DE2554263A1 - Brenner fuer fluide brennstoffe - Google Patents

Brenner fuer fluide brennstoffe

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DE2554263A1
DE2554263A1 DE19752554263 DE2554263A DE2554263A1 DE 2554263 A1 DE2554263 A1 DE 2554263A1 DE 19752554263 DE19752554263 DE 19752554263 DE 2554263 A DE2554263 A DE 2554263A DE 2554263 A1 DE2554263 A1 DE 2554263A1
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Richard Fetzner
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F23D11/406Flame stabilising means, e.g. flame holders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

  • Richard Fetzner, 7520 Bruchsal 4, Obergrombacher Str. 52
  • Rolf Sieber, 7501 Karlsbad-Langensteinbach, Wilhelm-Roether-Str. 20 Brenner für fluide Brennstoffe Die Erfindung betrifft einen Brenner für fluide Brennstoffe mit einer den Brennstoff in Form eines Kegels abgebenden Brennerdüse und mit strahlensymmetrisch um diese angeordneten Düsen für ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch, wie Verbrennungsluft aus einem Luftraum und/oder Gas bzw. Brenngas1 das von den Düsen in Form von den Brennstoffkegel schneidenden dünnen Luftschichten unter Erzeugung eines Dralls und unter Mischung infolge Injektorwirkung mit den heißen Brenngasen aus dem Brennraum abgegeben wird.
  • Ein Brenner des vorgenannten Aufbaus ist bekannt (DT-OS 2 410 141). Er erlaubt eine annähernd vollständige und insbesondere schadgasfreie Verbrennung mit blauer Flamme. Bei diesem bekannten Blaubrenner sind die Düsen bzw. deren Öffnungen so angeordnet, daß die von ihnen abgegebenen Luftschichten den Brennstoffkegel tangential schneiden, wodurch sich insgesamt eine Drallströmung im Brennstoffkegel ergibt und zwischen den Luftschichten heiße Brenngase aus dem Brennraum in den Brennstoffkegel eingesaugt werden. Dabei werden die Düsen von den heißen Brenngasen umströmt, so daß auch die von ihnen abgegebene Verbrennungsluft auf eine hohe Temperatur vorgewärmt wird. Das in den Brennstoffkegel eintretende heiße Gasgemisch bewirkt bei flüssigem Brennstoff dessen schnelle Verdampfung bzw. Vergasung, die bereits in geringer Entfernung hinter der Brennerdüse abgeschlossen ist. Zugleich wird durch die Zumischung der Brenngase die Flammtemperatur ohne Beeinträchtigung des Abbrandes herabgesetzt, wodurch vor allem der Anteil an Stickoxyden gemindert oder gar beseitigt wird.
  • Praktische Erfahrungen mit diesem Brenner haben gezeigt, daß die Flamme bei ungünstigen Bedingungen an der Flammenwurzel relativ instabil ist und nur umständlich und zeitraubend auf die jeweilige Einbaulage des Brenners und die Brennraumgeometrie einstellbar ist.
  • Verschiedene Brennraumgeometrien und Einbaulagen machen also bei diesem Brenner ein individuelles Justieren der Flamme notwendig, damit diese insgesamt, vornehmlich aber an ihrer Wurzel stabil ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner des eingangs geschilderten Aufbaus mit besserer Stabilität der Flamme bereitzustellen, die insgesamt leicht und einfach auf die jeweilige Brennraumgeometrie abstimmbar sein soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsenöffnungen derart an den Düsen angeordnet sind, daß die von ihnen abgegebenen Luftschichten gegen die Achse des Brennstoffkegels geneigt sind, und daß zwischen den Düsenöffnungen und der Brennerdüse eine mit einem Loch für den Brennstoffkegel versehene Scheibe angeordnet ist, die den Boden einer schalenförmigen Vertiefung bildet, und daß der hinter der Scheibe befindliche, die Brennstoffdüse enthaltende Raum über Ansaugöffnungen mit dem Brennraum in Verbindung steht.
