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Die Erfindung bezieht sich auf einen Wirbelbrenner für Öl- und/oder Gasbetrieb mit einer sich konisch erweiternden Brennermuffel, wobei am verjüngten Ende der Brennermuffel der Brennstoff in Achsrichtung sowie Verbrennungsluft zugeführt wird und weitere Verbrennungsluft aus Bohrungen im sich erweiternden Teil der Brennermuffel kommt.
Bei den bekannten Wirbelbrennern dieser Art ist es bekannt, zum Zweck der Regelung die Zuführung der Verbrennungsluft in zwei Kanäle aufzuteilen, jedoch wird die gesamte Verbrennungsluft unmittelbar bei der Brennstoffzuführung am verjüngten Ende der Brennermuffel eingeführt. Die Aufteilung der Verbrennungsluftzufuhr in zwei Kanäle ermöglicht hiebei zwar mechanisch eine einfachere Regelung, jedoch wird bei dieser Regelung die Luftgeschwindigkeit im verjüngten Teil der Muffel verändert, so dass sich die Voraussetzungen für die Verbrennung ändern. Die Verbrennung ist dabei bei verschiedenen Regeleinstellungen unvollständig und es besteht bei Ölbrennern die Gefahr, dass infolge ungünstiger Öl-Luftmischung Ölpartikel an die Muffelwand geschleudert werden und an der Oberfläche der Mauerung verbrennen, wodurch die Mauerung geschädigt wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden und besteht bei einem Wirbelbrenner der eingangs angeführten Art im wesentlichen darin, dass ein zusätzlicher Luftzuführungskanal zu den Bohrungen im sich erweiternden Teil der Brennermuffel führt und dass in einem Luftzuführungskanal zum verjüngten Ende der Brennermuffel und in dem zusätzlichen Luftzuführungskanal gesonderte Regelorgane zum Ändern eines Durchgangsquerschnittes in jedem der beiden Luftzuführungskanäle angeordnet sind, wobei sich die konisch erweiternde Brennermuffel in einem zylindrischen Teil fortsetzt.
Dadurch, dass nur ein Anteil der Menge der Verbrennungsluft in den verjüngten Teil der Muffel eingeführt wird, kann dieser Anteil der Verbrennungsluft bei einer Drosselung auf geringere Leistung bis zu einem gewissen Grad unverändert gehalten werden, so dass die Strömungsbedingungen in diesem verjüngten Teil, welche für die Luft-Öl-Mischung ausschlaggebend sind, unverändert gehalten werden. Die für grosse Leistungen und daher grosse Brennstoffmengen erforderliche Verbrennungsluft verändert, da diese Verbrennungsluft in den sich erweiternden Teil der Brennermuffel eingeführt wird, die Strömungsbedingungen im verjüngten Teil der Brennermuffel nicht.
Auf diese Art wird somit sozusagen ein kleiner Brenner, bei welchem die Mischung von Brennstoff und Luft in der Vorbrennkammer erfolgt, geschaffen, welcher in einem grossen Wirbelbrenner, bei dessen Betrieb ein entsprechender Anteil der Verbrennungsluft überdies in dem sich erweiternden Teil der Muffel über die zusätzlichen Luftwege eingeführt wird, eingesetzt ist.
Es werden auf diese Art bei verschiedenen Leistungen des Wirbelbrenners ungefähr gleiche Bedingungen und damit ein ungefähr gleicher Wirkungsgrad ermöglicht.
Gemäss der Erfindung sind vorzugsweise die Regelorgane in Abhängigkeit voneinander gemeinsam steuerbar angeordnet, wobei der Schliessbewegung das erste Regelorgan, welches im Luftzuführungskanal zum verjüngten Ende der Brennermuffel angeordnet ist, dem im zusätzlichen Luftzuführungskanal eingebauten zweiten Regelorgan in der Schliessbewegung nacheilt. Es wird damit der Bedingung entsprochen, dass bei Verringerung der Leistung der sozusagen in den grossen Brenner eingesetzte kleine Brenner mit gutem Wirkungsgrad weiterarbeitet.
Diese Steuerung der Regelorgane kann von Hand aus erfolgen, jedoch ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Anordnung so getroffen, dass die Regelorgane gemeinsam steuerbar angeordnet sind, wobei bei der Drosselung der Luftzufuhr die Schliessbewegung des ersten Regelorgans erst dann beginnt, wenn das zweite Regelorgan bereits geschlossen ist.
Vorzugsweise sind hiebei die Luftzuführungsquerschnitte so bemessen, dass der Querschnitt des zusätzlichen Luftzuführungskanals 40 bis 60% des gesamten Querschnittes der beiden Luftzuführungskanäle beträgt. Auf diese Art ergeben sich günstige Regelbereiche.
