DE1934741C3

DE1934741C3 - Vorrichtung zum Verbrennen von Fremdstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoffen

Info

Publication number: DE1934741C3
Application number: DE1934741A
Authority: DE
Inventors: Fritz 7182 Gerabronn Heimberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-07-09
Filing date: 1969-07-09
Publication date: 1982-03-11
Also published as: DE1934741B2; DE1934741A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen von Fremdstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoffen, insbesondere von Altölen, nach dem Oberbegriff «> des Anspruches I.

Bei einer Vorrichtung dieser Art gemäß dem betriebsinternen Stand der Technik des Erfinders zerstäubt der aus der Luftdüse austretende Luftstrom den aus der Brennstoffdüse austretenden Brennstoff zu 6* einem Kegel zwecks Verbrennung. An sich hat sich diese Vorrichtung bewährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

Vorrichtung konstruktiv so zu gestalten, daß eine wesentliche Erhöhung der Verbrennungsleistung erreichbar ist, ohne daß eine unzulässige Überhitzung der Brennstoffdüse und ihrer Zuleitung stattfindet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Verbrennung praktisch in zwei Stufen. In der ersten Stufe wird mittels der aus der Luftdüse zuge^führten Druckluft die Zerstäubung des Brennstoffes in der inneren Brennkammer bewirkt, wobei bereits eine teilweise Verbrennung stattfindet Die Hauptaufgabe der inneren Brennkammer besteht jedoch in der Bildung eines gasförmigen Gemisches von Sauerstoff und Brennstoff und in der Förderung dieses Gemisches in Denjenigen Bereich der äußeren Brennkammer, in der in der zweiten Stufe des Prozesses die vollständige Verbrennung stattfindet

Durch die Luftleitung kann ein vorerwärmter, vorverdichteter Sekundärluftstrom in den hinteren Teil der äußeren Brennkammer eingeleitet werden. Dieser Luftstrom gelangt infoige der begrenzten Eintrittsöffnung in der Rückwand der inneren Brennkammer über den Weg des geringsten Widerstands durch den zwischen äußerer und innerer Brennkammer gebildeten Luftkanal mit ringförmigem Querschnitt bis in den vorderen Teil der äußeren Brennkammer. Hier vereinigt sich die zusätzlich eingeleitete, vorerwärmte Sekundärluft mit dem aus der vorderen Öffnung der inneren Brennkammer herausgeschleuderten, wegen ungenügender Anreicherung mit Sauerstoff nur unvollständig verbrannten, jedoch inzwischen gasförmig gewordenen Brennstoff-Luftgemisch, um dieses nunmehr zur vollständigen Verbrennung zu bringen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich der bedeutende Vorteil, daß der zusätzlich eingeleitete Sekundärluftstrom die äußere Brennkammer vor zu starker Erwärmung schützt, ohne jedoch das Brennstoff-Luftgemisch abzuschwächen. Gleichzeitig ist hierbei gewährleistet, daß die durch die Druckluftdüse geförderte Luft kalt bleibt und infolgedessen die Brennstoffdüse kühlen kann, so daß auch eine Überhitzung der Brennstoffdüse verhindert ist Beträchtliche Temperaturerhöhungen im Bereich der inneren Brennkammer wirken sich nicht nachteilig aus.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 aufgezeigt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfühmngsbeispieles näher erläutert, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt ist.

Die Vorrichtung hat eine äußere, zylindrische Bi cnnkammer 1 und eine koaxial angeordnete innere, zylindrische Brennkammer 2, die geringere Länge als die äußere Brennkammer aufweist und etwa den mittleren Bereich der äußeren Brennkammer einnimmt. Zwischen den beiden Brennkammern 1,2 wird auf diese Weise ein Luftkanal 9 mit ringförmigem Querschnitt gebildet. Die vorderen, offenen, zum Austritt von Flammen 10 dienenden Enden der beiden Brennkammern 1, 2 sind konisch verjüngt ausgebildet, während ihre rückwärtigen Enden jeweils durch eine Rückwand geschlossen sind.

