NO130296B - - Google Patents

Description

Brenner for flytende brensel.

Foreliggende oppfinnelse angår brennere for flytende brensel av den art der brensel mates til en roterende brenselskål og særlig angår oppfinnelsen brennere for flytende brensel av den type som har et hus hvori det fremkommer en bane for primær-luftens strømning i aksialretnirigen fra et primærluftkammer ved den ytre ende av huset til en utstrømningsåpning ved den indre ende av huset og en del av dette hus danner hus for en aksialturbin som er beregnet på å bli drevet av primærluftstrøm-men.idet en brennerskål er montert på turbinakselen og anordnet i huset koaksialt med akselen, slik at det mellom skålen og huset dannes en ringformet, sammenløpen-

de del som ender ved eller nær ved leppen av skålen og det hele omfatter innretnin-

ger for tilførsel av brensel til det indre av skålen. En brenner for flytende brensel av-denne type er beskrevet i U.S. patent nr.: 1 693 623. Når en slik bane er i drift vil strømmen av brensel som mates ut fra skålen bli brutt opp på grunn av séntrifugal-virkningen og brenslet vil danne en dusj.

Oppfinnelsen angår således en brenner

for flytende brensel med et hus som danner en strømningsbane i aksialretningen for primærluft fra et primærluftkammer ved den ytre ende av huset til en utløpsåpning ved den indre ende av huset hvorav en del tjener som hus for en aksialluftturbin beregnet på å bli drevet av primærluftstrøm-men, en brennerskål montert på turbinakselen og anordnet i huset koaksialt .med akselen, hvilken brennerskål sammen med en flate i huset omslutter en ringformet sammenløpende del av den nevnte bane

som således løper sammen mot utløpsåp-ningen ved eller nær ved leppen av skålen,

og innretninger for tilførsel av brensel til det indre av skålen, og den er i det ve-sentlige kjennetegnet ved at turbinrotorens blader ligger mellom en luftmunnstykker plate på bladenes oppstrømsside og styrevinger på bladenes nedstrømsside, hvilken munnstykkeplate og styrevinger tjener til å bære turbinaksellagrene, og er anordnet slik at munnstykkeplaten gir en første hvirvelretning for primærluftstrømmen for å rotere turbinrotorbladene og brennerskå-

len i denne retning, mens styrevingene gir en motsatt rettet hvirvel til primærluft-strømmen.

Oppfinnelsen vil nå i form av et eksempel bli beskrevet i det følgende under henvisning til de skjematiske tegninger dér: /r

Fig. 1 viser sett bakfra og fra siden

en sékundærluftboks, som er tilsluttet en oljebrenner med roterende skål,

fig. 2 viser et snitt sett fra siden gjennom oljebrenneren med roterende skål, sammen med det tilsluttede hus, og sekun-dærluftboksen, og endel av kjeleavtrekket,

fig. 3 viser en del av fig. 2 i forstørret

målestokk,

fig. 4 viser et snitt etter linjen IV—IV

i fig. 3.

Det skal nå vises til tegningene og en sékundærluftboks 2 er her utformet som en sylindrisk del 4,. og en endeplate 6 med en sentral sirkulær åpning 8. En sentral hus-

del 10 er svingbart montert med en periferien flens 11, i flukt med åpningen 8 og i anlegg mot platen 6, ved hjelp av et heng-

sel 12, montert på endeplaten 6, og den sentrale husdel 10 er festet i arbeidsstilling ved hjelp av en ringeskrue 14.

En bakre dekkplate 16 er festet til det! sentrale hus 10 ved hjelp av skruer som, samvirker med gjengede hull 1 ører utfor-! met i det sentrale hus 10, f. eks. som skruen 18 og hullet som er vist i øret 20. En sen-: tralt gjennomboret endekapsel 22 med" enj innvendig sylindrisk forlengelse 23A er festet i flukt med en sentral åpning 24 i den bakre dekkplate 16 ved hjelp av skruer, f. eks. som vist ved 26, der skruene passerer; gjennom en periferien flens 27 på ende-, kapslen, og er skrudd inn i den bakre dekkplate. Den bakre del 28 av den sentrale bo-, ring i endekapselen 22 er gjenget for inn-skruing av et endeparti 30 på en brenseltil-i førselsledning 32, mens en brenselutmat-ningsledning 34 er slagloddet fast til front-delen 23A av den sentrale boring.

