DE2912102A1 - Stoichiometrically operated oil burner - has air blown into chamber to create cyclone for drawing fuel oil through needle valve into chamber - Google Patents

Stoichiometrically operated oil burner - has air blown into chamber to create cyclone for drawing fuel oil through needle valve into chamber

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Abstract

Liq. fuel (31) and air (40) for combustion are fed in a constant ratio into a mixing and vaporisation chamber (43) in which the air forms a cyclone creating suction which draws fuel (31) into a chamber via the axis of the cyclone. The burner power is pref. controlled exclusively by the metering of air into a chamber, esp. to create a reduction in pressure of -0.04 to -0.1 bar at the fuel inlet in chamber (43). Fuel is pref. fed into chamber as a steam 0.5-0.2 mm dia. The air is pref. fed at 40-250 m/second into the chamber at 90 deg. to the fuel stream. The burner can have a chamber with 3-20, esp. 12, inlet holes or slots for air on its periphery.

Description

Verbesserter pumpenloser BrennerImproved Pumpless Burner

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brenneranordnung, bei der ein flüssiger Brennstoff und Verbrennungsluft zusammengeführt werden in einer Misch- und Zerstäubungskammer (MZK), die von einem vorzugsweise zylindrischen Mantel umschlossen ist, der eine oder mehrere Offnungen besitzt, durch die die Luft der MZK derart zuführbar ist, daß ein Zyklon mit einem zentrisch liegenden Unterdruckbereich innerhalb der MZK gebildet ist, und die weiterhin eine im Unterdruck angeordnete, die Stirnwand der MZK durchsetzende Eintrittsöffnung für den Brennstoff besitzt, nach Patent (Patentan-meldung P 28 28 319.4).The invention relates to a burner arrangement in which a liquid fuel and combustion air are brought together in a mixed and atomization chamber (MZK), which is enclosed by a preferably cylindrical jacket is that has one or more openings through which the air of the MZK such can be supplied that a cyclone with a centrally located negative pressure area within the MZK is formed, and the one arranged in the negative pressure, the end wall the MZK has penetrating inlet opening for the fuel, according to patent (patent application P 28 28 319.4).

In der Stammanmeldung ist ein Brenner beschrieben, der keine Zerstäubungsdüse für den Brennstoff besitzt.In the parent application a burner is described which does not have an atomizing nozzle for the fuel owns.

Vernebelung und Vergasung finden unter weitgehender Zerschlagung der Brennstoffteilchen in einem begrenzbaren Volumen statt. Der Brenner der Stammanmeldung bedient sich dazu eines Brennverfahrens, gemäß dem die Luft so geführt ist, daß sie innerhalb der MZK einen Zyklon ausbildet, wobei der Brennstoff im Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet, vorzugsweise angesaugt wird.Nebulization and gassing take place with extensive smashing of the Fuel particles held in a limited volume. The burner of the parent application uses a combustion process, according to which the air is guided so that it forms a cyclone within the MZK, with the fuel in the area of the Axis of the cyclone initiated, preferably sucked in.

Unter "Zyklon" wird hierbei eine Luftbewegung verstanden, die kreisförmig ist, wobei aufgrund der Fliehkräfte eine geringfügige Luftverdichtung zum Rand der Mischkammer hin erfolgt. Aufgrund dieser Luftführung ergibt sich ein Unterdruck im Inneren des Zyklons, der dazu benutzt wird, den Brennstoff anzusaugen. Der Brenner benötigt demnach grundsätzlich keine Brennstoffpumpe. Es ist lediglich erforderlich, daß der Brennstoff im Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet wird, da hier der Unterdruck erfahrungsgemäß seinen Höchstwert erreicht."Cyclone" is understood here to mean an air movement that is circular is, due to the centrifugal forces a slight compression of air to the edge of the Mixing chamber takes place. Because of this air flow, there is a negative pressure inside the cyclone, which is used to suck in the fuel. The burner therefore basically does not require a fuel pump. It is only necessary that the fuel is introduced in the area of the axis of the cyclone, because here the Experience has shown that negative pressure has reached its maximum value.

Der eingeführte Brennstoff wird durch die Turbulenzen innerhalb der Luftbewegung sofort zerrissen und in feinste Teilchen aufgeteilt und bei entsprechenden Temperaturverhältnissen rußfrei verbrannt.The imported fuel is caused by the turbulence within the Air movement immediately torn and divided into the finest particles and appropriate Burned soot-free.

