DE19850651A1

DE19850651A1 - Oilfired burner

Info

Publication number: DE19850651A1
Application number: DE19850651A
Authority: DE
Inventors: Daniel Dipl Ing Goebel; Guenther Niedermaier; Rainer Schoch
Original assignee: WEISHAUPT MAX GmbH
Current assignee: WEISHAUPT MAX GmbH
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 1999-07-22
Also published as: DE59807632D1; ATE235664T1; EP0913631B1; DK0913631T3; EP0913631A3; EP0913631A2

Abstract

The oil-fired burner assembly has at least one central spray jet and associated ignition, with a fan blower for the combustion air which is fed through the flame tube surrounding the spray zone downstream of the jet. Further spray jets (2) are at equal intervals round the central spray jet (3), within the flame tube (1). The central jet (3) is a mixing spray jet with an air feed, flame stabilizer and ignition. A ring disk body (4) is between the central jet (3) and the surrounding jets (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölfeuerungsanlage für Verbrennung unter reduzierter Stickstoffoxid (NOx) Emissionen, insbesondere für höhere Leistungen, mit wenig stens einer zentral angeordneten Zerstäuberdüse und zugeordneter Zündeinrich tung sowie einem Gebläse für die Zufuhr von Verbrennungsluft, die durch ein die Zerstäuberdüse umgebendes Flammrohr dem Zerstäubungsraum stromab hinter der Düse zugeführt wird.The invention relates to an oil firing system for combustion under reduced Nitric oxide (NOx) emissions, especially for higher performances, with little at least one centrally arranged atomizer nozzle and assigned ignition device device as well as a fan for the supply of combustion air, which by a Flame tube surrounding atomizer nozzle downstream of the atomization chamber is fed to the nozzle.

Ölfeuerungsanlagen der in Rede stehenden Art arbeiten zum Zwecke der Herab setzung der thermischen Stickoxyde mit auf vielerlei Weise gestalteten Abgas rückführungen. Dies führt zum Teil zu Flammeninstabilitäten bei gleichzeitig hohem apparativen Aufwand.Oil combustion plants of the type in question work for the purpose of down Setting the thermal nitrogen oxides with exhaust gas designed in many ways returns. This leads in part to flame instabilities with a high level at the same time equipment expenditure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölfeuerungsanlage der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der eine möglichst homogene Vertei lung von Brennstoff, Luft und Abgas gegeben ist und bei der unter Vermeidung gezielter bzw. gesonderter externer Abgasrückführung die Bildung von thermischen NOx herabgesetzt ist.The invention has for its object an oil combustion system of the beginning to provide the type mentioned, in which the most homogeneous possible distribution of fuel, air and exhaust gas is given and with avoidance targeted or separate external exhaust gas recirculation the formation of thermal NOx is reduced.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß um die mittig angeordnete zentrale Zerstäuberdüse herum innerhalb des Flammrohres dem Zerstäu bungsraum zugewandt eine Anzahl weiterer Zerstäuberdüsen gleichmäßig be abstandet angeordnet ist. This is achieved according to the invention in that around the centrally arranged central atomizer nozzle around the flame tube the atomizer a number of additional atomizing nozzles evenly spaced apart.

Durch die Anordnung mehrerer Zerstäuberdüsen um die zentrale Zerstäuber düse herum erreicht man eine Kernflamme sowie eine Hüllflamme um diese Kernflamme herum, die unabhängig von der Geometrie des Feuerraums be triebssicher und stabil brennen. Im Brennraumbereich nach den die Zen traldüse umgebenden Zerstäuberdüsen erreicht man eine Brennstoffverga sungs- und Vermischungszone. Hier werden die Komponenten zerstäubter Brennstoff, Luft und im Feuerraum intern rückströmende Abgase intensiv vor gemischt. Die Wärmeabgabe der Kernflamme unterstützt die Brennstoffverga sung. Ziel ist ein homogenes Gemisch mit Folge einer Vergleichmäßigung der Flammentemperatur bei insgesamt reduziertem mittleren Temperaturniveau in der Flamme, wodurch wiederum ein guter Ausbrand im gesamten Flammen bereich erzielt wird. Die Kernflamme wird bevorzugt durch eine zentrale Zer stäuberdüse in Kombination mit einem Mischsystem üblicher Bauart erzeugt, die im Kern gelb sein kann. Im Bereich der Hüllflamme erreicht man bläulichen Ausbrand und insgesamt eine schlanke Flammenform ohne Auswolken von Brennstoff.By arranging several atomizer nozzles around the central atomizer around the nozzle you reach a core flame and an enveloping flame around it Core flame around, regardless of the geometry of the firebox burn safely and stably. In the combustion chamber area according to the Zen atomizer nozzles surrounding the nozzle reach a fuel ratio solution and mixing zone. Here the components become more atomized Fuel, air and exhaust gases flowing back internally in the combustion chamber intensively mixed. The heat emitted by the core flame supports fuel consumption solution. The aim is a homogeneous mixture with the result of an equalization of the Flame temperature at an overall reduced average temperature level in the flame, which in turn causes a good burnout throughout the flame area is achieved. The core flame is preferred by a central cerium dust nozzle produced in combination with a mixing system of conventional design, which can be yellow at the core. In the area of the flame one reaches bluish Burnout and overall a slim flame shape without clouding of Fuel.

In bevorzugter Ausführung ist zwischen der zentralen Zerstäuberdüse bzw. dem Mischsystem und den diesen umgebenden Zerstäuberdüsen ein Ringscheiben-Staukörper angeordnet, der zu der zentralen Zerstäuberdüse bzw. dem zentralen Mischsystem unter Spaltbildung angeordnet sein kann. Diese Spaltbildung ist für die Lufteinleitung zur Zentralflamme bedeutsam.In a preferred embodiment, between the central atomizing nozzle or the mixing system and the atomizing nozzles surrounding it Ring disk bluff body arranged to the central atomizer nozzle or the central mixing system can be arranged with gap formation. This gap formation is important for the air introduction to the central flame.

In weiterhin bevorzugter Ausführung ist die zentrale Zerstäuberdüse bzw. das Mischsystem komplett mit dem Ringscheibenstaukörper in Richtung der Längsachse des Flammrohres in verschiedene Verschiebelagen - insbeson dere stufenlos - einstellbar. Dies kann der Einstellung der Luftzufuhr in Anpas sung an die Brennstoffmenge bei Laständerung dienen, im übrigen läßt sich durch diese Verschiebemöglichkeit eine Einstellung bzw. Optimierung der NOx- Werte erreichen. In a further preferred embodiment, the central atomizer nozzle or Mixing system complete with the ring disk bluff body in the direction of Longitudinal axis of the flame tube in different displacement positions - in particular infinitely variable - adjustable. This can be the adjustment of the air supply in adapt solution to the amount of fuel when the load changes, otherwise can through this shifting option, an adjustment or optimization of the NOx Achieve values.

In anderer bevorzugter Ausführung weisen die die zentrale Zerstäuberdüse umgebenden Zerstäuberdüsen einen engeren Sprühwinkel auf als derjenige der Zentraldüse. Vorzugsweise ist dabei der Sprühwinkel der umgebenden Zerstäuberdüsen etwa 30° bis 45° gewählt. Durch diesen verengten Sprühwin kel wird erreicht, daß die Brennkammerwand nicht mit Öl benetzt wird. Darüber hinaus lassen sich Verkokungen im Bereich der Flammrohrmündung sowie der angrenzenden Bereiche der Außenränder des Staukörpers vermeiden.In another preferred embodiment, they have the central atomizing nozzle surrounding atomizer nozzles at a narrower spray angle than that the central nozzle. The spray angle is preferably the surrounding one Atomizer nozzles selected around 30 ° to 45 °. Through this constricted spray It is achieved that the combustion chamber wall is not wetted with oil. About that In addition, coking in the area of the flame tube mouth and the Avoid adjacent areas on the outer edges of the bluff body.

In besonders bevorzugter Ausführung ist der Ringscheiben-Staukörper an sei ner dem Feuerraum zugewandten Außenseite, also der zentral angeordneten Zerstäuberdüse - Pilot-Zerstäuberdüse - abgewandten Seite, mit einem in diese Richtung vorspringenden Aufsatz versehen, der vorzugsweise durchge hend ringförmig ausgebildet ist und sich insbesondere an die ringförmige In nenberandung des Ringscheiben-Staukörpers unmittelbar anschließend ange ordnet ist. An dieser Staukörper-Ringscheibe kann der Aufsatz einstückig aus gebildet sein.In a particularly preferred embodiment, the annular disk bluff body is on ner the outside of the combustion chamber, i.e. the centrally located one Atomizer nozzle - pilot atomizer nozzle - side facing away, with an in this direction projecting essay, which preferably durchge hend is ring-shaped and in particular to the annular In immediately afterwards is arranged. The attachment can be made in one piece on this bluff ring be educated.

Desweiteren kann die Staukörper-Ringscheibe an ihrer Außenberandung eine wiederum hinsichtlich der zugeführten Verbrennungsluft stromab dem Feuer raum zugewandt vorspringende Randabbördelung aufweisen, die im Zusam menhang mit dem Flammrohr zu verbesserter Luftführung dient. Zu diesem Zwecke kann auch eine konisch verjüngte Ausführung des Flammrohres am stromabseitigen Ende der Verbrennungsluftführung dienen. Um diese Verbren nungsluftführung zu begünstigen, kann die Staukörper-Ringscheibe in den Be reichen der jeweiligen ringförmig um die zentrale Pilot-Zerstäuberdüse ange ordneten Haupt-Zerstäuberdüsen mit radial nach innen gerichteten Ausbuch tungen versehen sein.Furthermore, the bluff ring washer on its outer edge again with regard to the combustion air supplied downstream of the fire have room-facing projecting edge edging, which together menhang with the flame tube for improved air flow. To this Purposes can also be a tapered design of the flame tube on serve downstream end of the combustion air duct. To burn them To favor air flow, the bluff ring washer in the Be reach the respective ring around the central pilot atomizer nozzle arranged main atomizer nozzles with a radially inward discharge be provided.