Gemäss der Erfindung ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, dass die Bohrungen koaxial zur Achse der Muffel angeordnet sind und die Achsen der Bohrungen in einer zur Muffelachse senkrechten Ebene die Innenwandung der Brennermuffel durchstossen. Auf diese Weise wird die in die Muffel eintretende Luftmenge in einzelne Strahlen unterteilt. Es kommt die gesamte Mantelfläche dieser Strahlen mit dem Brennstoff bzw. dem zerstäubten Öl in Berührung und da der Medienaustausch zwischen Brennstoff und Luft an diesen Umfangsflächen erfolgt, wird die Vermischung, insbesondere bei zerstäubtem Öl, wesentlich begünstigt. Um die Vermischung weiter zu verbessern, sind zweckmässig gemäss der Erfindung in die Bohrungen Drallkörper eingesetzt.
Bei einer Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, dass die zusätzlichen Luftzuführungswege in den konischen Teil der Brennermuffel münden. Der konische Teil der Brennermuffel bietet eine gute Möglichkeit, die Mündungen der Luftzuführungsbohrungen so unterzubringen, dass die austretenden Strahlen ungefähr parallel zur Muffelachse gerichtet sind.
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The invention relates to a vortex burner for oil and / or gas operation with a conically widening burner muffle, the fuel being fed in the axial direction and combustion air at the tapered end of the burner muffle and further combustion air coming from bores in the widening part of the burner muffle.
In the known vortex burners of this type, it is known to divide the supply of the combustion air into two channels for the purpose of regulation, but the entire combustion air is introduced directly into the fuel supply at the tapered end of the burner muffle. The division of the combustion air supply into two channels allows a simpler control mechanically, but with this control the air speed in the tapered part of the muffle is changed so that the conditions for the combustion change. The combustion is incomplete with various control settings and there is a risk with oil burners that due to an unfavorable oil-air mixture, oil particles will be thrown against the muffle wall and burn on the surface of the wall, causing damage to the wall.
The invention now aims to avoid these disadvantages and, in the case of a vortex burner of the type mentioned at the outset, essentially consists in the fact that an additional air supply duct leads to the bores in the widening part of the burner muffle and that in an air supply duct to the tapered end of the burner muffle and in separate control elements for changing a passage cross-section are arranged in each of the two air supply channels, the conically expanding burner muffle continuing in a cylindrical part.
Because only a portion of the amount of combustion air is introduced into the tapered part of the muffle, this portion of the combustion air can be kept to a certain extent unchanged when throttled to lower power, so that the flow conditions in this tapered part, which are suitable for the air-oil mixture are crucial to be kept unchanged. The combustion air required for large outputs and therefore large amounts of fuel does not change the flow conditions in the tapered part of the burner muffle since this combustion air is introduced into the widening part of the burner muffle.
In this way, a small burner, in which fuel and air are mixed in the pre-combustion chamber, is created, so to speak, which in a large vortex burner, during its operation, a corresponding proportion of the combustion air is also in the expanding part of the muffle via the additional Airways is introduced, is used.
In this way, roughly the same conditions and thus roughly the same efficiency are made possible at different powers of the vortex burner.
According to the invention, the regulating members are preferably arranged to be jointly controllable as a function of one another, the closing movement of the first regulating member, which is arranged in the air supply duct to the tapered end of the burner muffle, lagging in the closing movement of the second regulating member installed in the additional air supply duct. This meets the condition that when the output is reduced, the small burners, so to speak, inserted in the large burner continue to operate with good efficiency.
This control of the control elements can be carried out manually, but in a preferred embodiment of the invention the arrangement is such that the control elements are jointly controllable, the closing movement of the first control element only starting when the air supply is throttled when the second control element is already closed.
The air supply cross sections are preferably dimensioned such that the cross section of the additional air supply duct is 40 to 60% of the total cross section of the two air supply ducts. In this way, there are favorable control ranges.
According to the invention, the arrangement is preferably such that the bores are arranged coaxially to the axis of the muffle and the axes of the bores penetrate the inner wall of the burner muffle in a plane perpendicular to the axis of the muffle. In this way, the amount of air entering the muffle is divided into individual jets. The entire lateral surface of these jets comes into contact with the fuel or the atomized oil and since the media exchange between fuel and air takes place on these peripheral surfaces, the mixing, particularly in the case of atomized oil, is significantly favored. In order to further improve the mixing, swirl bodies are expediently inserted into the bores according to the invention.
In one embodiment, the arrangement is such that the additional air supply paths open into the conical part of the burner muffle. The conical part of the burner muffle offers a good possibility of accommodating the mouths of the air supply holes in such a way that the emerging rays are directed approximately parallel to the muffle axis.
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