DE1915569B2 - Druckzerstaeuber fuer oelbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckzerstäuber nach η Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei einem bekannten Druckzerstäuber dieser An (US-PS 27 43 137) sind die Ventilkörper des Umschaltventils einerseits sowie des Steuerventils andererseits getrennt ausgebildet und unabhängig voneinandei betätigbar. Das als Drehschieber ausgebildete Umschaltventil kann dabei nur eine einzige Stellung einnehmen, bei der ein unbehinderter ölvorlauf ir Öffnungsstellung des Düsenschließventils gewährleiste! ist. Es ist zwar möglich, bei dieser einen unbehinderter ölvorlauf gewährleistenden Stellung des Umschaltentiles mittels des als Drossel ausgebildeten Steuerventile! den Rücklauf zu drosseln, wodurch bei vorgegebenen: ölvorlauf unterschiedliche Ausspritzraten verwirklichl werden können, jedoch hat dieses Vorgehen bei derr bekannten Druckzerstäuber zwei Nachteile: Einma nämlich ist es notwendig, zum Einstellen unterschiedlicher Ausspritzraten bei unbehindertem ölvorlauf die Betätigungsorgane zweier getrennter Ventile, nämlich des Steuerventiles einerseits und des Umschaltventil andererseits, zu betätigen, und zum anderen wird durch die entsprechend der gewünschten Ausspritzrate gewählte Verstellung des Steuerventiles zwangsläufig auch der ölrücklauf in Schließstellung des Düsenschließventiles gedrosselt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Druckzerstäuber der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem es möglich ist, bsi einem bestimmten, auf den Druckzerstäuber aufgegebenen ölvorlaufdruck den ölrücklauf allein durch Betätigung des Umschaltventils größer oder kleiner einzustellen und damit die Menge des zerstäubten Öles zu variieren, und zwar bei unbeeinflußtem Rücklauf in Schließstellung des Düsenschließventils.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß der Ventilkörper des Umschaltventils mit demjenigen des Steuerventils starr verbunden und in der beanspruchten Weise bewegbar ist, gelingt es, durch Verstellung des gemeinsamen Betätigungsorganes für die Ventilkörper des Umschaltventils und des Steuerventils bei unbehindertem ölvorlauf in Öffnungsstellung des Düsenschließventils den ölrücklauf in jeweils unterschiedlichem Maße zu drosseln, wodurch ohne Änderung des ölvorlaufdruckes unterschiedliche Zerstäubungsraten erzielt werden können, ohne daß hierdurch der ölrücklauf bei Schließstellung des Düsenschließventils in irgendeiner Weise beeinflußt würde.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2. Durch die dort aufgeführten Merkmale gelingt es, unabhängig voneinander sowohl — in Öffnungsstellung des Düsenschließventils — den ölrücklauf als auch — in Schließstellung des Düsenschließventils — den zur Kühlung dienenden ölumlauf zu regulieren.

Weitere, konstruktiv besonders günstige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 5.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansidit eines Druckzerstäubers mit ölumlauf im Schließstellung des Düsenschließventils;

F i g. 2 eine ähnliche Ansicht des Druckzerstäubers, in der bei Schließstellung des Düsenschließventils zusätzliches, innerhalb des Druckzerstäubers zirkulierendes öl

zugeführt wird;

Fig.3 eine ähnliche Ansicht, bei der sich das Düsenschließventil in der Öffnungsstellung befindet;

F i g. 4 eine ähnliche Teilansicht wie in F i g. 3, wobei der Steuerschieber sich in einer anderen, die Menge des j zerstäubten Öles bestimmenden Regeistellung befindet; und

Fig.5 eine in vergrößertem Maßstab gezeigte Darstellung eines am hinteren Ende des Druckzerstäubers angeordneten Betätigungsorgans für den Steuer- ,₀ schieber.

Der Druckzerstäuber ist in erster Linie zum Einbau in Brennern von ölfeuerungen bestimmt. Derartige Brenner sind in der Wandung der zu beheizenden Kessel angeordnet. Das öl kann dabei als alleiniges Heizmittel oder auch als zusätzliches Heizmittel zum Zünden von das Hauptheizmittel bildender Kohle verwendet werden. Der Kessel kann sowohl zur Dampferzeugung in an Land befindlichen Anlagen oder auch auf Schiffen verwendet werden.

