-
Vorrichtung zum Zerstäuben und Mischen einer Flüssigkeit mit einem
gasförmigen Zerstäubungsmittel, insbesondere Ölbrenner für Industrieöfen, z. B.
Martinöfen In vielen Fällen ist es erforderlich, eine Flüssigkeit mit einem Gas
zu mischen und hierbei die Flüssigkeit so zu zerstäuben, daß eine wirklich gute
Mischung eintritt.
-
Besonders ist solches erforderlich bei Ma,rtinöfen, die mit Kaltgas
betrieben werden. und bei denen man dem Gas wieder schwere Kohlenwasserstoffe in
Form von Teeröl zuführen muß, damit das Gas einen Heizwert von 46oo bis 48oo kcal
hat, um eine gute Schmelzleistung zu erzielen. Das Teeröl wird durch Düsen mittels
Preßluft oder Dampf in den Gasstrom eingespritzt und zerstäubt.
-
Man hat schon Zerstäuberdüsen entwickelt, bei denen der durch einen
Kegel aufgespaltete Ölstrom ringförmig aus dem Düsenmundstück ausströmt. Der Luftstrom
erfaßt das 01 und soll es durcheinander wirbeln und zerstäuben. Bei einer
anderen Ausführung wird das Öl durch Erstluft und Drall vorzerstäubt. Mit der am
Ende der Düse ebenfalls unter Drall zugeführten Zweitluft bildet sich ein mehr oder
weniger feiner Ölnebel. Solche für die Karburäerung gebräuchlichen Düsen zerstäubten
aber die geringen ölmengen mangelhaft und sind für die Zerstäubung größerer Mengen
ungeeignet. Es ist also nicht möglich, bei gegebenenfalls eintretendem Ferngasmangel
mindestens 5o % der Schmelzwärme durch Öl aufzubringen.
-
Schließlich sind auch noch Brenner bekannt, bei denen sich eine- gute
Zerstäubung dadurch ergeben soll, daß der Druckunterschied zwischen denn Öl und
dem Zerstäubungsmittel groß gehalten wird. Das Öl wird hierbei mit einem Druck von
6 bis
io atü auf die flache Oberfläche eines Zerstreuers mit pilzförmigem
Kopf oder auf einen Zerstäubungskegel geschleudert und im selben Augenblick von
dem ringförmig austretenden Dampf fein zerstäubt in den Mischraum mitgerissen. Diese
bekannten Bauarten haben aber den Nachteil, daß die stets mit hohem Druck arbeitende
Pumpe und arbeitenden Einstellglieder einem hohen Verschleiß unterliegen. Ebenso
ergibt sich hierbei ein gewisser Druckverlust, und die Austrittsgeschwindigkeit
ist nicht hoch genug, um mit Sicherheit über den Heißluftschacht hinwegzukommen.
Aber auch in zahlreichen anderen Fällen, z. B. beim Zerstäuben anderer Flüssigkeiten,
wie z. B. Lacken beim Spritzlackieren usw., sind ähnliche Schwierigkeiten bei den
bisherigen Zerstäuberbanarten aufgetreten.
-
Diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung beseitigt,
bei der das Mundstück: auf der der Flüssigkeitszufuhr zugewandten Seite mit einer
um die Durchtrittsöffnung des Mundstückes herum laufenden, im Querschnitt muldenförmigen
Rinne versehen ist, an deren äußerem Rand sich die äußere Wand eines zur Zuführung
der Flüssigkeit dienenden Ringraumes anschließt, der andererseits durch die- äußere
Wand eines zur Zuführung des Zerstäubungsmittels (Preßluft, überhitzter Dampf od.
dgl.) dienenden, bis nahe an das Mundstück reichenden Rohres begrenzt ist. Der innere
Rand der Rinne läuft in eine Kante aus, die etwa mit dem Zuführungsrohr für das.
Zerstäubungsmittelfluchtet. Auch ist es zweckmäßig, die Kante dieser Rinne; zu zahnen.
-
Der dünne Flüssigkeits-, z. B. Ölfilm, wird hierbei über die meisserscharfe
Kante der Mulde laufend abgerissen und gut zerstäubt.
-
Außer dieser ringförmigen Zuführung des Öls besitzt der Brenner noch
ein inneres verschiebbares Rohr, durch das gleichfalls Öl einströmen kann. Hierbei
wird der Querschnitt des Zuführungsrohres für das Zerstäubungsmittel verringert
und bei Drosselung des Zerstäubungsmi.ttels eine längere Flamme- erzielt. Dieses
Rohr läßt das Zerstä,ubungsmittel in einem hohlem Strahl austreten, der sowohl eine
äußere als auch innere Zerstäuhung durch Injektorwirkung hervorruft.
