CH676386A5

CH676386A5 - Injector nozzle for heating oil burner

Info

Publication number: CH676386A5
Application number: CH384188A
Authority: CH
Original assignee: Oertli Ag
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1991-01-15
Also published as: FR2637963A1

Abstract

An injector nozzle for a heating oil burner consists of a nozzle tip (1) with an orifice (2), a rotary element (3) which turns on the inside of the nozzle tip, and a filter (4) which is situated behind the rotary element and is fixed to the body of the nozzle tip. The filter is made from a fritted material which fills the inside of the nozzle at least as far as the rear end of the rotary element. It can be enclosed by a sleeve open at one end, which can also be made from a fritted material, such as a metal, ceramic, plastics or glass.

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerstäuberdüse für einen Ölbrenner mit einem eine Düsenöffnung aufweisenden tassenförmigen Düsenkörper, einem innerhalb des Düsenkörpers im Bereich der Düsenöffnung angeordneten Drallkörper und einem dem Drallkörper vorgelagerten und am Düsenkörper befestigten Filter. The present invention relates to an atomizer nozzle for an oil burner with a cup-shaped nozzle body having a nozzle opening, a swirl body arranged within the nozzle body in the region of the nozzle opening and a filter upstream of the swirl body and fastened to the nozzle body.

Nach allgemein bekanntem Stand der Technik werden Düsen zur Zerstäubung von Öl generell, aber insbesondere solche mit kleinen Durchsätzen, mit einem Filter auf der Eingangsseite ausgerüstet. Bei montierter Düse wird der Filter allseitig aus der sogenannten Filterkammer des Düsenhalters von Öl angeströmt. Als Charakteristische Arten werden Siebfilter oder durchlässige Sinterfilter, in beiden Fällen immer hohl, verwendet. According to the generally known prior art, nozzles for atomizing oil in general, but in particular those with small throughputs, are equipped with a filter on the inlet side. When the nozzle is installed, oil flows on all sides from the so-called filter chamber of the nozzle holder. Sieve filters or permeable sinter filters, always hollow in both cases, are used as characteristic types.

Zwischen dem Filter und dem Drallkörper sind grössere oder kleinere Hohlräume vorhanden, welche vom gefilterten Öl durchströmt werden. Vielfach sind in diesen Hohlräumen nebst dem Öl auch erhebliche Lufteinschlüsse vorhanden. There are larger or smaller cavities between the filter and the swirl body, through which the filtered oil flows. In addition to the oil, there are often considerable air pockets in these cavities.

Die bisher angewendeten Filter, wie oben beschrieben, waren für reine Filterfunktion gedacht. Der zwischen der Filterkammer und dem Drallkörper vorhandene Raum wird sich während einer längeren Stillstandszeit des Brenners entleeren und inklusive der Filterkammer zumindest zum Teil mit Luft füllen, was ein Nachteil ist. Diese Erscheinung wirkt sich besonders negativ aus bei zweistufig arbeitenden Ölbrennern, die auf dem sogenannten 2-Düsen-prinzip basieren. Dieses Prinzip wird angewendet bei reinen Ölbrennern oder Zweistoffbrennern (wechselweise Öl- oder Gasbetrieb), wobei bei Zwei-stoffbrennern, die Ölseitig mit dem 1-Düsenprinzip arbeiten, die gleiche negative Erscheinung auftritt. The filters used so far, as described above, were intended for pure filter function. The space between the filter chamber and the swirl body will empty during a longer standstill of the burner and, at least in part, will fill with air, which is a disadvantage. This phenomenon has a particularly negative effect on two-stage oil burners that are based on the so-called 2-nozzle principle. This principle is applied to pure oil burners or dual-fuel burners (alternate oil or gas operation), whereby the same negative phenomenon occurs with dual-fuel burners that work on the oil side with the 1-nozzle principle.

Beim 2-Düsenprinzip wird bei Teillast nur eine der beiden Düsen betrieben und bei Vollast noch die zweite Düse dazugeschaltet. Beim Zweistoffbrenner kommt hinzu, dass während des Gasbetriebes eine bzw. beide Düsen des Ölsystems ausser Betrieb ist/sind, d.h. zum Zeitpunkt der nächsten Wiederinbetriebnahme weitgehend entleert îstf sind. Eine teilweise oder völlig entleerte Düse benötigt bei der Inbetriebnahme eine gewisse Zeit für den Auffüllvorgang, wobei die eingeschlossene Luft vorerst zusammen mit dem Zerstäubungsmedium über die Düsenbohrung ausgestossen werden muss. With the 2-nozzle principle, only one of the two nozzles is operated at partial load and the second nozzle is activated at full load. With the dual-fuel burner, one or both nozzles of the oil system are / are out of operation during gas operation, i.e. are largely empty at the time of the next restart. A partially or completely emptied nozzle requires a certain amount of time for the filling process during commissioning, the trapped air first having to be expelled together with the atomizing medium via the nozzle bore.