Et innblåsingsrør 38 for primærluft er<1 >anordnet for å blåse inn en strøm av primærluft tangensielt i forhold til det indre av det sentrale hus 10. En aksialt forløpen-de ledeplate 40 sikrer at primærluften strømmer mot urviserrethingen i et primærluftkammer 44, etter innblåsing, når man ser på huset 10, f. eks. som i fig. 1. En spiralplate 42 som strekker seg mellom en sentral hylse 43 og veggen i huset 10, tjener til å styre luftstrømmen hort fra den bakre dekkplate 16, og etter hvert mot en plate 46 med luftmunnstykke.

Luftmunnstykkeplaten 46 er anbrakt omtrent ved midtpartiet 48 i det sentrale hus 10, idet en ytre sylindrisk del 50 av<1 >platen holdes i anlegg mot en ringformet) skulder 52 utformet i det sentrale hus 10,i ved hjelp av en ringformet plate 54, som! er festet til en skulder 56, anordnet ved midtpartiet 48 i det sentrale hus 10, ved hjelp av skruer, f. eks. som vist ved 58. Styreribber 60 strekker seg fra den ytre sylindriske del 50 til en indre sylindrisk del 62 og danner derved fem divergerende munnstykker 64, som står med like store vinkelavstander fra hverandre, og har rektangulært tverrsnitt, perpendikulært på brenneraksen, mens det sentrale plan for hvert av munnstykkene 64 danner en vinkel på 30° med brenneraksen. Munnstykkene 64 tjener tii å blåse primserluften i stråler som er beregnet på å treffe turbinblader 82, som beskrevet mer i detalj i det følgende.

Fem styrevinger 66 som står med jev-ne vinkelavstander, og som er i ett stykke med det sentrale hus 10 ved dettes frontparti, og som bærer et sentralt boss 70, danner fem passasj er 72, idet primærmf tstrøm-men styres slik at den strømmer i urviserretningen når man ser på huset 10 som i fig. 1, og etter utblåsing fra passasjene.

Kulelagrene 74—76 som henholdsvis er festet i bosset 70 og den indre sylindriske del 62, bærer en hul aksel 78, som er koaksial med, som omslutter men som står 1 av-stand fra brenselutmatningsrøret 34. En turbinrotor 80 strekker seg koaksialt med ©g er kilt fåst på den hule aksel 78 mellom kulelagrene 74, 76. Kulelageret 74 er festet i bosset 70 ved hjelp av en ringformet plate 84 som er skrudd fast på bosset 70 ved hjelp .av skruer som er vist ved 86. Lageret 76 er festet i den indre sylindriske del 62 ved hjelp av hylsen 73, hvis ende passer inn 1 en -utsparing 88 i den bakre dekkplate 16, mens en ringformet skive 90 er bearbeidet til den tykkelse som er nødvendig for sam-mensetningen. En ringformet skulder 92 er utformet på den hule aksel 78, og den bakre flate 94 av skulderen samvirker med kulelageret 74, rotoren 80, kulelagret 76, en skive 96, mens en mutter 98 samvirker med et gj enget endeparti 100 på den hulé aksel 78, for å sikre akselen 78 aksialt i lagrene '74, 76.

Tyve turbinblader 82, som står med like vinkelavstander, er festet til og strekker seg radielt ut fra turbinrotoren 80, og disse blader har passende krummede overflater, slik at de kan drives av stråler av primær-luf t som blåses ut gjennom munnstykkene 64, og treffer de krumme flater som derved bevirkeT at turbinrotoren roterer med stor hastighet.