  • Infolge der Neigung der Luftschichten zur Achse des Brennstoffkegels hin wird eine straffe Bündelung der Flamme in von der Brennerdüse weiter entfernten Bereichen erzielt, wohingegen über der Scheibe in der schalenförmigen Vertiefung entlang deren Wandung ein torusförmiger, um seine Achse rotierender Ringwirbel aus Verbrennungsluft und/oder Gas bzw. Brenngas erzeugt wird, der eine relativ breite und damit stabile Flammenwurzel bewirkt. Aus diesen beiden Maßnahmen resultiert eine straffe, scharf gebündelte sehr stabile Flamme. Um das Gemisch in diesem Ringwirbel anzuwärmen, ist der Raum hinter der Scheibe über seitliche Öffnungen mit dem Brennraum verbunden, über die infolge der Injektorwirkung der von den Düsen abgegebenen Luftschichten und im Flammenkegel erzeugten Unterdrucks heiße Brenngase, also Inertgase,angesaugt werden, so daß bereits an der Spitze des Brennstoffkegels, d.h. in unmittelbarer Nähe der Brennerdüse die Verdampfung bzw. Vergasung einsetzt. Die seitliche Anordnung der Ansaugöffnungen haben zugleich kurze Strömungswege zur Folge, so daß ein Abkühlen der Inertgase auf dem Strömungsweg nicht erfolgt. Zugleich wärmen die heißen Inertgase die Scheibe nahezu auf Brennraumtemperatur auf, so daß die Wärme an den Ringwirbel abgegeben wird. Durch die hohe Temperatur der Scheibe wird ein Niederschlag von Kohlenstoff an ihr verhindert.
  • Die solchermaßen erzeugte, insgesamt sehr stabile Flamme kann schnell und leicht auf verschiedene Brennraumgeometrien von verschiedenen Kesseln, in die der Brenner eingebaut ist, eingestellt werden, wenn die Neigung der Düsenöffnungen gegenüber dem Brennstoffkegel entsprechend eingestellt wird. Die Flammenform kann so in weiten Grenzen beeinflußt werden. Darüber hinaus kann der Querschnitt der Ansaugöffnungen einstellbar sein, um die Menge der angesaugten Inertgase, und damit die Flammentemperatur einzustellen.
  • Besonders einfach wird die Neigung der Luftschichten erhalten, wenn die Düsen als Rohre mit einer gegenüber der Rohrachse zum Brennstoffkegel abfallend geneigten Stirnwand von elliptischer Form ausgebildet und die Düsenöffnungen winklig zu den Halbachsen in der Stirnwand angeordnet sind, somit werden die Düsen selbst bei großem Öffnungswinkel des Brennstoffkegels nicht angesprüht. Um zu verhindern, daß einerseits die abgegebenen Luftschichten von den Düsenöffnungen auf die benachbarte Düse treffen, andererseits die abgeschrägten Stirnwände der Düsen auch bei Verstellung nicht vom Brennstoffkegel besprüht werden können, ist die Stirnwand jeder Düse beiderseits der Düsenöffnungen abfallend geneigt.
  • Zur Erzeugung eines starken Ringwirbels über der Scheibe ist vorteilhafterweise jede Düsenöffnung an ihrem tiefergelegenen Ende hinaus bis in den Mantel des Düsenrohrs verlängert.
  • Um in verschieden weit von der Brennerdüse entfernten Bereichen des Brennstoffkegels verschiedene Mengen von Verbrennungsluft und/oder Gas bzw. Brenngas zusetzen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Düsenöffnungen einen sich zu ihrem tiefer gelegenen Ende hin verjüngenden Querschnitt aufweisen Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Düsen zusammen mit der Scheibe axial verstellbar, um auch so die Form der Flamme einstellen zu können. Darüber hinaus sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Düsen gegenüber der Scheibe drehbar, um auch die Drallströmung einzustellen. Mit Vorteil ragen die Düsenrohre mit den am Mantel derselben angeordneten Teilen der Düsenöffnungen über die seitliche Wandung der schalenförmigen Vertiefung, so daß diese Teile der Düsenöffnungen bei Verdrehen der Düsen von der seitlichen Wandung abgedeckt werden. Hiermit ist die Menge des horizontalen Anteils der abgegebenen Luftschichten einstellbar, womit ebenfalls der Ringwirbel in Größe und Stärke gesteuert werden kann.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners sind die Düsenöffnungen der Düsen nicht an Düsenrohre, sondern an einer zur Brennerdüse konzentrischen Ringplatte angebracht. Zweckmäßig ist die Ringplatte kegelstumpfförmig nach innen geprägt, so daß die Luftschichten bezüglich ihrer Strömungsrichtung zur Achse des Brennstoffkegels hin geneigt sind. Mit Vorzug ist der Querschnitt der Düsenöffnungen veränderbar. Zweckmäßig geschieht das mittels einer konzentrisch zur und unter der Ringplatte drehbar angeordneten Schlitzscheibe.
