CH628724A5

CH628724A5 - BLUE-BURNING OIL BURNER.

Info

Publication number: CH628724A5
Application number: CH1427277A
Authority: CH
Inventors: Winfried Buschulte
Original assignee: Deutsche Forsch Luft Raumfahrt
Priority date: 1977-01-08
Filing date: 1977-11-22
Publication date: 1982-03-15
Also published as: FI59861B; IE46538B1; FI773541A; SE7713044L; DK146664B; DE2700671C2; NL176705B; NL7713861A; GB1592490A; AT383203B; NO145998B; ES465796A1; NO145998C; NL176705C; DK146664C; LU78704A1; CA1080112A; IT1088397B; BE862558A; IE772479L

Description

Die Erfindung betrifft einen blaubrennenden ölbrenner, mit einer Öizerstäubungsvorrichtung, einer in Strömungsrichtung nach dem Auslass der öizerstäubungsvorrichtung angeordneten Blendenöffnung, einem koaxial mit dieser ausgerichteten Mischrohr und einem äusseren Flammrohr, wobei das Mischrohr in Strömungsrichtung nach und im Abstand von der Blendenöffnung angeordnet ist, um eine Rückströmung eines Teils der Verbrennungsgase aus dem Flammrohr in das Mischrohr zu bewirken. The invention relates to a blue-burning oil burner, with an oil atomizing device, an orifice arranged in the flow direction after the outlet of the oil atomizing device, a mixing tube aligned coaxially therewith and an outer flame tube, the mixing tube being arranged in the flow direction after and at a distance from the orifice opening by one To cause backflow of part of the combustion gases from the flame tube into the mixing tube.

Blaubrennende ölbrenner setzen voraus, dass das zur Verbrennung kommende Öl vollkommen vergast ist, bevor es zur Verbrennung kommt. Der Betrieb eines ölbrenners mit blauer Flamme hat den Vorteil, dass dieser mit einem extrem geringen Luftüberschuss arbeiten kann, so dass es zu einer nahezu stöchiometrischen Verbrennung kommt. Da die Verbrennung mit einem sehr geringen Luftüberschuss arbeitet, wird eine sehr heisse Flamme erzielt, die die im Kraftstoff enthaltene Energie optimal ausnutzt und zu einem verbesserten Wärmeübergang führt. Darüberhinaus enthalten die Abgase gegenüber den Abgasen eines optimal eingestellten Ölbrenners mit gelbbrennender Flamme sehr viel weniger Schadstoffe (Russ, NOx, Sö3). Blue-burning oil burners require that the oil that is burned is completely gasified before it burns. Operating an oil burner with a blue flame has the advantage that it can work with an extremely small excess of air, so that there is an almost stoichiometric combustion. Since the combustion works with a very small excess of air, a very hot flame is achieved, which uses the energy contained in the fuel optimally and leads to an improved heat transfer. In addition, the exhaust gases contain much less pollutants (soot, NOx, Sö3) compared to the exhaust gases of an optimally adjusted oil burner with a yellow-burning flame.

Wegen der bekannten Vorteile eines Ölbrenners, der das Öl in vergastem Zustand mit blauer Flamme verbrennt, hat es nicht an Versuchen gefehlt, blaubrennende Ölbrenner auf den Markt zu bringen. Because of the known advantages of an oil burner that burns the oil in a gasified state with a blue flame, there has been no shortage of attempts to bring blue-burning oil burners onto the market.

Bei einem bekannten Ölbrenner der eingangs erwähnten Art ist eine Blendenscheibe in einer doppelwandigen Verbrennungskammer in Strömungsrichtung hinter einer öldüse angeordnet. Das Öl wird durch die Blende in ein längliches Mischrohr eingespritzt, und es kommt mit Hilfe der gleichzeitig durch die Blendenöffnung in das Mischrohr eintretenden Luft zu einer Teilverbrennung bei Brennstoffüberschuss. Diese Verbrennungsgase werden rückgeführt und treten an dem der Blende zugewandten Ende des Misch- oder Verdampfungsrohres zusammen mit dem versprühten Brennstoff wieder ein. Die innere Wand ist dabei mit Bohrungen versehen, durch die der grössere Teil der Verbrennungsluft in Form von Sekundärluftstrahlen eintritt (Proc. World Petr. Congr., 7th, Volume 7, Sect. on Application and New Uses, Part 1, p. 119 ff). In a known oil burner of the type mentioned in the introduction, an orifice plate is arranged in a double-walled combustion chamber in the flow direction behind an oil nozzle. The oil is injected through the orifice into an elongated mixing tube and, with the help of the air entering the mixing tube through the orifice opening at the same time, there is partial combustion in the event of excess fuel. These combustion gases are returned and re-enter at the end of the mixing or evaporation tube facing the orifice together with the sprayed fuel. The inner wall is provided with holes through which the majority of the combustion air enters in the form of secondary air jets (Proc. World Petr. Congr., 7th, Volume 7, Sect. On Application and New Uses, Part 1, p. 119 ff ).

