CH615492A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssige Brennstoffe, der mit angenähert stöchiometrischer Luftmenge betrieben wird, mit einem koaxial in einem Luftführungsrohr angeordneten Brennstoffzufuhrrohr mit einer Zerstäuberdüse,

mit einem am Ende des Luftführungsrohres vorgesehenen, sich in Strömungsrichtung verjüngendem Endkegel, in dessen Mündungsebene die Austrittsöffnung der Zerstäuberdüse liegt, und mit einem Abstand von der Zerstäuberdüse ange-5 ordneten, hohlen, mit Bohrungen versehenen Gemischverteilerkörper mit einer der Düse gegenüberliegenden konvexen Oberfläche, wobei der Austrittsquerschnitt des Endkegels des Luftführungsrohres kleiner ist als der Querschnitt der durch die Umrisskontur festgelegten Fläche des Gemischverteiler-10 körpers und so dimensioniert ist, dass die austretende Luft mit dem Brennstoff ein Gemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit bildet, die über der Flammen-Ausbreitungsgeschwindigkeit liegt, und wobei der Gemischverteilkörper im vorderen, der Zerstäuberdüse zugewandten Bereich von einem 15 rohrartigen Hohlkörper durchgriffen ist, der an seinem der Zerstäuberdüse zugewandten Ende eine ein axiales Einströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches verhindernde Abdeckung aufweist, welche nahe dem Gemischverteilerkörper zwischen diesem und der Zerstäuberdüse liegt und mit der Abdeckung 20 Öffnungen bildet, in dessen Innerem der Oberflächenvergrös-serung dienende Teile angeordnet sind und dessen freies Ende im Inneren des Gemischverteilerkörpers von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ring mit allseitigem Abstand konzentrisch umfasst ist, der über Stege mit dem mitt-25 leren Bereich des Gemischverteilerkörpers starr verbunden ist. Ein derartiger Brenner ist im wesentlichen aus der Deutschen Gebrauchsmusterschrift 7 424 420 bekannt.

Erreicht wurde, dass der Gemischverteilerkörper, ohne dass der Zündvorgang dadurch leidet, wesentlich schneller als 30 bisher zum Glühen gebracht wird, um unmittelbar nach Beendigung des Zündvorganges eine absolut russ- und geruchsfreie, ruhige Blauflamme mit hohen CXVWerten und CO-Werten weit unter dem zulässigen CO-Wert von 0,1 Vol.-°/o des Rauchgases zu erzielen.

35 Bekannt sind weiterhin Brenner mit einer Verbrennungsluft-Regulierung durch Trommelschieber und verstellbaren Drallblechen (Mitteilungen der VGB, Heft 91, August 1964, Seiten 265 bis 267 «Stufenlose Regulierung der Verbrennungsluft bei gleichbleibender Geschwindigkeit für Öl- und 40 Gasbrenner»). Vorgesehen sind eine innere und eine äussere Luftdüse, die konzentrisch um die Zerstäuberdüse angeordnet sind, wobei ein Drallkörper zwischen Brennstoffzufuhrrohr und der inneren Luftdüse angeordnet ist. Bei Halblast ist die äussere Luftdüse geschlossen, Luft wird nur über den Drall-45 körper geleitet, bei Dreiviertellast und bei Vollast wird sowohl über die innere als auch über die äussere Luftdüse Verbrennungsluft zugeführt, d. h. in allen Lastbereichen strömt Verbrennungsluft durch den Drallkörper, der im gesamten Leistungsbereich als Flammenhalter wirkt. Ermöglicht wird 50 dadurch, dass in allen Laststufen solcher Gelbbrenner eine möglichst optimale Verbrennung erzielt wird. Ein Gemischverteilkörper, wie er für die Erfindung notwendig ist, ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner 55 der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass das Aufheizen des Gemischverteilerkörpers während des Anfahrvorganges beschleunigt wird, ohne dass sich das Verhalten des Brenners im anschliessenden Dauerbetrieb ändert.

Bei einer älteren, jedoch nicht zum bekannten Stand der 60 Technik gehörenden Brenner dieser Art ist das freie Ende des im Inneren des Gemischverteilerkörpers angeordneten Hohlkörpers von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ring mit allseitigem Abstand konzentrisch umfasst, der über Stege mit dem mittleren Bereich des Gemischverteiler-65 körpers starr verbunden ist. Auch die vorliegende Erfindung macht von diesen Mitteln Gebrauch und besteht darüberhinaus darin, dass luftzufuhrseitig eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist, die derart verstellbar ist, dass die Verbrennungs

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luft im Bereich der Zerstäuberdüse während des Anfahrens verwirbelt und während des nach Aufheizen des Gemischverteilerkörpers einsetzenden Dauerbetriebes unverwirbelt strömt.

