DE2147108A1

DE2147108A1 - BURNERS FOR LIQUID FUEL

Info

Publication number: DE2147108A1
Application number: DE2147108A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Broedlin
Original assignee: WEISHAUPT MAX GmbH
Current assignee: WEISHAUPT MAX GmbH
Priority date: 1971-09-21
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1973-04-05
Also published as: RO61902A; IE36721B1; FR2154268A6; IE36721L; CH555513A; CA956565A; AT312780B; JPS4849033A; US3799732A; ZA726463B; NL7212112A; ES406859A2; BG21043A4; GB1338973A; PL83578B1; HU164546B; DD99215A6; NO131142B; NO131142C; BR7206549D0

Description

Brenner für flüssige BrennstoffeLiquid fuel burners

(Zuafcz zum Patent 1.951.752.3-13)(Zuafcz for patent 1.951.752.3-13)

Im Hauptpatent wurde ein Brenner für flüssige Brennstoffe mit einer konzentrisch in einem Luftführungsrohr angeordneten Druckzerstäuberdüse beschrieben, der mit angenähertThe main patent was a burner for liquid fuels described with a pressure atomizer arranged concentrically in an air duct, which approximates with

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stöchiometrischer Luftmenge betrieben wird _t(^vm Ende des Luftführungsrohres einen Ionisch konvergent zulaufenden Endkegel aufweist. Mit Abstand von der Brennstoffdüse ist ausserdem ein axial verstellbar angeordneter Gemischverteilerkörper mit einer der Düse gegenüberliegenden, mit öffnungen versehenen, konvexen Oberfläche angeordnet. Zum Vergasen der flüssigen Brennstoffe vor der Verbrennung wurde vorgeschlagen, dafür zu sorgen, dass der Austrittsguerschnitt des Endkegels des Luftführungsrohres in der Druckzerstäuberdüsen-Ebene liegt, kleiner ist als der Durchmesser der Umrisskontur bzw. der Querschnitt der durch die ümrisskontur festgelegten Fläche des Gemischverteilerkörpers und so dimensioniert ist, dass die ausströmende Luft mit dem Brennstoff ein Gemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit bildet, die über der Flammenstoichiometric amount of air is operated _{t (} ^ at the end of the air duct has an ionically convergent end cone. At a distance from the fuel nozzle there is also an axially adjustable mixture distributor body with a convex surface opposite the nozzle and provided with openings After combustion, it was proposed to ensure that the outlet cross-section of the end cone of the air duct lies in the pressure atomizer nozzle plane, is smaller than the diameter of the outline contour or the cross-section of the surface of the mixture distributor body defined by the outline contour and is dimensioned so that the outflow Air forms a mixture with the fuel at a flow rate that is above the flames ausbreitungsfeschwindigkeit liegt, und dass die öffnungen despropagation speed is, and that the openings of the

Dipl. Ing. Heim Lesser, Patentanwalt D- 8 Munition 81 Coiimcutrafce 81 Telefon: (0811) 483820Dipl. Ing.Heim Lesser, patent attorney D- 8 Munitions 81 Coiimcutrafce 81 Telephone: (0811) 483820

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Gemischverteilerkörpers als Bohrungen ausgebildet sind. Nach einem weiteren Merkmal wurde empfohlen, mindestens zwei Verteilerkörper hintereinander anzuordnen, und wenn der zweite Verteilerkörper als Ionisationssonde verwendet wird, diesen gegen deri Halter des ersten Verteilerkörpers zu isolieren.Mixture distributor body are designed as bores. According to a further feature, it was recommended to arrange at least two distributor bodies one behind the other, and if so the second distributor body is used as an ionization probe, this against the holder of the first distributor body to isolate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Brenner gemäss Hauptpatent so weitfzu entwickeln, dass diese nicht nur einwandfrei gestartet werden können, sondern auch die Temperaturen im Gemischverteilerkörper wesentlich erhöht werden, und zwar soweit, dass sie die Selbstreinigungstemperatur überschreiben. Es wird dann also jeglicher Russansatz vermieden. The invention is based on the object. Brenner according to To develop the main patent so far that they can not only be started properly, but also the temperatures are significantly increased in the mixture distributor body, to the extent that it exceeds the self-cleaning temperature overwrite. So any soot approach is avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, mit geringem Abstand vor der Mündung des Endkegels zwischen diesem und dem Gemischverteilerkörper einen Ringkörper anzuordnen, dessen Innendurchmesser kleiner und dessen Aussendrrchmesser grosser ist als der Durchmesser des Bndkegels im Bereich seiner Mündung. Durchgeführte Dauerversuche ergaben, dass dadurch der aus der Luftdüse austretende Luftstrahl eine Bündelung erfährt und damit eine geringe Unterdruckzone erzeugt wird. Diese Unterdruckzone bewirkt eine Intensivierung des Gemisches aus öl und Verbrennungsluft und lässt dadurch während des Zündvorganges eine schon vor dem Gemischverteilerkörper entstehende Flamme bilden. Nach Ablauf von wenigen Sekunden, nämlich dann, wenn der Gemischverteilerkörper r nügend erwärmt ist, und nach Abschalten der Zündung, sitzt die Flamme fest am Gemischverteilerkörper und verbrennt sichtbar erst von diesem ab.To solve this problem it is proposed according to the invention to arrange an annular body with a small distance in front of the mouth of the end cone between this and the mixture distributor body, the inner diameter of which is smaller and the outer diameter of which is larger than the diameter of the cone in the area of its mouth. Long-term tests carried out showed that the air jet emerging from the air nozzle is bundled and thus a low negative pressure zone is created. This negative pressure zone intensifies the mixture of oil and combustion air and thus allows a flame to form in front of the mixture distributor body during the ignition process. After a few seconds have elapsed, namely when the mixture distributor body r is sufficiently heated, and after the ignition has been switched off, the flame sits firmly on the mixture distributor body and only burns off visibly from this.

Zweckmässig ist es, den Ringkörper als offenen Hohlkörper aus-It is useful to design the ring body as an open hollow body.

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Dipl.-Ing. Heinz Lesser, Patentanwalt D — 8 München 81, Coiimastrafce 81 Telefon: (0811) 483820 Dipl.-Ing. Heinz Lesser, patent attorney D - 8 Munich 81, Coiimastrafce 81 Telephone: (0811) 483820

zubilden, dessen offene Seite dem Endkegel abgewandt 1st. Durch diese strömungsgerechte Gestaltung des Ringkörpers wird in dem Spalt zwiehen ihm und dem Endkegel des Luftführungsrohres heisse Verbrennungsluft angesaugt, die insbesondere während des Zündvorganges eine Unterstützung der Gemisch« aufbereitung bewirkt. Ausserdem wird vermieden, dass trotz der Einschnürung mit anschliessender Erweiterung ölpartikelchem des Luft-Öl-Gemisches nach aussen weggeschleudert werden. Eine besonders einfache Gestaltung des Ringkörpers ergibt sich, wenn der als Hohlkörper ausgebildete Ringkörper halbkreisförmigen Querschnitt hat.zubilden, the open side of which is facing away from the end cone. This flow-friendly design of the ring body will in the gap between him and the end cone of the air duct hot combustion air is sucked in, which supports the mixture especially during the ignition process « processing causes. It also avoids that despite the constriction with subsequent expansion oil particle chemistry of the air-oil mixture are thrown outwards. A particularly simple design of the ring body results when the ring body designed as a hollow body has a semicircular cross-section.

Die Untersuchungen von Brennern mit verschieden bemessenen Endkegeln der Luftführungsrohre ergaben; dass der Innendurchmesser des Ringkörpers etwa 4 Ils 6 mm kleiner sein sollte als der Mündungsdurchmesser des Endkegels und sein Aussendurchmesser etwa 25 bis 35 mm grosser 3ein sollte als sein Innendurchmesser.The investigations of burners with different sized end cones of the air ducts showed; that the inside diameter of the ring body should be about 4 Ils 6 mm smaller than the mouth diameter of the end cone and its outside diameter It should be about 25 to 35 mm larger than its inner diameter.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausftihrungsbeispieles nachstehend erläutert.The invention is illustrated schematically with the aid of one in the drawing illustrated Ausftihrungsbeispieles explained below.

