DE1501840C3 - Ölbrenner mit Druckluft als Zerstäubungsmittel - Google Patents

Description

j F i g. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch das

Vorderende des in F i g. 1 gezeigten Ölbrenners.
j Der dargestellte Niederdruck-Ölbrenner weist eine

: Ölzufuhrleitung 12, ein diese Leitung umgebendes Zufuhrrohr 14 für Zerstäubungsluft, ein das Rohr 14 umgebendes Zufuhrrohr 16 für die Verbrennungsluft ': sowie eine als ganze mit Position 18 bezeichnete Zerstäubungsvorrichtung am inneren Ende des Brenners : auf. Die Ölzufuhr ist am äußeren Ende 20 der Ölzufuhrleitung 12, die Zerstäubungsluftzufuhr an den ' Rohranschluß 22 und die Verbrennungsluftzufuhr an das Rohranschlußstück 24 angeschlossen,
Die Zerstäubungsluft ist Niederdruckluft mit

einem Druck von z.B. etwa 0,07 bis 0,1 atü. Die Verbrennungsluft kann mit noch niedrigerem Druck j von z.B. etwa 0,016 atü zugeführt werden. Die Ver-J brennungsluft kann jedoch auch mit dem gleichen j Druck wie die Zerstäubungsluft zugeführt werden, { wobei dasselbe Gebläse für die Zerstäubungsluft und für die Verbrennungsluft verwendet werden kann.

Gemäß Fig. 4 weist die Zerstäubungsvorrichtung v_x 18 am Ende der ölzufuhrleitung 12 einen Düsenkopf I)' 26 auf, der mittels eines Gewindes 27 auf der ölzu- ! fuhrleitung 12 befestigt ist. Dieser Düsenkopf weist in axialer Richtung eine Abschlußkappe auf und besitzt eine Vielzahl von quer zu der Brennerachse angeordneten Ölzufuhrbohrungen 28. In ihrer einfachsten Form sind die Bohrungen 28 radial angeordnet. Im vorliegenden Fall sind acht dieser Bohrungen vorgesehen. An den Enden der Bohrungen 28 ist vorzugsweise eine flache Umfangsnut zur besseren ölverteilung um die Düse herum ausgebildet. Im vorliegenden Fall besteht die Nut aus einem ringförmigen Absatz 30.

Die Zerstäubungsvorrichtung 18 weist weiterhin ein Zwischenstück 32 für die Zerstäubungsluft um den Düsenkopf 26 herum auf. Das Zwischenstück 32 teilt praktisch die Zerstäubungsluft in innerhalb des Zwischenstücks 32 strömende primäre und außerhalb des Zwischenstücks 32 strömende senkundäre Zerstäubungsluft. Die Innenfläche des Zwischenstücks 32 ist so geformt, daß die Durchflußgeschwindigkeit der Luft bei den Bohrungen 28 erheblich erhöht wird. Zu diesem Zwecke ist der Ringraum zunächst auf der Anströmseite 34 konvergent. Anschließend auf der Abströmseite 36 ist der Ringraum zwar divergent, jedoch ist an dieser Stelle der Düsenkopf 26 selbst noch stärker divergent, so daß die hohe Luftgeschwindigkeit im wesentlichen erhalten, wenn nicht gar erhöht wird.

Das durch die Ölzufuhrbohrungen 28 fließende Öl tritt quer zum Luftstrom aus, und die Luft hoher Geschwindigkeit zerstäubt das Öl und reißt es mit. Bei hoher Ölgeschwindigkeit trifft das öl auf der Abströmseite 36 auf die Innenfläche des Zwischenstücks 32 auf, womit weiterhin zur Zerkleinerung und Zerstäubung des Öls beigetragen wird. Die Luft strömt nach außen aus dem Zwischenstück 32, das vorzugsweise in einer relativ scharfen Kante endet, wodurch das öl weiter zerstäubt wird. Die Zerstäubungsvorrichtung weist am Außenrand sowie am Außenrand des Absatzes 30 je eine scharfe Kante auf, die gleichfalls zur Zerstäubung des Öls beitragen. Der Absatz 30 schirmt das aus den Bohrungen austretende öl so weit ab, daß es sich leichter um die Düse zwischen den Bohrungen verbreitet, wodurch eine bessere Verteilung und somit auch eine wirksamere Zerstäubung des Öls erreicht wird. Schließlich wirkt der Strom der sekundären Zerstäubungsluft auf den sich. ausbreitenden Strom mit Öl durchsetzter primärer Zerstäubungsluft.