Die dabei erzeugte Zerstäubungscharakteristik führt sehr häufig zu Fiammenabriss bzw. zu Brennerstörung, was eine manuelle Entriegelung durch den Betreiber erfordert. The atomization characteristics generated in this way very often lead to flame breakage or to burner failure, which requires manual unlocking by the operator.

Ziel der Erfindung ist es, eine Zerstäuberdüse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Hühlraum bis zum Drallkörper auf ein Minimum verringert ist, um bei abgeschaltetem Brenner den Ausfiuss von flüssigem Brennstoff aus der Düse zu verhindern. The aim of the invention is to provide an atomizing nozzle of the type mentioned in the introduction, in which the cooling space down to the swirl body is reduced to a minimum, in order to prevent liquid fuel from flowing out of the nozzle when the burner is switched off.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind darin zu sehen, dass flüssiger Brennstoff bis nahe an den Drallkörper zur Verfügung steht, und dass keine bzw. nur äusserst geringe Lufteinschlüsse auftreten. The advantages that can be achieved with the invention can be seen in the fact that liquid fuel is available up to close to the swirl body, and that there are no or only extremely small air pockets.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, Further features and advantages result from the dependent claims,

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention is explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Zerstäuberdüse, 1 shows a section through an embodiment of an atomizing nozzle according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Zerstäuberdüse, 2 shows a section through a second embodiment of an atomizing nozzle according to the invention,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Zerstäuberdüse, 3 shows a section through a third embodiment of an atomizing nozzle according to the invention,

Fig, 4 einen Schnitt durch ein viertes Ausfüh-rungsbeispiel einer erfindungsgemässen Zerstäuberdüse, 4 shows a section through a fourth exemplary embodiment of an atomizing nozzle according to the invention,

Fig. 5 einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Zerstäuberdüse und Fig. 5 shows a section through a fifth embodiment of an atomizer nozzle according to the invention and

Fig. 6 einen Schnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Zerstäuberdüse. Fig. 6 shows a section through a sixth embodiment of an atomizer nozzle according to the invention.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Zerstäuberdüse einen tassenförmigen Düsenkörper 1, der eine Düsenöffnung 2 aufweist, einen Drallkörper 3, der als Kegelstück mit ölführenden Tangentialschlitzen ausgebildet und der innerhalb des Düsenkörpers 1 im Bereich der Düsenöffnung 2 angeordnet ist, und einen Filter 4, der dem Drallkörper 3 vorgelagert und im Düsenkörper 1 eingeschraubt rst. Hierzu weist der Düsenkörper 1 am offenen Ende einen Innengewindeabschnitt 5 auf. An diesem Ende ist der Düsenkörper 1 zudem mit einem Aussengewindeabschnitt 6 versehen, um die Zerstäuberdüse in einen gestrichelt dargestellten Düsenhalter 7 einzuschrauben. In the embodiment shown in FIG. 1, the atomizer nozzle contains a cup-shaped nozzle body 1, which has a nozzle opening 2, a swirl body 3, which is designed as a cone piece with oil-carrying tangential slots and which is arranged inside the nozzle body 1 in the region of the nozzle opening 2, and a filter 4 , which is in front of the swirl body 3 and screwed into the nozzle body 1. For this purpose, the nozzle body 1 has an internally threaded section 5 at the open end. At this end, the nozzle body 1 is also provided with an external thread section 6 in order to screw the atomizer nozzle into a nozzle holder 7 shown in broken lines.

Der Filter 4 ist ein Sinterkörper und besteht aus einem ausserhalb des Düsenkörpers 1 liegenden Aussenfilterabschnitt und einem im Düsenkörper 1 liegenden Innenfilterabschnitt. Der Sinterkörper 4 ist mit einem Aussengewindeabschnitt 8 zum Einschrauben in den Düsenkörper 1 versehen und hat einen Abschnitt 9, um den Drallkörper zu halten. The filter 4 is a sintered body and consists of an outer filter section lying outside the nozzle body 1 and an inner filter section lying in the nozzle body 1. The sintered body 4 is provided with an externally threaded section 8 for screwing into the nozzle body 1 and has a section 9 for holding the swirl body.