Ausgegangen wurde von der Überlegung, dass das Anfahren handelsüblicher Brenner, die als Gelbbrenner arbeiten, 5 keine Probleme verursacht, während das Anfahren der Brenner der eingangs erwähnten Art, die auch als Blaubrenner bezeichnet werden, ab und zu noch Schwierigkeiten bereitet. Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, dass man die sogenannten Blaubrenner so anfährt, als handlte es 10 sich um einen sogenannten Gelbbrenner und dann, wenn der Gemischverteilkörper ausreichend erhitzt ist, den Blaubrenner so weiterarbeiten lässt, wie dies bisher bei solchen Brennern erfolgt. Damit ist die gestellte Aufgabe auf vorteilhafte Weise gelöst, denn das Anfahren der sogenannten Blaubren- 15 ner bereitet jetzt keinerlei Schwierigkeiten mehr, was einen erheblichen Fortschritt mit sich bringt, auch wenn den bekannten Brennern jetzt verschiebbare Teile zugeordnet werden müssen. Andererseits ist der bisher als Zündhilfe dienende Ringkörper (siehe DT-Gbm 7 424 420) im Bereich der 20 Mündung des Luftführungsrohres nunmehr entbehrlich.

Die Umschaltvorrichtung kann aus einem im Luftführungsrohr hinter dem Einlauf seines Endkegels verschiebbar angeordneten Drallkörper bestehen, der das Brennstoffzufuhrrohr umfasst und zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist 25 und der in der einen der Anfahrstellung des Brenners entsprechenden Endlage dem Verwirbeln der Verbrennungsluft dient, und in der anderen, dem Dauerbetrieb entsprechenden Endlage zulässt, dass die Verbrennungsluft das Luftführungsrohr unverwirbelt durchströmt. Man kann aber auch das Luft- 30 führungsrohr von einem weiteren Luftführungsrohr umfassen lassen, im Mündungsbereich des inneren Luftführungsrohres an dessen Aussenumfang einen als Drallkörper ausgebildeten Staukörper anordnen und die Umschaltvorrichtung aus einer Blende bestehen lassen, die derart verstellbar ist, dass wäh- 35 rend des Anfahrvorganges nur Luft zwischen den beiden Luftführungsrohren und während des Dauerbetriebes nur Luft durch das innere Luftführungsrohr fliesst.

Um den Brenner in einen Kessel leicht einschieben zu können, empfiehlt es sich im letztgenannten Fall, das äussere 40 Luftführungsrohr mit einer konischen Einziehung und mit einem Endkegel zu versehen, weil dann der den Gemischverteilerkörper tragende Halter innerhalb der gedachten Verlängerung des zylindrischen Teils mit grösstem Durchmesser des Luftführungsrohres liegt. 45

Die Erfindung wird anhand dieser beiden Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, nachstehend erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flammenkopf eines jq Zerstäuber-Ölbrenners, dem ein Gemischverteilerkörper zugeordnet ist und der eine Umschaltvorrichtung mit einem verschiebbaren Drallkörper enthält;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Flammenkopf eines Zerstäuber-Ölbrenners mit einem Gemischverteilerkörper, wo- ^ bei zwei Luftführungsrohre vorgesehen sind, und die Umschaltvorrichtung aus einer Blende oder dergleichen besteht.

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Luftführungsrohr und den Gemischverteilerkörper der oben erwähnten, älteren,

nicht veröffentlichten Lösung; 50

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV—IV der Fig. 3.

Der zylindrische Teil 1 eines Luftführungsrohres 2 geht über einen Hohlkonus 3 in einen zylindrischen Teil 4 mit kleinerem Durchmesser über und an diesem zylindrischen Teil 4 schliesst sich ein konisch konvergent zulaufender Endkegel 5 65 an, der in an sich bekannter Weise als Luftdosierdüse ausgebildet ist. Der Durchmesser der Mündung 6 des Endkegels 5 ist gleich einem Bruchteil des Luft-Eintritts-Durchmessers des

Luftführungsrohres 2, so dass die den Endkegel 5 verlassende Luft als straff geführter Luftstrahl mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit austritt. Die Mündung 7 der Zerstäuberdüse 8, die koaxial zum Endkegel 5 angeordnet ist, liegt in der Ebene der Mündung 6 des Endkegels 5. Vorgesehen sind zwei Elektroden 9, von denen nur eine sichtbar ist. Dem Brenner ist ein Gemischverteilerkörper 10 mit Abstand zugeordnet, der über einen Halter 10' oder dergleichen hier am Luftführungsrohr 2 verstellbar befestigt ist. Dieser Gemischverteilkörper 10 weist Bohrungen 11 auf, er ist hohlkugelartig gestaltet und hat eine konvexe Form.

