle in Form zweier aufeinandergesetzter Konen erweitert.

Gegen die nach innen gerichtete Stirnfläche der Düsenscheibe 7 liegt ein den Wirbelkörper bildendes im wesentlichen ebenes flaches Plättchen 11 satt an und wird durch das vordere Ende des mittels des Innengewindes 4 in den Brennerkopf 2 eingeschraubten BrennstoffZuführungsstutzens unter Andruck an der Düsenscheibe 7 und diese gleichzeitig in Anlage an dem Anschlag 6 des Düsenkopfes 2 gehalten. Zum Zwecke der Zentrierung und der Einleitung der Andrückkraft weist das im übrigen kreisrunde Plättchen 11 in gleichem V/i nk el ab st and zueinander um die Mittellängsachse a verteilt angeordnete Vorsprünge 15 auf. Mit diesen Vorsprüngen, die im übrigen bevorzugt als aus der Materialebene des Plättchens 11 herausgebogene Randfahnen ausgebildet sein können, greift das Plättchen 11 in entsprechen-" de Ausnehmungen 16 in der wirbelkörperseitigen Stirnfläche 17a des BrennstoffZuführungsstutzens 17 ein. Durch § Einschrauben desselben in das Innengewinde 4- des Brennerkopfes 2 wird somit über diese Vorsprünge beziehungsweise Randfahnen 15 des Wirbelkörpers 11 die entsprechende Andruckkraft aufgebracht und in gleichmäßiger Verteilung I über dem Umfang des Wirbelkörpers 11 weitergeleitet.

In den Figuren 3 bis 6 sind rein schematisch verschiedene Möglichkeiten für die Ausbildung von Brennstoffzuführungskanälen in dem den Wirbelkörper nach der Erfindung bildenden Plättchen 11 dargestellt, wobei die Schnittführung durch den die Düsenbohrung 8,9 und den Wirbelraum 1o enthaltenden Bereich der Düsenscheibe 7 und durch das Wirbelkörperplättchen 11 so getroffen ist, daß die Blickrichtung etwa in Richtung der Längsausdehnung der Brennstoffzuführungskanäle 12 liegt. Diese BrennstoffZuführungskanäle 12

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im Wirbelkörper 11 öffnen sich jeweils in Richtung der Mittellängsachse a zu einem zentralen Brennstoffzuführungsraum 19 im Brennstoffzuführungsstutzen 17 hin, wie das die . · Fig. 3 bis 6 erkennen lassen. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, sind mindestens zwei, vorzugsweise aber mehr und beim dargestellten Ausführungsbeispiel drei solcher Brennstoffzuführungskanäle 12 in gleichem Winkelabstand zueinander um j die Mittellängsachse a verteilt so angeordnet, daß sie aus

Richtung der Peripherie des Wirbelkörperplättchens 11 mit „, sich verringerndem Abstand zur Mittellängsachse a zum Zen-

\ trum des Wirbelkörpe-rplättchens 11 (Verlaufen, und zwar dies

f derart, daß sie mit ihrem mittellängsachsennahen Bereich

nahe einem Punkt der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums 1o in diesen münden.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß die als die Mittellängsachse a nichtschneidende Schlitze ausgebildeten Brennstoffzuführung skanale 12 durch vollständiges Heraustrennen entsprechender Materialbereiche aus dem Wirbelkörperplättchen erstellt sind. Sie verlaufen etwa senkrecht zur Zeichenebene aus Richtung der Peripherie des Wirbelkörperplättchens 11 kommend bis in einen Bereich nahe einem Punkt der im Auslaufbereich 8 der Düsenbohrung abgewandten Randkontur des Wirbelraums 1o, wie das auch Fig. 2 erkennen läßt. Dabei können sie bis zum radialnächsten Punkt oder aber auch noch um ein bestimmtes Maß über diesen hinaus verlaufen. Randseitig j _ münden diese BrennstoffZuführungsschlitze 12 nicht in die Peripherie des Wirbelkörperplättchens 11. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie über dem gesamten von ihnen überdeckten Bereich der auslauffernen Öffnung des Wirbelraums 1o zur Brennstoffzuführung 19 des BrennstoffZuführungsstutzens hin offen sind, wobei ihre Länge bevorzugt aber auch so vergrößert werden kann, daß sie mit Öffnung zu diesem Brennstoffzuführung sraum 19 hin auch noch über die Begrenzungskontur desselben hinwegstehen, wie das in Fig. 2 angedeutet ist,