Der Drallkörper 3 hat einen zylindrischen Ansatz 10, der in ein Sackloch 11 im Abschnitt 9 hineinragt. The swirl body 3 has a cylindrical projection 10 which projects into a blind hole 11 in section 9.

Gegenüber dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel nach Figur 2 dadurch, dass der Riter 4 aus einem Sinterkörper 14 und einem aus Vollmetall hergestellten Gewindering 15 besteht, um den Filter 4 in den Innengewindeabschnitt 5 des Düsenkörpers 1 einzuschrauben. Compared to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, the second exemplary embodiment according to FIG. 2 differs in that the riter 4 consists of a sintered body 14 and a threaded ring 15 made of solid metal in order to screw the filter 4 into the internally threaded section 5 of the nozzle body 1.

Wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, erstreckt sich der Sinterkörper innerhalb des Düsenkörpers 1 bis zu dem Eintrittsspalt 12 zu den Tangentialschlitzen, deren Anordnung und Ausbildung an sich bekannt und daher nicht beschrieben sind. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the sintered body extends within the nozzle body 1 to the entry gap 12 to the tangential slots, the arrangement and design of which are known per se and are therefore not described.

Dadurch werden jene Hohlräume, die sich nach dem Abstellen der Ölzufuhr mit Luft füllen können, im wesentlichen Masse reduziert. Da der Sinterkörper 4 aufgrund der Kapillarwirkung ähnlich einem Schwamm das Öl über längere Zeit zurückbehält, er5 As a result, those cavities that can fill with air after the oil supply is shut off are substantially reduced in mass. Since the sintered body 4 retains the oil for a long time due to the capillary action like a sponge, it 5

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gibt sich als besonders vorteilhaft, dass sofort Öl am Eintrittsspalt 12 zu den Tangentialschlitzen zur Verfügung steht. turns out to be particularly advantageous that oil is immediately available at the inlet gap 12 to the tangential slots.

Das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel enthält einen tassenförmigen Düsenkörper 1 mit einer Düsenöffnung 2 und einen Drallkörper 3, die gleich wie jene in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet sind. Gegenüber den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1 und 2 ist ein Montagering 16 für den Drallkörper 3 vorgesehen. Dieser Montagering 16 weist ein Aussengewinde auf und hat eine Bohrung 18 zur Aufnahme des Ansatzes 10 des Drallkörpers 3. Im Montagering 16 sind radial gerichtete Bohrungen 19 ausgebildet. Der Filter 4 besteht aus einem aus Vollmetall hergestellten Gewindering 15 und einem Sinterkörper 20, der sich durch den Montagering 16 bis nahe zu dem Drallkörper 3 erstreckt. Aus Figur 3 ist für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass der Filter 4 auch als Sinterkörper ausgebildet werden kann, d.h. der Gewindering 15 weggelassen werden kann. The third exemplary embodiment shown in FIG. 3 contains a cup-shaped nozzle body 1 with a nozzle opening 2 and a swirl body 3, which are designed in the same way as those in the exemplary embodiments described above. Compared to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, a mounting ring 16 is provided for the swirl body 3. This mounting ring 16 has an external thread and has a bore 18 for receiving the shoulder 10 of the swirl body 3. Radially directed bores 19 are formed in the mounting ring 16. The filter 4 consists of a threaded ring 15 made of solid metal and a sintered body 20 which extends through the mounting ring 16 to close to the swirl body 3. From Figure 3 it is readily apparent to those skilled in the art that the filter 4 can also be designed as a sintered body, i.e. the threaded ring 15 can be omitted.

Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Aufbau ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3. Diese Zerstäuberdüse enthält einen tassenförmigen Düsenkörper 1, einen Drallkörper 23, einen Montagering 24 für den Drallkörper und einen Filter 4. Der Filter 4 besteht aus einem Sinterkörper 25 und einem Gewindering 26. Der Sinterkörper 25 hat einen Ansatz 27, der in den Montagering 24 hineinragt und sich innerhalb des Düsenkörpers 1 bis zum Drallkörper 23 erstreckt. In der am Drallkörper 23 anliegenden Stirnseite des Montageringes 24 sind radial verlaufende Ausnehmungen 28 vorhanden, um den flüssigen Brennstoff dem Eintrittsspalt 12 zu den Tangentialschlitzen zuzuführen. The embodiment shown in FIG. 4 is similar in construction to the embodiment shown in FIG. 3. This atomizer nozzle contains a cup-shaped nozzle body 1, a swirl body 23, a mounting ring 24 for the swirl body and a filter 4. The filter 4 consists of a sintered body 25 and a threaded ring 26. The sintered body 25 has a shoulder 27 which projects into the mounting ring 24 and extends within the nozzle body 1 to the swirl body 23. Radially extending recesses 28 are provided in the end face of the mounting ring 24 resting on the swirl body 23 in order to feed the liquid fuel to the entry gap 12 to the tangential slots.

Gegenüber dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier der Hohlraum auf ein Minimum beschränkt, d.h. der Filter 4 erstreckt sich bis zu den radialen Ausnehmungen 28 im Montagering 24. Compared to the embodiment shown in Figure 3, the cavity is limited to a minimum here, i.e. the filter 4 extends up to the radial recesses 28 in the mounting ring 24.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Zerstäuberdüse, bei denen anstelle des Sinterkörpers eine Füllung aus Sintermaterial verwendet wird. FIGS. 5 and 6 show exemplary embodiments of the atomizing nozzle in which a filling made of sintered material is used instead of the sintered body.

Die Zerstäuberdüse nach Figur 5 enthält einen tassenförmigen Düsenkörper 1, einen Drallkörper 3 und einen Montagering 16, die gleich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3 ausgebildet sind und daher nicht beschrieben werden. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, besteht der Filter 4 aus einem einseitig offenen Gehäuse 31, einer Füllung aus einem Sintermaterial 32 und einem Flüssigkeit durchlassenden Abschlusselement 33, um das Sintermaterial im Gehäuse 31 zu halten. Das Gehäuse 31 besteht aus Vollmetall und weist radial gerichtete Öffnungen 34 auf, um den flüssigen Brennstoff aus dem Düsenhalter 7 zuzuführen. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass das Gehäuse 31 als Sinterkörper ausgebildet sein kann, so dass die Öffnungen 34 entfallen können. Die Füllung besteht aus gesinterten Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 20 und 1000 um und ist gestopft. The atomizer nozzle according to FIG. 5 contains a cup-shaped nozzle body 1, a swirl body 3 and a mounting ring 16, which are designed in the same way as in the embodiment according to FIG. As can be seen from FIG. 5, the filter 4 consists of a housing 31 which is open on one side, a filling of a sintered material 32 and a liquid-permeable closure element 33 in order to hold the sintered material in the housing 31. The housing 31 is made of solid metal and has radially directed openings 34 in order to supply the liquid fuel from the nozzle holder 7. It is obvious to the person skilled in the art that the housing 31 can be designed as a sintered body, so that the openings 34 can be omitted. The filling consists of sintered balls with a diameter between 20 and 1000 µm and is stuffed.

Die in Figur 6 dargestellte Zerstäuberdüse enthält auch eine gestopfte Sintermaterial-Füllung. Die Zerstäuberdüse hat einen tassenförmigen Düsenkörper 1 und einen Drallkörper 3, die gleich wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ausgebildet sind. Die Zerstäuberdüse enthält ferner einen Filter 4, der aus einem zweiteiligen, zylinderförmigen Gehäuse mit einem ausserhalb des Düsenkörpers 1 liegenden Teil 35 und einem innerhalb des Düsenkörpers 1 liegenden Teil 36 und einer Füllung aus Sintermaterial 37 besteht. Der ausserhalb liegende Gehäuseteil 35 ist einseitig offen und mit der offenen Seite in den Innengewindeabschnitt 5 des Düsenkörpers 1 eingeschraubt und weist hierzu einen Aussengewindeabschnitt 38 auf. Der innenliegende Gehäuseteil 36 ist ebenfalls einseitig offen und an der anderen Stirnseite mit einer Bohrung 40 zur Aufnahme des Ansatzes 10 des Drallkörpers 3 versehen. Am offenen Ende des innenliegenden Teiles ist ein Ansatz 39 ausgebildet, um die Gehäuseteile 35 und 36 zu zentrieren. Die Gehäuseteile 35, 36 sind als Sinterkörper ausgebildet. The atomizer nozzle shown in Figure 6 also contains a stuffed sintered material filling. The atomizer nozzle has a cup-shaped nozzle body 1 and a swirl body 3, which are designed in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. The atomizer nozzle also contains a filter 4, which consists of a two-part, cylindrical housing with a part 35 lying outside the nozzle body 1 and a part 36 lying inside the nozzle body 1 and a filling of sintered material 37. The outer housing part 35 is open on one side and screwed with the open side into the internal thread section 5 of the nozzle body 1 and for this purpose has an external thread section 38. The inner housing part 36 is also open on one side and provided on the other end face with a bore 40 for receiving the shoulder 10 of the swirl body 3. At the open end of the inner part, an extension 39 is formed in order to center the housing parts 35 and 36. The housing parts 35, 36 are designed as sintered bodies.

