DE2447151B2 - Brenner zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere Heiz- und Dieselöl, mit Luft, mit einer Druckzerstäubungsdüse für den flüssigen Brfrnnätöii uui ciTicr. an diese anschließenden Zerstäubungskanal, in 'essen Umfang ein Ringkanal für ein Zerstäubungsme^ium in mehreren tangential angeordneten Zerstäubungsbohrungen mündet, und einer koaxialen Zuleitung für Verbrennungsluft, welche axial gleichgerichtet zum Brennstoffstrahl nach Verlassen des Zerstäubungskanals zutritt, und einer dem Zerstäubungskanal stromab nachgeordneten Mischzone, welche von einem zylindrischen Mantel umfaßt ist, nach Patent 23 20 442.

Der in dem erwähnten Hauptpatent beschriebene Brenner arbeitet zufriedenstellend bei der Verbrennung von flüssigen Brennstoffen und wurde in vielen Fällen bereits eingebaut Von diesem Brenner ausgehend, stellte sich die Aufgabe, den Brenner in einfacher Weise konstruktiv so zu verändern, daß bei Verwendung des Brenners zur Beheizung eines Heizrohres eine gleichmäßige und vollständige Verbrennung über eine längere Strecke erfolgt, so daß ein gleichmäßiger Wärmeübergang ermöglicht ist

Die genannte Aufgabe wird gelöst bei einem Brenner gemäß Hauptpatent, bei dem der zylindrische Mantel koaxial von einem Rohr umgeben ist durch das weitere Verbrennungsluft in gewendelter Bahn dem am Austritt des zylindrischen Mantels brennenden Gemisch zuführbar ist

Die neue Brenneranordnung ermöglicht es, daß die relativ kühle, gewendelt zugeführte Luft eine Art Isolationsschicht für die heißen Brenngase gegenüber der Wand des Heizrohres bildet und sich erst auf einer längeren Strecke dem brennenden Gemisch beimischt

Zwar ist bereits aus der US-PS 36 30 024 ein Brenner bekannt, dem zusätzlich Luft in Wirbeln zugeführt wird. Bei diesem Brenner wird aus einer Druckzerstäuberdüse kommender Brennstoff durch einen Luftstrom aus Kanälen erfaßt, zerstäubt und tritt anschließend aus dem Zerstäubungskanal aus. Danach sorgt ein weiterer, in Wirbeln gelenkter Luftstrom für einen Schraubenlinienwirbel, der eine gute Durchmischung gewährleistet und den Staubstrahlstrom stabilisiert Diese Loft soll ferner die Ablagerung von Ruß auf den naehgeschaiteten Brennerteilen verhindern.

Die Art der Luftzuführung sieht demnach nicht vor, daß eine stabile Wendelung der Luft aufgebaut wird, da

ίο die zusätzlich zugeführte Luft sich möglichst ra-ch mit dem Brennstoffstrahl vermischen soll, um die Brennstoff-Taschen aufzulösen. Dadurch wird bei dem bekannten Brenner keine gedehnte Flammenfront aufgebaut

·, 5 Erfindungswesentlich ist demnach, daß der Mündung des Mantelrohres eine weitere Luftzuführung (»Tertiäi luft«) nachgeordnet ist durch die der Rest der Verbrennungsluft zugeführt ist Dazu ist eine tangential zum Mantel des Brennerrohres, im wesent!^;chen senkrecht zur Brennerachse angeordnete Zutrittsöffnung für die Tertiärluft vorgesehen. Diese bekommt durch die tangentiale Zuführung eine zur Brennzone hin gewendelte Bahn; durch die Fliehkraft werden Luftmassen an die Peripherie gedrückt Es kommt damit über eine längere Strecke zu einer dosierten Zugabe der Tertiärluft zu den verbrennenden Gasen bzw. öltröpfchen, wobei gleichzeitig eine Isolation von heißer Brennzone zur Wand durch die rotierende Luft gegeben ist

Ein Vorteil besteht darin, daß, obwohl eine lange Flamme mit einer entsprechend niedrigeren Temperatur im Kopfteil gebildet wird, diese doch mittels einer Zündkerze gezündet werden kann, ohne daß es zu oCiimutZatsiagci ίΐΠ^€ϊϊ iCGfiimt ν ΟΠϊϊΙ55€ΐΣίίΐΪ£ uäiiif Ϊ5Ϊ

die sehr gute Zerstäubung in dem Brenner. Im Gegensatz dazu ist eine Zündflamme zum Zünden komplizierter, da sie eine Gas- und Zuftzufuhr benötigt und überwacht werden muß.

