DE1501933C - Oil burner - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen ölbrenner mit einem am Auslaßende sich konisch verengenden Luftblasrohr und einer konzentrisch zu diesem angeordneten Brennstoffdüse mit einer rippenartigen Luftleiteinrichtung im konischen Teil des Luftblasrohrcs und mit einer stromaufwärts zur Brennstoffdüse angeordneten, die Luft zur Wandung des Blasrohres führenden Umlenkvorrichtung.The invention relates to an oil burner with an air-blowing tube which tapers conically at the outlet end and a fuel nozzle arranged concentrically therewith and having a rib-like air guide device in the conical part of the air blow tube and with an upstream of the fuel nozzle, deflecting device leading the air to the wall of the blowpipe.
Die Verwendung von unterschiedlich ausgestalteten Stabilisaloren und verschiedener Arten von Endkegeln ist in der Ölbrenncrtcchnik bekannt. Bei einem bekannten Ölbrenner der eingangs umrissenen Art sind Verteile^ .mit einer Anzahl von gesonderten pyramidenförmige Segmente vorgesehen, welche nicht miteinander1 vereinigt sind. Jedes Segment weist eine einzelne Leitebene und eine Kegelfläche auf, welche die Luft durch ein Sieb bzw. Verteiler leiten, der die Luft an jedem Segment in einer Vielzahl von Luftströmungen unterteilt. Der wesentliche Nachteil besieht darin, daß eine Turbulenz und keine kräftige strahlenförmige Luftströmung erzeugt wird.The use of differently designed stabilizers and different types of end cones is known in oil combustion technology. In a known oil burner of the type outlined manifold ^ are .with a number of discrete pyramid-shaped segments are provided which are not associated with each other. 1 Each segment has a single baffle and conical surface which direct the air through a screen or manifold that divides the air at each segment into a plurality of air flows. The main disadvantage is that turbulence and not a powerful jet-shaped air flow is generated.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Ölbrenner der eingangs umrissenen Art zu schaffen, mit welchem ein kräftiges Luftströnuingsmuster erzeugt werden kann. Ferner soll der erfindungsgemäße Ölbrenner technisch nicht aufwendig sein und zu eiiiJin wirksamen Brennvorgang beitragen.The invention has set itself the task of creating an oil burner of the type outlined above, with which a strong air flow pattern is created can be. Furthermore, the oil burner according to the invention should not be technically complex and too eiiiJin an effective burning process.
Die crfindungsgcmäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die rippenartige Lufteinrichtung einseitig olfene, pyramidenförmige Kappen aufweist, deren auf der Innenseite liegende Flächen aus gegen die Brcnnerlängsachsc stromab geneigten Führungsebenen und benachbart dazu stromab geneigten Leitebenen bestehen, welche die Führungsebenen längs stromab gerichteten, zur Längsachse exzentrischen Schnittlinien schneiden, und daß Begrenzungsebenen, Welche tangential zu einem zur Blasrohrölfnung koaxialen gedachten Zylinder etwas kleineren Durchmessers verlaufen, zwischen den benachbarten Führungs- und Leitebenen angeordnet sind.The object of the invention is achieved in that the rib-like air device is unilateral has olfene, pyramid-shaped caps, the surfaces of which are on the inside from against the Brcnnerlängsachsc downstream inclined guide planes and adjacent thereto downstream inclined guide planes exist, which the guide planes along the downstream, eccentric to the longitudinal axis Intersection lines intersect, and that boundary planes, which are tangential to a blowpipe opening coaxial imaginary cylinder of slightly smaller diameter, between the adjacent guide and control levels are arranged.
Jede Schnittlinie benachbarter Lcit- und Begrenzungsebenen kann in einer zur Brennerlängsachse senkrechten Ebene verlaufen, wobei jede Schnittlinie benachbarter Bcgrcnzungs- und Führungsebenen ivalie ah der Kante der Blasrohrölfnung stromab gerichtet ist und die Schnittlinien in einer gemeinsamen Ivbene liegen.Each line of intersection of neighboring planes and delimitation planes can be in one to the longitudinal axis of the burner perpendicular plane, each intersection of adjacent boundary and guide planes ivalie ah the edge of the blowpipe opening downstream and the cutting lines lie in a common plane.
