DE3047582C2 - Brenner für flüssigen Brennstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Brenner der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einem aus der DE-OS 29 20 955 bekannten Brenner dieser Art läßt sich ein komplizierter Aufbau und eine große Zahl an Bauelementen nicht vermeiden Der innere Vergasungsteil ist kegelstumpfförmig und mit einer Halteplatte auf dem Boden des äußeren Vergasungsteils befestigt Sein Kegelmantel bildet mit einer umgebogenen Randkante die Zerstäubungsfläche ⁶" und den Absprührand Von der l.uftkammer ist ein sich bis zum inneren Vergasungsteil hin erstreckender, gesonderter Luftkanal vorgesehen, der gleichzeitig auch den Mischclurchgang mit dem äußeren Vergasungsteil begrenzt. Der Mischdurchgang wird in zwei Teilkanäle "' aufge/.weigt. von denen der eine unmittelbar ins Innere des Verbrennungszylinders mündet, während der zweite über "Avischenkntnmeni in eil 0 ii'ißore Ringkammer mündet, aus der eine Vielzahl von Verbrennungsöffnungen wiederum in das Innere des Verbrennungszylinders führen. Abgesehen davon, daß die Strömung des vergasten und mit Luft gemischten Brennstoffes mehrfach umgelenkt wird, was Turbulenzen und Leistungsverluste bzw. die Gefahr einer ungleichmäßigen Füllung der äußeren Ringkammer bedingt, gestaltet sich das Vergasen des auf die Zerstäubungsfläche aufgesprühten Brennstoffes schwierig, da dieser infolge der Rotation des inneren Vergasungsteiles sofort wieder weggeschleudert wird, ohne gezielt am Absprührand mit dem Luftstrom aus der Durchgangsöffnung gemischt zu werden. Es wäre auch günstig, die Brennstoffpartikel durch Fliehkraftwirkung und Kontakt mit dem inneren Vergasungsteil bereits in eine dichtung zu beschleunigen, die dem weiteren Verlauf des Mischungsdurchganges gleicht Zudem sollen die Beschleunigungskräfte für die Partikel beim Abschleudern groß sein, um die Luftströmung nicht primär zum Transport der Partikel, sondern nur unterstützend zu nützen. Ungünstig ist ferner, daß der Mischungsdurchgang die später heiße Oberfläche des äußeren Mischungsteils und die kühle Oberfläche der Luftzuführung als Begrenzungen aufweist wobei die heiße Oberfläche der Vergasungsneigung des Brennstoffes entgegenkommt während die gekühlte Oberfläche genau entgegengesetzt wirkt

Der Erfindung lugt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art zu schaffen, der baulich einfach ist und aus möglichst wenigen einzelnen Komponenten besteht, und in dem vor allem die anfängliche Vergasung des eingespritzten Brennstoffes besonders wirkungsvoll abläuft.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Ausbildung ergibt sich ein kompakter und einfacher Aufbau des Brenners. Er besteht nur aus wenigen Einzelteilen. Der innere Vergasungsteil dient nicht nur zum Vergasen des eingesp-itzten Brennstoffs, sondern bildet infolge seiner Form und Anordnung gleichzeitig mit dem äußeren Vergasungsteil den Mischungsdurchgang und die Ringdüse, durch welche das Brennstoff-Luftgemisch in den Verbrennungszylinder geleitet wird. Ein Aufzweigen des Mischungsdurchganges kann entfallen, da die Vergasung und Vermischung des Brennstoffs mit Luft bei dieser Ausbildung so wirkungsvoll ist, daß sich eindeutige Verbrennungszustände im Verbrennungszylinder ergeben, obwohl das Brennstoff-Luftgemisch ausschließlich aus dem im wesentlichen kontinuierlich geführten Mischungsdurchgang austritt. Die gute Vergasungswirkung ist vor allem dadurch bedingt, daß die Zerstäubungsfläche senkrecht zur Drehachse der Vergasunpsteile verläuft, daß sie verhältnismäßig groß ist, und daß sie in einen langen und deshalb besonders wirksamen Absprührand ausläuft, von dem weg die Brennstoffpartikai — überlagert durch die Luftströmung — mit verhältnismäßig wenig Turbulenzen dem Verlauf des Mischungsdurchganges folgen Vorteilhaft ist dabei auch, daß der auf die Zerstäubungsfläche aufgebrachte Brennstoff neben dem Einfluß der Fliehkraft sofort dem Einfluß der aus der Durchgangsöffnung austretenden Luft unterworfen wird, die über die gesamte Zerstäubungsfläche ström! und am Ahsnriihrand für eine zusätzliche Verwirbelung sorgt.