En brennerskål 102 utført med et tounn-parti 104 og en avkortet kjegleformet vegg 106 som åpner utad mot en utmatnings-leppe 108, er montert på den mile aksel 78, og er festet mot frontflaten 110 på en ringformet skulder 192, ved hjelp av en skive 112, og en mutter 114 som samvirker med et gjenget frontparti 116 på den hule alssel 78. Veggen 106 avtar i radiell tykkelse mot utmatningsleppen 108 og den innvendige flate 118 av veggen 106 sett i snitt, heller med en vinkel av 5° i forhold til den sentrale akse.

Et hult fordelingshode 120 er forsynt med et innvendig gjenget bakre parti, 122, slik at hodet kan skrus last på denne gjen-gete, forreste del 116 av den hulle aksel 78, slik at fordelingshodet 120, kan festes til akselen 78. Den forreste del 124 av fordelingshodet 120, har en redusert utvendig diameter og har form av en sirkulær plate 126, som bæres av to diametralt motståen-de ribber 128, som på sin side stikker ut fra

hoveddelen 130 av fordelingshodet, mens

en sentral horing 132 forbinder de indre deler av de forreste hoveddeler 124, .130 av

fordelingshodet. Den sylindriske vegg 134 av hoveddelen 130 i fordelingshodet 120 er i utformet med åtte aksiale spalter 136, som : står med like vinkelavstander fra hverandre.

BrenselutmatningsTøret 34 ender i hoveddelen 130 av fordelingshodet 120 ved eller nær ved et plan som Ugger gjennom, sentrene for hver av de aksiale .spalter 136. Brensel mates ut til hoveddelen 130 og til; den forreste del 124 gjennom den sentrale boring 132. Da fordelingshodet sitter på den hule aksel 178, som roterer med en stor \ hastighet på grunn av turbinen, slynges brneslet fra fordelingshodet 120 og avset-tes som en film på innsiden 118 av toren-nerskålen 102. Flateinnholdene av den sentrale boring 132 og de aksiale spalter 136; er slik at enten brensel mates' til fordeler-: hodet med en stor eller liten hastighet, vil brenslet passere til innsiden 118 av toren-'; nerskålen 1G2, og brenslet har ikke tilbøye-lighet til å strømme tilbake i den hule ak-; sel.

Et hus 140 for brennerens forreste del,! hvilket hus har en avkortet kjegleformet' bakre del 142, og et sylindrisk frontparti 144, er med den ende som har størst diameter festet i flukt med den forreste del 68 av det sentrale hus 10, ved hjelp av skruer og ører anordnet på fronthuset 140 resp. på det sentrale hus 10, f. eks. skruen 146 og'ørene 147,148.

En munnstykkering 150 med en innvendig flate 152 som har avkortet kjegle-form er aksialt bevegelig i den sylindriske frontdel 144, av fronthuset 140, og er festet i den innstilte stilling ved hjelp av skruer, f. eks. skruen 154. En avkortet kjegleformet overflate 152 1 munnstykkeringen 150 og utsiden 156 av brennerskålen 102 danner sammen en konvergerende primærluftkanal 158, som ender i en utmatningsåpning 160, hvis tverrsnitt kan varieres ved aksialfor-sfkyvning av stykkringen 150. Et spor 162 som strekker seg rundt den avkortet kjegg-formede flate 152 av munnstykkeringen; 152, tjener til å samle opp eventuell olje; som drypper fra utmatningsleppen 108 på i brennerskålen 102, når brennerskålen står I stille og flammen er slukket, og den opp-j samlede olje føres gjennom en kanal 164; i munnstykeringen 150 ved dennes laveste i punkt, sliik at oljen kan dryppe ned på og] fordampes av gjenværende varme i en inn-1 vendig foringsring 165 ved siden av bren-j nermunnstykkeringen 150.

En innløpskanal 166 for sekundærluft j er forsynt med en flens 168, hvortil en til-førselskanal (ikke vist) for sekundærluft er tilsluttet. Sekundærluf tinnløpsfcanalen 166 har rektangulært tverrsnitt og er forsynt med tre krumme ledeplater 17© som er beregnet på å sikre en jevn regelmessig inn-føring av sekundærluft til sekundærluft-kassen 2 i idet sylindriske hus 4.

