DE2059171A1

DE2059171A1 - Oil burner

Info

Publication number: DE2059171A1
Application number: DE19702059171
Authority: DE
Inventors: Rydberg John Anders
Original assignee: RYDBERG JOHN ANDERS
Current assignee: RYDBERG JOHN ANDERS
Priority date: 1969-12-05
Filing date: 1970-12-02
Publication date: 1971-07-01
Also published as: BE759764A; AT306213B; LU62175A1; NL7017755A; SE354109B; FR2072942A5; GB1329127A; CH530587A

Description

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Stockholm, Schweden Unsere Akte: 26 287Stockholm, Sweden Our file: 26 287

ÖlbrennerOil burner

Die Erfindung bezieht sich auf Ölbrenner mit einer in einem Verbrennungsluftstrom angeordneten Einspritzdüse für die Feinverteilung von zugeführtem Brennöl. The invention relates to an oil burner with an injection nozzle arranged in a combustion air stream for the fine distribution of the fuel oil supplied.

Ölbrenner dieser Art ermöglichen eine starke Turbulenz in der Verbrennungszone und damit eine intime Vermischung von Luft und Öl, wobei gleichzeitig eine konzentrierte Verbrennung bei hoher Temperatur erreicht wird.Oil burners of this type allow strong turbulence in the combustion zone and thus an intimate mixing of air and oil, while at the same time a concentrated combustion at high temperature is achieved.

Der Ölbrenner soll so ausgeführt werden, dass er eine hohe Verbrennungsintensität ermöglicht, wodurch der Feuerraum klein gehalten werden kann, was für die Herstellungskosten wichtig ist.The oil burner should be designed so that it has a high combustion intensity allows, whereby the furnace can be kept small, which is important for the manufacturing costs.

Durch die Erfindung hat dieses Problem eine effektive Lösung gefunden. Der Ölbrenner ist durch eine Querwand gekennzeichnet, in deren Mitte die Einspritzdüse angebracht ist. Die Querwand ist mit Bohrungen versehen, die entweder ringförmig oder in ähnlicher Weise in einem gewissen Abstand von der Einspritzdüse angebracht sind. Dadurch werden Gase und Ölnebel innerhalb eines gewissen Umkreises um die Einspritzdüse herum zu den Anfangsteilen der Luftstrahlen an der Querwand zurückgesaugt. Gleichzeitig gibt es neben den Luftstrahlen Platz für ein Zurücksaugen der Gase aus dem Feuerraum zu den Anfangsteilen der Luftstrahlen.The invention provides an effective solution to this problem. The oil burner is marked by a bulkhead, in the center of which is the injection nozzle. The transverse wall is provided with bores, which are either ring-shaped or similar Way are mounted at a certain distance from the injection nozzle. This will keep gases and oil mist within a certain amount The circumference around the injection nozzle is sucked back to the initial parts of the air jets on the bulkhead. At the same time there is next to the air jets space for the gases to be sucked back from the furnace to the initial parts of the air jets.

Die Querwand braucht nicht eben zu sein» Sie kann in der einenThe bulkhead does not have to be flat »It can be in one

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oder anderen Richtung kegelig oder in Absätzen ganz oder teilweise zylindrisch sein. Die Verbrennungsluft wird mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit durch ringförmig um die Einspritzdüse angebrachte Bohrungen in den Feuerraum eingeblasen. Die Bohrungen können rund oder andersförmig ausgeführt werden. Sie können in einem oder mehreren Ringen kreisförmig um die Öleinspritzdüse angeordnet werden.or in another direction conical or in sections in whole or in part be cylindrical. The combustion air is applied at a relatively high speed through a ring around the injection nozzle Holes blown into the combustion chamber. The holes can be made round or in a different shape. You can in one or more rings arranged in a circle around the oil injection nozzle will.

Die Luftstrahlen der Einblasebohrungen saugen grosse Mengen heisser Gase der Umgebung an sich. Ein einziger Strahl hat in einem m Abstand vom Zehnfachen des Bohrungsdurchmessers seine Gasmenge um mehr als das Vierfache vergrössert. Dadurch wird die eingeblasene Luft unmittelbar nach dem Einblasen auf eine hohe Temperatur erhitzt, welches eine schnelle Verbrennung ermöglicht.The air jets from the injection holes suck in large amounts of hot gases from the environment. A single beam was enlarged in an m from ten times the bore diameter, its amount of gas to more than four times. As a result, the air that is blown in is heated to a high temperature immediately after it has been blown in, which enables rapid combustion.