Vorteilhafte Aiisführungsformen des Erfindiingsgerenstnndes erhrn aus den Unteranspriichen 'ifi'vor.

Ausführungsforme·* der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brenners, und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.

In den Figuren sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 1 weist ein Brenner für Flüssigtreibstoffe einen Verbrennungszylinder 1 mit offenem Kopfteil und geschlossenem Boden sowie einen äußeren Zylitiderteil

2 auf. der außerhalb des Verbrennungszylinders 1 liegt und einen Luftauslaß begrenzt Ein Lufteinlaß 4 ist im Mittelteil des Verbrennungszylinders angeordnet und vom äußeren Zylinderteil 2 umgeben und steht mit einer Luftkammer 5 in Verbindung, die unter dem Boden des äußeren Zylinderteils 2 liegt Eine Luftauslaßkammer 6, die mit dem Luftauslaß 3 in Verbindung steht ist zwischen dem Verbrennungszylinder 1 und dem äußeren Zyünderteil 2 angeordnet und umgibt den Lufteinlaß 4. Die Luftauslaßkammer 6 steht mit der Luftkammer 5 über Lufteintrittsöffnungen 7 in ständiger Verbindung.

Eine drehbare Weile 8 erstreckt sich ton der Luftkammer 5 durch den Verbrennungszylinder 1 und trägt vorne einen kegelstumpfförmigen äußeren Vergasungsteil 9 mit geschlossenem Kopfteil und offenem Boden. Ein kleinerer innerer Vergasungsteil 10 von weitgehend der gleichen Gestalt ist am äußeren Vergasungsteil 9 befestigt Dadurch werden zwischen der äußeren Umfangsfläche des inneren Vergasungsteils 10 und der inneren Umfangsfläche des äußeren Vergasungsteils 9 ein Treibstoff-Luft-Mischdurchgang 12 sowie eine Luftdurchgangsöffnung 11 gebildet Der Vergasungsteil 10 ist an seinem oberen Ende mit einer im wesentlichen horizontal angeordneten Zerstäubungsfläche 14 für den Flüssigtreibstoff versehen, die die Luftdurchgangsöffnung 13 umschließt und in einer Absprühkante 15 ausläuft

Eine Zuführleitung 16 für den Flüssigtreibstoff erstreckt sich durch die Luftdurchgangsöffnung 13 und hat ihr vordei es Ende in der Nähe der Zerstäubungsfläche 14. Das Bezugszeichen 17 steht für eine Zündkerze. Der Mischdurchgang 12 hat an seinem offenen Ende einen Auslaß 18 zu einer Verbrennungskammer im Verbrennungszylinder 1. Der hervorspringende Rand am Boden des inneren Vergasungsteils 10 und der Boden des Verbrennungszylinders 1 bilden einen zweiten Luftauslaß 19. Der Verbrennungszylinder 1 weist außen im Boden eine Wanne 20 auf. Elemente 21 verbinden den Verbrennungszylinder 1 mit dem Zylinderteil 2, wodurch zischen beiden der Luftauslaß

3 gebildet wird.

Der Brenner arbeitet wie folgt: Zur Inbetriebnahme wird das Vergasungsteil 9 gedreht und ein Luftstrom unter Druck aus der Luftkammer 5 in den Verbritnnungszylinder I geleitet Flüssigtreibstoff wird aus der Leitung 16 eingespeist und fließt auf die Zerstäubung fläche 14. Der Flüssigtreibstoff wird zerstäubt und von der Absprühkante 15 in atomisierten Teilchen abgeschleudert Der Treibstoff strömt durch den Mischdurchgang i2, den Auslaß 18 und wird entlang dein Boden des Verbrennungszylinders I verteilt Mit eier

