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Brenner für flüssige Brennstoffe Die Erfindung betrifft einen Brenner
für flüssige Brennstoffe, bei welchem der Brennstoff in einen umlaufenden Becher
eingebracht wird, von dessen Rand er durch die Fliehkraft abgeschleudert wird. Dieser
Becher wird entweder durch eine besondere Vorrichtung, z. B. einen Elektromotor,
oder aber durch eine kleine Turbine, die von der in die Brennkammer reinströmenden
Luft beaufschlagt wird, angetrieben. Durch diese Anordnung wird wohl eine gute Verteilung
des Brennstoffes auf die Brennkanmner, aber noch keine genügende Zerstäubung erreicht.
Um auch diese zu erreichen, hat man beispielsweise den vom Becher abspritzenden
Brennstoff auf mehrere stufenweise vortretende, größere Becher treffen lassen, wobei
zwischen je zwei Becher ein kräftiger Luftstrom hindurchströmt, der Teile des Brennstoffes
zerstäubt und mitreißt. Abgesehen davon, däß ein derartiger Brenner teuer und kompliziert
ist, erhält man eine im Durchmesser größere Flamme. Bei Kesselfeuerungen, bei denen
man zur Unterbringung einer genügenden Heizfläche ohnehin einen großen Feuerraum
benötigt, hat eine große Flammenausdehnung keinen Nachbeil. Bei Brennkammern für
Gasturbinen aber ist man bestrebt, ,aus Raum- und Gewichtsgründen die Brennkammer
so klein wie möglich zu machen.
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Es ist daher vorgeschlagen worden, um das Ende des sich drehenden
Brennstoffbechers eine düsenartige Verengung herumzulegen. Durch diese Ringdüse
wird Luft in die Brennkammer geleitet. Die
vom Becherrand abspritzenden
Brennstoffteilchen werden von diesem Luftstrom erfaßt und feinstens zerstäubt- in
die Brennkammer gesehleudert, w o sie sofort vollkommen verbrennen. Diese Brenner
mit ringförmiger Luftdüse am Zerstäuberbecher bewirken zwar eine gute Zerstäubung,
sie haben aber den Nachteil, daß das Verhältnis von Brennstoff und Zerstäuberluft
nicht stets konstant ist, sondern sich mit verringerter Brennstoffzuführung ändert.
Da der Luftquerschnitt für die größte Brennstoffmenge berechnet werden muß, ist
bei geringer Brennka.mmerhelastung, d. h. geringer Brennstoffzuführung, an der Zerstäubungsstelle
ein großer Luftüberschuß vorhanden. Die Folge davon ist ein zu mageres Gemisch und
ein Versagen der Zündung, d. h. die Flamme reißt ab! oder kommt beim Anfahren gar
nicht erst zur Entzündung. -Es ist daher weiterhin vorgeschlagen worden, den Austrittsquerschnitt
an der ringförmigen Luftdüse am Brennstoffbecherrand veränderlich zu machen, so
daß die Luftmenge stets der vom Zerstäuberbecher abgeschleuderten Brennstoffmenge
angepaßt «-erden kann und das Verhältnis von Luft zu Brennstoff möglichst konstant
bleibt. Um besonders bewegliche Teile, wie Schieber, Blende,od. dgl., zur Veränderung-
des Luftaustrittsquerschnittes im Brennraum zu vermeiden, ist der Zerstäuberbecher
axial verschiebbar ausgebildet und die äußere Begrenzungswand der Luftzuführungsdüse
derart konisch ausgebildet, da,ß die axiale Verschiebung des Zerstäuberbechers eine
Veränderung des Austrittsquerschnittes der düsenförmigen Luftzuleitung bewirkt.
Diese Ausbildung der im Querschnitt veränderlichon Zerstäuberluftdüse hat den Nachteil,
daß die äußere Ab,spritzkante des Zerstäuberbechers bei der Verengung der Luftdüse
immer weiter in den von der äußeren Luftdüsen-wand gebildeten Becher hineingezogen
wird, so daß der vom Becherrand abgeschleuderte Brennstoff schließlich den schwächer
werdenden Luftstrom durchschlägt und unmittelbar gegen die Luftdüsenwand trifft,
sich dort niederschlägt und schließlich verkokt.
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Um diesen Nachteil zu beheben, ist erfindun-sgemäß am äußeren Umfang
des Becherrandes ein die Veränderung des Luftdüsenquerschnittes bewirkender Ansatz
in einem derartigen Abstand vom Becherrand vorgesehen, daß auch in der äußersten
axialen Endstellung des Zerstäuberbecbers der Abspritzrand frei in den Brennraum
hineinragt. Dadurch wird trotz der axialen Verschiebung des Zerstäuberbechers ein
freies unbehindertes Abspritzen des Brennstoffes vom Rand des Zerstäuberbechers
gewährleistet, so daß in allen Belastungsfällen eine gute Verbrennung des eingebrachten
Brennstoffes erfolgt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Brenners nach der
Erfindung in einem Axialschnitt dargestellt, wie er beispielsweise im Deckel einer
Brennkammer eingebaut ist. Am Brennkammergehäuse i ist die ringförmige Luftzuführung
z und ,an dieser der Abschlußdeckel 3 befestigt, welcher den umlaufenden Brenner
trägt. Der Brenner weist eine feststehende Achse 4 mit der 5 auf. Auf dem der Brennkammer
zugewandten Ende der Achse 4. ist ein Kopfstück 6 zur gleichmäßigen Verteilung des
radial aus der Bohrung 7 austretenden Brennstoffes ausgesetzt. Die Brennstoffzuführung
erfolgt am anderen Ende der Achse 4 über die Leitung 8 und das Anschlußstück g.
Auf der Achse 4 ist ferner mittels Wälzlager io das mit dem Zerstäuberbecher i i
aus einem Stück bestehende Luftturbinenrad 12 drehbar gelagert. Am äußeren Ende
des konischen Zerstäuberbechers i i weist dieser an seinem Umfang einen ringförmigen
Ansatz 13 auf, der zusammen mit dem an der Zwischenscheibe 14 befestigten Ring 15
einen düsenförmigen Austritt der Zerstäubun:gsluft bildet. Ein Teil der durch den
Stutzen 16 zugeführten Druckluft strömt durch die Leitung 17 zur Luftturbine und
von dort über den Raum 18 und die öffnungen 1g unmittelbar in die Brennkammer. Der
andere Teil der Luft strömt durch die Leitung zo und tritt durch die düsenartige
Öffnung am Ende des Zerstäuberbechers i i aus, wobei sie- auf den vorn Becherrand
abgeschleuderten Brennstoff trifft und diesen zerstäubt. Die Achse 4 und mit ihr
das Turbinenrad 12 und der Zerstäuberbecher i i können nun mit Hilfe eines Hebels
z 1 in der Längsrichtung verschoben werden, wobei infolge der Ausbildung des Becheransatzes
13 und des Ringes 15 der Austrittsquerschnitt für die Zerstäuberluft verändert wird.
In der Zeichnung sind nur der größeren Deutlichkeit halber die Endstellungen des
an der Achse 4 angreifenden Verschiebehebels z 1 verhältnismäßig weit voneinander
entfernt liegend dargestellt. Praktisch beträgt diese axiale Verschiebung nur wenige
Millimeter, so daß die gleichzeitige Verschiebung des Turbinenrades ohne wesentlichen
Einfluß auf die Leistung der Turbine, d. h. auf die Drehzahl des Zerstäuberbechers
bleibt.