Diese Ausführungsbeispiele eigenen sich insbesondere zur Umrüstung bestehender Anlagen. These exemplary embodiments are particularly suitable for converting existing systems.

Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Gehäuseteiie 35, 36 aus Vollmetall bestehen können, wobei der ausserhalb des Düsenkörpers 1 liegende Teil mit Öffnungen, wie in Figur 5 dargestellt und der innerhalb des Düsenkörpers 1 liegende Teil mit radialen Ausnehmungen, wie in Figur 4 dargestellt, versehen ist. It is obvious to the person skilled in the art that the housing parts 35, 36 can consist of full metal, the part lying outside the nozzle body 1 with openings, as shown in FIG. 5, and the part lying inside the nozzle body 1 with radial recesses, as in FIG. 4 shown, is provided.

Der Sinterkörper kann aus Metall, Keramik, ther-mo- oder duroplastischem Kunststoff, Glas oder einem anderen geeigneten Material, und die Füllung kann aus Granulat dieser Materialien bestehen. The sintered body can be made of metal, ceramic, thermoplastic or thermosetting plastic, glass or another suitable material, and the filling can consist of granules of these materials.

Der Aussenfilterabschnitt kann insbesondere zylinderförmig, kegelförmig oder halbkugelförmig ausgebildet sein. The outer filter section can in particular be cylindrical, conical or hemispherical.

Besteht das Gehäuse aus Vollmetall, so können die Öffnungen 34 als Durchgangslöcher oder Schlitze ausgebildet sein. If the housing is made of solid metal, the openings 34 can be designed as through holes or slots.

Claims

1. atomizer nozzle for an oil burner with a cup-shaped nozzle body having a nozzle opening, a swirl body arranged within the nozzle body in the area of the nozzle opening and a filter upstream of the swirl body and attached to the nozzle body, characterized in that the filter (4) is in a cup-shaped nozzle body to the swirl body (3) extending cavity substantially.

2. Atomizer nozzle according to claim 1, characterized in that the filter (4) fills the cavity up to the inlet gap (12) to the swirl slots of the swirl body (3).

3. Atomizer nozzle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the filter (4) is designed as a sintered body.

4. Atomizer nozzle according to claim 3, characterized in that the sintered body (20) is mounted in the nozzle body and has a section (21) which extends close to the swirl body (3).

5. atomizer nozzle according to claim 3, characterized in that the sintered body (4, 14) in

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Nozzle body (1) is mounted and has a section (9) to hold the swirl body (3) in the region of the nozzle opening (2),

6. Atomizer nozzle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the filter (4) has a housing (31) which is open on one side and which is mainly located outside the nozzle body (1) with the open side mounted on the nozzle body (1), a sintered material Filling (32) and a closure element (33) to hold the sintered material (32) in the housing.

7. Atomizer nozzle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the filter (4) is a two-part, cylindrical housing with an outside of the nozzle body (1) part (35) which is fastened to the nozzle body, and one inside the nozzle body (1) lying part (36), which is provided with a bore (40) for receiving the swirl body (3), and has a sintered material filling.

8. Atomizer nozzle according to one of claims 6 or 7, characterized in that the filling consists of sintered balls with a diameter between 20 and 1000 (in.

9. atomizer nozzle according to one of claims 6 or 7, characterized in that the housing (31; 35; 36) is designed as a sintered body.

10. Atomizer nozzle according to one of claims 6 or 7, characterized in that the housing (31; 35, 36) is designed as a solid metal body and is provided with openings (34) for supplying the fuel.

11. Atomizer nozzle according to one of claims 6 or 7, characterized in that the housing (31) is designed as a sieve.

12. Atomizer nozzle according to one of claims 4 to 10, characterized in that the sintered material is selected from the group consisting of metal, ceramic, thermoplastic or thermosetting plastic or glass.

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