Es ist weiter ein mit blauer Flamme brennender Ölbrenner mit Rezirkulation bekannt, bei dem die Blende in einem Rohr liegt, das sich in Strömungsrichtung von der Blende so weit nach rückwärts erstreckt, dass die Düse und die Düsenhalterung vollständig innerhalb des Rohres liegen. Bei einem solchen Brenner soll die Flamme unmittelbar hinter der Blende brennen und ein Teil der Verbrennungsgase soll über den Ringraum zwischen dem genannten Rohr und einem äusseren Rohr rezirkuliert werden (siehe diesbezüglich auch die Literaturstelle am Schluss des vorangehenden Absatzes). A blue flame burning oil burner with recirculation is also known, in which the orifice is located in a pipe which extends backwards in the flow direction from the orifice so that the nozzle and the nozzle holder lie completely inside the pipe. In such a burner, the flame should burn directly behind the orifice and part of the combustion gases should be recirculated via the annular space between the said pipe and an outer pipe (see also the literature at the end of the previous paragraph).

Es ist weiter ein ölbrenner bekannt, bei dem das öl unmittelbar in ein Rohr eingesprüht wird, das von einem äusseren Rezirkulationsrohr umgeben ist, das mit dem inneren Rohr über Bohrungen in Verbindung steht (DE-AS 1 064 188). An oil burner is also known in which the oil is sprayed directly into a tube which is surrounded by an outer recirculation tube which is connected to the inner tube via bores (DE-AS 1 064 188).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ölbrenner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der mit weitestgehend herkömmlicher apparativer Technologie arbeitet und eine hohe Betriebssicherheit aufweist. The object of the invention is to provide an oil burner of the type mentioned at the outset, which works with largely conventional apparatus technology and has a high level of operational reliability.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Blendenöffnung der einzige Luftdurchlass zum Flammrohr ist, dass das Verhältnis der Länge des Mischrohres zu dessen Durchmesser höchstens 1,75 und das Verhältnis der Länge des Flammrohres zu dessen Durchmesser nicht kleiner als 2 und nicht grösser als 5 ist, und dass der Abstand des Mischrohres von der Blende so gross ist, dass der radiale Einlassquerschnitt zwischen Blende und Mischrohr das Ein- bis Dreifache der Differenz zwischen dem Mischrohrquerschnitt und dem Blendenquerschnitt ist. This object is achieved according to the invention in that the aperture is the only air passage to the flame tube, that the ratio of the length of the mixing tube to its diameter is at most 1.75 and the ratio of the length of the flame tube to its diameter is not less than 2 and not greater than 5, and that the distance of the mixing tube from the orifice is so large that the radial inlet cross section between the orifice and the mixing tube is one to three times the difference between the mixing tube cross section and the orifice cross section.

Der Durchmesser des Flammrohres ist zweckmässig das 2-bis 2,5-fache des Durchmessers des Mischrohres. The diameter of the flame tube is expediently 2 to 2.5 times the diameter of the mixing tube.

Das Flammrohr und das Mischrohr können über ihre Länge jeweils zylindrisch ausgebildet sein. The flame tube and the mixing tube can each be cylindrical over their length.

Zur Geräuschdämpfung kann das Flammrohr stromabwärts vom Flammenbereich ein sich änderndes Querschnittsprofil aufweisen. Es kann zu diesem Zweck auch die Wandung des Flammrohres im Flammenbereich mit Bohrungen versehen sein. To reduce noise, the flame tube can have a changing cross-sectional profile downstream of the flame region. For this purpose, the wall of the flame tube in the flame area can also be provided with bores.

Ein besonderes Problem bei blaubrennenden Ölbrennern ist die sichere Zündung des Brenners bei den in der Praxis auftretenden unterschiedlichen Ausgangsbedingungen, beispielsweise Wiederzündung eines noch heissen Brenners. Die erforderliche Zündsicherheit kann erzielt werden, wenn ein Luftdrosselventil vorgesehen ist, dessen Klappe mit einem Antrieb versehen ist A particular problem with blue-burning oil burners is the reliable ignition of the burner under the different starting conditions that occur in practice, for example re-ignition of a burner that is still hot. The required ignition security can be achieved if an air throttle valve is provided, the flap of which is provided with a drive

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

628 724 628 724

und Zeitschaltmittel für die Betätigung dieses Antriebes vorgesehen sind. and timer means are provided for actuating this drive.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb des ölbrenners, der ein Luftdrosselventil mit einer Klappe und ein Ölventil aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner mit teilweise geschlossenem Luftdrosselventil angefahren und die Luftzufuhr nach dem Öffnen des ölventils durch fortschreitendes öffnen des Luftdrosselventils schnell auf einen geringfügig über dem stöchiometrischen Verhältnis liegenden Luftanteil gesteigert wird. The method according to the invention for operating the oil burner, which has an air throttle valve with a flap and an oil valve, is characterized in that the burner is started up with the air throttle valve partially closed and the air supply after opening the oil valve rapidly by opening the air throttle valve slightly above stoichiometric ratio of air is increased.