In einem Brennefflansch 1 ist ein Luftführungsrohr 2 festgelegt, dessen konisch konvergent zulaufender Endkegel 3 als Luftdosierdüse ausgebildet ist. Die Mündung 4 dieser Luftdüse liegt in der Ebene der Mündung 5 der Brennerdüse 6, die koaxial zum Luftführungsrohr bzw. zum Endkegel angeordnet ist. Die beiden vorgesehenen Zündelektroden sind mit 7 bezeichnet. Dem Brenner ist ein Gemischverteilerkörper 8 zugeordnet, der über einen Halter od. dgl. 9 am Brennerflansch 1 in an sich bekannter Weise verstellbar festgelegt ist. Der Gemischvertellerkörper 8 weist Bohrungen 10 auf, er ist hohlkugelartig gestaltet.An air duct 2 is fixed in a combustion flange 1, whose conically convergent end cone 3 is designed as an air metering nozzle. The mouth 4 of these The air nozzle lies in the plane of the mouth 5 of the burner nozzle 6, which is arranged coaxially to the air duct or to the end cone is. The two ignition electrodes provided are denoted by 7. The burner is a mixture distributor body Associated with 8, the od via a holder. Like. 9 on the burner flange 1 in a known manner adjustable is. The mixture distributor body 8 has bores 10 and is designed like a hollow sphere.

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-Ing. Heinz Usser. Patentanwalt D -8 München 81, Cosimastrofce 81 Telefon: (0811) 483820-Ing. Heinz Usser. Patent attorney D -8 Munich 81, Cosimastrofce 81 Telephone: (0811) 483820

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Von einem Gebläse kommende Luft wird durch den als Luftdosierdüse ausgebildeten Endkegel 3 des Luftführungsrohres 2 zu einem runden, straffen Luftstrahl formiert, der die verdüsten Kohlenwasserstoffe In Richtung auf den Gemischverteilerkörper 8 so/beschleunigt, dass eine vollständige Mischung der Brennstoffteilchen mit den Verbrennungsluft-Teilchen bei einer Strömungsgeschwindigkeit erfolgt, die über der Flammen-Ausbreitungsgeschwindigkeit liegt, und das so aufbereitete Brennstoffgemisch nach dem Zünden vergast und hinter dem Gemischverteilerkörper mit blauer Flamme verbrennt, wobei das Brennstoffgemisch nach dem Abschalten der Zündung somit den Zwischenraum zwischen der Mündung des Luftführungsrohr-Endkegels und dam Verteilerkörper nicht brennend durchströmt. Der Mündungsquerschnitt des Endkegels 3 ist kleiner als die durch die Umrisskontur festgelegte Fläche des Gemischverteilerkörpers 8, so dass der formierte straffe Luftstrahl auf die Oberfläche des Gemischverteilerkörpers auftrifft, soweit er nicht dessen öffnungen durchströmt. Daraus erhellt, warum davon gssprochen wurde, dass der Endkegel des Luftführungsrohres als Luftdosierdüse ausgebildet ist.Air coming from a fan is blown through the end cone 3 of the air duct 2, which is designed as an air metering nozzle formed into a round, taut air jet which accelerates the atomized hydrocarbons in the direction of the mixture distributor body 8 so that a complete mixture the fuel particles with the combustion air particles takes place at a flow rate that is above the flame propagation speed, and the fuel mixture prepared in this way is gasified after ignition and behind the mixture distributor body burns with a blue flame, the fuel mixture after switching off the ignition thus the space between the mouth of the air duct end cone and the distributor body does not flow through burning. The mouth cross-section of the end cone 3 is smaller than the surface of the mixture distributor body 8 defined by the outline contour, so that the formed, taut air jet impinges on the surface of the mixture distributor body, provided that it does not flow through its openings. From this it is evident why it was mentioned that the end cone of the air duct is designed as an air metering nozzle.

Erfindungsgemäss ist nun mit geringem Abstand vor der Mündung 4 des Endkegels 3 zwischen diesem und dem Gemischverteilerkörper 8 ein Ringkörper 13 angeordnet, dessen Innendurchmesser d. kleiner und dessen Aussendurchmesser d- grosser ist als der Durchmesser d des Endkegels 3 im Besieh seiner Mündung 4. Der Abstand a zwischen der Mündung des Endkegels 3 und dem Ringkörper 13 beträgt zweckmässigerweise 1 bis 3 mm, der Innendurchmesser d. ist etwa 4 bis 6 mm kleiner als der Durchmesser d der Mündungsöffnung des Endkegels 3 und der Aussendurchmesser d₂ i«t etwa 25 bis 35 mm grosser als der Innendurchmesser dj. Dieser Ringkörper 13 ist als offener Hohlkörper mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet, dessenAccording to the invention, an annular body 13 is now arranged at a small distance in front of the mouth 4 of the end cone 3 between this and the mixture distributor body 8, the inner diameter of which d. smaller and whose outside diameter d- is larger than the diameter d of the end cone 3 in relation to its mouth 4. The distance a between the mouth of the end cone 3 and the annular body 13 is expediently 1 to 3 mm, the inside diameter d. is about 4 to 6 mm smaller than the diameter d of the mouth opening of the end cone 3 and the outer diameter d ₂ i «t is about 25 to 35 mm larger than the inner diameter dj. This ring body 13 is designed as an open hollow body with a semicircular cross-section, its