Gemäß F i g. 3 und 4 ist der hintere Teil des Düsenkopfes 26 mittels Flügel 44 zentriert. Im vorliegenden Fall sind fünf Flügel vorhanden, die schraubenförmig zwischen dem hinteren bzw. zylindrischen Teil 46 der Ölzerstäubungsdüse und dem Zwischenstück 32 angeordnet sind. Die Flügel 44 erteilen der

ίο Luft eine Spiralbewegung. Dadurch wird der Luftstrom zusätzlich zu der Wirkung der divergenten Bahn noch weiter nach außen abgelenkt.

Weiter ist das Zwischenstück 32 gemäß F i g. 2,3 und 4 mittels radialer Schaufeln 48 zentriert. Im vorliegenden Falle sind fünf solcher Schaufeln in axialer Richtung angeordnet. In diesem Fall wird die Luft vorzugsweise nicht in Drehung versetzt, sondern, möglichst nach vorne und sogar etwas nach innen bewegt, um ein sofortiges Zusammentreffen und Misehen mit dem Öl an der Vorderkante zu fördern und dieses wirksam zu zerstäuben.

Der wirksame Teil des Düsenkopfes 26 (Fig.4) ist der divergente Teil. Der zylindrische Teil 46 dient in der Hauptsache zur zweckmäßigen Befestigung und Zentrierung. Die Flügel 44 und die Schaufeln 48 sind vorzugsweise am hinteren Teil der ölzerstäubungsvorrichtung angeordnet, d. h. um den zylindrischen Teil 46 herum, also hinter dem divergenten Teil des Düsenkopfes, so daß die durch die Flügel getrennten nebeneinander verlaufenden Luftströme die Möglichkeit haben, zu einem Ringstrom zusammenzuströmen, bevor sie auf das Öl treffen.

Das innere Ende des Zufuhrrohres 14 für die Zerstäubungsluft weist vorzugsweise ein konvergentes, ringförmiges Mundstück 50 auf. Anstatt das Rohr 14 zu verformen, kann das Mundstück 50 an einem Zylinder 52 ausgebildet sein, der an dem Ende des Rohrs 14 angeschweißt ist. Der Zylinder 52 ist nicht an die als Zentrierflügel dienenden radialen Schaufein 48 angeschweißt, die vorzugsweise verschiebbar in den Zylinder 52 passen.

Die sekundäre Zerstäubungsluft strömt derart durch das konvergente Mundstück 50, daß an der Vorderkante eine Höchstgeschwindigkeit erzielt wird. Der sekundäre Zerstäubungsluftstrom ist axial bzw. gerade vorwärts gerichtet und trifft auf den mit öl durchsetzten primären Zerstäubungsluftstrom, der sich in einem sich ausdehnenden Spiralstrom bewegt. Dadurch wirken Scherkräfte auf die zerstäubten ölteilchen, die auf diese Weise in kleinere Teilchen aufgespalten werden. Wurden sich die beiden Luftströme längs der gleichen Achse vorwärts bewegen, würde nur eine sehr geringe zusätzliche Zerstäubung erfolgen.

Die ölzufuhrleitung 12 ist gemäß F i g. 1 vorzugsweise so ausgebildet, daß sie relativ zu dem Rest des Brenners axial einstellbar ist. Zu diesem Zweck geht sie durch einen O-Ring, der durch ein an einer Endplatte 56 befestigtes Teil 54 gehalten wird. Die Einstellung wird durch eine Verschraubung 58 gesichert.

Gegebenenfalls kann der Verbrennungsluft ein

Drall erteilt werden, beispielsweise durch zusätzliche Flügel 90 gemäß F i g. 1 und 4. In einem typischen Fall sind etwa vier oder sechs derartiger Flügel vorhanden, die aus Metallblech bestehen und mittels mit Gewinden versehener Stiftschrauben 92 und Muttern 94 in dem Zufuhrrohr 16 für die sekundäre Zerstäubungsluft verankert sind. Die Winkelstellung der Flü-

