DE3047702C2

DE3047702C2 - Burner for the formation and combustion of an ignitable mixture of liquid fuel and combustion air

Info

Publication number: DE3047702C2
Application number: DE3047702A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr.-Ing. 5110 Alsdorf Förster
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1980-12-18
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE3047702A1

Abstract

Die Dichtungsrahmen für alternierend angeordnete Anionen- und Kationen-Austauschermembranen eines Membranstapels für die Elektrodialyse umschließen einen netzförmigen Abstandshalter für die dort zur Anlage kommenden Membranen. Um bei diesen Rahmen die netzförmigen Abstandshalter sicher in ihrer Lage zu halten, ohne dabei die Dicke der Dichtungsrahmen zu vergrößern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Ränder (1a) des netzförmigen Abstandshalters (1) auf einen die Dicke des Rahmens (3) unterschreitenden Wert komprimiert in den aus Kunststoff bestehenden Rahmen (3) so einzuformen, daß die Dicke des in der Kammer liegenden nichtkomprimierten Teiles des Abstandshalters (1) im wesentlichen mit der Dicke des mit linienförmigen Dichtungen (10-16) versehenen Dichtrahmens entspricht. Auf diese Weise entstehen sehr dünne Dichtrahmen mit einer Dicke von etwa 1,0 mm, so daß sich der Wirkungsgrad eines Elektrodialyse-Gerätes von vorgegebenem Volumen erheblich vergrößert.The sealing frames for alternately arranged anion and cation exchange membranes of a membrane stack for electrodialysis enclose a reticulated spacer for the membranes that come into contact there. In order to keep the net-shaped spacers securely in their position in these frames without increasing the thickness of the sealing frame, it is proposed according to the invention that the edges (1a) of the net-shaped spacer (1) be less than the thickness of the frame (3) Compressed value to be molded into the plastic frame (3) so that the thickness of the non-compressed part of the spacer (1) located in the chamber corresponds essentially to the thickness of the sealing frame provided with linear seals (10-16). In this way, very thin sealing frames with a thickness of about 1.0 mm are created, so that the efficiency of an electrodialysis device of a given volume is considerably increased.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Ausbildung und Verbrennung eines zündfähigen Gemisches aus flüssigem Brennstoff und Verbrennungsluft nach der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art.The invention relates to a burner for the formation and combustion of an ignitable mixture from liquid fuel and combustion air according to the specified in the preamble of claim Art.

Ein solcher Brenner ist Gegenstand des Patents 428.Such a burner is the subject of patent 428.

Brenner dieser Art sind für Industrieöfen oder für Wärmeerzeuger kleinerer Einheit bestimmt. Der den Brennstoffkammern der Brenner zugeführte flüssige Brennstoff durchdringt die porösen Wände der Brennstoffkammern und verdunstet von der Oberfläche der Wände in vorgewärmte, die Oberfläche durchströmende Verbrennungsluft. Dabei werden Brennstoff und Verbrennungsluft miteinander vermischt und als zündfähiges Gemisch in eine Verbrennungszone eingeführt, vergleiche DE-OS 29 12 519.Burners of this type are intended for industrial furnaces or for heat generators of smaller units. The den The liquid fuel supplied to the fuel chambers penetrates the porous walls of the burner Fuel chambers and evaporates from the surface of the walls in preheated, flowing through the surface Combustion air. The fuel and combustion air are mixed together and become ignitable Mixture introduced into a combustion zone, compare DE-OS 29 12 519.