Der Gemischverteilerkörper 10 weist im vorderen, der Zerstäuberdüse 8 zugewandten Bereich eine Öffnung 12 auf, die einen Hohlkörper 13 durchgreift, der mit einem Boden 14, welcher als Abdeckung dient, einstückig ist. Die axiale Länge dieses Hohlkörpers ist geringer als die Tiefe des Gemischverteilkörpers. Unmittelbar hinter diesem Boden 14 sind in der Mantelfläche des Hohlkörpers 13 Öffnungen 15 vorgesehen, deren Mündungen im Bereich der Durchdringung des Hohlkörpers durch den Gemischverteilerkörper 10 liegen, und quer zu den nächstgelegenen Öffnungen 11 des letzteren verlaufen (siehe hierzu auch Fig. 3 und 4).

Im Hohlraum dieses Hohlkörpers 13 sind der Oberflä-chenvergrösserung dienende Teile angeordnet, beispielsweise als Zapfen ausgebildet, sie sind hier nicht dargestellt, weil diese Gestaltung bekannt ist und auch andere der Oberflä-chenvergrösserung dienende Teile vorgesehen sein können. In Fig. 3 und 4 sind die Zapfen mit 38 bezeichnet.

Das freie Ende des im Inneren des Gemischverteilerkörpers 10 angeordneten topfartigen Hohlkörpers 13 ist von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ring 16 mit allseitigem Abstand konzentrisch umfasst, der über Stege 39 mit dem mittleren Bereich des Gemischverteilerkörpers 10 starr verbunden ist.

Im Luftführungsrohr 2 ist erfindungsgemäss eine Umschaltvorrichtung 17 vorgesehen, die einen Drallkörper 18 trägt, dessen Lage im oberen Teil der Fig. 1 dem Anfahrvorgang und dessen Lage im unteren Teil dem Dauerbetrieb entspricht. Während also beim Anfahrvorgang der Drallkörper 18 innerhalb des hohlzylindrischen Teils 4 angeordnet ist, der Brenner also nach dem Zünden als Gelbbrenner wirkt, ist der Drallkörper 18 nach ausreichendem Erhitzen des Gemischverteilerkörpers 10 durch die Umschaltvorrichtung aus dem hohlzylindrischen Teil 4 heraus zurückgezogen worden, so dass die zugeführte Verbrennungsluft jetzt nicht mehr in Drehung versetzt wird, sondern durch den Ringspalt 19 unmittelbar durch den Endkegel 5 strömt. Eine Verwirbelung kann deswegen nicht auftreten, weil der Drallkörper 18 während des Dauerbetriebes an einer Querplatte 20 anliegt, die Mantelfläche 21 des Drallkörpers 18 also als Teil der Luftführung wirkt.

Der Gemischverteilerkörper 10 des Ausführungsbeispieles der Fig. 2 entspricht dem Gemischverteilerkörper gemäss Figur 1. Das mit dem Endkegel 5' versehene Luftführungsrohr 22 ist hier von einem weiteren Luftführungsrohr 23 umfasst, welches einen hohlzylindrischen Teil 24, eine konische Einziehung 25, einen weiteren holzylindrischen Teil 26 und einen stromab verjüngten Endkegel 27 aufweist. Im Mündungsbereich des inneren Luftführungsrohres 5' ist an dessen Aussenumfang ein hier als Drallkörper ausgebildeter Staukörper 28 angeordnet, der, wie die bekannten Stauscheiben, ausser einer Mittelöffnung hutzenartig gestaltete Radialschlitze aufweist, so dass er die zwischen den beiden Luftführungsrohren 22 und 23 im Ringkanal 29 geführte Luft im Bereich der Mündung 7 der Zerstäuberdüse 8 so verwirbelt, dass das Brennstoff-Luftgemisch mit gelber Flamme verbrennt. Dieser Zustand entspricht der im unteren Teil der Fig. 2 dargestellten Lage der einzelnen Teile.

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Da nun das innere Luftführungsrohr 22 Längsschlitze 30 aufweist, die hinter einer Querplatte 20' vorgesehen sind, besteht die Umschaltvorrichtung 17' hier aus einem eine Blende bildenden Rohrstück 31 mit Einlauftrichter 32, die einstückig sind, und in Richtung der Pfeile 33 bzw. 34 hin und her bewegbar sind, wobei der Trichter 32 mit einer Einschnürung 35 zusammenwirkt, die an der Innenfläche des hohlzylindrischen Teils 24 vorgesehen ist.

