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Ölbrenner für Ofen
Die Erfindung betrifft einen ölbrenner für Öfen, die insbesondere zum Brennen von keramischen Werkstoffen dienen, wobei der ölbrenner im wesentlichen drucklos zugeführtes, nach dem
Injektorprinzip mit Luft zu vermischendes Öl, insbesondere Schweröl, verarbeiten soll und wenigstens ein Luftrohr für die Luftzufuhr sowie ein Rohr für die ölzufuhr aufweist, das an seinem Austrittsende zwecks Schaffung einer gekühlten Zone mit vergleichsweise grossen Wärmeübergangsflächen versehen ist, die im Luftstrom des Luftrohres liegen, wobei an dem dem Ofen zugewandten Ende der ölzufuhr zumindest eine Austrittsöffnung für den Brennstoff vorgesehen ist.
Es sind bereits Ölbrenner für keramische Öfen bekannt, die ein äusseres Rohr für die Luftzufuhr sowie ein etwa koaxial dazu angeordnetes Rohr für die ölzufuhr aufweisen. Es sind auch schon ölbrenner für keramische öfen u. dgl. vorgeschlagen worden, die ein inneres Luftzuführungsrohr besitzen, das in seinem vorderen Bereich von einem koaxialen äusseren Rohr umgeben ist, wobei sich beide Rohre am vorderen Ende verjüngen und sich die Mündung des inneren Rohres zentrisch hinter derjenigen des äusseren Rohres befindet.
Die bisher bekannten ölbrenner weisen den Nachteil auf, dass sie, insbesondere wenn sie mit Schweröl betrieben werden, zur Verkokung neigen. Wenn beispielsweise der zugeführte Brennstoff sich an der Wandung des äusseren Rohres erwärmen und dort verdampfen soll, kann er häufig den verhältnismässig hohen Temperaturen (bis 13000C) des zu befeuernden Ofens ausgesetzt sein. Dann kann sich der Austrittsquerschnitt am ölbrenner nach verhältnismässig kurzer Zeit durch Verkokung des Brennstoffes verengen bzw. zusetzen, wodurch Betriebsunterbrechungen wegen des notwendigen Austauschens des Brenners erforderlich werden. In der Regel sind die bisher bekanntgewordenen ölbrenner wegen dieser Nachteile bzw. wegen ungenügender Kühlung des Brennstoffes nur mit Leichtöl zu betreiben.
Bei den meisten bekannten Anordnungen erfolgt die Zerstäubung durch Anwendung von hohem Öldruck. Bei einer der bekannten Anordnungen ist zwar ein Rohr für die Luftzufuhr und ein Rohr für die ölzufuhr vorhanden, bei dem in der Gegend der Mündung das ölzufuhrrohr eine gekühlte Zone aufweist, jedoch ist auch hier am Austrittsende des ölzufuhrrohres eine vergleichsweise grosse Oberfläche vorhanden, die im Luftstrom des Luftrohres liegt, wodurch die Wärmeübergangsflächen wirken können und die von dem Ofen herkommende Wärme nicht abgedämmt wird.
Bei einer der bekannten Anordnungen, die einen Brennstoffzerstäuber betrifft, wird der Brennstoff mit Gas oder Dampf aus einer Kammer unter Druck durch die Brenndüse in Form eines zu zündenden Sprühstrahles zum Austreten gebracht. Auch bei dieser Anordnung wird die Gegend des Brennstoffaustritts nicht vor Wärmerückstrahlung geschützt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ölbrenner, insbesondere für Keramiköfen, zu schaffen, bei dem die Austrittszone des Öls genügend kühl gehalten werden kann. Anderseits soll auch dort dennoch eine genügende Erwärmung, nämlich beim Anheizen möglich sein. Erforderlichenfalls soll die Mischung von öldampf und Luft im wesentlichen nicht innerhalb des Brenners sondern erst an bzw. ausserhalb der Brennermündung erfolgen. Es ist ausserdem erwünscht, dass der Öldampf durch Saugwirkung der
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unter einem verhältnismässig geringen überdruck an der Düsenmündung ausströmenden Luft nachgesaugt wird, wobei die Düsenöffnung für den Öldampf so gross sein soll, dass sie nicht leicht verstopfen kann.
