DE1451410A1

DE1451410A1 - OElzerstaeuberduese

Info

Publication number: DE1451410A1
Application number: DE19641451410
Authority: DE
Inventors: Briggs Eugene C
Original assignee: MASTER CONSOLIDATED Inc
Current assignee: MASTER CONSOLIDATED Inc
Priority date: 1963-06-04
Filing date: 1964-05-20
Publication date: 1969-03-06
Also published as: US3215351A; NL142486B; NL6406284A; CH435524A; GB1003739A; BE648816A

Description

Dipl.-lng.egon

itrudHouser ·

Liei Munchen-Pasing,, den

Master Consolidated, Inc., 333 Vifest First Street

Davton. Ohio/USA

Unser Zeichen: M 902

ülzerstäuberdüse

Die Erfindung bezieht sich auf Düsen für Ölbrenner, die nach der·! Öaugprinzip arbeiten, wobei die Ansaugluft den Olstrom auf einen brennbaren Sprühstrahl reduziert.

Ss ist ein Ziel der Erfindung, sowohl den Aufbau als auch die 'feile und die Betriebsweise von ülbrennerdüsen zu vereinfachen, so dass derartige Düsen- nicht'nur in wirtschaftlicher Weise gefertigt werden können sondern auch wesentlich leistungsfähiger und zuverlässiger im Betrieb sind, wobei derartige Düsen ·■■ eiterhin in einem grossen Bereich van Anwendungsfällen verwendet werden können und eine.geringe 1Ieigung, haben, betriebsunfähig zu werden.

Ein Y/eiteres Ziel der Erfindung ist es,- eine Düse zu schaffen, die insbesondere durch die Einfachheit des Aufbaues

gekennzeichnet 9098 10/0402

gekennzeichnet ist, wo"bei die Gestaltung dieser· Düse eine . vollständige Herstellung auf automatischen .Drehbanken er— ' möglicht, wo"bei ein nachschleifen oder Nachpolieren od. dgl, ausgeschaltet wird. ■ ·-■

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist- es, eine neue Düse der ■beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher eine gewünschte Luftströmung mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann, ohne dass grosse Druckabfälle erforderlich sind, wie sie Vorrichtungen zu eigen sind, die eine grosse Bestri tion' der Luftströmung bewirken. '^; ■·'"· · ' · '

EIa weiteres Sei der Erfindung ist· eö*, eine Wirbelschicht-" strömung-In einer Ansaugdüse,-wie es noch zu beschreiben ■ ist, zu verwenden* " ■■ " " · ·"' '

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine neue Art der ■ ZUvsammenwirkurig■ zwischen Gehäuseteilen und Brenristoffeinlass rohr te ilen einer Düse' zu schaffen, wobei diese SeIIe zussBi wirken, um der Reihe nach in def-^: Strömung' der 'JJru'okluft ' '-eine Wirbelbewegung unter "Bedingungen einer- fortschreitenden Restriktion zu erzielen, eine Ausdehnung der wirbelnden "^: Luft und eine Abgabe dieser Luft ^r, die ,unter einem Winkel * erfolgt'und die unter den Bedingungen einer'Restriktion durchgeführt wird. ■

in 9098 10/0"4 0 2^ '

In den Figuren der Zeichnung ist ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Pig» 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungs— Beispieles der Erfindung,

Fig. 2 eine Längsschnittansieht der in Fig. 1 gezeigten Düse

und
Tig. 3 eine Querschnittansicht im wesentlichen genommen längs der Linie 3-3 der Fig. 2.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist einen Körper IO auf und ein Einlassrohr 11, wobei diese Teile zu einem einheitlichen 'ieil zusammengesetzt sind. Der Körper 10 ist im allgemeinen rohrförmig ausgebildet und ist hohl. Dieser Körper 10 ist an einem Ende offen und ist am gegenüberliegenden Ende durch eine Querwandung 12 verschlossen. In dieser Wandung 12 ist eine Durchbohrung 13 angeordnet, die koaxial zur Längsachse des Körpers lO verläuft. Innerhalb der Wandung 12 oder, wie Fig. 2 zeigt, rechts von der Yiarsdung 12 weist der Körper 10 einen äusseren Sechskantflansch 14 auf, der für ein Werkzeug zum Aus- und Einbau der Düse vorgesehen ist. Hinter dem Flansch 14 befindet sieh ein-Gewindeteil 15. Der Gewindeteil 15 endet an einem langgestreckten zylindrischen Schaftteil 16.

Das

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Das offene Ende des Körpers 10 dient zur Aufnahme des Einlassrohres 11/ Dieses Rohr weist zwischen seinen Enden einen zylindrischen Teil 17 auf, der mit Pressitz in einem Torsprung 16_;des Körpers 10 sitzt. Ein Flansch 18 am Rohr 11 liegt gegen das Ende des KörpervorSprunges 16 an, Tom zylindrischen. Teil 17 und vom Flansch 18 erstreckt sich in einer Richtung ein Rohrteil 19, der zur Befestigung "beispielsweise an einem Schlauch dient. Dieser Schlauch kann mit einem Kraftstoffbehälter in--Verbindung stehen. In entgegengesetzter Richtung erstreckt sieh vom zylindrischen Teil 17 und zwar innerhalb des Körpers 10 ein Torsprung 21, Das Rohr 11 ist koaxial zum Körper lO angeordnet und das innere Ende oder die Spitze des Torsprunpes 21 erstreckt sich dicht zur Öffnung 13 hin. Eine Einlassbohrung 22 im Rohr 19 mit einem verhältnismässig grossen Durchmesser ist über eine Zwischen— bohrung 23 mit kleinerem Durehmesser mit einer düsenartigen' Auslassbohrung 24 verbunden, die unmittelbar mit der öffnung 13 in Terbindung steht.

Die innere Wandung des Körpers 10 und die aussere Wandung des Rohres 21 sind im Abstand voneinander angeordnet und diese .Wandungen begrenzen eine ringförmige Kammer 25, die' mit Druckluft gespeist "wird und zwar durch eine oder durch mehrere seitwärts angeordnete Öffnungen 26, Im dargestellten AusführungsbeisTiiel sind zwei derartige Öffnungen vorhanden. Diese Öffnungen stellen mit eier Kamtier 25 ?a inneren-Ende . in Terbindung und zwar..unmittelbar neben dem inneren Ende

des • ^r 909810/0402 — -:■■·■■

des zylindrischen Teiles 17 des Rohres 11. Die Öffnungen 26 sind weiterhin relativ zur Kammer 25 derart tangential angeordnet, dass die eintretende Luft in eine kreisförmige Bahn um den vorspringenden Rohrteil 21 herum geleitet wird. Die einander gegenüberliegenden, miteinander zusammenwirkenden Oberflächen des Körpers 10 und des Vorsprunges 21 sind derart geformt, dass diese zusammen mit der bangentialen Luftzuführung bestimmte LuftstrÖmungsCharakteristiken ergeben. Die Innere Oberfläche des Körpers 10 ist im Bereich des Lufteinlasses 26 mit einer zylindrischen Oberfläche 27 ausgerüstet. Diese Oberfläche ist in ihrer" Länge relativ kurz und endet In einer langgestreckten konischen Oberfläche 28, die sich zur Körperachse hin verjüngt. Die konische Oberfläche 28 ist bei 29 kegelstumpfförmig abgeschnitten und dort geht diene Oberfläche in eine divergente Oberfläche 31 über, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur KÖrperachse verläuft. Die Oberfläche 31 endet Ihrerseits in der Häiis der !Bndwandung 12 in einer kurzen geneigten Oberfläche 32. i'iese Oberfläche 32 verbindet die Oberfläche 31 mit dem Ό raff- .·· der Körperöffnung 13.

.Der jiolirvorsprung 21 1st an seinem Baisende oder in der illiae des zylindrischen Seiles 17 mit einer zylindrischen Oberfläche '7? ausgerüstet, deren Länge in etv*a der Länge der zylindrischen Körperoberfläche ^7 entspricht. Die Oberfläche '}':> endet in der Hrris einer konischen Oberfläche 34, (Vj e ;;ich progressiv zum .-iude hin verjüngt und dort geht (liecje C.-erfl lohe in einen kurzen tiegel tall --35 über, der

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. . im

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im allgemeinen gegenüber der Oberfläche 32 des Körpers 10 angeordnet ist,