Das erwähnte Verfahren kann auch verwendet werden, The mentioned method can also be used

wenn die Luftklappe des Gebläses mit einem Antrieb versehen ist und Zeitschaltmittel für die Betätigung des Antriebes vorgesehen sind. if the air flap of the blower is provided with a drive and timer means are provided for actuating the drive.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur erläutert, die einen Längsschnitt durch einen ölbrenner gemäss der Erfindung mit seinen Über-wachungs- und Versorgungseinrichtungen zeigt. The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the single figure, which shows a longitudinal section through an oil burner according to the invention with its monitoring and supply devices.

Der dargestellte Brenner 2 weist eine Kammer 4 auf, in der in üblicher Weise eine Druckzerstäuberdüse 6 gehaltert ist am Ende eines ölzuführrohres 8. In das Rohr 8 wird das öl über eine ölpumpe 10 eingespeist, die von einem Motor 12 angetrieben wird, der gleichzeitig in üblicherweise einen Gebläserotor 14 antreibt. Die Pumpe 10 fördert über ein handbetätigtes Drosselventil 16 und ein elektromagnetisch betätigtes Absperrorgan 18 in die die Zerstäuberdüse 6 tragende Ölleitung 8. Das Gebläse 14 fördert über einen Luftkanal 20 in das Gehäuse 4, und zwar über ein Drosselventil 22 mit einer Luftklappe 24, die über einen Motor 26 verstellbar ist. Mit einer auf dem ölrohr 8 angeordneten Halterung 28 wird ein Zündelektrodenpaar 30 gehaltert, das mit einem Zündtransformator 32 in Verbindung steht. The burner 2 shown has a chamber 4, in which a pressure atomizer nozzle 6 is mounted in the usual way at the end of an oil feed pipe 8. The oil is fed into the pipe 8 via an oil pump 10, which is driven by a motor 12, which at the same time usually drives a fan rotor 14. The pump 10 delivers via a manually operated throttle valve 16 and an electromagnetically operated shut-off device 18 into the oil line 8 carrying the atomizing nozzle 6. The blower 14 delivers via an air duct 20 into the housing 4, specifically via a throttle valve 22 with an air flap 24 a motor 26 is adjustable. A pair of ignition electrodes 30, which is connected to an ignition transformer 32, is held with a holder 28 arranged on the oil pipe 8.

Im Abstand L3 vor der Mündung der Druckzerstäuberdüse 6 ist eine Wand 34 mit einer Blendenöffnung 36 vorgesehen, die koaxial mit dei Achse der Düse liegt. Im Abstand vor der Blendenöffnung 36 ist ein Mischrohr 38 angeordnet, das über Haltestege 40 an der Wand 34 befestigt ist. Das Mischrohr 38 liegt in einem äusseren Rohr 42, das das Flammrohr bildet. At a distance L3 in front of the mouth of the pressure atomizing nozzle 6 there is a wall 34 with an aperture 36 which is coaxial with the axis of the nozzle. A mixing tube 38 is arranged at a distance from the aperture 36 and is fastened to the wall 34 by means of retaining webs 40. The mixing tube 38 lies in an outer tube 42 which forms the flame tube.

Der Durchmesser D3 der Blende 36 und die Anordnung und Abmessung des Mischrohres 38 sowie des Flammrohres 42 stehen in bestimmten kritischen Verhältnissen zueinander, wie im nachstehenden im einzelnen zu beschreiben sein wird. The diameter D3 of the diaphragm 36 and the arrangement and dimensions of the mixing tube 38 and the flame tube 42 are in certain critical relationships to one another, as will be described in detail below.

Die Zerstäuberdüse sollte in Achsrichtung verstellbar sein, um den Luftdurchsatz und den ölnebeleintritt verändern und damit zu einer optimalen Gemischbildung führen zu können. The atomizer nozzle should be adjustable in the axial direction in order to change the air throughput and the oil mist inlet and thus to be able to lead to an optimal mixture formation.

Der Blendendurchmesser D3 ist so zu wählen, dass bei einem Lieferdruck des Gebläses 14, der dem in handelsüblichen ölbrennern üblichen Lieferdruck entspricht, die Luft durch die Blendenöffnung 36 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit hindurchströmt, wobei die Blendenöffnung der einzige Durch-lass für Verbrennungsluft ist. The orifice diameter D3 is to be selected so that at a delivery pressure of the blower 14 which corresponds to the delivery pressure customary in commercially available oil burners, the air flows through the orifice opening 36 at a predetermined speed, the orifice opening being the only passage for combustion air.

Der Durchmesser D( des runden Mischrohres 38 beträgt vorzugsweise das 1,4 bis 1,45-fache des Blendendurchmessers D3, mindestens das 1,25-fache und höchstens das 1,7-fache. Die Länge L, des Mischrohres ist kleiner als das 1,7 5-fache des Mischrohrdurchmessers Dj, vorzugsweise ist LjSl,25 Dj. Unter Umständen kann auch ein L^Djël ausreichen. The diameter D (of the round mixing tube 38 is preferably 1.4 to 1.45 times the orifice diameter D3, at least 1.25 times and at most 1.7 times. The length L of the mixing tube is smaller than that 1.7 5 times the mixing tube diameter Dj, preferably LjSl, 25 Dj. Under certain circumstances, an L ^ Djël may also be sufficient.