Dies ist besonders dann wichtig, wenn, wie schon erwähnt, Schweröl verarbeitet werden soll, bei dem auch nicht vollständig verdampfbare Ölbestandteile nicht zu einer Verkokung an verhältnismässig engen Düsenquerschnitten führen sollen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Gegend der gekühlten Zone des Brenners ein gegenüber der aus der Gegend des Ofens herkommenden Wärme wärmedämmender Mantel vorgesehen und die Mündung der ölzufuhr als doppelwandige Ringraumkammer mit im wesentlich geschlossener Stirnfläche am einlassseitigen und offener Stirnfläche am auslassseitigen Ende ausgebildet ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Mündung der ölzufuhr gegenüber dem
Luftrohr axial verstellbar gelagert. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal überragt die Aussenwandung der Ringraumkammer am auslassseitigen Ende die Innenwandung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an das einlassseitige Ende der Ringraumkammer ein in
Strömungsrichtung der Luft sich verengendes, trichterartiges Leitblech angesetzt und es verjüngt sich der lichte Querschnitt des Luftrohres in der Gegend dieses trichterartigen Leitbleches konisch. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das innere Rohr in seinem Anschlussbereich an die Ringraumkammer abgekröpft und in dessen einlassseitige Stirnfläche od. dgl. eingeführt, wobei das innere Rohr gegebenenfalls etwas tangential zur Ringraumkammer mündet. Ferner können die Innen-und/oder Aussenflächen der Ringraumkammer mit Kühlrippen versehen sein,
Der wärmedämmende Mantel lässt einen grösseren Verstellbereich der Brennstoffmündung bzw.
Ringraumkammer zu, da er diese besser gegen Einwirkung von vom Ofen herkommender Wärmestrahlung schützt. Da die Aussenwandung der Ringraumkammer am auslassseitigen Ende die Innenwandung überragt, wird die im inneren Kanal der Ringraumkammer durchtretende Luft zuerst mit dem Brennstoff vermischt. Die aussen an der Ringraumkammer vorbeiströmende (Sekundär-) Luft wird durch den vorstehenden äusseren Mantel der Ringraumkammer noch etwas weiter nach vorne geführt.
Dadurch wird der Flammbereich, der Bereich der grossen Wärmeentwicklung, vom verkokungsgefährdeten Bereich noch etwas weiter weggeführt. Ausserdem wird durch dieses überragen der Aussenwandung eine bessere Durchmischung von Luft und Brennstoff erreicht, so dass zusätzliche Massnahmen, z. B. Drallbleche, Zerstäubungskegel u. dgl. entfallen können. Durch das axiale Verstellen kann man die Anteile von im Inneren der Ringraumkammer durchströmenden Primärluft bzw. die aussen an der Ringraumkammer vorbeistreichenden Anteile von Sekundärluft regulieren. Ausserdem kann man die Position der Ringraumkammer gegenüber dem ofenseitigen Ende des wärmedämmenden Mantels verändern ; dies begünstigt eine individuelle Einstellung jedes Brenners auf die Zugluft- und Brennverhältnisse an verschiedenen öfen bzw. an unterschiedlichen Stellen eines Ofens.
Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen einen senkrechten Längsschnitt durch einen Brenner und den Oberteil eines Ofens.
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eingesetzt. Er wird dort mittels einer Schraube --2-- in einer einstellbaren, vorgegebenen Lage festgelegt. Zum Brenner --1-- gehören zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre-3 und 4--, die zur Brennstoff- bzw. Luftzuführung dienen.
Dabei ist das äussere, zur Luftzuführung dienende Rohr --4-- an seinem in den Ofen --21-- ragenden Ende im Bereich-5-konisch verjüngt. Das Austrittsende des über ein Einstellventil-6-an den Brennstoff angeschlossenen inneren Rohres --3-- ist in einem Bereich --7-- radial abgekröpft und mit einem eine Ringraumkammer-8-bildenden Wärmetauscher in Form eines Hohlzylinders an dessen hinterer, geschlossener Stirnfläche - verbunden. An seinem dem Ofen --21-- zugewandten Ende ist die Stirnfläche der Ringraumkammer --8-- zum Austritt des Brennstoffes offen. Normalerweise überragt das Ende des äusseren Rohres --4-- das auslassseitige Ende der Ringraumkammer-8--.
