SE454460B - Brennare for olja, gas, kolpulversuspension m fl brenslen - Google Patents

Description

454 460 där man försökt utforma brännarröret sä att bränslet pâ ett optimalt sätt förängas och bränsledropparna släs sönder. En fullständig förângning eller en sönderdelning av dropparna till exakt lika storlek har hittills inte kunnat ske, och problemet kvarstår alljämt.

Det kan därför konstateras att en ofullständig förbränning sker beroende av ett flertal faktorer säsom att temperaturen i lâgans centrum är för låg, att förbränningen inte sker likformigt genom hela bränslemassan utan med större verkan i bränslestrâlens yttre delar, att luft-eller syreöverskott åstadkommer en icke önskvärd kylning av bränslet och lågan, att större droppar ansamlas i centrum av lågan m fl orsaker.

Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att söka åstadkomma en förbättrad förbränning i brännaraggregat för fossila bränslen genom att dels ástadkomma en sönderslagning av droppar i den centrala delen av bränslesträlen omedelbart framför antändningsstället och att åstadkomma en förhöjd temperatur i de centrala delarna av bränslestràlen respektive lägan. Genom dessa åtgärder kan luftöverskottet respektive syreöverskottet minskas, varigenom man erhåller en ytterligare förbättrad förbränning och ökad verkningsgrad.

Uppfinningen avser alltsä en brännare för fossila bränslen och bestående av ett eller flera munstycken, genom vflka strålar av bränsle sprutas in i ett brännarrum och antänds och förbränns. Enligt uppfinningen är brännaren vid ett ställe mellan utloppet för munstycket eller brännarröret och det ställe där bränslet antänds försedd med en centralt anordnad diffusionskropp för att ästadkomna en uppvärmning av de centrala delarna av bränslesträlen samt en avböjning och spridning av bränslepartiklar och en sönderdelning av bränsledroppar.

Diffusionskroppen är monterad pä sådant sätt i en längsträckt flambägare, att den bildar en fördämning för de innersta centrala delarna av bränslestralen, medan bränsleluftblandningen har fri passage på alla sidor runt om diffusionskroppen.

'Diffusionskroppen är vidare anordnad och utformad på sådant sätt att den värms till hög temperatur av den brinnande bränsleluftblandningen, så att den därigenom åstadkommer en förvärmning, och förângning av bränslestralens centrala delar och en sönderslagning och krackning av bränsledroppar vilka stöter mot diffusionskroppen. 454 460 Samtidigt åstadkommer diffusionskroppen en rörelse med följande intim blandning av bränsle och luft på grund av den anböjning av delar av bränslestrålen som âstadkoms av diffusionskroppen.

Ytterligare fördelar med uppfinningen och kännetecken på densamma kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen, i vilken komer att hänvisas till bifogade ritningar.

Pâ ritningarna visar figur l ett axiellt snitt genom en föredragen utföringsform av en brännare enligt uppfinningen. Figurerna Za, Zb och 2c visar nâgra olika uföringsformer av diffusionskroppen, och figur 3 visar i ett axiellt snitt en del av en brännare med en ytterligare modifierad diffusionskropp.

Den i figur l visade brännaren utgör en oljebrännare, vilken med en munstyckshållare ll är monterad i en halsdel l2 till en flambägare 13, och flambägaren 13 är i sin tur väsentligen tätt monterad i brännarhuset l4, vilket är anslutet till oljepannas vägg l5. I munstyckshållaren ll är ett munstycke l6 monterat, och munstycket är genom en ledning 17 ansluten till en schematiskt illustrerad oljepump 20. För tillföring av föbränningsluft är pâ vanligt sätt en luftpump 2l ansluten till brännarhuset 14. Likaledes är på vanligt sätt en turbulator 22 monterad mellan munstyckshållaren ll och utloppet 23 på flambägaren l3.

Turbulatorn 22 är genom stag 24 och en glidring 25 monterad axiellt förskjutbar pä munstyckshâllaren ll. Brännaren innehåller i detta fall ett enda munstycke 16, men den kan även innehålla ett flertal munstycken, till exempel två eller flera vinkelställda munstycken såsom visas i figur 3.

Munstyckshâllaren ll med munstycket l6 är axiellt förskjutbart inuti flambägaren l3 till exempel från det visade normalläget till ett bakre läge eller ett främre läge. Likaledes är turbulatorn 22 axiellt förskjutbar i förhållande till munstyckshâllaren ll. Beroende på spridningsvinkeln hos munstycket, lufttrycket från fläkten 2l och andra faktorer ställs munstyckshällaren ll och turbulatorn 22 in på sådant sättl att oljesträlen frän munstycket väsentligen helt fyller upp utloppet 23 till flambägaren l3, dvs så att ytterperiferin på oljestrålen tangerar flambägarens l3 utlopp 23.