Die Brenner anordnung zur Durchführung des genannten Verfahrens besitzt eine Eintrittsöffnung für den Brennstoff, der die von einem Mantel umschlossene Misch-und Zerstäubungskammer nachgeordnet ist. Die Öffnung bzw. die Öffnungen zur Zuführung der Verbrennungsluft sind in den Mantel der MZK eingearbeitet und gestatten eine Luftführung, bei der sich, wie bereits erwähnt, ein Zyklon innerhalb der MZK ausbildet. Im einzelnen wird auf die (nicht vorveröffentlichten) Unterlagen der Stammanmeldung verwiesen, in der weitere Einzelheiten des Betriebes und Aufbaus der Brenner anordnung gemäß Stammanmeldung erläutert sind.The burner has an arrangement for carrying out the process mentioned an inlet opening for the fuel, which is enclosed by a jacket Mixing and atomizing chamber is arranged downstream. The opening or openings for The supply of combustion air is incorporated into the jacket of the MZK and allows it an air duct in which, as already mentioned, there is a cyclone within the MZK trains. In detail, reference is made to the (not previously published) documents the Referred to parent registration, in which further details of the operation and structure the burner arrangement are explained in accordance with the parent application.

Die genannte Brenneranordnung eignet sich aufgrund ihrer Daten und Eigenschaften vornehmlich dazu, für Haushaltsbrenner eingesetzt zu werden, die nur einen geringen Heizölverbrauch haben. Beispielsweise werden für Einfamilienhäuser sogenannte Kleinstbrenner gefordert, die einen Ölverbrauch in der Größenordnung 1 - 3 kg öl pro Stunde aufweisen. Bei entsprechender Verkleinerung der Düse und Anpassung der übrigen Maße ist ein Brenner nach dem Prinzip der Stammanmeldung zu bauen, der funktioniert.The burner arrangement mentioned is suitable because of its data and Properties primarily to be used for household burners that only have a low fuel oil consumption. For example, for single family homes So-called miniature burners are required that consume oil in the order of magnitude Have 1 - 3 kg of oil per hour. With a corresponding reduction in the size of the nozzle and Adaptation of the remaining dimensions is a burner according to the principle of the parent application build that works.

Es zeigt sich jedoch, daß das Gemisch aus zerstäubtem Öl und Verbrennungsluft im Bereich des stöchiometrischen Verhältnis relativ schwer zu zünden ist. Erst wenn das Gemisch angereichert ist mit einem erhöhten Anteil an öl, ist eine Zündung des Gemisches durch eine Zündkerze, bei der sich zwischen zwei Elektroden ein Funken ausbildet, möglich. Die Schwierigkeit, sogenannte Blaubrenner zu zünden, die im Betrieb mit einem stöchiometrischen Verhältnis von Brennstoff und Luft arbeiten, werden bei bekannten Brennern dadurch gelöst, daß durch eine Klappensteuerung mit Hilfe eines Stellmotors zunächst die Luftzufuhr gedrosselt wird, so daß ein "fetteres" Brennstoff-Luft-Gemisch an der Zündvorrichtung vorbeistreichen kann (DE-OS 2 700 671 Die Brenneranlage wird jedoch verteuert, der Betrieb komplizierter und insbesondere das Wiederanzünden nach einem mißlungenen Startversuch schwieriger, wenn ein Brenner mit einer derartigen Anordnung für die Regelung der Startluft versehen ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei einem mißlungenen Startversuch dann, wenn dieser nicht auf einem Fehlen von Brennstoff beruht, auch eine große Menge von Ruß und gecrackten Produkten freigesetzt wird, die die Brennkammer stark verschmutzen können.It turns out, however, that the mixture of atomized oil and combustion air is relatively difficult to ignite in the range of the stoichiometric ratio. Only when the mixture is enriched with an increased proportion of oil, is an ignition of the Mixture by a spark plug, in which there is a spark between two electrodes trains, possible. The difficulty of igniting so-called blue burners, which in the Operate with a stoichiometric ratio of fuel and air, are solved in known burners that by a flap control with the help of a servomotor, the air supply is initially throttled so that a "richer" fuel-air mixture can brush past the ignition device (DE-OS 2 700 671 However, the burner system is becoming more expensive, operations more complicated and In particular, re-ignition after an unsuccessful start attempt is more difficult, if a burner is provided with such an arrangement for the regulation of the starting air is. Another disadvantage is that if the attempt to start is unsuccessful, if this is not due to a lack of fuel, including a large amount of soot and cracked products are released, which heavily foul the combustion chamber can.

Es stellt sich daher für eine Brenneranordnung der eingangs genannten Art die Aufgabe, die Zündung zuverlässig einzuleiten, wobei von Anfang an das Brennstoff-Luft-Gemisch praktisch stöchiometrisch sein soll, ohne daß komplizierte Zusatzeinrichtungen erforderlich sind.It therefore arises for a burner arrangement of the type mentioned at the beginning Kind of the task of reliably initiating ignition, starting with the fuel-air mixture should be practically stoichiometric without the need for complicated additional equipment are.