Der Abstand L4 des Mischrohres 38 von der Wand 34 ist so gewählt, dass ein radialer Durchströmungsquerschnitt gegeben ist, der das 1- bis 3-fache der Differenz des Blendenquerschnittes und des Mischrohrquerschnittes beträgt. The distance L4 of the mixing tube 38 from the wall 34 is selected such that there is a radial flow cross section which is 1 to 3 times the difference between the orifice cross section and the mixing tube cross section.

Der Durchmesser D2 des Flammrohres 42 beträgt das Doppelte bis 2,5-fache des Durchmessers Dj des Mischrohres und das Verhältnis von Länge L2 zu Durchmesser D2 des Flammrohres beträgt 2,25 bis 5, vorzugsweise 2,5 bis 3 zu 1. The diameter D2 of the flame tube 42 is twice to 2.5 times the diameter Dj of the mixing tube and the ratio of length L2 to diameter D2 of the flame tube is 2.25 to 5, preferably 2.5 to 3 to 1.

Für die Druckzerstäuberdüse 6 ist ein Sprühkegel von 60 bis 80 Grand zweckmässig. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt mit Düse mit Hohl-Sprühkegel. Beim Einschalten des ölbrenners wird in üblicher Weise zunächst der Motor 12 eingeschaltet. Gleichzeitig wird die Drosselklappe 24 zugefahren, sofern diese nicht bereits beim Abschalten des ölbrenners geschlossen worden ist. Eine kurze Zeit später wird an die.Zünd-5 elektroden 30 Spannung angelegt und dann danach das Magnetventil 18 geöffnet, so dass das von der ölpumpe 10 geförderte öl zur Druckzerstäuberdüse 6 gelangt. Gleichzeitig wird über das Gebläse 14 Luft in die Kammer 4 gefördert. Das austretende Gemisch wird über die Zündelektroden gezündet. Es bildet 10 sich dabei in dem vor dem stromabwärtigen Ende des Mischrohres 38 liegenden Teil des Flammrohres 42 eine Flamme aus. Gleichzeitig mit der Zündung wird die Drosselklappe 24 durch Regelorgane gesteuert zur Betriebsstellung aufgefahren. Der Blendendurchmesser 36 ist so bemessen, dass die Luft innerhalb 15 des Mischrohres 38 eine solche Geschwindigkeit hat, dass die Tröpfchen des zersprühten Öls bei geöffneter Luftdrosselklappe nicht auf die innere Wandung des Mischrohres 38 auftreffen. Durch den Luftkernstrahl wird über den Ringraum um das Mischrohr 38 herum von der Rückseite der Flamme sauerstoff-20 armes Verbrennungsgas über die Öffnungen an der stromaufwärts liegenden Rückseite des Mischrohres angesaugt. Diese heissen Verbrennungsgase umschliessen den Kernstrahl und geben Wärme an den Kernstrahl ab. Ein weiteres Kriterium für die Bemessung der Blendenöffnung und die Luftgeschwindig-25 keit ist darin zu sehen, dass die Luftgeschwindigkeit in dem Mischrohr 38 grösser sein soll als die Flammenfortschrittsgeschwindigkeit, damit sichergestellt ist, dass die Flamme im Abstand vor dem stromabwärts liegenden Ende des Mischrohres 38 brennt. Aus den gegebenen Betriebsbedingungen ergibt sich 30 gleichzeitig der geringste Abstand des der Wand 34 zugewandten Endes des Mischrohres 38 von der Wand 34. Dieser Abstand ist so zu wählen, dass die rezirkulierenden Gase möglichst verlustarm in das Mischrohr 38 einströmen und sich mit dem Ölnebel/Luftgemisch des Kernstrahls zwecks Wärmeaustausch 35 vermischen können. An Versucksbrennern haben sich folgende Abmessungen als günstig herausgestellt: A spray cone of 60 to 80 Grand is expedient for the pressure atomizing nozzle 6. Particularly good results are achieved with a nozzle with a hollow spray cone. When the oil burner is switched on, the motor 12 is first switched on in the usual way. At the same time, the throttle valve 24 is closed unless it has already been closed when the oil burner is switched off. A short time later, voltage is applied to the ignition 5 electrodes and then the solenoid valve 18 is opened, so that the oil delivered by the oil pump 10 reaches the pressure atomizing nozzle 6. At the same time, air is conveyed into the chamber 4 via the fan 14. The emerging mixture is ignited via the ignition electrodes. A flame forms in the part of the flame tube 42 located in front of the downstream end of the mixing tube 38. Simultaneously with the ignition, the throttle valve 24 is raised to the operating position, controlled by regulators. The orifice diameter 36 is dimensioned such that the air within 15 of the mixing tube 38 has such a speed that the droplets of the sprayed oil do not strike the inner wall of the mixing tube 38 when the air throttle valve is open. Due to the air core jet, oxygen-poor combustion gas is sucked in via the annular space around the mixing tube 38 from the rear of the flame through the openings on the upstream rear of the mixing tube. These hot combustion gases surround the core jet and give off heat to the core jet. Another criterion for the dimensioning of the aperture and the air speed can be seen in the fact that the air speed in the mixing tube 38 should be greater than the flame progressing speed, in order to ensure that the flame is at a distance in front of the downstream end of the mixing tube 38 burns. From the given operating conditions, the minimum distance between the end of the mixing tube 38 facing the wall 34 and the wall 34 results at the same time. This distance is to be selected so that the recirculating gases flow into the mixing tube 38 with as little loss as possible and are in contact with the oil mist / air mixture of the core jet can mix 35 for heat exchange. The following dimensions have been found to be favorable for food burners:

