DD159018A3

DD159018A3 - BURNER FOR LIQUID FUELS

Info

Publication number: DD159018A3
Application number: DD22914481A
Authority: DD
Inventors: Werner Penske; Dieter Pniok; Frank Schattenberg; Hans Gundlach
Original assignee: Werner Penske; Dieter Pniok; Frank Schattenberg; Hans Gundlach
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1983-02-16
Also published as: YU77482A; PL128939B1; CS254102B1; DE3210456A1; BG42624A1; PL235906A1; HU185705B; DE3210456C2; YU42262B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brennerkopf fuer mit fluessigem Brennstoff betriebene Brenner mit Zerstaeuberduese. Netzspannungsabhaengige schwankende Brennluftdruecke und kaminbedingt wechselnde Brennraumdruecke sollen zur Erzielung einer stabilen, russfreien und wirtschaftlich vertretbaren Verbrennung keinen Einfluss haben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess geloest, indem zwischen einer Mischeinrichtung und einem Gehaeuse ein radialer Ringspalt ausgebildet ist und die Schlitze der Mischeinrichtung direkt mit dem Ringspalt in Verbindung stehen. Die Stirnflaeche der Mischeinrichtung wird bis zu ihrem Innendurchmesser durch das Gehaeuse ueberdeckt.The invention relates to a burner head for operated with liquid fuel burner with Zerstaeuberduese. Mains voltage-dependent fluctuating combustion air pressures and combustion chamber pressures due to the combustion chamber should have no effect on the achievement of a stable, soot-free and economically justifiable combustion. This object is achieved according to the invention in that a radial annular gap is formed between a mixing device and a housing and the slots of the mixing device are directly connected to the annular gap. The end face of the mixing device is covered up to its inner diameter by the housing.

Description

Brenner für flüssige BrennstoffeBurner for liquid fuels

Die Erfindung betrifft einen Brennerkopf für mit flüssigem Brennstoff betriebene Brenner mit Zerstäuberdüse» Diese Brenner sind geeignet für den Einsatz unter -wechselnden Betriebsbedingungen» wie schwankende Netzspannungen, Umgebungstemperaturen und Kaminwiderstände·The invention relates to a burner head for liquid fuel burners with atomizing nozzle. These burners are suitable for use under changing operating conditions such as fluctuating mains voltages, ambient temperatures and chimney resistance.

Charakter JStJk₁ der ^ bekannten technischen^ Lp sun ge nCharacter JStJk _{1 of} the ^ known technical Lp sun ge n

Es sind zahlreiche Brenner für flüssige Brennstoffe bekannt, die den Brennstoff mittels Zerstäuberdüse in einen Brennraum sprühen und mit Brennluft über einen Brennerkopf vermischen. Der Brennerkopf dosiert die Brennluftmenge und gibt dieser definierte Strömungsrichtungen und -geschwindigkeitec· So erfolgt in der DT-OS 25 54 263 die Aufteilung- der Brennluftmenge in Primär- und Sekundärluft, wobei letztgenannte in Form von drallerzeugender dünner Luftschichten in die !Flamme gelangt. Dabei kann die Sekundärluft in zwei oder mehreren axialen Abständen von der Düse der Flamme zugeführt werden. Dieser Brennerkopf ist für annähernd konstante Betriebsbedingungen ausgele-gt und geeignet, Häufig ging man auchj wie in der DT-OS 23 46 960 dargestellt_s dazu.über, Segeleinrichtungen für die Primär- und Sekundärluft, menge vorzusehen, um damit die Brenner universeller an den jeweiligen Kessel bzvj· Kamin anpaßbar zu gestalten»Numerous burners for liquid fuels are known, which spray the fuel by means of a spray nozzle into a combustion chamber and mix it with combustion air via a burner head. The burner head doses the amount of combustion air and gives it defined flow directions and speed · Thus, in DT-OS 25 54 263 the distribution of the combustion air in primary and secondary air, the latter passes in the form of swirl-producing thin air layers in the! In this case, the secondary air can be supplied from the nozzle of the flame in two or more axial distances. This torch head is designed and suitable for almost constant operating conditions. Frequently one also went to see, as shown in DT-OS 23 46 960 _s ., Sailing facilities for the primary and secondary air, amount to make the burner universal to the respective boiler bzvj · Fireplace adaptable »

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In der DT-OS. 22 48 484· ist ein Brennerkopf mit einer Misch einrichtung mit am,Umfang tangential zu ihrer Achse angeordneten Schlitzen für die Sekundärluft dargestellt.In the DT-OS. 22 48 484 · is a burner head with a mixing device with, circumferentially shown tangentially to its axis slots arranged for the secondary air.