Die Strömungsenergie der eingeblasenen Luft wird schnell in starke Turbulenz umgesetzt. Schon in einem Abstand vom Zehnfachen des Bohrungsdurchmessers der Einblasebohrungen ist der Grossteil der Bewegungsenergie der Luft, d.h. ca. 70 %, für die Turbulenzbildung verbraucht. Dieses bildet eine gute Voraussetzung für eine intensive Vermischung von Luft und ölnebel.The flow energy of the blown air is quickly converted into strong turbulence. Even at a distance of ten times the bore diameter of the injection bores, most of the kinetic energy of the air, ie approx. 70 %, is consumed for the formation of turbulence. This forms a good prerequisite for an intensive mixing of air and oil mist.

Wenn angenommen wird, dass die Durchmesser der Einblasebohrungen W 1 cm betragen, bedeutes es, dass man in dem Gebiet des Feuerraumes, das Io cm von der Querwand entfernt liegt, die besten Voraussetzungen für eine intensive Verbrennung hat. Es ist daher wünschenswert, den Ölnebel in dieses Gebiet hineinzubringen. Die Luftstrahlen sollen also um die Öldüse herum so angeordnet sein, dass um deren Mitte herum Platz für ein RUcksaugen von Gas und Ölnebel verbleibt. Ausserhalb der ringförmigen Einblasöffnungen herum soll ebenfalls Platz für ein Rücksaugen heisser Gase aus dem Feuerraum vorhanden sein. Die Querwand, durch welche die Luft eingeblasen wird, kann die Stirnwand eines zylindrischen Feuerraums oder eine Wand eines anders ausgeführten Feuerraums sein.If it is assumed that the diameter of the injection bores W is 1 cm, this means that the area of the combustion chamber which is 10 cm from the transverse wall has the best conditions for intensive combustion. It is therefore desirable to bring the oil mist into this area. The air jets should therefore be arranged around the oil nozzle in such a way that there is space around its center for gas and oil mist to be sucked back. Outside the ring-shaped injection openings there should also be space for hot gases to be sucked back out of the combustion chamber. The transverse wall through which the air is blown can be the end wall of a cylindrical furnace or a wall of a differently designed furnace.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand beigefügter ZeichnungenThe invention is described below with reference to the accompanying drawings

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beschrieben, die einige besondere Ausführungen des Brenners zeigen. which show some special versions of the burner.

Fig. 1 zeigt einen Brenner in Längs- und Querschnitt.Fig. 1 shows a burner in longitudinal and cross-section.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt einen Brenner mit der Öldüse in einem Becher der Querwand angebracht.Fig. 2 shows in longitudinal section a burner with the oil nozzle mounted in a cup on the bulkhead.

Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine Alternative zur Ausführungsform nach Fig. 2.Fig. 3 shows in longitudinal section an alternative to the embodiment according to Fig. 2.

Fig. k und Fig. 5 zeigen im Längsschnitt zwei verschiedene Ausführungsformen, in welchen die Luft gegen die Öldüse geblasen wird, um eine Russablagerung zu verhindern.FIGS. K and 5 show, in longitudinal section, two different embodiments in which the air is blown against the oil nozzle in order to prevent soot deposition.

Fig. 6 zeigt im Längsschnitt einen Brenner, bei welchem die _t Fig. 6 shows in longitudinal section a burner in which the _t

Bohrungen in der Querwand mit Rohren versehen sind. IHoles in the transverse wall are provided with pipes. I.