Der Ringscheiben-Staukörper bzw. körperlich betrachtet die Staukörper- Ringscheibe vorgeschilderter Art ermöglicht es insbesondere, Düsen mit gro ßem Sprühwinkel - 60° - zu verwenden und selbst bei diesem großen Sprühwinkel ein Auftreffen und Anbacken von Öltröpfchen auf der Frontseite der Staukörper-Ringscheibe zu verhindern. Wenn im Zuge höherer Last die Mischeinrichtung entsprechend weit zurück verfahren wird, besteht auch die Gefahr der Verschmutzung der ringförmig angeordneten seitlichen Zerstäuber düsen. Im übrigen wird durch diese Maßnahme der NOx-Ausstoß weiter ver ringert und die Verbrennung insgesamt verbessert, d. h. Rußbildung wird zu rückgeführt, und die Verbrennung nähert sich derjenigen von Gas. Es erfolgt eine Strömungsvergleichmäßigung mit dem Ergebnis höherer Flammenstabili tät.The annular disk bluff body or physically considered the bluff body Ring disc of the type described makes it possible, in particular, nozzles with large ß spray angle - 60 ° - to use and even with this large Spray angle an impact and caking of oil droplets on the front to prevent the bluff ring. If the Mixing device is moved back accordingly, there is also Risk of contamination of the ring-shaped atomizers nozzles. Otherwise, this measure will further reduce NOx emissions wrestles and improves overall combustion, d. H. Soot formation becomes too recycled, and the combustion approaches that of gas. It takes place a flow equalization with the result of higher flame stability act.

Von besonderer Bedeutung ist die Versorgung der ringförmig um die zentral ange ordnete Zerstäuberdüse als Pilot-Düse angeordneten Zerstäuberdüsen, die für den Lastfall den Großteil des zerstäubten Brennstoffes liefern, nämlich etwa 95% und mehr. Diese Haupt-Zerstäuberdüsen sollen für einen gleichmäßigen Ausbrand der aufgabengemäß gewünschten Art, nämlich bei niedrigem NOx-Ausstoß an nähern des Blaubrandverhalten, möglichst gleichmäßig und konstant versorgt arbeiten. Zu diesem Zwecke sind diese Haupt-Zerstäuberdüsen in an sich bekannter Weise an eine Ölversorgung angeschlossen, die einen Ölvorlauf und einen Ölrücklauf vor sieht, dergestalt, daß im Betriebsfall der jeweiligen Düse möglichst konstant eine bestimmte Brennstoffmenge unter vorgegebenem Druck zugeführt wird. Über den Vorlauf und Rücklauf wird insoweit ein Überangebot an durch die Düse zu versprü hendem Brennstoff zugeführt. Bevorzugt wird dabei der Druck in der Ölvorlauflei tung stabil gehalten, während die Menge des durch die Düse versprühten Brenn stoffes durch Querschnittssteuerung (Drosselung) der Ölrücklaufleitung gesteuert wird.Of particular importance is the supply of the ring around the center arranged atomizer nozzle as a pilot nozzle arranged atomizer nozzles for the Load case deliver the majority of the atomized fuel, namely about 95% and more. These main atomizer nozzles are intended for a uniform burnout of the Appropriate type according to the task, namely with low NOx emissions of the blue flame behavior, work as evenly and constantly as possible. To For this purpose, these main atomizing nozzles are in a manner known per se connected to an oil supply that provides an oil flow and an oil return sees, such that in the operating case of the respective nozzle as constant as possible certain amount of fuel is supplied under predetermined pressure. On the To this extent, supply and return will be oversupplied through the nozzle fed fuel. The pressure in the oil feed line is preferred tion kept stable while the amount of fuel sprayed through the nozzle controlled by cross-sectional control (throttling) of the oil return line becomes.

Grundsätzlich kann man die ringförmig um die zentrale Pilot-Zerstäuberdüse ange ordneten Haupt-Zerstäuberdüsen "sternförmig" an Ölvorlauf- und Ölrücklaufleitung im Sinne einer Ölvorlaufdruckquelle und einer gemeinsamen Ölrückführung, die für alle Haupt-Zerstäuberdüsen speisend und abführend vorgesehen sind, anschlie ßen. In bevorzugter Ausführung werden die Haupt-Zerstäuberdüsen hinsichtlich sowohl ihres Ölvorlaufes als auch ihres Ölrücklaufes in Form einer Ringleitung mit einander verbunden, d. h. sämtliche Haupt-Zerstäuberdüsen sind in ihrem Sockel bereich an diese Ringleitung angeschlossen, die ihrerseits zentral mit der Ölvor laufdruckquelle und dem Ölrücklauf in Verbindung steht, vorzugsweise dergestalt, daß diese Ringleitungen zwischen zwei benachbarten Haupt-Zerstäuberdüsen eine Einspeisungs- bzw. Abführstelle für eine zentrale Ölvorlaufdruckleitung und eine Ölrücklaufleitung aufweisen.Basically, you can put the ring around the central pilot atomizer nozzle arranged the main atomizing nozzles "star-shaped" on the oil feed and oil return line in the sense of an oil supply pressure source and a common oil return, which for then all main atomizing nozzles are supplied and discharged eat. In a preferred embodiment, the main atomizer nozzles are in terms of with both their oil flow and their oil return in the form of a ring line connected to each other, d. H. all main atomizing nozzles are in their base area connected to this ring line, which in turn is centrally connected to the oil supply running pressure source and the oil return, preferably in such a way that these ring lines between two adjacent main atomizing nozzles Infeed or discharge point for a central oil supply pressure line and a Have oil return line.