Mißlungene Startversuche bei vorhandenem öl sollen praktisch ausgeschlossen sein, da hierdurch eine erhebliche Verschmutzungsgefahr hervorgerufen wird.Unsuccessful attempts to start when oil is present should practically be ruled out as this creates a considerable risk of soiling.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Bereich der MZK ein beheizbarer Glühkörper im Strom des unverbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches liegt.This object is achieved in that in the area of MZK a heatable incandescent body in the flow of the unburned fuel-air mixture lies.

Uberraschenderweise hat es sich gezeigt, daß bekannte Elektrodenzündkerzen, auch solche mit Lyra-Elektroden, offensichtlich wegen zu kurzer Zündzeiten, wegen geringer Energieübertragung oder wegen eines zu kleinen örtlichen Zündbereiches ein brennstoffarmes Gemisch nicht oder nur sehr unzuverlässig zünden können.Surprisingly, it has been shown that known electrode spark plugs, also those with lyre electrodes, obviously because of too short ignition times, because of low energy transfer or because the local ignition area is too small a fuel-poor mixture cannot ignite or can ignite only very unreliably.

Wird dagegen ein Glühkörper eingesetzt, der vorzugsweise als Drahtwendel oder Zündspirale ausgeführt ist, so kann das Gemisch an einem solchen Körper vorbeistreichen, wobei die Verbrennungsreaktion sofort einsetzt, wenn Brennstoff der Luft zugemischt wird. Fehlzündungen werden praktisch überhaupt nicht beohachtet. Offensichtlich sind Glühkörper als Zünder besonders gut geeignet, da sie auf einer relativ kleinen Fläche eine große Menge an Wärme an das Brennstoff-Luft-Gemisch örtlich übertragen können, so daß die Verbrennung zuverlässig eingeleitet wird.If, on the other hand, an incandescent body is used, which is preferably a wire helix or ignition spiral, the mixture can sweep past such a body, the combustion reaction starts immediately when fuel is mixed with the air will. Misfires are practically ignored at all. Apparently Incandescent bodies are particularly suitable as igniters, since they are on a relatively small Area transfer a large amount of heat to the fuel-air mixture locally can, so that the combustion is reliably initiated.

Der Einschaltvorgang des Brenners vollzieht sich in mehreren Schritten: a) Die Luftzufuhr wird eingeschaltet und die Brennkammer vorgespült. Anschließend wird der Glühkörper erwärmt, wobei die Luftzufuhr eingeschaltet bleibt. Die Brennstoffzufuhr ist noch unterbrochen.The burner is switched on in several steps: a) The air supply is switched on and the combustion chamber is pre-purged. Then will the incandescent body is heated while the air supply remains switched on. The fuel supply is still interrupted.

b) Nach Ablauf einer Aufheizzeit, bei der die Abkühlungsrate des Glühkörpers durch die Luft berücksichtigt ist, wird ein Brennstoffventil geöffnet und der Brennstoff der Luft - im endgültigen Verhältnis - zugemischt. Es kommt unmittelbar darauf zur Zündung, wenn die Oberflächentemperatur des Glühkörpers zu diesem Zeitpunkt reichlich über der Zündtemperatur liegt, d.h. etwa die Temperatur von 8000C erreicht hat. Di Einleitung des Zündvorgangs ist ein sehr komplexer Vorgang. Offensichtlich muß örtlich eine Energieübertragung kontinuierlich über längere Zeit auf das Brennstoff-Luft-Gemisch einwirken, damit es zur Einleitung der Brennreaktion kommt. öltröpfchen, die auf die Oberfläche des Glühkörpers treffen, verdampfen dort und ergeben im Bereich der heißen Oberfläche ein besonders zündwilliges Gemisch.b) After a heating-up time, during which the cooling rate of the incandescent body through the air is taken into account, a fuel valve is opened and the fuel mixed into the air - in the final ratio. It immediately comes to Ignition when the surface temperature of the mantle is abundant at this time is above the ignition temperature, i.e. has reached about 8000C. The initiation of the ignition process is a very complex process. Obviously must Local energy transfer continuously over a longer period of time to the fuel-air mixture act so that the burning reaction is initiated. oil droplets appearing on hit the surface of the incandescent body, evaporate there and result in the area of the hot surface a particularly ignitable mixture.

c) Sobald die Zündung erfolgt ist, wird über einen Zündüberwacher, beispielsweise einen Ionisationsfühler, der Brennzustand angezeigt und der Zündstrom ausgeschaltet.c) As soon as the ignition has taken place, an ignition monitor For example, an ionization sensor that displays the burning status and the ignition current switched off.

Der Glühkörper kühlt ab. The incandescent body cools down.