1. Bei Verwendung von Druckzerstäuberdüsen für Durchsätze von 1,6-2,1 kg/h ergaben sich bei 1. When using pressure atomizing nozzles for throughputs of 1.6-2.1 kg / h resulted in

40 Blendendurchmesser D3 23,5-26 mm 40 aperture diameter D3 23.5-26 mm

Innendurchmesser des Mischrohres Dt 35 mm Inner diameter of the mixing tube Dt 35 mm

Innendurchmesser des Flammrohres D2 76 mm für alle Düsen jeweils sehr stabile Flammenfronten aus blaubrennenden Gasen. Inner diameter of the flame tube D2 76 mm for all nozzles very stable flame fronts from blue-burning gases.

45 2. Bei Verwendung von Druckzerstäuberdüsen für Durchsätze von 2,1-3,0 kg/h ergaben sich bei Durchmessern D3 der Blende 36 von 25-31 mm und den übrigen Abmessungen entsprechend 1. für alle Düsen stabile Flammenfronten aus blaubrennenden Gasen. 45 2. When using pressure atomizing nozzles for throughputs of 2.1-3.0 kg / h, diameters D3 of aperture 36 of 25-31 mm and the other dimensions correspond to 1. stable flame fronts from blue-burning gases for all nozzles.

so Eine für die Fabrikation vorgesehene Baureihe hat folgende Hauptabmessungen (alle Masse in mm): So a series intended for production has the following main dimensions (all dimensions in mm):

Modell model

D, D,

d2 d2

d3 d3

L, L,

L2 L2

Düse jet

U U

60 °H 60 ° H

55 55

kg/h kg / h

1 1

36 36

77 77

23,5 23.5

57 57

225 225

1,6 1.6

9 9

2 2nd

36 36

77 77

26 26

57 57

225 225

2,1 2.1

9 9

3 3rd

36 36

77 77

29 29

52 52

225 225

2,5 2.5

14 14

60 60

H=Hohl-Sprühkegel H = hollow spray cone

Bei allen Modellen betrug der Abstand L3 der Düsenöffnung von der Vorderkante der Luftblende 2 mm. In all models, the distance L3 of the nozzle opening from the front edge of the air panel was 2 mm.

Auf dem Prüfstand wurde für alle Modelle die Einhaltung folgender Verbrennungswerte festgestellt: Compliance with the following combustion values was determined for all models on the test bench:

C02 = 15% (annähernd theoretisches Maximum) C02 = 15% (approximately theoretical maximum)

Russ = 0 CO < 0,01% Soot = 0 CO <0.01%

628 724 4 628 724 4

Die Flammüberwachung wird bei blaubrennenden Ölbren- werden, wobei dann durch ein Untersetzungsgetriebe und gege- Flame monitoring will be started in the case of blue-burning oil, whereby a reduction gear and counter

nern nicht mehr optisch vorgenommen. Zur Gewährleistung ei- benenfalls ergänzende elektrische Regelelemente die erforderli- no longer optically. Additional electrical control elements to ensure the necessary

nes sicheren automatischen Betriebes für die blaubrennende che endliche Zeitverzögerung erzielt wird. Diese Arbeitsweise a safe automatic operation for the blue-burning, finite time delay is achieved. This way of working

Flamme ist eine Überwachung durch einen Ionisationsdetektor hat den Vorteil, dass der Luftanteil kontinuierlich erhöht wird. Flame is a monitoring by an ionization detector has the advantage that the air content is continuously increased.

44 möglich, der in üblicher Weise an ein Steuergerät 46 ange- 5 Das Einschalten des Motors kann auch in Abhängigkeit von der schlössen ist, über das bei Verlöschen der Flamme die Ölzufuhr Flammfeststellung über den Ionisationsindikator 44 vorgenom- 44 possible, which is connected in the usual way to a control unit 46. The motor can also be switched on as a function of the lock via which the oil supply flame detection takes place via the ionization indicator 44 when the flame is extinguished.

durch Schliessen des Ventils 18 unterbrochen und der Motor 12 men werden. Als Antrieb für die Luftklappe könnte auch ein abgeschaltet wird. Über das Steuergerät wird auch die Zündung Magnet mit bekannten Verzögerungsmitteln vorgesehen wer- interrupted by closing the valve 18 and the engine 12 men. As a drive for the air flap, one could also be switched off. The ignition magnet can also be provided via the control device with known delay means.

nach Ausbildung der Flamme in üblicher Weise abgeschaltet. den. Eine Verzögerung könnte sowohl für einen Magneten als switched off after the flame in the usual way. the. A delay could be both for a magnet as well

In der Praxis hat es sich als wesentlich herausgestellt, das 10 auch für einen Stellmotor auch durch einen Heissleiterwider- In practice it has turned out to be essential that the 10 also for a servomotor also by a thermistor.

