DE202009014953U1

DE202009014953U1 - Mischeinrichtung für einen Ölbrenner

Info

Publication number: DE202009014953U1
Application number: DE200920014953
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-29
Filing date: 2009-08-29
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2019-08-30

Abstract

Mischeinrichtung für einen Ölbrenner mit einer Brenneroberfläche als Flammenhalter, einer Vermischungszone (3) für ein Öl-/Luftgemisch im Bereich unterhalb der Brenneroberfläche, einer Ölzufuhrleitung mit einer Ölpumpe sowie mit einem an ein Verbrennungsluftgebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal (2) stromaufwärts der Vermischungszone (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftkanal (2) im Übergangsbereich zur Vermischungszone (3) als Venturirohr (1) ausgebildet ist und dass Öldampf über mindestens eine Öffnung im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres (1) zuführbar ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Ölbrenner nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1. Öl-Gebläsebrenner besitzen in der Regel eine blendenartige Brenneroberfläche als Flammenhalter und sind einem umgebenden Brennraum in einem Heizgerät zugeordnet. Von dort aus gelangen die vom Brenner erzeugten Heizgase in einen nachgeschalteten Wärmetauscher, um die Wärme an einen Verbraucherkreislauf abzugeben, und werden dann über eine Abgasleitung abgeführt. Wie bei Ölbrennern üblich, ist eine mit einem Reservoir verbundene Ölzufuhrleitung mit einer Ölpumpe, eine Düse zur Öleinspritzung sowie eine Verbrennungsluftzufuhr stromaufwärts der Brenneroberfläche vorhanden. Beispielsweise besitzen aus der EP 0 683 883 B1 bekannte, sogenannte Blaubrenner aus der üblichen Gebläsebrenner-Gattung ein Verbrennungsluftgebläse auf der stromaufwärtigen Seite einer Blende vorgesehen. Dabei besteht der Brenner aus einem Brennergehäuse, welches ein Stützrohr mit einer in diesem angeordneten Vorkammer und ein sich daran anschließendes Flammrohr aufweist. Im Stützrohr ist in der Vorkammer ein Düsenstock mit einer einen Brennstoffstrahl erzeugenden Düse angeordnet, und in das Flammrohr breitet sich der Brennstoffstrahl aus. Zwischen der Vorkammer und der Brennkammer befindet sich eine Blende mit einer zentralen Öffnung, durch welche der Brennstoffstrahl zusätzlich zur Verbrennungsluft hindurch tritt. Mit einem Gebläse wird der in die Brennkammer eintretende Verbrennungsluftstrom erzeugt. Dieser umfasst einen brennstoffstrahlnahen Teilstrom sowie einen äußeren, rezirkulationsstabilisierenden Teilstrom. Dazu ist das Flammrohr mit Rezirkulationsöffnungen für ausgekühltes Rauchgas versehen, welche insbesondere in dessen Mantel im Bereich vor der Blende angebracht sind. Der radial außen liegende rezirkulationsstabilisierende Teilstrom besitzt die Form eines einem in Umfangsrichtung unterbrochenen Ringstromes entsprechenden Strömungsbildes, so dass sich in der Brennkammer eine von der blau brennenden Flamme zum nicht brennenden Teil des Brennstoffstrahls zurück verlaufende innere Rezirkulationsströmung ausbildet. Außerdem begünstigt der rezirkulationsstabilisierende Teilstrom der Verbrennungsluft die innere Rezirkulationsströmung. Es liegt damit ein Brenner für feste Leistungsstufen vor, weil Öldruck bzw. -menge, Luftmenge sowie Blenden- und Düsengeometrie für eine Spezielle Leistungsgröße aufeinander abgestimmt sind. Prinzipbedingt ist ein Modulieren über einen größeren Leistungsbereich kaum möglich, weil es dann zu Startproblemen, Flammenabriss, unerwünschten Ablagerungen und/oder zu Emissionen kommen kann. Die Düsenlochgröße bestimmt weiterhin die minimal mögliche Einspritzmenge. Dadurch ist das mögliche Leistungsspektrum ebenfalls nach unten hin wegen technischer Beherrschbarkeit sehr kleiner Düsenloch-Querschnitte begrenzt. Weiterhin gibt es Gas-Gebläsebrenner mit Brenneroberflächen, meist ausgeführt als zylindrische Brennelemente, sogenannte Brennstäbe. Im Zentrum des Brennstabes wird dabei das Gas-/Luft-Gemisch zugeführt und beispielsweise über einen inneren gelochten Zylinder unterhalb der Brenneroberfläche gleichmäßig verteilt. Die Gemischaufbereitung erfolgt meistens mittels einer Gasdüse, nach einem Verbrennungsluftgebläse oder auch davor, so dass schon im Gebläse ein möglichst homogenes Gas-/Luft-Gemisch generiert wird.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen bis in kleine Leistungsbereiche modulierbaren Ölbrenner mit einer guten Verbrennungsqualität zu schaffen.
Neuerungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Mischeinrichtung für einen Ölbrenner ist dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem ein Verbrennungsluftgebläse in Verbindung stehende Verbrennungsluftkanal im Übergangsbereich zur Vermischungszone als Venturirohr ausgebildet ist und dass Öldampf über mindestens eine Öffnung im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres zugeführt wird. Diese mindestens eine Öffnung im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres steht mit einer Kammer in Verbindung, in die Öl eingespritzt wird. Die Kammer ist beheizbar gestaltet. Dazu ist diese mindestens teilweise mit Wärme aus der Verbrennung oder aus den Heizgasen beaufschlagt, entweder direkt oder indirekt, beispielweise über eine Wärmetauscher. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Kammer mindestens teilweise mit vorgewärmter Verbrennungsluft temperiert werden und/oder es ist eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen, so dass eingespritztes Öl vollständig verdampft.
Das Öl wird mit einer Öldüse oder mit einem Einspritzventil in die Kammer eingespritzt und an der tiefsten Stelle der Kammer ist eine Rücklaufleitung für sich abscheidendes Öl vorgesehen. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die mit der Kammer in Verbindung stehende Öffnung im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres durch einen Ringspalt gebildet. Dabei umgibt die Kammer das Venturirohr in diesem Bereich. In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte, mit der Kammer in Verbindung stehende Öffnungen im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres vorgesehen. Ergänzend zum Wärmeeintrag in die Kammer kann der Ölstrom stromaufwärts der Düse oder des Einspritzventils vorgewärmt werden. Weiterhin ist das Verbrennungsluftgebläse und/oder die Ölmenge über die Ölpumpe mit einer Leistungsregeleinrichtung ansteuer- und regelbar. Mit der neuerungsgemäßen Mischeinrichtung wird ein bis in kleine Leistungsbereiche modulierbarer Ölbrenner geschaffen, bei dem sowohl die Verbrennungsqualität als auch die Robustheit in unterschiedlichen Betriebszuständen optimiert ist. Als Brenneroberfläche können blendenartige Bleche, Lamellen, Gewebe, oder poröse Körper zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß ist ein Modulieren über einen größeren Leistungsbereich relativ einfach möglich, weil die Düsenlochgröße beim Einsatz herkömmlicher Brenner-Öldüsen nicht mehr für die minimal mögliche Einspritzmenge maßgebend ist. Außerdem lassen sich aus der Diesel-Einspritztechnik bei Motoren bekannte Einspritzdüsen verwenden. Durch den Venturieffekt werden neuerungsgemäß, in Abhängigkeit der aktuellen Gebläsedrehzahl und des geförderten Luftvolumenstromes, beliebige Brennstoff-Luft-Gemischmengen aus der Kammer abgezogen. Gleichzeitig ist innerhalb der Kammer der Aerosolbildungsprozess, insbesondere die Ölmengendosierung, weitgehend davon entkoppelt. Überschüssige Spritzmengen des Öls sammeln sich im Bodenbereich der Kammer und werden wieder in den Ölkreislauf gesaugt.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar und zeigt in einer einzigen Figur den schematischen Aufbau einer Mischeinrichtung eines Ölbrenners im Längsschnitt.
Im Wesentlichen besteht die Mischeinrichtung aus einem Venturirohr 1, welches stromaufwärts mit einem an ein Verbrennungsluftgebläse angeschlossenen Verbrennungsluft kanal 2 in Verbindung steht und stromabwärts in einer Vermischungszone 3 für das Öl-/Luftgemisch im Bereich unterhalb bzw. im Zentrum einer nicht dargestellten der Brenneroberfläche, ausmündet. Öldampf wird über einen Ringspalt 4 im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres 1 zugeführt, wobei der Ringspalt 4 mit einer Kammer 5 in Verbindung steht, in die Öl über ein Einspritzventil 6 eingespritzt wird. Die Kammer 5 umgibt das Venturirohr 1 im Bereich der engsten Stelle und besitzt eine elektrische Heizvorrichtung 7 um sicherzustellen, dass eingespritztes Öl vollständig verdampft. An der tiefsten Stelle der Kammer 5 befindet sich eine Rücklaufleitung 8 für sich abscheidendes Öl.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0683883 B1 [0001]

