DE2633634A1

DE2633634A1 - Verfahren und vorrichtung zum zuenden einer flamme, die mit schwer entflammbarem fluessigen brennstoff gespeist wird

Info

Publication number: DE2633634A1
Application number: DE19762633634
Authority: DE
Inventors: John Joseph Marshall; Donald Arthur Smith
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE7623576U1; IT1070849B; DE2633634B2; ZA765644B; AU1791976A; SE7610425L; ES451490A1; CA1048920A; BR7606213A; JPS5241075A; US4019851A; JPS57145118U; IN145889B

Description

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DIPL.-ING. K. SPARING undemannstrasse si

POSTFACH 140147

PATENTANWÄLTE ^

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der Firma Combustion Engineering, Inc., Windsor, Conn. o6o95/USA

betreffend:

"Verfahren und Vorrichtung zum Zünden einer Flamme, die mit schwer entflammbarem flüssigen Brennstoff gespeist wird"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden einer Flamme, die mit schwer entflammbarem flüssigen Brennstoff gespeist wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Verbrennen von Schweröl, das schwierig zu entzünden ist, wird üblicherweise ein Zündbrenner verwendet, der seinerseits mit Erdgas oder mit Leichtöl gespeist ist. Die zunehmenden Kosten und die abnehmende Verfügbarkeit von Erdgas und Leichtöl führen zu der Überlegung, daß es wünschenswert wäre, das Schweröl direkt entflammen zu können, z.B. mittels einer Lichtfunkenzündeinrichtung hoher Energie, so daß keine Notwendigkeit mehr besteht für erdgas- oder leichtölgefeuerte Zündbrenner.

Selbst bei Verwendung eines Leichtöl- oder Erdgasbrenners für das Anzünden der Flamme eines Schwerolhauptbrenners ist es gleichwohl wichtig, daß der Hauptbrenner-Brennstoff immer zuverlässig gezündet wird, und daß eine stabile Flamme erzeugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtungen zu schaffen, mit denen

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ein Schwerölbrenner immer zuverlässig gezündet werden kann, und zwar vorzugsweise durch einen Lichtfunken.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1, wobei die hierfür vorzugsweise vorgesehenen Vorrichtungsmerkmale aus dem Patentanspruch J hervorgehen. Die übrigen Ansprüche definieren zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung.

Danach ist ein Brenner vorgesehen, der schwer entflammbares Schweröl als Brennstoff zugeführt erhält. Dieses öl wird von der Spitze oder dem flammenseitigen Ende des Brennstoffrohres in Form eines hohlen Konus zerstäubt. Eine sich in Querrichtung dazu erstreckende Leiteinrichtung ist ringsum das ölzufuhrrohr angeordnet an einer Stelle nahe dem Rohrende. In eine das Brennstoffrohr umgebende Luftleitung wird Verbrennungsluft eingespeist. Die Leiteinrichtung verursacht Wirbelströme der Luft, die durch den kegelförmigen Brennstoffschleier durchbrechen und eine Rezirkulationszone aufbauen, die zu einem Punkt direkt vor der Brennstoffrohrspitze zurückführt. Die Zündeinrichtung - entweder eine Funkenzündeinrichtung hoher Leistung, oder ein Zündbrenner - wird innerhalb des kegelförmigen Brennstoffschleiders angeordnet im Bereich der Innenkante der Rezirkulationszone, so daß die erste entzündete Flamme zu der Brennstoff rohrspitze zurückwandern kann.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Hauptbrenners mit der zugeordneten Zündeinrichtung, und

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Fig. 2 ist eine Ansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1.

Man erkennt in Fig. 1 ein Brennergehäuse 10, das sich durch die Wandung 12 eines Ofens 14 erstreckt. Das Hauptbrenner-Brennstoff rohr 16 ragt durch ein Führungsrohr 18, das innerhalb des Gehäuses 10 abgestützt ist. .

Flüssiger Brennstoff, z.B. Schweröl, wird dem Brennstoffrohr durch eine öffnung 22 zugeführt. Luft für die Verbrennung wird in das Gehäuse 10 durch eine mit Dämpfern versehene Zuleitung 24 eingespeist. Das Schweröl wird von der, Brennstoffrohrspitze durch eine Mehrzahl von öffnungen 25 abgegeben, wobei der Brennstoff einen hohlkegelförmigen Schleier bildet, der mit gestrichtelten Linien 27 in Fig. 1 angedeutet ist. Der Kegel sollte einen eingeschlossenen Winkel einer Größe von 60 - 90 haben. Der größte Teil der Verbremningsluft, die durch das Gehäuse 10 strömt, gelangt als lineare Strömung in den Ofen 14, wie durch die ausgezogenen Linien 28 angedeutet. Nahe der Brennstoffrohrspitze und mit dieser verbunden ist eine Querleiteinrichtung oder ein Diffusor 26 vorgesehen» Diese Leiteinrichtung 26 bewirkt Turbulenz in der Luftströmung, die darüber fließt, und verursacht Luftwirbel auf der stromabwärts liegenden Seite. Einige dieser Wirbelströme sind kräftig genug, um durch den konischen Schleier aus Schweröl zubrechen, so daß sich eine Rezirkulationszone 29 ergibt, die sich zurückerstreckt bis zu einem Punkt X nahe der Brennstoff rohr spitze und unmittelbar vor dieser.

