DE3020398C2 - Ölbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ölbrenner mit einer an einem Ende einer Brennkammer angeordneten ölzerstäubungsvorrichtung, die eine ölzufuhr aufweist und an einen Luftkanal angeschlossen ist, wobei die ölzerstäubungsvorrichtung eine das Öl in einem dünnen Film auf eine Schneide auftragende Aufgabevorrichtung aufweist und die an ihrem vorderen Ende im Querschnitt spitz zulaufende ochneide derart in dem Luftkanal angeordnet ist, daß die Luft beidseitig an ihr entlangströmt.

Ein Ölbrenner, der in Rede stehenden und zuvor erläuterten Art ist bekannt (vgl. die US-PS 11 33 238). Dieser ölbrenner ist imstande, selbst kleine Brennstoffmengen zu verarbeiten, da das Öl lediglich an die Aufgabevorrichtung herantransportiert, jedoch nicht mit Druck aus dieser herausgespritzt wird. Die Zerstäubungsenergie wird bei diesem bekannten ölbrenner ausschließlich von der Luft aufgebracht, die den Film von Öl über die Schneide bläst und an der vorderen Kante der Schneide eine Zerstäubung des Öles bewirkt. Auf diese Weise erfolgt eine innige Vermischung der Treiblufl mit dem Sprühnebel bereits bei der Zerstäubung, wobei ein wesentlicher Vorteil darin besteht, daß die Tröpfchengröße von der zugeführten und zersprühten Ölmenge nahezu unabhängig ist.

Der von der Abrißkante der Schneide ausgehende Zerstäubungsstrahl tritt als relativ konzentrierter Flachstrahl in die Brennkammer ein, löst sich relativ langsam auf und ruft nur eine entsprechend schwache Gaszirkulation zur Strahlwurzel hin hervor. Bei einem derart drallfreien, halbfertig gemischten, scharfen Zerstäubungsstrahl gelingt es kaum, die Flamme in einer stromab offenen oder zumindest sehr langen Brennkammer befriedigend zu verankern, so daß der Ölnebel abbrennen könnte, bevor er auf eine Wand trifft. Eine Stabilisierung der Flamme in der Brennkammer ist also mit diesem bekannten Ölbrenner nicht ohne weiteres möglich.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, den bekannten ölbrenner der zuvor beschriebenen Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine Stabilisierung der Flamme in der Brennkammer erreichbar ist Der erfindungsgemäße ölbrenner, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist ist dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer gegenüber der ölzerstäubungsvorrichtung eine konkav gebogene und eine Strahlumkehr bewirkende heiße Prallwand mit einer Verdampfungsfläche aufweist Am Ende des Brennrau-

mes wird hier der ölnebel zur Umkehr gezwungen, wodurch sich eine Flammenstabilisierung und in weiten Betriebsgrenzen ein vollständiger, stabiler und schadstoffarmer Abbrand des Ölnebeis erreichen läßt Erfindungsgemäß wird also bewußt in eine zweite Phase der Verbrennung eine Filmverdampfung des bis dahin noch nicht verbrannten Öles eingeschaltet Die dazu erfindungsgemäß vorgesehene Prallwand bewirkt einerseits eine Zirkulation des Ölnebeis zur Flammenstabilisierung und andererseits eine Nachverdampfung des noch nicht verbrannten Ölnebeis an der Verdampfungsfläche.

Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Ölbrenner an der Prallwand mindestens eine und beidseitig neben der ölzerstäubungsvorrichtung insgesamt mindestens zwei konkave Umlenkflächen angeordnet Schließlich ist es besonders zweckmäßig, wenn die Prallwand beheizbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen ölbrenner tritt das Öl/Luftgemisch an der Ölzerstäubungsvorrichtung zentral in die Brennkammer ein, durchquert sie, kehrt an der Prallwand um, rezirkuliert im oberen und unteren Kammerbereich zur Stirnwand hin, kehrt dann erneut um und verläßt die Brennkammer durch Schlitze beidseits der Prallwand. In der so realisierten Scherströmung vermengt sich das Frischgemisch mit dem heißen Abgas und verbrennt bereits zum Teil, bevor es die Prallwand erreicht, die durch das Gas aufgeheizt wird. Die noch unverbrannten Tröpfchen werden durch den aufprallenden aufgeweiteten Zerstäubungsstrahl sehr dünn auf die heiße Verdampfungsfläche aufgetragen und verdampfen sehr rasch, so daß sich keine nennenswerten Rückstände bilden. Auch zur Rußbildung kommt es nicht, da der Brennstoff nicht längere Zeit unter Sauerstoffmangel erhitzt wird, sondern von der Verbrennungsluft getragen und als Dampf sofort wieder aufgenommen wird.

