DE2552265C3

DE2552265C3 - Brenner für flüssigen Brennstoff

Info

Publication number: DE2552265C3
Application number: DE19752552265
Authority: DE
Inventors: Friedrich 8034 Neugermering Widemann
Original assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Current assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1984-05-03
Also published as: GB1556733A; FR2332492A1; FR2332492B1; JPS5647447B2; SE7612641L; DE2552265A1; SE424106B; IT1064257B; DE2552265B2; JPS5265329A

Description

F i g. 1 einen Teil-Längsschnitt des erfindungsgemäßen ölbrenners für ein Fahrzeugheizgerät, und

F i g. 2 einen Schnitt entlang Linie H-II in F i g. 1.

Das dargestellte Fahrzeug-Heizgerät weist einen ölbrenner auf, der eine Brennkammer 1 besitzt, deren stirnseitige Wand 2 mit einem zentralen Durchbruch 3 versehen ist, durch welchen sich der Rotor 4 eines Rotationszerstäubers erstreckt Der Rotor 4 hat die Form eines Rohres, dessen brennkammerseitiges Ende durch eine perforierte Wand 5 abgeschlossen ist. Der Rotor 4 ist mit einer Welle 6 verbunden, die von einem Elektromotor angetrieben wird, der gleichzeitig ein Heizluft-Gebläserad, ein Brennluftgebläse und eine Brennstoffpumpe lO antreibt Der Rotor 4 ist gegenüber dem Durchbruch 3 durch eine aus Fig. 1 ersichtliche is Labyrinthdichtung 11 abgedichtet Der Innenraum 12 des Rotors 4 schließt sich an einen stationären, koaxialen Brennluftkanal 13 an, dessen Wand mit Lufteintrittsöffnungen 14 versehen ist, durcK welche die Verbrennungsluft, die von dem Gebläse in den Raum 15 innerhalb des Brennergehäuses 16 gefördert wird, in den Brennluftkanal 13 eintreten tann. Im innenraum 12 des Rotors 4 mündet eine Brennstoffleitung 17, die mit der Druckseite der Brennstoffpumpe 10 in Verbindung steht In der Wand 18 der Brennkammer 1 ist ein zylindrischer Raum 19 zur Aufnahme einer Glühkerze 20 angeordnet Wie ersichtlich, liegt die Glühwendel 21 der Zündkerze 20 und das brennkammerseitige Ende 4a des Rotors 4 im wesentlichen in einer gemeinsamen, zur Rotordrehachse senkrechten Ebene. In den zylindrisehen Raum 19 mündet tangential ein Kanal 23 für die Zuführung von Verbrennungsluft. Dieser Kanal steht über eine öffnung 24 im Brennergehäuse 16 mit dem brennluftführenden Innenraum 15 in Verbindung.

In der Brennkammer 1 ist ein den Rotor 4 in einem Abstand umgebendes, von der Glühkerze 20 durchbrochenes, dünnwandiges und weitgehend freistehendes Futterblech 25 vorgesehen. Der Zweck dieses Futterbleches wird später noch erläutert