Die vorgeschilderte Zentralversorgung der ringförmig angeordneten Haupt-Zer stäuberdüsen sichert einen - letztlich auch durch genügenden Querschnitt der Zu- und Ableitungen - gleichmäßigen Betrieb dieser Düsen, d. h. Ausstoß des zu ver sprühenden Öles unter praktisch übereinstimmenden Bedingungen.The central supply described above for the ring-shaped main zer dust nozzles secure you - ultimately also by a sufficient cross-section of the and derivatives - smooth operation of these nozzles, d. H. Output of the ver spraying oil under practically matching conditions.

Bei Betriebsunterbrechung besteht das Problem, daß sich aus den Ölvorlauf- wie auch aus dem Ölrücklaufleitungen Restmengen von Öl in den Feuerraum entlee ren, was unerwünscht ist. Das gilt insbesondere auch für die vorgeschilderte be vorzugte Ausführung der Ölversorgung der Haupt-Zerstäuberdüsen über eine Ringleitung. In besonders bevorzugter Ausführung wird daher sowohl im Zuge des Ölvorlaufes als auch im Zuge des Ölrücklaufes einer jeden Haupt-Zerstäuberdüse jeweils ein Ventil vorgesehen, das hydraulisch betätigt ist. Diese Ventile arbeiten demnach unter Einfluß des Öldruckes abhängig gegen die Kraft zugeordneter Fe dern. Wenn demnach in den Betriebsphasen der Querschnitt der Ölrückführleitung einen Drucküberschuß für das Versprühen von Öl durch die Düse bewirkt, sind die Ventile aufgrund des Druckunterschiedes zwischen Vorlauf und Rücklauf gegen ihre Federkraft mehr oder weniger weit geöffnet. Wird dagegen der Querschnitt der Ölrückleitung im Sinne einer Betriebsunterbrechung entsprechend weit geöffnet, schließen die Ventile, so daß sowohl aus der Ölvorlaufleitung als auch aus der Öl rücklaufleitung Öl durch die Düse in den Brennraum abtropfen kann.In the event of a business interruption, there is the problem that the oil supply like also drain residual oil from the oil return lines into the combustion chamber ren what is undesirable. This applies in particular to the previously described be preferred version of the oil supply to the main atomizer nozzles via a Loop. In a particularly preferred embodiment is therefore both in the course of Oil flow as well as in the course of the oil return of each main atomizer nozzle one valve each is provided which is actuated hydraulically. These valves work accordingly under the influence of the oil pressure depending on the force of Fe other. If, therefore, the cross section of the oil return line in the operating phases causes an excess pressure for the spraying of oil through the nozzle Valves against due to the pressure difference between flow and return their spring force more or less opened. However, if the cross section of the Oil return line in the sense of a business interruption opened accordingly, close the valves so that both from the oil supply line and from the oil return line oil can drip through the nozzle into the combustion chamber.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere in Bezug auf die in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, anhand deren die Erfindung nachstehend erläutert wird:Preferred embodiments of the invention result from the subclaims, in particular in relation to those shown schematically in the drawing Exemplary embodiments on the basis of which the invention is explained below:

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Längsachse des Flammrohres eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Ölfeuerungsanlage; Figure 1 is a schematic section through the longitudinal axis of the flame tube of a first embodiment of an oil combustion system according to the invention.

Fig. 2 bis 4 perspektivische Darstellungen eines modifizierten Ausfüh rungsbeispieles gemäß Fig. 1; Fig. 2 to 4 perspective views of a modified example Ausfüh approximately according to FIG. 1;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Ausführung nach den Fig. 2 bis 4; Fig. 5 shows an embodiment of the embodiment of Figures 2 to 4.

Fig. 6 eine Schemaskizze der Ventilsteuerung für Vor- und Rücklauf des Öls als Brennstoff; Fig. 6 is a schematic diagram of the valve control for the flow and return of the oil as fuel;

Fig. 1 zeigt ein zylindrisches Flammrohr 1, an dessen Austritt die Verbren nungsluft beschleunigt wird, zum Beispiel durch einen sich in Strömungsrich tung konisch verjüngenden Abschnitt 9, ist in dessen Rohrachse - also mittig - eine zentrale Zerstäuberdüse 3 als Teil eines Mischsystems üblicher Bauart angeordnet. Um diese zentrale Zerstäuberdüse 3 - Pilot-Zerstäuberdüse - herum sind auf einem konzentrischen Kreis mit dem Radius r mehrere weitere Zerstäuberdüsen 2 - Haupt-Zerstäuberdüsen - angeordnet. Die zentrale Düse 3 dient der Brennstoffzuführung in eine Pilotflamme, und über die konzentrisch um diese herum angeordnete Zerstäuberdüsen erfolgt die Zufuhr des Haupt teils des flüssigen Brennstoffes in die bzw. mit der Hauptverbrennungsluft. Fig. 1 shows a cylindrical flame tube 1 , at the outlet of the combustion air is accelerated, for example by a conically tapering in the direction of flow direction 9 , a central atomizer nozzle 3 is arranged in the tube axis - that is, centrally - as part of a mixing system of a conventional type . Around this central atomizer nozzle 3 - pilot atomizer nozzle - several further atomizer nozzles 2 - main atomizer nozzles - are arranged on a concentric circle with the radius r. The central nozzle 3 is used to supply fuel to a pilot flame, and the atomizer nozzles arranged concentrically around the supply of the main part of the liquid fuel into or with the main combustion air.

