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Zerstäuberdüse zur wahlweisen Verbrennung von flüssigen und bzw. oder gasförmigen Brennstoffen
Es sind Zerstäuberdüsen zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen vorgeschlagen worden, welche in konzentrischer Anordnung zwei Ausströmkanäle aufweisen, von denen der eine für den flüssigen, zu zerstäubenden Brennstoff und der andere für ein unter Druck stehendes Gas bestimmt ist, wobei vor der Mündung der Ausströmkanäle ein Umlenkkörper vorgesehen ist, der den Gasstrom einer als Resonator dienenden, in der Wandung zwischen den beiden Ausströmkanälen angebrachten Ringnut zuleitet, durch welche das Druckgas in einen im wesentlichen im Ultraschallbereich liegenden Schwingungszustand versetzt wird, durch den der daneben gesondert ausströmende, flüssige Brennstoff feinst zerstäubt wird.
Es hat sich gezeigt, dass es nicht möglich ist, eine solche Zerstäuberdüse wahlweise auch mit gasförmigem Brennstoff anstatt mit flüssigem Brennstoff oder mit beiden gleichzeitig zu betreiben, was offenbar auf die Kompressionsfähigkeit des gasförmigen Brennstoffes zurückzuführen ist, welche ein geregeltes Austreten aus der engen Mündung des für den flüssigen Brennstoff dienenden Kanals im Bereiche des Schwingungsfeldes verhindert.
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Eine solche Zerstäuberdüse nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass von drei in an sich bekannter Weise voneinander gesonderten und konzentrisch zueinander angeordneten Ausströmkanälen der äusserste Kanal für das brennbare Gas dient und von den beiden inneren Ausströmkanälen einer für den flüssigen Brennstoff und der andere für ein Druckgas dient, wobei vor der Mündung der beiden inneren Ausströmkanäle ein Umlenkkörper vorgesehen ist, der den inneren Druckgasstrom einer als Resonator dienenden, in der Wandung zwischen den beiden inneren Ausströmkanälen angeordneten Ringnut zuleitet, durch welche das Druckgas in einen im wesentlichen im Ultraschallbereich liegenden Schwingungszustand versetzt wird.
Im Falle des Betriebes mit flüssigem Brennstoff allein dient das Schwingungsfeld zur Zerstäubung desselben und zur Mischung des Brennstoffnebels mit der Verbrennungsluft, im Falle des Betriebes mit gasförmigem Brennstoff allein bewirkt das Schallfeld die innige Durchmischung des brennbaren Gases mit der Verbrennungsluft ; im Falle eines gemischten Betriebes treten beide Wirkungen nebeneinander ein.
Zerstäuberdüsen für flüssige Brennstoffe mit drei gesonderten Ausströmkanälen sind bekannt, jedoch dienen diese z. B. zur wahlweisen Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes mittels Öldruck oder Dampfdruck bzw. zur Zuführung von primärer und sekundärer Verbrennungsluft zum zerstäubten Brennstoff, und somit nicht für die wahlweise Verbrennung von flüssigen und bzw. oder gasförmigen Brennstoffen.
Nachstehend ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Brennerlanze mit Zerstäuberdüse und Fig. 2 die Zerstäuberdüse allein in vergrössertem axialem Schnitt.
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Die als Ganzes mit 1 bezeichnete Brennerlanze besitzt einen mittleren Kanal 2 für die Zufuhr eines Druckgases (Druckluft oder brennbares Gas) und einen äusseren Kanal 3 mit konzentrischem Ringquerschnitt für die Zufuhr des ebenfalls unter Druck stehenden flüssigen Brennstoffes. Das Ganze ist im vorderen Teil unter Bildung eines weiteren konzentrischen Ringkanals 4 ummantelt, der zur Zufuhr des unter Druck stehenden gasförmigen Brennstoffes bestimmt ist. In diesem Kanal 4 sind Drallbleche 5 zurErzielung einerschraubenförmigenStrömungmiteinemSteigungswinkelzwischen20und45
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und ist aussen durch den zylindrischen Mantel 8 und innen durch einen Konus 9 begrenzt.
Aus der die Zerstäuberdüse vergrössert wiedergebenden Fig. 2 sieht man das zentrale Rohr 11 mit dem Kanal 2 für das Druckgas und ein äusseres Rohr 12, durch dessen Abstand vom Rohr 11 der Kanal 3 für den flüssigen Brennstoff gebildet ist. An einem zentrisch angebrachten Stab 13 sitzt vor der Mündung des Kanals 2 ein pilzförmiger Umlenkkörper 14, der das ausströmende Druckgas gegen den als Ringnut 15 ausgebildeten Resonator leitet, wodurch sich nach bekannten physikalischen Gesetzen ein im wesentlichen im Ultraschallbereich liegendes Schwingungsfeld erzeugen lässt. Dieses Schwingungsfeld bewirkt dann die feinste Zerstäubung des unmittelbar daneben aus der verengten Mündung 17 des Kanals 3 austretenden Brennstoffstrahles und anderseits auch die innige Mischung des aus dem Kanal 4 austretenden brennbaren Gases mit der Verbrennungsluft.
Durch entsprechende Wahl des Druckes und der Austrittsgeschwindigkeit des brennbaren Gases sowie des Drallwinkels lässt sich die Lage und Form der Gasflamme weitestgehend beeinflussen. Sie kann dadurch schmäler gehalten oder in eine buschigere Form gebracht werden.
Das zur Erzeugung des Schwingungsfeldes dienende Druckgas kann brennbares Gas sein und gegebenenfalls unter Einschaltung einer Druckreduktionseinrichtung aus einer und derselben Zuleitung oder demselben Druckgasbehälter stammen, vorausgesetzt, dass der Druck für die Bildung des Schwingungsfeldes ausreicht. Man kann hiefür aber auch Druckluft verwenden, die dann als Teil der erforderlichen Verbrennungsluft dient.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zerstäuberdüse zur wahlweisen Verbrennung von flüssigen und bzw. oder gasförmigen Brennstof-
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ten und konzentrisch zueinander angeordneten Ausströmkanälen der äusserste Kanal (4) für das brennbare Gas und von den beiden inneren Ausströmkanälen einer (3) für den flüssigen Brennstoff und der andere (2) für ein Druckgas dient, wobei vor der Mündung der beiden inneren Ausströmkanäle (2,3) ein Umlenkkörper (14) vorgesehen ist, der den inneren Druckgasstrom einer als Resonator dienenden, in der Wandung zwischen den beiden inneren Ausströmkanälen (2,3) angeordneten, nach vorne offenen Ringnut (15) zuleitet, durch welche das Druckgas in einen im wesentlichen im Ultraschallbereich liegenden Schwingungszustand versetzt wird,
der zur Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes und bzw. oder Durchmischung des gasförmigen Brennstoffes mit der Verbrennungsluft dient.