In Betrieb des Brenners wird die Verbrennungsluft aus dem Raum 15 und der Brennstoff durch die Leitung 17 in das Innere 12 des Rotors 4 befördert. Um der in den Brennluftkanal 13 eintretenden Luft bereits beim Eintritt einen Drall zu verleihen, sind die Lufteintrittsöffnungen 14 etwa tangential zur Wand des Brennluftkanals 13. Selbstverständlich könnten auch andere Mittel, beispielsweise Leitbleche, vorgesehen werden, um der eintretenden Luft einen Drall zu erteilen. Die Bohrungen 5a in der Stirnwand 5 des Rotors 4 sind ebenfalls in bezug auf die Drehrichtung des Rotors ^o schräg gestellt, so daß das aus diesen Bohrungen austretende Brennstoff-Luftgemisch einen Drall in Drehrichtung des Rotors 4 erhält Die aus dem Rotor 4 austretende Verbrennungsluft bildet einen Kegelmantel, der in F i g. 1 mit 26 bezeichnet ist Der zusammen mit der Verbrennungsluft austretende Brennstoff wird aufgrund seiner größeren Wichte zu einem erheblichen Teil im wesentlichen radial weggeschleudert, wie dies bei 27 in F i g. 1 scnematisch dargestellt ist Zusammen mit dem durch die Bohrung 24 und den Kanal 23 in den Glühkerzenraum 19 eingeführten Anteil von Verbrennungsluft bildet dieser in den Bereich der Glühwendel 21 geschleuderte Brennstoff ein relativ fettes, zündwilliges Gemisch, während der rest'iche, von der durch den Rotor 4 strömenden Brennluft mitgerissene Brennstoff mit dieser Luft ein relativ armes Gemisch bildet Die Bildung des fetten Gemisches im Bereich der Glühkerze wird dadurch ermöglicht daß der Hauptluftstrom, der den Kegel 26 bildet wie aus den Zeichnungen ersichtlich, nicht in der. Bereich der Zündkerze gelangt so daß dort die gesonderte Zuführung von Verbrennungsluft durch den Kanal 23 das gewünschte Gemisch erzeugt werden kann.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird der aus dem Kerzenraum 19 austretenden Luft, die mit dem Brennstoff ein fettes Gemisch bildet, aufgrund der tangentialen Einmündung des Kanals 23 ein Drall erteilt, dessen Richtung durch den Pfeil 28 veranschaulicht ist Der aus der Stirnseite 4a des Rotors < austretende Brennluftkegel 26 rotiert in Richtung des Pfeiles 29. In dem Bereich, in dem der aus dem Kerzenraum 19 r.ustretende Luftkegel den aus der Rotorstirnwand 4a austretenden Luftkegel tangiert ist die Drehrichtung der beiden Kegel gleichsinnig, was zur Folge hat daß die Zündflamme im Bereich des ersten Kegels von dem zweiten Kegel 26 in Umfangsrichtung und natürlich aufgrund der Axialbeschleunigung dieses Luftstromes auch in axialer Richtung mitgenommen wird. Durch die Mitnahme in Umfangsrichtung wird das Futterblech 25 sehr schnell erhitzt und es wirkt dadurch als Verdampfer, der sehr wesentlich zu einer Aufbereitung und Steigerung der Zündwilligkeit des armen Brennstoffluftgemisches beiträgt.

Um ein Zurückfließen des aus den Bohrungen 5a in der Stirnwand 5 des Rotors 4 austretenden Brennstoffes entlang dessen Außenfläche zu vermeiden, ist in dieser Außenfläche des Rotors nahe dem brennraumseitigen Ende 4a eine Umfangsnut 30 vorgesehen.

Obgleich es sich als vorteilha t erwiesen hat, die zur Bildung des fetten Gemisches im Bereich der Glühkerze erforderliche Verbrennungsluft durch den die Glühkerze aufnehmenden Raum zu führen und ihr einen Drall zu erteilen, kann ein fettes Gemisch im Bereich der Glühkerze naturgemäß auch durch eine Zuführung von Verbrennungsluft an einer anderen Stelle, also beispielsweise durch die Stirnwand 2 im Bereich der Glühkerze 20, erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

!5 52 Patentansprüche:

1. Brenner für flüssigen Brennstoff mit einer Brennkammer und einem Rotationszerstäuber, der aus einem rohrförmigen, durch eine Stirnwand der Brennkammer hindurchgeführten Rotor besteht, dessen brennkammerseitiges Ende in einer zur Rotordrehachse senkrechten Ebene liegt und durch eine perforierte Wand abgeschlossen ist und der von Verbrennungsluft durchströmt ist und in den eine Brennstoffleitung mündet, wobei in der Umfangswand der Brennkammer eine Glüh- oder eine Glühzündkerze vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4), durch eine Labyrinthdichtung (U) abgedichtet, durch die Stirnwand (2) der Brennkammer (1) hindurchgeführt ist, daß die Zündzone der Kerze (20, 21) im wesentlichen in der genannten senkrechten Ebene liegt und daß zur Zuführung von Verbrennungsluft zu der Zündzone für die Erzeugung eines fetten Brennstoff-Luft-Gemisches in diesem Bereich mindestens ein eigener Kanal (23) in einer Wand der Brennkammer (1) vorgesehen ist

2. Brenner nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Kerze (20, 21) in einem zylindrischen Raum (19) in der Umfangswand (18) der Brennkammer (1) angeordnet ist und daß der bzw. ein Kanal (23) tangential in diesen Raum (19) einmündet

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß bei aus der perforierten Wand (5) drallbehaftet austretender Verbrennungsluft die tangentiale Einmündung des Kanals (23) derart vorgesehen ist, daß die Drehrichtung des dadurch erzeugten Dralles in dem Bereich, in dem dieser den aus dem Rotor (4) austretenden Drall tangiert, gleich der Drehbewegung dieses Dralles ist.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle {5a) in der perforierten Wand (5) des Rotors (4) in Drehrichtung desselben schräg gestellt sind.

5. Brenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innenraum (12) des Rotors (4) an einen stationären, koaxialen Luftkanal (13) anschließt dessen Wand mit Lufteintrittsöffnungen (14) versehen ist, die so ausgebildet sind, daß sie der einströmenden Luft einen Drall erteilen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssigen Brennstoff entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei derartigen, beispielsweise aus der DE-AS 10 00 952 bekannten Rotations-Zerstäuberbrennern besteht das Problem, daß die Zündzone und die Ausbrennzone so nahe beieinanderliegen, daß bei gut brennender Flamme das Brennstoff-Luftgemisch im Bereich der Zündzone zu mager ist, wodurch die Startschwierigkeiten hervorgerufen werden, oder daß bei Vorhandensein eines zündwilligen, d. h. relativ fetten Gemisches im Bereich der Zündzone dieses fette Gemisch auch im Bereich der Ausbrennzone vorhanden ist, was zur Rußentwicklung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem Brenner der eingangs genannten Art eine Ladungsschichtung zu erreichen, bei der nur im Bereich der Zündzone, also im Bereich der Kerze, ein verhähnismä-

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b0 Big fettes Gemisch vorhanden ist

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs ί gelöst

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag kommt die den Rotor durchströmende Luft, die sich von dessen brennkammerseitigem Ende in Form eines Kegelmantels ausbreitet, nur zu einem sehr kleinen Teil in die Zündzone. Der durch den Rotor zugeführte Brennstoff wird jedoch infolge seiner Wichte mehr oder weniger senkrecht von dem brennkammerseitigen Ende des Rotors abgeschleudert Da die Zündzone der Kerze etwa in der Ebene dieses Endes liegt, entsteht durch die Vermischung des Brennstoffes mit der in diesem Bereich zugeführten Verbrennungsluft ein fettes Gemisch, das eine sichere Zündung gewährleistet Die so erzeugte Zündflamme wird von dem rotierenden Luftkegel der aus dem Rotor austretenden Verbrennungsluft mitgenommen und entzündet das relativ arme Brennstoff- Luftgemisch, das sich in diesem Luftkegel und insbesondere in dessen Randzone bildet.

Die Anordnung der Zündzone der Kerze in der Ebene des brennkammerseitigen Endes des Rotors ist durch die FR-FS 13 24 776 bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Brenner erfolgt jedoch die Zuführung der Verbrennungsluft ausschließlich entlang der Außenfläche des Rotors, so daß sich keine Ladungsschichtung und somit kein fettes Gemisch im Bereich der Zündkerze einstellen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird durch die Abdichtung des Rotors jegliche Beeinträchtigung des Abschleudern des Brennstoffes durch einen Luftstrom vermieden und durch getrennte Zuführung von Verbrennungsluft zu der Zündzone der Zündkerze gezielt ein fettes Gemisch in dieser Zone erzeugt

Es ist zwar bei Brennern mit einer Zerstäubungsdüse bekannt (DE-OS 15 51 725) die Verbrennungsluft zum Teil der Zündzone zuzuführen, um an dieser Stelle stets ein zündfähiges Gemisch zu haben. Diese Maßnahme allein reicht jedoch bei einem Brenner mit einem Rotationszerstäuber nicht aus, um eine Ladungsschichtung mit einem fetten Gemisch im B-ereich der Kerze zu erhalten.

Besonders gute Ergebnisse werden erreicht wenn die Kerze, wie an sich bekannt in einem zylindrischen Raum in der Wand der Brennkammer angeordnet ist und der bzw. ein Luftkanal tangential in diesen Raum einmündet Diese tangentiale Einmündung des Luftkanals ist bei aus der perforierten Wand drallbehaftet austretender Verbrennungsluft vorzugsweise derart vorgesehen, daß die Drehrichtung des dadurch erzeugten Dralles in dem Bereich, in dem dieser den aus dem Rotor austretenden Drall tangiert gleich der Drehrichtung dieses Dralles ist Durch diese gleichsinnige Drehrichtung ergibt sich eine besonders weitgehende Mitnahme der Flamme durch den Brennluftdrall in Umfangsrichtung, die weit über 180° hinausgehen kann. Die Erzeugung des Dralles für die aus der perforierten Wand des Rotors austretenden Verbrennungsluft kann dadurch erreicht werden, daß die Austrittskanäle in der perforierten Wand in Drehrichtung desselben schräg gestellt sind und/oder dadurch, daß sich der Innenraum des Rotors an einen stationären, koaxialen Luftkanal anschließt, dessen Wand mit Lufteintrittsöffnungen versehen ist die so ausgebildet sind, daß sie der einströmenden Luft einen Drall erteilen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt