Brennerkopf Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bren- nerkopf zur Verbrennung von Heizöl.
Bei den meisten heute in Betrieb befindlichen Ölbrennern wird die Flamme in einer Schamottierung fertig ausgebrannt, also nicht direkt an die Kessel wände geführt, da ansonst kein annähernd russfreier Ausbrand mit relativ gutem Wirkungsgrad möglich ist. Daneben sind bereits eine Reihe von Bemühungen unternommen worden, um von dieser Schamottierung abzukommen.
Auf diese Schamottierung des Feuer raumes kann jedoch nur dann verzichtet werden, wenn durch eine spezielle Aufbereitung des brenn baren öl-Luft-Gemisches bereits im Brennermund- stück ein fertig brennbares Gas erzeugt wird, was man an der entleuchteten, am optimalen CO"-Ge- halt und an seiner absolut russfreien Verbrennung erkennt.
Es wurde bereits vielfach versucht, mittels so genannten Flammenstauscheiben das genannte opti male Verbrennen der Flamme zu erreichen; bei diesen Stauscheiben ist jedoch ein einwandfreies Aus brennen der Flamme nur bei hohen Temperaturen unter Zuhilfenahme von relativ teuren Schamottie- rungen und komplizierten Öl-Luft-Mischeinrichtun- gen möglich.
Weiterhin wurde bereits versucht, das Öl unter spezieller Beimischung von Luft zu vergasen, so dass eine Verbrennung entsteht, die sich in ihrer Charakteristik und auch in ihrer Erscheinungsform der Verbrennung von beispielsweise Stadtgas an gleicht. Bei Brennerköpfen dieser Art, d. h. bei denen wenigstens eine weitgehende Vergasung der Öltröpf- chen in der Luft zu einem brennbaren Gas angestrebt wird, müssen jedoch spezielle Vorkehrungen getroffen werden, die bewirken, dass die in den Sprühkegel der Öltröpfchen eintretende Luft durch Verwirbelung und Drehung zu einer innigen Vermischung mit dem Öl gelangt.
Weiterhin müssen bei Brenner köpfen dieser Art Mittel vorgesehen werden, die eine Anpassung an die Qualität des Öles, Durch satzmenge, Luftgeschwindigkeit, Temperatur usw. er möglichen, so dass bei allen Betriebsbedingungen 'eine einwandfreie Verbrennung gewährleistet ist.
Der Brennerkopf gemäss der vorliegenden Er findung zeichnet sich nun dadurch aus, dass sich in Strömungsrichtung gesehen vor einer Verengung an der Mündung ein ölvergasungstopf befindet, der in dem Luftführungsstutzen unter Freilassung min destens einer Öffnung zum Luftdurchtritt längsver- schieblich angeordnet ist, und dass der Innendurch messer des Topfes grösser ist als der Durchmesser der Verengung.
Die Erfindung soll anschliessend anhand der bei liegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden, die einen Brennerkopf im Längsschnitt zeigt.
Der in der Zeichnung dargestellte Brennerkopf enthält einen Luftführungsstutzen 1 von vorzugsweise rundem Querschnitt. Die vorzugsweise von einem Gebläse stammende Verbrennungsluft durchströmt den Stutzen 1 in der Richtung der Pfeile A. Das vordere Ende des Stutzens ist, wie bei la gezeigt, verengt. Die Verengung wird durch eine konische Fläche 1b gebildet, an die sich eine weitere konische Fläche 1c anschliesst, die sich in der Strömungs richtung der Luft gesehen erweitert.
Die durch die Schnittebene der beiden Konen 1b und 1c gegebene engste Stelle des Stutzens 1 besitzt einen Durch messer a.
Koaxial in. dem Stutzen 1 befindet sich längs- verschieblich ein Ölvergasungstopf 2. Von dem öl vergasungstopf 2 ragen aussen Kühlrippen 3 ab, deren Aussenfläche mit Spiel an die Innenwand des Stutzens 1 anliegen. Die Kühlrippen 3 dienen somit neben zur Kühlung auch zur Führung des Ölver- gasungstopfes 2.
Die Rippen 3 sind vorzugsweise gegen die Achse<I>B -B</I> des Stutzens 1 und des Topfes 2 geneigt, so dass die den Kopf aussen umströmende Verbrennungsluft in Zirkulation um die Achse B-R versetzt wird.
Da, wo der Boden der Vergasungstopfes in einem Radius in den zylindrischen Teil übergeht, werden vorteilhaft eine Anzahl kleiner Bohrungen 9, mit der gleichen Neigung wie die Schaufeln 3, einge bohrt. Ohne diese Löcher kann die Flamme bei gewissen Verhältnissen pulsieren. Mit Anbringen die ser Löcher wird die Verbrennung ruhiger und sta biler.
Der Innendurchmesser c des Vergasungstopfes ist grösser als der Durchmesser a der an der Mündung liegenden verengten Stelle, so dass die an den Kühl rippen 3 vorbeiströmende Luft durch die konische Fläche 1b zu der Achse B-B hin abgelenkt wird.
