DE1551648C3

DE1551648C3 - Atomizing burners for liquid fuel

Info

Publication number: DE1551648C3
Application number: DE1967D0051937
Authority: DE
Inventors: Leo Perchtoldsdorf Manich (Oesterreich)
Original assignee: Dumag Ohg Drtechn Ludwig Kaluza & Co Wien
Current assignee: Dumag Ohg Drtechn Ludwig Kaluza & Co Wien
Priority date: 1966-01-19
Filing date: 1967-01-03
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE1551648B2; DE1551648A1; BE692573A; CH463677A

Description

Bei einem bekannten Zerstäubungsbrenner für flüssigen Brennstoff der im Oberbegriff des Anspruches angegebenen Art ist der an dem Gehäuse festgelegte Körper pilzförmig ausgebildet. Sein Schaft ist an dem Gehäuse festgelegt und von einem konzentrischen Kanal für die Zufuhr des Druckgases umgeben. Der der Druckgasaustrittsöffnung zugekehrte Teil des pilzförmigen Körpers weist den Schallschwingungsgenerator in Form einer zur Druckgasaustrittsöffnung konzentrischen Ringnut auf. Gegen diese Ringnut wird das aus der Druckgasaustrittsöffnung mit hoher Geschwindigkeit austretende Druckgas, z. B. Luft, Dampf oder auch Brenngas geleitet und erzeugt ein von der Ringnut ausgehendes Ultraschall-Schwingungsfeld. In dieses Schwingungsfeld wird aus mehreren konzentrisch zu der Druckgasaustrittsöffnung angeordneten Brennstoffaustrittsöffnungen Heizöl geleitet, welches durch das Schwingungsfeld fein zerstäubt wird. Der Zerstäubungsbrenner hat jedoch den Nachteil, daß der Schallschwin- ^gsgenerator in Form der konzentrischen Ringnut in lilzförmigen Körper vor dem Gehäuse, also in ^:smäßig großer Entfernung von den Brennstoffjungen angeordnet ist. Die zu zerstäubenden treten also erst in größerer Entfer-'^hwingungsgenerator in das Schwin- >n einen Bereich, wo die Schwin-'was nachgelassen hat. Hierunter Zerstäubung. Will man eine ±en, so muß man die _- durch vermehrte Druckgasjedoch zu einem erhöhten Druckgasverbrauch führt. Außerdem hat der bekannte Zerstäubungsbrenner den Nachteil, daß ein Teil des Druckgases von dem pilzförmigen Körper in Richtung auf das Gehäuse des Brenners umgelenkt wird. Dieses mit hoher Geschwindigkeit strömende und von Schwingungen erregte Druckgas schleudert einen Teil der aus den Brennstoffäustrittsöffnungen austretenden Brennstofftröpfchen gegen das Brennergehäuse. Hierdurch entsteht am Brennergehäuse Erosion und falls derIn a known atomizing burner for liquid fuel of the type specified in the preamble of the claim, the body fixed to the housing is mushroom-shaped. Its shaft is fixed to the housing and surrounded by a concentric channel for the supply of the compressed gas. The part of the mushroom-shaped body facing the compressed gas outlet opening has the sound vibration generator in the form of an annular groove concentric to the compressed gas outlet opening. Against this annular groove, the compressed gas exiting from the compressed gas outlet opening at high speed, e.g. B. air, steam or fuel gas and generates an ultrasonic vibration field emanating from the annular groove. Heating oil, which is finely atomized by the oscillation field, is fed into this oscillation field from several fuel outlet openings arranged concentrically to the compressed gas outlet opening. However, the atomizing burner has the disadvantage that the Schallschwin- ^ gsgenerator in the form of concentric annular groove in lilzförmigen body from the housing, ie ^in: smäßig is arranged a great distance from the fuel boy. The vibrations that are to be atomized therefore only enter the vibration generator at a greater distance, where the vibration has subsided. Including atomization. If one wants one, then one has to lead the _- through increased pressurized gas, however, to an increased pressurized gas consumption. In addition, the known atomizing burner has the disadvantage that part of the compressed gas is deflected by the mushroom-shaped body in the direction of the housing of the burner. This compressed gas, which flows at high speed and is excited by vibrations, hurls some of the fuel droplets emerging from the fuel outlet openings against the burner housing. This causes erosion on the burner housing and if the

ίο Brennstoff auch aggressive Bestandteile enthält, Korrosion (Zeitschrift »öl- und Gas Gasfeuerung« 1964, Jahrgang 9, Seiten 780,781).ίο Fuel also contains aggressive components, corrosion (Journal "oil and gas gas firing" 1964, volume 9, pages 780,781).

