DE2821932A1 - Mixing arrangement for burning liq. hydrocarbon(s) - has burner arrangement ensuring blue flame from start - Google Patents
Mixing arrangement for burning liq. hydrocarbon(s) - has burner arrangement ensuring blue flame from startInfo
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Abstract
Description
Mischeinrichtung zur Verbrennung von flüssigen Kohlen- Mixing device for the combustion of liquid coal
wasserstoffen, insbesondere Heizöl und Dieselöl Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung zur Verbrennung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Heizöl und Dieselöl. hydrogen, in particular heating oil and diesel oil The invention relates to a mixing device for the combustion of liquid hydrocarbons, in particular Heating oil and diesel oil.
Die bereits mehrfach bekannten Mischeinrichtungen für automatische Druckzerstöuber-Ölbrenner bestehen im allgemeinen aus einer Brennstoffdüse, die zentrisch von einer Stauscheibe mit Löchern oder Drallschlitzen umgeben ist und von einem Luftführungsrohr, das um die Stauscheibe einen Ringspalt aufweist. Die Verbrennungsluft wird bei diesen bekannten Mischeinrichtungen durch die Löcher und Schlitze der Stauscheibe sowie durch den Ringspalt geführt und gestaut. Diese Mischeinrichtungen haben den Nachteil, daß innerhalb der Mischzone durch die ausströmende kalte Verbrennungsluft eine unvollständige Verbrennung stattfindet.The already well-known mixing devices for automatic Pressure atomizer oil burners generally consist of a fuel nozzle that is centrally surrounded by a baffle plate with holes or swirl slots and from an air duct which has an annular gap around the baffle plate. the Combustion air is in these known mixing devices through the holes and Slots in the baffle plate and guided through the annular gap and accumulated. These mixing devices have the disadvantage that through within the mixing zone the outflowing cold combustion air incomplete combustion takes place.
Es sind ebenfalls Mischeinrichtungen bekannt, die keine Stauscheibe im herkömmlichen Sinne aufweisen und die Verbrennungsluft nur mittels eines Ringspaltes zwischen einem zylindrischen oder nach der Flammenaustrittsseite hin verjüngtem Luftführungsrohr einen Ringspalt aufweisen, wo die gesamte Verbrennungsluft austritt. Diese Mischeinrichtungen haben den Vorteil, daß innerhalb des Mischraumes eine intensive Vermischung der Verbrennungsluft mit dem Ölnebel stattfindet und mit blauer Flamme brennt.Mixing devices are also known which do not have a baffle plate have in the conventional sense and the combustion air only by means of an annular gap between a cylindrical one or one that tapers towards the flame outlet side Air duct have an annular gap where all of the combustion air exits. These mixing devices have the advantage that within the mixing space an intensive Mixing of the combustion air with the oil mist takes place and with a blue flame burns.
Diese bekannten Mischeinrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Flamme sehr instabil ist und erst nach einer Verzögerungszeit von einigen Sekunden blau brennt. In der Startphase brennen diese Mischeinrichtungen erst rot und mit gelber Flamme mit erheblichem Rußanteil, und erst dann, wenn der Heizkessel-Feuerraum nicht zu groß ist, am Schluß mit blauer, rußfreier Flamme. Außerdem ist bekannt, daß die Mischeinrichtungen in verschieden großen Heizkessel-Feuerräumen unterschiedliche Funktionen der Verbrennung aufweisen. Die Flamme dieser Mischeinrichtungen ist daher instabil und von den Temperaturen und den Strömungen im Heizkesselfeuerraum sehr stark abhängig. In der Praxis werden diese Mischeinrichtungen aus diesem Grunde bisher nicht eingesetzt und sind deshalb nahezu unbrauchbar.However, these known mixing devices have the disadvantage that the flame is very unstable and only after a delay of a few seconds burns blue. In the start-up phase, these mixing devices first burn red and with yellow flame with a considerable proportion of soot, and only when the boiler firebox is not too big, at the end with a blue, soot-free flame. It is also known that the mixing devices in different sized boiler fireplaces are different Have functions of combustion. The flame of these mixing devices is therefore unstable and very affected by the temperatures and currents in the boiler firebox heavily dependent. In practice, these mixing devices are used for this reason not used so far and are therefore almost unusable.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Mängel zu beseitigen und eine Mischvorrichtung zu schaffen, die vom ersten Moment an mit blau brennender Flamme rußfrei und vom Feuerraum unabhängig funktioniert.The present invention is based on the above-mentioned object Eliminate defects and create a mixing device from the very first moment on with a blue burning flame free of soot and from the combustion chamber independent functions.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Mischeinrichtung zur Verbrennung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Heizöl oder Dieselöl, bestehend aus einer Brennstoffdüse, die zentrisch von einer am hinteren Ende geschlossenen, die Zündeinrichtung und den Lichtfühler aufnehmenden Kammer angeordnet ist, der unter Beibehaltung eines Ringspaltes von einem, gegebenenfalls am vorderen Ende verjüngten, Gebläseluftführungsrohr umgeben ist, vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das vordere zylindrisch, gegebenenfalls verjüngte und die Düse überstehende Ende der Mischkammer auf dem Mantelumfang mit Löchern oder Schlitzen versehen ist und die Mischkammer und das Gebläseluftrohr im Abstand unter Beibehaltung eines ring- oder schlitzförmigen Ringspaltes von einem der Mischkammer überstehenden Flammrohr umgeben sind.A mixing device for combustion is used to solve the problem of liquid hydrocarbons, in particular heating oil or diesel oil from a fuel nozzle, which is centrically connected to a closed at the rear end, the ignition device and the light sensor receiving chamber is arranged, the while maintaining an annular gap of one, optionally at the front end tapered, blower air guide tube is proposed, which is characterized is that the front cylindrical, possibly tapered and the nozzle protruding The end of the mixing chamber is provided with holes or slots on the circumference of the jacket and the mixing chamber and the forced air tube spaced apart while maintaining one annular or slot-shaped annular gap from a flame tube protruding from the mixing chamber are surrounded.
Die vom Gebläse geförderte Verbrennungsluft tritt am vorderen verjüngten Ende des Luftführungsrohres mit hoher Geschwindigkeit aus dem ring- oder schlitzförmigen Luftspalt aus. Durch die hohe Luftgeschwindigkeit am verjüngten Ende des Luftführungsrohres entsteht in der Mischkammer ein starker Rückstromwirbel, der den Brennstoffnebel mit der Verbrennungsluft intensiv vermischt.The combustion air conveyed by the fan enters the tapered front End of the air duct at high speed from the ring-shaped or slit-shaped Air gap off. Due to the high air speed at the tapered end of the air duct A strong backflow vortex is created in the mixing chamber, which creates the fuel mist intensively mixed with the combustion air.
Die am Rande der Mischkammer angebrachten Löcher oder Schlitze geben der Flamme eine zusätzliche Stabilität. Durch das diese Mischkammer und das Luftführungsrohr umgebene Flamm- rohr entsteht innerhalb des Flamm - rohres von Beginn der Verbrennung an eine sofortige Rückströmung der heißen Gase innerhalb des Flamm- rohres in die Unterdruckzone der Mischkammer. Das Flamm - rohr, in dem immer konstant dieselbe Temperatur herrscht, macht somit die Flamme von jeglichem Heizkessel-Feuerraum unabhängig. Die Flamme brennt von Anfang und während der gesamten Betriebsdauer mit sehr hoher Temperatur und somit vollkommen rußfrei und nahezu schadstoffrei mit blauer Flamme.Give the holes or slots made on the edge of the mixing chamber the flame an additional stability. Through this mixing chamber and the air duct The surrounding flame tube is created inside the flame tube from the start of the combustion an immediate return flow of the hot gases inside the flame tube into the Negative pressure zone of the mixing chamber. The flame tube, in which it is always the same temperature prevails, thus makes the flame of any boiler combustion chamber independent. The flame burns from the beginning and during the entire operating time at a very high temperature and therefore completely free of soot and almost completely free of pollutants with blue flame.