För att åstadkomma den ovan nämnda funktionen med uppvärmning av bränslestrâlens centrala delar och sönderdelning och förångning av 454 460 bränsledroppar är flambägaren l3 förlängd med en diffusionsbägare 26, vilken är fäst i flambägaren l3, och vilken innehåller en diffusionskropp 27, som genom stag 28 är monterad centralt inuti bägaren. Diffusionskroppen 27, vilken kan vara cirkulär eller ha annan lämplig form är monterad vid ett ställe före utloppet 29 till diffusionsbägaren. Diffusionskroppen bildar pâ sä sätt en spärr för de centrala delarna av bränslestrâlen, vilka genom inverkan av diffusionskroppen avböjs och därigenom blandas med de yttre delarna av strålarna. Genom förbränningen i brännarrummet kommer diffusionskroppen 27 att uppvärmas till hög temperatur, och den åstadkommer därvid en uppvärmning av bränslestrålens centrala delar samtidigt som den § åstadkommer en sönderslagning och förångning eller krackning av ' oljedroppar som träffar eller kommer i närheten av diffusionskroppen. _ För att motstå den höga temperaturen kan diffusionskroppen utformas av l något material med hög smälpunkt, t ex något keramiskt material.

Turbulatorn 22 ställs lämpligen in i sådant läge mellan munstycket l6 och flambägarens utlopp 23, att bränslestrålen passerar fritt genom i turbulatorns centrumhål 34, och så att turbulatorvingarna 35 åstadkommer en skruvrörelse för förbränningsluften, vilken inte hindrar oljestrâlens passage. Vidare bör munstyckshällaren ll och turbulatorn 22 placeras så att bränsleluftstrålen passerar fritt genom flambägarens utlopp 23 och efter passage genom diffusionsbägaren 26 med diffusionskroppen 27 fritt genom diffusionsbägarens utlopp 29.

Vid den i figur l visade utföringsformen av uppfinningen är diffusionskroppen utformad som en plan skiva. I vissa fall kan en sådan skiva åstadkomma en turbulens av icke önskvärd typ på baksidan av skivan, och för den skull kan skivan utformas såsom visas i figur Za, varvid de centrala delarna av bränslestrâlen böjs av pâ ett mjukare sätt eller såsom visas i figur Zb, där diffusionsskivan är nära klotformad och bildar en mjuk avböjningsyta pâ frontsidan och en likaledes mjuk avböiningsyta på släppsidan. För att åstadkomma speciell effekt kan diffusionsskivan utformas såsom visas i figur Zc, där frontsidan är konkav, och där de centrala delarna av bränslestrålen studsar och böjer av i en vinkel om mer än 90° för att passera diffusionsskivans kanter och blanda sig med övriga delar av bränslestrålen. Den kraftiga avböjningen åstadkommer en kraftig sönderslagning av oljedroppar och samtidigt en 454 460 kraftig uppvärmning av bränslesträlen i detta parti.

En speciell utföringsform av diffusionskroppen visas i figur 3, där kroppen är dubbelkonisk i så kallad diaboloform. Den ena konen 36 är konkav och bildar en yta, 37, mot vilken oljepartiklar studsar tillbaka och avböjs runt kanten pa konen 36. Den andra kondelen 38 är väsentligen massiv och bildar pa släppsidan en konvex ytš?,vilken ger god släppning för de avböjda delarna av bränslesträlen och eliminerar risken för icke- önskvärd turbulens. Den massiva kondelen 38 genomlöps av ett antal kanaler 40, genom vilka någon del av bränslestrâlen passerar under uppvärmning, förängning och krackning, och dessa frân kondelen 38 utgaende stralpartier eliminerar ytterligare risken för icke önskvärd turbulens pa släppsidan av diffusionskroppen.

Säsom nämnts tidigare kan brännaren vara försedd med tvâ eller flera brännarmunstycken, och i figur 3 visas ett exempel pä en sådan brännare, vilken är försedd med tvâ munstycken, vilka är vinkelställda i förhållande till varandra, nägot som visat sig ge speciell god verkan.

Genom att man pä ovan beskrivet sätt höjer temperaturen på de centrala delarna av bränslestralen respektive lägan höjs den totala temperaturen i brännaranläggningen, och man fär en mer fullständig förbränning. Därigenom kan luftdverskottet eller syreöverskottet minskas, nägot som ytterligare bidrar till en förhöjd förbränningstemperatur och mer fullständig förbränning.

Uppfinningen innefattar även möjligheten att anordna tvâ eller till och med flera diffusionskroppar eller värmekroppar i serie efter varandra.

För att höja temperaturen pa de yttre delarna av lagan eller bränslestralen har gasinlopp 41 anordnats på baksidan av diffusionsbägaren 26, och genom dessa gasinlopp sugs genom injektorverkan förbränningsgaser in frän förbränningskammaren och höjer därmed temperaturen pa den bränsle-luftblandning som strömmar förbi diffusionsskivan och ut genom diffusionsbägarens utlopp 29. Liknande avgasinlopp finns även anordnade runt halsen l2 pä flambägaren, och temperaturen pä bränsle-luftblandningen kommer därigenom att höjas i två eller eventuellt flera pa varandra följande steg under passagen genom flambägaren l3 och den eller de sasom ett slags efterbrännkammare utformade diffusionsbagarna 26. 454 460 Det är underförstått att den ovanstående beskrivningen och de på ritningarna visade utföringsformerna endast utgör beiysande exempei på uppfinningen och att många oiika modifikationer kan förekomma inom ramen för föijande patentkrav.

Claims (7)

454 460 P a t e n t k r a v

1. l. Brännare för olja, gas, kolpulver, kolpulversuspension m fl bräns- len och bestående av ett eller flera munstycken eller brännarrör (lö), genom vilka strålar av bränsle sprutas in i en förbränningskammare och antänds och förbränns, k ä n n e t e c k n a d av att munstycket eller'brännarröret (l6) omsluts av en axiellt utsträckt flambägare (13, 26) vilken bildar en sluten enhet med ett utlopp (23; 29), och genom vilken bränsle och för- bränningsluft leds ut genom utloppet, av att en eller flera diffusionskroppar eller värmekroppar (27) för att åstadkonma en uppvärmning och förgasning av de centrala delarna av bränslesträlen eller -lägan samt en mekanisk sönderdelning och avböjning av förekonnwnde bränslepartiklar är aiordnade i flambägaren (13, 26), av att värmekroppen eller värmekropparna (27) är anordnade axiellt i bränsle-luftblandningens strömningsväg vid eller nära flambägarens (l3, 26) utlopp och belägen inuti flambägaren, och av att flambägaren är försedd med ett eller flera âterströmnings- inlopp (41) anordnade vid eller i strömningsriktningen före värmekroppen eller värmekropparna (27). hch genom vilka förbränningsgaser äterströmmar in i flænbägaren, varvid gasinloppen (4l) är anordnade så att de äterinström- mande förbränningsgaserna ästadkomner en ökad uppvärmning av värmekroppen eller värmekropparna (27) och en förhöjning av temperaturen på bränsle-luft- blandningen inom denna del av flambägaren.

2. Brännare enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att flambagaren bildar tva stycken atminstone delvis avgränsade kammare, näm- ligen en primarförbränningskammare (13) belägen intill munstycket eller brän- narröret (l6) och en sekundarfdrbränningskammare (26) axiellt i följd efter primärförbränningskammaren, och 1 vilken väfm2kV0PP@fl eller -kT0DPfiFflfi (27) äl anordnade, och varvid gasinloppet eller gasinloppen (4)) är anordnade intill den bakre delen av sekundärförbränningskanmaren (26).

3. Brännare enligt patentkravet Z, k ä n n e t e c k n a d av att sekuhdärförbränningskammaren (26) bildar en separat enhet, vilken är ansluten Som en direkt förlängning av en konventionell flambägare till en befintlig brännare.

4. Brännare enligt patentkravet l, 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a d av att värmekroppen eller värmekropparna (27) är utförd av något material med hög smältpunkt, t ex nagot keraniskt material och har en tvär- snittsyta, som är väsentligt mindre än ytan på flambägarens utlopp (29), och 454 460 8 av att kroppen eller kropparna (27) är anordnade i sådant läge vid sekundär- förbränningskammarens (26) utlopp (29), att kroppen på grund av strålning och konvektion från den brinnande bränsle-luftblandningen och de re-cirkule- rande förbränningsgaserna kommer att värma, förgasa och antända eller öka förbränningen av de centrala-delarna av bränsle-luftblandningen och denna; passage genom sekundärförbränningskammaren. ~

5. Brännare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k- n a d av att värmekroppen (27) är utformad med konkav främre yta (37) och konvex släppyta (39).

6. Brännare enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att värmekroppen (27) är koppformad och försedd med ett antal från den konkava främre ytan (37) genomgående kana)er.

7. Brännare enligt nägot av föregaende patentkrav, k ä n n e t e c k- n a d av att ett flertal värmekroppar är anordnade i serie efter varandra i en och samma eller flera pä varandra följande sekundärförbränningskammare (26).