Vorteilhaft sind die pyramidenförmigen Kappen auch auf der Außenseite von ebenen Flächen gebildet, welche, parallel zu den Führungs- und ,Lcit-. ebenen verlaufen und einen Fläclicnwinkel einschließen, welcher zwischen 70 und 120' liegt.The pyramid-shaped caps are advantageously also formed on the outside by flat surfaces, which, parallel to the leadership and, lcit-. planes run and include a surface angle which is between 70 and 120 '.
Der Ölbrenner kann auch so ausgebildet sein, daß die Umlenkvorrichtung im Blasrohr eine axiale Abstützung aufweist, lim welche in gleichen Abstanden mehrere stromab geneigte, nach außen strebende Hügel detail angeordnet sind, (laß die Scitcnkantcn der benachbarten Flügel in einer gemeinsamen, dinch die lilasiohraclisc gehenden Ebene liefen.The oil burner can also be designed in such a way that the deflection device in the blowpipe is axially supported has, lim which at equal intervals several downward sloping, outwardly tending hills are arranged in detail, (let the edges the neighboring wing in a common, dinch the lilasiohraclisc going plane walked.
Die Außenkanten der Flügel können vorzugsweise etwas weniger als halbkreisförmig gekrümmt sein, wol>ci die Flügel so angeordnet sind, daß der Wirl >cluiigswiiil'.cl in Iic/ng auf die Bicniieilängsachse 30 bis Μ»'' beträgt.The outer edges of the wings can preferably be curved slightly less than semicircular, wol> ci the wings are so arranged that the whorl > cluiigswiiil'.cl in Iic / ng on the bicniieil longitudinal axis 30 to Μ »''.
I .in Ausfülirungsbeispicl der Erfindung ist in der '/.υ ich innig dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtI. In Ausfülirungsbeispicl the invention is in '/.υ I intimately presented and will be described in more detail below described. It shows
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht des Auslaßendes eines ölbrenners,Fig. 1 is a partially sectioned plan view of the outlet end of an oil burner,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Luftblasrohr,2 shows a cross section through the air blow tube,
in der Stromaufrichtung an der Luftleiteinrichtung gesehen, wobei die Elektrodenisolatoren der besseren Übersichtlichkeit halber in unterbrochenen Linien gezeigt sind,in the upstream direction at the air guiding device seen, the electrode insulators in broken lines for the sake of clarity are shown
Fig. 3 eine Seitenansicht der Luftleiteinrichtung im Luftblasrohr, das als Querschnitt gezeichnet ist,3 shows a side view of the air guiding device in the air-blowing tube, which is drawn as a cross-section,
ίο entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2,ίο according to line 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Luftleiteinrichtung, in der Stromabrichtung gesehen,4 shows a plan view of the air guiding device, seen in the downstream direction,
F i g. 5 eine perspektivische der Luftleiteinrichtung in Richtung des in Fig. 4 gezeigten Pfeiles,F i g. 5 is a perspective view of the air guiding device in the direction of the arrow shown in Fig. 4,
Fig. 6 eine Ansicht gemäß der Linie 7-7 in Fig. 1, Fig. 7 eine Ansicht in der Stromabrichtung entsprechend der Linie 8-8 in Fig. 1,Fig. 6 is a view along the line 7-7 in Fig. 1, FIG. 7 is a view in the downstream direction along line 8-8 in FIG. 1;
Fig. 8 einen Ausschnitt gemäß der Linie 9-9 in Fig. 6, .8 shows a section along the line 9-9 in FIG.
Fig. 9 einen Schnitt, wobei die verschiedenen planaren stromaufseitigen Flächen des Endkcgels in der Abwicklung gezeigt werden.9 is a section showing the various planar upstream surfaces of the end cone in FIG shown in the process.