Durch das nach tinten verlängerte Flamm - rohr, das zwischen dem Gebläselufführungsrohr und dem Brennerrohr einen Abstand aufweist und dieser Raum mit der Luftatmosphäre verbunden ist, kann bei größeren Brennstoffmengen selbsttätig zusätzliche Verbrennungsluft angesaugt werden. Die Öffnung für diese atmosphärische Verbrennungsluft ist wahlweise regelbar. Im Zusammenhang mit andersartigen Mischeinrichtungen ist bekannt, daß ebenfalls ein verlängertes Flamm - rohr angebaut ist, und es hat sich gezeigt, daß diese Mischeinrichtungen zwar eine bessere Verbrennungsqualität als die herkömmlichen Mischeinrichtungen aufweisen, jedoch den Nachteil aufweisen, daß durch starke Turbulenzen die Flamme ungewöhnlich laut ist und mit erheblichen Vibrationen verbunden instabil wird und zum Abreißen neigt. Diese Mischeinrichtungen weisen außerdem den Nachteil auf, daß sich der Ölnebel nur unter Luftmangel und erheblichem Aufwand zünden läßt.Through the flame tube, which has been lengthened to accommodate the inks, between the fan duct and the burner tube is at a distance and this space with the air atmosphere is connected, additional combustion air can automatically be used for larger amounts of fuel be sucked in. The opening for this atmospheric combustion air is optional adjustable. In connection with other types of mixing devices it is known that an extended flame tube is also attached, and it has been shown that Although these mixing devices have a better combustion quality than the conventional ones Have mixing devices, but have the disadvantage that due to strong turbulence the flame is unusually loud and unstable with significant vibrations and tends to tear off. These mixing devices also have the disadvantage on that the oil mist can only ignite with a lack of air and considerable effort.
Demgegenüber weist die Mischeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung diese Nachteile nicht auf, sondern es ist mit ihr möglich, eine stabile, ruhige und leise brennende, von jeglichem Heizkessel-Feuerraum unabhängige Flamme zu erzeugen. Für kleine und kleinste Brennstoffmengen von ca. 0,6 bis 2 kg/h ist erfindungsgemäß ein hohlzylinderförmiges Flummenführungsrohr vorgesehen, daß im überstehenden Teil des Flamm-röhres im Abstand zur Mischkammer angeordnet ist.In contrast, the mixing device according to the present invention these disadvantages do not arise, but with it it is possible to have a stable, calm and to produce a quietly burning flame that is independent of any boiler furnace. For small and very small amounts of fuel of approximately 0.6 to 2 kg / h is according to the invention a hollow cylindrical Flummenführungrohr provided that in the protruding part of the flame tube is arranged at a distance from the mixing chamber.
Anhand der Zeichnung soll am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform die Mischeinrichtung für den Brenner gemäß der Erfindung näher erläutert werden.Based on the drawing, the example of a preferred embodiment the mixing device for the burner according to the invention will be explained in more detail.
Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Mischeinrichtung gemäß der Erfindung.The figure shows a section through a preferred embodiment the mixing device according to the invention.