Alle Wandungen der Brennkammer sollen innen möglichst heiß gehalten werden, um das Abbrechen der Reaktion durch Abschreckung zu vermeiden. Die Brennkammer kann dazu mit einer Auskleidung aus hitzebeständigem, wärmedämmendem Chrom-Aluminiumsilikat-Faserfilz versehen werden, die sich im Betrieb schnell auf helle Glut aufheizt. Auch die Prallwand kann aus diesem Filz hergestellt werden. Es ist andererseits auch möglich, die Prallwand aus einem Stein aus Siliziumkarbid herzustellen, der als elektrischer Heizleiter elektrisch vorgeheizt wird, damit die Filmverdampfung auch in der Startphase in der Brennkammer optimal abläuft. Infolge der Filzauskleidung und der Prallwand sowie der beschriebenen Gasführung arbeitet die Brennkammer geräuscharm.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Ölbrenner,

Fig.2 einen Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 entlang der Linie H-II,
Fig.3 einen Schnitt durch den Gegenstand nach

F i g. 1 entlang der Linie JII-III, und

Fig.4 einen Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 entlang der Linie IV-IV.

5n F i g. 1 ist ein Ölbrenner dargestellt. Dieser Ölbrenner weist eine ölzerstäubungsvoirichtung 1—5 auf, die an einem Ende einer Brennkammer 6 angeordnet ist. Die Ölzerstäubungtvorrichtung 1—5 weist eine Ölzufuhr auf und ist an einen Luftkanal angeschlossen. Weiter weist die ölzerstäubungsvorrichtung 1—5 eine das Öl in einem dünnen Film auf eine Schneide 1 auftragende Aufgabevorrichtung in Form von Kapillarrohren 5 auf. Die an ihrem vorderen Ende im Querschnitt spitz zulaufende Schneide 4 der Ölzerstäubungsvorrichtung 1—5 ist derart in dem Luftkanal 1 angeordnet, daß die Luft beidseitig an ihr entlangströmt

Gemäß F i g. 1 b:s 4 tritt der Verbrennungsluftstrom von einem nicht gezeichneten Gebläse durch den Luftkanal 1 in eine Zerstäubungsdüse 2 ein, die sich auf einen rechteckigen, schlitzartigen, engsten Querschnitt verjüngt, an den sich ein kurzer, schlanker Rechteckdiffusor 3 anschließt. Die Schneide 4 liegt in der horizontalen Mittelebene des konvergenten Düsenteiles, wobei die Schneid- bzw. Abrißkante in den engsten Querschnitt fällt und diesen in Längsrichtung teilt Zwei in den Luftkanal 1 eingeführte Kapillarrohre 5 sind in Strömungsrichtung parallel auf der Schneide 4 befestigt und münden ca. 6 bis 12 mm vor der Abrißkante. Der Rechteckdiffusor 3 der ölzerstäubungsvorrichtung 1 bis 5 mündet an der Stirnwand in die Brennkammer 6, an die sich ein integrierter Querstrum-Wärmetauscher 13 mit quadratischem Querschnitt anschließt Die Brennkammer 6, die in einem Wassermantel 12 des Wärmetauschers 13 liegt, ist allseitig mit Chrom-Aluminiumsiükat-Faserfilz 7 ausgekleidet.

Die Brennkammer 6 weist gegenüber der ölzerstäubungsvorrichtung 1 bis 5 eine konkav gebogene und eine Strahlumkehr bewirkende heiße Prallwand 9 mit einer Verdampfungsfläche auf. An dtr Prallwand 9 ist mindestens eine und beidseitig neben der Ölzerstäubungsvorrichtung 1 bis 5 sind insgesamt mindestens zwei konkave Umlenkflächen 8 angeordnet Die vordere Stirnwand der Brennkammer 6 sowie die Prallwand 9 sind somit gewissermaßen als muldenförmige Formstücke ausgebildet Die Prallwand 9 ist beheizbar und lehnt sich gegen Wärmetauscherrohre 11. Weitere Wärmetauscherrohre 10 bewirken eine Ablenkung und Verteilung des heißen Gases, während das gekühlte Abgas den ölbrenner durch einen Kaminrohrstutzen 14 verläßt.

Die Wärmetauscherrohre 10, Ii sind parallel zueinander angeordnet und mit ihren Enden jeweils an den Wassermantel 12 des Wärmetauschers 13 angeschlossen. Der Wassermantel 12 umgibt, wie gesagt, sowohl die Brennkammer 6 als auch den eigentlichen Wärmetauscherbereich des Wärmetauschers 13. Der Wassermantel 12 weist einen Einlaßstutzen 15 und einen Auslaßstutzen 16 für das von dem Ölbrenner zu erwärmende Wasser auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ölbrenner mit einer an einem Ende einer Brennkammer angeordneten ölz;rstäubungsvorrichtung, die eine ölzufuhr aufwe'..v und an einen Luftkanal angeschlossen ist, wobei die ölzerstäubungsvorrichtung eine das öl in einem dünnen Film auf eine Schneide auftragende Aufgabevorrichtung aufweist und die an ihrem vorderen Ende im Querschnitt spitz zulaufende Schneide derart in dem Luftkanal angeordnet ist, daß die Luft beidseitig an ihr entlangströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (6) gegenüber der ölzerstäubungsvorrichtung (1 bis 5) eine konkav gebogene und eine Strahlumkehr bewirkende heiße Prallwand (9) mit einer Verdampfungsfläche aufweist.

2. Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Prallwand (9) mindestens eine und beidseitig neben der ölzerstäubungsvorrichtung (1 bis 5) insgesamt mindestens zwei konkave Umlenkflächen (8) angeordnet sind.

3. ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwand (9) beheizbar ist.