<:>i Den indre kant 172 av det sylindriske hus 4 er sveiset til en plate 174 forsynt med en åpning 176, som er koaksial med aksen for den hule aksel 78. En avkortet kjegleformet krave 178 er sveiset fast i flukt med kanten av åpningen .176 og er forsynt med seksten radielle ledeplater 180 som strekker seg aksialt, står med like vinkelavstander og tjener til å redusere hvirveldannelser i sekundærluftstrømmen som mates ut gjennom åpningen 176.

En avkortet kjegleformet del 182 bæres ved sin ytre kant 184 av fire bæreplater 186, som også står med like vinkelavstander, og er sveiset til delen 182 og til endeplaten 6, og delen 182 er ved sin indre kant 188 ved hjelp av en ytterligere avkortet kjegleformet del 190, festet i flukt med åpningen 8, og delen 190 er sveiset til delen 182 og til endeplaten 6. Den avkortet kjegleformede del 182 tj ener til å bære den innvendige foring 165. Den avkortet kj egle - formede del 190 er forsynt med åtte spalteT 194 som står med like vinkelavstander nær ved endeplaten 6 og er beregnet på å til-late Innføring av en del av sekundærluf-fcen som strømmer gjennom en konvergerende passasje 195 rundt den forreste ende av huset 140, og denne passasje ender i en ringformet åpning 197 for utblåsing av kjø-ieluft.

En reguleringshylse 196 er aksialt still-bart festet på to av bæreplatene 186 ved hjelp av aksler 198, der frontpartiet av hver av akslene er forsynt med en venstregj enget skrue som samvirker med en mutter 200 som på sin side er sveiset fast til regule-ringshylsen 196, mens resten av akselen er forsynt med en høyeregj enget gjenge, og samvirker med en mutter 202, som er sveiset til en av toæreplatene 186. Akslene 198 strekker seg gjennom den forreste endeplate 6 og er forsynt med riflete knapper ved de bakre ender.

Ved å dreie på akslene 198 ved hjelp av knappene 204 f orskyves reguleringshyl-sen forover eller bakover, og regulerer derved utmatning av sekundærluft gjennom åpningen 196.

Fire ører 206 som står med like vinkelavstander er ved kantene 202 sveiset fast på kjeleavtrekiksrøret 210. Platen .174 er festet i flukt med avtrekksrøret 210 ved hijelp av fire bolter 208, som er sveiset fast til ørene 206. En ring av båndformet asbest 214 mellom avtrekksrøret 210 og platen 174 nedsetter varmeledningen fra avtrekksrø- fe ret til platen..■? d

En ytre; .ildfast ring 216 med en av- s

kortet kjegleformet avkortet flate 218 og å

en avrundet leppe 220 i tilslutning til åp- t ningen 176 er anordnet i røret 210 og er s omgitt av en pakningsring 222 av plastisk c materiale. En ring av ildfast mursten 224 d er anordnet aksialt utenfor ringen 216 og c inne i avtrekksrøret 210. - r

Strømmer av primær- og sekundærluft s

fåes fra en ikke vist totrinns vifte, idet c primærluftstrømmen, som har et høyere c trykk enn sekundærluftstrømmen fåes fra 1

det annet trinn, mens utløpet fra det før-

ste trinn delvis mates til det annet trinn, li mens resten av luften fra første trinn ut- i gjør sekundærluftstrømmen. Vfitemotoren j er også beregnet på å drive brenselpumpen. e

.. Når anlegget er i drift, vil en strøm r primær luft med høyt trykk bli matet tan-

gensialt til primærluftkammeret 44, og for- 1

deles til luftmurinstykkeplaten 64, som ret- 1

ter strømmen på en hensiktsmessig måte i e forhold til turbinbladene 82. Strømmen vil i ved at den treffer turbinbladene 82 sørge

for en hurtig rotasjon av den hule akse 78,

mot urviserretningen. Fra turbinbladene! f 82 passerer luftstrømmen gjennom styre- c vingene 66 som gir strømmen en hvirvling ij c urviserretningen, og leder luften inn i den; c konvergerende passasje 158 i den forreste (

ende av huset 140, slik at luften mates uti t gjennom åpningen 160, nær ved leppen 108 1