In den Zeichnungen ist eine Luftumlenkvorrichtung dargestellt, die das unsymmetrische Strömungsmuster der Luft im Blasrohr eines ölbrenners stabilisiert und ein Luftströmungsmuster mit einer gleichmäßigeren Massenströmung erzeugt, sowie ein Endkegel bzw. eine Luftleitvorrichtung, die die stabilisierte Luft leitet und eine innige Vermischung der Luft mit dem Brennstoff bewirkt.In the drawings, an air deflection device is shown which has the asymmetrical flow pattern The air in the blowpipe of an oil burner is stabilized and an air flow pattern with a more uniform one Generated mass flow, as well as an end cone or an air guide device that stabilized the Air conducts and causes an intimate mixing of the air with the fuel.
In Fig. 1 ist ein Blasrohr 10 mit einer Luftumlcnkvorrichtung 11 sowie eine Luftleitvorrichtung 12 gezeigt. Die Luftumlenkvorrichtung erstreckt sich um ein Ölleitungsrohr 13 und endet in der Brennstoffdüse 14. Die zum elektrischen Zünden vorgesehenen Elektroden 15 ragen von den Isolatoren 16 ab, welche sich durch die oberen beiden Flügel 11a, Ha der Luftumlenkvorrichtung erstrecken und an einer axialen Abstützung 17 mittels einer Klemme 18 und Befestigungsmitteln 19 befestigt sind.In Fig. 1, a blower pipe 10 with an air deflection device 11 and an air guide device 12 is shown. The air deflection device extends around an oil pipe 13 and ends in the fuel nozzle 14. The electrodes 15 provided for electrical ignition protrude from the insulators 16, which extend through the upper two wings 11a, Ha of the air deflection device and on an axial support 17 by means of a Clamp 18 and fasteners 19 are attached.
Wie in Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, besteht die Luftumlenkvorrichtung 11 aus einer Anzahl von Flügeln, die in gleichem Abstand stromab geneigt sind und nach außen streben. Die oberen beiden Flügel Ha, Ha sind mit Durchlässen 16a für die Isolatoren 16 versehen, im übrigen aber genauso ausgebildet wie die unteren beiden Flügel 116, lib. Wie im besonderen aus Fig. 5 zu ersehen, sind alle Flügel so ausgebildet, daß sie für die Luftströmung einen schräg verlaufenden Einlaß in bezug auf die Blasroh rlängsachse des Brenners bilden, der von einer stromaufseitig gelegenen Nabe 17a ausgeht. Diese Nabe weist entweder die Form eines Kegels oder einer Pyramide mit einem Spilzcnwinkel vorzugsweise von 40" auf.As shown in FIGS. 2 to 5, the air deflector 11 consists of a number of blades which are inclined at an equal distance downstream and which extend outwards. The upper two wings Ha, Ha are provided with passages 16a for the insulators 16, but are otherwise designed in the same way as the lower two wings 116, lib. As can be seen in particular from FIG. 5, all the blades are designed so that they form an inclined inlet for the air flow with respect to the longitudinal axis of the blower pipe, which extends from an upstream hub 17a . This hub has either the shape of a cone or a pyramid with a mushroom angle, preferably 40 ".