Zur Steuerung der An- und Abschaltphase des Brenners ist es nach Patent 30 13 428 vorgesehen, die Brennstoffkammer des Brenners im von der vorgewärmten Verbrennungsluft durchströmten Raum verstellbar anzuordnen, um die Abgabe von Brennstoff in die Verbrennungsluft regulieren zu können und Brennstoffverluste oder eine unerwünschte Nachver- μ brennung nach Abschalten des Brenners zu vermeiden. Die Brennstoffkammer ist hydraulisch verschiebbar angeordnet, wobei als hydraulische Flüssigkeit zugleich der der Brennkammer zuzuführende Brennstoff dient. Dies erfordert geeignete Dichtmittel zwischen unter &5 Überdruck stehendem Innenraum der Hydraulik und dem von der Verbrennungsluft durchströmten Raum sowie der Umgebung, um Leckagen beim Einstellen der Brennstoffkammer so gering wie möglich zu halten.To control the on and off phase of the burner, it is provided according to patent 30 13 428, the The burner's fuel chamber is adjustable in the space through which the preheated combustion air flows to be arranged in order to be able to regulate the delivery of fuel into the combustion air and Loss of fuel or undesired re-consumption Avoid burning after switching off the burner. The fuel chamber can be moved hydraulically arranged, the fuel to be supplied to the combustion chamber also serving as the hydraulic fluid. This requires suitable sealants between & 5 The overpressure interior of the hydraulics and the room through which the combustion air flows as well as the environment in order to keep leaks as low as possible when adjusting the fuel chamber.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner mit hydraulisch verschiebbarer Brennstoffkammer zu schaffen, bei dem der der Brennstoffkammer zuzuführende Brennstoff als hydraulisches Betriebsmittel verwendbar ist, ohne daß eine für die zu erzielende Verbrennung einwandfreie Gemischbildung im Strömungsraum des Brenners durch unkontrolliert aus der Hydraüik in den Strömungsraum eindringenden Brennstoff beeinträchtigt wird oder Brennstoff in die Umgebung gelangt.The object of the invention is to create a burner with a hydraulically displaceable fuel chamber, in which the fuel to be supplied to the fuel chamber can be used as hydraulic operating medium is without one for the combustion to be achieved Perfect mixture formation in the flow chamber of the burner through uncontrolled flow from the hydraulic system into the Flow space penetrating fuel is impaired or fuel gets into the environment.

Diese Aufgabe wird bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst Die Brennstoffkammer ist auf einem im Hydraulikzylinder geführten Hydraulikkolben befestigt, so daß der unter Oberdruck stehende Innenraum der Hydraulik und der von der Verbrennungsluft durchströmte Raum an den Gleitflächen unabhängig voneinander abgedichtet werden können. Der durch den Innenraum der Hydraulik verlaufende Ablauf ist fest mit dem Hydraulikzylinder verbunden und ragt in eine Ausnehmung des auf dem Ablauf gleitend angeordneten Hydraulikzylinders hinein. Zur Abdichtung des unter Überdruck stehenden Innenraums des Hydraulikzylinders tragen der Hydraulikkolben und der Ablauf in bekannter Weise Kolbenringe- This object is achieved in a burner of the type mentioned according to the invention by the im Claim 1 specified features solved The fuel chamber is on one in the hydraulic cylinder guided hydraulic piston attached, so that the interior of the hydraulic system and the pressurized air The space through which the combustion air flows can be sealed on the sliding surfaces independently of one another can. The drain running through the interior of the hydraulic system is fixed to the hydraulic cylinder connected and protrudes into a recess of the hydraulic cylinder slidingly arranged on the drain. The hydraulic piston is used to seal off the interior space of the hydraulic cylinder that is under overpressure and the process in a known manner piston rings

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung schematisch wiedergegeben ist, näher erläutert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist der Brenner eine Brennstoffkammer 1 mit für den Brennstoff durchlässigen porösen Wänden 2 auf. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennstoffkammer 1 zylindrisch ausgeführt und an ihrer der Verbrennungszone 3 des Brenners zugewandten Stirnseite mit einer Verschlußplatte 4 abgedeckt Die Verschlußplatte ist fluchtend auf der zylindrischen, porösen Wand 2 der Brennstoffkammer 1 aufgesetzt und weist an ihrem äußeren Rand eine glatte zylindrische Oberfläche auf.The invention is based on an exemplary embodiment which is shown schematically in the drawing is explained in more detail. As can be seen from the drawing, the burner has a fuel chamber 1 with porous walls 2 permeable to the fuel. in the In the exemplary embodiment, the fuel chamber 1 is designed to be cylindrical and its combustion zone 3 of the burner facing end covered with a closure plate 4 The closure plate is placed in alignment on the cylindrical, porous wall 2 of the fuel chamber 1 and has on its outer edge has a smooth cylindrical surface.