  • Sowohl bei dieser Ausführungsform mit den in der Ringplatte angeordneten Düsenöffnungen, als auch bei der vorerwähnten Ausführungsform der Düsenöffnungen an den Düsenrohren kann zweckmäßig zur Verbesserung der Führung der Luftschichten erfindungsgemäß zumindest an einer Seite jeder Düsenöffnung ein Luftleitblech angeordnet sein.
  • Zweckmäßig sind die Ringplatte und die die schalenförmige Vertiefung bildende Scheibe einstückig in Form einer Platte hergestellt, wodurch der Aufbau des erfindungsgemäßen Brenners vereinfacht wird.
  • Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Platte oder die Scheibe als Loch- oder Schlitz-Stauscheibe ausgebildet sind, weil so einerseits die Rotation des torusförmigen Ringwirbels um seine Achse unterstützt, andererseits eine Vermischung mit den unterhalb der Stauscheibe zugeführten Brenngasen bewirkt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Scheibe und dem Brennergehäuse ein die Ansaugöffnungen bildender Ringspalt vorgesehen, dessen Querschnitt einstellbar ist. Die Einstellung des Querschnittes des Ringspaltes erfolgt zweckmäßig durch axiales Verschieben der Scheibe, wodurch sich insgesamt eine einfache Handhabung bei der Einstellung des Brenners ergibt. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sitzen die Düsen und die Scheibe an einer im Brennergehäuse axial geführten Schiebehülse. Die Düsenrohre sind dann in ihrem rückwärtigen Bereich über Mantelöffnungen mit einem gasführenden Raum verbunden, wobei der Strömungsquerschnitt der Mantelöffnungen und damit die Menge der einströmenden Gase einstellbar ist. Erfindungsgemäß sind die Mantelöffnungen über Schlitze in der Schiebehülse mit dem gasführenden Raum verbunden und durch verdrehen der Schiebehülse in ihrem StrCmungsquerschnitt einstellbar.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform des Brenners sind die Düsenrohre in einem den Brenner umgebenden, die Verbrennungsluft fuhrenden, stirnseitig abgeschlossenen Ringraum angeordnet, der zwischen den Düsenrohren zur schalenförmigen Vertiefung hin offene Ringkanäle aufweist, die im untersten Bereich des Brennstoffkegels eine Luftzufuhr bewirken. Zweckmäßig ist bei dieser Ausführungsform die Scheibe zusammen mit der Brennerdüse an einer axial verstellbaren, rückwärtig geschlossenen Schiebehülse angeordnet, deren Wandung die seitliche Wandung der schalenförmigen Vertiefung und mit ihrer Stirnseite eine Steuerkante für die Einstellung des Querschnittes der Ringkanäle bildet, so daß durch axiales Verstellen der Führungshülse die Stärke des Ringwirbels in der schalenförmigen Vertiefung eingestellt werden kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Brennergehäuse ein Zylinderstück angeordnet, das sich radial erstreckende Rohrstutzen aufweist, die den Brennraum mit dem Raum hinter der schalenförmigen Vertiefung verbinden. Ferner weist die Schiebehülse im Bereich des Rohrstutzens Durchlässe auf und ist drehbar angeordnet, so daß der Rohrstutzen und die Durchlässe zur Deckung gebracht werden können, wodurch ein leichtes Einstellen auch dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners möglich ist.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners ist die Scheibe an der Stirnwand eines dosenförmigen Teils angeordnet, das auf dem Brennergehäuse drehbar angeordnet und über mantelseitige Löcher mit dem Brennraum verbunden ist. Hierbei weist das Brennergehäuse zu den Löchern fluchtend angeordnete Öffnungen auf, deren Strömungsquerschnitt durch Verdrehen einstellbar ist, wodurch ebenfalls ein einfaches Einstellen des Brenners auf verschiedene Brennraumgeometrien sichergestellt ist.