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dabei aber der entsprechende Überstandbereich in Richtung Düsenscheibe 7 ^von deren Stirnfläche verschlossen wird.

Die Folge einer solchen Ausführung für die Anströmverhält-■' nisse des Brennstoffs bei seinem Eintritt in den Wirbelig raum 1o sind die, daß sich eine etwa schleierartige Zu-

'- strömung des Brennstoffes in Richtung der Mittellängsachse a

\ durch die betreffenden Schlitze 12 hindurch ergibt, die im

Ι« Bereich der auslauf fernen Randkontur des Wirbelraums 1o auf

Il dessen Wandung auftrifft und dort entsprechend umgelenkt

ψ wird, wobei bereits' durch die Wahl der Breite des Schlitzes

.; und des Maßes, mit welchem dieser die auslauf ferne Öffnung

des Wirbelraums 1o überdeckt, Einfluß auf die Drallverhält- % nisse der nunmehr im wesentlichen entlang der Oberfläche

·' der Wirbelraumwandung spiralisch rotierenden Brennstoff-

^; schichten genommen werden kann. Weisen die Schlitze 12 jeweils ein Überstandsmaß ihrer Länge über die maximale Randv kontur des Wirbelraums 1o hinweg auf, das in Richtung Düsen-

'i scheibe 7 durch diese verschlossen, jedoch von der Seite der

y- Brennstoffzuführung 19 des Brennstoffzuführungsstutzens 17

: her anströmbar ist, so kommt es zu einer zusätzlichen Quer-

>^! konponente der Schi it ζ strömung in Richtung der Länge des

jeweiligen Schlitzes 12, was in Fig. 3 einer Strömungskomponente senkrecht zur Zeichenebene entsprechen würde. In jedem Fall jedoch erfolgt die Anströmung des Wirbelraums im wesentlichen tangential zu einem Punkt seiner auslauf-Ii fernen Randkontur. Hierdurch werden durch Auftreffstoße be-

v dingte Strömung;sverluste \-;eitgehend vermieden, welche zu

I Querströmungen durch das Innere des Wirbelrauins 1o führen

I und das ruhige spiralige Kreisen der Brennstoffschichten-

f. strömung mit steigender Geschwindigkeitskomponente zur Verengungsstelle der Düsenbohrung 8, 9 hin stören würden.,