Bei der Brennerkonstruktion der Stammanmeldung wird vorzugsweise die MZK so konstruiert, daß sie querschnittsgleich von Anfang bis Ende ist. Die eine Stirnseite wird von der Stirnwand begrenzt, in der sich auch der oder die Eintrittsöffnungen für den Brennstoffstrahl befinden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Glühspirale oder den Glühdraht in Form eines Bogensegmentes mit einem Öffnungswinkel zwischen 30 und 33;00 in kurzem Abstand von der Öffnung der MZK anzubringen. Dabei wird die Öffnung der MZK teilweise eingerahmt von dem Glühkörper.In the burner construction of the parent application, the MZK designed so that they have the same cross-section from the beginning to The end is. One end face is bounded by the end wall, in which there is also the or the inlet openings for the fuel jet are located. It turned out to be Proven to be advantageous, the glow coil or the glow wire in the form of an arc segment with an opening angle between 30 and 33; 00 at a short distance from the opening to attach the MZK. The opening of the MZK is partially framed by the Incandescent body.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Glühkörper oder die Zündspirale in einem Abstand zwischen 5 und 30 mm von der Stirnseite der Brennkammer entfernt anzuordnen.Furthermore, it has proven advantageous to use the incandescent body or the ignition spiral at a distance between 5 and 30 mm from the front of the combustion chamber to be arranged remotely.

Bei waagerecht liegender MZK ist es vorteilhaft, den Glühkörper bzw. die Glühspirale unterhalb der Öffnung der MZK anzubringen, so daß evtl. abtropfende oder nach unten fallende größere Öltröpfchen direkt auf die Spirale fallen und dort zusätzlich zu dem Zerstäubungseffekt auch noch verdampfen können.If the MZK is lying horizontally, it is advantageous to remove the incandescent body or to attach the glow coil below the opening of the MZK, so that any dripping or larger droplets of oil falling downwards fall directly onto the spiral and there can also evaporate in addition to the atomization effect.

Der Glühkörper wird allgemein so angebracht, daß er von dem turbulent aus der MZK austretenden Gemisch-Strahl möglichst intensiv durchsetzt wird, ohne voll im Kern oder in der Achse dieses Strahls zu liegen. Vorteilhaft ist es, ihn benachbart zu der Öffnungskante der MZK anzubringen, da bekannt ist, daß sich an der Kante Abrißwirbel bilden. Wird die Kante abgerundet, damit aufgrund des Coanda-Effektes der Weg der Strömung aus der Achsenrichtung herausgetragen wird, so ist dieser Strömungsausbildung ebenfalls leicht die Anbringung des Glühkörpers anzupassen. Bei einer solchen Kantenabrundung bildet sich ein Flammenkegel mit einem öffnungswinkel zwischen 90 und 1800 aus. Es wird vorgeschlagen, daß sich der Glühörper in diesem Falle an die Stirnwand anschmiegt bzw. in einer Nut eingepaßt liegt.The incandescent body is generally mounted so that it is turbulent from the The mixed jet emerging from the MZK is penetrated as intensively as possible without fully to lie in the core or in the axis of this ray. Advantageous it is to be attached adjacent to the opening edge of the MZK, since it is known that tear-off vortices form at the edge. If the edge is rounded, so due to of the Coanda effect, the path of the flow is carried out of the axial direction, so this flow formation is also easy to attach the incandescent body adapt. With such an edge rounding, a flame cone forms with a opening angle between 90 and 1800. It is suggested that the incandescent body in this case nestles against the end wall or is fitted in a groove.

Ublicherweise liegt der Glühörper bzw. die Zündspirale in dem zwischen MZK und Flammenfront liegenden, relativ kühlen Bereich der im Betrieb befindlichen Brenneranordnung. Hierdurch wird einmal gewährleistet, daß vor Beginn der Verbrennung das aus der MZK tretende Gemisch gut mit dem an der Öffnung liegenden Glühkörper in Kontakt kommt. Nach Einleiten des Zündvorgangs und Abschalten des Heizstroms liegt der Glühkörper dann praktisch außerhalb der Flammenfront und wird nur mäßig erwärmt, so daß er eine lange Lebensdauer hat.The incandescent body or the ignition spiral is usually located in between MZK and flame front lying, relatively cool area of those in operation Burner arrangement. This once ensures that before the start of the combustion the mixture emerging from the MZK works well with the incandescent body located at the opening comes into contact. After initiating the ignition process and switching off the heating current the incandescent body is then practically outside the flame front and is only moderate heated so that it has a long life.