  • Ferner können die Düsenrohre bei jeder Ausführungsform des Brenners unmittelbar hinter der Scheibe Öffnungen aufweisen, die den Raum hinter der Scheibe mit dem Luftraum verbinden, so daß die zur Brennerdüse rückgeführten heißen Brenngase bereits teilweise mit Verbrennungsluft und/oder Gas gemischt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Brenners ist die Brennerdüse axial verstellbar, um so den Entstehungsort der Flammenwurzel einstellen zu können. Darüber hinaus ist die Brennerdüse erfindungsgemäß als Hutmutter ausgebildet und auf einem zylindrischen Aufnahmestück gleichen Durchmessers wie der Umkreis der Hutmutterdüse aufgeschraubt und durch eine Öffnung in der Abschlußwand der Schiebehülse oder des Bodens des dosenförmigen Teils verschiebbar. Bei in die Öffnung eingeschobenem Aufnahmestück ist dann der Luftraum von dem Raum hinter der Scheibe abgetrennt, wohingegen bei Zurückziehen der Brennerdüse zwischen dem als Mutter ausgebildetem Teilstück der Hutmutterdüse Luft zum Raum hinter der Scheibe und damit zur Flammenwurzel gelangen kann.
  • Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform weist die Abschlußwand oder der Boden des dosenförmigen Teils konzentrisch zur Brennerdüse Bohrungen auf, und ist an der Brennerdüse ein Bund angeordnet, der die Bohrungen bei axialem Verstellen abdeckt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners im schematischen Achsialschnitt; Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Brenners im schematischen Axialquerschnitt; Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des Brenners, in Draufsicht; Fig. 5 einen Schnitt V-V gemäß Fig. 4; Fig. 6 eine Ausführungsform einer Düse des Brenners in Seitenansicht; Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Düse in Seitenansicht und Fig. 8 eine Platte mit Düsenöffnungen für die Ausführungsform des Brenners gemäß Fig. 3.
  • Die in den Figuren 1-5 dargestellten verschiedenen Nusführungsformen des Brenners sind zum Einbau in einen Kessel bestimmt, dessen Brennraum a unter anderem von einer Brennraumwand 1 begrenzt ist. Die Brennraumwand 1 weist eine Brenneröffnung 2 auf, gegen die ein Brennerflansch 3 gesetzt ist. Der Brennerflansch 3 trägt ein zylinderförmiges Brennergehäuse 45 das in den Brennraum a hineinragt. Der Brenner weist eine Brennerdüse 5 auf, die in den Brennraum a flüssigen Brennstoff in Fprm eines Brennstoffkegels b sprüht. Unmittelbar neben der Brennerdüse 5 ist eine Zündelektrode 6 angeordnet, mittels der der Brennstoff gezündet wird.
  • In den Brennstoffkegel b wird mittels konzentrisch um die Brennerdüse 5 angeordneten Düsen 7 Verbrennungsluft aus einem Luftraum c innerhalb des Brennergehäuses 4 in Form von den Brennstoffkegel b etwa tangential schneidendenLuftschichten d eingeblasen.
  • Die Düsen 7 bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform eines Brenners 8 sind als Düsenrohre 14 ausgebildet und weisen, wie in Fig. 6 dargestellt, eine bezüglich der Rohrachse geneigte Stirnwand 49 auf 1 die infolge dessen einen elliptischen Umriß besitzt. In der Stirnwand ist eine als Schlitz ausgebildete Düsenöffnung 47 angebracht, die winklig zu den beiden Halbachsen der elliptischen Stirnwand 49 verläuft. Das tiefer gelegene Ende der Schlitzdüse 47 ist mit einem Abschnitt 48 bis in den Mantel des Düsenrohres 14 verlängert, der etwa längs einer Mantellinie des Düsenrohrs 14 verläuft. Durch die derart ausgebildete Schlitzdüse wird erreicht, daß die Verbrennungsluftschichten d einerseits tangential zum Brennstoffkegel b hin gerichtet sind und darüber hinaus eine Neigung zur Achse des Brennstoffkegels b aufweisen.
  • Die Düsenrohre 14 der Düsen sind in ihrem oberen Bereich an einer zur Brennerdüse konzentrischen Scheibe 22 mittels Madenschrauben 24 lösbar festgelegt. Die Scheibe 22 ist mit einem zentrischen Loch 23 für den Durchtritt der Brennstoffkegel b versehen und bildet den Boden einer schalenförmigen Vertiefung 25, deren hochgezogene Wandung 26 die Düsenrohre 14 aufnimmt.
  • Die Scheibe 22 ist über hülsenartige Distanzstücke 21 an der Abschlußwand 10 einer innerhalb des Brennergehäuses 4 axial verschieblich und drehbar geführten Schiebehülse 9 befestigt.
  • Die Brennerdüse 5 und die Zündelektrode 6 sind durch diese Ab schlußwand 10 der Schiebehülse 9 hindurchgeführt. Konzentrisch zur Brennerdüse 5 sind die Düsen 7 angeordnet. Unmittelbar neben und ebenfalls konzentrisch zur Brennerdüse 5 sind Bohrungen 11 angeordnet, die bei axialem Verstellen der auf ein Rohr 12 aufgeschraubten Brennerdüse 5 von einem an dem Rohr 12 festgelegten Bund 13 abgedeckt werden können.
  • Bei Verschiebung der Schiebehülse 9 in axialer Richtung wird die Scheibe 22 über die Abstandsstücke 21 angehoben, so daß zwischen der Scheibe 22 und der Schiebehülse 9 ein Ringspalt f entsteht, womit ein Raum g hinter der Scheibe 22 mit dem Brennraum a verbunden werden kann und somit heiße Inertgase zur Brennerdüse bzw. zur Wurzel des Brennstoffkegels b gelangen können.
  • Die Düsenrohre 14 weisen in ihrem rückwärtigen Bereich Mantelöffnungen 15 auf, die mit entsprechenden Längsschlitzen 16 in der Schiebehülse 9 korrespondieren. Diesen Längsschlitzen 16 liegen in der Wandung des Brennergehäuses 4 angeordnete Löcher 17 gegenüber, die durch Drehung der Schiebehülse 9 mit den Längsschlitzen 16 zur Deckung gebracht werden können, so daß die Düsenrohre 14 mit einem das Brennergehäuse 4 umgebenden Raum e lerbunden sind. Der Raum e wird von einem das Brennergehäuse 4 mit Abstand umschließenden Rohrabschnitt 18 gebildet, der an der oberen Stirnseite vom Brennerflanoch 3, auf der gegenüberliegenden Seite mittels eines anderen Flansches 19 geschlossen ist.
  • Dieser Raum e kann beispielsweise über ein Rohr 20 an eine Gasleitung oder dgl. angeschlossen sein.
  • In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform eines Brenners 27 dargestellt. Er besteht aus einem im Brennergehäuse 4 verschieblich geführten Zylinderstück 28 und einer von nach innen reichenden, radial verlaufenden und beidseitig offenen Rohrstutzen 30 des Zylinderstücks 28 geführten Schiebehülse 29. In dem zwischen dem Zylinder stück 28 und der Schiebehülse 29 gebildeten Ringraum sind die Düsenrohre 14 angeordnet, wobei die Schiebehülse 29 den Düsenrohren 14 anliegt und dadurch zusätzlich geführt ist. An der Oberseite des Zylinderstücks 28 ist eine Ringplatte 31 angeordnet, die den Ringraum vom Brennraum a abdeckt und in der die Düsenrohre 14 in Löchern 32 angeordnet und mittels durch das Zylinderstück 28 einschraubbaren Madenschrauben 33 festgelegt sind.
  • Durch die untere Stirnwand 34 der Schiebehülse 29 sind die Brennerdüse 5 und die Zündelektrode 6 hindurchgeführt. Unterhalb des oberen Randes der Schiebehülse 29 ist die Scheibe 22 unter Bildung der schalenförmigen Vertiefung 25 angeordnet. Das Innere der Schiebehülse 29 bildet den abgeschlossenen Raum E hinter der Scheibe.
  • Durch axiales Verschieben der Schiebehülse 29 kann der entsprechend dem unteren Rand 35 der Ringplatte 31 abgeschrägte als Steuerkante wirkende obere Rand 36 der Schiebehülse 29 unter Erzeugung eines Ringspaltes von der Ringplatte 31 abgehoben werden, so daß ein Ringwirbel f über der Scheibe 22 entsteht. Wird die Schiebehülse 29 hingegen gedreht, so gelangt das Inertgas über die Rohrstutzen 30 und über in diesem Bereich an der Schiebehülse 29 angeordneten Durchbrüchen 32 aus den. Brennraum a in den Raum g hinter der Scheibe 22 und auch zur Brennerdüse 5 bzw. zur Spitze des Brennstoffkegels d. Zugleich wird aus dem Luftraum c Verbrennungsluft zugeführt, weil die Durchbrüche 32, über die Rohrstutzen 30 hinausgedreht, zum Luftraum c Verbindung haben.
  • Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform eines Brenners 38 weist am Brennergehäuse 4 ein dosenförmiges Teil 39 auf, dessen obere Stirnseite als Scheibe 22 mit einer von der Wandung 26 gebildeten schalenförmigen Vertiefung 25 ausgebildet ist und dessen untere Stirnseite 40 den Raum E hinter der Scheibe von dem Luftraum c unterhalb der unteren Stirnseite 40 trennt. In dieser unteren Stirnseite 40 ist die Zündelektrode 6 festgelegt, wohingegen die Brennerdüse 5 axial durch ein in einem in der unteren Stirnseite 40 befindlichen Loch 41 verschiebbar angeordnet ist. Befindet sich nur der Sechskant der als Hutmutter ausgebildeten Brennerdüse 5 in dem Loch 41, so kann Luft vom Luftraum c zu dem Raum s hinter der Scheibe 22 gelangen. Durch Verschieben der Brennerdüse 5 nach oben bis zur Anlage des zylindrischen Aufnahmestücks 42 für die Brennerdüse 5 an dem Loch 41 ist die Luftzufuhr zum Raum -steuerbar.
  • Das dosenförmige Teil 39 ist über mantelseitige Löcher 43 und entsprechende Löcher 44 im Brennergehäuse 4 mit dem Brennraum a verbunden, wobei durch Drehen des dosenförmigen Teils 39 der Strömungsquerschnitt für die in den Raum fi strömenden Inertgase einstellbar ist. Nach erfolgter Einstellung wird das dosenförmige Teil 39 mittels Madenschrauben 45 am Brennergehäuse 4 festgelegt.
  • Die Düsen 7 sind an dem dosenförmigen Teil 39 ebenfalls mittels Madenschrauben 46 lösbar festgelegt. Die Düsenrohre 15 jeder Düse 7 sind durch die obere Stirnwand des dosenförmigen Teils 39, durch dessen Innenraum und dessen untere Stirnwand 40 hindurchgeführt.
  • Die Wandung 26 der Scheibe 22 ist derart bis zu den Düsen 7 zurückversetzt, daß die Düsenrohre 15 der Düsen 7 bis in den Raum der schalenförmigen Vertiefung 25 reichen. Die Düsenrohre 14 weisen Düsenöffnungen 47 auf, deren am Mantel angeordneter, etwa längs einer Mantellinie verlaufender Teil 48 bei Verdrehen der Düsenrohre von der Wandung 26 der Scheibe 22 abgedeckt werden kann, womit die Stärke des sich in der Vertiefung 25 der Scheibe 22 bildenden Ringwirbels h gesteuert werden ian F Dl) als Schlitz ausgebildete Düsenöffnung 47 weist überall gleiche Breite auf, es ist jedoch auch möglich, daß sie sich tiefer gelegenen Ende hin verjüngt, wie das beispielsweise bei den beiden mit 7' bezeichneten Schlitzdüsen dargestellt ist.
  • Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform 50 einer Schlitzdüse, die im wesentlichen der gemäß Fig. 6 entspricht.
  • Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Stirnwand der Düse 50 beiderseits der Düsenöffnung 47 abfallend geneigt ist, so daß eine giebelartige Stirnwand 51 entsteht, deren First die Düsenöffnung 47 bildet. Die eine Seite der Düsenöffnung 47 ist dabei höher als die gegenüberliegende Seite angeordnet, so daß die abgegebenen Luftschichten d ebenfalls geneigt sind.
  • Eine andere Ausführungsform der Ringplatte 31 für den Brenner 27 gemäß Fig. 3 ist in Fig. 8 dargestellt, die an Stelle der Düsen mit Düsenrohren 14 nur Düsenöffnungen 52 aufweist, die in einer tellerförmigen Ringfläche 53 angeordnet sind. Die Düsenöffnungen 52 verlaufen ebenfalls winklig zu den Mantellinien dieser Ringfläche 53, um die gewünschte Neigung der in Luftschichten d abgegebenen Verbrennungsluft zur Achse des Brennstoffkegels b zu erreichen.