G-emäss dem Aufbau und der Anordnung der Seile wirken der Körper 10 und der .Rohrfortsatz 21 in der Weise miteinander zusammen, dass diese Teile eine Ringkammer 25 miteinander bilden, die durch einen zylindrischen Teil 36 im Bereich, des Lufteinlasses 26 gekennzeichnet ist, einen konischen Teil 37 hinter dem Teil 36, der bei 29 in ,einer Querschnittsverengung endet, wobei eine Expamiionskammer 28 und ,ein winklig gerichteter Auslassteil 29 vorgesehen ist, der ebenfalls eine Verengung aufweist. Die taztgentiale Anordnung der Öffnungen 26 erzeugt eine sich drehende Luftströmung in der Kammer %_t In die Kammer 37 tritt eine wirbelnde Luftströmung ein, deren Geschv/indigkeit ansteigt, wenn die Oberflächen 28 und 34 graduell ihre Durchmesser vermindern. . Am Kegelstumpf der konischen Kammer, wie „bei .29. dargestellt, ist die Strömung eingeengt und diese eingeengte Strömung tritt unter den Bedingungen einer kontinuierlichen Gescmvindigkeit in die Expansions kammer 3S ein«, ^DIe Ksniuer 3S bildet ein Reservoir fur ein Druckmedium zur Speisung des Auslasses 39 und zusätzlich bildet die Kammer 33 einen Strömunp-sraura, der eine Richtungsänderung der Strömung bewirkt, wie sie durch die geneigte Oberfläche 32 erforderlich ist. Die Luft wird am Austrit.hskan.al 39 gedrosselt und wird ('cösenartis· durch die Öffnung 13 derart hinciurch geleitet, dass der uruek am Ende des Kauales 24 des Kraftstoffrohres vermindert v;ird. ■ - ; .: ■"". ·. ■ .-""■■ .Dieses

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Dieses Vakuum oder diese Druckverminderung zieht den Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter zur Düse und mischt diesen mit der mit hoher Geschwindigkeit wirbelnden Luft, die durch die Öffnung 13 hindurch austritt. Daraus jölgt, dass der Auslass der Düsenspitze einen brennbaren Sprühstrahl aus luft und versprühtem Brennstoff abgibt, wobei der Sprühwinkel durch die neigung der Oberflächen 32 und 35 am Körper und am Rohr ■bestimmt wird.

Die Öffnung 13 kann als Auslass- oder Düsenöffnung betrachtet werden, die durch ihren ausgewählten Durchmesser dazu dient, den abgestrahlten Sprühstrahl zu steuern und zu richten. Die ülströmung wird durch den Durchmesser des Durchganges 24 bemessen. Luft wird der Düse über eine Luftpumpe od. dgl« zugeführt. Gemäss einem Merknal der Erfindung kann dieser Druck verhältnismässig niedrig sein, beispielsweise in der GrÖssenordnurg von 2. bis 4 Pfund pro Quadratzoll. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die Luftströmungskanäle insgesamt einen verhältnismäesig grossen Querschnitt haben. Die erforderliche Gese'iV:indi£--:eit, die für eine kräftige Sprühabstrahlung an der öffnung 13 erforderlich ist, wird durch die induzierte Y/irbelbewegung der Luft um das Rohr 21 herum erzeugt.

3?a tent an s pr i lohe

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Claims

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P a t e η tan s ρ r ü ο he

Düse für einen (^zerstäubungsbrenner od, dgl., gekennzeichnet durch einen Körper, der eine Längebohrung aufweist, die an einem Ende in einer Auslassöffnung mündet, wobei der Körper zwischen seinen linden seitliche Öffnungen zur tangentialen¹Zuführung von Luft in die Längsöffnung aufweist, wobei durch das andere Ende der Längsöffnung ein Brennstoffrohr eingesetzt ist, dessen eines Ende sich zur besagten Auslassöffnung hin erstreckt, wobei das besagte Rohr eine Durchbohrung aufweist, die an dem besagten einen Ende in einer Düsenöffnung mündet, die mit derbesagten Auslassöffnung fluchtet, wobei das Äussere des Rohres zusammen mit dem Körper einen.Luftringkanal bildet, der zu der besagten Auslassöffnung hin führt·

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Äussere des besagten Rohres und die Innenwandung der be~ sagten Längsbohrung zusammenwirken, um einen Kanal für den Luftdurch/rang zu bilden, der einen verhältnismäpsig reduzierten Quersclinitt hat.