Es ist auch ganz allgemein bekannt (vergl. US-PS 25 19 619), daß ein Schallschwingungsfeld hoher Energie dadurch erhalten werden kann, daß ein Gasstrahl hoher Geschwindigkeit in einen entsprechend abgestimmten Hohlraum geleitet und so in Resonanzschwingung gebracht wird. Ein solcher Resonator wird periodisch in starke Druckschwankungen von Resonanzfrequenz versetzt.It is also generally known (see. US-PS 25 19 619) that a sound oscillation field of high energy can be obtained by turning a high velocity gas jet into a suitably tuned Cavity guided and so brought into resonance oscillation. Such a resonator will be periodically displaced in strong pressure fluctuations of the resonance frequency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, der bei geringem Druckgasverbrauch eine gute Zerstäubung, insbesondere auch von zähflüssigen Brennstoffen, bewirkt und weniger anfällig gegen Verschleiß ist.The invention is based on the object of providing a burner as described in the preamble of claim 1 to create the type mentioned, the good atomization with low compressed gas consumption, in particular viscous fuels and is less prone to wear and tear.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner dient der mit der Hohlkehle versehene, vor der Druckgasaustrittsöffnung angeordnete Körper lediglich als Umlenkkörper für den aus der Druckgasaustrittsöffnung austretenden Druckgasstrom. Die als Schallschwingungsgenerator wirkende Ringnut ist in dem Gehäuse selbst angeordnet und zu dem Umlenkkörper hin offen. Durch die Anordnung des Schallschwingungsgenerators im Gehäuse selbst kann der Schallschwingungsgenerator in unmittelbarer Nähe zu der oder den Brennstoffaustrittsöffnungen angeordnet sein. Damit gelangt der aus der Brennstoffaustrittsöffnung austretende unmittelbar in denjenigen Bereich des Ultraschall-Schwingungsfeldes, wo dieses seine höchste Intensität hat. Hierdurch wird bei geringem Druckgasverbrauch eine äußerst feine Zerstäubung, auch von zähflüssigen Brennstoffen, bewirkt. Da die Ringnut des Schwingungsgenerators zu dem Umlenkkörper hin offen ist, wird durch diese Ringnut der Druckgasstrom in eine Richtung von dem Brennergehäuse weg umgelenkt Infolgedesssen werden alle Brennstoffteilchen durch den Druckgasstrom vom Gehäuse entfernt, so daß hier weder Erosion noch Korrosion eintreten kann.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
In the atomizing burner according to the invention, the body provided with the groove and arranged in front of the pressurized gas outlet opening serves only as a deflecting body for the pressurized gas flow emerging from the pressurized gas outlet opening. The ring groove acting as a sound vibration generator is arranged in the housing itself and is open to the deflecting body. Due to the arrangement of the sound oscillation generator in the housing itself, the sound oscillation generator can be arranged in the immediate vicinity of the fuel outlet opening or openings. In this way, the one emerging from the fuel outlet opening reaches that area of the ultrasonic oscillation field where it has its highest intensity. This results in extremely fine atomization, even of viscous fuels, with low compressed gas consumption. Since the ring groove of the vibration generator is open to the deflecting body, the flow of compressed gas is deflected in one direction away from the burner housing through this ring groove.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Anspruch 2 beschrieben. Bei der Ausgestaltung der Brennerdüse nach Anspruch 2 ist ein zusätzlicher Kanal für die Zufuhr eines Brenngases vorgesehen. Dieser Kanal und seine Austrittsöffnung sind auf das Brenngas abgestimmt Dieser Zerstäubungsbrenner kann wahlweise mit flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff betrieben werden. Wird als Druckgas Brenngas verwendet so hat dieser Brenner den Vorteil, daß nur ein geringer Teil des Brenngases unter hohem Druck durch den zentralen Druckgaskanal geleitet werden muß, während die größere Menge an Brenngas unter geringerem Druck durch den äußeren Kanal zugeführt werden kann.An advantageous further development of the invention is described in claim 2. When designing the Burner nozzle according to claim 2, an additional channel is provided for the supply of a fuel gas. This The channel and its outlet are matched to the fuel gas. This atomizing burner can optionally be operated with liquid and / or gaseous fuel. Used as compressed gas, fuel gas used so this burner has the advantage that only a small part of the fuel gas is under high pressure must be passed through the central compressed gas channel, while the larger amount of fuel gas under lower pressure can be supplied through the outer channel.

Die Erfindung wird in folgendem anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Zerstäubungsbrenners in axialem Längsschnitt,F i g. 1 shows a first embodiment of the atomizing burner in axial longitudinal section,

Fig.2 ein zweites Ausführungsbeispiel ebenfalls in axialem Längsschnitt.2 shows a second embodiment also in axial longitudinal section.

