DE4039212A1 - Zerstaeubungsbrenner fuer fluessige brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerstäubungsbrenner für flüssige Brennstoffe mit einem Drehbecher, einer im Inneren der Drehachse des Drehbechers angeordneten Leitung zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffs und einem den Dreh­ becher umgebenden Ringkanal.

Brenner, die flüssige Brennstoffe durch Zerstäuben und anschließendes Vermischen des Brennstoffs mit einem sauer­ stoffhaltigen Gas (meist Luft) verbrennen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei der Zerstäubung mit einem Drehbecher wird der flüssige Brennstoff auf die Innenwand eines schnell rotierenden, konisch erweiterten Drehbechers geleitet. Dort bildet der flüssige Brennstoff einen dünnen Film und wird infolge der Zentrifugalkraft und der konischen Form des Bechers in Richtung Becherkante beschleunigt, von der er sich schließlich ablöst.

Den Drehbecher umgibt ein Ringkanal, in den Zerstäubungs­ luft mit Druck eingeführt wird. Die Zerstäubungsluft bricht in den vom Becher abgelösten flüssigen Brennstoff ein und zerstäubt diesen fein. Ein zweiter, den ersten umgebender Ringkanal dient der Zufuhr von Verbrennungsluft aus einem Gebläse, die mit dem zerstäubten Brennstoff ein zündfähiges Gemisch bildet.

Der Antrieb des Drehbechers erfolgt entweder mit einem Elektromotor oder einer Luftturbine. Im zweiten Fall wird ein Teil der die Zerstäubung bewirkenden Preßluft zum Antrieb einer Luftturbine abgezweigt, die sich an dem dem Drehbecher gegenüberliegenden Achsenende befindet. (Beedgen: "Öl- und Gasfeuerungstechnik", Werner-Verlag, 1984, Seite 131 f, Seite 293 f).

Diese bekannten Drehbecher-Zerstäubungsbrenner haben den Nachteil, daß für jede der drei zum Betrieb notwendigen Verfahrensschritte - Drehbecherantrieb, Zerstäubung und Verbrennung des flüssigen Brennstoffs - eine eigene Vorrichtung notwendig ist. Dadurch wird der Brenner apparativ aufwendig gestaltet und energetisch ungünstig betrieben. Die Verbrennungsluft, die in großen Mengen und mit niedrigem Druck in den Brennerkopf geblasen wird, erzeugt einen Abgasballast durch inerte Luftbestandteile von knapp 80%, der erhebliche Wärmemengen in die Umgebung mitführt. Auch die zur Zerstäubung verwendete Preßluft besteht zu 80% aus diesem Abgasballast, der unverbrannt bleibt. Der Antrieb des Drehbechers erfolgt völlig eigen­ ständig durch elektrische Energie oder durch Druckenergie von Preßluft, die durch einen eigenen Kanal an das hintere Ende der Drehbecherachse geleitet werden muß, um eine dort befindliche, dem Drehbecher gegenüberliegende Luftturbine anzutreiben, und die weder zur Zerstäubung noch zum Verbrennen des flüssigen Brennstoffs weiter verwendet wird. Der Wirkungsgrad dieser Brenner ist demnach ungünstig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zerstäubungsbrenner mit Drehbecher zu entwickeln, der einen höheren Wirkungsgrad erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehbecher durch an der Außenseite angebrachte Flügel turbinenartig ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Drehbechers wird dieser durch das unter hohem Druck zugeführte Zerstäubungsgas in Rotation versetzt. Dies hat den Vor­ teil, daß ein elektrischer Antrieb des Drehbechers bzw. die Umleitung eines Teils der zur Zerstäubung dienenden Preßluft zum Antrieb einer Luftturbine entfällt. Die im Zerstäubungsgas enthaltene Druckenergie wird durch die erfindungsgemäße Gestalt des Drehbechers optimal ausgenutzt.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des erfindungs­ gemäßen Zerstäubungsbrenners besteht in der Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffs durch den den Drehbecher umgebenden Ringkanal. Damit kann dieses, die Zerstäubung des flüssigen Brennstoffs und die Rotation des Drehbechers bewirkende Gas zusammen mit dem zerstäubten Brennstoff das zündfähige Gemisch bilden. Besonders günstig ist die Verwendung eines mit Sauerstoff hoch angereicherten Gases. Es entfällt damit ein großer Teil des oben erwähnten Abgasballasts. Der Sauerstoff­ anteil kann so bemessen werden, daß der flüssige Brenn­ stoff völlig verbrannt wird. Das Gas wird unter hohem Druck in den Ringkanal gespeist. Die bisher benötigte zusätzliche Zufuhr von Verbrennungsluft zur Bereitstellung einer genügend großen Sauerstoffmenge entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ersatzlos.

In der Figur ist schematisch der Aufbau eines erfindungs­ gemäßen Zerstäubungsbrenners für flüssige Brennstoffe dargestellt.

Der Drehbecher 3 ist um die Drehachse 6 gelagert, in deren Inneren eine Leitung 1 zur Zufuhr des flüssigen Brenn­ stoffs verläuft. Der flüssige Brennstoff gelangt in den Sprühkopf 7, von dem aus er auf die Innenwand 5 des Drehbechers 3 gespritzt wird. Als flüssiger Brennstoff wird z. B. leichtes Heizöl verwendet, das mit geringfügigem Druck in die Leitung 1 eingeführt wird. Der Drehbecher 3 ist von einem Ringkanal 2 umgeben. Durch diesen Ringkanal 2 strömt das Gas, das seinen Impuls an die an der Außenseite des Drehbechers erfindungsgemäß angebrachten Flügel 4 abgibt und dadurch den durch diese Flügel 4 turbinenartig ausgebildeten Drehbecher 3 in Rotation versetzt. Der Brenner wird mit reinem Sauerstoff betrieben, der mit einem Druck von etwa 4 bar in den Ringkanal 2 einströmt.

Der durch den Ringkanal 2 strömende Sauerstoff tritt schließlich über den Drehbecherrand und zerstäubt den dort von der Drehbecherinnenwand 5 abgelösten Brennstoff. In bezug auf die pro Stunde zu verbrennende Menge an Heizöl wird mit dem erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner ein Regelbereich von knapp 1 : 5 erreicht. Die üblichen Drehzahlen betragen 3000 bis 15 000 /min.

Der erfindungsgemäße Zerstäubungsbrenner spart in Hinsicht auf vergleichbare Heizöl-Zerstäubungsbrenner elektrische Energie für Pumpen und/oder Drehmotoren, spart Druckluft und kann dadurch geräuschärmer, wirtschaftlicher und technisch unaufwendiger arbeiten. Er besitzt außerdem einen hohen Regelbereich.

Claims (2)

1. Zerstäubungsbrenner für flüssige Brennstoffe mit einem Drehbecher 3, einer im Inneren der Drehachse 6 des Drehbechers 3 angeordneten Leitung 1 zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffs und einem den Drehbecher 3 umgebenden Ringkanal 2 für das die Zerstäubung bewirkende Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbecher 3 durch an der Außenseite angebrachte Flügel 4 turbinenartig ausgebildet ist.

2. Verfahren zum Betreiben des Zerstäubungsbrenners nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Ringkanal 2 strömende Gas reiner Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas ist.