Brenner für flüssige Brennstoffe vom Verdampfertyp

Abstract

 Der Brenner für flüssige Brennstoffe umfaßt eine Brennkammer (2), in deren vorderen Bereich ein rotierender Verdampfertopf (4) angeordnet ist. Der Mantel (6) des Verdampfertopfes (4) ist unter Bildung eines Injektorkanals (13) in einem radialen Abstand von einer ringförmigen Umlenkkammer (11) umgeben. In dem Bereich des axial durchströmten Teiles des Injektorkanals (13) ist der Mantel (6) des Verdampfertopfes (4) mit in mehreren Reihen angeordneten Bohrungen (14) versehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige Brennstoffe vom Verdampfertyp mit den Merkmalens des Oberbegriffes des Anspruches 1.

[0002] Ein solcher Brenner ist aus der DE-OS 26 49 669 bekannt. Er hat sich im großen und ganzen bewährt und liefert bei einem ausreichenden Luftüberschuß eine gute Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft, was sich in einer blauen Flamme zeigt. Ein hoher Luftüberschuß ist aber für den Dauerbetrieb nicht zulässig, da der C0₂ - Wert und somit der feuerungstechnische Wirkungsgrad nicht den Anforderungen entspricht und die überschüssige Luft das Wärmegleichgewicht so stört, daß an der Rückwand die gefürchtete Kondensation auftritt.

[0003] Bei einem Betrieb im nahstöchiometrischen Bereich stellte sich eine verschlechterte Durchmischung des öldampfes mit der Frischluft und den Verbrennungsgasen ein. Die bisher unternommenen Versuche zur Verbesserung der Durchmischung liefen darauf hinaus, die Energie für die Durchmischung aus dem Frischluftstrom zu entnehmen, das heißt, zum Beispiel durch Einbau von Stolperkanten, Bypasse oder Veränderungen der Injektorgeometrien. Die Folge war stets eine Minderung der Injektorwirkung, was zur Folge hatte, daß weniger Verbrennungsgas rezirkulierte und somit erneut das Temperaturgleichgewicht gestört wurde und Kondensation auftrat und daß die NO - und CO-Werte unzulässig hoch anstiegen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Brenner derart zu verbessern, daß der öldampf mit der Frischluft und dem Verbrennungsgas gut durchmischt wird, ohne daß die Injektorwirkung beeinflußt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

[0005] Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein Teil des in dem Verdampfertopf entstehenden öldampfes vor dem Austritt aus der Austrittsöffnung durch die Bohrung oder Schlitze in feinen Strahlen in den Luftstrom eingegeben wird. Dabei durchdringen sich die Medien unter einem Auftreffwinkel von etwa 90⁰. Dieser Auftreffwinkel, verstärkt durch die Zentrifugalkraft am Austritt des Verdampfertopfes, bewirkt eine nahezu vollkommene Durchmischung des Öldampfes mit der Frischluft und dem Verbrennungsgas.

[0006] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung stellt den Längsschnitt durch einen Brenner gemäß der Erfindung dar.

[0007] Der Brenner weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem eine zylin drische Brennkammer 2 angeordent ist, die ankihrem krückwärtigen Ende durch eine Stirnwand geschlossen und durch ein Flammenrohr 16 begrenzt ist. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Brennkammer 2 ist ein Luftkanal 3 vorgesehen, der über einen nicht dargestellten Luftanschluß am rückwärtigen Ende des Gehäuses 1 mit Verbrennungsluft versorgt wird.

[0008] Innerhalb der Brennkammer 2 ist mit einem radialen Abstanc ein rotationssymmetrischer Verdampfertopf 4 angeordnet. Der Verdampfertopf 4 weist einen geschlossen Boden 5 auf, an den sich ein konisch verjüngender Mantel 6 anschließt. Dem Boden 5 des Verdampfertopfes 4 liegt eine Austrittsöffnung 7 gegenüber, die in einem axialen Abstand von dei Stirnwand der Brennkammer 2 angeordnet ist. In das Innere des Verdampfertopfes 4 mündet eine nicht dargestellte Brennstoffzuführungsleitung hinein. Der Verdampfertopf 4 ist mit einer Welle 8 verbunden, an die ein nicht dargestellter Antrieb angreift, über den der Verdampfertopf 4 in Rotation versetzt wird. Auf dem Mantel 6 des Verdampfertopfes 4 ist eine Stauscheibe 9 angeordnet.

[0009] In die Seitenwand der Brennkammer 2 sind mehrere Lufteinlaßrohre 10 eingesetzt, die den Luftkanal 3 mit einer Umlenkkammer 11 verbinden. Die Umlenkkammer 11 hat die Form eines Ringhalsinjektors und weist einen ringförmigen Austrittsschlitz 12 auf. Zwischen der Umlenkkammer 11 und dem Mantel 6 des Verdampfertopfes ist ein Injektorkanal 13 gebildet. Zwischen dem Flammrohr 16 der Brennkammer 2 und der Wand des Gehäuses 1 bzw. dem Luftkanal 3 ist ein Rauchgaskanal 17 vorgesehen. Der Rauchgaskanal 17 ist so angeordnet, daß Rauchgas durch den Injektor angesaugt werdenkann.