5. Düse nach.Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,'dass dp.p Äuesere des besagten Rohres und die Innenwanduiig der Körperlängsbohrung derart einander entsprechend ^efornt sind, dass in-Längsrichtung im Abstand voneircder nngeordnete -Querschnittsverengun^en in den. Eingteanal vor-resohen sind und- ds?-o z^v"ipchen diesen Verengungen eire Jixps/rsicc ■— to.er ^e_O3.clnet ist. ⁹ ° ^{9 8 1} ° / 0 ^ 0 2

4. Düse für einen Zerstäubungsbrenner oder für einen ähnlichen Brenner, gekennzeichnet durch einen hohlen Körper, der eine Öffnung, aufweist, ein Brennstoffeinlassrohr,. welches durch die Öffnung in den Körper hindurch geführt- ist und welches sich mit seinem inneren -^nde zu dem besagten einen Ende des Körpers hin derart erstreckt, dass dieses Rohr der Düsenöffnung in dem Körper fluchtet, wobei dieses Rohr, zusammen mit dem; Körper, eine Ringkammer bildet, welche das Rohr
innerhalb des Körpers umgibt, wobei diese besagte Kammer . mit einem Ende an der Düi?enöffnung mündet und wobei das
andere Ende dieser Kammer durch das Rohr verschlossen ist und wobei Mittel vorgesehen sind, um Druckluft in diese
Ringkammer tangential einzuführen, damit diese Luft mit
einer Drehbewegung, zu der Düsenöffnung' hin strömt und am inneren Ende des Rohres einen verringerten Druck erzeugt, um eine Kraftstoffströmung durch das Rohr hindurch zu erzeugen. ■ .

5. Düse für einen Zerstäubungsbrenner oder einen ähnlichen
Brenner, gekennzeichnet durch einen Körper und ein Kraftstoffeinlassrohr, wobei das Kraftstoffeinlassrohr innerhalb des Körpers angeordnet ist und ein inneres Ende aufweist, wobei der Körper eine Auslassöffnung aufweist, die mit dem besagten inneren linde fluchtet, wobei der besagte Körper und das besagte Rohr eine Ringkammer um das Rohr ■ herum innerhalb der besagten Krmmer bilden, wobei Einlassmittel vorgesehen sind, um Druckluft in die besagte Kämmer tm,';ential zur Kammer einzulassen, wobei die Luftströmung

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in einer Yiirbelbahn zur Auslassöffnung hin erfolgt und wobei das innere Ende des Rohres und der Körper in der Umgebung der Öffnung einen querschnittsverengten Auslass für die Kammer bilden-r · ..

6. Düse nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Winkelausbildung am Rohr und am Körper an der Stelle des querschnittsveränderten Auslasses, die derart zusammenwirkt, dass eine gerichtete Abstrahlung von Luft in die Auslassöffnung zur Achse des Rohres hin erfolgt;.

7· Düse nach. Anspruch 5 _r dadurch gekennzeichnet, dass das Hohr und der Körper, derart geformt Bind, dass diese Teile in der Kammer vor dem querschnittsverengtem Auslass .einen konischen Teil bilden, der an seinem Basisen.de mit den Einlassmitteln verbunden ist_;, wobei zwischen dem querschnittsverengtem Auslass und dem Scheitelende des konischen Teiles eine Expansionskammer.. angeordnet ..ist, .^_n,,-. .....

8. Düse für. einen Zerstäubungsbrenner, od..., dgl., gekennzeichnet durch, einen, Kör per,,.der gegenüber lösende ,.offene ,und geschlossene Enden .aufweist, wobei ..das geschloesene-J3nde eine Öffnung kleinen Durchmessers zum Austritt von Luft und , Kraftstoff aufweist, wobei ein Kraftstoffeinlassrohr in diese Düse durch das -offene- Ende ,hindurch.hineinführt, ., ■ wobei dieses .Rohr. ein-_:.inneres -Ende .aufweist., r.elches .mit dem besagten Auslassende fluchtet, wobei das besagte Hohr

einen 9098 10/04CQ2· .. ■ ■ 0 ' M -^l' ^r

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einen Teil aufweist, um das besagte offene Ende des besagten Körpers abzuschliessen, wobei das besagte Rohr einen Teil mit vermindertem Durchmesser hat, um in dem besagten Körper eine ringförmige Luftkammer um das besagte Rohr herum zu begrenzen und wobei eine tangentiale Öffnung im besagten Körper vorgesehen ist, um Druckluft in die besagte Kammer einzugeben, wobei das besagte Rohr vor den besagten Teil desselben eine äussere 'JForm hat, die einen zylindrischen Teil im Querschnitt der Längsöffnung aufweist, wobei sich ein konischer Teil von dem besagten zylindrischen Teil zu dem besagten inneren Ende des Rohres erstreckt, wobei der besagte Körper einen Teil aufweist, der mit dem inneren Ende des besagten Rohres zusammenwirkt, um einen querschnittsverengten Auslass zu begrenzen, durch welchen hindurch Luft der Auslassöffnung des besagten Körpers zugeleitet wird,

9. Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ende des besagten Rohres und die zusammenwirkenden Teile des besagten Körpers zur Achse des besagten Rohres hin geneigt sind, um die Strömung durch die besagte Auslassöffnung im besagten Körper unter einem Winkel zu richten«

10.Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte körper vor den strömungsverengten Auslass derart

geformt

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geformt ist, dass in "Verbindung mit dem besagten Rohr eine Zwischenströmungsverengung in der besagten ringförmigen Kammer geschaffen wird und dass zwischen dem besagten strömungsverengten Auslass und dieser Mittelstelle eine Expansionskammer gebildet wird.

11. Düse für einen Zerstäubungsbrenner od. dgl., gekennzeichnet durch einen Körper, der gegenüberliegende offene und geschlossene Enden aufweist, wobei das geschlossene Ende eine Öffnung mit kleinem Durchmesser zum Austritt von Luft und Kraftstoff hat, wobei ein Kraftstoffeinlass— rohr in der Düse durch das offene Ende hindurch angeordnet ist und ein inneres Ende/aufweist, ■ welches mit der besagten Auslassöffnung fluchtet, wobei das besagte Rohr einen Teil aufweist, um das besagte offene Ende des besagten Körpers zu schlie'ssen, wobei das Rohr hinter diesem Teil im Durchmesser vermindert ist, um in diesem Körper eine Ringluftkammer, um dieses Rohr herura zu bilden, wobei tangentiale Öffnungen im besagten Körper vorgesehen sind, um Druckluft in die Kammer einzulassen, wobei dar, Rohr hinter dem besagten Teil eine äussere Konfiguration hat, die. einen zylindrischen 'feil in der Querschnitts-ebene der tmif-entialen Öffnung list und einen konirclien l'eil, der sich von dem besagten zylindrischen '.'eil zum besaiten inneren Ende des Rohres hin erstreckt, vobei der besagte Körper eine konische Inrienlconfigurstion aufweist, die zur Achse des besagten Rohres hin geneigt ist und die kurz vor dem inneren i-Jnüe des Rohres enäet, uv in Verb ir

9 8 1,0/0.4.0 2; " _mli.

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mit dem Ausseren des Rohres einen querschnittsverengten

-λαχί tief",- " ν . ■--,--"■-■ .--.·.- ■■ ^: · ■■'.-,

Hing su bilden, wobei die "besagte konische Konfiguration

;:'::>b £i0rfO3i: -■ ■·""■ '-■■■■· " ^: -,.·-■-.

dec "besagten Körpers in eine andere Körperkonfiguration

-Ιζ-ϊάί.ι -ie - · " - - ·■.-.■..-.- · in divergenter Beziehung zu dieser übergeht, wodurch eine

Expansionskammer gebildet wird, wobei die besagte andere Körperkonfiguration in eine Winkelkonfiguration übergeht,

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die zu der besagten Auslassöffnung hin führt, wobei das besagte innere Ende des besagten Rohres mit der besagten Y/inkelkonfiguration zusammenwirkt, um einen strömungsverengten Auslafjs aus der Ringkammer zu bilden.

12. Dü;\e nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine kegelstumpfförmige Oberfläche am inneren Ende des besagten Rohres, die mit der besagten "^rinkelkonfiguration am be-

- r* if £1 ri - - . ...

sagten Körper einen StrÖmungsdurchlass begrenzt, der in 7inkelrichtung zur Achse der besagten Auslassöffnung hin .rerichtet ist*

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