Der Kegel leitet die unter Druck gesetzte Luft allmählich auf die gekrümmten Flügelflächen, die ihrerseits die Druckluft gegen den Rand des Blasrohres leiten und die Luft spiralförmig im Uhrzeigersinn in Bewegung setzen. Wie in Fig^2:und 4 gezeigt, lltichten die benachbarten Scitciikanlcn 20 der Flügel in Längsrichtung des Blasrohres gesehen. Die am weitesten außen liegende Kaute eines jeden Flügels ist kreisbogenförmig ausgebildet. Die Flügel weisen im wesentlichen halbzyliiulrisclie Flächen auf, die unter dem gewünschten Wirbelwinkel <* zur Blasrohrachse augeordnet sind. Dieser Winkel .t beträgt vorzugsweise ungefähr 50", kanu aber im Bereich von 30 bis 60" variieren. Iu Längsrichtung des BlasrohresThe cone gradually directs the pressurized air onto the curved wing surfaces, which in turn direct the compressed air against the edge of the blowpipe and set the air spiraling in a clockwise direction. As shown in Fig ^ 2: shown and 4, the adjacent lltich Scitciikanlcn th of the blow pipe 20 of the wing in the longitudinal direction. The furthest outward chew of each wing is formed in the shape of an arc of a circle. The blades have essentially semi-cylindrical surfaces which are arranged at the desired vortex angle <* to the blowpipe axis. This angle .t is preferably approximately 50 ", but can vary in the range from 30 to 60". Iu longitudinal direction of the blowpipe
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gesehen bilden die Flügel eine geschlossene Fläche, wie dies aus Fig. 2 und 4 zu ersehen ist. Die von den Elektrodenisolatoren verursachten Störungen fallen wegen der großen Flügelflächen uiid wegen der Anordnung der Elektrodcnbefestigungsmittcl in Strömungsrichtung hinter den Flügelflächen nicht ins Gewicht. Zum Ausrichten der Luftumlcnkvorrichlung 11 ist je eine Stütze 21 an den unteren Flügeln Wb angeordnet und eine weitere, nach oben weisende Stütze 22 vorgesehen. Die unteren beiden Flügel vcisen ferner eine Öffnung'20a auf, durch die sich tin Flammendetektor erstreckt.seen, the wings form a closed surface, as can be seen from FIGS. The disturbances caused by the electrode insulators are negligible because of the large wing surfaces and because of the arrangement of the electrode fastening means behind the wing surfaces in the direction of flow. To align the Luftumlcnkvorrichlung 11 a support 21 is arranged on each of the lower wings Wb and a further, upwardly pointing support 22 is provided. The lower two wings also have an opening 20a through which the flame detector extends.
In Fig. 6, 7, 8 und 9 ist der Aufbau der Luftleiteinrichtung gezeigt, mehrere, einander schneidende ebene Flächen bilden mehrere an einer Seite offene pyramidenförmige Kappen 30, die um die Blasrohr-Öl7nung3l sternförmig angeordnet sind. Dabei hängt die Weite der Öffnung von dem Ausmaß der Brennstoflverbrennung ab. Die Luftleiteinrichtung weist ferner einen ringförmigen Kragen 32 auf, mittels dessen sie in das Blasrohr eingesetzt wird.6, 7, 8 and 9 show the structure of the air guiding device shown, several, intersecting flat surfaces form several open on one side pyramid-shaped caps 30, which around the blowpipe oil opening 3l are arranged in a star shape. The width of the opening depends on the extent of the fuel combustion away. The air guiding device also has an annular collar 32, by means of which it is inserted into the blowpipe.
Die Luft, die aus der Luftumlcnkvorrichtung 11The air coming out of the air turning device 11
% als im wesentlichen gleichförmige, rotierende Strömung austritt, trifft auf die stromaufwärts liegende Fläche der Luftleiteinrichtung. Diese Seite der Luftleiteinrichtung weist eine Anzahl von ebenen Flächen auf, die die rotierende Luft stark verwirbeln, so daß sie sich mit dem von der Düse 14 versprühenden Brennstoff innig vermischt. Diese· Flächen bestehen aus Führungsebenen A, Leitebenen B, die die Innenseite der pyramidenförmigen Kappe bilden, und Begrenzungsebenen C, die zwischen den Führungsebenen A und Leitebenen B liegen, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Schnittlinien 33 der Führungs- und Leitebenen auf der Innenseite der pyramidenförmigen Kappen verlaufen parallel zu den Schcitellinien 30« der Außenseite dieser Kappen. Sie sind stromabwärts geneigt und verlaufen exzentrisch zur Achse des Blasrohres bis zu ihren Endpunkten am inneren % emerges as a substantially uniform, rotating flow, hits the upstream surface of the air guiding device. This side of the air guiding device has a number of flat surfaces which strongly swirl the rotating air so that it mixes intimately with the fuel sprayed from the nozzle 14. These surfaces consist of guide planes A, guide planes B, which form the inside of the pyramidal cap, and delimitation planes C, which lie between guide planes A and guide planes B , as shown in FIG. The lines of intersection 33 of the guide and guidance planes on the inside of the pyramid-shaped caps run parallel to the cut lines 30 ″ on the outside of these caps. They are inclined downstream and run eccentrically to the axis of the blowpipe up to their end points on the inside