Die Anzahl der auf den Teilkreis gleichmäßig beabstandeten Zerstäuberdüsen 2, der definierte Mindestradius 3 des Teilkreises zur Zentraldüse 3 und die Dü senaustrittsverhältnisse hängen dabei voneinander ab.The number of atomizing nozzles 2 equally spaced on the pitch circle, the defined minimum radius 3 of the pitch circle to the central nozzle 3 and the nozzle exit conditions depend on one another.

Die Düsenaustrittsbohrungen aller Zerstäuber auf dem konzentrischen Teilkreis befinden sich in Strömungsrichtung vor, oder in der Luftaustrittsebene des Flammrohres.The nozzle outlet holes of all atomizers on the concentric pitch circle are in the direction of flow, or in the air outlet plane of the Flame tube.

Das Verhältnis der Aufteilung der zugeführten Gesamtbrennstoffmenge für die Pilotflamme zu den Zerstäuberdüsen 2 des Teilkreises ist ein wesentliches Kriterium für eine Verbrennung mit niedrigem NOx-Emissionen. (ca. 2-5% der Gesamtbrennstoffmenge bei Großlast wird für die zentrale Pilotflamme benö tigt).The ratio of the distribution of the total amount of fuel supplied for the pilot flame to the atomizing nozzles 2 of the partial circuit is an essential criterion for a combustion with low NOx emissions. (approx. 2-5% of the total fuel quantity at high load is required for the central pilot flame).

Die Hauptverbrennungsluft wird der Flamme über die Ringstückquerschnitte an der Austrittsebene des Flammrohres i zugeführt. Diese Ringstückquerschnitte ergeben sich durch den jeweiligen Flammrohrinnendurchmesser, einem zur Flammrohrachse koaxial angeordneten Staukörper 4, z. B. ausgeführt als Ringscheibe, und den Zerstäuberdüsen 2 auf dem konzentrischen Teilkreis. Im Ringscheiben-Staukörper integriert ist koaxial ein weiterer Volumenstaukörper 6. Beide Staukörper sind durch einen Ringspalt für Verbrennungsluftdurchtritt getrennt. Der zentrale Volumenstaukörper besitzt einstellbare Verbrennungs lufteintrittsquerschnitte in eine Vorkammer 7. Das Ende der Vorkammer 7, in Strömungsrichtung gesehen, wird mit einen Staukörper 8 mit radialen Spül schlitzen, einer Mittenbohrung und einem am Außendurchmesser, in Strö mungsrichtung stehenden Kragen, verschlossen.The main combustion air is supplied to the flame via the ring section cross sections at the exit plane of the flame tube i. These ring section cross sections result from the respective flame tube inner diameter, a bluff body 4 arranged coaxially with the flame tube axis, for. B. executed as an annular disc, and the atomizer nozzles 2 on the concentric pitch circle. Another volume dam 6 is coaxially integrated in the annular disc bluff body. Both bluff bodies are separated by an annular gap for combustion air to pass through. The central volume bluff body has adjustable combustion air inlet cross sections in a prechamber 7 . The end of the pre-chamber 7 , seen in the direction of flow, is slotted with a bluff body 8 with radial flushing, a central bore and a collar on the outside diameter in the direction of flow.

Der Ringscheiben-Staukörper 4 verbessert das Betriebsverhalten. Ein Teil des Verbrennungsluftstromes, entsprechend der Leistungsaufteilung, wird der Pilotflamme über den Staukörper 8 und den Ringspalt zwischen Volu men-Staukörper 6 und Ringscheiben-Staukörper 4 zugeführt. In der Vorkam mer 7 des zentralen Volumenstaukörpers 6 ist die Mitteldüse 3 mit elektrischer Zündeinrichtung angeordnet.The annular disk bluff body 4 improves the operating behavior. Part of the combustion air flow, according to the power distribution, is supplied to the pilot flame via the bluff body 8 and the annular gap between the volu men bluff body 6 and the annular disk bluff body 4 . In the Vorkam mer 7 of the central volume accumulator 6 , the center nozzle 3 is arranged with an electrical ignition device.

Mit der beschriebenen Anordnung, ergibt sich folgender Verbrennungsablauf. Mit tels der emittierten Wärmeenergie entlang einer Mindestweglänge der ständigen, zentralen Pilotflamme, der Wärmeenergie aus Rauchgasen des Feuerraums, der Zerstäubungsaufteilung auf mehrere Düsen und der Teilkreisanordnung, gelingt zunächst eine sehr gute Brennstoffaufbereitung.With the arrangement described, the following combustion process results. With of the emitted thermal energy along a minimum path length of the permanent, central pilot flame, the thermal energy from flue gases from the combustion chamber, the Atomization distribution over several nozzles and the pitch circle arrangement succeeds first of all a very good fuel preparation.

Teile des Brennstoffsprays der Zerstäuberdüsen auf dem Teilkreis beginnen auf grund der Wärmeeinwirkung im Feuerraum zu vergasen.Parts of the fuel spray from the atomizer nozzles on the pitch circle begin gasify due to the effects of heat in the combustion chamber.