|.f In Fig. 4 ist dargestellt, daß hier die betreffenden Brenn-

I stoffZuführungsschlitze 12 im Wirbelkörperplättchen 11

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nicht, wie in Fig. 3, durch vollständige schlitzförmige Materialausnehmungen gebildet sind, sondern dadurch, daß vorbestimmte Materialbereiche des Wirbelkorperplattchens 11 ' fahnenartig aus dessen Ebene heraus hochgebogen sind. Diese Fahnen 13 sind, wie in Fig. 4 für eine derselben dargestellt, in zur Richtung der Mittellängsachse a parallele Richtung hochgebogen und weisen eine Randkontur auf, welche entweder der eines mit seiner der kürzesten Seite gegenüberliegenden Ecke im Bereich der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums gelegenen Dreiecks, das um eine der längeren Dreieckseiten, aus der Ebene des den Wirbelkörper bildenden Plättchens 11 horausgebogen ist, oder aber einem mit seiner kürzesten Seite im Bereich der'ausl auf fernen Randkontur des Wirbelraums gelegenen Trapez, das um eine seiner längeren, zu dieser kürzesten Seite hin konvergierenden Seiten aus der Ebene des den Wirbelkörper bildenden Plättchens 11 herausgebogen ist, entspricht. Diese Konturgebung ist in Fig. 4 dargestellt, indem nämlich die sich in Längsrichtung des Schlitzes 12 verbreiternde Kontur derdiesen bildenden hochgebogenen Fahne 13 oberhalb des geschnittenen Bereichs derselben gezeigt ist. Die in dieser Weise hochgebogenen Fahnen 13 dienen als eine Art Strömungsleitbleche, durch welche die tangentiale Brennstoffanströmung zum Wirbelraum 1o im Bereich vor Eintritt des Brennstoffs in die Zuführungsschlitze 12 eine gewisse Ausrichtung erfährt. Durch die zur Peripherie des Wirbelkorperplattchens 11 hin sich erweiternde Breite der Schlitze 12 kommt es wiederum zu einer seitlichen Strömungskomponentein Richtung senkrecht zur Zeichenebene.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Beeinflussung der Anströmverhältnisse im Tangentialbereich des Wirbelraums 1o..gezeigt. Hier entspricht die Ausbildung der Zuführungsschlitze 12 und der sie bildenden hochgebogenen Fahnen 13 im wesentlichen der Ausführung gemäß

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Pig. 4, dies jedoch mit der Ausnahme, daß diese Fahnen 1$ nicht so aus der Ebene des Wirbelkörperplättchens 11 herausgebogen sind, daß sie eine zur Mittellängsachse a parallele Ausrichtung haben, sondern unter einem Winkel <x gegenüber der geneigten Wirbelraumwandung und damit mit einer Neigung ß gegenüber der Mittellängsachse a geneigt stehen. Die Folge hiervon ist eine erheblich günstigere Anströmung des Tangentialbereichs der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums 1o, indem nämlich die Strömung unter einem wesentlich spitzeren Winkel und damit mit erheblich geringeren Stoßverlusten'an die Wandungskontur des Wirbelraums herangeführt wird.

In Fig. 6 sind diese Verhältnisse noch weiter vervollkommnet, indem nämlich hier die Fahnen 13 jeweils mit solcher Neigung zur Mittellängsachse a stehen, die der Neigung β der Mantellinien der Wirbelraumwandung entspricht. Damit erfolgt hier die Zustimmung des Brennstoffs zum Wirbelraum 1o tatsächlich auch tangential zur Wandungskontur J des Wirbelraums 1o und damit optimal stoßverlustfrei. I

Wie bereits geschildert, kann durch geeignete Längenbemessung der BrennstoffZuführungsschlitze 12 der Schlitzströmung jeweils eine Querkomponente in einer zur Mittellängsachse a senkrechten Querebene aufgeprägt werden, die sich strömungsmäßig als etwa zum mittelachsnächsten Punkt des jeweiligen .Zuführungsschlitzes 12 gerichtete Komponente auswirkt. In Fig. 2 ist strich-punktiert die maximale Randkontur des i Wirbelraums gem. Fig. 1 und gestrichelt der Durchmesser I

K der zentralen Brennstoffzuführung 19 des Brennstoffzuführungsstutzens 17 angedeutet. An sich würde es ausreichen, wenn die Länge der aus der Ebene des Wirbelkörperplättchens 11 herausgebogenen Fahnen 13 und korrespondierend auch der

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dadurch gebildeten Schlitze 12 bis etwa zur Verschneidung mit der Kreiskontur der Brennstoffzuführung 19 begrenzt wäre, um jedoch eine besonders.starke Querkomponente in der ansonsten in allen Richtungen so gut wie nur irgend möglich tangentialen Schlitzströmung zu erreichen, kann - wie gezeigt - die Fahnen- und Schlitzlänge auch größer gewählt sein. In einem solchen Falle muß dann aber, wie das auch in Fig. 1 dargestellt ist, eine stirnseitige BrennstoffZuführungskammer 19a in Form einer Aufweitung des Durchmessers der Brennstoffzuführung 19 des Brennstoff zuführungsstutzens '17 vorgesehen sein. In diese hinein kommunizieren dann die Schlitze 12 des Wirbelkörperplättchens 11 auf ihrer ganzen Länge, wobei der außerhalb der Wirbelraum-Randkontur gelegene Längenbereich jeweils von der wirbelkörperseitigen Stirnfläche des Düsenkörpers 7 zu diesem hin abgedeckt ist.

