DE2807186C2 - Mischkopf für Kohlenwasserstoff-, insbesondere Heizöl-Brenner, mit kleinen Brennstoffdurchsatzmengen - Google Patents

Description

jederzeit durch entsprechende Einstellung der Verbrennungsluftmengen optimierbar ist Dadurch können über die gesamte Durchsatzbandbreite von 1 kg/h bis 4p kg/h maximale Verbrennungswerte erreicht werden. Der zwischen Innenrohr und Mantelrohr bestehende Ringraum dient der Weiterführung von Luft zu den Durchtrittsöffnungen für sekundäre Verbrennungsluft, die im Hinblick auf eine entsprechende Ausrichtung dieser Luft zur Stauscheibe angeordnet sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen des »rfindungsgemä- to Ben Mischkopfs sind aus den Unteransprüchen zu ersehen.

Unter Berücksichtigung des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzips und einzelner, der besonderen Weiterbildung dienenden Maßnahmen können Mischköpfe gebaut v/erden, die zumindest für den praktischen Gebrauch als tatsächlich optimal bezeichnet werden dürfen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zweier beispielhaft zu verstehender, besonderer Ausführungsformen und unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die entsprechende zeichnerische Darstellung weiter ins einzelne gehend beschrieben; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

Beide dargestellte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Mischkopfs bestehen prinzipiell aus einem Mantelrohr 1, einem Innenrohr 2 und einer Stauscheibe 3.

Das Mantelrohr 1 kann dabei eine Verlängerung oder Bestandteil des Zuführungsrohres sein, mittels dessen die Verbrennungsluft von einem dem Mischkopf vorgeschalteten Brennergebläse zugeführt wird.

Das Innenrohr 2 ist konzentrisch zum Mantelrohr 1 unier Beiassung eines Ringraums 4 angeordnet, und zwar derart, daß die freien Enden der beiden Rohre 1 und 2 in verschlossener Weise miteinander in Verbindung stehea so daß die durch den Ringraum 4 zugeführte Luft nicht nach vorne austreten kann. Zum Austritt der durch den Ringraum 4 hindurchgeführten Luft, nämlich der sekundären Verbrennungsluft, sind am Innenrohr 2 im Bereich des vorderen beziehungsweise freien Endes Durchtrittsöffnungen 5 derart vorgesehen, daß die durch diese hindurchtretende sekundäre Verbrennungsluft in Richtung auf die Stauscheibe 3 zugeführt wird. Zur Unterstützung der entsprechenden Ausrichtung der sekundären Verbrennungsluft durch die entsprecnend ausgerichteten Durchtrittsöffnungen 5 können ebenfalls entsprechend ausgerichtete Leitbleche 6 vorgesehen sein. Anstelle dieser Leitbleche 6, oder zusätzlich zu diesen, kann im übrigen eine besondere geometrische Gestaltung des Ringraums 4 im Bereich der gegenseitigen Verbindung von Mantelrohr 1 und Innenrohr 2 vorgesehen werden, die die sekundäre Verbrennungsluft bereits entsprechend ausgerichtet den Durchtrittsöffnungen 5 oder einer Ringspaltöffnung zuführt. Eine entsprechende geometrische Gestaltung des Ringraums 4 ist im linken Teil der F i g. 1 strichliert angedeutet.

Am rückwärtigen, nämlich gebläseseitigen Ende ist das Innenrohr 2 durch einen Boden fast vollständig geschlossen. Es sind öffnungen zur Aufnahme des Düsenstocks und der Zündelektroden vorgesehen, welche diese öffnungen vollständig ausfüllen, so daß an diesen Stellen keine Luft hindurchtritt. Im übrigen sind an diesem verschlossenen Ende des Innenrohrs 2 lediglich gleichmäßig über den Umfang verteilte kleine Durchtrittsöffnungen 7 für primäre Verbrennungsluft vorgesehen, deren Querschnitt derart bemessen ist, daß ein Durchlaß von etwa 5 bis 15% der gesamten stöchiometrisch erforderlichen Verbrennungsluftmenge sichergestellt wird.

Im Bereich des gebläseseitigen Endes des Innenrohrs 2 sind desweiteren Durchtrittsöffnungen 8 für primäre Verbrennungsluft vorgesehen, die über den Umfang des Innenrohrs 2 verteilt angeordnet sind. Der größtwirksame Durchlaßquerschnitt der öffnungen 8 ist so bcmes> sen, daß etwa V* der gesamten stöchiometrisch erforderlichen Verbrennungsluftmenge hindurchführbar ist Die öffnungen 8 sind desweiteren im Hinblick auf ihren wirksamen Durchtrittsquerschnitt mittels außenseitig am Innenrohr 2 beweglich angeordnetem Ring 9 verstellbar. Nach Darstellung in F i g. 1 ist dieser Ring 9 in Längsrichtung verschiebbar und verschließt so die Öffnungen 8 teilweise oder vollständig. Selbstverständlich kann dies auch ein in Umfangsrichtung verdrehbarer Ring mit entsprechenden Öffnungen >ein, der in jeweiliger Stellung über den Öffnungen 8 letztere vollständig freiläßt oder teilweise bis vollständig verschließt