Fig. 1 zeigt im Prinzip wie der erfindungsgemässe Brenner ausgeführt sein kann. In der Mitte der Querwand 1 ist die Öldüse 2 angebracht. Die Verbrennungsluft wird in Form von mehreren Strahlen 3 durch Reihen von Bohrungen h in der Querwand eingeblasen. Das öl wird zweckmässig durch eine Drucköldüse 2 eingeblasen, so dass die Öltropfen nach der Zerstäubung in Form eines hohlen Kegels 5 weiterströmen. Anstelle einer Drucköldüse kann man ebenso andere Vorrichtungen für die Feinverteilung des Öls verwenden, wie z.B. Niederdrucköldusen, in denen das Öl mit Luft vermischt wird, umlaufende Düsen'oder Feinverteilung durch Dampf, Druckluft, Pressluft u.s.w.. Kurz nach Eintritt in den Feuerraum saugen die | Luftstrahlen heisse Gase aus dem Feuerraum an, hauptsächlich längs zwei Bahnen, nämlich sowohl aus der Feuerraummitte als auch aus dem Feuerraum ausserhalb der Luftstrahlen, wie Pfeil 6 bzw. 7 zeigt. In beiden Fällen erhält man ein Rücksaugen heisser Gase gegen die Querwand, und das Rücksaugen von der Mitte zieht ausserdem feinverteiltes Öl mit zurück zu der intensiven Verbrennungszone, die in der Nähe der Querwand infolge der dort herrschenden guten Voraussetzung in Form von hoher Gastemperatur und starker Turbulenz gebildet wird.Fig. 1 shows in principle how the burner according to the invention can be designed. In the middle of the transverse wall 1, the oil nozzle 2 is attached. The combustion air is blown in in the form of several jets 3 through rows of holes h in the transverse wall. The oil is expediently blown in through a pressure oil nozzle 2 so that the oil droplets continue to flow in the form of a hollow cone 5 after atomization. Instead of a pressure oil nozzle, other devices can also be used for fine distribution of the oil, such as low pressure oil nozzles in which the oil is mixed with air, rotating nozzles or fine distribution using steam, compressed air, compressed air, etc. Shortly after entering the combustion chamber, the | Air jets of hot gases from the furnace, mainly along two paths, namely both from the middle of the furnace and from the furnace outside the air jets, as indicated by arrow 6 or 7. In both cases, hot gases are sucked back against the bulkhead, and the sucking back from the center also pulls finely distributed oil back with it to the intense combustion zone, which is close to the bulkhead due to the good conditions there in the form of high gas temperature and strong turbulence is formed.

Die Luftgeschwindigkeit der durch die Bohrungen in der Querwand eingeblasenen Luft kann geändert werden. Man erhält in jedemThe air speed through the holes in the bulkhead blown air can be changed. One receives in everyone

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Fall eine starke Konzentration der Verbrennung in der Nähe der Querwand. Die Konzentration wächst mit der Luftgeschwindigkeit» Dadurch kann man bei zweckm'ässig ausgeführten Anordnungen die Verbrennungskapazität per m·^ Feuerraumvolumen wesentlich erhöhen. Dieses kann mit völlig russ- und rauchfreier Verbrennung erfolgen. Es bedeutet eine starke Verringerung des Feuerraumvolumens. Die genannten Resultate können sowohl bei grösseren wie bei kleineren Feuerungsanlagen erhalten werden.Case a strong concentration of the burn near the bulkhead. The concentration increases with the air speed » In this way, with appropriately designed arrangements, the combustion capacity per square meter of the combustion chamber volume can be increased significantly. This can be done with completely soot-free and smoke-free combustion. It means a great reduction in the volume of the combustion chamber. the The results mentioned can be obtained with both larger and smaller combustion systems.

Eine Anordnung der beschriebenen Art führt eine intensive Verbrennung mit sich, die in der Nähe der Querwand konzentriert ist. Da die Öltropfen bei der Verbrennung zerteilt werden, teils zu brennbaren Gasen und teils zu kleinen Kohlenteilchen, bedeutet dies eine gewisse Gefahr einer Russablagerung an der Querwand und der Öleinspritzdüse. Die Gefahr einer Russablagerung an der Öldüse kann dadurch ausgeschieden werden, dass die Öldüse in einer Vertiefung in der Querwand angebracht wird. Die Gefahr einer Russablagerung an der Querwand kann dadurch ausgeschlossen werden, dass man einen Luftschleier über die Querwand bläst. Eine Konstruktion dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt.An arrangement of the type described leads to intensive combustion with it, which is concentrated near the transverse wall. Since the oil droplets are broken up during combustion, some of them become combustible Gases and sometimes too small coal particles, this means a certain risk of soot deposition on the transverse wall and the Oil injection nozzle. The risk of soot deposits on the oil nozzle can be eliminated by keeping the oil nozzle in a recess is attached in the bulkhead. The risk of soot deposits on the transverse wall can be ruled out in that you blow an air curtain over the bulkhead. A construction of this type is shown in FIG.