In die äußere Brennkammer 1 mündet in deren unteren Bereich von unten eine Brennstoff-Zuführleitung 11 mit angeschlossener Brennstoffdüse 4. Durch die Rückwand der äußeren Brennkammer 1 ragt eine Druckluftleitung 12 mit einer Luftdüse 3. Die Druckluft-

leitung 12 liegt in Achsrichtung der Brennkammer. Pie konisch ausgebildeten Mündungen der vertikalen Brennstoffdüse 4 und der horizontalen Luftdüse 3 verlaufen rechtwinklig zueinander, wodurch eine günstige Brennstoffzerstäubung erzielt wird. Die Brennstoffdüse 4 endet etwa in Höhe der Brennkammerachse. Die Rückwand der inneren Brennkammer 2 liegt in demjenigen Bereich, in dem die Luftdüse 3 und die Brennstoffdüse 4 zusammengeführt sind.

In der Rückwand der inneren Brennkammer 2 ist eine in der Brennkammerachse liegende Öffnung vorgesehen, die so bemessen ist, daß der aus der Luftdüse 3 austretende Luftstrahl in die Brennkammer 2 eintreten kann, wobei der gleichzeitig durch die Brennstoffdüse 4 geförderte Brennstoff zerstäubt wird.

In den rückwärtigen Teil der äußeren Brennkammer 1 mündet eine zusätzliche, zur Zuführung von vorerwärmter und vorverdichteter Sekundärluft dienende Luftleitung 7, die im Ausführungsbeispiel zur Vorerwärmung der Sekundärluft teilweise durch den Wärmestrahlungsbereich der Brennerflammen 10 verläuft und in unmittelbarer Umgebung des Wanddurchtritts der Druckluftleitung 12 angeordnet ist Die Luftleitung 7 ist im Bogen von unten nach oben zur äußeren Brennkammer 1 geführt Der durch die Luftleitung 7 in die äußere Brennkammer 1 gelangende Sekundärluftstrom wird durch ein der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestelltes strömungsberuhigendes Richtleitwerk geschickt und strömt durch den zwischen den beiden Brennkammern befindlichen Luftkanal 9 in den vorderen Teil der äußeren Brennkammer 1, wo er sich mit dem aus der inneren Brennkammer 2 herausgeschleuderten Brennstoff-Luftgemisch vereinigt

Ein als Fremdstoffabscheider ausgebildeter Brennstoff-Zwischenbehälter 5 hat eine gegen die Strömungsrichtung des flüssigen Brennstoffs geneigte Bodenfläche. Der Brennstoff-Zwischenbehälter 5 ist mit mindestens einem entleerbaren Topf für die Aufnahme von Fremdstoffen versehen, in der fremdstofffreien Mittelzone des Brennstoff-Zwischenbehälters 5 liegt die Eintrittsöffnung in der Brennstoff-Zuführleitung 11. Das untere Ende der Brennstoff-Zuführleitung 11 kann mindestens bis zu den im Brennstoff-Zwischenbehälter S befindlichen Brennstoffschichten mittleren spezifischen Gewichts reichen. Durch diese Maßnahmen wird vermieden, daß zugunsten der tiefer !legenden, spezifisch schwereren Brennstoffbestandteile die darüber befindlichen, spezifisch leichteren Bestandteile bevorzugt abgesaugt werden. Andererseits können hierdurch auch Störungen durch vorzugsweise in den leichteren Schichten an der erwärmten Brennstoff-Zuführleitung

11 sich bildende und platzende Gasblasen verhindert werden.

Unmittelbar neben der Brennstoffdüse 4 liegt eine mit einer Krümmung versehene Entlüftungsleitung 8, die die äußere Brennkammer 1 mit dem Brennstoff-Zwischenbehälter 5 verbindet Durch eine solche Ausbildung der Entlüftungsleitung 8 können durch platzende Gaseinschlüsse des im Brennstoff-Zwischenbehälter 5 befindlichen Brennstoffs verursachte Spritzer nicht unmittelbar in die äußere Brennkammer 1 eindringen. Zum Abfluß eines etwa in der äußeren Brennkammer 1 sich bildenden flüssigen Niederschlags dient eine zwischen äußerer Brennkammer 1 und Brennstoff-Zwischenbehälter 5 verlaufende und in diese zurückführende Rückflußleitung 6, deren untere öffnung unterhalb des oberen Randes des Brennstoff-Zwischenbehälters im Behälterinneren endet, so daß Störungen infolge von nahe der Oberseite sich leicht bildenden und sich plötzlich entladenden Gaseinschlüssen vermieden werden. Im Brennstoff-Zwischenbehälter 5 können strömungshemmende Zwischenwände angeordnet sein. Durch derartige, für den Brennstoff selbstverständlich durchlässige Zwischenwände ist gewährleistet, daß der Niederschlag der gröberen Fremdstoffe durch bei der Brennstofförderung entstehende Wirbelbildung nicht unterbunden wird.

Die Brennkammer 1 ist in demjenigen vorderen Bereich, der der direkten Bestrahlung der Flamme ausgesetzt ist, aus demselben Material gefertigt wie die Brennkammer 2. Dieser Bereich biidet etwa den Überstand der Brennkammer 1 über die Brennkammer 2.

Die Funktionsweise der Vorrichtung wird dadurch noch wesentlich begünstigt, daß die innere Brennkammer 2 aus einem hochwärmebeständigen Werkstoff mit sehr geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten und niedriger Wärmeleitzahl besteht. Dadurch können auch beträchtliche Temperaturerhöhungen im Bereich der inneren Brennkammer 2 ohne nachteilige Nebenwirkungen auftreten. Da die Vorrichtung gegen Verunreinigungen des Brennstoffes weitgehend unempfindlich ist, erübrigt sich die Verwendung einer bei bekannten Vorrichtungen unentbehrlichen, besonderen Brennstoff-Filteranlage.

Die Brennstoffzuführung und deren Regelung kann pneumatisch oder in Förderintervallen mittels eines schwimmergesteuerten Ventils erfolgen, dessen Schwimmer im Brennstoff-Zwischenbehälter 5 angeordnet ist. Statt dessen können die pneumatischen Förderintervalle aber auch durch mechanisch betriebene, nicht störanfällige Fördermittel, wie z. B. Fliehkraftoder Membranpumpen, erzeugt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Verbrennen von Fremdstoffe enthaltenden flüssigen Brennstoffen, insbesondere von Altölen, mit einer zylindrischen Brennkammer, in die eine an eine aus einem Zwischenbehälter gespeiste Brennstoff-Zuführleitung angeschlossene Brennstoffdüse und an eine durch die Rückwand der Brennkammer horizontal eingeführte Druckluftleitung angeschlossene Luftdüse ragen, wobei die u. Brennstoffdüse und die Luftdüse senkrecht zueinander und unmittelbar beieinander liegen und jeweils eine konische Mündung aufweisen und in der Rückwand der Brennkammer ein Sekundärlufteinlaß angeordnet ist, dadurch gekennzeich- r. net, daß innerhalb der Brennkammer (1) und koaxial zu dieser eine zweite, sowohl im Durchmesser als auch in der Länge kleinere Brennkammer (2) angeordnet ist, die Mündungen der Brennstoffdüse (4) sowie der Luftdüse (3) in Hauptströmungsrich- *■> tung unmittelbar vor einer mittigen Öffnung in der Rückwand der inneren Brennkammer (2) liegen und in den Sekundärlufteinlaß der äußeren Brennkammer (1) eine Luftleitung (7) einmündet, aus der die vorerwärmte Sekundärluft in den stromab der _·> inneren Brennkammer (2) liegenden Bereich der äußeren Brennkammer (1) strömt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung der Luftleitung (7) in der Rückwand der äußeren Brennkammer (1) in «' unmittelbarer Umgebung des Wanddurchtritts der Druckluftleitut.g(12) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspru; ¹J 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in d°r äußeren Brennkammer (1) hinter der Einmündung der ^T.uftleitung (7) ein η strömungsberuhigendes Richtleitwerk angeordnet ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (7) teilweise durch den Wärmestrahlungsbereich der <» Flamme verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (7) im Bogen von unten nach oben zur äußeren Brennkammer (1) geführt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, ·»» dadurch gekennzeichnet, daß die innere Brennkammer (2) etwa im mittleren Bereich der äußeren Brennkammer (1) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Brennkammer (2) aus einem hochwärmebeständigen Werkstoff mit sehr geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten und niedriger Wärmeleitzahl besteht.