-
Mit Brennern. nach der erfindungsgemäßen Bauart wurde nicht nur bei
Versuchen eine bessere Zerstäubung, sondern auch eine höhere Austrittsgeschwindigkeit
des Ölgemisches. gegenüber den Düsen älterer Bauart erreicht. Obwohl die Gas- mit
der Heizöldüse jetzt nur kurz in den Luftzug hineinragt, drängt der Auftrieb der
heißen Kammerluft den durchschießenden. Gas- und Ölstrom aus seiner Richtung auf
den Herd gegen das Zuggewölbe- nicht mehr ab. Die Schmelzleistungen der Ofen. sind
gestiegen. Diese Ölbrenner werden des weiteren erfindungsgemäß durch flache Düsen
in. den Ofen eingeführt, und zwar so, daß zwei flache Düsen wassergekühlt in einem
runden Rohr liegen. Die obere flache Düse dient als Gaszuleitung, und in der unteren
können ein oder mehrere Ölbrenner fest oder verschiebbar untergebracht werden. Der
aus der oberen Flachdüse austretende kalte Gasstrom schützt das Zuggewölbe des Ofens
gegen. die Strahlung der heißen Ölflamme und wird selbst zusätzlich vorge-,värmt.
Ferner trifft bei dieser Anordnung die heiße Kammerluft zuerst auf den Ölstrom.
Die starke, leuchtende Ölflamme ruft auf den am Ofenkopf liegenden Schrott eine
größere Schmelzwirkung hervor als bei der bekannten Ausführung, wo die Öldüse mittig
in der Gasdüse liegt und der kalte Gasstrom den Heizölstrom gleichmittig umschließt.
-
Die Zeichnung stellt ein, Ausführungsbeispiiel des Erfindungsgegenstandes
dar.
-
Abb. i zeigt einen Ölbrenner im Längsschnitt, Abb. 2 denselben im
Querschnitt; Abb. 3 zeigt die wassergekühlte flache Düse für Gas- und Ölbrenner
im Längsschnitt und Abb. 4 die flache Düse im Querschnitt.
-
Der ölbrenner besteht aus verschiedenen gleichmittig ineinander angeordneten
Rühren. Das Rohrstück i bildet mit dem Rohr 2 einen Ringkanal für das in Pfeilrichtung
einströmende Öl. Davor sitzt das Brennermundstück 3, wobei Rohr 2 und Mundstück
3 durch die Rohrmuffe 4 zusammengehalten werden. Das Mundstück 3 ist auf der Zuflußseite
des Öls bei 5 muldenförmig ausgespart. Hierdurch ergibt sich nach innen ein scharfer
Rand 6. In dem Rohr, i steckt noch ein verschiebbar angeordnetes Rohr 7, welches
gleichfalls in die nicht dargestellte Ölzufuhrleitung angeschlossen werden kann.
Hierdurch ergibt sich zwischen dem. Rohr 7 und i nochmals eih Ringraum, durch den
die Preßluft oder sonst ein Zerstäubungsmittel einströmt. Durch den Ringraum 8 wird
das Öl unter mäßigem Druck, z. B. bis 2 Atm., zugeführt. Es trifft an der Kante
6 auf die durch den. Ringraum 9 eintretende Preßluft und wird von dieser, zerstäubt.
In dem sich gegen den Ofen zu erweiternden Mischraum des Brenn.ermundstückes 3 findet
eine innige Durchwirbelung mit der Luft statt, so daß eine gute Flammenbildung und
völlige Verbrennung des Öls gewährleistet ist. Die Menge des zuzuführenden Öls kann
durch weitere Zufuhr durch das. Rohr 7 erhöht werden. Der Preßluftstrom wirkt injektorastig
auf dieses durch das Rohr 7 zugeführte Öl und zerstäubt auch dieses.
-
Diese Ölbrenner werden in die Öfen durch die in Abb. 3 und 4 dargestellte
flache Düse eingeführt. Diese Düse enthält lin den. Kühlrohrmänteln io und i i die
beidem, flachen Düsen. 13 und 14. Die flache Düse 13 besitzt einen Anschlußstutzen
15 für den Gasanschluß, während durch die flache Düse 14 ein oder mehrere Ölbrenner
der vorbeschriebenen Art eingeführt werden. Durch den. Stutzen 16 wird das Kühlwasser
zugeleitet, das gegen den flachen Düsenkopf an den flachen Düsen entlang strömt,
alsdann in den äußerem Ringmantel 17 eintritt und durch den Stutzen 18 wieder abfließt.
Versuche haben. ergeben, daß der Preßluftverbrauch für i kg Öl etwa o,o5 cbm beträgt
und daß ein Strömungsdruck für die Preßluft von. 5 bis 6 atü genügt. Bei einem
Öl-
verbrauch von 8oo kg und mehr je Stunde für einen ioo-t-Ofen ergab sich
eine restlose Verbrennung über den langen, Herd. Es wurden hierbei zwei
Heizölbrenner
je Ofenkopf angewendet. Der Rand 6 der Rinne 5 kann gezahnt werden, um die Zerstäubung
noch zu verbessern.