på brennerskålen 102, i form av en" luft-J 1

masse som beveger seg med stor hastighet;<1> i dg hvirvler i ring i urviserretningen." Bren-; i sel mates til den roterende skål gjennom I c fordelingshodet 120, Og brenseltilførselsrø^j <

ret 34 fra brenselpumpen. Den hurtige ro- .1 tasjon av brenselskålen 102, har en sentri-i 1 fugalvirkning på brenslet soiri derved beve-;

ger seg mot utmatningsleppen 10B på bren-1 l nerskålen 102 i form av en fin film, som! 1

kastes ut fra brennerskålen i form av enj 1

svært divergerende konisk dusj av fine par-!

tikler som hvirvler mot urviserretningen. ] Atomiseringen understøttes av den motsatt! i hvirvlende primærluftstrøm, og brensel-! partiklene blir innesluttet i primærluft-j 1 strømmen, slik at det dannes en lett brenn-! ]

bar strøm av brensel og luft. Sekundærluft-. i viften fører sekundærluft til sekundærluft-i i kassen 2, og denne luft deles, hovedsakelig<1> 1

i tb strømmer i luftboksen. En strøm av;

kjøleluft som hvirvler i urviserretningen strømmer gjennom spaltene 194 i den av-i kortet kjegleformede del 190, og gjennom;

den konvergerende passasje 195 mellom den 1

forreste ende av huset 140 og den avkortet i kjegleformede del 195, for å stryke langs og .]

:jøle den forreste ende av huset 140,: og len avkortet .>kj égleformede del 190, idet trømmen mates ut nær ved utmatnings-

ipningen 160, og sørger for ytterligere luft il forbrenningen. Hoveddelen av luften fra ekundærluftviften mates ut som sekun-

lærluft sorri har lite eller ingen hvirvel-lannelser, gjennom åpningen 76 nær ved len avrundede leppe 220 på den ildfaste ing 216 og rettes slik at luftstrømmen kjærer den brennende strøm av brensel ig primærluft, for derved ytterligere å un-

lerstøtte fullstendig forbrenning av brens-

et.

Den aksialt stillbare brennermunnstyk-

:ering 150 vil ved regulering av utmatnin-

jen av primærluften også regulere formen )å brennerflammen, og stilles inn alt etter igenskapene for det brensel som skal bren-

ies.

Den aksialt stillbare reguleringshylse

.96 regulerer utmatningen av sekundær-

uft gjennom åpningen 176 og stilles inn alt itter forbrenningsforholdene i avtrekksrø-

ret 210.

For at enheten lett skal kunne etter-

ses, kan den lett tas fra hverandre, som <r>ølger: Brenseltilførselsrøret 34 fjernes fra len hule aksel 78, sammen med den bakre lekkplate 16 for primærluftkammeret 44,

)g sammen med spiralplaten 42, hylsen.43

)g den aksialt forløpende ledeplate 40. Det-

>e avdekker luftmunnstykkeplaten .46 som can fjernes sammen med det tilhørende ku-

elager 76, og turbinrotoren 80, ved å fjerne nutteren 98 og skiven 96 sammen ved den

•ingformede plate 54. Brennerskålen 102 og len hule aksel 78 kan deretter fjernes som m sammenhengende del for inspeksjon et-

;er at det sentrale hus 10 er svinget rundt lengslet 12 på endeplaten 6.

Som. et eksempel kan nevnes at en arenner i. henhold til oppfinnelsen'ble ma-

st med en strøm av primærluft med et ;rykk som tilsvarer en vannsøyle på 60

im, og i en mengde som svarer til 850 m<3>

pr. time. Under disse forhold roterte brennerskålen med en hastighet på 6000 om-Ireininger, pr. min., og den er da i stand

;il ved 65° C å atomisere oljen med en kine-

natisk viskositet på 7,4 stokes ved 37° C. 3ékundærluftstrømmen ble da tilført i en mengde på 6000 m3 pr. time og hadde et trykk som svarer til en vannsøyle1 på 8 cm.