ίο Zündkerze 17 wird die Verbrennung gestartet. Die Flammen erhitzen den Vergasungsteil 9 bis auf die Treibstoff-Verdampfungstemperatur. Dadurch wird der Flüssigtreibstoff nach Berührung mit der inneren Umfangsfläche des rotierenden Vergasungsteils 9 vergast Es wird ein Gemisch aus Treibstoff und Luft hergestellt das in den Verbrennungszylinder 1 eingespeist wird. Nachdem von einer Verbrennung atomisierten Flüssigtreibstoffs übergegangen ist auf eine Verbrennung vergasten Treibstoffs, heizt sich der Vergasungsteil 9 durch die Rammen des vergasten Treibstoffs auf und bleibt aufgeheizt Sekundärluft gelangt für eine effektive Verbrennung durch den Auslaß 19 in den Verbrennungszylinde- 1 Gleichzeitig fließt ein Teil der von der Luftkammer 5 zugeführt en Luft durch die Luftauslaßkammer 6 in den Luftauslali 3 zwischen dem Verbrennungszylinder 1 und dem äußeren Zylinderteil 2, wodurch ein Oberhitzen des Verbrennungszylinders 1 und des äußeren Zylinderteils 2 vermieden wird. Für den Fall, daß unverbrannter überschüssiger Flüssigtreibstoff im Verbrennungszylinder 1 verbleibt wird er in der Wanne 20 »esammelt und verdampft sobald die Temperatur im Verbrennungszylinder 1 genügend ansteigt, wodurch eine anormale Verbrennung des überschüssigen Treibstoffs noch bei der Verbrennung des atomisierten Flüssigtreibstoffs unterbleibt.

Der Gemischdurchgang 12 erstreckt sich im wesentlichen entlang der gesamten inneren Umfangsfläche des rotierenden Vergasungsteils 9. Da sich der Mischdurchgang 12 dreht wird der Flüssigtreibstoff gezwungen, in einer Glockenform zu fließen, so daß eine rasche und gute Verdampfung und eine gleichmäßige Vermischung mit I 'ift erreicht werden kann.

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die horizontale Oberfläche am Kopfende des äußeren Vergasungsteils 9' eine größere Fläche aufweist, als der Vergasungsteil 9 von Fig. 1. Die Zerstäub jngsfläche 14' am inneren Vergasungsteil 10' hat einen im wesentlichen horizontalen Bereich 14'a. einen abwärtsgeneigten Flächenteil 14'ft und einen horizontalen Flächenbereich 14'c der sich an den geneigten Flächenteil 14'/? anschließt. Die abgestufte Zerstäuberfläche 14' führt zu besonders stabilen Verbrennungszuständen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Brenner für flüssigen Brennstoff, mit eä.em mit seinem Boden auf einer Luftkammer angeordneten und aiis dieser beaufschlagbaren, topfförmigen Vetbrennungszylinder, mit einem äußeren Vergasungsteil von ebenfalls topfförmiger Gestalt, der mit seiner offenen Seite zum Boden des Verbrennungszylinders weisend darin drehbar gelagert ist, mit einem im äußeren Vergasungsteil mit ihm drehbar m angebrachten, innerem Vergasungsteil, der eine mittige Lufteinlaßöffhung sowie eine Brennstoff-Zerstäubungsfläche mit einer Brennstoff-Absprühkante aufweist und mit der Luftkammer unmittelbar in Verbindung steht, und mit einem Zuführorgan für '5 den Brennstoff, dessen Mündung im Anfangsbereich eines aus dem äußeren Vergasungsteil bis in den Verbrennungszylinder führenden Mischdurchgang der Brennstoff-Zerstäubungsfläche zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vergasungstiil (10, 10') in Form und Größe annähernd gleich dem äußeren Vergasungsteil (9,9') ausgebildet ist, daß der innere Vergasungsteil (10, 10') mit seinem Topfboden dem Topfboden des äußeren Vergasungsteiles (9, 9') und mit seinem Öffnungsrand dem Öffnungsrand des äußeren Vergasungsteiles mit jeweils einem Zwischenabstand zugewandt ist daß der Mischdurchgang (12) zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Vergasungsteiles (10,10') und der Innenumfangsfläehe des äußeren Vergasungsteiles (9,9') gebildet ist. und daß c'e die Luftdurchgangsöffnung (13) umgebende Außenfläche des Topfbodens des inneren Vergasungstefies (10, 1O') die Zerstäubungsfläche (14, 14') und dt:r Topfbodenrand die » Absprühkante (15) bilden.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche (14) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (8) der Vergasungsteile (9,9', 10,10') verläuft. ^4t)

3. Brenner nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche (14) aus einem — in bezug auf die Drehachse der Vergasungsteile — äußeren und senkrecht zur Drehachse liegenden Teil (14'a/¹ und aus einem *' inneren, zurückweichenden und schräg gegen die Drehachse hin verlaufenden Teil (14'tybesteht.