Die guten Eigenschaften des Brenners kommen zum Tragen, wenn der Brennermündung ein langes Heizrohr nachgeschaltet wird und die Verbrennung über die gesamte Heizrohrlänge ausgedehnt wird. Das Heizrohr erwärmt sich hierbei gleichmäßig. Das Heizrohr kann auch mehrere Krümmer-Strecken aufweisen und damit dazu dienen, außen vorbeistreichende Gase zu erwärmea Diese Ausführungsform hat sich insbesondere beim Einbau in Tunnelöfen bewährt

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert Die Figuren der Zeichnung so zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Brenner;
F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2... 2 der Fig. 1;
F i g. 3A und 3B einen Teil des Brenners im Bereich der Zerstäubungsdüse (Fig.3B nach Schnitt B... Bin Fig.3A);

F i g. 4 den Brenner mit nachpeschaltetem gekrümmten Heizrohr.

Der in F i g. 1 dargestellte Brenner stimmt in einigen technischen Einzelheiten mit aem Brenner des Hauptpatentes überein. Es sind daher die gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile gewählt worden.

Der Brenner, allgemein mit 100 bezeichnet, besitzt ein äußeres, abgestuft gestaltetes Gehäuse 25, das zylindersymmetrisch z. 2 aus Stahlblech oder Stahlguß gefertigt ist Der obere, erweiterte Teil 26 verjüngt sich zu einem unteren Teil 27, der in einem Flansch 28 endet und sich in einem Anfengsstuck 23 eines Heizrohres fortsetzen kann. Von außen ragt in das Gehäuse 25 eine

Zündvorrichtung (Zündkerze 18) hinein. Außerdem ist eine UV-FIammüberwachung 14 vorgesehen.

Der obere Teil 26 ist durch einen Gehäusedeckel 30 abgeschlossen, in den ein Sichtglas 17 eingelassen ist Weiterhin umschließt der Gehäusedeckel 30 den zylindrischen Mantel 11 eines inneren Brennerteils 101, der in seinem Aufbau dem Brenner gemäß Hauptpatent gleicht Er verfügt über einen Zerstäubungsteil 10, der mit zwei Anschlüssen für die Öl-Zuführung 20 und für die Zuführung der Zerstäubimgsluft (Primärluft) 21 versehen ist Der zylindrische Mantel 11 besitzt eine weitere seitliche Zuführungsleitung 16 für die Verbrennungsluft (Sekundärluft). Der ZersWubungsteii 10 ist gegenüber dem Zerstäubungsteil der Vorrichtung gemäß Hauptpatent wesentlich ve^r!än?;eri

F i g. 2 zeigt den Schnitt durch den erwe^erten Teil 26 des Brenners. An dem äußeren Mantel ist ein Zuftzuführungskanal 32 angesc¹' —sen, durch den die Tertiäriui; in eine äußere ¥ re^aLn eingebiasen wird. Die in Drehung versetzte L:-.it wird durch die Fliehkraft nach außen gedrückt und verläut den unteren Teil 27 der Brenneranordnung in einer gewendeten Strömung. Sie bildet damit eine Wärmeisolationsschicht gegen den heißen Brennstrahl im Inneren des Gehäuses 25.