Der Glühkörper besteht vorzugsweise aus Keramik oder aus einer verzunderungsarmen Legierung, so daß er nicht oder kaum verzundern kann. Die Form des Glühkörpers kann sehr verschieden sein. Er soll schnell zu erwärmen sein und eine gut wärmeabgebende Oberfläche besitzen. Es können keramische, kegelförmige Glühkörper mit innenliegender Heizspirale, elektrisch beheizbare Bänder oder Wendel oder auch Plättchen verwendet werden. Eigenartigerweise reicht schon eine relativ kleine Fläche aus, wenn sie während des Zündvorganges kontinuierlich auf eine Temperatur von ca. 8000 C gehalten werden kann.The incandescent body is preferably made of ceramic or a low-scaling one Alloy, so that it can hardly or not at all scale. The shape of the mantle can be very different. It should be quick to warm up and emit heat well Own surface. Ceramic, conical incandescent bodies with internal Heating coil, electrically heated strips or coils or even platelets are used will. Strangely enough, even a relatively small area is sufficient if they Maintained continuously at a temperature of approx. 8000 C during the ignition process can be.

Die Beheizung kann selbstverständlich auch durch Induktion, HF-Erhitzung oder verwandte Verfahren geschehen.The heating can of course also be carried out by induction or HF heating or related procedures happen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Die Figuren zeigen: Figur 1 eine Brenneranordnung gemäß Erfindung; Figur 2 ein Detail der Brenner anordnung gemäß Figur 1; Figur 3 eine Schnittansicht gemäß Linie III ... III der Figur 2.Embodiments of the invention are shown in the figures. The figures show: FIG. 1 a burner arrangement according to the invention; Figure 2 shows a detail the burner arrangement according to Figure 1; Figure 3 is a sectional view along line III ... III of Figure 2.

In der Figur 1 ist eine Ausführungsform einer Brenneranordnung dargestellt. Der Brennstoff, üblicherweise Heizöl EL mit einer Viskosität von etwa 5 cSt bei 200 C wird von einem Vorratsbehälter 31 Leber eine Leitung 32 dem eigentlichen Brenner zugeführt. Zwischen Vorratsbehälter und Brenner ist ein Schwimmerregler 33 eingebaut, der für einen ste-ts gleichen Druck zwischen Brenner-Brennstoffeintritt und Niveau des Schwimmerreglers 33 sorgt.In the figure 1 is an embodiment of a burner arrangement shown. The fuel, usually EL fuel oil with a viscosity of about 5 cSt 200 C, a line 32 is from a storage container 31 liver to the actual burner fed. A float regulator 33 is installed between the storage container and the burner, that for a constant pressure between burner fuel inlet and level of the float regulator 33 ensures.

Damit ist für die Proportionalität zwischen Unterdruck und Menge an Brennstoff in der Zeiteinheit gesorgt. Die Leitung 32 endet in einer Bohrung 34, welche mit einer verschließbaren weiteren Bohrung 30 in Verbindung steht.This is for the proportionality between negative pressure and quantity Fuel taken care of in the unit of time. The line 32 ends in a bore 34, which is connected to a further closable bore 30.

Die Verschlußbohrung 30 kann mit Hilfe einer steuerbaren Ventilnadel 60 geöffnet und verschlossen werden. Die weiteren Einzelheiten des Verschlußmechanismus sind in der Stammanmeldung in allen Einzelheiten dargestellt und brauchen hier nicht näher erörtert zu werden.The closure bore 30 can with the help of a controllable valve needle 60 can be opened and closed. The further details of the locking mechanism are shown in detail in the parent application and are not required here to be discussed in more detail.

Der flüssige Brennstoff tritt aus der Eintrittsöffnung 30 in eine Misch- und Zerstäubungskammer 43 ein, die von einem zylindrischen Mantel umgeben ist, in den in Achsenrichtung hintereinanderliegend zwei Kränze von Lufteinlaßbohrungen 44, 44' enden. Vorzugsweise ist die Mischkammer so ausgelegt, daß sie querschnittsgleich von der Düse bis zur Mündung ist. Diese Bohrungen sind von der Austrittsöffnung der Bohrung 30 vorzugsweise etwa 5 und 8 mm entfernt, gemessen von einer Projektion des Zentrums der Bohrungen 44, 44 auf die Achse der Kammer 43.The liquid fuel emerges from the inlet opening 30 into a Mixing and atomizing chamber 43 surrounded by a cylindrical jacket is, in the axial direction one behind the other two rings of air inlet holes 44, 44 'ends. The mixing chamber is preferably designed so that it has the same cross-section from the nozzle to the mouth. These holes are from the outlet opening the bore 30 preferably measured about 5 and 8 mm away from a projection of the center of the bores 44, 44 onto the axis of the chamber 43.