Ausserdem ist das innere Rohr --3-- zusammen mit dem Hohlzylinder --8-- bezüglich seiner Axialstellung in dem äusseren Rohr --4-- einstellbar gelagert. An das dem Ofen --21-- ab gewandte Ende des äusseren Rohres --4-- ist über eine Dichtung-10-ein Krümmer-11-angeflanscht, der ein Luftdrosselventil --12-- tragt.
Zur besseren Amschirmung des äusseren Rohres --4-- gegenüber der innerhalb des Ofens - -21-- befindlichen Wärme ist der verjüngte Bereich --5-- des äusseren Rohres --4-- von einem
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im ganzen mit --2-- bezeichneten wärmeisolierenden Mantel umgeben. Dieser wird von einem Abschirmrohr-13-sowie von zwischen den Rohren und 13--angeordneten Material
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gebildet.Krümmer-11-sowie das Rohr-4-Luft eingeblasen, welche nicht nur durch Injektorwirkung öl aus dem Rohr --3-- bzw. der Ringraumkammer-8-fördert, sondern auch dessen gesamte Oberfläche umspült und sie dadurch kühlt.
Dadurch wird erfindungsgemäss eine Verkokung des besonders gefährdeten Bereiches des Ölbrenners --1-- vollständig oder doch wenigstens weitgehend vermieden. Der Hohlzylinder --8-- wirkt also in gewisser Beziehung auch als Wärmetauscher. Die kühlende Wirkung der Luft an der Ringraumkammer --8-- wird noch durch den wärmeisolierenden Mantel --22-- am Brennerausgang verstärkt, weil durch diesen Mantel eine unerwünschte Aufheizung der Luft vor deren Austritt in den Ofen --21--, d. h. im Bereich der Ringraumkammer-8--
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Wärme ab.
Um eine bessere Durchmischung des Brennstoffes mit der Luft zu gewährleisten, überragt gemäss einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Aussenwandung der Ringraumkammer-8-dessen Innenwandung am austrittseitigen Ende.
Gemäss einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist das innere Rohr-3-in seinem Anschlussbereich an die Ringraumkammer-8-anstelle der Abkröpfung --7-- mit mehreren nach aussen verlaufenden (nicht gezeichneten) Abzweigungen versehen, welche an verschiedenen Umfangspunkten der Ringraumkammer --8-- bzw. seiner einlassseitigen Stirnfläche - 9-eingeführt sind.
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dienen.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Innen-und/oder die Aussenfläche des als Wärmetauscher dienenden Hohlzylinders zwecks besseren Wärmeaustausches mit der umspülenden Luft mit (nicht gezeigten) Kühlrippen versehen sein.
Alle aufgeführten Einzelheiten der Erfindung können miteinander in Kombinationswirkung treten und als Kombination erfindungserheblich sein, wie dies beispielsweise für das Zusammenwirken des als Wärmeaustauscher dienenden Hohlzylinders-8-mit dem Isoliermantel-22-schon erwähnt wurde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ölbrenner für Öfen, die insbesondere zum Brennen von keramischen Werkstoffen dienen, wobei der Ölbrenner im wesentlichen drucklos zugeführtes, nach dem Injektorprinzip mit Luft zu vermischendes öl, insbesondere Schweröl, verarbeiten soll und wenigstens ein Luftrohr für die Luftzufuhr sowie ein Rohr für die Ölzufuhr aufweist, das an-seinem Austrittsende zwecks Schaffung einer gekühlten Zone mit vergleichsweise grossen Wärmeübergangsflächen versehen ist, die im Luftstrom des Luftrohres liegen, wobei an dem dem Ofen zugewandten Ende der ölzufuhr zumindest eine
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Gegend der gekühlten Zone (K) des Brenners (1) ein gegenüber der aus der Gegend des Ofens herkommenden Wärme wärmedämmender Mantel (22) vorgesehen und die Mündung der ölzufuhr als doppelwandige Ringraumkammer (8)
mit im wesentlich geschlossener Stirnfläche (9) am einlassseitigen und offener Stirnfläche am auslassseitigen Ende ausgebildet ist.