Soll der Brenner nach Fig. 2 angefahren werden, so wird die Umschaltvorrichtung 17' in Richtung des Pfeiles 34 verschoben, das Rohrstück 31 schliesst, als Blende wirkend, die Längsschlitze 30 ab, so dass die Verbrennungsluft in Richtung des Pfeiles 36 zwischen den beiden Luftführungsrohren

5' und 23 zugeführt werden kann. Ist der Gemischverteilerkörper 10 ausreichend erhitzt, dann wird die Umschaltvorrichtung 17' in Richtung des Pfeiles 33 koaxial zum Brennerzufuhrrohr verschoben und es liegt dann der Trichter 32 des 5 Rohrstückes 31 an der Einschnürung 35 an, sperrt den Ringkanal 29 ab, so dass die Verbrennungsluft nun in Richtung des Pfeiles 37 über das Luftführungsrohr 22 zugeführt wird. Unmittelbar danach brennt die bisher gelb brennende Flamme blau.

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Nachdem zwei Ausführungsbeispiele erläutert wurden, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, andere Lösungen der gleichen Aufgabe zur Verfügung zu stellen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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1. Brenner für flüssige Brennstoffe, der mit angenähert stöchiometrischer Luftmenge betrieben wird, mit einem koaxial in einem Luftführungsrohr (4, 23) angeordneten Brennstoffzuführrohr mit einer Zerstäuberdüse (8), mit einem am Ende des Luftführungsrohres (4, 23) vorgesehenen, in Strömungsrichtung sich verjüngenden Endkegel (5, 27), in dessen Mündungsebene (6) die Austrittsöffnung (7) der Zerstäuberdüse (8) liegt, und mit einem im Abstand von der Zerstäuberdüse angeordneten, hohlen, mit Bohrungen (11) versehenen Gemischverteilerkörper (10) mit einer der Düse (8) gegenüberliegenden, konvexen Oberfläche, wobei der Austrittsquerschnitt des Endkegels (5, 27) des Luftführungsrohres kleiner als der Querschnitt der durch die Umrisskontur festgelegten Fläche des Gemischverteilerkörpers (10) und so dimensioniert ist, dass die austretende Luft mit dem Brennstoff ein Gemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit bildet, die über der Flammen-Ausbreitungsgeschwindigkeit liegt, und wobei der Gemischverteilerkörper im vorderen, der Zerstäuberdüse zugewandten Bereich von einem rohrartigen Hohlkörper (13) durchgriffen ist, der an seinem der Zerstäuberdüse zugewandten Ende eine ein axiales Einströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches verhindernde Abdeckung (14) aufweist, welche nahe dem Gemischverteilerkörper zwischen diesem und der Zerstäuberdüse liegt, und mit der Abdeckung Öffnungen bildet, in dessen Inneren der Oberflächenvergrös-serung dienende Teile angeordnet sind und dessen freies Ende im Inneren des Gemischverteilkörpers von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ring (16) mit allseitigem Abstand konzentrisch umfasst ist, der über Stege mit dem mittleren Bereich des Gemischverteilkörpers starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass luftzufuhrseitig eine Umschaltvorrichtung (17,17') vorgesehen ist, die derart verstellbar ist, dass die Verbrennungsluft im Bereich der Zerstäuberdüse (8) während des Anfahrens verwirbelt und während des nach Aufheizen des Gemischverteilerkörpers (10) einsetzenden Dauerbetriebes unverwirbelt strömt.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (17) aus einem im Luftführungsrohr (2) angeordneten Drallkörper (18) besteht, der das Brennstoffzuführrohr umfasst und zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist, und der in der einen, der Anfahrstellung des Brenners entsprechenden Endlage dem Verwirbeln der Verbrennungsluft dient und in der anderen, dem Dauerbetrieb entsprechenden Endlage zulässt, dass die Verbrennungsluft das Luftführungsrohr (2) unverwirbelt durchströmt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftführungsrohr (22) von einem weiteren Luftführungsrohr (23) umfasst ist, dass im Mündungsbereich (6) des inneren Luftführungsrohres (22) an dessen Aussenumfang ein Staukörper (28) angeordnet ist, und dass die Umschaltvorrichtung (17') aus einer Blende besteht, die derart verstellbar ist, dass während des Anfahrvorganges nur Luft zwischen den beiden Luftführungsrohren (22, 23) und während des Dauerbetriebes nur Luft durch das innere Luftführungsrohr (22) fliesst.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Luftführungsrohr (23) eine konische Einziehung (25) und einen Endkegel (27) aufweist, und dass der Halter (10') des Gemischverteilkörpers (10) mit der konischen Einziehung (25) in Verbindung steht.