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DE19539246A1 - Airblast-Zerstäuberdüse - Google Patents

Airblast-Zerstäuberdüse

Info

Publication number
DE19539246A1
DE19539246A1 DE19539246A DE19539246A DE19539246A1 DE 19539246 A1 DE19539246 A1 DE 19539246A1 DE 19539246 A DE19539246 A DE 19539246A DE 19539246 A DE19539246 A DE 19539246A DE 19539246 A1 DE19539246 A1 DE 19539246A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
atomizer
burner
airblast
liquid fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19539246A
Other languages
English (en)
Inventor
Franz Dr Joos
Marcel Stalder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom SA
Original Assignee
Asea Brown Boveri AG Switzerland
Asea Brown Boveri AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri AG Switzerland, Asea Brown Boveri AB filed Critical Asea Brown Boveri AG Switzerland
Priority to DE19539246A priority Critical patent/DE19539246A1/de
Priority to US08/696,665 priority patent/US5782626A/en
Priority to DE59610329T priority patent/DE59610329D1/de
Priority to EP96810646A priority patent/EP0769655B1/de
Priority to JP27485896A priority patent/JP3810491B2/ja
Priority to CN96114440A priority patent/CN1126909C/zh
Publication of DE19539246A1 publication Critical patent/DE19539246A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F23D11/005—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means
    • F23D11/007—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means combination of means covered by sub-groups F23D11/10 and F23D11/24
    • 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
    • F23D11/106—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 at the burner outlet
    • F23D11/107—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 at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07002—Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2211/00—Thermal dilatation prevention or compensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11101—Pulverising gas flow impinging on fuel from pre-filming surface, e.g. lip atomizers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungs­ technik. Sie betrifft eine Zerstäuberdüse zur Zerstäubung von flüssigem Brennstoff in einem Brenner, welche nach dem air­ blast-Prinzip arbeitet, sowohl für den Betrieb des Brenners mit flüssigen als auch gasförmigen Brennstoffen geeignet ist und insbesondere in schadstoffarmen Vormischbrennern der Doppelkegelbauart eingesetzt werden kann.
Stand der Technik
Zur schadstoffarmen Vormischverbrennung muß der Brennstoff vor der Verbrennung möglichst homogen mit der Verbrennungs­ luft gemischt werden. Wird flüssiger Brennstoff verwendet, so muß dieser vorher zerstäubt werden. Dabei wird der flüssige Brennstoffstrahl in einzelne Tröpfchen aufgespalten, so daß der Brennstoff eine möglichst große Verdampfungsoberfläche erhält.
Zur Zerstäubung von flüssigen Brennstoffen in Brennkammern kommen unter anderem auch sogenannte airblast-Zerstäuber zur Anwendung (siehe A. H. Lefebvre, Airblast Atomization, Prog. Energy Combust. Sci. Vol. 6, S. 233-261, 1980), welche insbe­ sondere für den Betrieb von Gasturbinen geeignet sind. Diese sind so konstruiert, daß der sich relativ langsam bewegende flüssige Brennstoff durch einen Luftstrom großer Geschwin­ digkeit zerstäubt wird. Der Brennstoff hat dabei keinen Eigenimpuls. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird beispiels­ weise als dünner Film mit etwa konstanter Dicke auf eine Zer­ stäuberkante aufgebracht. Diese Zerstäuberkante wird von einem Luftstrom beidseitig, d. h. von einem äußeren und von einem inneren Luftstrom, umströmt, wobei die Zerstäubung des Flüssigbrennstoffes dann an der Zerstäuberlippe im Scherfeld der beiden Luftströme erfolgt (prefilming atomization).
Bekanntermaßen wird dabei der flüssige Brennstoff entweder über zentrale Druckzerstäuber oder über sogenannte Filmleger, die im Vorlauf der Zerstäuberkante in diesem Bauteil integriert sind und daher ein relativ dickes Bauteil erfordern, aufgebracht.
Um die Luft gezielt an die Zerstäuberkante zu lenken, wird der innere Luftstrom entweder verdrallt und/oder über einen Zentralkörper nach außen gelenkt.
Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist der relativ große Bauteildurchmesser bzw. der hohe Druckabfall in der Düse aufgrund des engen Querschnittes.