! Umfang des Kragens 32. Sie bilden mit den durch diese Endpunkte und die Blasrohrachse verlaufen-! Scope of the collar 32. You form with the through these end points and the blowpipe axis run-
; den gedachten Ebenen Winkel X (Fig. 6, 7). Dieser Winkel hängt von der Weite der Öflnung der Luft-; the imaginary plane angle X (Fig. 6, 7). This angle depends on the width of the opening of the air
fc) leiteinrichtung ab und beträgt normalerweise 8 bis 16°. Die durch die Leitebenen !> und Begrenzung-: ebenen C gebildeten Schnittlinien 34 liegen in einerfc) deflector and is usually 8 to 16 °. By the control levels> and Limit-: cutting lines 34 formed flat C lie in a
j gemeinsamen, zur Achse des Blasrohres senkrechtj common, perpendicular to the axis of the blowpipe
verlaufenden Ebene. Die benachbarten Begrenzungsebenen C und Führungsebenen B bilden die Schnittlinien 35. Die Begrenzungsebenen C verlaufen tangential zu einem gedachten Zylinder, der koaxial zur Ausströmöffnung der Luftleiteinrichtung liegt und einen etwas kleineren Durchmesser als diese öffnung aufweist. Auf diese Weise wird die Luft in Form eines kegelförmigen, hochverdichteten Wirbels um die Längsachse des Blasrohres geleitet und ver-IaUt die Begrenzungsebenen C in Form einer im Uhrzeigersinn umlaufenden Spirale und die Fiilirungsebenen A und Lcitcbcncn Ii in Form von strahlartigen Strömungen. Dieses Strömungsinuster der rotierenden Luft durchdringt den Kegel des versprühten HrcuiislolfcK und erzeugt das gewünschte brennbare Gemisch stromabwärts der Luftleiteinrichtung. Hs ist wichtig, daU der Winkel λ der Flügel der Lufumileiikvorrichtung 11 und der von ilen RiIirungschcncn Λ mit der Strömungsachse gebildete Winkel im Hinblick auf den Grcnzschichtclfckt aneinander angepaßt werden.trending plane. The adjacent delimitation planes C and guide planes B form the lines of intersection 35. The delimitation planes C run tangentially to an imaginary cylinder which is coaxial with the outflow opening of the air guiding device and has a slightly smaller diameter than this opening. In this way, the air is guided in the form of a conical, highly compressed vortex around the longitudinal axis of the blowpipe and exits the delimitation planes C in the form of a clockwise spiral and the flow planes A and Lcitcbcncn Ii in the form of jet-like currents. This flow pattern of the rotating air penetrates the cone of the sprayed HrcuiislolfcK and creates the desired combustible mixture downstream of the air guiding device. It is important that the angle λ of the wings of the air circulation device 11 and the angle formed by the air circulation devices Λ with the flow axis are adapted to one another with regard to the boundary layer.
Untersuchungen haben gezeigt daß die Luft bei den meisten Brennern infolge der Eigenarten des; das Blasrohr mit Luft versorgenden Gebläses-unsymmetrisch durch das Blasrohr strömt. Die Luftuiriknkvorrichtung gemäß Erfindung bewirkt eine Neuverteilung der Luft, so daß diese nunmehr clhs Rohr ausfüllt uiid dieses'gleichförmig-durchströmt. Wenn der gleichförmige Luftstrom -die.'Luftleiteinrichtung erreicht, erzeugen die Führungs- und Lcitcbonen /urammen mit den Begrenzüngscbenen eine dichte wirbelnde Luftmasse mit exzentrischen Luftströmen, welche sich ausgezeichnet mit dem versprühten Brennstoff vermischen. ■■Research has shown that the air at most burners as a result of the idiosyncrasies of the; the blowpipe with air-supplying blower-asymmetrical flows through the blowpipe. The Luftuiriknkvorrichtung according to the invention causes a redistribution of the air, so that this now clhs pipe fills and flows through this uniformly. When The uniform flow of air-reaching the air-guiding device-produces the guide and lite cones with the delimitation planes a dense swirling air mass with eccentric air currents, which mix perfectly with the sprayed fuel. ■■
Der Aufbau der Luftleiteinrichtung in Form einesThe structure of the air guiding device in the form of a
fünfstrahligen Sterns bewirkt, daß der Luftstrom in die Verbrennungskammer in Form eines fünfslraltligen Luftmusicrs einströmt. Es wird auch die Verdampfung des Brennstoffs verbessert, während die fünf Ströme der rotierenden Luft aus dem Raumfive-pointed star causes the airflow in the combustion chamber flows in in the form of a five-volume air musician. There will also be evaporation the fuel improves while the five streams of rotating air out of the room
ao unter den Ansätzen den versprühten Brennstoff durchdringen und ein gutes Brenngemisch erzeugen.ao among the approaches the sprayed fuel penetrate and create a good fuel mixture.
