Verfahren zur Regelung -von Brennern für flüssiMe Brennstoffe und Einrichtung an Brennern für flüssige Brennstoffe zur Ausführung des Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Regelung von Brennern für flüs sige Brennstoffe und auf eine Einrichtung an Brennern für flüssige Brennstoffe zur Ausführung des Verfahrens.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeich net, dass die Luftmenge durch Veränderung des Querschnittes der Luftdüsenmündung unter Beibehaltung der Luftgeschwindigkeit verändert wird, und der unter erhöhtem Druck zugeführte Brennstoff mittelst einer Zerstäuberdüse zerstäubt und seine Menge durch Änderung des Zuführungsdruckes ver ändert wird.
Die Einrichtung nach der Er findung ist gekennzeichnet durch eine erste Vorrichtung, mittelst der der Querschnitt der Luftdüsenmündung unter Beibehaltung der Luftgeschwindigkeit verändert wird, und durch eine zweite Vorrichtung, mittelst .der der Brennstoff auf einen erhöhten Druck ge presst, in einer Zerstäuberdüse zerstäubt, und seine Menae durch Ändern des Zuführungs druckes verändert wird.
Beim Betrieb von Brennern für flüssige Brennstoffe ergibt sich daraus eine Schwie rigkeit, dass bei verminderter Leistung, dann, wenn der Brennstoff und die Luft in ver kleinerter Menge in .den Brennraum einzufüh ren sind, zufolge der verminderten Geschwin digkeit die Zerstäubung des Brennstoffes schlecht wird. Der Brennstoff wird dann in Form von grossen Tropfen durch den Brenn- raum bis zu den Raumwänden geschleudert und gelangt nicht mehr zur Zündung. Daraus ergibt sich die nachteilige Folge"dass bei Ver minderung der Leistung die Gefahr des Aus löschens der Flamme besteht.
Anlagen mit bekannten Brennern für flüssige Brennstoffe waren darum nur innerhalb eines kleinen Gebietes regelbar.
Wenn jedoch die Luftmenge durch Ver änderung des Querschnittes der Luftdüsen mündung unter Beibehaltung der Luftge schwindigkeit verändert wird und der unter erhöhtem Druck zugeführte Brennstoff mit- telst einer Zerstäuberdüse zerstäubt und seine Menge durch Änderung des Zuführungsdruk- kes verändert wird, wird der neue Effekt er zielt, dass Brenner für flüssige Brennstoffe innerhalb beliebiger Grenzen, beispielsweise im Bereich 5 :1 regelbar sind.
Die Nach- teile der bekannten Brenner sind damit ver mieden, weil .die Luft und das Brennöl un abhängig voneinander in den Brennraum eingeführt und ihre Bewegungsrichtung be stimmt wird. Der Brennstoff wird dann un abhängig von der Luftführung durch seinen eigenen Druck zerstäubt.
Der Erfindungsgegenstand ist im folgen den anhand eines in der Zeichnung verein- faeht dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Brenner im Längs schnitt; in Fig. 2 ist eine Einzelheit des Brenners nach der Fig. 1 dargestellt.
Der Brennstoff wird dem Brenner durch die Leitung. 1 zugeführt und unter seinem eigenen Druck mittelst der Zerstäubungs- düse 5 durch die Brennermündung 10 in fein zerstäubtem Zustand in den Brennerraum 3 eingespritzt. Die Verbrennungsluft strömt durch den Ringkanal 2 dem Brenner zu und wird unabhängig vom Brennstoff durch den Kanal 9 und die Brennermündung 10 in den Brennerraum 3 eingeblasen.
Im Kanal 9 sind die Flügel 11 um den Zapfen 14 verdrehbar angeordnet, so dass der Luft neben der achsial gerichteten Strö mungsbewegung noch zusätzlich eine Rota tionsbewegung erteilt werden kann. Zur Ver stellung der Flügel 11 ist ein Ring 12 vor gesehen, in welchem die Zapfen 13 befestigt sind, die ihrerseits in Bohrungen der Flügel 11 eingreifen. Bei Verdrehung des Ringes 12 um seine Achse werden die Zapfen 13 in Schlitzen der Wandung des Brenners ge führt, wobei auch die Flügel 1.1 um tdie Zapfen 14 gedreht werden.
Je mach dar Grösse der Rotationsbewegung kann der Öffnungswinkel des Kegels, innerhalb dessen die Luft in den Brennraum 3 eingeblasen wird, grösser oder kleiner gehalten werden. Der Ring 12 kann selbsttätig durch einen nicht gezeichneten Regler oder von Hand verstellt werden.
Der Körper 15 kann mit Hilfe der Hebel 16 in achsialer Richtung verschoben werden, so dass, wie durch die strichpunktiert in der Zeichnung gezeichnete Lage angedeutet, der Durehflussquerschnitt der Luftdüse vom Wert F auf den Wert f vermindert wird. Es wird dadurch wohl die Menge der in den Brennraum eingeführten Verbrennungsluft. verändert, nicht aber die Luftgeschwindig keit, weil der Druck der Luft vor der Dü senmündung keine Drosselung erfährt. Im Brennraum 3 wird damit die Strömungsrich tung der eingeblasenen Luft nicht wesentlich geändert.
Der Brennstoff strömt mit erhöhtem Druck durch den Düsenhalter 4 zur Zerstäu- berdüse 5 (Fig. 2), in deren Wirbelkammer 6 zufolge der tangentialen Einführung durch die Bohrung 7 eine rasche Wirbelung er folgt. Durch die Umsetzung .der Druckener gie in Bewegungsenergie wird der Brenn stoff alsdann unter Ausnützung der Wir belwirkung in fein zerstäubtem Zustand als Nebel in den Brennraum .3 einge spritzt.
Die Düse ist so bemessen und .der Druck des Brennstoffes so gewählt, dass bei der kleinsten Brennstoffmenge eine gute Zerstäubung noch möglich ist. Die notwen dige Vergrösserung der Brennstoffmenge bei Steigerung der Brennerleistung wird dann durch entsprechende Erhöhung des Zufüh rungsdruckes erreicht, wobei die durch die Düse ausströmende Brennstoffmenge nach Massgabe der Drucksteigerung vergrössert wird. Im Betrieb haben sich Drücke von ungefähr 10 at (für eine einwandfreie Zer- stäubung bei kleinen Brennstoffmengen) als genügend erwiesen.
Zur Steigerung der Brennstoffmenge kann,der Druck auf 50, auf 100 at oder noch höher gesteigert werden. Zur Veränderung der Leistung wird vorteil- hafterweise der Druck .des Brennstoffes in einem Gebiet zwischen 5 at und 200 at ver ändert.
Eine besonders feine Einstellung der Flamme wird weiter dadurch noch erzielt, dass der Düsenhalter 4 im Körper 15 längs verschiebbar angeordnet ist, so dass die Durchdringung des Luftkegels und des Brennstoffkegels den besonderen Verhältnis sen angepasst werden kann. Um während des Betriebes ein Klemmen zu verhindern, wird dem Körper 15 durch die Leitung 17 ein Kühlmittel zugeführt, welches durch die Leitung 18 wieder abgeführt wird.
Gegebenenfalls können die Verstellung des Ringes 12 und die Verschiebung des Körpers 15 in eine bestimmte Abhängigkeit voneinander gebracht werden, um .durch eine geeignete Anpassung der Drallwirkung und der Verengung des Luftstromes die \Aus breitung der Verbrennungsluft in der Brenn- kammer 3 den Verbrennungsverhältnissen entsprechend einzustellen.
Es empfiehlt sich, bei kleinerer Leistung, das heisst dann, wenn der Brennstoff mit geringem Druck in den Verbrennungsraum eingeführt wird, und der Brennstoffstrahl deshalb entsprechend ge kürzt wird, der Luft eine grössere Drallwir- kung zu erteilen als bei höherer Belastung und grösserem Brennstoffdruck. Je grösser die Drallwirkung der Luftströmung ist, desto kürzer wird das Gebiet, in welches die Ver brennungsluft eindringt, so -dass eine umso bessere Vermischung mit dem kurzen Brenn stoffstrahl erreicht wird.
Dadurch, dass der Brennstoff unabhängig von der Luft durch seinen eigenen Druck zerstäubt in den von der Luft gebildeten Strömungskegel eingespritzt wird, kann auch bei kleinen Mengen, .das heisst bei verminder ter Belastung .des Brenners noch eine ein wandfreie Zerstäubung und Vermischung er zielt werden, so dass ein Auslöschen der Flamme vermieden ist.
Solche zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet eingerichtete Brenner können auf allen möglichen Gebieten angewendet werden, beispielsweise zur Be- heizung von Dampf- oder Heizkesseln; sie können auch zur Beheizung von irgendwel chen andern industriellen Öfen, beispielsweise bei der Metallherstellung oder in Anlagen für die chemische Industrie oder bei Ver- brennungsöfen, verwendet werden. Insbeson dere eignen sie sich für Dampferzeuger, bei denen die Verbrennung unter einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck er folgt.
Die beider Verbrennung entstehenden Rauchgase können auch, beispielsweise, nach dem sie zur Beheizung ausgenutzt worden sind, in Gasturbinen noch entspannt wer den.
Als Brennstoff kann jeder flüssige Brenn stoff in Frage kommen, beispielsweise Mine ralöle, vegetabile Öle, Teere usw. Es können auch Brennstoffe verwendet werden, welche bei normaler Temperatur fest sind und nur bei Temperaturerhöhung verflüssigt werden.
Die besondere Ausbildung der Organe für die Luftzuführung und für die Brennstoffzu führung kann je nach den besonderen Be triebsverhältnissen auch anders gehalten sein, insbesondere die Brennstoffdüsen zur Zer- stäubung des Brennstoffes können auch an ders ausgebildet sein, beispielsweise so wie .die Einspritzdüsen von Brennkraftmasthinen. Durch geeignete Formgebung der Düsen für den Brennstoff, und insbesondere für die Luft kann ausserdem noch die Einströmungsrich- tung in den Brennraum während Leistungs veränderungen so geändert werden,
dass bei jeder Teilleistung eine feine und gleich dichte Vermischung des Brennstoffes mit der Ver brennungsluft entsteht.