Im allgemeinen wird durch die Verdrallung des inneren Luft­ stromes der Düsendurchmesser relativ groß. Zur Abhilfe wird deshalb der airblast-Zerstäuber mit einem Verdrängungskörper ausgeführt. Der Nachteil dieses Verdrängungskörpers besteht in der Verursachung einer verstärkten Anfälligkeit zur Koks- und Gum-Bildung im Nachlauf. Durch die Nähe zur Flamme ist zusätzlich die Kühlung dieses Teiles in der Regel ein schwer zu lösendes Problem.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung versucht, all diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine airblast-Düse zur Zerstäu­ bung von flüssigem Brennstoff zu entwickeln, die auch für den Gasbetrieb einsetzbar ist und sich durch kleine Abmasse aus­ zeichnet und deshalb beispielsweise gut geeignet ist für den Einsatz in einem Vormischbrenner der Doppelkegelbauart, wobei sich die Düse durch eine verringerte Anfälligkeit zur Verko­ kung und zur Gum-Bildung auszeichnet. Weiterhin soll in der Düse nur ein geringer Druckverlust entstehen. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, einen Mechanismus vorzuschlagen, mit dem es gelingt, beim Gasbetrieb die Zerstäuberluft abzudrosseln und beim Betrieb mit flüssigem Brennstoff die benötigte Zerstäuberluft zuzumessen.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer airblast-Düse gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch erreicht, daß die Zwischenwand zwischen innerem und äußerem Luftkanal über innere und äußere Stützelemente gehalten wird, wobei die inneren Stützelemente zwischen der Zwischenwand und dem Brenn­ stoffrohr und die äußeren Stützelemente zwischen der Zwischenwand und dem Düsenaußenkörper angeordnet sind, und daß die Zerstäuberkanten in Richtung Düsenachse abgewinkelt sind.
Die Vorteile der Erfindung bestehen in der kompakten Bauweise der airblast-Düse und ihrem minimalen Durchmesser, so daß sie besonders in einem Vormischbrenner der Doppelkegelbauart gut einsetzbar sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß keine Bauteile am Düsenaustritt mehr angeordnet werden müssen, die zu Ablagerungen bzw. Überhitzung neigen. Außer­ dem entsteht nur ein geringer Druckverlust in der Düse und der Auslegungsdruckabfall ist an der Zerstäuberlippe.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn das Flüssigbrennstoffrohr axial verschiebbar ist, während der Düsenaußenkörper Be­ standteil des Brenners und somit fest fixiert ist, wobei die Schiebestelle zwischen den inneren Stützen am Flüssigbrenn­ stoffrohr und der Zwischenwand zwischen dem inneren und dem äußeren Luftkanal vorgesehen ist. Über das Verschieben des Ölfilmsprühers wird somit die Wärmedehnung des Lanzenrohres aufgefangen. Die Position der Zerstäuberkante relativ zum Brenner bleibt daher unverändert. Ein weiterer Vorteil ist die Einsparung der problematischen Abdichtung zwischen der Pilotgasleitung und dem Zerstäuber, weil hier der äußere Zerstäuberteil Bestandteil des Brenners ist. Schließlich be­ steht ein weiterer Vorteil darin, daß der empfindliche Zer­ stäuberteil bei der Montage der Brennstofflanze im Brenner verbleiben kann und damit nicht beschädigt wird.
Als Ausführungsform ist es auch möglich, den Zerstäuber im ganzen zu lassen und außerhalb zu schieben.
Schließlich wird mit Vorteil der Brennstoff über handelsüb­ liche Druckzerstäuber, insbesondere Hohlkegelzerstäuber, auf­ gebracht. Zum Aufbringen des Brennstoffes sind auch einfache Bohrungen, die radial oder schräg am geschlossenen Ende der Brennstoffleitung angebracht sind, geeignet. Hier ist es von Vorteil, wenn über zusätzlich in der Zerstäuberkante angeord­ nete Wehre der Brennstoffilm vergleichmässigt wird.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die inneren und/oder äußeren Stützelemente als Drallschaufeln ausgebildet sind. Durch die Verdrallung der Luft wird eine bessere Zerstäubung erreicht. Die Verdrallung des inneren Luftstromes dient dabei einer besseren Umströmung der Zerstäubungslippe, während die äußere Verdrallung den Sprühwinkel α beeinflußt. Auch die Brenn­ stoffauftragung kann verdrallt (radial oder schräg gegen die Düsenachse) erfolgen.