Die stabilisierte Luft erzeugt beim Verlassen derThe stabilized air generated when leaving the
Luftleiteinrichtung einen Strömungsuinkchrungscirekt, der bewirkt, daß die heißen Verbrennungsgas^ und Luft in Richtung zur Luftleiteinrichtung nochmals in Umlauf gesetzt werden. Es erfolgt daher nicht nur eine innige Vermischung des versprühten Brennstoffes mit Luft infolge der Luftverwirbclung, sondern der nochmalige Umlauf der durch die ölfnimg zurückströmenden Luft bewirkt ein weiteres Vermischen des Brennstoffes mit der Luft, die in der Nähe der Verbrennungszonc im Feuerraum des Ofens vorerhitzt worden ist.Air guiding device a flow restriction directly, which causes the hot combustion gas ^ and air in the direction of the air guiding device again be put into circulation. There is therefore not only an intimate mixing of the sprayed fuel with air as a result of the air turbulence, but the repeated circulation of the oil flowing back through the oil Air causes further mixing of the fuel with the air in the vicinity the combustion zone in the furnace has been preheated.
Die Brennstoffdüsen müssen genauso angeordnet werden, daß der Kegel des versprühten Brennstoffs nicht mehr auf die stromaufwärts liegende Seite der Luftleiteinrichtung aufprallt. Außerdem muß die Schräglage der Flügel der Luftumlenkvoi richtung und die Schräglage der Führungs- und Leitebenen der Luftleiteinrichtung so gewählt werden, daß sie dieselbe Drehrichtung erzeugen. Die Entfernung zwischen der stromabwärts liegenden Kante der Liiftumlenkvörrichtung und der stromaufwärts liegenden Seite der Luftleiteinrichtung muß so bestimmt werden, daß die ausströmende Luft gleichmäßig rotieren kann. Mit dem erfindungsgemäßen Ölbrenner wird die günstigste Vermischung des Brennstoffs mit Luft erreicht, wobei das Gemisch gleichmäßig und mit hoher Geschwindigkeit ausströmt und eine wirksame Verbrennung bei einem niedrigen'Geräuschpegel bewirkt, während die Luftströmung in Form eines dichten Kegels eine große Umfangsllüche aufweist und die größte Menge Wärme durch Strahlung und Konvektion der von der Luftleiteinrichtung wieder in Umlauf gesetzten heißen Gase absorbiert. Damit wird mit Sicherheit eine vollständige Verdampfung des Brennslolfs erreicht.The fuel nozzles must be positioned in the same way as the cone of the sprayed fuel no longer impinges on the upstream side of the air guiding device. In addition, the Inclination of the wings of the Luftumlenkvoi direction and the inclination of the management and control levels the air guiding device can be chosen so that they generate the same direction of rotation. The distance between the downstream edge of the Liiftumlenkvörrichtung and the upstream side of the duct must be determined so that the outflowing air can rotate evenly. With the oil burner according to the invention the most favorable mixing of the fuel with air is achieved, the mixture being uniform and with flows out at high speed and produces efficient combustion at a low noise level, while the air flow in the form of a dense cone has a large circumferential lumen and the greatest amount of heat through radiation and convection from the air guiding device again absorbed circulating hot gases. This is sure to result in complete evaporation of the Brennslolfs reached.
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