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist das Düsenrohr 1 mit der Brennstoffdüse 2 zentrisch in der Mitte der Mischkammer 3 angeordnet. Die Mischkammer 3 ist an der Hinterseite 4 geschlossen und weist Öffnungen zum Durchtritt eines Lichtfühlers 5 für UV-Strahlen und eine elektrische Zündung 6 auf. Die hinten geschlossene Mischkammer 3 ist so ausgebildet, daß lediglich um das Düsenrohr 1 und die Düse 2 ein Luftspalt 1' von ca. 1 mm vorgesehen ist. Dieser Luftspalt um die Düse hat den Vorteil, daß an der Düsenbohrung keinerlei Brennstoffrückstände auftreten können. Die Mischkammer 3 ist am hinteren Ende zylindrisch und am vorderen Ende, d.h. an der Flammenaustrittsseite, wie bei 7 dargestellt, verjüngt ausgebildet.As can be seen from the drawing, the nozzle tube 1 is with the fuel nozzle 2 arranged centrally in the middle of the mixing chamber 3. The mixing chamber 3 is on the rear 4 is closed and has openings for a light sensor to pass through 5 for UV rays and an electric ignition 6. The mixing chamber closed at the back 3 is designed so that only around the nozzle tube 1 and the nozzle 2 is an air gap 1 'of approx. 1 mm is provided. This air gap around the nozzle has the advantage that no fuel residues can occur at the nozzle bore. The mixing chamber 3 is cylindrical at the rear end and at the front end, i.e. on the flame outlet side, as shown at 7, tapered.
Die Mischkammer 3 wird konzentrisch unter Beibehaltung eines Ringspaltes 8 von dem Gebläseluftführungsrohr 9 umgeben. Durch das Gebläse wird die Luft in Richtung der Pfeile 10 mit hoher Geschwindigkeit durch den Spalt 8 gefördert. Die Mischkammer weist am vorderen, verjüngten Ende 7 Löcher 11 oder Schlitze 12 auf, durch welche die Verbrennungsluft in den Innenraum eintritt und sich mit dem aus der Düse2 kommenden Ölnebel vermischt. Das Gebläseluftführungsrohr 9 ist ferner konzentrisch unter Beibehaltung eines Luftraumes 13 von einem Flammrohr 14 umgeben, das die Mischkammer 3 am vorderen Ende 7 übersteht. Die Verbindung des Flammrohrs 14 mit dem Gebläseluftfishrungsrohr 9 erfolgt über einen zur Flammenaustrittsöffnung hin konkav ausgebildeten Steg 15, der Öffnungen 16 für die atmosphärische Luft, die sich im Raum 13 befindet, aufweist.The mixing chamber 3 is concentric while maintaining an annular gap 8 surrounded by the blower air duct 9. The fan blows the air in The direction of the arrows 10 is conveyed through the gap 8 at high speed. the Mixing chamber has 7 holes 11 or slots 12 at the front, tapered end, through which the combustion air enters the interior and deals with the the oil mist coming from the nozzle 2 is mixed. The blower air duct 9 is also concentrically surrounded by a flame tube 14 while maintaining an air space 13, that the mixing chamber 3 protrudes at the front end 7. The connection of the Flame tube 14 with the blower air duct 9 takes place via a to the flame outlet opening towards concave web 15, the openings 16 for the atmospheric air, which is located in the room 13, has.
Gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist der Winkel cc des verjüngten Gebläseluftführungsrohres 9 kleiner als der Winkel/3 der im oberen Teil verjüngten Mischkammer 3.According to a particular embodiment of the invention, the angle is cc of the tapered blower air duct 9 smaller than the angle / 3 in the upper Part tapered mixing chamber 3.
In dem überstehenden Teil des Flammrohres 14 ist konzentrisch eine hohlzylinderförmiye Flummenführung 17 angeordnet, die einen kleineren Durchmesser aufweist und die unmittelbar über dem oberen Ende 7 der Mischkammer 3 liegt.In the protruding part of the flame tube 14 is a concentric Hollow-cylinder-shaped Flummenführung 17 arranged, which has a smaller diameter and which lies directly above the upper end 7 of the mixing chamber 3.
Die Funktion der Mischeinrichtung gemäß der Erfindung ist wie folgt.The function of the mixing device according to the invention is as follows.
