DE916971C

DE916971C - Zerstaeubungsduese, insbesondere fuer fluessige Brennstoffe

Info

Publication number: DE916971C
Application number: DES1795A
Authority: DE
Inventors: Heinz Richter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-02-19
Filing date: 1950-02-19
Publication date: 1954-08-23

Description

Die Zerstäubungsdüse, wie sie insbesondere für flüssige Brennstoffe angewendet wird, hat, wie schon ihr \ a:me besagt, die Aufgabe, eine mehr oder minder zusammenhängende Flüssigkeitsmenge in kleinste Teilchen aufzulösen. Die gute: Zerstäubung von Brennstoff ist eine wesentliche Voraussetzung für die rasche chemische Reaktion, das ist die Einleitung und die Vollkommenheit der Verbrennung. Zu diesem Zweck sind zahlreiche Ausführungsformen von Zerstäuhungsdüsen vorgeschlagen. worden. Sie arbeiten entweder mit hohem Brennstoffdruck, hohem Dampf- oder Luftdruck oder als Dralldüsen derart, daß der Brennstoff mit sehr hoher Geschwindigkeit in einer Wirbelkammer umläuft und bei Erreichen der Austrittsbohrung unter der Wirkung der Fliehkraft in einem weit geäfineten Kegel als feiner Brennstoffmantel austritt und zerstäubt.
Auf solche .als Dralldüsen ausgebildete Wirbelzerstäubungsdüsen, die in ständig zunehmendem Umfang Anwendung finden, bezieht sich die Erfin-!lung.
Es wurde beobachtet, daß sieh bei solchen Wirbeldüsen innen. ein Luftkern aus bÜdet und daß 1:°ii Veränderung der zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge der Strahlkegelwinkel und die Zerstäubung ungünstiger werden. Dies trifft auch für Drallzer-;;täuber zu, die einen weiten Mengenr.eg;elbereich durch Öffnen eines Rücklaufes aus der Wirbelkammer anstreben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine glei'chhleit,ende gute Zerstäuhung beii Änderung der Durchsatzmenge zu erreichen und einen weiten Regelbereich der Düse zu ermöglichen.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Wirbefkammer eines Zentrifugalzerstäubers der Brennstoff in bekannter Weise tangential, jedoch zugleich innen und in axialer oder im wesentlichen axialer Richtung Druckluft zugeführt wird. Die Wirkung der innen axial und in der Brennstoffaustrittsrichtung zugeführten Druckluft ist eine zweifache: sie erlaubt durch Änderung ihres Druckes eine weitgehende Regelung der Brennstoffmenge, ohne daß die Zerstäubung darunter leidet, und führt, da. sie in:.t dem Brennstoff zugleich austritt, eine besonders feine Zerstäubung und intensive Durchmisohurrg von Brennstoffnebel und Luft herbei. Bei zunehmendem Druck der innen eingeführten Luft nimmt der rotierende Luftwirbel in der Wirbelkammer der Düse einem größeren Durchmesser ein., und der austretende Flüssigkeitsring wird schwächer. Bei h@nreic:hend großem Luftdruck kann, der Flüssigkeitsaustritt gänzlich unterbunden werden. Dadurch, ist eine Regelung der Flüssigkeitsmenge über den gesamten Bereich und mit gleichbleibend hervor-ragender Zerstäubung möglich. Der in der Wirbelkammer bestehende Luftdruck kann mittels eines Regelorgans beeinflußt werden.
Ein schematisch gehaltenes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. i in einem Längsschnitt und in Fig. 2 in einem Schnitt etwa in Höhe der Brennstoffzuleitung dargestellt.
Der Brennstoff tritt mit hohem Druck durch die Schlitze i tangential in den Raum 2 und 3 ein. Hierbei wird der größte Teil der Druckenergie in Geschwindigkeit umgesetzt und die im Raum 2 und 3 befindliche Flüssigkeit in rasche Drehung versetzt. Da sich nun innerhalb eines rotierenden Flüssigkeitsringes die Um:fangsgesch-,vin.digkeiten nach dem Drallsatz r - c" = const. verhalten, wird die Umfangsgeschwindigkeit bei kleinstem Radius die größten Werte erreichen. Als Folge wird auch die Fliehkraft der Flüssigkeit groß werden. Hat nun der rotierende Flüssigkeitsring den Rand der Austrittsbohrung 4 erreicht, tritt die Flüssigkeit nach vorn aus und wird durch den Einfluß der Fliehkraft radial nach außen geschleudert. Je nach der Größe der Austrittshohrung bildet sich um die Achse des Raumes 2, 3, 4. ein zylindrischer Hohlraum, der bei ausgeführten Zerstäubern gut heobachtet werden kann. Zweck der Erfindung ist nun, den Durchmesser dieses Hohlraumes durch zusätzlich über die Leitung 5 eingeführte Luft zu verändern und damit die, austretende Flüssigkeitsmenge zu regeln. Dabei kann der Eintrittsdruck der Flüssigkeit konstant bleiben, während. der Druck der Luft geändert wird. Daß infolge der Änderung der Luftmenge und der durch sie bewirkten Änderung der Brennstoffmenge das Luft-Brennstoff-Verhältnis sich ändert, ist hierbei belanglos, da die axial zugeführte Luftmenge nur ein Teil der zur Verbrennung insgesamt erforderlichen Luft ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zerstäuhungsdüse, insbesondere für flüssige Brennstoffe, mit tangentialem Eintritt des zu zerstäul;endenMittels in eineWirbe,lkammer. gekennzeichnet durch eine zusätzlich angeordnete, vcrzugswei1se in axialer Richtung in die @@'irl>e11<a.mmer einmündende Luftzuführungslei tung.
2. Druckzerstäubungsdüse nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Regelorgan zur Beeinflussung des in der Wirbelkammer bestehenden Luftdruckes. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 700:213, 726 775, 397 8 1o. 648 ..1.46.