Die günstige Folge einer solchen bevorzugten Ausbildung der Brennstoffzuführung zum Wirbelraum 1o ist eine etwa in einer Tangentialebene zu einer Mantellinie der kegeligen Wirbelraumwandung mit Neigung zu dieser Mantellinie resultierende Strömungsrichtung, so daß in jedem Falle die Zuströmung des Brennstoffes zum Wirbelraum 1o optimal tangential erfolgt. Der in dieser Tangentialebene gemessene Neigungswinkel dieser Strömungsresultierenden gegenüber der diese Tangentialebene bestimmenden Mantellinie wird seinerseits durch die Größe der Querkomponente der Strömung bestimmt.

Die aus der Ebene des Wirbelkörperplättchens 11 herausgebogenen Fahnen 13 haben bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 5 ^un(3. 6 aber auch noch eine andere Funktion. Sie bilden nämlich eine etwa zum mittelachsnächsten Punkt der Zuführungsschlitze 12 hin sich zuspitzende tütenförmige

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Überdachung desselben, die eine Beeinflussung der Zuströmung des Brennstoffes nach Art eines Düseneinlaufs mit sich bringt. Während vorstehend zweckmäßige Beeinflussungen der Strömungsrichtung bzw. der Richtung einzelner Geschwindigkeitskomponenten erläutert wurden, handelt es sich hier um eine für die Strömungsverhältnisse im'Wirbelraum 1o in noch wesentlich gesteigertem Maße vorteilhafte Beeinflussung der Größe der Geschwindigkeit in ihrer örtlichen Verteilung. Durch diese düseneinlaufartige Beeinflussung der Brennstoffzuströmung kommt es nämlich zu einer Zunahme de"r Strömungsgeschwindigkeit, je kürzer Γ der Abstand zur Mittellängsachse a wird. Die höchste

I ' Strömungsgeschwindigkeit erreicht die Schlitzströmung dann I im mittelachsnächsten Punkt, und dies ist gerade der Punkt,

I wo die Strömung praktisch tangential an die Wirbelraumwan-

'; dung herangeführt wird. Durch diese auf diese Weise überraschend einfach bewirkte Steigerung der Geschwindigkeit I der Querkomponente der Schlitzströmung mit abnehmendem

I: Radialabstand zur Mittellängsachse a wird also gerade dort

I 1

I die höchste Geschwindigkeitaufgebracht, wo diese am meisten

I ■ benötigt wird, nämlich im Bereich der Anströmung der Wirbel-

■ rauEwandung, wodurch es zu einer im wesentlichen fehlstellenlosen Schichtenströrnung entlang der Wirbelraumwandung kommt,

" bei welcher der Brennstoff mit steigender spiraliger Rotation

- in den Zulaufraum 9 der Düsenbohrung 8, 9 der Düsenscheibe

j hineinströmt und diese durch ihren Ausströmbereich 8 mit

I: . besonders guter Tendenz -zu einem breiten Kegelwinkel des

§' Sprühstrahls und einem guten Zerreißen der rotierten Brenn-

| stoffschicht in einzelne Brennstofftröpfchen besonders ge-

I ringer Tröpfchengröße mit optimaler Gauß'scher Tropfchen-

μ größenverteilung verläßt.