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Dipl. Ing. Heinz Lasier. Patentanwalt D— 8 München 81, Cosimastrcfje 81 Telefon: (0811) 483820Dipl. Ing. Heinz Lasier. Patent attorney D- 8 Munich 81, Cosimastrcfje 81 Telephone: (0811) 483820

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offene Seite dem Endkegel 3 abgewandt ist.open side facing away from the end cone 3.

Wenngleich im Falle des Ausführungsbeispiels ein Gemischverteilerkörper 8 gemäss Hauptpatent dargestellt ist, kann dieser Bohrungen aufweisende Gemischverteilerkörper auch an seiner der Brennerdüse 6 zugewandten Seite mit einer zum Innenraum des Gemischverteilerkörpers 8 hin gerichteten, gewölbten Einbuchtung bei 11 versehen sein, die zusätzlich zu den vorgesehenen Bohrungen 10 eine Mittelöffnung aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der anderen Bohrungen 10 des Gemischverteilerkörpers.Although in the case of the exemplary embodiment a mixture distributor body 8 according to the main patent is shown, this mixture distributor body having holes can also be provided on its side facing the burner nozzle 6 with an arched indentation at 11 directed towards the interior of the mixture distributor body 8, which in addition to the provided holes 10 has a central opening, the diameter of which is smaller than the diameter of the other bores 10 of the mixture distributor body.

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Claims

Oip! .- Inq. Heim Lesser, PoUntanwalt D - 8 Munich 81 Cosimastroße 81 Telephone: (0811) 483820

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- 6 PATENT CLAIMS

^ IJBrenner for liquid fuels with a pressure atomizer nozzle arranged concentrically in an air guide tube, which is operated with an approximately stoichiometric amount of air, with a conically convergent end cone provided at the end of the air guide tube and with a mixture distributor body with one of the nozzle, which is arranged axially adjustable at a distance from the burner nozzle opposite convex surface provided with openings, whereby the outlet cross-section of the end cone of the air duct lies in the pressure atomizer nozzle plane for gasifying the liquid fuels before combustion, is smaller than the diameter of the outline contour or the cross-section of the surface of the mixture distributor body defined by the outline contour and is dimensioned in such a way that the air flowing out forms a mixture with the fuel at a flow velocity that is above the flame propagation velocity and that the openings of the mixture distributor body are designed as bores, according to patent 1,951,752, characterized; that at a small distance (a) in front of the mouth (4) of the end cone (3) between this and the mixture distributor body (8) an annular body (13) is arranged, whose inner diameter (dj) is smaller and whose outer diameter (d _? ) is greater than the diameter (d) of the end cone (3) in the Ber -d- ι its mouth (4).

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn-2. Burner according to claim 1, characterized

zeichnet , dass der Ringkörper (13) als offener Hohlkörper auegebildet ist, dessen offene Seite dem Endkegelshows that the ring body (13) is formed as an open hollow body, the open side of which is the end cone

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BATH ORIGINAL

Dipl -Ing Heinz lesser, PatentanwoU D — 8 Mündhen 81. Cosimastrafce 81 Telefon: (0811) 483820Dipl -Ing Heinz Lesser, PatentanwoU D - 8 Mündhen 81. Cosimastrafce 81 Telephone: (0811) 483820

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(3) abgewandt ist.(3) is turned away.

3. Brenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Hohlkörper (13) halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.3. Burner according to claim 1 and 2, characterized in that the hollow body (13) has a semicircular cross-section.

4. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (d,) des Ringkörpers (13) etwa 4 bis 6 mm kleiner ist als der Hündungsdurchmesser (d) des Endkegels (3) und sein Aussendurchmesser (d-) etwa 25 bis 35 mm grosser ist als sein Innendurchmesser (dj).4. Burner according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the inner diameter (d,) of the ring body (13) is approximately 4 to 6 mm is smaller than the neck diameter (d) of the end cone (3) and its outside diameter (d-) is about 25 to 35 mm larger than its inside diameter (dj).

5. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (13) gegenüber dem Endkegel (3) axial verstellbar angeordnet ist.5. Burner according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the ring body (13) is arranged axially adjustable relative to the end cone (3).

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