Diese Rezirkulationszone ist sehr stabil, da das Zentrum des BrennstoffSchleiers ein ziemlich ruhiger Bereich niedrigen Druckes ist, ungestört durch den überwiegenden Anteil der Luft und Brennstoffströmung.

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Längs der Innenkante der Rezirkulationszone 29 befindet sich nun die Zündeinrichtung, die in Fig. 1 als Funkenzündeinrichtung 30 hoher Leistung dargestellt ist. Die Rezirkulationszone 29 enthält sehr feine Tröpfchen von Brennstoff, die beim Durchtritt der Luftwirbel aus dem konischen Schleier 27 herausgerissen worden sind. Da die Luftwirbel keine zu hohe Geschwindigkeit haben, werden nur sehr kleine feine Tröpfchen von Schweröl mit der Luft in die Rezirkulationszone geführt. Dies vergrößert die Zündsicherheit, da die Brennstoffpartikel umso leichter entzündet werden können, je geringer ihre Größe ist. Die erste Flamme wird demgemäß längs der Innenkante 29 der Rezirkulationszone erzeugt und wird zurückgeführt oder wandert zurück zu einem Punkt X nahe der Spitze oder dem Ende des Brennstoffrohres, unmittelbar vor diesem. Diese Flamme erhitzt das zerstäubte öl, das aus den öffnungen 25 austritt, bis an dieser Stelle eine Flamme existiert. Eine kleine Menge an Verbrennungsluft wird nahe der Spitze des Brennstoffrohres durch kleine Öffnungen 32 im Diffusor oder der Leiteinrichtung 26 eingespeist und ebenso durch den Ringraum 34 zwischen der Brennstoffrohrspitze und der Innenfläche des Diffusors (Fig. 2). Die Menge an Luft, die durch diese öffnungen eingeführt wird, muß so klein gehalten werden, daß die Rezirkulationszone 29 nicht an ihrer Entstehung gehindert wird.

Aus vorstehender Beschreibung kann man ersehen, daß die zunächst geschaffene Flamme nach hinten zu dem Punkt wandert, wo der Brennstoff freigesetzt wird. Außerdem wird diese Flamme in dem Bereich größter Ruhe erzeugt, der nicht gestört wird, weder durch die Masse der Verbrennungsluft nioch durch die Brennstoffströmung, was zu einer guten Flammenstabilität und Verläßlichkeit der Zündung immer dann beiträgt, wenn der Brenner gestartet wird. Zwar ist im Ausführungsbeispiel eine

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Funkenzündeinrichtung dargestellt, doch wäre die erfindungsgemäße Ausbildung auch dann von Wert, wenn ein Zündbrenner sich in der Position 29 nach Fig. 1 befände. In jedem Falle erhält man eine hohe Zuverlässigkeit dafür, daß der Hauptbrenner beim ersten Versuch zündet. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet ebenso-gut auch bei ölbrennern, die mit Dampf zerstäubung oder mit mechanischer Zerstäubung arbeiten«, Wegen der Intensiven Erhitzung innerhalb des Ofens 14, wenn dieser in Betrieb ist, ist die Hochleistungsfunkenzündeinrichtung 30 zurückziehbar. Das heißt, sobald das Schweröl einmal gezündet worden ist und eine stabile Flamme vorliegt, wird die Zündeinrichtung 30 in eine Position außerhalb des Ofens 14 zurückgezogen, wie dies an sich bekannt ist.

(Patentansprüche)

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Claims

P a ten t a ns ρ r ü c h e

1) Verfahren zum Zünden einer Flamme, die mit schwer entflammbarem flüssigen Brennstoff gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß in eine linear gerichtete Verbrenn ungs luftströmung der Brennstoff in Form eines hohlen Kegels, dessen Achse parallel zur Luftströmung verläuft, eingeführt wird, daß (mittels eä nahe der Kegelspitze angeordneter Leiteinrichtungen, die quer in die Luftströmung ragen), Luftwirbel hervorgerufen werden, die von außen durch den Kegel in Richtung von dessen Zentrum brechen unter Ausbildung einer Rezirkulationszone mit einer Innenkante inner- halb des Kegels, die sich in Richtung auf die Kegelspitze bewegt, und daß man Zündleistüng längs der Innenkante der Rezirkulationszone einwirken läßt, wonach die so erzeugte Flamme in Richtung auf die Kegelspitze zurückwandert«

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geringe Luftmenge nahe der Kegelspitze in den Kegel eingeführt wird.

3) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Luftleitung (10), an deren Einlaß Verbrennungsluft eingespeist wird, und mit einem offenen Auslaß, durch ein axial innerhalb der Luftleitung angeordnetes Rohr (16), das am einen Ende mit dem Brennstoff gespeist wird und am anderen Ende Austrittsöffnungen (25) aufweist, durch die der Brennstoff in Form eines kegeligen Schleiers austritt, durch nahe dem anderen Ende des Rohres angeordnete, sich quer zu diesem erstreckende Luftieiteinrichtungen (26) zum Erzeugen der Luftwirbel, und durch eine innerhalb des kegeligen Schleiers angeordnete Zündeinrichtung (30).

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ORIQlNALiNSPEGTED

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4) Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtungen (26) Öffnungen (32) zum Durchtritt der geringen Luftmenge aufweisen.

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