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Einrichtung zur Verbesserung des Aus brandes der Flamme von Gebläse-Olbrennern
bei Heizkesseln oder dergleichen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung
des Ausbrandes der Flamme von Gebläse-Olbrennern, die mit einem rohrförmigen Olbrennermundstück
in einen Feuerraum eines Heizkessels oder dergleichen hineinragen.
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Neuzeitliche behördliche Vorschriften verlangen, daß die Abgase von
Ölfeuerungen praktisch keinen Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen oder unverbranntem
6'l mehr enthalten dürfen. Insbesondere bei den sogenannten Umstellbrand-Heizkesseln,
die mit einem Gebläse-Ölbrenner oder auch mit festem Brennstoff betreibbar sind
und die daher einen für den Festbrennstoffbetrieb recht geräumig dimensionierten
Feuerraum haben, wird bei çrennerbetrieb die 6flamme in einen verhältnismäßig großen
Brennraum eingeführt und kommt es hauptsächlich in den Randzonen der ölflamme und
an der Flammenwurzel infolge der starken Abstrahlung an den großen, wassergekühlten
Feuerraum zu einer starken Unterkühlung der Flamme. Die Folge davon ist, daß die
in den Randzonen der 2'lampe enthaltenen ¢1-tröpfchen nicht oder unvollständig verbrennen
und daß Kohlenwasserstoff-Kondensate entstehen mit einer komplizierten chemischen
Struktur und einem sehr unangenehmen
Geruch.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen,
die den Ausbrand der Flamme von Gebläse-Ölbrennern verbessert und daher die insbesondere
bei Umstellbrand-Heizkesseln vorhandene Neigung zur Bildung der unverbrannten aromatischen
Kohlenwasserstoffverbipdungen und der starken Geruchsbelästigung durch stinkende
Abgase beseitigt.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein eine Verlängerung
des blbrennermundstUckes bildendes und die öltröpfchenhaltige Randzone der vor dem
blbrenner-, mundstück sich ausbildenden Flamme berührendes Tröpfenfängerrohr an
seinem hinteren, an das blbrennermundetUck angrenzenden Ende eine Mehrzahl von über
den Umfang des l'ropfenfängerrohres verteilten Kanälen zum Einsaugen heißer Feuerraumgase
in den von dem Tropfenfängerrohr umgebenen Raum aufweist. Dieses Tropfenfängerrohr,
das zum Beispiel aus hochhitzebeständigem und zunderfestem Chromstahl bestehen kann
und eine sehr dünne Wandstärke haben kann, wird aufgrund der Berührung mit den Randzonen
der Flamme innerhalb kürzester Zeit nach dem Einschalten des ölbrenners stark erhitzt
und glühen, so daß einerseits die Abstrahlung und Unterkühlung der Randzonen und
der Flammenwurzel der blflamme verhindert wird und andererseits in den.Flammenrandzonen
enthaltene, eventuell noch nicht ganz vergaste oder verbrannte Öl tröpfchen, die
gegen
die Innenseite des heißen Tropfenfängerrohres prallen, verdampft werden. Der bedeutende
und wichtigste Effekt der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht aber nun darin,
daß außerdem durch den Unterdruck bzw. die Ansaugwirkung, die der aus dem dlbrennermundstUck
austretende Strom des Buft-Brennstoff-Gemisches auf die Einsaugkanäle ausübt, heiße
Abgase aus dem Feuerraum durch die Kanäle hindurch in den Innenraum des Tropfenfängerrohres
injektorartig eingesaugt werden und sich dem aus dem 1-brennermundstück ausströmenden
Luft-Brennstoff-Gemisch beimischen, wodurch ein starkes Aufheizen der Verbrennunge
zone innerhalb des Tropfenfängerrohres bewirkt wird und insbesondere die Randzonen-Temperatur
der Ölbrennerflamme ganz erheblich erhöht wird. Hierdurch wird ein schnellerei Ausbrand
der Flamme, insbesondere der Randzonenöltröpfchen, und eine bedeutende Verbesserung
der Verbrennt der Flamme bewirkt und dadurch die Bildung der unangenehm riechenden
Kohlenwasserstoffverbindungen unterbunden.