Wie die Zeichnung zeigt, weist der Druckzerstäuber ein aus mehreren Teilen bestehendes rohrförmiges Gehäuse 1 auf, an dessen vorderem Ende die eigentliche Zerstäubungseinrichtung 2 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 ist in der Kesselwand so angeordnet, daß sein vorderes Ende nicht in den Kesselraum hineinragt. Die Zerstäubungseinrichtung 2 weist eine Düsenplatte 3, eine Verwirbelungsplatte 4 und eine Verteilerplatte 5 auf.

Die Verteilerplatte 5 liegt an einem zylindrischen Körper 6 an oder ist ein Teil dieses Körpers, der an seinem hinteren Ende an einem aus mehreren Teilen bestehenden mittleren Führungszylinder 7 befestigt ist. Innerhalb des Zylinderkörpers 6 ist gleitbar ein durch eine Feder 9 in seine Schließstellung vorgespanntes düsenschließventil 8 geführt. Wenn von dem Zerstäuber kein öl zerstäubt wird, ist der Druck der Feder 9 groß genug, um einen vorderen Schließkörper 10 des Düsenschließventils 8 in die Schließstellung zu drücken. Normalerweise wird dem Druckzerstäuber kontinuier-'.ich öl zugeführt, wobei die Stellung des Düsenschließventils 8 von dem Differenzdruck zwischen Ölvor- und -rücklauf gesteuert wird. Die Arbeitsweise des Düsenschließventils 8, dem im übrigen beispielsweise noch Durchlässe 16 sowie eine Kammer 17 zugeordnet sind, bildet nicht den Gegenstand der Erfindung.

Das Gehäuse 1 ist mit einer ölzuführungsleitung 12 und einer ölabführungsleitung 13 versehen. Diese Leitungen sind an ein übliches System für den ölvor- und -rücklauf angeschlossen. Innerhalb des Führungszylinders 7 und innerhalb eines hinter diesem angeordneten weiteren Führungszylinders 36 ist ein Steuerschieber 14 axial gleitbar angeordnet, der verschiedene Stellungen einnehmen kann, um die Strömung des Öls innerhalb des Druckzerstäubers in der in den verschiedenen Figuren durch Pfeile angedeuteten Weise zu beeinflussen.

In der in F i g. 1 gezeigten Stellung des Steuerschiebers 14 wird öl über den Führungszylinder 7 der Zerstäubungseinrichtung 2 zugeführt und strömt von dieser über einen Ringkanal 15 zurück, der zwischen dem Gehäuse 1 und dem Führungszylinder 7 liegt. Dieser ölfluß ruft einen Differenzdruck hervor, durch den der Schließkörper 10 des Düsenschließventils 8 in die Schließstellung gedrückt wird. Es wird also kein öl zerstäubt, aber nichtsdestoweniger findet innerhalb des Druckzerstäubers ein ständiger Umlauf von öl statt. Die Menge dieses umlaufenden Öls kann in einer später beschriebenen Weise geregell werden.

In der in Fig.3 gezeigten Stellung des Steuerschiebers 14 strömt das öl im Druckzerstäuber in umgekehrter Richtung. In diesem Fall bewirkt der auf das Düsenschließventil 8 einwirkende Differenzdruck ein Zurückziehen des Schließkörpers 10 entgegen der Vorspannung der Feder 9, so daß die Düse geöffnet und öl zerstäubt wird. Ein Teil des dem Druckzerstäuber zugeführten Öls tritt nicht aus der Düse aus, sondern wird über den Führungszylinder 7 zurückgeführt. Dieser zurückgeführte Teil des Öls und dadurch auch die zerstäubte Menge des Öls ist regelbar.

Wie bereits erwähnt, wird die Umkehr der Strömung innerhalb des Druckzerstäubers durch den Steuerschieber 14 gesteuert. Die Stellung des Steuerschiebers 14 bezüglich der Steueröffnungen (Durchlässe) 27, 28 steuert auch die relativen Anteile des durch die Düse ausgespritzten Öls und des durch den Führungszylinder 7 abfließenden Rücklauföls bei offenem Düsenschließventil 8, schließlich auch die Menge des bei geschlossenem Düsenschließventil 8 durch den Druckzerstäuber umlaufenden Öls.