Mischrohr 38 mit einer möglichst geringen Volumenmasse aus- stand gewährleistet werden. Es hat sich herausgestellt, dass es zubilden, bei gegebenen Abmessungen also mit einer möglichst im allgemeinen für eine sichere Zündung ausreicht, für etwa 3 geringen Wandstärke. Es wird dann erreicht, dass das Mischrohr bis 5 Sekunden mit einem unterstöchiometrischen Luftanteil an- Mixing tube 38 with the lowest possible volume mass outstanding. It has been found that it is sufficient to form, for given dimensions with one that is generally sufficient for reliable ignition, for about 3 small wall thicknesses. It is then achieved that the mixing tube is exposed to a substoichiometric amount of air for up to 5 seconds.

38 eine helle Rotglut annimmt, wodurch ein erheblicher Anteil zufahren. Es wurde festgestellt, dass innerhalb dieser Zeit eine der Wärme der rezirkulierten Verbrennungsgase als Strahlungs- 15 stabile Rezirkulationsströmung erzielt wird unter gleichzeitiger wärme auf das Gemisch aus Luft und Öltröpfchen übertragen Aufheizung des Mischrohres auf die Betriebstemperatur. Bei wird, wodurch wiederum eine vollständige Vergasung ohne dem beschriebenen Anfahren mit unterstöchiometrischem Luft- 38 takes on a bright red glow, which means that a significant proportion of the vehicle is driven. It was found that within this time one of the heat of the recirculated combustion gases as a radiation-stable recirculation flow is achieved while at the same time heat is transferred to the mixture of air and oil droplets, heating the mixing tube to the operating temperature. At, which in turn leads to complete gasification without the described start-up with substoichiometric air

Auftreffen der Öltröpfchen auf heisse Flächen sichergestellt anteil wurde keine Russbildung festgestellt. Wahrscheinlich wird. Bei den erwähnten Verhältnissen L^Di für das Mischrohr reicht zur vollständigen Verbrennung die jeweils im Feuerraum wird erreicht, dass das Mischrohr über seine Länge von sauer- 20 des Kessels vorhandene Luftmenge aus, um den erforderlichen stoffarmen Verbrennungsgasen umspült wird, so dass es bei Sauerstoffanteil zur Verfügung zu stellen. Abhängig von der When the oil droplets hit hot surfaces, no soot formation was found. Probably will. With the above-mentioned conditions L ^ Di for the mixing tube, it is sufficient for complete combustion that in the combustion chamber in each case the mixing tube is sufficient over its length of the air quantity present in the boiler to be flushed around the necessary low-combustion gases, so that it contains oxygen to provide. Depends on the

Mischrohren aus warmfesten Stählen zu keiner ausgeprägten jeweiligen Kesselbedingung kann es erforderlich sein, die Zeit Mixing tubes made of heat-resistant steels for any particular boiler condition may require time

Verzunderung oder Verbrennung des Mischrohres kommen bis zum vollständigen Öffnen der Drosselklappe auf 6 bis 10 Scaling or combustion of the mixing tube reaches 6 to 10 until the throttle valve is fully opened

kann. Das Mischrohr kann auch aus hitzebeständigen, kerami- Sekunden zu verlängern. can. The mixing tube can also extend from heat-resistant, ceramic seconds.

sehen Werkstoffen bestehen. 25 Allgemein gesehen ist es für eine sichere Zündung wichtig, see materials exist. 25 Generally speaking, for reliable ignition, it is important

Die Halterung des Mischrohres 38 kann statt durch die axia- den Brenner mit gegenüber der Luftgeschwindigkeit bei Vollast len Arme 40 auch durch radiale Arme erfolgen, die dann an der verminderter Geschwindigkeit anzufahren. Zweckmässig hat The holder of the mixing tube 38 can instead of the axial burner with compared to the air speed at full load len arms 40 also by radial arms, which then start at the reduced speed. Appropriately

Innenseite des Flammrohres 42 zu haltern sind. sich beim Anfahren im Raum 4 ein Überdruck von 23 bis Are to be held inside the flame tube 42. an overpressure of 23 to

Da bei stöchiometrischer Verbrennung im Flammrohr 42 25 mm WS als zweckmässig herausgestellt gegenüber einem praktisch kein freier Sauerstoff vorhanden ist, kann das Flamm- 30 Überdruck von 45 bis 55 mm WS bei Vollastbetrieb. Since with stoichiometric combustion in the flame tube 42 25 mm WS is found to be useful compared to practically no free oxygen, the flame 30 overpressure can range from 45 to 55 mm WS at full load.

röhr 42 auch aus warmfestem Stahl bestehen, ohne dass Ver- Bei Verwendung eines hydraulisch betätigten Stellmotors schleiss durch Verzunderung zu befürchten ist. Es besteht kann als Druckflüssigkeit das von der Pumpe 10 komprimierte selbstverständlich die Möglichkeit, das Flammrohr 42 auch aus Heizöl verwendet werden. tube 42 are also made of heat-resistant steel without the risk of wear due to scaling when using a hydraulically operated servomotor. There is of course the possibility that the flame tube 42 can also be used from heating oil as the pressure fluid which is compressed by the pump 10.