Die Entzündung des Brennstoffes aus den Zerstäuberdüsen des Teilkreises wird zunächst unterbunden, um sie im Feuerraum intensiv mit rezirkuliertem Rauchgas und der zugeführten Verbrennungsluft zu vermischen. Dies hat eine sehr homo gene Gemischbildung aus Brennstoff, Verbrennungsluft und Rauchgas zur Folge. (Mischphase).Ignition of fuel from atomizers of a partial circle will Initially prevented to intensely recirculate flue gas in the combustion chamber and to mix the supplied combustion air. This has a very homo gene mixture of fuel, combustion air and flue gas. (Mixed phase).

Die einzelnen Brennstoff-Gasgemisch-Teilströme vermengen sich nach der Min destweglänge vollständig mit der Pilotflamme und entzünden sich dabei - es stabili siert sich die Hauptflamme. In dieser Hauptflamme erfolgt eine gleichmäßige, voll ständige Verbrennung der einzelnen Teilgemischströme bei vermindertem O₂ Par tialdruck. (Brennphase).The individual fuel-gas mixture partial flows mix completely with the pilot flame after the minimum path length and ignite in the process - the main flame stabilizes. In this main flame there is a uniform, full combustion of the individual partial mixture flows at reduced O ₂ partial pressure. (Burning phase).

Wie durch Versuche nachgewiesen, läßt sich die thermische NOx-Bildung in der Flamme wesentlich reduzierten, Minderung 30-40%, bei gleichzeitig guter Bewer tung der anderen Betriebsparameter. Der Brennstart erfolgt mit dem elektrischen Zünden der Pilotflamme und dem Zuschalten der Zerstäuber auf dem Teilkreis. Es entsteht also eine durchgängige schlanke, gebündelte Flamme. Die Flamme brennt mit gelbem Kern und blauen Randbezirken.As demonstrated by tests, the thermal NOx formation in the Flame significantly reduced, reduction 30-40%, with a good rating at the same time the other operating parameters. The firing starts with the electric Ignite the pilot flame and switch on the atomizer on the pitch circle. It this creates a continuous slim, focused flame. The flame burns with a yellow core and blue border areas.

Die Fig. 2 und 3 zeigen perspektivische Ansichten des mittigen Mischsystems mit der zentralen Zerstäuberdüse 3 und drei umfänglich zu dieser angeordneten Haupt-Zerstäuberdüsen 2. Die im Zusammenhang mit dem schematischen Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen finden sich in gleicher Weise in diesen Zeichnungen wieder. Figs. 2 and 3 show perspective views of the central mixing system to the central atomizer nozzle 3 and three circumferentially to this arranged main atomizer nozzles 2. The reference numerals used in connection with the schematic embodiment according to FIG. 1 are found in the same way in these drawings.

Wie die Fig. 2 und 3 und insbesondere auch 4 erkennen lassen, sind die drei rings um die zentrale Pilot-Düse bzw. das Mischsystem angeordneten Haupt-Zer stäuberdüsen in einem Sockelbereich 18 über zwei Ringrohrleitungen miteinander verbunden, von denen eine die unter konstantem Druck stehende Ölvorlaufleitung 14 und die andere eine Ölrücklaufleitung 15 versinnbildlicht. Die Versorgung von Zerstäuberdüsen mittels eines Differenzdruckes zwischen einem Vorlaufdruck und einem Rücklaufdruck ist grundsätzlich bekannt. Durch die Ringleitungsausbildung dieses Ölvorlauf- und Ölrücklaufsystems wird gewährleistet, daß sämtliche der Haupt-Zerstäuberdüsen praktisch unter gleichen Betriebsbedingungen arbeiten, so daß die Ölzerstäubung rings um die Pilotflamme stabil sind.As can be seen from FIGS. 2 and 3 and in particular also 4, the three main atomizing nozzles arranged around the central pilot nozzle or the mixing system are connected to one another in a base region 18 via two ring pipelines, one of which is under constant pressure standing oil feed line 14 and the other symbolizes an oil return line 15 . The supply of atomizer nozzles by means of a differential pressure between a supply pressure and a return pressure is known in principle. The ring line design of this oil feed and oil return system ensures that all of the main atomizing nozzles operate practically under the same operating conditions, so that the oil atomization around the pilot flame is stable.

Die Fig. 2 und 3 lassen eine besondere Ausbildung des Ringscheiben-Staukör pers 4 dahin erkennen, daß dieser an seiner die zentrale Zerstäuberdüse 3 umge benden Innenberandung einen Aufsatz 10 aufweist, der dazu dient, daß die Au ßenseite 11 des Staukörpers 4 von aufgesprühten Ölpartikeln und damit drohenden Ablagerungen frei bleibt. Der Außenumfang dieses ringförmigen Staukörpers 4 ist mit einer Randabbördelung 12 versehen, die von Ausbuchtungen 13 unterbrochen ist, die radial nach innen gerichtet sind und der Aufnahme der Haupt-Zerstäuberdü sen dienen. Auf diese Weise kann die zentrale Pilot-Zerstäuberdüse 3 bzw. das Mischsystem zusammen mit dem Ringscheiben-Staukörper 4 gegenüber den ring förmig um diese angeordneten Haupt-Zerstäuberdüsen 2 axial zum Flammrohr 1 verschoben werden. Die Randabbördelung 12 und insbesondere der konisch ver jüngte Abschnitt 9 des Flammrohres 1 dient der Führung der Verbrennungsluft in die Brennkammer. Figs. 2 and 3 have a special construction of the ring disc Staukör pers 4 recognize the effect that these converted at its central atomizing nozzle 3 reproduced the inner face has a cap 10 which serves that the Au ßenseite 11 of the bluff body 4 of the sprayed oil particles and so that impending deposits remain free. The outer periphery of this annular bluff body 4 is provided with an edge flange 12 , which is interrupted by bulges 13 which are directed radially inwards and serve to accommodate the main atomizer nozzles. In this way, the central pilot atomizer nozzle 3 or the mixing system together with the annular disk bluff body 4 can be axially displaced relative to the ring-shaped main atomizer nozzles 2 arranged around the flame tube 1 . The edging 12 and in particular the tapered ver section 9 of the flame tube 1 serves to guide the combustion air into the combustion chamber.