Claims

Mischeinrichtung für einen Ölbrenner mit einer Brenneroberfläche als Flammenhalter, einer Vermischungszone (3) für ein Öl-/Luftgemisch im Bereich unterhalb der Brenneroberfläche, einer Ölzufuhrleitung mit einer Ölpumpe sowie mit einem an ein Verbrennungsluftgebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal (2) stromaufwärts der Vermischungszone (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftkanal (2) im Übergangsbereich zur Vermischungszone (3) als Venturirohr (1) ausgebildet ist und dass Öldampf über mindestens eine Öffnung im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres (1) zuführbar ist.
Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung (4) im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres (1) mit einer Kammer (5) in Verbindung steht, in die Öl einspritzbar ist.
Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (5) beheizbar ist, wobei diese mindestens teilweise mit Wärme aus der Verbrennung oder aus den Heizgasen beaufschlagt ist, mindestens teilweise mit vorgewärmter Verbrennungsluft temperiert wird und/oder dass eine elektrische Heizvorrichtung (7) vorgesehen ist, so dass eingespritztes Öl vollständig verdampft.
Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öldüse oder ein Einspritzventil (6) zur Einspritzung von Öl in die Kammer (5) vorgesehen sind.
Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der tiefsten Stelle der Kammer (5) eine Rücklaufleitung (8) für sich abscheidendes Öl vorgesehen ist.
Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Kammer (5) in Verbindung stehende Öffnung (4) im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres (1) durch einen Ringspalt gebildet wird und dass die Kammer (5) das Venturirohr (1) in diesem Bereich umgibt.
Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte, mit der Kammer (5) in Verbindung stehende Öffnungen (4) im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres (1) vorgesehen sind.
Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölstrom stromaufwärts der Öldüse oder des Einspritzventils (6) vorgewärmt wird.
Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsluftgebläse und/oder die Ölmenge über die Ölpumpe mit einer Leistungsregeleinrichtung ansteuer- und regelbar ist.