Wesentlich ist, daß die Bohrungen 44, 44' so liegen, daß die Luft wenigstens einer der Kränze bei Eintritt in die Mischkammer in einem Winkel von 10 - 600 in Abweichung von der Normalen-Richtung geführt ist. Die Luft wird demnach tangential an der Peripherie eines innerhalb der Mischkammer 43 gedachten Kreises geblasen. Die Luft gelangt an die Düsen 44, 44' über einen ringförmigen Kanalraum 36, der um die Achse der Misch-und Zerstäubungskammer 43 herum angeordnet ist und über eine Luftleitung 37 über einen Ventilator 40 mit Luft beschickt wird. Eine Stirnwand 51 bildet den Abschluß eines üblichen Heizkessels, der mit den üblichen Austauscherrohren (nicht dargestellt) und Seitenwänden 52 ausgestattet ist. Aufgrund der guten Zerstäubung, Vermischung und Vergasung und anschließender Verbrennung unter nahezu stöchiometrischen Bedingungen kann darauf verzichtet werden, im Brenner und im Heizkessel eine Ausmauerung anzubringen.It is essential that the bores 44, 44 'are so that the air at least one of the rings entering the mixing chamber at an angle of 10 - 600 is guided in deviation from the normal direction. The air becomes accordingly tangentially on the periphery of an imaginary circle within the mixing chamber 43 blown. The air reaches the nozzles 44, 44 'via an annular duct space 36, which is arranged around the axis of the mixing and atomizing chamber 43 and is charged with air via an air line 37 via a fan 40. One End wall 51 forms the conclusion of a conventional boiler, which with the usual Exchanger tubes (not shown) and side walls 52 is equipped. Because of good atomization, mixing and gasification and subsequent combustion it can be dispensed with in the burner under almost stoichiometric conditions and to install a brick lining in the boiler.

Weiterhin wird vorzugsweise vorgesehen, daß an der Innenseite um die Mündung der MZK 43 herum ein Brennermantel 63 angeordnet ist, der gegenüber dem Durchmesser der MZK einen wesentlich größeren Durchmesser hat und deren Öffnung konzentrisch umgibt. Der Brennermantel 63 kann beispielsweise zylindrisch geformt oder kegelstumpfartig sich öffnend oder verjüngend gebildet sein. Andere Formen sind ebenfalls möglich.Furthermore, it is preferably provided that on the inside around the Mouth of the MZK 43 around a burner jacket 63 is arranged, the has a much larger diameter than the diameter of the MZK and whose opening surrounds concentrically. The burner jacket 63 can, for example, be cylindrical be shaped or formed like a truncated cone opening or tapering. Other Shapes are also possible.

Die starke Wirbelbewegung (Zyklon), die innerhalb der Mischkammer durch das Einblasen der Verbrennungs- und Zerstäubungsluft hervorgerufen wird, setzt sich demnach in Richtung Brennermantel 63 fort und sorgt für die Festlegung einer stabilen, konzentrierten Flamme.The strong vortex movement (cyclone) that occurs inside the mixing chamber caused by the injection of the combustion and atomization air, sets accordingly continues in the direction of the burner jacket 63 and ensures the establishment of a stable, concentrated flame.

Der Brennstoffstrahl tritt aus der Auslaßöffnung 30 nicht in Tröpfchenform,d, h. zersprüht, heraus, sondern anfangs in einem kompakten Strahl mit z. B. 1 mm Durchmesser. Der Ölverbrauch liegt bei einer solchen Anordnung etwa bei 1 - 4 kg bl pro Stunde, wobei unter Umständen bis auf 25 % der Vollast herabgefahren werden kann. Durch Verengung des Bohrungsdurchmessers und Verkleinerung der üblichen Abmessungen ist jedoch ein Brenner wirtschaftlich zu betreiben, der nur mit etwa 1 kg bl pro Stunde arbeitet. Aufgrund der Turbulenzen und Zentrifugalkräfte, die innerhalb des Zyklons wirken, wird der Strahl innerhalb und außerhalb der Mischkammer voll erfaßt, in feine Tröpfchen zerteilt und anschließend im Bereich innerhalb und außerhalb des Brennermantels verbrannt. Dabei wird eine rußfreie, im wesentlichen mit blauer Flamme vor sich gehende Verbrennung beobachtet.The jet of fuel does not emerge from the outlet opening 30 in droplet form, i.e. H. sprayed out, but initially in a compact jet with z. B. 1 mm diameter. With such an arrangement, the oil consumption is around 1 - 4 kg bl per hour, it may be possible to reduce the full load to 25%. By Narrowing the bore diameter and reducing the usual dimensions However, a burner can be operated economically with only about 1 kg bl per hour is working. Due to the turbulence and centrifugal forces that exist inside the cyclone act, the jet will be inside and outside the mixing chamber fully detected, divided into fine droplets and then in the area inside and outside of the burner jacket burned. This is a soot-free, essentially blue one Flame burning in progress observed.