Hier ist die Öldüse 2 in einem in der Querwand 1 versenkten Becher 8 angebracht, der selbst im Verhältnis zur Querwand 1 so angebracht ist, dass man einen Luftspalt 9 zwischen der Querwand 1 und dem ausgebogenen Rand 10 des Bechers erhält. Der Luftschleier, der von dem Zwischenraum 9 zwischen Querwand und dem Becherrand 8 austritt, verhindert oder entfernt eine Russablagerung an der Querwand.Here the oil nozzle 2 is in a cup sunk into the transverse wall 1 8 attached, which is attached itself in relation to the transverse wall 1 so that there is an air gap 9 between the transverse wall 1 and the curved edge 10 of the cup receives. The air curtain formed by the space 9 between the transverse wall and the cup rim 8 escapes, prevents or removes soot deposits on the Transverse wall.

In der Absicht, eine Russablagerung innen im Becher 8 zu verhindern, kann Luft durch kleine Bohrungen 11 im Boden des Bechers oder durch kleine tangential in der Becherwand angebrachte Bohrungen 12 eingeblasen werden.In order to prevent soot build-up inside the cup 8, can air through small holes 11 in the bottom of the cup or through small bores 12 made tangentially in the cup wall are blown will.

Russablagerungen können auch an den ausgebogenen Rändern 10 des Bechers vorkommen. Diese sind freilich von geringerer Bedeutung, daSoot deposits can also be found on the curved edges 10 of the cup occurrence. These are of course of lesser importance there

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sie nicht über eine bestimmte Dicke anwachsen können. Diese Russablagerungen können doch auch ausgeschieden werden, wenn Luft in der Nähe der Becheröffnung tangential ei'ngeblasen wird. Diese Luft streift im Becheroberteil herum und dann über den ausgebogenen Rand heraus und reinigt diesen von etwaigen Russablagerungen.they cannot grow beyond a certain thickness. These soot deposits can also be eliminated if air is blown in tangentially near the cup opening. These Air wanders around the top of the cup and then out over the curved edge and cleans it of any soot deposits.

Fig. 3 zeigt eine solche Vorrichtung. Der Becher 8 ist oben mit einer Ausweitung 13 versehen, die zylindrisch oder kegelig sein kann. In dieser Ausweitung sind zur Becherwand tangentiale Lufteinlässe l*f und 15 vorgesehen, die unter anderem in der horizontalen Wand l*f oder in der vertikalen Wand 15 der Ausweitung ange- A bracht sein können. Die Luftströme von diesen Öffnungen streichen über den ausgebogenen Rand und verhindern oder entfernen Ru s s ablagerung en an diesem. Diese Anordnung kann ebenfalls ohne die obere Ausweitung des Bechers ausgeführt werden. Man kann auch die Einblaseöffnungen direkt im ausgebogenen Rand anbringen.Fig. 3 shows such a device. The cup 8 is provided at the top with an expansion 13 which can be cylindrical or conical. In this expansion tangential air inlets l f * and provided 15 to the cup wall, the f inter alia, in the horizontal wall l *, or may be introduced into the vertical wall 15 of the extension reasonable A. The air currents from these openings sweep over the curved edge and prevent or remove soot deposits on it. This arrangement can also be carried out without the upper expansion of the cup. You can also make the injection openings directly in the curved edge.

Anstatt den Luftschleier, der Russablagerungen verhindert, radial von innen nach aussen zu blasen, kann man auch den Luftschleier von aussen nach innen gegen die Mitte blasen. Dieses kann durch schlitzförmige oder einzelne nach innen gerichtete Öffnungen ausserhalb der oder zwischen den für die Hauptverbrennungsluft vorgesehenen Öffnungen geschehen. Fig. h und Fig. 5 zeigen entsprechende Alternativen.Instead of blowing the air curtain, which prevents soot deposits, radially from the inside to the outside, you can also blow the air curtain from the outside to the inside towards the center. This can be done through slot-shaped or individual inwardly directed openings outside or between the openings provided for the main combustion air. FIGS. H and 5 show corresponding alternatives.