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Eine einfache und zweckmäßige Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung besteht darin, daß das Tropfenfängerrohr mit seinem hinteren Abschnitt
das tilbrennermundstück in einem radialen Abstand umgibt und daß die Kanäle von
Bohrungen in der Wandung des Tropfen-.
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fängerrohres gebildet sind, welche in einem solchen Abstand hinter
der Vorderkante des Tropfenfängerrohres angeordnet sind, daß der aus dem UlbrennermundstUck
austretende Luft-Brennstoff-Strom die bestmögliche injektorartige
Unterdruck-
bzw. Ansaugwirkung auf die Bohrungen auszuüben vermag. Es hat sich gezeigt, daß
dieses Tropfenfängerrohr mit nur geringfügigen Maßänderungen für die gängigsten
handelsüblichen Brennerfabrikate und auch Ölbrennergrößen mit stets hervorragender
Wirksamkeit vervendet werden kann. Zwei Beispiele dieser Ausgestaltungs form der
erSindungsgem§ßen Einrichtung sind schematisch in der Zeichnung dargestellt, und
zvar zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für Ölbrenner des Leistungsbereichs von
etwa 20 000 bis 27 000 Kilokalorien pro Stunde Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für
Ölbrenner des Leistungsbereichs über etwa 27 000 bis 63 000 tilokalorien pro Stunde.
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In Fig. 1 ist ein Teil eines Heizkessels 1 mit einem Feuerraum 2 und
einer Feuerraumtür 3 schematisch dargestellt. Durch die Feuerraumtür 3 ragt das
Brennermundstück 4 eines Ölbrenners 5 in den Feuerraum 2 hinein. Die Einrichtung
zur Verbesserung des Ausbrandes der o brennerflamme besteht aus einem zylindrischen
Tropfenfängerrohr 6, welches das Brennermwdstück 4 mit einem radialen Abstand umgibt
und sich über die Vorderkante 7 des Brennermundstückes 4 hinauserstreckt. Der Durchmesser
des Tropfenfängerrohres ist auf den Durchmesser des.Brenner: mundstückes abgestimmt.
Das Tropfenfängerrohr paßt durch das übliche Brennerloch der Feuerraumtür 3 hindurch,
so daß das Tropfenfängerrohr 6
mittels eines Kragens an seinem hinteren
Ende zwischen der Feuerraumtür 3 und einem Flansch des Olbrenners 5 abdichtend eingeklemmt
werden kann. Der über die Vorderkante 7 des Brennermundstückes 4 hinausragende Abschnitt
des Tropfenfängerrohres 6 ist so lang bemessen, daß diese Abschnitt vor allem und
zumindest die Flammenwurzel noch umfasst und so weit in die Randzonen der lbrennerflamme
hineinragt, daß die in den Randzonen vorhandenen 01-tröpfchen das Tropfenfängerrohr
erreichen und sich an dessen Innenseite niederschlagen können. Der das Brennermundstück
4 umgebende Abschnitt des Tropfenfängerrohres besitzt eine Reihe von gleichmäßig
über den Umfang verteilten Bohrungen 8, die den innenraum des Tropfenfängerrohres
mit dem Feuerraum 2 verbinden. Diese Bohrungen d sind in einem solchen Abstand hinter
der Vorderkante 7 des Brennermundstckes 4 angeordnet, daß eine injektorartige Unterdruck-
bzw. Ansaugwirkung, bewirkt durch den aus dem 13rennermundstück 4 austretenden Luft-Brennstoff-Strom,auf
diese Bohrungen 8 ausgeübt wird. Dadurch werdenj heiße Gase aus dem Feuerraum 2
in das ropfenfängerrohr eingesaugt. Diese eingesaugten heißen Gase vermischen sich
mit dem aus dem brennermundstUck austretenden Strom und heizen diesen zusätzlich
auf und bewirken dadurch eine wesentliche Erhöhung vornehmlich der Randzonen temperatur.