Die aus dem Ringspalt zwischen der konischen Fläche 1b und dem vorderen Ende des Topfes 2 austretende Verbrennungsluft besitzt somit eine Be wegungskomponente in der Richtung der Pfeile C und gleichzeitig die bereits erläuterte Bewegungs komponente um die Achse<I>B -B.</I>
Das rückwärtige Ende des Topfes 2 ist durch einen leicht konischen Wandteil 2b abgeschlossen, der sich an den zylindrischen Wandteil 2a anschliesst. Zentral in dem Wandteil 2b befindet sich eine kleine injektorartige Bohrung 4, durch die der versprühte Ölnebel in den ölvergasungtopf 2 eintritt. An das der Öffnung des Topfes 2 abgewandte Ende des Wandteiles 2b schliesst sich ein Rohr 8 an, welches zur Führung einer Düsenanordnung 7 dient, welche sich in diesem Rohr befindet.
Die Düsenanordnung 7 ist dabei längsverschieblich in dem Rohr 8 ange ordnet und läuft in ein Rohr 7a aus, welches einer seits zur Zuführung des Öles dient und anderseits zur Längsbewegung der Düsenanordnung 7 in dem Rohr 8, wie dies durch den Doppelpfeil 7b ange deutet ist. Der gesamte ölvergasungstopf 2 kann durch das Rohr 8 in der Richtung des Doppel pfeiles 8a verschoben werden.
Das in der Richtung der Pfeile A gesehene vordere Ende der Anordnung 7 trägt eine Düse 6 zur Zerstäubung des Öles. Zur Vermischung des aus der Düse 6 austretenden zerstäubten Öles mit Kernluft sind in das Rohr 8 kurz vor der Wand 2b beispielsweise vier Öffnungen 5 vorgesehen, durch die ein Teil der in dem Stutzen 1 strömenden Luft eintritt und mit dem verstäubten Öl durch die öff- nung 4 in das Innere des Ölvergasungstopfes 2 gelangt. Durch die Anordnung der Öffnung 4 wird die Luft wie bei einer Wasserstrahlpumpe ange saugt und mitgerissen, was eine grosse Kernluft menge in dem Sprühkegel zur Folge hat.
Die Menge der Kernluft kann hierbei durch Einstellung der Lage der Düsenanordnung 7 bzw. der Düse 6 in dem Rohr 8 mittels des Rohres 7a eingestellt werden. Der beschriebene Brenner arbeitet wie folgt: Das Öl wird unter Druck über die Leitung 7o der Düse 6 zugeführt und zerstäubt hier. i? sit der beschriebenen Einstellung der Düsenanordnung 7 in dem Rohr 8 wird die Kernluftmenge eingestellt. Durch die Kern luftmenge kann beispielsweise die Zündwilligkeit des Öl-Gas-Gemisches beim Starten und beim Dauer betrieb des Brenners beeinflusst werden.
Die eigent liche Verbrennungsluft umströmt die Aussenwand des Topfes 2 und kühlt diese durch Kontakt insbe sondere mit den Kühlrippen 3 ab, während sie sich gleichzeitig erwärmt, was den Vergasungsvor gang des Heizöls beschleunigt. Durch die Schräg stellung der Kühlrippen 3, die auch als stationäre Leitschaufeln angesehen werden können, wird die Luft in Drehung um die Achse B-B versetzt. Zu folge der Verengung des Stutzens 1 vor dem Ver gasungstopf 2 erhält die Luft weiterhin eine Be wegungskomponente auf die Achse<I>B -B zu,</I> so dass ein mehr oder weniger stark rotierender ringförmiger Wirbel entsteht.
Die fein zerstäubten Öltröpfchen werden in den glühend heissen Gaswirbel hinein geschleudert, wobei sie selbst vergasen, sich mit der Luft vermischen und den Brennerkopf als brenn- fähiges Gemisch bzw. als Gasflamme verlassen. Die Menge der zuströmenden Verbrennungsluft wird hier bei durch Verstellung des Topfes in der Richtung des Doppelpfeiles 8a eingestellt, so dass der Topf 2 selbst den Ringspalt, durch den die Luft austritt, begrenzt. Je nach Einstellung des Topfes 2 und nach der Luftgeschwindigkeit kann mit dem Brenner kopf Heizöl mit entleuchteter Flamme von blau bis gelblicher Farbe verbrannt werden.
Je nach dem rauchgasseitigen Widerstand einer Heizkesselanlage kann der Verbrennungskopf auch unter hohem Luft druck betrieben werden, was keineswegs ein Ab reissen der Flamme zur Folge hat. Die Verbrennung von Heizöl kann mit den be schriebenen Einstellmitteln optimal, d. h. mit höch sten COWerten und absolut russfrei betrieben werden, so dass eine thermische Flammenführung beispielsweise durch Schamottierungen an den Innen wänden des Kessels nicht erforderlich ist.