[0010] Während des Betriebes des Brenners bildet sich in der Brennkammer 2 eine ringförmige Flamme aus, die den Boden 5 des Verdampfertopfes 4 aufheizt. Das in den Verdampfertopf 4 eingespeiste öl verdampft durch die Berührung mit dem Boden 5 und dem vorderen Teil des Mantels 6 und tritt als öldampf durch die Austrittsöffnung 7 aus. Durch die Injektorwirkung werden Rauchgase durch den Rauchgaskanal 17 angesaugt und strömen zusammen mit dem im Verdampfertopf 4 entstehenden Öldampf und der durch den Austrittsschlitz 12 austretenden Verbrennungsluft durch den Injektorkanal 13.

[0011] Zur Verbesserung der Durchmischung von öldampf und Verbrennungsluft sind in dem Mantel 6 des Verdampfertopfes 4 mehrere Ausnehmungen angebracht, die zum Beispiel durch Bohrungen 14 oder Schlitze gebildet sind. Die Bohrungen 14 sind in mehreren Reihen über den Umfang des Verdampfertopfes 4 verteilt und in einem Bereich vorgesehen, der durch die strichpunktierten Linien 15 gekennzeichnet ist. Dieser Bereich liegt zwischen der Austrittsöffnung 7 des Verdampfertopfes und der Stauscheibe 9, vorzugsweise in dem axial durchströmten Teil des Injektorkanales 13. Durch diese Bohrungen 14 tritt ein Teil des in dem Verdampfertopf 4 erzeugten öldampfes aus, bevor die Hauptmenge des Öldampfes die Austrittsöffnung 7 erreicht hat. Die austretenden öldampfstrahlen durchdringen das den Injektorkanal 13 durchströmende Medium.

[0012] Der Durchmesser der Bohrungen 14 sollte einen bestimmten Wert von z. B. 2,7 mm nicht übersteigen, so daß keine punktuell zu dichten Öldampfkonzentrationen und Konzentrationen auftreten. Dabei sind, wie dargestellt, vorteilhafterweise drei Lochreihen mit je zwölf Bohrungen vorgerehen.

[0013] Damit die Menge des öldampfes, der durch die Bohrungen 14 austritt, das Temperaturgleichgewicht an der Rückwand nicht stört, wird durch eine Begrenzung der Durchmesser und der Anzahl der Bohrungen 14 ein Flächenverhältnis der Austrittsquerschnitte aller Bohrungen 14 zu dem Austrittsquerschnitt der Austrittsöffnung 7 des Verdampfertopfes 4 von 0,2 bis 0,3 eingehalten. In dem dargestellten und beschriebenen Fall ist bei einem Durchmesser der Austrittsöffnung 7 von 33 mm und der Welle 8 von 10 mm ein Verhältnis von 0,26 gewählt worden. Dabei strömt bei einem Gesamtdurchsatz von 1 kg Heizöl pro Stunde lediglich 1/20 bis 1/10 der ölmenge durch die Bohrungen 14.

Ansprüche

1. Brenner für flüssige Brennstoffe vom Verdampfertyp mit einer Brennkammer (2) in deren vorderen Bereich ein aus einem Boden (5) und einem Mantel (6) bestehender, rotierender Verdampfertopf (4) angeordnet ist, dessen Austrittsöffnung (7) in einem axialen Abstand von der Stirnwand der Brennkammer (2) angeordnet ist und dessen Mantel (6) unter Bildung eines von Luft durchströmten Injektorkanals (13) in einem radialen Abstand von einer ringförmigen Umlenkkammer (11) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Mantel (6) des Verdampfertopfes (4) mit in mehreren Reihen über den Umfang verteilten Ausnehmungen versehen ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Austrittsquerschnitte aller Ausnehmungen zu dem Austrittsquerschnitt der Auslaßöffnung (7) des Verdampfertopfes (4) 0,2 bis 0,3 beträgt.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen aus Bohrungen (14) bestehen, deren Durchmesser maximal 2,7 mm beträgt.

4. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Mantel (6) des Verdampfertopfes (4) von einer Stauscheibe (9) umgeben ist, die einen Abstand von dem Boden (5) des Verdampfertopfes (4) und der Umlenkkammer (11) aufweist und daß die Ausnehmungen zwischen der Austrittsöffnung (7) des Verdampfertopfes (4) und der Stauscheibe (9) vorgesehen sind.

5. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen in dem von der Luft axial durchströmten Teil des Injektorkanales (13) angeordnet sind.

Zeichnung