Zur Zündung und Auslösung der Verbrennung ist eine Zündspirale 70 vorgesehen, die aus einem etwa 1 mm dicken Draht aus einer warmfesten, verzunderungsarmen Chrom-Nickel-Legierung besteht. Der Glühdraht der Zündspirale ist so angeordnet, daß er von dem Strahl des unverbrannt ausströmenden Gemisches beim Ausströmen aus der Kammer 43 durchsetzt wird und diesen bei einer Eigentemperatur von etwa 700 - 9000 C entzündet. Der Zündspirale 70 wird über elektrische Zuleitungen 71 die Energie für den Glühvorgang zugeführt. Vorzugsweise wird derGlühdraht in Form einer Wendel oder Schraube gewickelt; es sind jedoch auch andere Konfigurationen denkbar, bei spielsweise eine Zick-Zack-Biegung oder ein flaches Glühband. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Verwendung des Glühdrahtes ermöglicht, von Anfang an mit einem sehr mageren, praktisch stöchiometrischen Brennstoff-Luft-Gemisch zu fahren. Es ist daher nicht erforderlich, zunächst über eine bewegliche Klappe den Luftanteil geringer zu machen und anschließend nach erfolgter Zündung wieder zu erhöhen.An ignition spiral 70 is used to ignite and initiate the combustion provided, which is made of a 1 mm thick wire from a heat-resistant, low-scaling wire Chromium-nickel alloy is made. The glow wire of the ignition coil is arranged in such a way that that it emanates from the jet of the unburned mixture flowing out as it flows out the chamber 43 is penetrated and this at an intrinsic temperature of about 700 - 9000 C ignited. The ignition spiral 70 is via electrical leads 71 the Energy supplied for the annealing process. Preferably the filament is in the form of a Helix or screw wound; however, other configurations are also conceivable, for example a zigzag bend or a flat glow strip. It turned out surprisingly shown that the use of the filament allows you to start with a to drive a very lean, practically stoichiometric fuel-air mixture. It it is therefore not necessary to first adjust the air content via a movable flap to make it lower and then to increase it again after the ignition has taken place.

Nach Beendigung des Zündvorganges wird die Zündspirale 70 wieder abgeschaltet. Sie ist so angeordnet, daß sie in dem Bereich zwischen öffnungsebene 73 und Flammenfront liegt, also in einem verhältnismäßig kühlen Bereich, wodurch ihre Lebensdauer beträchtlich erhöht wird.After the ignition process has ended, the ignition spiral 70 is switched off again. It is arranged so that it is in the area between the opening plane 73 and the flame front is, so in a relatively cool range, which makes their service life considerable is increased.

Der Abstand von der Kante der MZK beträgt etwa zwischen 5 und 40 mm. Der Abstand von der öffnungsebene 73 bzw.The distance from the edge of the MZK is approximately between 5 and 40 mm. The distance from the opening plane 73 or

Stirnwand 51 beträgt etwa zwischen 5 und 30 mm.End wall 51 is approximately between 5 and 30 mm.

Die Figur 2 zeigt eine gegenüber der Figur 1 etwas geänderte Brenneranordnung von oben gesehen. Zur Überwachung des Zündvorgangs ist ein Ionisationsfühler 74 vorgesehen, mit dem kontinuierlich überwacht wird, ob eine Verbrennung innerhalb des Brennermantels stattfindet oder nicht.FIG. 2 shows a burner arrangement that is somewhat different from that of FIG seen from above. An ionization sensor 74 is used to monitor the ignition process provided, with which it is continuously monitored whether a combustion occurs within of the burner jacket takes place or not.

Figur 3 zeigt einen Blick in den geschnittenen Brennermantel 63 hinein. Die Zündspirale 70 ist dabei bei waagerecht liegender Achse der Misch- und Zerstäubungskammer so angeordnet, daß sie unterhalb der Öffnung der Kammer 43 angebracht ist und in Form eines Bogensegmentes nur einen relativ kurzen Abstand von der Öffnung der Kammer 43 hat. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß der Zündkörper oder die Zündspirale auch eine andere Lage einnehmen können, da es durchaus nicht erforderlich ist, den Glühkörper unterhalb der MZK anzuordnen. Die Spirale erfüllt die Forderung, daß die aus der Kammer 43 austretenden Wirbel einen möglichst großen Raum, der von der Spirale 70 eingenommen wird, durchsetzen und damit die Zündung sicher und zuverlässig initiieren.FIG. 3 shows a view into the sectioned burner jacket 63. The ignition spiral 70 is in this case with the axis of the mixing and atomization chamber lying horizontally arranged so that it is mounted below the opening of the chamber 43 and in Shape of an arc segment only a relatively short distance from the opening of the chamber 43 has. At this point is to point out that the detonator or the ignition spiral can also take a different position, since it is not at all it is necessary to arrange the incandescent body below the MZK. The spiral is fulfilled the requirement that the eddies emerging from the chamber 43 should be as large as possible Space occupied by the spiral 70 prevail and thus the ignition initiate safely and reliably.

