DE3442148C2 - - Google Patents
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- DE3442148C2 DE3442148C2 DE3442148A DE3442148A DE3442148C2 DE 3442148 C2 DE3442148 C2 DE 3442148C2 DE 3442148 A DE3442148 A DE 3442148A DE 3442148 A DE3442148 A DE 3442148A DE 3442148 C2 DE3442148 C2 DE 3442148C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
- F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber für flüssigen
Brennstoff, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs,
wie er aus der DE-AS 1 90 810 bekannt ist.
Es ist weiterhin bekannt, auf herkömmliche Zerstäuber
für flüssige Brennstoffe vom Typ des Y-Zerstäubers
eine Verteilerkappe aufzusetzen, wodurch die üblichen
kurzen, intensiven Flammen des Y-Zerstäubers in mehre
re lange Flammen zerlegt werden. Hierbei wird von der
Erkenntnis ausgegangen, daß die NO-Bildung bei langen
Flammen gegenüber kurzen Flammen verringert werden
kann ("VGB Kraftwerkstechnik" 56, Heft 10, 1976, S.
622-629).
Alle vorstehend beschriebenen Zerstäuber werden so
wohl auf der Brennstoff (Heizöl)- als auch auf der
Zerstäubermediumseite mit hohen Drücken betrieben,
die je nach Durchsatz und Arbeitsbereich zwischen 8
und 20 bar bei Vollast liegen. Aufgrund dieser hohen
Drücke ergeben sich auch noch im Austrittsquerschnitt
relativ hohe Überdrücke, so daß die Entspannung auf
Feuerraumdruck explosionsartig direkt hinter dem
Mündungsquerschnitt erfolgt. Hierdurch wird eine der
Forderungen für NOx-arme Verbrennung, nämlich ein
langer Brennstoffeinzelstrahl mindestens teilweise
zunichte gemacht.
Durch die zweistufige Ausführung des Zerstäubers wird
aber eine klare Trennung zwischen der Zerstäubungs
funktion - erste Stufe - und Verteilungsfunktion -
zweite Stufe - erreicht. Diese Anordnung ermöglicht
es, das Zerstäuben und Verteilen in optimaler Weise
zu lösen.
Bei einer Ausführung eines Y-Zerstäubers mit unter
schiedlich großen Austrittsbohrungen je Düsenhälfte
gemäß dem betriebsinternen Stand der Technik der
Erfinder wird durch die unterschiedlichen Druckver
hältnisse im Mischkanal die Zerstäubungsgüte negativ
beeinflußt. Hierdurch wird das erzeugte Tropfengrößen
spektrum zu größeren Tropfen verschoben, die in der
Flamme nicht mehr vollständig ausbrennen und die
Rußemission erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gat
tungsgemäßen Zerstäubers für flüssigen Brennstoff,
mit dem die NOx-Emission weiter vermindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzei
chens des Patentanspruchs gelöst.
Der erfindungsgemäße Zerstäuber erfüllt alle bisher
bekannen Voraussetzungen für die NOx-arme Verbren
nung in idealer Weise. Im Gegensatz zum Y-Zerstäuber
mit Verteilerkappe besitzt der erfindungsgemäße Zer
stäuber drei hintereinander geschaltete Entspannungs
stufen. Die erste Entspannung findet beim Eintritt in
die erste Mischkammer statt, die zweite beim Eintritt
in die zweite Mischkammer, die dritte Entspannungsstu
fe findet am Mündungsquerschnitt der Verteilerkappe
statt. Dort herrscht niedrigerer Druck, die Einzel
strahlen bleiben länger gerichtet. Durch die unter
schiedliche Ausbildung der Austrittsbohrungen auf der
Verteilerkappe wird halbseitig eine brennstoffreiche
Verbrennungszone mit reduzierender Atmosphäre gebil
det.
Der erfindungsgemäße Zerstäuber wird anhand der
Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
Die Fig. 1 zeigt den Zerstäuber im Längsschnitt: Der
Strom des Zerstäubermediums, zugeführt durch das
Zentralrohr (1), wird in Teilströme aufgelöst und
durch mehrere, um den Umfang ihres Bodens gleichmäßig
verteilte, zylindrische Bohrungen (2) in eine erste
Mischkammer (3) geführt. Der Brennstoff (Heizöl) wird
koaxial zum Zerstäubermedium durch das Mantelrohr (4)
zugeführt. Der Brennstoffstrom wird ebenfalls in
Teilströme aufgelöst, die über Eintrittsöffnungen (5)
mit der Mischkammer (3) verbunden sind. Die Eintritts
öffnungen für die Brennstoffteilströme münden im
rechten Winkel in die erste Mischkammer ein. Die
erste Mischkammer wird aus einem Bodenteil und einer
Düse (6) gebildet. Die Düsenbohrungen (7) sind gleich
förmig und regelmäßig in dem Umfang der Düse angeord
net. Das Gemisch aus Zerstäubermedium und Brennstoff
tritt durch die Düsenbohrungen der Düse (6) in eine
zweite Mischkammer (8), die durch die Düse (6) und
eine aufgesetzte Verteilerkappe (9) gebildet wird. Im
Kopf der Verteilerkappe sind halbseitig Austrittsboh
rungen unterschiedlicher Größe (10, 11) angeordnet,
in einer Hälfte kleinere (10), in der anderen Hälfte
größere Bohrungen (11).
Das Heizöl und das Zerstäubermedium, das in den Zu
führrohren (1, 4) z. B. 10 bar hat, entspannt sich über
die Bohrungen (2, 5) auf 5 bar in die erste Mischkam
mer (3), weiter entspannt sich das Gemisch aus Heizöl
und Zerstäubermedium über die Düsenbohrungen (7) der
Düse (6) auf Drücke in der zweiten Mischkammer von
beispielsweise 2,5 bar und durch die Bohrungen (10,
11) in der Verteilerkappe auf Drücke von beispielswei
se 1,25 bar, also einem Überdruck von etwa 0,25 bar.
Verteilerkappe und Düse sind mittels einer Hutmutter
(12) am Mantelrohr befestigt.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht aus Richtung A auf die
Fig. 1. Man erkennt die regelmäßig um den Umfang
angeordneten kreisförmigen Bohrungen (10, 11), die
halbseitig einen geringeren Durchmesser aufweisen als
in der anderen Hälfte.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Zerstäuber
entlang der Linie B-B′.
Claims (1)
- Zerstäuber für flüssigen Brennstoff mit einer Mischkammer für den Brennstoff und ein Zerstäuberme dium, in welcher Strahlen beider Medien unter einem vorgegebenen, vorzugsweise rechten, Winkel aufeinan der gelenkt werden, und mit einer Austrittsbohrungen für das Gemisch aufweisenden Verteilerkappe, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkammer (3) über eine Düse (6) mit vorzugsweise gleichen Bohrungen (7) ausströmseitig eine weitere Mischkammer (8) nachge schaltet ist, die ihrerseits ausströmseitig von der auf die Düse (6) aufgesetzten Verteilerkappe (9) begrenzt ist, deren eine Hälfte mit großen (11) und deren andere Hälfte mit kleinen Austrittsbohrungen (10) versehen ist.
Priority Applications (4)
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