DE2541410C3

DE2541410C3 - Druckzerstäubungsdüse für ölbrenner

Info

Publication number: DE2541410C3
Application number: DE19752541410
Authority: DE
Inventors: Karlo Robert Baagoe Burkal; Niels Peter Fenger
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1975-09-17
Publication date: 1978-05-24
Also published as: SE423140B; DE2541410B2; GB1550200A; BE846342A; CH596499A5; FR2324986B1; JPS5911803B2; SE7610271L; DK140294C; JPS5237216A; FR2324986A1; DK140294B; DE2541410A1; DK417176A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckzerstäubungsdüse für ölbrenner mit einer Wirbelkammer, der das öl über Tangentialkanäle zuströmt und aus der das öl über eine zentrische Düsenöffnung austritt.

Eine bekannte Zerstäubungsdüse dieser Art (DE-OS _I$ 18 08 722) ist so aufgebaut, daß ein Düsengehäuse die Düsenöffnung aufweist, die Tangentialkanäle zwischen einem in das Gehäuse eingeschraubten Düsenkegel und einer entsprechenden Konusfläche des Gehäuses gebildet sind und die Wirbelkammer zwischen der Stirnseite des Düsenkegels und der Düsenöffnung angeordnet ist. Hierbei kann zum Düsengehäuse ein Einsatz aus widerstandsfähigem Material gehören, in welchem die Düsenöffnung ausgebildet ist. Die Stirnseite des Düsenkegels ist mit einer zentrischen Bohrung und einer diese umgebenden Ringnut versehen, welche Bestandteile der Wirbelkammer sind. Der Durchmesser der zentrischen Bohrung beträgt etwa das Dreifache des Durchmessers der Düsenöffnung; der Durchmesser der Ringnut ist etwa gleich dem Durchmesser der Wirbelkammer.

Derartige Druckzerstäuberdüsen arbeiten in der Weise, daß das tangential zugeführte öl in der Wirbelkammer als Schicht rotiert und, wenn es die Düsenöffnung unter dem Druck des nachfolgenden Öls erreicht, mit großer Umfangsgeschwindigkeit als »ölrohr« aus der Düsenöffnung austritt. Infolge der Zentrifugalkraft ergibt sich ein hohler »ölkegei«, bei dem die Wandstärke infolge der Durchmesservergrößerung rasch so dünn wird, daß das öl in eine große Zahl kleiner Tröpfchen zerteilt wird. Dieses Prinzip funktioniert aber nur bis zu einem unteren Grenzwert des Durchmessers der Düsenöffnung. Daher sind Düsen dieser Art auf eine Durchsatzleistung von 1,6—2 kg öl pro Stunde und mehr beschränkt. Bei kleineren Durchsatzleistungen und entsprechend kleineren Durchmessern der Düsenöffnung tritt der erstrebte ölkegei nicht mehr auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckzerstäubungsdüse der eingangs beschriebenen Art anzugeben, deren Sprühverhalten verbessert und die insbesondere für kleine Durchsatzmengen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Rückseite der Wirbelkammer eine zylindrisehe Stabilisierungskammer anschließt, deren Durchmesser höchstens etwa gleich dem Durchmesser der Düsenöffnung und deren Tiefe größer als ihr Durchmes

ser ist.

Mit dieser Maßnahme wird überraschenderweise eine außerordentlich gute Stabilität des Sprühkegels erzieli. Dies gilt auch für sehr kleine Durchsatzleistungen und entsprechend kleine Düsenöffnungen, wie sie in Haushalts-Heizkesseln vorkommen. Die Stabilisierungskammer hat einen Durchmesser, der sehr viel kleiner ist als der Durchmesser der Wirbelkammer. Die StabL'isierungskammer füllt sich daher im Betrieb nicht mit Öl. Vielmehr bleibt sie luftgefüllt und stabilisiert einen Luftkern, der sich durch die Wirbelkammer und vor allem durch die Düsenöffnung erstreckt. Daher ist auch bei kleinsten Abmessungen sichergestellt, daß das Öl bis zur Ausbildung des Sprühkegels rotieren kann und nicht etwa in der Kernzone unkontrollierbare Mischungen und Störströmungen auftreten, welche die Ausbildung des Sprühkegels behindern.