Die Kante 75 der MZK ist nach außen abgerundet, damit aufgrund des Coanda-Effektes der Weg der Strömung teilweise aus der Achsenrichtung herausgezogen wird. Hierdurch kann ein sehr stark auseinandergezogener Flammenkegel erzeugt werden, dessen öffnungswinkel zwischen 90 und 1800 liegt. Bei dieser Gestaltung sollte der Glühkörper, insbesondere eine Zündwendel, sich an die Stirnwand 51 anschmiegen bzw. in eine Nut eingepaßt sein.The edge 75 of the MZK is rounded outwards so that due to the Coanda effect, the path of the flow is partially pulled out of the axial direction will. This can create a very strongly expanded cone of flame, the opening angle of which is between 90 and 1800. With this design, the Incandescent bodies, in particular an ignition coil, nestle against the end wall 51 or be fitted into a groove.

Claims (11)

Patentansprüche: 1. Brenneranordnung, bei der ein flüssiger Brennstoff und Verbrennungsluft zusammengeführt werden in einer Misch- und Zerstäubungskammer (MZK), die von einem vorzugsweise zylindrischen Mantel umschlossen ist, der eine oder mehrere Öffnungen besitzt, durch die Luft der MZK derart zuführbar ist, daß ein Zyklon mit einem zentral liegenden Unterdruckbereich innerhalb der MZK gebildet ist und die weiterhin eine im Unterdruckbereich angeordnete, die Stirnwand der MZK durchsetzende Eintrittsöffnung für den Brennstoff besitzt, nach Patent (Patentanmeldung P 28 28 319.4), dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der MZK (43) ein beheizbarer Glühkörper (70) im Strom des unverbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches liegt.Claims: 1. Burner arrangement in which a liquid fuel and combustion air are brought together in a mixing and atomizing chamber (MZK), which is enclosed by a preferably cylindrical jacket, the one or has several openings through which air can be fed to the MZK in such a way that a cyclone with a central vacuum area is formed within the MZK is and the one arranged in the negative pressure area, the end wall of the MZK has penetrating inlet opening for the fuel, according to patent (patent application P 28 28 319.4), characterized in that in the area of the MZK (43) a heatable Incandescent body (70) lies in the flow of the unburned fuel-air mixture. 2. Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper aus einer Keramikmasse oder -zus einer verzunderunysaumen Legierung besteht.2. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that the Incandescent body consists of a ceramic mass or -zusa a tinder-unyssum alloy. 3. Brenneranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper aus einem elektrisch beneizbaren Glühdraht besteht.3. Burner arrangement according to claim 2, characterized in that the Incandescent body consists of an electrically stimulable filament. 4. Brenneranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühdraht zu einer Zündspirale (70) gewendelt ist.4. Burner arrangement according to claim 3, characterized in that the Glow wire is coiled into an ignition coil (70). 5. Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper die Form eines Bandes hat.5. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that the Incandescent body has the shape of a ribbon. 6. Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper die Form eines Zylinders oder Kegels hat.6. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that the Incandescent body has the shape of a cylinder or cone. 7. Brenneranordnung nach Anspruch 1 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper oder die Zündspirale in Form eines Bogensegmentes mit einem Öffnungswinkel zwischen 30 und 3300 in kurzem Abstand von der Öffnung der MZK (43) angebracht ist.7. Burner arrangement according to claim 1 or 4 or 5, characterized in that that the incandescent body or the ignition spiral in the form of an arc segment with an opening angle between 30 and 3300 at a short distance from the opening of the MZK (43). 8. Brenneranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper oder die Zündspirale in einem Abstand zwischen 5 und 30 mm von der Stirnseite (51) der Brennkammer entfernt angeordnet ist.8. Burner arrangement according to claim 7, characterized in that the Incandescent body or the ignition coil at a distance of between 5 and 30 mm from the end face (51) is arranged remotely from the combustion chamber. 9. Brenneranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei waagerecht liegender MZK der Glühdraht bzw. die Zündspirale unterhalb der Öffnung der MZK angebracht ist. 9. Burner arrangement according to claim 7, characterized in that with the MZK lying horizontally, the glow wire or the ignition coil below the opening the MZK is attached. 10. Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper in dem zwischen MZK und Flammenfront liegenden, relativ kühlen Bereich angeordnet ist.10. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that the incandescent body in the relatively cool area between the MZK and the flame front is arranged. 11. Brenneranordnung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante der MZK abgerundet ist und sich demzufolge ein Flammenkegel mit einem öffnungswinkel zwischen 90 ... 1800 ergibt, und daß der Glühkörper sich an die Stirnwand anschmiegt bzw.11. Burner arrangement according to claim 1 or 10, characterized in that that the edge of the MZK is rounded and therefore a flame cone with a opening angle between 90 ... 1800 results, and that the incandescent body is attached to the front wall hugs or in einer Nut eingepaßt liegt. is fitted in a groove.
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