Die Stauscheibe 3 besteht prinzipiell in einer einfachen, radiale Spalte aufweisenden Scheibe mit einer zentralen Öffnung zum Hindurchspritzen des von der Düse zerstäubten Brennstoffs und zur Freigabe einer primären Kernluftmenge. Sie ist in Längsrichtung innerhalb des Innenrohres 2 verstellbar angeordnet Die Stauscheibe 3 ist gegenüber dem Inneiirohr 2 unter Belassung eines Ringspalts 10 angeordnet, der zur Hindurchführung weiterer primärer Verbrennungsluft dient Der Außenrand der Stauscheibe 3 besitzt einen in Richtung auf das freie Ende des Mischkopfs vorgezogenen, flammenumspülten Rand, so daß die durch den Ringspalt 10 freigegebene Verbrennungsluft auf dieser Strecke eine vorteilhafte Temperaturanhebung erfährt.

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 2 entspricht prinzipiell demjenigen der F i g. 1 und unterscheidet sich von diesem lediglich in einigen Details. Deren wichtigstes besteht darin, daß das Mantelrohr 1 hier über das freie Enue des Innenrohrs 2 hinaus verlängert ist, und zwar unter Bildung einer Querschnittsverjüngung. Durch den entsprechenden Verlängerungsbereich 11 in besonderer Gestaltung und Längenerstreckung kann eine weitere Optimierung der Flammenbildung erreicht werden. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das Mantelrohr 1 gegenüber dem Innenrohr 2 in Längsrichtung verstellbar ist, so daß zwischen dem Mantelrohr 1 und dem Innenrohr 2 bei 12 ein kleiner Ringspalt ausbildbar ist, durch den weitere Luft hindurchgeführt wird, um so die Flammengestaltung zu beeinflussen und die Flamme weiter zu stabilisieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 nungsluft in die zwei Luftströme aufgeteilt wird, und Patentansprüche: zwar dadurch, daß dem Boden des Verteilerkörpers ein axial verstellbarer Ring zur Einstellung der Primärluft

1. Mischkopf für Kohlenwasserstoff-, insbesonde- vorgeschaltet ist und das Mantelrohr austrittsseitig gere Heizöl-Brenner, mit kleinen Brennstoffdurchsatz- 5 meinsam mit dem axial verschiebbaren Verteilerkörper mengen im Bereich von 1 bis 4,5 kg/h, bestehend aus einen nach dem vor der Zerstäuberdüse befindlichen einem Mantelrohr als Zuführungsrohr für von einem Flammenbereich hin etwa kegelmantelförmig verjüng-Luftgebläse geförderte Luft, aus einem im Inneren ten Austrittsspalt für Sekundärluft bildet.

des Mantelrohres unter Belassung eines Ringraumes Dieser Mischkopf weist jedoch den Nachteil ,auf, daß

zu diesem eingesetzten Innenrohr, dessen gebläse- 10 die Ausbrandergebnisse des Brennstoffes sehr stark

seitiger Boden bis auf Durchtrittsöffnungen für Pn- vom angegliederten Feuerraum, & h. von den thermi-

märluft geschlossen ist und dessen anderes Ende mit sehen und strömungstechnischen Eigenschaften abhän-

dem stromabwärtigen Ende des Mantelrohres eine gig sind, da die Vermischung von Brennstoff und Luft

Zuführung für Sekundärluft begrenzt, und aus einer und seine Verbrennung im wesentlichen außerhalb des

Stauscheibe, die im Inneren des Innenrohres mit Ab- 15 Verteilerkörpers erfolgen.

stand stromauf vom stromabwärtigen Ende des Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe

Mantelrohres angeordnet ist und eine zentrale Öff- zugrunde, einen Mischkopf der eingangs genannten

nung zum Durchtritt von Brennstoff und Primärluft Gattung derart auszubilden, daß optimale Verbren-

aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß nungsverhältnisse in Verbindung mit hinsichtlich ihres

die Stauscheibe (3) unter Belassung eines Ringspal- 20 Feuerraums unterschiedlich gestalteten Kesseln er-

tes (10) zBj· Innenwandung des Innenrohres (2) in reichbar sind.