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Es ist ersichtlich, daß die Erfindung die Möglichkeit für höchst rationelle Fertigung"des Wirbelkörperplättchens 11 mit allen seinen für Fixierung und Strömungsbeeinflussung erforderlichen Einzelheiten bietet, indem nämlich dieses Plättchen zweckmäßig als Blechstanzteil ausgeführt v/erden kann, welches mit einem einzigen Stanzschlag in allen seinen Einzelheiten fertiggestellt werden kann. Dabei kann mit höchst einfachen Mitteln eine Anpassung an die gewünschte Beeinflussung der Strömungsverhältnisse durch das Maß der Abbiegung der Materialfahnen und die Art der Kon^urgebung derselben vorgenommen werden.

Im übrigen braucht die Halterung und Fixierung des V/irbelkorperplättchens 11 und der Düsenscheibe 7 nicht in der Weise vorgenommen zu werden, wie in Fig. 1 dargestellt. Beispielsweise kann auf die peripheren Vorsprünge bzw. ji¹ Randfahnen 15 verzichtet und -stattdessen eine Zentrierung j/

ι'' längs des gesamten Umfangs des Wirbelkörperplättchens 11 dadurch vorgenommen werden, daß dieses satt in einer entsprechend auf diesen Durchmesser vergrößerten Aufweitung 19a des Stirnendes der Brennstoffzuführung 19 des Brennstoffzuführungsstutzens 17 zur Anlage kommt und dabei die Druckwirkung über die wirbelkörperseitige Stirnfläche 17a des BrennstoffZuführungsstutzens 1? aufgebracht wird.

Um Brennstoffleckagen durch randseitige Abströmung zumindest wesentlich zu erschweren, können, wie in Fig. 1 dargestellt, auf dem wirbelkörperseitigen Endbereich der Mantelkontur des Brennstoffzuführungsstutzens 17 Ringnuten 18 vorgesehen sein, welche als Labyrintdichtungen dienen. Im übrigen ist das in den Düsenstock eingeschraubte Stirnende des Düsenkopfes durch eine Ringdichtung 14 gegen Leckage abgedichtet.

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Die Brennstoffzuführung zur Zentralbohrung 19 im Brennstoff zuführungsstutζen 17, der an seinem wirbelkörperfernen Ende im übrigen einen Schlitz 22 für ein geeignetes Werkzeug für sein Einschrauben in das Innengewinde 4 des Düsenkopfes 2, wie beispielsweise ein/Schraubenzieher, aufweist, erfolgt über zwei Querbohrungen 2o, die durch ein feinmaschiges zylindrisches Siebfilter gegen Eintritt von Verunreinigungen geschützt sind.

Es ist erkennbar, daß durch die Erfindung die die verbrennungsgünstigen Eigenschaften einer Brennerflamme geringer Wärmeleistung bestimmenden Bauteile der Brennerdüse, nämlich insbesondere der Wirbelkörper und die Düsenscheibe, in überraschend einfacher und wirtschaftlicher Weise miniaturisiert v/erden können, und zwar dies außerdem auch noch unterjwesentlicher Verbesserung der Strömungseigenschaften im Wirbelraum, die auch eine noch weitere Steigerung der Verbrennungsfreudigkeit des die Brennerdüse verlassenden Brennstofftropfchen-Kontinuums mit sich bringt.

Es ist erkennbar, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt ist,, dem Fachmann vielmehr vielfältige !Möglichkeiten offenstehen, durch andere Kombination ihrer Kerkma,le oder deren Austausch gegen gleichwertige !Mittel die Erfindung an die jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten und die Erfordernisse des einzelnen. Einsatzfalles anzupassen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims (18)

PATENTANWALT HANS-JOACHIM KANTNER DIPLOM-INGENIEUR 6070 LANGEN, 23, OKT. 1978 DARMSTÄDTER STRASSE 8 TELEPHON: (06103) 23029 PATENTANWALT DlPL-INC. H.-J. KANTNER " TELEGRAMM:KANTNERPATENTE DARMSTÄDTER STR.8. 607 LANGEN / HESSEN LANGENHESSEN Ansprüche :