gel zueinander kann von außen eingestellt werden, wobei die Einstellung gesichert ist, wenn die Muttern festgezogen sind. Diese Flügel stellen ein zusätzliches Mittel zur Veränderung der Flammenform dar. da ein verstärkter Drall eine kürzere, buschigere Flamme zur Folge hat. Haben die Flügel eine axiale Richtung, wird die Flamme verlängert. Diese Flügel sind wahlweise verwendbar.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Schaufeln 48 für die sekundäre Zerstäubungsluft in dem hier dargestellten Brenner axial ausgerichtet sind. Sie können jedoch auch in einem Winkel angeordnet sein, um der sekundären Zerstäubungsluft einen Drall zu erteilen. In diesem Falle hat der Drall vorzugsweise eine zu dem durch die Flügel 44 für die primäre Zerstäubungsluft bewirkten Drall entgegengesetzte Richtung. Der dadurch entstehende Gegendrall bewirkt eine erhöhte Scherwirkung auf die ölteilchen. Sind die Schaufeln 48 jedoch in der gleichen Richtung geneigt wie die Flügel 44, so verringert sich die Scherwirkung. Diese Ausführung ist geeignet, wenn eine Verlängerung der Form des Zerstäubungsstrahls gewünschtwird.

Die Flanschringe 62 und 60 in F i g. 1 sind auf das Zufuhrrohr 16 für die Verbrennungsluft und das

ίο Verlängerungsstück 25 aufgeschweißt. Der Flansch 64 ist auf das Rohranschlußstück 24 aufgeschweißt.

. Bei der Zerstäubungsluft würde ein Luftdruck von

etwa 0,07 bis 0,1 atü verwendet. Sollen ziemlich schwere Rückstandheizöle zerstäubt werden, kann ein etwas höherer Druck, etwa 0,105 bis 0,14 atü angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 die Verbrennungsluft relativ kurz ausgebildet, weil Patentansprüche: dieser bekannte Ölbrenner für Hochdruckluft ausge legt ist. Für eine gute Vermischung der drei Medien

1. Ölbrenner mit Druckluft als Zerstäubungs- —Verbrennungsluft, Öl und Zerstäubungsluft^:—gemittel, der eine Ölzufuhrleitung, ein Zufuhrrohr 5 nügen deshalb auch die konische Verjüngung des für Zerstäubungsluft und ein dieses Rohr umge- Ringraumes, die scharfe Austrittskante und die bendes Zufuhrrohr für Verbrennungsluft auf- Querführung der ölzufuhrbohrungen. Bei Betrieb weist, bei dem innerhalb des Zufuhrrohres für mit Niederdurckluft kann eine ausreichende Vermi-Zerstäubungsluft ein ringförmiges Zwischenstück schung auch mit diesem Brenner nicht erzielt werden, angeordnet ist, das einen Ringraum einschließt, io Die Zerstäubungswirkung von scharfen Kanten ist dessen Querschnitt in Strömungsrichtung zu- beispielsweise durch die französische Patentschrift nächst abnimmt und der dann nach außen ge- 804 764 bekannt. Der dort gezeigte Brenner kann führt ist, und in den quer zur Rohrachse verlau- auch mit Niederdruckluft betrieben werden.

fende ölzufuhrbohrungen einmünden, bei dem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiterhin eine scharfe Austrittskante für die Öl- 15 Ölbrenner zu schaffen, der bei Betrieb mit Niederzerstäubung vorgesehen ist, dadurch ge- druckluft eine feine Zerstäubung des Brennstoffes kennzeichnet, daß die Ölzufuhrleitung (12) und eine gute Vermischung des Brennstoffes mit Luft des für Niederdruckluft ausgelegten Brenners als gewährleistet.

ein axial innerhalb der langgestreckten Zufuhr- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gerohre (14, 16) für Zerstäubungs- und Verbren- 20 löst, daß die Ölzufuhrleitung des für Niederdruckluft nungsluft verlaufendes zylindrisches Rohr ausge- ausgelegten Brenners als ein axial innerhalb der langbildet ist, an dessen stromab liegendem Ende ein gestreckten Zufuhrrohre für Zerstäubungs- und Ver-Düsenkopf (26) mit einer in Strömungsrichtung brennungsluft verlaufendes zylindrisches Rohr ausgegesehen konischen Erweiterung angeordnet ist, bildet ist, an dessen stromabliegendem Ende ein Düder stromab angenähert in der gemeinsamen Aus- 25 senkopf mit einer in Strömungsrichtung gesehen kotrittsebene der Zufuhrrohre für die Zerstäubungs- nischen Erweiterung angeordnet ist, der stromab an- und Verbrennungsluft und des Zwischenstücks genähert in der gemeinsamen Austrittsebene der Zu-(32), das die scharfe Austrittskante (36) aufweist. fuhrrohre für die Zerstäubungs- und Verbrennungsendet, und in dem nahe diesem Ende die Ölzu- luft und des Zwischenstücks, das die scharfe Ausfuhrbohrungen (28), die radial nach außen füh- 30 trittskante aufweist, endet, und in dem nahe diesem ren, vorgesehen sind, und daß das Zwischenstück Ende die ölzufuhrbohrungen, die radial nach außen (32) mit dem Düsenkopf stromauf der konischen führen, vorgesehen sind, und daß das Zwischenstück Erweiterung über schraubenförmige Flügel (44) mit dem Düsenkopf stromauf der konischen Erweite- und mit dem Zufuhrrohr (14) für die Zerstäu- rung über schraubenförmige Flügel und mit dem Zubungsluft über Schaufeln (48) verbunden ist. 35 fuhrrohr für die Zerstäubungsluft über Schaufeln

2. ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch ge- verbunden ist.

kennzeichnet, daß das ringförmige Zwischenstück Weil die angegebenen Rohre langgestreckt sind,

(32) eine, scharfe Eintrittskante aufweist. können sich laminare Strömungsverhältnisse ausbil-

3. ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch den, die dann durch das Zwischenstück ohne Erzeugekennzeichnet, daß in kurzem Abstand stromauf 40 gung von Turbulenzen bzw. ohne eine wesentliche der ölzufuhrbohrungen (28) am Umfang der Er- Widerstandserhöhung geteilt werden. Die scharfen Weiterung ein Absatz (30) mit einer scharfen Kanten unterstützen das Zerstäuben des Öls. Durch Kante angeordnet ist. die beschriebene Anordnung mit' den Flügeln und

den Schaufeln wird ein für den Innenbereich und den

45 Außenbereich des Zwischenstücks verschiedener

Strömungstyp geschaffen, wodurch die Mischung von

Öl und Luft bei Niederdruck weiterhin unterstützt

wird.

Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner mit Druck- Es wird bevorzugt, das ringförmige Zwischenstück

luft als Zerstäubungsmittel, der eine ölzufuhrleitung, 50 mit einer scharfen Eintrittskante zu versehen. Daein Zufuhrrohr für Zerstäubungsluft und ein dieses . durch wird die Unterteilung des Luftstromes in zwei Rohr umgebendes Zufuhrrohr für Verbrennungsluft Teilströme ohne Zerstörung des gesamten Ströaufweist, bei dem innerhalb des Zufuhrrohres für mungscharakters unterstützt.

Zerstäubungsluft ein ringförmiges Zwischenstück an- Um eine besonders gute ölverteilung im Düsengeordnet ist, das einen Ringraum einschließt, dessen 55 kopf im Bereich der ölzufuhrbohrungen zu errei-Querschnitt in Strömungsrichtung zunächst abnimmt chen, kann in kurzem Abstand stromauf der ÖIzu- und der dann nach außen geführt ist, und in den quer fuhrbohrungen am Umfang der Erweiterung ein Abzur Rohrachse verlaufende ölzufuhrbohrungen ein- satz mit einer scharfen Kante angeordnet sein,
münden, bei dem weiterhin eine scharfe Austritts- Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines

kante für die ölzerstäubung vorgesehen ist. 60 Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Einen derartigen ölbrenner zeigt die USA.-Patent- F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte

schrift 1 673 194. Bei Betrieb mit Niederdruckluft ist Ausführungsform eines ölbrenners nach der Erfinmit diesem Brenner jedoch die geforderte feine Zer- dung,

stäubung und gute Vermischung des Brennstoffs mit F i g. 2 perspektivisch in vergrößertem Maßstab

Luft nicht zu erreichen. Ein ähnlicher ölbrenner ist 65 die Zerstäubungsvorrichtung für das öl bei dem öldurch die USA.-Patentschrift 2 134471 bekanntge- brenner nach F i g. 1,

worden. Dort sind die ölzufuhrleitung, das Zufuhr- F i g. 3 eine Rückansicht der in F i g. 2 gezeigten

rohr für die Zerstäubungsluft und das Zufuhrrohr für Vorrichtung,