In den Fig-3A und 3B sind die Teile der Ölzerstäubung dargestellt Über eine Leitung 20 wird des öl einer Druckzerstäubungsdüse 1 für den Brennstoff unter Druck zugleitet Luft, die unter einem Druck von etwa 0,3—0,5 bar steht, gelangt durch den freien Raum des Zerstäubungsteiles 10 und über einen Ringkanal 9 in die sternförmig-tangential angeordneten Kanäle 3 (s. Fig.3AX die im unteren Teil des Zerstäubungsteiles lOum einen Zerstäubungskanal 2 angeordnet sind. Die Ölleitung endet in der Druckzerstäubungsdüse 1 für den Brennstoff, welche kurz vor dem Zerstäubungskanal 2 ihre Mündung besitzt Durch die tangentialen Kanäle 3 wird das Zerstäubungsmedium in einer Ebene senkrecht oder schräg zur Brennerachse zugeführt

Über dr Mündung der Zerstäubungsdüse 1 hinaus ist der zylindrische Mantel 11 verlängert so daß die innerhalb des Mantels 11 zugeführte Sekundärluft sich zunächst innig mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch vermischen kann. Der Mantel 11 endet in einer Kante A-A uud läßt das vorhandene Volumen sich in einen größeren Querschnitt expandieren. Diesem größeren Querschnitt im unteren Teil 27 des Gehäuses 25 wird die weitere Verbrennungsluft (Tertiärluft) gewendelt zugeführt

Die Sekundärluft kann in einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) unter Umständen von der Tertiärluft regelbar abgezweigt sein.

Es hat sich erwiesen, daß durch die Zuführung von Tertiärluft in gewendelten Bahnen die Verbrennung über eine längere Strecke nach und nach eintritt F i g. 4 zeigt ein längeres, gekrümmtes Heizrohr 34, das sich an die Brenneröffnung anschließt Dieses Heizrohr erwärmt sich beim Betrieb auf seiner ganzen Länge gleichmäßig. Stellen, die zum Oberhitzen neigen, sind praktisch vermieden. Ein solches Rohr kann in einen Tunnelofen eingesetzt werden. Die auf einem Transportband befindliche Ware wird von heißer Luft umspült die über einen Ventilator «τι einem Kreislauf an dem Heizrohr vorbeigeführt wiru. Da die heißen Brenngase nicht direkt in einen Ofenraam eingespeist werden, kann eine wesentlich »sauberere« Atmosphäre geschaffen werden als bei einer Direkt-Einspeisung der heißen Brenngase in die Ofenatmosphäre. Dabei ist zu bemerken, daß bei der Figuration gemäß Fig.4 der Flammfuß sich in der Ebene Ei befindet und der gesamte Brennstoff erst in der Ebene E2 vollständig verbrannt ist

Es besteht die Möglichkeit den Brenner 100 statt mit öl oder einem anderen flüssigen Brennstoff auch mit einem Brenngas zu betreiben. Hierzu wird die öllleitung 20 geschlossen. Ein Brenngas-Luft-Gemisch wird durch die Leitung 16 eingespeist Durch den Zerstäubungste:! (Leitung 21) wird Druckluft eingepreßt Das durch die Leitung eingespeiste Gas-Luft-Gemisch gelangt in die Brennerzone unterhalb der Kante A-A. In diesem Bereich wird noch die Tertiärluft zugemischt, die gewendelt sich über eine längere Strecke dosiert mit d°.m Brennstrahl vermischt und für eine weitere Verbrennung sorgt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Brenner zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff, insbesondere Heiz- und Dieselöl, mit Luft, mit einer Druckzerstäubungsdüse für den flüssigen Brennstoff und einem an diese anschließenden Zerstäubungskanal, in dessen Umfang ein Ringkanal für ein Zerstäubungsmedium in mehreren tangential angeordneten Zerstäubungsbohrungen mündet, und einer koaxialen Zuleitung für Verbrennungsluft, welche axial gleichgerichtet zum Brennstoffstrahl nach Verlassen des Zerstäubungskanals zutritt, und einer dem Zerstäubungskanal stromab nachgeordneten Mischzone, welche von einem zylindrischen Mantel umfaßt ist, nach Patent 2302442, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Brenners zur Beheizung eines Heizrohres der zylindrische Mantel (11) koaxial von einem Rohr umgeben ist, durch das weitere Verbrennungsluft in gewendelter Bahn dem am Austritt des Tvlindrischen Mantels (11) brennenden Gemisch zuführbar ist

2. Brenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine tangential zum Mantel (11), im wesentlichen senkrecht zur Brennerachse angeordnete Zutrittsöffnung für die weitere Verbrennungsluft