einem hitzebeständigen keramischen Material herzustellen, to manufacture a heat-resistant ceramic material,

oder aber ein Stahlrohr mit einer hitzebeständigen keramischen 35 Es kann unter Umständen auch zweckmässig sein, Mittel or a steel tube with a heat-resistant ceramic 35 It may also be appropriate to use medium

Auskleidung zu verwenden. Es ist weiter möglich, das Flamm- vorzusehen, mit denen neben einer Drosselung des Luftstromes • Use liner. It is also possible to provide the flame with which, in addition to throttling the air flow,

rohr gekühlt auszubilden, beispielsweise mit Kühlung durch das ein Anfahren des Brenners mit einem gedrosselten ölmengen- pipe cooled form, for example with cooling by starting the burner with a throttled oil quantity

Heizungswasser. Dabei kann das Flammrohr dann z.B. ein Teil ström möglich ist. Der Ölmengenstrom wird dann in den glei- Heating water. The flame tube can then e.g. some flow is possible. The oil flow is then fed into the

des Heizkesselwärmetauschers sein. Für gekühlte Flammrohre chen Zeiten, wie .sie oben für den Luftmengenstrom angegeben ist es nicht notwendig, hoch hitzebeständige Werkstoffe einzu- 40 sind, auf volle Leistung hochgefahren. Hierbei ist es möglich, of the boiler heat exchanger. For cooled flame tubes times such as those specified above for the air volume flow, it is not necessary to use highly heat-resistant materials, to 40 full power. Here it is possible

setzen. beim Anfahren das Ausmass des unterstöchiometrischen Be- put. when moving off, the extent of the substoichiometric loading

Die Verbrennung in dem beschriebenen ölbrenner ist weit- triebs gering zu halten und im Idealfall auch beim Starten des gehend unabhängig von der Grösse und Form des Feuerraumes Brenners bereits stöchiometrische Verbrennungsbedingungen des Kessels. Unter sehr ungünstigen Bedingungen kann es je- einzuhalten. The combustion in the oil burner described is largely to be kept low and, ideally, even when the burner is started, stoichiometric combustion conditions of the boiler regardless of the size and shape of the combustion chamber. It can be adhered to under very unfavorable conditions.

doch während der Zündphase zu Resonanzerscheinungen füh- 45 Voraussetzung ist, dass auch bei vermindertem Ölmengen- However, resonance phenomena occur during the ignition phase. 45 A prerequisite is that even with reduced oil volume

ren. Diese können dadurch vermieden werden, dass im Bereich ström die Zerstäubung des Öls nicht wesentlich verschlechtert der Flammenfront die Wandung des Flammrohres 42 mit eini- wird. Bis zu einem gewissen Mass sind hierbei auch grössere gen Bohrungen versehen wird. Die Geräuschentwicklung kann Öltröpfchen akzeptabel, da die Wandungen, insbesondere die auch durch eine Änderung des Flammrohrquerschnittes erreicht Wandung des Mischrohrs, deren Temperatur beim Anfahren im werden. Beispielsweise kann eine konische Erweiterung vorge- so allgemeinen im wesentlichen der Temperatur des Kesselwassers sehen oder dem Flammrohr, vom Hammenbereich ausgehend, (ca. 70-90 °C) entspricht, eine gewisse Speicherfähigkeit haben, Ren. These can be avoided by the fact that the atomization of the oil does not significantly worsen the wall of the flame tube 42 in the area of the flame front. To a certain extent, larger gene bores are also provided. The noise level can be acceptable as oil droplets, since the walls, in particular the wall of the mixing tube, which is also reached by changing the flame tube cross-section, the temperature of which when starting up are reduced. For example, a conical expansion can generally see essentially the temperature of the boiler water or correspond to the flame tube, starting from the hammock area (approx. 70-90 ° C), have a certain storage capacity,

ein sternförmiger Querschnitt gegeben werden. d.h. grössere Tröpfchen können sich zunächst auf den Wandun- a star-shaped cross-section can be given. i.e. larger droplets can initially

Ein besonderes Problem bei blaubrennenden Ölbrennern gen niederschlagen und hier einen Ölfilm bilden, der dann bei besteht darin, unter allen Betriebsbedingungen eine sichere Erreichen des Vollastbetriebes verdampft. A particular problem with blue-burning oil burners condenses down and forms an oil film here, which then consists in evaporating a safe achievement of full load operation under all operating conditions.