Man kann auch eine Russablagerung an der Querwand durch Einblasen von Verbrennungsluft durch Rohre 16 anstatt durch Bohrungen in der Querwand verhindern, wie in Fig. 6 gezeigt wird. In diesem Fall entstehen aber Russablagerungen an den Rohren. Diese Russablagerung kann durch Spülluft, die durch kleine Schlitze oder durch kreisförmig um die Rohre angebrachte kleine Bohrungen Y] einge-* blasen wird, ausgeschieden werden.It is also possible to prevent soot deposition on the transverse wall by blowing combustion air through pipes 16 instead of through bores in the transverse wall, as is shown in FIG. In this case, however, soot deposits occur on the pipes. This soot deposit can be removed by means of purging air which is blown in through small slits or through small bores Y] made in a circle around the pipes.

Die Russablagerung an der Querwand kann auch in anderer Weise als hier beschrieben verhindert werden. Man kann dieses dadurch erreichen, dass die Verbrennungszone in verschiedener Weise von derThe deposition of soot on the transverse wall can also be prevented in a way other than that described here. You can achieve this by that the combustion zone in different ways from the

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Querwand entfernt wird. Zum Beispiel kann die Öldüse von der Querwand in den Feuerraum verlegt werden. Das gleiche Resultat erhält man, wenn man einen Teil der Lufteinblaseöffnungen in die Nähe der Öldüse versetzt. In diesem Fall verlegt man aber die eigentliche Verbrennungszone langer in den Feuerraum hinein, wo die Turbulenz bedeutend geringer ist, als in der Nähe der Querwand, was einen schlechteren Verbrennungsablauf zur Folge hat, wobei die Flammenlänge grosser wird, was wiederum zu einem grösseren Feuerraumvolumen führt.Transverse wall is removed. For example, the oil nozzle from the Transverse wall can be laid in the combustion chamber. The same result is obtained if you insert part of the air inlet openings into the Near the oil nozzle. In this case, however, the actual combustion zone is moved longer into the combustion chamber, where the turbulence is significantly less than in the vicinity of the bulkhead, which results in a poorer combustion process Flame length becomes larger, which in turn leads to a larger combustion chamber volume.

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Claims

Lbs

Stockholm, Sweden

Claims

Oil burner, the injector (2) is arranged with a arranged in a Verbrennungslüftstrom injection nozzle for fine distribution of supplied fuel oil, characterized by a transverse wall (1), in the center thereof and which is provided with holes ⁽¹ O, the ring-shaped or in a similar manner to Injection nozzle are attached at a certain distance from this, so that gases and oil droplets are sucked back (6) in a central area around the nozzle to the beginnings of the air jets (3) on the transverse wall, with space outside the air jets for sucking back at the same time (7) of gases from the furnace to the beginnings of the air jets is present.

2. Oil burner according to claim 1, characterized in that that the oil injection nozzle is designed like a cup (8) cylindrical or conical recess in the perforated wall (1) through which the combustion air (3) is blown in. ,

3. Oil burner according to claim 2, characterized in η e t that the cup (8) in which the injection nozzle is mounted, in its bottom or its sides with radial or tangential directional holes (11 and 12) is provided for blowing air into the cup itself.

k. Oil burner according to Claims 2 and 3> characterized in that the cup (8) in which the injection nozzle is mounted has an edge (10) which is bent over the wall in which the cup is mounted, that a slot-shaped opening (9) is formed, through which air flows out radially along the perforated wall (1) into the combustion chamber.

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5. Oil burner according to claim * +, characterized in that that the cup in which the injection nozzle is seated is close to its curved edge or in the same tangential or otherwise has directional air injection openings so that the through this Openings blown air brushes over the curved edge.

6. Oil burner according to claims h and 5 ₃ thereby geke η η zei chnet that the cup in which the injection nozzle sits, in its outer part close to the curved edge has a cylindrical or conical expansion (13) with a larger diameter than the rest of the cup has, and that in this expansion preferably tangentially directed air injection openings (lh and l5) are attached, so that the air blown in through them brushes over the curved edge.

7. Oil burner according to Claims 2 and 3, characterized in that slot-like openings directed against the injection nozzle are arranged in a completely or partially closed ring outside the (Fig. K) or between (Fig. 5) the circularly attached air injection openings .

8. oil burner according to claim 1, characterized in that the circularly arranged air injection openings (* +) are provided with tubes (16) which have approximately the same inner diameter like the holes and are a little way in extend into the combustion chamber.

9. Oil burner according to claim 8, characterized in that air through small slots arranged around the tubes or rows of small holes (17) are blown into the furnace so that the pipes are surrounded by a thin veil of air that prevents soot build-up on the pipes.

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