Die Erfindung set-zt sich zum Ziel, einen Brenner der genannten Art für netzspannungsabhängig schwankende Brennluftdrücke und kaminbedingt -wechselnde Brennraumdrücke unter Bei behaltung einer stabilen} rußfreien und wirtschaftlich vertretbaren Verbrennung ohne Regeleinrichtung für die Brennluft zu erstellen·The invention sets-zt the goal of creating a burner of the type mentioned for mains voltage-dependent fluctuating combustion air pressures and kaminbedingt-changing combustion chamber pressures while maintaining a stable} soot-free and economically acceptable combustion without control device for the combustion air

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zwischen Mischeinrichtung und Gehäuse ein radialer Bingspalt ausgebildet ist und die Schlitze der Mischeinrichtung direkt mit dem Bingspalt in Verbindung stehen. Die Stirnfläche der Mischeinrichtung wird bis zu ihrem Innendurchmesser durch das Gehäuse überdeckt. Hierdurch wird eine bessere Durchmischung und stabile Flamme über ein breites Kraftstoff-Brennluftverhältnis er sielt. Die für die Verbrennung ausschlaggebende Sekundärluft erhält durch die Schlitze in Verbindung mit dem Bingspalt ein stark gerichtetes und von der Brennluftmenge relativ unabhängiges Strömungsbild mit ausreichendem Drall und bedingt durch den Singspalt besseren Durchmischungseigen- ' schäften. Die optimalen Verbrennungswerte bei gegebenem Kessel und Kamin werden bei dem Brennerkopf nach DT-OS 25 54 263 durch Justieren der Verbrennungsluftdüsen erreicht. Die Flamme wird jedoch instabil, wenn es infolge äußerer Bedingungen zu größeren Schwankungen des Brennluftdurchsatzes kommt, denn das Strömungsbild im Bereich der Flammenwurzel und der Flamme ist stark abhängig vom Brennluftdurchsatz. Der in der DT-OS 2 248 484 gezeigte Brennerkopf ermöglichtThis object is achieved according to the invention in that a radial biting gap is formed between the mixing device and the housing and the slots of the mixing device are directly connected to the bine slit. The end face of the mixing device is covered to its inner diameter by the housing. As a result, a better mixing and stable flame over a wide fuel-combustion air ratio he sielt. The decisive for the combustion secondary air obtained through the slots in conjunction with the Bingspalt a highly directional and relatively independent of the combustion air flow pattern with sufficient swirl and due to the singing gap better mixing own 'shops. The optimum combustion values for a given boiler and chimney are achieved in the burner head according to DT-OS 25 54 263 by adjusting the combustion air nozzles. However, the flame becomes unstable if, as a result of external conditions, there are larger fluctuations in the combustion air flow rate, because the flow pattern in the area of the flame root and the flame is heavily dependent on the combustion air throughput. The burner head shown in DT-OS 2 248 484 allows

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auf Grund seines gleichmäßigen Strömungs- und Flaminenbildes im Nennbereich des Brennluftdurchsatzes und darüber eine stabilere Verbrennung als die in der DT-OS 2 554- 263 dargestellte Lösung♦ Die Erweiterung des Nennbereiches zu nahstöchiometrischen Brennstoffdurchsätzen ist auch bei dieser Lösung nicht vertretbar, da es durch unzureichende Strömungsgeschwindigkeiten zu einer schlechten Durchmischung und damit zur Rußbildung kommt. Justiereinrichtungen, wie in der DT-OS 23^6 960 dargestellt, ermöglichen die Anpassung des Brenners an die gegebenen gebläse- und brennraumseitigen Druckveshältnisse und gewährleisten damit den Betrieb in einem wirtschaftlich stöchiometrischen Verhältnis. E¹Ur häufig bzw. plötzlich wechselnde Bedingungen sind diese jedoch ungeeignet, weil eine ständige manuelle Anpassung erforderlich wäre· Außerdem ist ihre Realisierung aufwendig und es besteht die Gefahr des Versteliens·due to its uniform flow and Flaminenbildes in the nominal range of the combustion air flow and above a more stable combustion than the solution shown in DT-OS 2 554- 263 ♦ The extension of the nominal range to near-stoichiometric fuel flow rates is unacceptable even in this solution, as it is insufficient Flow rates to a poor mixing and thus comes to soot. Justiereinrichtungen, as shown in DT-OS 23 ^ 6 960, allow the adjustment of the burner to the given fan and combustion chamber side Druckvesverhältnisse and thus ensure the operation in an economically stoichiometric ratio. E ¹ Ur often or suddenly changing conditions, however, these are unsuitable, because a constant manual adjustment would be required · In addition, their realization is complicated and there is a risk of Versteliens ·