Auf diese Weise ist es möglich, Düsen zu konstruieren, die bei einem Druck von 7 kg/cm² sehr viel kleinere ÖJmengen als bisher, vorzugsweise 0,3 bis 1,6 kg öl/h, fördern. Wird eine Anlage mit einem anderen Druck betrieben, z. B. 20 kg/cm², lassen sich auch hierbei sehr kleine — bezogen auf diesen Druck — ölmengen fördern. Somit ist es möglich, ölbrenner mit Schwachlast and trotzdem mit hohem Wirkungsgrad zu betreiben. Denn wenn die kleinste Düsengröße bisher für den Brenner eines Heizkessels eines kleineren Einfamilienhauses eingesetzt wurde, ergaben sich im Frühjahr, Sommer und Herbst nur kurze Einschaltintervalle mit langen Pausen, wodurch der Wirkungsgrad bis auf 55% sinken konnte. Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Düse für kleineren Durchsatz dagegen ergeben sich auch beim Schwachlastbetrieb längere Einschaltzeiten und kürzere Pausen, wodurch sich der Wirkungsgrad erhöht.

Die Tiefe der Stabüisierungskammer sollte ihren Durchmesser um mindestens 30 %, vorzugsweise um 50%, übersteigen. Je langer die Stabüisierungskammer, um so größer ist die dort befindliche Luftmenge, die zu der Stabilisierung des Luftkerns beitragen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil der Düse und

Fig.2 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Düsenkegels.

In einem Düsengehäuse 1 ist vorn ein Einsatz 2 vorgesehen, der eine Düsenöffnung 3 aufweist. Ein Düsenkegel 4 ist mit einem Gewindeteil 5 in ein Gewinde 6 des Gehäuses 1 eingeschraubt. Hierbei liegt die konische, jedoch leicht gerundete Stirnfläche 7 des Düsenkegels 4 gegen eine konische Fläche 8 des Einsatzes 2 an. Der Düsenkegel 4 besitzt eine Stirnfläche 9. In der Stirnfläche 7 sind Nuten 10 vorgesehen, die tangential in die Stirnfläche 9 münden und von der Konusfläche 8 des Einsatzes 2 abgedeckt werden, so daß sie Tangentialkanäle für die ölzufuhr bilden. Zwischen der Stirnwand 9 und der Düsenöffnung 3 wild eine Wirbelkammer 11 gebildet. Das Öl strömt über Axialkanäle 12 in einen Ringraum 13 zwischen Gehäuse 1 und Düsenkegel 4. Es gelangt weiter über die Nuten 10 in die Wirbelkammer 11. Dort ergibt sich wegen der tangentialen Zufuhr eine Rotationsströmung. Das rc'ierende öl wird unter dem Einfluß des nachfolgenden Öls durch die Düsenöffnung 3 als »ölrohr« nach außen gedrückt und ergibt außerhalb der Düsenöffnung 3 einen hohlen ölkonus 14, der sich in

einem vorgegebenen Abstand von der Düsenöffnung 3 in eine Vielzahl kleinster öltröpfchen zerteilt.

An die Rückseite der Wirbelkammer 11 schließt eine Stabilisierungskammer 15 an, die als von der Stirnwand 9 des Düsenkegels 4 ausgehende Sacklochbohrung ausgebildet ist. Der Durchmesser der Stabilisierungskammer 15 ist etwa gleich dem Durchmesser der Düsenöffnung 3. Die Tiefe der Siabilisierungskammer 15 beträgt das l,5fache ihres Durchmessers. Diese Stabilisienmgskammer 15 ist eine Luftkanimer, die dazu beiträgt, im Inneren der Wirbeikammer U und vor allem in der Düsenöffnang 3 einen Luftkern aufrechtzuerhalten, der sicherstellt, daß das rotierende öl immer einen Abstand von der Mittelachse behält und nicht etwa die innen liegenden ölteilchen sich gegenseitig behindern. Aus diesem Grund kann die Düsenöffnung 3 einen wesentlich kleineren Durchmesser als bisher erhalten, ohne daß der ölkonus 14 beeinträchtigt wird. Auch bei größeren Düsenöffnungen bleibt die Sprühkegelform mit höherer Sicherheit erhalten, auch wenn infolge Druckschwankungen od. dgl. Störeinflüsse auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckzerstäubungsdüse für ölbrenner, mit einer Wirbelkammer, der das Öl über Tangentialkanäle zuströmt und aus der das öl über eine zentrische Düsenöffnung austritt, dadurch gekennzeichnet, daß an die Rückseite der Wirbelkammer (11) eine zylindrische Stabilisierungskammer (15) anschließt, deren Durchmesser höchstens etwa gleich dem Durchmesser der Düsenöffnung (3) und deren Tiefe größer als ihr Durchmesser ist.

2. Dmckzerstäubungsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Stabilisierungskammer (15) ihren Durchmesser um mindestens 30%. vorzugsweise um 50%, übersteigt.