  • Darüber hinaus können - wie an der Düsenöffnung 52t dargestellt -an einer Seite noch Leitbleche 54 angebracht sein. Solche Leitbleche können grundsätzlich an allen Düsenöffnungen angeordnet sein, um den abgegebenen Luftschichten d eine zusätzliche Führung zu verleihen. Auch können die Düsenrohre 14 bei den Ausführungsformen des Brenners gemäß den Figuren 1, 2, 5, 6 noch im Bereich des Raumes E hinter der Scheibe 22 öffnung55 aufweisen, um die rückgeführten heißen Inertgase bereits vor der Wurzel des Brennstoffkegel b mit der Verbrennungsluft zu mischen.
  • Leerseite

Claims (33)

  1. Neue Patentansprüche 1. Brenner für fluide Brennstoffe mit einer den Brennstoff in Form eines Kegels abgebenden Brennerdüse und mit strahlensymmetrisch um diene angeordneten Düsen für die Verbrennungsluft aus einem Luftraum und/oder Gas bzw. Brenngas, die von den Düsen in Form von den Brennstoffkegel schneidenden dünnen Luftschichten unter Erzeugung eines Drall und unter Mischung infolge Injektorwirkung mit den heißen Brenngasen aus dem Brennraum abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (47,52) derart an den Düsen (7) angeordnet sind, da die von ihnen abgegebenen Luftschichten (d) gegen die Achse des Brennstoffkegels (b) geneigt sind, und daß zwischen den Düsenöffnungen (47,52) und der Brennerdüse (5) eine mit einem Loch (23) für den Brennstoffkegel (b) versehene Scheibe (22) angeordnet ist, die den Boden einer schalenförmigen Vertiefung (25) bildet, und daß der hinter der Scheibe (22) befindliche, die Brennerdüse enthaltende Raum (g) über Ansaugöffnungen (32) mit dem Brennraum (a) in Verbindung steht.
  2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Düsenöffnungen (47,52) gegenüber dem Brennstoffkegel (b) einstellbar ist.
  3. 3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ansaugöffnungen (32;f) einstellbar ist.
  4. 4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7) als Rohre (14) mit einer gegenüber der Rohrachse zum Brennstoffkegel (b) abfallend geneigten Stirnwand (49,51) von elliptischer Form ausgebildet und die Düsenöffnungen (47) winklig zu den Halbachsen in der ellipsenförmigen Stirnwand (49,51) angeordnet sind.
  5. 5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (51) jeder Düse (50) beiderseits der Düsenöffnung (47) abfallend geneigt ist.
  6. 6. Brenner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düsenöffnung (47j an ihrem tiefer gelegenen Ende hinaus bis in den Mantel des Düsenrohrs (14) verlängert ist.
  7. 7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (47,52) einen sich zu ihrem tiefer gelegenen Ende hin verjüngenden Querschnitt aufweisen.
  8. 8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7) zusammen mit der Scheibe (22) axial verstellbar sind.
  9. 9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7) gegenüber der Scheibe (22) drehbar sind.
  10. 10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrohre (14) mit den am Mantel derselben angeordneten Teilen der Düsenöffnungen (47) über die seitliche Wandung (26) der schalenförmigen Vertiefung (25) ragen, so daß diese Teile der Düsenöffnungen (47) bei Verdrehen der Düsen (7,50) von der seitlichen Wandung (26) abgedeckt werden.
  11. 11. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (52) der Düsen an einer zur Brennerdüse (5) konzentrischen Ringplatte (53) angebracht sind.
  12. 12. Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatte (53) kegelstumpfförmig nach innen geprägt ist.
  13. 13. Brenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Düsenöffnungen (52) veränderbar ist.
  14. 14. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zur und unter der Ringplatte (53) eine Schlitzscheibe drehbar angeordnet ist.
  15. 15. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Seite jeder Düsenöffnung (4752,)ein Leitblech (54) angeordnet ist.
  16. 16. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatte (53) und die die schalenförmige Vertiefung (25) bildende Scheibe (22) einstückig in Form einer Platte hergestellt sind.
  17. 17. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, als daß die Scheibe (22) Loch-oder Schlitz-Stauscheibe ausgebildet ist.
  18. 18). Brenner nach einem der AnsprUche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7,50) konzentrisch um die schalenförmige Vertiefung (25) angeordnet sind.
  19. 19. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Scheibe (22) und dem Brennergehäuse (4) ein die Ansaugöffnungen bildender Ringspalt (f) vorgesehen ist, dessen Querschnitt einstellbar ist.
  20. 20. Brenner nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Querschnitts des Ringspaltes (f) durch das axiale Verschieben der Scheibe (22) mit den Düsen (7) erfolgt.
  21. 21. Brenner nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7) und die Scheibe (22) an einer im Brennergehäuse (4) axial geführten Schiebehülse (9) sitzen.
  22. 22. Brenner nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrohre (14) in ihrem rückwärtigen Bereich über Mantelöffnungen (15) mit einem gasführenden Raum (e) verbunden sind, und daß der Strömungsquerschnitt der Mantelöffnungen (15) einstellbar ist.
  23. 23. Brenner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelöffnungen (15) über Schlitze (16,17) in der Schiebehülse (9) mit dem gasführenden Raum (e) verbunden und durch Verdrehen der Schiebehülse (9) in ihrem Strömungsquerschnitt einstellbar sind.
  24. 24. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrohre (14) in einem den Brenner umgebenden, die Verbrennungsluft führenden, stirnseitig abgeschlossenen Ringraum angeordnet sind, der zwischen den Düsenrohren (14) zur schalenförmigen Vertiefung hin offene Ringkanäle aufweist.
  25. 25. Brenner nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (22) zusammen mit der Brennerdüse (5) an einer axial verstellbaren, rückwärtig geschlossenen Schiebehülse (29) angeordnet ist, deren Wandung die seitliche Wandung der schalenförmigen Vertiefung (25) und mit ihrer Stirnseite (36) eine Steuerkante für die Einstellung des Querschnittes der Ringkanäle bildet.
  26. 26. Brenner nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß axial verschiebbar im Brennergehäuse (4) ein Zylinderstück (2)angeordnet ist, das sich radial erstreckende Rohrstutzen (30) aufweist, die den Brennraum (a) mit dem Raum (Y hinter der schalenförmigen Vertiefung (25) verbinden, und daß die Schiebehülse (29) im Bereich des Rohrstutzens (30) Durchlässe (32) aufweist und drehbar angeordnet ist, so daß der Rohrstutzen (30) und die Durchlässe (32) zur Deckung gebracht werden können.
  27. 27. Brenner nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt der zum Brennraum (a) offenen Rohrstutzen (30) über die als Steuerkante wirkende Stirnseite des Brennergehäuses (4) durch-axiales Verschieben des Zylinderstücks (28) einstellbar ist.
  28. 28. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (22) an der Stirnwand eines dosenförmigen Teils (39) angeordnet ist, das auf dem Brennergehäuse drehbar angeordnet und über an mantelseitige Löcher (43) mit dem Brennraum (a) verbunden ist.
  29. 29. Brenner nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennergehäuse (4) zu den Löchern (43) fluchtend angeordnete Öffnungen (44) aufweist, deren Strömungsquerschnitt durch Verdrehen einstellbar ist.
  30. 30. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrohre (14) unmittelbar hinter der Scheibe (22) Öffnungen (55) aufweisen, die den Raum (g) hinter der Scheibe (22) mit dem Luftraum (c) verbinden.
  31. 31. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse (5) axial verstellbar ist.
  32. 32. Brenner nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse (5) als Hutmutter ausgebildet und auf einem zylindrischen Aufnahmestück (42) gleichen Durchmessers wie der Umkreis der Hutmutterdüse aufgeschraubt und durch eine Öffnung (22) in der Abschlußwand (10) der Schiebehülse (9) oder des Bodens (40) des dosenförmigen Teils (39) verschiebbar ist.
  33. 33. Brenner nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwand (10) oder der Boden (40) des dosenförmigen Teils (39) konzentrisch zur Brennerdüse (5) Bohrungen (11) und die Brennerdüse einen Bund (13) aufweist, der die Bohrungen (11) bei axialem Verstellen abdeckt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3210456A1 (de) * 1981-04-10 1982-11-11 Veb Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt In Sachsen, Ddr 8355 Neustadt Brenner fuer fluessige brennstoffe
EP0414050A2 (de) * 1989-08-23 1991-02-27 ABIG WERKE Carry Gross GmbH & Co. KG Verbrennungskopf

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