DE1189222B

DE1189222B - Verfahren zur Verbesserung der Verbrennung von festen, fluessigen oder gasfoermigen Brennstoffen durch Schallfelder

Info

Publication number: DE1189222B
Application number: DEH19103A
Authority: DE
Inventors: Dr Dr Abraham Esau; Habil Fritz A F Schmidt Dr-Ing; Dr-Ing Herbert Heitland
Original assignee: HERBERT HEITLAND DIPL ING DR I
Current assignee: HERBERT HEITLAND DIPL ING DR I
Priority date: 1954-01-25
Filing date: 1954-01-25
Publication date: 1965-03-18

Description

Verfahren zur Verbesserung der Verbrennung von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Schallfelder Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Feuerung mit einem im Feuerraum angeordneten Hartmannschen Schwinggenerator zur Erzeugung eines intensiven, die Verbrennung fördernden Schallfeldes.
Es ist bekannt, daß durch die Wirkung von Schallschwingungen bzw. Pulsationen eine Förderung der Verbrennung erzielt werden kann. Bei all diesen bekanntgewordenen Vorrichtungen wird, teils durch äußere Schallgeber (z. B. Schwingquarze, Magnetostriktionsstäbe, Klopfgeräte), teils durch innere Einrichtungen, wobei das zur Verbrennung gelangende Medium selbst an der Schaflerzeugung teilnimmt (z. B. Schwingkammern, Pfeifen, Lippen), im allgemeinen nur ein Schallfeld geringer Konzentration im Feuerraum erreicht.
Aufgabe des Verfahrens nach der Erfindung ist es, gegenüber den in Feuerungen erzeugten Schallfeldern mit bisher bekanntgewordenen Anordnungen örtlich ein um Größenordnung intensiveres Schallfeld zu erzielen und in diesen Konzentrationsstellen die Gemischbildung und Einleitung der Verbrennung vorzunehmen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Hartmannscher Schwinggenerator derart organisch in die Feuerung eingebaut wird, daß seine Bestandteile wie Düse und Resonator neben der Aufgabe der Schallerzeugung gleichzeitig noch die feuerungstechnischen Aufgaben wie Zubringung und Dosierung von Verbrennungsluft und Brennstoff mit übemehmen. Wesentliches Kennzeichen dieses Verfahrens ist ein mit überschallgeschwindigkeit aus einer Düse direkt in den Verbrennungsraum austretender Gasstrom. Die hierbei unmittelbar hinter der Düse erzeugte periodische Druckverteilung wird durch Anbringung eines Resenators unmittelbar gegenüber der Düse dazu benutzt, Luftwellen hohen Energieinhalts zu erzeugen. In diesen Raum größter Schallintensität zwischen Düse und Resonator werden die ein brennfähiges Gemisch erzeugenden und die Verbrennung einleitenden Vorgänge gelegt.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele für ein Verfahren nach der Erlmdung dargestellt. Abb. 1 zeigt eine Feuerung mit einer Verbrennungskammer 5, in der die zur Verbrennung notwendige Primärluft überkritisch aus der Düse 1 austritt. Durch Anbringung eines Resonators 2 gegenüber der Luftaustrittsöffnung der Düse 1 werden intensive, stehende Schallwellen zwischen dem Resonator 2 und der Düse 1 erzeugt. In dieses Schallfeld wird durch die Brennstoffdüse 3 mit angeschlossener Brennstoffleitung 4 flüssiger oder staubförmiger Brennstoff eingespritzt, so daß im Schallfelde selbst C eine gründliche Brennstoffaufbereitung und Durchwirbelung mit anschließender Verbrennung erfolgen kann. Im Bedarfsfall kann über die Luftzufuhröffnung 6 Sekundärluft zugeführt werden, wobei durch Vertnischung der Sekundärluft mit den entstehenden Abgasen in der Verbrennungskammer 5 die Abgastemperatur herabgesetzt werden kann. - Ausführung nach Ab b. 1 eignet sich insbesondere für eine Verbrennungskammer bei überschallflug, weil hier ohne zusätzliche Verdichtung der Primärluftstrom von vornherein bereits mit überschallgeschwindigkeit eingeführt wird.
Abb. 2 zeigt eine mit Gas betriebene Feuerung, bei der das Gas Brennstoffträger und Schallerzeuger ist. Gas tritt überkritisch aus der Düse 7 aus, bildet zwischen dem Resonator 8 und Düse 7 ein Schallfeld, durchmischt sich hier mit der aus der öffnung9 austretenden Luft und verbrennt.
Ab b. 3 zeigt eine Feuerung mit einem Brenner für flüssige Brennstoffe, bei dem durch Reilektion der durch die Luft zwischen Düse 10 und Resonator 11 erzeugten Schallwellen an der Flüssigkeitsoberfläche 12 eine intensive Zerstäubung bzw. Verdampfung des Brannstoffes einsetzt. Nach Durchmischung der austretenden Luft mit Brennstoff im Mischraum 13 erfolgt die Verbrennung. Beispielsweise läßt sich durch Veränderung der Höhenlage der Flüssigkeitsoberfläche 12, durch Veränderung des Abstandes zwischen Düse 10 und Resonator 11 und der zugeführten Luftmenge z. B. durch Verändern des Luftdruckes, die Zerstäubung des Brennstoffes und damit des Mischunasverhältnisses auch der Lastzustand des ZD Brenners steuern. - Die Ausführung nach Ab b. 3 gibt einen versuchsmäßig gefundenen Effekt wieder, daß nämlich dann eine intensive Gemischaufbereitung und Verbrennung einsetzt, wenn man Düse und Resonator wenige Schallwellenlängen oberhalb einer Flüssigkeitsoberfläche von flüssigen Brennstoffen anordnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren züm Betreiben einer Feuerung mit einem im Feuerraum angeordneten Hartmannschen Schwinggenerator zur Erzeugung eines intensiven, die Verbrennung fördernden Schallfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum größter Schallintensität zwischen der Düse des Hartmannschen Schwinggenerators, durch welche die Verbrennungsluft oder das Brenngas mit überschallgeschwindigkeit in den Feuerraum eintritt, und dem Resonator der Brennstoff bzw. die Verbrennungsluft eingeführt wird.
2. Verfahren zum Betreiben einer Feuerung für flüssige Brennstoffe mit einem im Feuerraum angeordneten Hartmannschen Schwinggenerator zur Erzeugung eines intensiven, die V irbrennung fördernden Schallfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Verbrennungsluft durch die dem Resonator gegenüberliegende Düse wenige Schallwellenlängen oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche des zu verbrennenden Brennstoffes erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 472 812, 742 726, 829 039; schweizerische Patentschrift Nr. 281373.