Brfindungsgemäß erfolgt die Zuführung eines Teils der Sekundärluft in den Brennraum über eine mit tangentialen Schlitzen versehene Mischeinrichtung, die der Brennluft im ITennbereich und darüber ausreichenden Drall verleiht und eine stabile, zylinderförmige und rotierende Flammenwurzel erzeugt» Der Teil der Sekundärluft_s der über den Ringspalt bei den genannten Betriebszuständen in den Brennraum gelangt, versorgt die Flammeηwurzel gleichmäßig über ihren Umfang mit Brennluft. In diesem Bereich spielt die ringförmig zugeführte Sekundärluft zur vollständigen Durchmischung von Brennstoff und Brennluft nur eine untergeordnete Rolle.According to the invention, the supply of a portion of the secondary air into the combustion chamber via a mixing device provided with tangential slots, which gives the combustion air in the ITennbereich and about sufficient swirl and produces a stable, cylindrical and rotating flame root »The part of the secondary air _s over the annular gap at the mentioned operating conditions enters the combustion chamber, the Flammeηwurzel supplied evenly over its circumference with combustion air. In this area, the ring-fed secondary air for complete mixing of fuel and combustion air plays only a minor role.

Im nahstöchiometrischen Bereich wird der durch die Schlitze erzeugte Drall so gering₉ daß eine vollständige Durchmischung des Brennstoffes mit der rotierenden Sekundärluft nicht erreicht werden kann« Jedoch der durch den Ringspalt senkrecht auf die Achse gerichtete Teil der Sekundärluft dringt in Form eines geschlossenen, ringförmigen Films in die äußeren Schichten der Flammenwurzel ein und gewährleistet damit die vollständige Reaktion des Brennstoffes mit; der Brennluft;-· νIn the near-stoichiometric range, the swirl generated by the slots is so small ₉ that complete mixing of the fuel with the rotating secondary air can not be achieved. However, the part of the secondary air directed perpendicularly to the axis through the annular gap penetrates in the form of a closed, annular film the outer layers of the flame root and thus ensures the complete reaction of the fuel with; the combustion air; - · ν

Durch den erfindungsgemaßen Brennkopf kann bei Brennern eine starke Schwankung im Brennluft-Brennstoffverhältnis abgefangen und auf Hegel- und Justiereinrichtungen verzichtet werden·The burner head according to the invention makes it possible to intercept a large fluctuation in the combustion air / fuel ratio in the case of burners and to dispense with adjusting and adjusting devices.

AusführengsbeispiglAusführengsbeispigl

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennkopfes dargestellt.In the drawing, an exemplary embodiment of the inventive combustion head is shown.

Zwischen dem Gehäuse 1 und der Mischeinrichtung 2 wird durch Distanzelemente 3 ein Singspalt 4- gebildet. Die Mischeinrichtung 2 besitzt tangential zu ihrer Mittelachse angeordnete Schlitze 5j die mit dem Singspalt 4 in Verbindung stehen» Die Breite der Stirnfläche 6 der Mischeinrichtung 2 bestimmt die radiale Ausdehnung des Singspaltes 4. Die Singspaltbreite beträgt 1/8 - 1/12^seiner radialen Ausdehnung.Between the housing 1 and the mixing device 2 is formed by spacer elements 3, a Singspalt 4-. The mixing device 2 has slots 5j arranged tangentially to its center axis which are connected to the singing gap 4. The width of the end face 6 of the mixing device 2 determines the radial extent of the singing gap 4. The singing gap width is 1/8 - 1/12 of its radial extent ,

Claims

claims-making

A liquid fuel burner with a spray nozzle for producing a fuel mist and a "slotted" mixing device surrounding the atomizing nozzle, which is slitly connected to a housing and which mixes the combustion air with the fuel mist (2) and the housing (1) forming a flat Singspalt (4 ·) ₅ the slots (5) of the mixing device (2) in the Bingspalt (4) open and the end face (6) of the mixing device (2) through the housing ( 1) is covered.

2 "Burner according to point 1 d ad ure h_geke η η ze ic rme t_ that the spacer elements (3) reduce the cross-sectional area of the Hing- column (4) only insignificantly.

3. Burner according to point 1 dadurc ^ characterized in that the Hing-, gap (4) is perpendicular to the burner axis.

For this 1 rope drawings.