Längsrichtung innerhalb desselben verstellbar ange- Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfinordnet ist, daß die Zuführung für Sekundärluft aus dungsgemäß darin, daß die Stauscheibe unter Belassung Durchtrittsöffnungen (5) besteht, die derart ausge- eines Ringspaltes zur Innenwandung des Innenrohres in richtet sind, daß die vom Ringraum (4) austretende 25 Längsrichtung innerhalb desselben verstellbar angeord-Sekundärluft in Richtung auf den Rand der Stau- net ist, daß die Zuführung für Sekundärluft aus Durchscheibe (3) geführt ist, und da8 am gebläseseitigen trittsöffnungen besteht, die derart ausgerichtet sind, daß Ende des Innenrohres (2), über seinen Umfang ver- die vom Ringraum austretende Sekundärluft in Richteilt, weitere Durchtrittsöffnungen (8) für Primärluft tung auf den Rand der Stauscheibe geführt ist, und daß vorgesehen sind, die in ihrem wirksamen Durch- 30 am gebläseseitigen Ende des Innenrohres, über seinen trittsquerschnitt verstellbar sind. Umfang verteilt, weitere Durchtrittsöffnungen für Pri-

2. Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn- märluft vorgesehen sind, die in ihrem wirksamen Durchzeichnet, daß die Dunchtritts*!fnungen (5) für Se- trittsquerschnitt verstellbar sind.

kundärluft über den Umfang gleichmäßig verteilt Mit dem Mischkopf gemäß der Erfindung werden we-

angeordnet oder als Ringspalt g>"<taltet sind. 35 sentliche Vorteile erreicht So führt die erfindungsge-

3. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, maß vorgesehene Ausgestaltung des Mischkopfes zu dadurch gekennzeichnet, daß die Siauscheibe (3) von solchen Strömungsverhältnissen der primären und scim wesentlichen radial verlaufenden Rändern kundären Verbrennungsluft, daß der gesamte, durch die schräggestellter Lamellen begrenzte Durchtritts- Düse zugeführte Brennstoff innerhalb der von dem spalte aufweist, deren Axialhöhe 0,6 bis 0,8 mm mißt. 40 Mischkopf gebildeten, topfartigen Einrichtung vollstän-

4. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dig mit Luft vermischt, ggf. in Brennstoffdampf überdadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der führt und dann verbrannt wird. Unterschiedliche Feuer-Stauscheibe (3) dem 0,65- -bis 0,75fachen des Innen- raumformen und -größen sowie unterschiedliche Strödurchmessers des Mantelrohres (1) entspricht. mungsverhältnisse und unterschiedliche Feuerraum-

45 drücke in Heizkesseln haben somit wenig Einfluß auf die

Ausbrandvorgänge. Dies ist darauf zurückzuführen, daß

die Vermischung des eingedüsten Brennstoffnebels mit der Verbrennungsluft und ggf. die Aufspaltung der öl-

Die Erfindung geht aus von einem Mischkopf für tröpfchen in Brennstoffdampf innerhalb der vor Fremd-Kohlenwasserstoff-, insbesondere Heizöl-Brenner, mit 50 einwirkungen geschützten topfartigen Einrichtung des kleinen Brennstoffdurchsatzmengen im Bereich von 1 Mischkopfes stattfinden. Die Güte der Vermischung, die bis 44 kg/h, bestehend aus einem Mantelrohr als Zufüh- Stabilisierung des Gemischs und die frühe Überführung rungsrohr für von einem Luftgebläse geförderte Luft, des Ölnebels in Brennstoffdampf sind dafür verantwortaus einem im Inneren des Mantelrohres unter Belassung lieh, daß bereits in der Flammenwurzel eine heiße Zone eines Ringraumes zu diesem eingesetzten Innenrohr, 55 erreicht wird. Diese sorgt ihrerseits für eine günstige dessen gebläseseitiger Boden bis auf Durchtrittsöffnun- Betriebstemperatur des Innenrohres beziehungsweise gen für Primärluft geschlossen ist und dessen anderes der Stauscheibe, so daß die am stromabwärtigen Ende Ende mit dem stromabwärtigen Ende des Mantelrohres des Innenrohres durch entsprechende Durchtrittsöffeine Zuführung für Sekundärluft begrenzt, und aus einer nungen eingelassene sekundäre Verbrennungsluft vor-Stauscheibe, die im Inneren des Innenrohres mit Ab- 60 erwärmt wird. Infolge der weit in den Mischkopf zustand stromauf vom stromabwärtigen Ende des Mantel- rückgezogenen Flammenwurzel werden für die angrenrohres angeordnet ist und eine zentrale öffnung zum zenden Teile, wie Stauscheibe und Innenwandung des Durchtritt von Brennstoff und Primärluft aufweist. Innenrohres Betriebstemperaturen erreicht, die eine

In der DE-OS 23 46 960 ist ein derartiger Mischkopf Ablagerung von ölausbrandrückständen mit Sicherheit

für flüssige Brennstoffe beschrieben, innerhalb dessen 65 ausschließen.

Mantelrohres eine Zerstäuberdüse und ein etwa topf- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Misch-

förmiger Verteilerkörper als Innenrohr angeordnet kopfes wird auch die Möglichkeit eröffnet, die Primär-

sind, an dem die in das Gehäuse einströmende Verbren- luftzuführung zu regeln, so daß der Verbrennungsablauf