Der Steuerschieber 14 weist einen Ventilkörper auf, der einen in gleitender Berührung mit der Innenfläche des Führungszylinders 7 stehenden Steueransatz 29 und in gleitender Berührung mit der Bohrung des Führungszylinders 36 stehende Steueransätze 30, 31 hat. Zwischen den Steueransätzen 29, 30, 31 liegen Kammern 32, 33, von denen die Kammer 32 mit dem Ringkanal 15 über eine zwischen Führungszylinder 7 und Führungszylinder 36 liegende öffnung 35 verbunden ist. Eine weitere Kammer 34 liegt zwischen dem Steueransatz 31 und einer Abschlußplatte 37, die das hintere Ende des Zerstäubers abschließt und die Abdichtung einer Antriebsstange 38 des Steuerschiebers 14 bewirkt. Diese Antriebsstange kann von Hand oder durch eine Antriebseinrichtung betätigt werden. Die Antriebseinrichtung kann beispielsweise ein Solenoid oder eine pneumatische Kolbenzylindervorrichtung sein, deren Hin- und Herbewegung in einer gewünschten Weise gesteuert werden. Die Durchlässe 27, 28 durchdringen die Wandung des Führungszylinders 36. Die Zuführungsleitung 12 steht über Steueröffnungen (Bohrungen 26 mit dem Inneren des Führungszylinders 7 in Verbindung.

Wenn der Steuerschieber 14 sich in der in F i g. 1 gezeigten Stellung befindet, gibt der Ansatz 29 die Bohrungen 26 frei, so daß öl durch diese Bohrungen in den Führungszylinder 7 und entlang dieses Führungszylinders zur Zerstäubungseinrichtung 2 strömen kann. Der Rücklauf zur Abführungsleitung 13 erfolgt über den Ringkanal 15, die öffnung 35 und die Durchlässe 27. Wenn der Druckzerstäuber sich in seiner in Fig.2 gezeigten, abgeschalteten Stellung befindet, kann zusätzliches Umlauföl dadurch zugeführt werden, daß man einen im Steuerschieber 14 vorgesehenen axialen Kanal 39 über Durchlässe 40 und die Kammer 33 mit den Durchlässen 28 in Verbindung bringt, so daß zusätzliches öl zur Abführungsleitung 13 gelangen kann. Dabei muß sichergestellt werden, daß der Rücklauf des Öls über den Ringkanal 15 zur Abführungsleitung 13 nicht beeinträchtigt wird, wenn der Steuerschieber 14 zur Einführung von zusätzlichem Umlauföl nach innen bewegt wird.

Um den Druckzerstäuber in Zerstäubungsstellung zu bringen, wird der Steuerschieber 14 nach innen in die in F i g. 3 gezeigte Stellung bewegt, in der der Steueransatz 29 vor der Zuführleitung 12 liegt, so daß die Verbindung

zwischen den Durchlässen 26 und dem vorderen Bereich des Führungszylinders 7 unterbrochen ist. Die Durchlässe 26 stehen dann mit der Kammer 32 in Verbindung, so daß öl über die Kammer 32 und die öffnung 35 in den Ringkanal 15 strömt. Der Rückfluß von der Zerstäubungseinrichtung 2 erfolgt über den Führungszylinder 7 bis zum Steueransatz 29 und dann durch den Kanal 39 im Steuerschieber 14 und über die Durchlässe 40 in die Kammer 33 sowie über die Durchlässe 27 in die mit diesen fluchtende Abführungsleitung 13.

Mit dem Druckzerstäuber in Arbeitsstellung kann der Rücklauf zur Abführungsleitung 13 geregelt werden, um entsprechende Änderungen in der Zerstäubungsrate hervorzurufen. Ein geringerer Rücklauf und daher eine größere Zerstäubungsrate werden erreicht, wenn man den Steuerschieber 14 nach innen bewegt, so daß der Steueransatz 31 den Rücklauf von der Kammer 33 über den Durchlaß 27 zur Abführungsleitung 13 drosselt. Der Rücklauf kann vollständig abgeschaltet werden, wenn der Steuerschieber 14 nach innen in die in Fig.4 gezeigte Stellung bewegt wird. In dieser Stellung ist die Zerstäubungsrate für eine gegebene Düsengröße und einen gegebenen Zuführdruck am größten. Es muß darauf geachtet werden, daß sichergestellt ist, daß das Düsenschließventil 8 sich in die in Fig.3 gezeigte Stellung bewegen kann, bevor der Rücklauf vollständig abgeschaltet wird. Falls dies nicht geschieht, kann der Führungszylinder 7 hydraulisch blockiert werden, so daß das Düsenschließventil 8 nicht mehr funktioniert.

Die Aufteilung des ölstromes in Zerstäubungsmenge und Rücklaufmenge für einen Druckzerstäuber von bestimmer Größe wird durch die Charakteristik des Düsenschließventils 8 bestimmt. Zwischen dem hinteren Ende des Führungszylinders 36 und dem dieses umgebende Ende 42 des rohrförmigen Gehäuses 1 ist ein Ringspalt 41 vorhanden. Ohne diesen Spalt könnte beim Zurückziehen des Steuerschiebers 14 Öl in der Kammer 34 eingeschlossen und hierdurch der Druckzerstäuber blockiert werden. Wenn ein Ringspalt vorhanden ist, kann jedoch das öl aus der Kammer 34 austreten und in die Abführungsleitung 13 gelangen. Ein außerhalb des Gehäuses 1 angeordneter Einstcllmechanismus gestattet eine Regelung der Menge des zerstäubten Öles bei geöffnetem Düsenschließventil 8 und der Menge der standig im Druckzerstäuber umlaufenden ölmcngc bei geschlossenem Düsenschließventil 8. Der Einstcllmcchnnismus ist dabei so angeordnet, daß jede dieser Einstellungen vorgenommen werden kann, ohne dabei die andere Einstellung zu beeinflussen. Aus Fig.5 ist ersichtlich, daß dnc Einstollspindel 43 vorgesehen ist, die mit dem einen Antriebs- oder Scrvokolben 44 tragenden Ende der Antriebsstange 38 starr verbunden ist. Die Spindel 43 ist gleitend in einer Buchse 43 gelagert, die ein Teil der Abstützung 46 für den Kraftantrieb Ist. Die Spindel 43 ist von einem rohrförmigen Gehäuse 47 umgeben, das an der Buchse 45 durch eine Schraubverbindung befestigt ist. Das Gehäuse 47 liegt dabei an ebenfalls auf die Buchse 45 aufgeschraubte Einstellmuttern 48 an. Auf die Spindel 43 aufgeschraubte Einstellmuttern 49 bilden eine Anschlagfläche 50, die an einer am Ende der Buchse 45 vorgesehenen Anschlagfläche 51 zur Anlage gelangt. Ferner ist am Ende der Spindel 43 eine Anschlagfläche 52 vorgesehen, die an einer im Gehäuse 47 vorgesehenen Anschlagfläche 53 zur Anlage gelangt.

Zur Einstellung der im Druckzerstäuber beispielsweise in der in Fig.2 gezeigten Weise umlaufenden ölmenge werden die Muttern 48 nach innen geschraubt, so daß auch das Gehäuse 47 nach innen bewegt werden kann. Die Bewegung der Spindel 43 nach innen wird durch die an der Anschlagfläche 53 zur Anlage kommende Anschlagfläche 52 bestimmt. Der Rücklauf (F i g. 3 und 4) wird durch die Einstellung der an der Anschlagfläche 51 zur Anlage kommenden Muttern 49 bestimmt.

Ein mit dem beschriebenen Druckzerstäuber versehener ölbrenner müßte zusätzlich noch mit Einrichtungen zum Zuführen der Verbrennungsluft, einer die Flamme am Brennstoffeinspritzpunkt haltenden Regeleinrichtung sowie Brennstoff- und Luftregel- und -abschaltventilen sowie einer Zündeinrichtung versehen sein. Der beschriebene Druckzerstäuber hat den Vorteil, daß er aufgrund der ständig in ihm umlaufenden Öles gekühlt wird, so daß er nicht aus dem Kesselraum zurückgezogen zu werden braucht. Durch das ständige Umlaufen des Öles werden auch ein Cracken und Verstopfungen des Öles vermieden, so daß ein Reinigen des Druckzerstäubers zwischen seinen Betriebszeiten nicht erforderlich ist. Das Düsenschließventil 8 und der Schieber 14 sind leicht ein- und ausbaubare Einheiten, was die Wartung erleichtert. Ferner kann kein Staub in das Ventilsystem gelangen, da der Steuerschieber 14 ein vom ersten Führungszylinder 7 umgebener Teil des Druckzerstäubers ist. Das Volumen des ölflusses kann für einen bestimmten Druck durch Einstellen einer bestimmten Umlaufströmung im abgeschalteten Zustand des Druckzerstäuber konstant gehalten werden, was für automatisch geregelte Kessel von Wichtigkeit ist, da das An- und Abschalten des Brenners ohne Störung des gesamten ölflusses erfolgen kann. Dadurch, daß sich der Rücklauf beim Zerstäubungsvorgang regeln läßt, kann ohne Verschlechterung der Zerstäubung ein größerer Betricbsbcrcich erhalten werden. Die Konstruktion des Druckzerstäubers gestattet auch die Verwendung von zweiten Betriebsmitteln zur Vergrößerung des Betriebsbereichcs bei nur einer Zerstäubungseinrichtung, Die Einzelteile des Druckzerstliubcrs sind so dimensioniert, daß der Druckzerstäuber in genormten Tragrohren untergebracht werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckzerstäuber für einen ölbrenner mit einem ölvorlauf und einem ölrücklauf, einer Zerstäubungsdüse mit einem vom Differenzdruck zwischen ölvor- und -rücklauf wechselweise in entgegengesetzten Richtungen betätigbaren, in Schließrichtung federbelasteten Düsenschließventil, einem Umschaltventil zur Strömungsumkehr und einem den Rücklauf »0 drosselnden Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des Umschaltventils (29j 26) mit demjenigen des Steuerventils (30, 31; 27) starr verbunden und mit diesem derart in mehrere Stellungen bewegbar ist, daß bei unbehindertem ölvorlauf in Öffnungsstellung des Düsenschließventils (8) der ölrücklauf in jeweils unterschiedlichem Maße gedrosselt ist und in Schließstellung des Düsenschließventils (8) ölvor- und -rücklauf verbunden sind.

2. Druckzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem durch das Steuerventil (30, 31; 27) steuerbaren Strömungsweg mit Steueröffnungen (27) weitere Steueröffnungen

(28) von kleinerem Gesamtquerschnitt vorgesehen sind, über die ein innerhalb des Umschalt- und Steuerventiles (29; 26; 30, 31; 27) vorgesehener Kanal (39) direkt mit einer Abführungsleitung (13) in Schließstellung des Düsenschließventils (8) kommunizieren kann.

3. Druckzerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper des Umschaltventils (29; 26) und des Steuerventils (30, 31; 27) als an einem mit einem axialen Kanal (39) versehenen hin und her bewegbaren Steuerschieber (14) angeordnete Steueransätze (29; 30,31) ausgebildet sind, die mit in zwei fluchtenden Führungszylindern (7; 36) vorgesehenen Steueröffnungen (26; 27, 28) zusammenwirken, wobei ein erster Steueransatz

(29) mit den Steueröffnungen (26), ein zweiter Steueransatz (31) in der Öffnungsstellung des Düsenschließventiles (8) mit den Steueröffnungen (27) und ein dritter Sleueransatz (30) in der Schließstellung des Düsenschließventils (8) mit den Steueröffnungen (27,28) zusammenwirkt.

4. Druckzerstäuber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueransatz (29) am düsenseitigen Ende des Steuerschiebers (14) angeordnet ist und mit den ersten Steueröffnungen (26) zusammenwirkt, und daß.am anderen Ende des Steuerschiebers (14) die beiden weiteren Steueransätze (30,31) mit einer zwischen diesen eingeschlossenen Ringkammer (33) vorgesehen sind, in die mit dem axialen Kanal (39) verbundene Steueröffnungen (40) münden, welche mit einem bzw. zwei im Führungszylinder (36) angeordneten Kränzen der weiteren Steueröffnungen (27 bzw. 27; 28) zusammenwirken.

5. Druckzerstäuber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (14) und die Führungszylinder (7, 36) in einem zylindrischen Gehäuse (1) axial mit dem Düsenschließventil (8) ausgerichtet sind.