Claims (11)

1. .1. Brenner for flytende brensel med et hus (10, 140) som danner en strømningsba-ne i åksialretningén for primærluft fra et primærluftkammer (44) ved den ytre ende

   av huset (10) til en utløpsåpning (160) ved den indre ende av huset (140) hvorav en del tjener som hus for en aksialluftturbin (64, 80, 82), beregnet på å bli drevet av pri-mærluftstrømmen, en brennerskål (102) montert på turbinakselen (78) og anordnet i huset (140) koaksialt med akselen (78), hvilken brennerskål sammen med en flate i huset (140) omslutter en ringformet såm-menløpende del av den nevnte bane som således løper sammen mot utløpsåpningen (160) ved eller nær ved leppen (108) for skålen (102), og innretninger for tilførsel av brensel til det indre av skålen (102), karakterisert ved at turbinrotorens blader (82), ligger mellom en luft-munnstykkeplate (64) på bladenes (82) oppstrømsside og styrevinger (66) på bladenes (82) nedstrømsside, hvilken muhm-stykkeplate (64) og styrevinger (66) tjener til å bære de respektive turbinaksellågre (76, 74) og er anordnet slik at munnstykkeplaten (64) gir en første hvirvelretningfor primærluftstrømmen for å rotere turbinrotorens blader (82) og brennerskålen (102) i denne retning mens styrevingene (66), gir en motsatt rettet hvirvel til primærluft-strømmen.
2. 2. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 1, karakterisert ved at luftmunnstykkeplaten (64): og turbinrotoren (80, 82) kan trekkes ut gjennom den ytre ende av primærluftkammeret (44) mens brennerskålen (102) sammen med turbinakselen (78) kan trekkes tilbake gjennom den indre ende av huset.
3. 3. Brenner for flytende brensel som angitt i en hvilken som helst av de fore-gående påstander, karakterisert ved at en munnstykkering (150), er aksialt still-bart montert på huset nær ved brennerskålen (102).
4. 4. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 3, karakterisert ved at munnstykkeringen (150) er forsynt med et innvendig spor (162) beregnet på å samle gjenværende flytende brensel som drypper fra brennerskålen.
5. 5. Brenner for flytende brensel som angitt i en hvilken som helst av de foregå-ende påstander, karakterisert ved at det er anordnet innretninger (190) for tilførsel av kjøleluft rundt hoveddelen av huset.
6. 6. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 5, karakterisert ved at en luftkasse (2) omgir huset (10, 140) og tilføres sekundærluft, hvorav en del rettes mot og over husets hoveddel.
7. 7. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 6, karakterisert ved at en sammeniløpende passasje (195) for kjøleluft som er anordnet rundt huset (10, 140) og tilføres sekundærluft ender i en ringformet utløpsåpning (197) for kjøle-luft, anordnet nær ved brennermunnstyk-ket (150).
8. 8. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 6 eller 7, karakterisert ved at en ringformet blokk (165) av ildfast materiale som sitter i luftkassen (2) har en avkortet kjegleformet innvendig flate som utvider seg mot en ringformet åpning i en vegg (174) av et ildsted og samvirker med det ringformede utløp for å danne et ringformet gap (176) som danner utløp for sekundærluf ten og tjener til ter-misk skjermning av luftkassens (2) ytre del.
9. 9. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 8, karakterisert ved at det ringformede gap (176) som danner utløp for sekundærluften, er forsynt med aksialt rettede plater (180) innrettet til å rette sekundærluften i en omtrent aksialt flytende strøm gjennom det ringformede gap (176).
10. 10. Brenner for flytende brensel som angitt i påstand 8 eller 9, karakterisert ved at en aksialt bevegelig sylindrisk hylse (196) er anordnet for å regulere strømmen av sekundærluft gjennom det ringformede gap (176).
11. 11. Brenner for flytende brensel som angitt i en hvilken som helst av de fore-gående påstander, karakterisert ved at primærluftkammeret (44) er utført med et tangensielt primærluftinnløp (38) og en spiralledeflate (42) innrettet til å styre primærluft mot og inn i munnstykkene (64) hvorfra primærluften føres ut i stråler som er innrettet til å slå an mot bladene (82) i aksialluftturbinen.