Dadurch wird ein vollkommener Ausbrand der Flamme und vor allem auch der von dem
heißen Tropfenfängerrohr verdampften Randzonenöltröpfchen gewährleistet und mit
Sicherheit die Bildung von unverbrannten, übel
riechenden Kofllenwasserstoffkondensaten
verhinert.
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Für ÖlbrennerKes verbreiteten und gängigen kleineren Leistungsbereichs
von etwa 20 ooo bis 27 ooo kcal/h, deren; Brennermundstückein diesem Leistungsbereich
von etwa 60 bis 75 mm Durchmesser variieren, wurden für das Tropfenfängerrohr der
Fig. 1 die folgenden Daten als geeignet und günstig gefunden: Durchmesser des Tropfenfängerrohres
115 mm, Axialer Abstand zwischen Vorderkante des Brennermundstückes und den Bohrungen
mindestens 10 mm, höchstens 40 mm, Anzahl der Bohrungen 182 Uurchmesser der Bohrungen
d mm Länge des Tropfenfängerrohres vor der Vorderkante des Brennermundstckes ca.
9o bis 120 mm.
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Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Tropfenfängerrohres für Ölbrenner
des Leistungsbereichs ab ca. 27 ooo bis 63 000 kcal/h, deren Brennermundstücke wegen
dieser größeren Leistungen etwas dicker sind und einen Durchmesser im Bereich von
ca. 8o bis loo mm haben. Es wurde gefunden, daß für den hinteren, das brennermundstück
10 umgebenden Abschnitt 9 des Tropfenfängerrohres der xig. 2 wiederum das Grundrohr
der Fig. 4 mit den obigen Daten über Durchmesser, Anzahl der Bohrungen, Durchmesser
der Bohrungen und axiale Entfernung zwischen den Bohrungen und Vorderkante des Brennermundstückes
geeignet ist und verwendet werden kann, und zwar nunmehr in verkürzter
Ausführung.
An den hinteren Abschnitt 9 ist ein erweiterer vorderer Abschnitt 11 angesetzt,
beispielsweise aufgeschoben. Als geeignete Maße für diesen vorderen Abschnitt wurde
gefunden ein Durchmesser von 135 mm und eine Länge, gemessen von der Vorderkante
12 des Brennermundstückes 10 bis zur Vorderkante 13 dieses vorderen Abschnittes
11, von wiederum ca. 90 bis 120 mm.
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Das Prinzip der erfindungsgemä'ßen Einrichtung besteht also darin,
daß das Tropfenfängerrohr mit einer solchen Länge und einem solchen Durchmesser
ausgebildet wird, daß es, ohne jedoch den normalen Flammenkegel zu beeinträchtigen,
mit seinem vorderen Teil den Flammenanfang umfasst und berührt, um durch die Flamme
hocherhitzt zu werden und um Randzonenöltröpfchen aufzufangen und verdampfen zu
können, und daß ferner die vom Innern des Tropfenfängerrohres durch dessen Wandung
in den Feuerraum des Heizkessels oder dergleichen hindurchführenden Einsaugt kanäle
an derjenigen Stelle in der Nähe der Vorderkante des Brennermundstückes bzw. hinter
dieser Vorderkante münden, an der die günstige injektorartige Ansaugwirkung von
der aus dem Brennermundstück heraustretenden Strömung auf die Mündungen der Kanäle
ausgeübt wird, um ausreichend viel bzw. möglichst viele heiße Abgase aus dem.
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Feuerraum wieder in das Innere des Tropfenfängerrohres einzusaugen.