Schließlich ist es bei einem Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen airblast-Düse, wobei beim Betrieb mit gas­ förmigem Brennstoff der Zustrom der Luft in den Brennerinnen­ raum zumindestens teilweise abgedrosselt wird, von Vorteil, daß die Drosselung infolge der unterschiedlichen Wärmedeh­ nung des Flüssigbrennstoffrohres bei Gas- oder Ölbetrieb er­ folgt. Dieser Drosselmechanismus ist recht einfach zu reali­ sieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung eines mit einer airblast-Düse ausgestatteten Doppelkegel­ brenners;
Fig. 2 einen Teillängsschnitt der airblast-Düse bei Ver­ wendung eines konventionellen Öldruckzerstäubers;
Fig. 3 einen Teillängsschnitt der airblast-Düse, wobei eine Flüssigbrennstoffleitung mit zur Düsenachse am geschlossenen Ende schräg angeordneten Bohrungen verwendet wird;
Fig. 4 einen Teillängsschnitt der airblast-Düse mit als Drallschaufeln ausgebildeten Stützelementen und einem Wehr;
Fig. 5 einen Teillängsschnitt der airblast-Düse mit ver­ drallter Flüssigbrennstoffaufbringung;
Fig. 6 einen Teilquerschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4;
Fig. 7 einen Teillängsschnitt des Brennerteiles und der Brennstoffzuführung, wobei im oberen Teilbild der Gasbetrieb und im unteren Teilbild der Ölbetrieb veranschaulicht ist.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli­ chen Elemente gezeigt. Die Strömungsrichtung der Arbeitsmittel ist mit Pfeilen bezeichnet.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len und der Fig. 1 bis 7 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung eines mit einer airblast-Düse ausgestatteten Vormischbrenners der Doppelkegelbauart.
Im stromaufwärtigen Ende des Brenners 1 ist eine airblast-Düse 2 angeordnet. Sie wird über eine mit dem Doppelkegelbrenner 1 verbundene Brennstofflanze 3 mit flüssigem Brennstoff 4 und verdichteter Luft 5, welche zum Zerstäuben des Brennstof­ fes 4 benutzt wird, versorgt. Außerdem liefert die Brenn­ stofflanze 3 den gasförmigen Brennstoff 6 für den Doppelke­ gelbrenner 1, während er seine Hauptbrennerluft 7 aus dem Raum innerhalb der Brennerhaube 8 erhält. Die Luft 5 für die airblast-Düse 2 kann auch aus einem sich außerhalb der Bren­ nerhaube 8 befindenden Plenum (nicht dargestellt) zugeführt werden. Außerdem wird in diesem Ausführungsbeispiel zum An­ fetten der Brenngase in Achsnähe des Doppelkegelbrenners 1 über die Brennstofflanze 3 zusätzlicher gasförmiger Brenn­ stoff (Pilotgas 9) in den Brenner 1 eingedüst. Stromabwärts mündet der Brenner 1 in die Brennkammer 10.
Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Teillängsschnitt die air­ blast-Düse 2. Sie weist ein um die Düsenachse 11 angeordnetes Brennstoffrohr 12 für den Flüssigbrennstoff 4 auf und jeweils einen dazu konzentrisch angeordneten inneren 13 und einen äußeren Luftkanal 14 auf. Die beiden Luftkanäle 13, 14 sind stromaufwärts mit einer Luftzuführungsleitung 15, in der die Zerstäuberluft 5 zur Düse geführt wird, verbunden und münden am Zerstäubungsquerschnitt 16 in den Brennerinnenraum 17. Die Kanäle 13, 14 sind durch eine Zwischenwand 18, die erfin­ dungsgemäß an ihrem stromabwärtigen Ende in Richtung Düsen­ achse 11 abgewinkelt ist und dort die Zerstäuberkante 19 mit der Zerstäuberlippe 20 bildet, voneinander getrennt, so daß die Zerstäuberluft 5 in einen äußeren 5a und einen inneren Luftstrom 5b aufgeteilt wird. Mit Hilfe von vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen über den Umfang angeordneten inneren und äußeren Stützelementen 21 wird die Zwischenwand 18 ein­ schließlich der Zerstäuberkante 19 zwischen Brennstoffrohr 12 und Düsenaußenkörper 23 gehalten. Die inneren Stützele­ mente 21 sind dabei zwischen dem Brennstoffrohr 12 und der Zwischenwand 18 angeordnet, während die äußeren Stützelemente 21 zwischen der Zwischenwand 18 und dem Düsenaußenkörper 23 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Brenner 1 ein Pilotgaskanal 22 vorgesehen, welcher Pilot­ gas 9 zur Verfügung stellt, das dem Anfetten des gasförmigen Brennstoffes 6 im Brennerinnenraum dient, wodurch der Stabi­ litätsbereich des Brenners erweitert wird. Der Pilotgaskanal 22 wird gemäß Fig. 2 vom Düsenaußenkörper 23 und von der Wand des Brenners 1 begrenzt. Nicht dargestellt ist in Fig. 2 die Verbindung der Düse 2 mit dem Brenner 1 und die Anspei­ sung des Pilotgaskanales 22. Letzteres kann beispielsweise durch eine in der Brennerwand angeordnete, hier nicht darge­ stellte Anspeisungsbohrung für das Pilotgas realisiert wer­ den. Die Düse 2 kann z. B. über einen nicht dargestellten Deckel, der am stromaufwärtigen Ende des Pilotgaskanales 22 am Düsenaußenkörper 23 und an der Wand des Brenners 1 über den ganzen Umfang angeschweißt ist und den Pilotgaskanal 22 abschließt, verbunden sein. Selbstverständlich kann in ande­ ren Ausführungsbeispielen auch auf die Anordnung eines Pilot­ gaskanales verzichtet werden.