Wie die Fig. 2 und 3 und insbesondere auch Fig. 4 zeigen, sind die Haupt- Zerstäuberdüsen rings um die zentrale Pilot-Zerstäuberdüse miteinander in ihrem Sockelbereich 18 durch zwei parallele Ringleitungen 14, 15 verbunden, deren eine 14 die Ölvorlaufversorgung und deren andere 15 den Ölrücklauf bildet. Durch diese Ringleitungen soll ein möglichst gleiches Druckverhalten - konstanter Ölvor laufdruck und gesteuerter Ölrücklaufdruck in Abhängigkeit der gewünschten Be triebsweise - sichergestellt werden. Dies gelingt bei entsprechender Bemessung des Durchmessers der Leitungen und damit insoweit vernachlässigbarer Strö mungswiderstände. Fig. 5 zeigt, daß der Anschluß der Ringleitungen 14 und 15 an die zentrale Ölversorgung, also eine für alle Haupt-Zerstäuberdüsen maßgebli che Öldruckquelle einerseits und eine Ölrückführung andererseits dadurch erreicht werden kann, daß die Ringleitungen 14, 15 über T-förmige Abzweigstellen "angezapft" sind.As shown in FIGS. 2 and 3 and in particular also in FIG. 4, the main atomizing nozzles around the central pilot atomizing nozzle are connected to one another in their base region 18 by two parallel ring lines 14 , 15 , one 14 of which supplies the oil supply and the other 15 forms the oil return. These ring lines are intended to ensure the same possible pressure behavior - constant oil supply pressure and controlled oil return pressure depending on the desired mode of operation. This can be achieved by appropriately dimensioning the diameter of the lines and thus negligible flow resistances. Fig. 5 shows that the connection of the ring lines 14 and 15 to the central oil supply, ie, a surface for all the main atomiser nozzles maßgebli oil pressure source on the one hand, and an oil recirculation other hand, can be achieved in that the ring lines 14, 15 via T-shaped junctions " are tapped ".

Von besonderer Bedeutung ist, daß in jeder der Haupt-Zerstäuberdüsen eine Ven tileinrichtung vorgesehen ist, die sowohl die Ölzufuhrleitung als auch die Ölrück führleitung von der Düsenmündung trennt, wenn der Brennerbetrieb unterbrochen wird. Dies ist von besonderer Bedeutung am Ende der Betätigungsintervalle, weil dann die Tendenz besteht, Öl durch die Düse in den Brennraum abtropfen zu las sen, was zu Verschmutzungen etc. führt. Die Ventileinrichtung wird grundsätzlich hydraulisch, d. h. in Abhängigkeit von dem durch die Steuerung des Durchflusses der Ölrückführleitung betätigt, und zwar dergestalt, daß unter Federspannung ste hende Ventile entsprechend den sich einzustellenden Druckzuständen reagieren, d. h. bei Unterbrechung des Brennbetriebes durch Druckaufbau in Richtung schlie ßende Ventile, bei Betrieb dagegen durch deren Öffnung. Aufgrund der baulichen Verhältnisse bzw. der gängigen Modellgrößen solcher Ventile kann es ratsam sein, je Leitung - also sowohl für den Ölvorlauf als auch für den Ölrücklauf - jeweils zwei Ventile parallel geschaltet vorzusehen; eine solche Ventilanordnung ist in Fig. 3 vorausgesetzt. In jedem Falle befinden sich die Ventileinrichtungen zwischen dem die Ringleitungen des Ölvorlaufes und des Ölrücklaufes aufnehmenden Sockel der jeweiligen Düsenlanze der Haupt-Zerstäuberdüsen 2 und deren Düsenkopf, wie dies insbesondere Fig. 2 erkennen läßt. Die derart angeordnete Ventileinrichtung einer jeden Düsenlanze ist von einem Mantel umfaßt.It is of particular importance that a Ven tileinrichtung is provided in each of the main atomizing nozzles, which separates both the oil supply line and the oil return line from the nozzle mouth when the burner operation is interrupted. This is of particular importance at the end of the operating intervals, because there is then a tendency to let oil drip through the nozzle into the combustion chamber, which leads to contamination, etc. The valve device is fundamentally actuated hydraulically, that is to say in dependence on that which is controlled by the control of the flow of the oil return line, in such a way that valves under spring tension react in accordance with the pressure conditions to be set, ie when the combustion operation is interrupted by pressure build-up in the direction of the closing valves, in operation, however, by opening them. Due to the structural conditions and the common model sizes of such valves, it may be advisable to provide two valves connected in parallel for each line - both for the oil flow and for the oil return; such a valve arrangement is assumed in FIG. 3. In any case, the valve devices are located between the base of the respective nozzle lance of the main atomizing nozzles 2 and their nozzle head, which receives the ring lines of the oil flow and the oil return, as can be seen in particular in FIG. 2. The valve device of each nozzle lance arranged in this way is surrounded by a jacket.

In Fig. 6 ist ein Schaltbild für eine Ölfeuerungsanlage mit drei um eine Pilotdüse herum angeordneten Haupt-Zerstäuberdüsen dargestellt, bei deren jeder im Öl vorlauf wie im Ölrücklauf mit zwei parallel geschalteten federbelasteten, hydrau lisch betätigten Ventilen versehen ist, zwei je Ölweg aus Platz- bzw. Verfügbar keitsgründen.In Fig. 6 is a circuit diagram for a oil heating plant with three to a pilot nozzle is disposed main atomizer shown, in each of which leading in the oil as in the oil return with two parallel-connected spring loaded, hydrau cally actuated valves is provided, two each oil path for space or availability reasons.

Claims

1. Oil firing system for combustion under reduced nitrogen oxide emission, in particular for higher outputs, with at least one centrally arranged atomizing nozzle and associated ignition device and a blower for the supply of combustion air which is supplied to the atomizing chamber downstream behind the nozzle by a flame tube surrounding the atomizing nozzle. characterized in that around the centrally arranged central atomizing nozzle ( 3 ) within the flame tube ( 1 ) facing the atomizing space, a number of further atomizing nozzles ( 2 ) are arranged evenly spaced apart.

2. Oil firing systems according to claim 1, characterized in that the central atomizer nozzle ( 3 ) is that of a mixing system - atomizer nozzle, air supply, flame stabilizer, ignition device - conventional design.

3. Oil firing system according to claim 1 or 2, characterized in that between the central atomizer nozzle ( 3 ) or mixing system and the surrounding atomizer nozzles ( 2 ), an annular disk baffle ( 4 ) is arranged.

4. Oil burner system according to claim 1 or 2, characterized in that the central atomizing nozzle ( 3 ) or mixing system with annular disk bluff body ( 4 ) in the longitudinal axis of the flame tube ( 1 ) in different displacement - in particular continuously - is adjustable.

5. Oil burner system according to claim 4, characterized in that the bluff body ( 4 ) in the transition to the central atomizer nozzle ( 3 ) and / or the surrounding atomizer nozzles ( 2 ) with gap formation - optionally adjustable gap width - is spaced.

6. Oil firing system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the considerably lower proportion, for example 2-5% of the oil throughput on the central atomizing nozzle ( 3 ) is omitted.

7. Oil firing system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the central atomizing nozzle ( 3 ) surrounding atomizing nozzles ( 2 ) have a narrower spray angle than that of the central nozzle ( 3 ).

8. Oil firing system according to claim 7, characterized in that the spray angle of the surrounding atomizing nozzles ( 2 ) is approximately 30 ° to 45 °.

9. Oil burner system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the supplied combustion air before entering the combustion chamber, ie when flowing out of the flame tube ( 12 ), for. B. through a conically tapered section ( 9 ), undergoes acceleration.

10. Oil combustion system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the annular disk bluff body ( 4 ) on its downstream side facing the combustion chamber outside ( 11 ) has a projecting in this direction ( 10 ), which is preferably annular and in particular to the annular inner edge of the bluff ring ( 4 ) is arranged directly on closing.

11. Oil firing system according to claim 10, characterized in that the attachment ( 10 ) is formed in one piece with the bluff ring ( 4 ).

12. Oil burner system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the bluff body washer ( 4 ) has on its annular outer edge a flanged edge facing downstream of the combustion chamber ( 12 ).

13. Oil burner system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the bluff body washer ( 4 ) in the areas of the respective ring around the central atomizer nozzle ( 3 ) arranged main atomizer nozzles ( 2 ) with radially inwardly directed bulges ( 13 ) is.

14. Oil firing system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the annularly arranged around the central pilot atomizing nozzle ( 3 ) main atomizing nozzles ( 2 ) are each connected to an oil supply and an oil return line ( 15 ) which are for all main atomizing nozzles combined are connected to a common oil supply pressure source and to a common oil return.

15. Oil combustion system according to claim 14, characterized in that the oil feed and return lines ( 14 , 15 ) connected to the main atomizing nozzles ( 2 ) are each combined to form a ring line.

16. Oil burner system according to claim 14 or 15, characterized in that each of the main atomizing nozzles ( 2 ) is provided with a hydraulically operated valve device in the oil feed as well as in the oil return in front of the nozzle.

17. Oil combustion system according to one of claims 14 to 16, characterized in that the oil feed line ( 14 ) is kept at a constant oil pressure, while the oil return line is designed to be controllable in terms of its drainage cross-section for determining the amount of oil supplied to the nozzle ( 2 ).

18. Oil combustion system according to claim 17, characterized in that the cross-sectional control of the oil return line is carried out centrally for all annularly arranged main atomizing nozzles ( 2 ).

19. Oil burner system according to one of claims 14 to 18, characterized in that the connection of the common oil flow pressure source to the oil ring ring line ( 14 ) for all main atomizing nozzles ( 2 ) and the connection of the common oil return ( 15 ) to the associated ring line ( 14 , 15 ) between two adjacent main atomizing nozzles ( 2 ) is connected.