In der Zeichnung ist die Brennstofikammer 1 in zwei ihrer Einstellungen dargestellt. Der rechts von Symmetrieachse 5 der Brennstoffkammer abgebildete Teil zeigt die Brennstoffkammer bei Betrieb des Brenners in ihrer Betriebsstellung, der links abgebildete Teil zeigt die Brennstoffkammer 1 in ihrer Ruhestellung eingefahren in einen Hydraulikzylinder 6. Die Brennstoffkammer 1 ist an einem Hydraulikkolben 7 befestigt, der im Hydraulikzylinder 6 mittels flüssigem Brennstoff verschieblich gelagert ist. Der Brennstoff wird am Brennstoffzulauf 8 unter Druck in den Innenraum 9 des Hydraulikzylinders 6 eingeführt und beaufschlagt den Hydraulikkolben 7 auf dessen der Brennstoffkammer 1 a'ogewandten Stirnseite 10. Der Hydraulikkolben 7 ist gegen die Kraft einer Feder 11 verschiebbar angeordnet. An seinem Umfang weist der Hydraulikkolben in Nuten eingesetzte Kolbenringe 12 auf, die den unter Druck stehenden Innenraum 9 des Hydraulikzylinders 6 gegenüber einem Hydraulikraum 13 abdichten, in den die Brennstoffkammer 1 beim Verstellen eingefahren wird.In the drawing, the fuel chamber 1 is in two their settings. The part shown to the right of the axis of symmetry 5 of the fuel chamber shows the fuel chamber in its operating position when the burner is operating, the part shown on the left shows the In its rest position, the fuel chamber 1 is retracted into a hydraulic cylinder 6. The fuel chamber 1 is attached to a hydraulic piston 7, which is displaceable in the hydraulic cylinder 6 by means of liquid fuel is stored. The fuel is at the fuel inlet 8 under pressure in the interior 9 of the Hydraulic cylinder 6 is introduced and acts on the hydraulic piston 7 on the fuel chamber 1 A 'facing face 10. The hydraulic piston 7 is arranged to be displaceable against the force of a spring 11. On its circumference, the hydraulic piston has piston rings 12 inserted in grooves, which under Seal the pressurized interior 9 of the hydraulic cylinder 6 with respect to a hydraulic chamber 13, in the the fuel chamber 1 is retracted during adjustment.

Vom Innenraum 9 des Hydraulikzylinders 6 führt durch den Hydraulikkolben 7 hindurch eine Brennstoffleitung 14, die eine Drossel 15 aufweist und die Brennstoffkammer 1 mit Brennstoff versorgt. Überschüssiger Brennstoff fließt aus der Brennstoffkammer 1 über einen Ablauf 16 mit Regelventil 17 ab. Der Ablauf 16 ist so am Hydraulikzylinder 6 befestigt, daß kein Brennstoff in die Umgebung austreten kann, und ragt in eine Ausnehmung 18 des Hydraulikkolbens 7 hinein, derA fuel line leads from the interior 9 of the hydraulic cylinder 6 through the hydraulic piston 7 14, which has a throttle 15 and supplies the fuel chamber 1 with fuel. Excess Fuel flows out of the fuel chamber 1 via an outlet 16 with a control valve 17. The sequence 16 is attached to the hydraulic cylinder 6 so that no fuel can escape into the environment, and protrudes into into a recess 18 of the hydraulic piston 7, the

auf Kolbenringen 19 gleitbar auf dem Ablauf 16 angeordnet ist.is arranged on piston rings 19 slidably on the drain 16.

In den Hydraulikraum 13 mündet eine Oberlaufleitung 20 für Brennstoff, der insbesondere beim Ein- und Ausfahren der Brennstoffkammer 1 durch die porösen Wände hindurch in den Hydi aulikraum eindringt Die Oberlaufleitung 20 sorgt darüber hinaus für den Abzug von Brennstoff, der infolge von Leckagen im Bereich der Kolbenringe 12 aus dem Innenraum 9 des Hydraulikzylinders 6 in den Hydraulikraum 13 gelangtIn the hydraulic chamber 13 opens an overflow line 20 for fuel, which in particular when entering and Extending the fuel chamber 1 through the porous walls into the hydraulic space penetrates the Overflow line 20 also ensures the removal of fuel as a result of leaks in the area the piston rings 12 pass from the interior 9 of the hydraulic cylinder 6 into the hydraulic chamber 13

In ihrer Betriebsstellung ragt die Brennstoffkammer 1 zentrisch in einen von vorgewärmter Verbrennungsluft durchströmbaren Strömungsraum 21 hinein, der im Ausführungsbeispiel als Ringraum zwischen poröser Wand 2 der Brennstoffkammer 1 und Innenwand eines Leitrohres 22 ausgeführt istIn its operating position, the fuel chamber 1 protrudes centrally into one of the preheated combustion air flow space 21 into it, which in the exemplary embodiment as an annular space between porous Wall 2 of the fuel chamber 1 and the inner wall of a guide tube 22 is designed