1. Brennerdüse mit einem vom Düsenstock abgestützten Düsenkopf , der eine Düsenscheibe mit einer sich nach Art. einer Venturi-Düse von außen nach innen konisch verengenden und anschließend wieder erweiternden Bohrung abstützt, an deren Innenseite ein mit der Düsenscheibe einen Wirbelraum begrenzender Wirbelkörper durch einen hohlen, von der Innenseite her in den Düsenkopf einschraubbaren Brennstoffzuführungsstutzen in Anlage haltbar ist, wobei dem Wirbelraum der Brennstoff durch seine Mittellängsachse nichtschneidende Kanäle zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, äaß der Wirbelkörper als ebenes Plättchen (11) ausgebildet ist ■ und mindestens zwei in gleichem Winkelabstand zueinander um die" Mittellängsachse (a) verteilt angeordnete Zuführungskanäle (12) für den Brennstoff aufweist, mittels derer dieser d@m Wirbelraum (1o) von dessen auslaufferner Seite her jeweils praktisch in einer Tangentialebene an einen Punkt der auslauf fernen Puandkontur des Wirbelraums (1o) zuführbar ist.

2. Brennerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Brennstoff dem Wirbelraum (1o) jeweils praktisch in einer .gegen die Mittellängsachse (a) im gleichen Sinn wie dessen Wandung geneigten Tangentialebene an einen Punkt der aus-

BANKKONTO: D R&eqN^R·· 3^N Κ; A.G.-F RWlJlIjLFIiRT AM MAIN NR 4-II2519

FRANKFURT .·

lauffernen Randkontur des Wirbelraums (Ίο) zuführbar ist.

3. Brennerdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, · daß der Brennstoff dem Wirbelrauin (1o) jeweils praktisch in einer im Bereich eines Punktes der auslauffernen Randkontur desselben bezüglich der Mittellängsachse (a) gleiche Neigung wie die Wirbelraumwandung in diesem Punkt aufweisenden Tangentialebene an diesen Punkt zuführbar ist.

4. Brennerdüse nach Anspruch 3 mit einem Wirbelraum mit konischer Wandungskontu-r, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff dem Wirbelraum (1o) jeweils praktisch in einer Tangentialebene an eine Mantellinie der Wirbelraumwandung zuführbar ist.

5- Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff dem Wirbelraum (1o) jeweils praktisch mit einer zu einer zur Richtung der Mittellängsachse (a) senkrechten Tangente an einen Punkt der auslauf fernen Randkontur des Wirbelraums (1o) parallelen Geschwindigkeitskomponente zuführbar ist.

6. Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die BrennstoffZuführungskanäle jeweils als über ihrer gesamten Länge zu einer mit der Mittellängsachse (a) koaxialen Brennstoffzuführung (19) des Brennstoffzuführungsstutzens (17) bin offene Schlitze (12) ausgebildet sind, die sich auf ihrer der Düsenscheibe (7) zugewandten Seite über dem gesamten die auslaufferne Öffnung des Wirbelraums (1o) überdeckenden Bereich ihrer Länge in diesen öffnen.

7- Brennerdüse nach Anspruch 6 mit Brennstoffzuführung zum Wirbelraum mit einer zu einer zur Richtung der Mittellängsachse senkrechten Tangente an einen Punkt der auslauffernen

_ 7.

Randkontur desselben parallelen Geschwindigkeitskomponente , dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuführungskanäle jeweils eine ihren die auslaufferne Öffnung des Wirbelraums (1o) überdeckenden Bereich zur Peripherie des Wirbelkörpers (11) hin übersteigende Länge aufweisen und daß jeweils ihr außerhalb der auslauffernen Öffnung des Wirbelraums (1o) gelegener Längenbereich sich gleichfalls zu der mit der Mittellängsachse (a) koaxialen Brennstoffzuführung (19) des Brennstoffzuführungsstutzens (17) hin öffnet, zur Seite der Düsenscheibe (7) hin jedoch durch diese verschlossen gehalten ist.

8. Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff dem Wirbelraum (1o) jeweils praktisch mit mit abnehmendem Abstand zur Mittellängsachse (a) steigender Geschwindigkeit zuführbar ist.

9- Brennerdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die BrennstoffZuführungskanäle jeweils als sich zu ihrem Mündungspunkt im Bereich der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums (1o) hin düseneinlaufartig verengende Schlitze (12,13) ausgebildet sind.

10. Brennerdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die BrennstoffZuführungskanäle bildenden Schlitze (12) jeweils durch eine nach Art eines mit seiner der kürzesten Seite gegenüberliegenden Ecke im Bereich der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums (1o) gelegenen Dreiecks um eine der längeren Dreiecksseiten aus der Ebene des den Wirbelkörper (11) bildenden Plättchens herausgebogene Materialfahne (13) gebildet sind.

11. Brennerdüse nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialfahne (13) um die der Mittellängsachse (a)

näher gelegene Dreiecksseite in Richtung vom Wirbelraum (1o) weg hochgebogen ist.

12. Brennerdüse nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die die BrennstoffZuführungskanäle bildenden Schlitze (12) jeweils durch eine nach Art eines mit seiner kürzesten Seite im Bereich der auslauffernen Randkontur des Wirbelraums (1o) gelegenen Trapezes um eine seiner längeren, zu dieser kürzesten Seite hin konvergierenden Seiten aus der Ebene des den Wirbelkörper (11) bildenden Plättchens herausgebogene Materialfahne (13) gebildet sind.

13· Brennerdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialfahne (13) um die der Mittellängsachse (a) näher gelegene, zur kürzesten Trapezseite hin konvergierende Trapezseite in Richtung vom Wirbelraum (1o) weg hochgebogen ist.

14. Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Wirbelkörper bildende Plättchen (11) im Bereich seiner Peripherie mindestens zwei in gleichem Winkelabstand zueinander um die Mittellängsachse (a) verteilt angeordnete, in Richtung der wirbelkörperseitigen Stirnfläche (17a-) des Brennstoff Zuführungsstutzens (17) wegstehende und mit dieser Stirnfläche (17a) des Brennstoffzuführungsstutzens (17) in Anlage befindliche Vorsprünge (15) aufweist.

15· Brennerdüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge des den Wirbelkörper bildenden Plättchens (11) jeweils als in Richtung des Brennstoffzuführungsstutzens (17) aus der Ebene dieses Plättchens (11) hochgebogene Randfahnen (15) ausgebildet sind, die jeweils zum Eingriff in eine entsprechende Ausnehmung (16) in der wirbelkörperseitigen Stirnfläche (17) des Brennstoffzuführungsstutzens (17) bringbar sind.

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16. Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Wirbelkörper bildende Plättchen (11) ein Blechstanzteil ist.

.17- Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wirbelkörperseitige Stirnfläche (17a) des Brennstoffzuführungsstutzens (17) eine Erweiterung (19a) von dessen mit der Mittellängsachse (a) koaxialer Brennstoffzuführung (19) auf den Außendurchrnesser des den Wirbelkörper bildenden Plättchens (11) aufweist.

18. Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelraum durch eine konische Aufweitung(io) des wirbelkörperseitigen Endes der Düsenbohrung (8,9) der Düsenscheibe (7) gebildet ist.

19· Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wirbelraumseitige Ende der Düsenbohrung (8, 9) der Düsenscheibe (7) sich von deren engster Stelle in Form zweier aufeinandergesetzter Konen (9, 1o) erweitert.

2o.' Brennerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Mantelfläche des wirbelkörperseitigen Endes des Brennstoffzuführungsstutzens (17) mindestens eine mit der Aufnahmebohrung des Düsenkopfes (2) eine Labyrinthdichtung bildende Ringnut (18) vorgesehen ist.

EUROCOM ESTABLISHMENT durch

(Patentanwalt)