Die aus dem Luftspalt 8 austretende Verbrennungsluft wird teilweise um das vordere Ende 7 der Miscikammer geleitet und teilweise durch die Schlitze 12 bzw. die Löcher 11 in den Raum über der DUse 2 eingeleitet. Im Zentrum der Mischkammer entsteht dann die sogenannte Mischzone. Am Ende des Gebläseluftführungsrohres 9 entstehen ein sehr starker Überdruck und eine hohe Luftgeschwindigkeit. Hinter dem Austritt des Luftführungsrohres 9 entsteht somit eine sehr starke Unterdruckzone, so daß heiße Gase in Richtung der kreisförmigen Pfeile 18 in dieser Zone aus dem Flammrohr 14 angesaugt werden. Bei größeren Mengen kann durch das nach unten verlängerte Flammrohr, das mit der atmosphärischen Luft verbunden ist, mittels der Durchtrittsöffnungen 16 atmosphärische Luft in diese Unterdruckzone einströmen.The combustion air emerging from the air gap 8 is partially passed around the front end 7 of the mixing chamber and partially through the slots 12 or the holes 11 are introduced into the space above the nozzle 2. In the center of the mixing chamber the so-called mixed zone is then created. At the end of the blower air duct 9 there is a very strong overpressure and a high air speed. Behind the The exit of the air duct 9 thus creates a very strong negative pressure zone, so that hot gases in the direction of the circular arrows 18 in this zone from the Flame tube 14 are sucked in. In the case of larger quantities, this can be extended downwards Flame tube, which is connected to the atmospheric air, by means of the passage openings 16 atmospheric air flow into this negative pressure zone.
Durch die dargestellte Anordnung durchflutet die einströmende Gebläseluft zentrisch zur Mitte hin den Ölnebel über der Düse 2 so stark, daß dieser sich mit der Verbrennungsluft intensiv vermischt.The arrangement shown flows through the inflowing blower air centrically towards the middle the oil mist above the nozzle 2 is so strong that it becomes with the combustion air is intensively mixed.
Infolge des nachgeschalteten Flammrohres wird die Mischeinrichtung von jeglichem Feuerraum unabhängig. Die Gesamtverbrennung findet dabei innerhalb der gesamten Mischeinrichtung gemäß der Erfindung statt, wobei durch die Rückströmung der heißen Verbrennungsgase eine nahezu restlose Verbrennung des Brennstoffes erzeilt wird. Die Flamme brennt von der Flammenwurzel bis zum Austritt vollkommen blau, d.h. mit sehr hoher Temperatur. Wie bereits erwähnt, hat die Mischeinrichtung gegenüber den bisherigen Mischeinrichtungen mit nicht leuchtender oder blauer Flamme den Vorzug, daß vom ersten Augenblick der Zündung an eine blaue, rußfreie Verbrennung stattfindet und daß diese Flamme vom Feuerraum oder seinen Strömungen und seinen unterschiedlichen Temperaturen nicht mehr abhängig ist.As a result of the downstream flame tube, the mixing device independent of any combustion chamber. The total combustion takes place within the entire mixing device according to the invention instead, whereby by the backflow The hot combustion gases cause an almost complete combustion of the fuel will. The flame burns completely blue from the root of the flame to the exit, i.e. at a very high temperature. As already mentioned, the mixing device has opposite the previous mixing devices with a non-luminous or blue flame, that a blue, soot-free combustion takes place from the first moment of ignition and that this flame comes from the furnace or from its currents and its different ones Temperature is no longer dependent.
Bei kleinen Leistungen kann, wie bereits dargestellt, in der Flammenzone ein Flammenführungsrohr 17 eingebaut werden, welches bei kleinen Leistungen für eine Verbesserung der Flamme sorgt.In the case of small outputs, as already shown, in the flame zone a flame guide tube 17 can be installed, which for small powers for improves the flame.
Selbstverständlich kann der Durchmesser des Flammrohres 14 den Erfordernissen der Brennerleistung angepaßt und zumindest im vorderen Teil je nach der Brennerleistung größer oder kleiner gewählt werden.Of course, the diameter of the flame tube 14 can meet the requirements adapted to the burner output and at least in the front part depending on the burner output be chosen larger or smaller.
Es ist auch möglich, die Austrittsöffnung an der Vorderseite zu verjüngen.It is also possible to taper the exit opening at the front.
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