Der flüssige Brennstoff 4, vorzugsweise Öl, wird über einen auswechselbaren, handelsüblichen Druckzerstäuber 24 als dünner Film auf die Zerstäuberkante 19 aufgebracht. Optimal sind Hohlkegelzerstäuber, aber es können auch Vollkegelzerstäuber mit gut zerstäubtem Brennstoffkern verwendet werden. Die Zer­ stäuberkanten 19 sind erfindungsgemäß nach innen verengt, um im Zerstäubungsquerschnitt 16 bzw. an der Zerstäuberlippe 20 einen maximale Luftgeschwindigkeit zu erhalten. Der im äußeren Luftkanal 14 herangeführte äußere Luftstrom 5a wird ebenfalls über eine Verengung an der Zerstäuberkante 19 an die Zerstäuberlippe 20 herangeführt, wo der Brennstoffilm durch die Scherkräfte der beiden Luftströme 5a, 5b fein zer­ stäubt wird. Die hohe Luftgeschwindigkeit wirkt sich positiv auf eine verbesserte Zerstäubungsqualität aus.
Der Sprühwinkel α kann dabei durch die Aufteilung der beiden Luftmassenströme 5a, 5b und durch die Geometrie des Aus­ trittsquerschnittes beeinflußt werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im oberen Teil der Figur die inneren Stützelemente 21 nicht fest mit der Zwischenwand 18 verbunden, so daß an dieser Stelle eine Schiebestelle 28 vorhanden ist. Das ermöglicht eine Ver­ schiebung des Flüsssigbrennstoffrohres 12 einschließlich des Öldruckzerstäubers 24, so daß auf diese Weise die Wärmedeh­ nung der Brennstofflanze 3 aufgefangen werden kann und sich die Position der Zerstäuberkante 19 relativ zum Doppelkegel­ brenner 1 nicht verändert, was ein großer Vorteil ist. Diese Anordnung erfordert lediglich eine etwas längere Zerstäuber­ hülse (= Zwischenwand 18). Außerdem erspart diese Version zusätzlich eine problematische Abdichtung zwischen dem Pilot­ gaskanal 22 und dem Zerstäuber im Brenner 1, da der äußere Zerstäuberteil Bestandteil der Brenners 1 würde. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der empfindliche Zerstäuberteil bei der Montage der Brennstofflanze 3 im Doppelkegelbrenner 1 verbleibt und damit nicht beschädigt wird.
Als eine weitere Ausführungsform, die im unteren Teil von Fig. 2 verdeutlicht wird, ist es auch möglich, den Zerstäuber im ganzen zu lassen, d. h. sowohl die inneren als auch die äußeren Stützelemente 21 sind fest mit der Zwischenwand 18 sowie dem Flüssigbrennstoffrohr 12 bzw. dem Düsenaußenkörper 23 verbunden. Dann ist die Düse 2 als Ganzes nur von außen verschiebbar (Schiebestelle 29).
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der der Flüssig­ brennstoff 4 über einfache Bohrungen 25 auf die Zerstäuber­ kante 19 aufgebracht wird. Diese sind radial oder schräg am geschlossenen Ende der Flüssigbrennstoffleitung 12 angeord­ net. Zwecks Vergleichmäßigung des Brennstoffilmes und da­ durch Verbesserung der Zerstäubungsqualität können in der Zerstäubungskante 19 Wehre 26 angeordnet sein.
Eine weitere Ausführungsvariante ist in Fig. 4 dargestellt. Hier sind im Unterschied zu Fig. 3 die Stützelemente 21 als Drallschaufeln 27 ausgeführt. Es ist möglich, lediglich die inneren Stützelemente 21 als Drallschaufeln anzuordnen, so daß nur der innere Luftstrom 5b verdrallt wird, um eine bes­ sere Umströmung der Zerstäuberlippe 20 zu erzielen. Wird nur der äußere Luftstrom 5a verdrallt, so kann damit der Sprüh­ winkel α beeinflußt werden. Selbstverständlich können auch, wie aus Fig. 4 ersichtlich, beide Luftströme 5a, 5b verdrallt werden, indem sowohl die inneren als auch die äußeren Stütz­ elemente 21 als Drallerzeuger ausgebildet sind.
Da der Gasbetrieb des Doppelkegelbrenners 1 infolge der durch die airblast-Düse 2 strömenden Zerstäuberluft 5 gestört wird, wird zur Lösung dieses Problems gemäß Fig. 7 ein Mechanismus vorgeschlagen, der die unterschiedliche Wärmedehnung der Brennstoffleitung 12 bei Öl- und bei Gasbetrieb ausnutzt. Der obere Teil von Fig. 7 bezieht sich auf den Gasbetrieb, der untere Teil dagegen auf den Ölbetrieb. In der Fig. 7 ist die airblast-Düse 2 am stromabwärtigen Ende der Ölleitung 12 nicht dargestellt. Beim Gasbetrieb wird die Zerstäuberluft 5 abgedrosselt, da die Ölleitung 12 durch die vom Verdichter kommende Luft aufgeheizt wird und dementsprechend durch die Wärmedehnung der Ölleitung der Eintrittsbereich der Zerstäu­ berluft 5 in den Brennerteil verringert bzw. ganz geschlossen wird. Im Gegensatz dazu wird beim Ölbetrieb bzw. bei Wasser­ zugabe die benötigte Zerstäuberluft 5 auf Grund der geringe­ ren Wärmedehnung der kälteren Ölleitung 12 bei diesen Be­ triebsbedingungen zugemessen (siehe offener Eintrittsbereich der Luft 5 im unteren Teilbild von Fig. 7). Voraussetzung dafür ist, daß die Flüssigbrennstoffleitung 12 fest am Gehäuse angebracht ist und der Brenner 1 fest an der in Fig. 7 nicht dargestellten Brennkammer 10 angeordnet ist.
Selbstverständlich sind zur Drosselung der Zerstäuberluft 5 der erfindungsgemäßen airblast-Düse bei Gasbetrieb auch an­ dere, bereits bekannte Drosselmechanismen, wie beispielsweise die Abdrosselung der Luft 5 durch Verdrängung mittels Pilot­ gas 9 anwendbar.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß sich die er­ findungsgemäße airblast-Düse durch folgende Eigenschaften auszeichnet:
  • - kompakte Bauweise mit minimalem Durchmesser
  • - geringer Druckverlust in der Düse
  • - Auslegungsdruckabfall an der Zerstäuberlippe
  • - keine Bauteile am Düsenaustritt, die zu Ablagerung bzw. Überhitzung neigen
  • - enger Sprühwinkel α
  • - einfache Kalibrierbarkeit und Auswechselbarkeit der kritischen Ölquerschnitte.
Bezugszeichenliste
1 Brenner
2 airblast-Düse
3 Brennstofflanze
4 Flüssigbrennstoff
5 Luft für die airblast-Düse
5a äußerer Luftstrom
5b innerer Luftstrom
6 gasförmiger Brennstoff
7 Hauptbrennerluft
8 Brennerhaube
9 Pilotgas
10 Brennkammer
11 Düsenachse
12 Brennstoffrohr
13 äußerer Luftkanal
14 innerer Luftkanal
15 Luftzuführungsleitung
16 Zerstäubungsquerschnitt
17 Brennerinnenraum
18 Zwischenwand
19 Zerstäuberkante
20 Zerstäuberlippe
21 Stützelemente
22 Pilotgaskanal
23 Düsenaußenkörper
24 Öldruckzerstäuber
25 Bohrungen
26 Wehr
27 Drallerzeuger
28, 29 Schiebestelle
α Sprühwinkel

Claims (11)

1. Airblast-Zerstäuberdüse (2) für den Betrieb eines mit flüssigen und gasförmigen Brennstoffen (4, 6) betriebe­ nen Brenners (1), wobei die Düse (2) im wesentlichen aus einem zentral um die Düsenachse (11) angeordneten Flüssigbrennstoffrohr (12) mit mindestens einem am Ende sich befindenden Mittel zum Aufbringen des flüssigen Brenn­ stoffs (4) auf eine Zerstäuberkante (19) besteht, sowie aus zwei von einer Luftzuführungsleitung (15) gespeisten konzentrischen Luftkanälen (13, 14) und wahlweise aus einem konzentrisch dazu angeordneten Pilotgaskanal (22), wobei die Kanäle (13, 14, 22) jeweils durch Zwischenwän­ de (18) voneinander getrennt sind, sowie aus einem Dü­ senaußenkörper (23), wobei die Luftkanäle (13, 14) am Zerstäubungsquerschnitt (16) der Düse (2) in den Bren­ nerinnenraum (17) münden, der äußere Luftkanal (13) sich vor dem Zerstäubungsquerschnitt (16) verengt und die Zwischenwand (18) zwischen innerem (14) und äußerem Luftkanal (13) am stromabwärtigen Ende die Zerstäuber­ kante (19) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (18) zwischen innerem (14) und äußerem Luft­ kanal (13) über innere und äußere Stützelemente (21), wobei die inneren Stützelemente zwischen der Zwischen­ wand (18) und dem Brennstoffrohr (12) und die äußeren Stützelemente (21) zwischen der Zwischenwand (18) und dem Düsenaußenkörper (23) angeordnet sind, gehalten wird und daß die Zerstäuberkanten (19) in Richtung Düsenachse (11) abgewinkelt sind.
2. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Flüssigbrennstoffrohr (12) axial ver­ schiebbar ist, während der Düsenaußenkörper (23) Be­ standteil des Brenners (1) und somit fest fixiert ist.
3. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ihre Einzelbestandteile fest fixiert sind und die Düse (2) nur im ganzen axial verschiebbar ist.
4. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Schiebestelle (28) zwischen den in­ neren Stützelementen (21) am Flüssigbrennstoffrohr (12) und der Zwischenwand (18) zwischen dem inneren (14) und dem äußeren Luftkanal (13) vorgesehen ist.
5. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mittel zum Aufbringen des flüssigen Brennstoffes (4) ein Öldruckzerstäuber (24) ist.
6. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öldruckzerstäuber (24) ein Hohlkegel­ zerstäuber ist.
7. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öldruckzerstäuber (24) ein Vollkegel­ zerstäuber ist.
8. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel zum Aufbringen des flüssigen Brennstoffes (4) radial oder schräg angeordnete Bohrun­ gen (25) am geschlossenen Ende des Brennstoffrohres (12) sind.
9. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Zerstäuberkante (19) Wehre (26) angeordnet sind.
10. Airblast-Zerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußeren und/oder inneren Stützele­ mente (21) als Drallerzeuger (27), insbesondere als Drallschaufeln, ausgeführt sind.
11. Verfahren zum Betrieb eines Brenners (1) mit einer air­ blast-Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Flüssigbrennstoffleitung (12) fest am Gehäuse und der Brenner (1) fest an der Brennkammer (10) angebracht sind, wobei beim Betrieb mit gasförmigem Brennstoff (9) der Zustrom der Luft (5) in den Brennerinnenraum (17) zumindestens teilweise abgedrosselt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drosselung infolge der unter­ schiedlichen Wärmedehnung des Flüssigbrennstoffrohres (12) bei Gas- oder Ölbetrieb erfolgt.
DE19539246A 1995-10-21 1995-10-21 Airblast-Zerstäuberdüse Withdrawn DE19539246A1 (de)

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DE59610329T DE59610329D1 (de) 1995-10-21 1996-09-30 Airblast-Zerstäuberdüse
EP96810646A EP0769655B1 (de) 1995-10-21 1996-09-30 Airblast-Zerstäuberdüse
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DE19539246A DE19539246A1 (de) 1995-10-21 1995-10-21 Airblast-Zerstäuberdüse

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