Das Gehäuse des Zerstäubungsbrenners besteht aus einem zentralen Rohr 11 mit einem Kanal 2 und einem äußeren Rohr IZ Durch den Abstand des äußeren Rohres 12 von dem zentralen Rohr 11 wird ein konzentrischer Kanal 3 für den flüssigen Brennstoff gebildet Der Kanal 2 dient zur Zufuhr eines Druckgases, wie Luft oder auch Brenngas. Vor der Druckgasaustrittsöffnung 2a des Kanals 2 ist ein pilzförmiger Umlenkkörper 14 angeordnet, dessen Schaft 13 an nicht gezeigter Stelle mit dem Gehäuse 11, 12 verbunden ist. Der Umlenkkörper 14 weist eine gegen die Druckgasaustrittsöffnung 2a gerichtete Hohlkehle 14a auf. Aus dem zentralen Rohr 11 ist ferner eine als Schallschwingungsgenerator wirkende Ringnut 15 herausgearbeitet, die zu dem Umlenkkörper 14 hin offen ist Die Ringnut 15 ist konzentrisch umgeben von der Brennstoffaustrittsöffnung 17.The housing of the atomizing burner consists of a central tube 11 with a channel 2 and a outer tube IZ By the distance of the outer tube 12 from the central tube 11 is a concentric channel 3 formed for the liquid fuel. The channel 2 is used to supply a Compressed gas, such as air or fuel gas. Before the compressed gas outlet opening 2a of the channel 2 is a mushroom-shaped deflecting body 14, the shaft 13 of which is connected to the housing 11, at a point not shown 12 is connected. The deflecting body 14 has a directed against the compressed gas outlet opening 2a Fillet 14a. From the central tube 11 is also an annular groove acting as a sound vibration generator 15 worked out, which is open to the deflecting body 14. The annular groove 15 is concentrically surrounded by the fuel outlet opening 17.

Das mit hoher Geschwindigkeit aus der Druckgasaustrittsöffnung 2a austretende Druckgas wird durch die Hohlkehle 14a gegen die Ringnut 15 geleitet Hierdurch wird nach bekannten physikalischen Gesetzen ein im wesentlichen im Ultraschallbereich liegendes Schwingunsfeld erzeugt Dieses Schwingungsfeld bewirkt die feinste Zerstäubung des unmittelbar neben der als Schwingungsgenerator wirkenden Ringnut 15 aus der Brennstoffaustrittsöffnung 17 austretenden Brennstoffes und auch eine innige Mischung des Brennstoffes mit der umgebenden VerbrennungsluftThe compressed gas emerging from the compressed gas outlet opening 2a at high speed is passed through the Concave groove 14a passed against the annular groove 15 Oscillation field lying essentially in the ultrasonic range is generated. This oscillation field causes the finest atomization of the ring groove 15 from the immediately adjacent to the vibration generator Fuel outlet opening 17 exiting fuel and also an intimate mixture of the fuel with the surrounding combustion air

In F i g. 2 ist ein Zerstäubungsbrenner dargestellt der für den wahlweisen Betrieb mit flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff geeignet ist Bei dieser Ausführungsform weist das Gehäuse zusätzlich zu dem zentralen Rohr 11 und dem Rohr 12 ein dieses konzentrisch umgebendes Rohr 8 auf.In Fig. 2 shows an atomizing burner for the optional operation with liquid and / or gaseous fuel is suitable In this embodiment, the housing in addition to the central tube 11 and the tube 12, a tube 8 concentrically surrounding this.

Hierdurch werden drei zueinander konzentrische Kanäle 2, 3, 4 gebildet Der innere Kanal 2 dient zur Zufuhr des Druckgases, der mittlere Kanal 3 zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffes und der äußere Kanal zur Zufuhr eines Brenngases. Hierbei ist die Ringnut 15 an dem Gehäuseteil 11 zwischen dem inneren Kanal 2 und dem mittleren Kanal 3 vorgesehen.As a result, three mutually concentric channels 2, 3, 4 are formed. The inner channel 2 is used for Supply of the compressed gas, the middle channel 3 for supplying the liquid fuel and the outer channel for Supply of a fuel gas. Here, the annular groove 15 is on the housing part 11 between the inner channel 2 and the central channel 3 is provided.

Das zur Erzeugung des Schwingungsfeldes dienende Druckgas kann ein brennbares Gas sein, vorausgesetzt daß der Druck für die Bildung des Schwingungsfeldes ausreicht Man kann aber auch Druckluft verwenden, die dann einen Teil der erforderlichen Verbrennungluft bildetThe compressed gas used to generate the oscillation field can be a combustible gas, provided that it is that the pressure is sufficient for the formation of the oscillation field, but you can also use compressed air that then forms part of the required combustion air

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Atomizing burner for liquid fuel with a housing, which has separate concentric channels for the supply of a compressed gas and the fuel with concentric outlet openings, with a body arranged in front of the compressed gas outlet opening and fixed to the housing and with a sound vibration generator in the form of an annular groove concentric to the compressed gas outlet opening , against which the compressed gas emerging from the compressed gas outlet opening is passed at high speed, characterized in that the body (14) provided with a groove (i4a) directed towards the compressed gas outlet opening (2a ) is a deflecting body which pushes the compressed gas flow against the sound vibration generator Circular groove (15) which is machined from the housing and is open to the deflecting body.

2. atomizing burner according to claim 1, characterized in that for optional operation with liquid and / or gaseous fuel, the housing has three concentric channels (2,3, 4), of which the inner channel (2) for supplying the compressed gas, the middle channel (3) for Supply of the liquid fuel and the outer channel (4) is used to supply a fuel gas, wherein the annular groove (15) on the housing between the inner channel (2) and the central channel (3) is provided.