Ein unerwünschtes Überströmen von Brennstoff aus dem Hydrauükraum 13 in den Strömungsraum 21 wird dadurch verhindert, daß in den Hydraulikraum 13 eindringender Brennstoff über die Oberlaufleitung 20 auiuCDCii nanu. An undesired overflow of fuel from the hydraulic space 13 into the flow space 21 is prevented by fuel penetrating into the hydraulic space 13 via the overflow line 20 auiuCDCii nanu.

Die Verbrennungsluft wird in den Strömung^raum 21 über ein Zuführungsrohr 23 eingeführt das an einem mit Rohranschluß 24 verbundenen Rekuperator 25 für die Verbrennungsluft angeschlossen ist Das Zuführungsrohr 23 umgibt das Leitrohr 22 und bildet zugleich die äußere Wand des Brenners. Die Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches erfolgt in der Verbrennungszone 3 innerhalb des Leitrohres 22. Im Ausführungsbeispiel bestehen das Leitrohr 22 und der der Verbrennungszone 3 nachgeschaltete Rekuperator 25 aus Keramik. Sie lassen sich jedoch je nach in der Verbrennungszone erzeugter Temperatur auch aus Metall ausbilden. Im Rekuperator 25 wird die dem Strömungsraum 21 zugeführte Verbrennungsluft durch die in der Verbrennungszone 3 erhitzten Verbrennungsgase vorgewärmt Für eine Erwärmung der Verbrennungsluft beim Kaltstart des Brenners sorgt eine elektrische Widerstandsheizung 26, die am keramischen Rekuperator 25 angebracht ist und nach außen geführte elektrische Anschlüsse 27, 28 aufweist Im Strömungsraum 21 verdunstet in die vorgewärmte Verbrennungsluft aus dec Brennstoffkammer 1 durch die porösen Wände 2 hindurch austretender .irennstoff. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird zur Verbi eonungszone 3 geführt und dort gezündet Für den Start dient ein in die Verbrennungszone eingeführter Zünder 29.The combustion air is introduced into the flow space 21 via a supply pipe 23 which is connected to one of the Pipe connection 24 connected recuperator 25 for the combustion air is connected. The feed pipe 23 surrounds the guide pipe 22 and at the same time forms the outer wall of the burner. The combustion of the fuel-air mixture takes place in the combustion zone 3 within the guide tube 22. In the exemplary embodiment, the guide tube 22 and the Combustion zone 3 downstream recuperator 25 made of ceramic. However, depending on the Form the combustion zone of the generated temperature also from metal. In the recuperator 25 is the Combustion air supplied to flow space 21 preheated by the combustion gases heated in combustion zone 3 For heating the combustion air When the burner is cold-started, an electrical resistance heater 26, which is attached to the ceramic Recuperator 25 is attached and has electrical connections 27, 28 led to the outside. In flow space 21, the preheated combustion air evaporates Fuel exiting from the fuel chamber 1 through the porous walls 2. That Fuel-air mixture becomes connection zone 3 guided and ignited there. An igniter 29 introduced into the combustion zone is used for starting.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Burner for the formation and combustion of an ignitable mixture of liquid fuel and combustion air, which has a closed fuel chamber for the supply of fuel for the fuel permeable porous walls, which in one of preheated combustion air to the combustion zone are arranged through flow space, the porous ι ο Walls of the fuel chamber for switching the burner on and off from the flow space are separable, the fuel chamber also being hydraulically displaceable into the flow space, and liquid fuel is used as the hydraulic operating medium, and at least one Fuel line from the interior of a hydraulic cylinder leading to the fuel chamber Interior of the fuel chamber is guided and connected in an ao of the fuel chamber Drain line for the fuel a flow control valve is used, according to patent 30 13 428, characterized in that the fuel chamber (1) attached to a hydraulic piston (7) guided displaceably in the hydraulic cylinder (6) is, of which the fuel chamber (1) facing away Front side (10) delimits the fuel-filled interior (9) of the hydraulic cylinder (6), and that the drain (16) is firmly connected to the hydraulic cylinder (6) and in a recess (17) of the hydraulic piston (7 ^, which can slide on the outlet (16)