Zündung zu gewährleisten. J5 To ensure ignition. J5

Eine solche sichere Zündung wird dadurch erzielt, dass der Um den Brenner in Vollastbetrieb unter sich ändernden BeBrenner im Augenblick der Zündung mit einem gegenüber der dingungen mit möglichst konstantem Luftüberschuss, d.h. mög-Nennlast unterstöchiometrischen Luftanteil betrieben wird. Zu liehst genau stöchiometrisch, betreiben zu können, ist es zweck-diesem Zweck wird die Luftklappe 24 des Drosselventils 22 60 mässig, Mittel vorzusehen, mit denen der Luft- und/oder Öl-über den Stellmotor 26 in eine entsprechende Ausgangsstellung mengenstrom automatisch den jeweiligen Verhältnissen, insbe-gefahren, so dass bei einer erneuten Zündung nur ein entspre- sondere dem Luftdruck, der Lufttemperatur und/oder dem Kes-chend eingestellter unterstöchiometrischer Luftanteil in die selzug anpassbar ist. Such reliable ignition is achieved in that the burner around the burner in full load operation under changing burner at the moment of ignition with an excess of air which is as constant as possible compared to the conditions, i.e. mög nominal load is operated below the stoichiometric proportion of air. To be able to operate precisely stoichiometrically, it is appropriate — for this purpose the air flap 24 of the throttle valve 22 60 is moderate to provide means with which the air and / or oil flow rate flow through the servomotor 26 into a corresponding initial position automatically the respective Conditions, in particular, so that when the ignition is restarted, only a sub-stoichiometric proportion of air adjusted to the air pressure, the air temperature and / or the temperature can be adjusted.

Kammer 4 gefördert wird. Nach Zündung des Öles wird die Bei Druckzerstäubungsdüsen mit grösseren Durchsätzen ist Chamber 4 is promoted. After the oil has ignited, the pressure atomizing nozzles have a higher throughput

Luftklappe 24 über den Stellmotor 26 in die Offenstellung ge- ss vielfach die für die Vergasung erforderliche feine Zerstäubung fahren, in der die für die stöchiometrische Verbrennung erfor- nicht mehr erreichbar. Für Brenner mit grösseren Leistungen derliche Luftmenge durchgelassen wird. Der Stellmotor 26 kann kann es daher zweckmässig sein, im Abstand voneinander meh-gleichzeitig mit dem öffnen des Magnetventiles 18 eingeschaltet rere (wenigstens zwei) Düsen parallel oder gegeneinander ge- Air flap 24 via the servomotor 26 in the open position, in many cases drive the fine atomization required for the gasification, in which the atomization required for the stoichiometric combustion can no longer be reached. For burners with higher outputs, such air volume is let through. The servomotor 26 can therefore be expedient to switch on at a distance from one another several times simultaneously with the opening of the solenoid valve 18 (at least two) nozzles in parallel or against one another.

neigt anzuordnen, wobei die Querschnittform der Blende, des Mischrohres und gegebenenfalls des Flammrohres geometrisch entsprechend anzupassen wären. tends to be arranged, the cross-sectional shape of the diaphragm, the mixing tube and possibly the flame tube having to be adapted geometrically accordingly.

Die Blende kann, wie dargestellt, eine einfache ausgestanzte The screen can, as shown, a simple punched out

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Öffnung in einer scheibenförmigen Wand sein. Die Öffnung kann aber auch für ein kurzes Stück in Strömungsrichtung nach vorn rohrförmig gestaltet sein mit eckigem oder gerundetem Übergang zur Wand. Opening in a disc-shaped wall. However, the opening can also be tubular for a short distance in the direction of flow to the front with an angular or rounded transition to the wall.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Blue-burning oil burner, with an oil atomizing device, an aperture arranged in the flow direction after the outlet of the oil atomizing device, a mixing tube aligned coaxially therewith and an outer flame tube, the mixing tube being arranged in the flow direction behind and at a distance from the aperture opening by one To cause a backflow of part of the combustion gases from the flame tube into the mixing tube, characterized in that the orifice (36) is the only air passage to the flame tube that the ratio of the length (Lj) of the mixing tube (38) to its diameter (D [) at most 1.75 and the ratio of the length (L2) of the flame tube (42) to its diameter (D2) is not less than 2 and not greater than 5, and that the distance (L4) of the mixing tube (38) from the The orifice (34) is so large that the radial inlet cross-section between the orifice and the mixing tube is one to three times the difference between the mixing tube cross-section un d is the aperture cross section.

2. Oil burner according to claim 1, characterized in that the ratio of the length (LJ of the mixing tube (38) to its diameter (Dj) is at most 1.5.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Oil burner according to claim 1, characterized in that the ratio of the length (LJ of the mixing tube to its diameter (D :) is at most 1.

4. Oil burner according to claim 1, characterized in that the diameter (D2) of the flame tube (42) is 2 to 2.5 times the diameter (DJ of the mixing tube (38).

5. Oil burner according to claim 1, characterized in that the flame tube (42) has a constant cross section over its length.

6. Oil burner according to claim 1, characterized in that the flame tube (42) and the mixing tube (38) are cylindrical.

7. Oil burner according to claim 1, characterized in that the flame tube (42) has a changing cross-sectional profile downstream of the flame region.

8. Oil burner according to claim 1, characterized in that the wall of the flame tube (42) is provided with holes in the flame area.

9. Oil burner according to claim 1, characterized in that an air throttle valve (22) is provided, the flap (24) of which is provided with a drive (26) and that time switching means are provided for actuating this drive.

10. The method for operating the oil burner according to claim 1, which has an air throttle valve (22) with a flap (24) and an oil valve (18), characterized in that the burner started with the air throttle valve partially closed and the air supply after opening the oil valve by progressively opening the air throttle valve, the air content is increased slightly above the stoichiometric ratio.