DE3038063A1

DE3038063A1 - Oelbrenner

Info

Publication number: DE3038063A1
Application number: DE19803038063
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 7406 Mössingen Salzmann
Original assignee: BRAUKMANN KESSEL GmbH
Current assignee: BRAUKMANN KESSEL GmbH
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1980-10-08
Publication date: 1982-05-06
Also published as: ES8207323A1; DK446881A; ES506089A0; NO812984L; DE3038063C2; EP0049426A1

Description

ölbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen ölbrenner mit einem in einem Führungsmantel für die Verbrennungsluft angeordneten und aus Leitschaufeln gebildeten Drallgeber, der in einer Befestigung an einem Einsatzteil des Führungsmantels zur Schaffung einer Unterdruckzone in einem stromabwärts von der in dem Einsatzteil ausgebildeten ölzulaufbohrung vorgesehenen und in ein sich konisch verengendes Brennerrohr mündenden Hohlraum eingerichtet ist.

Bei einem aus der DE-PS 22 58 082 bekannten Ölbrenner der vorgenannten Art ist die ölzulaufbohrung des Einsatzkörpers als Druckleitung ausgebildet und mit einer Zerstäuberdüse an der Austrittsöffnung versehen, stromabwärts von welcher die Zündgeschwindigkeit des sich aus der Druckzerstäubung des Öls und der mittels des Drallgebers in eine Drallbewegung versetzten Verbrennungsluft sich bildenden Luft-Öl-Gemisches erst entlang eines die mittlere Brennkammer des Heizkessels koaxial umgebenden Wassermantels erreicht wird, für dessen Feuerung der ölbrenner eingesetzt wird. Dabei wird folglich auf jede Flammenstabilisierung in einem geringen Abstand stromabwärts von der Zerstäuberdüse verzichtet und stattdessen an dieser Stelle unter Mitwirkung des Drallgebers eine ziemlich starke Unterdruckzone aufgebaut, um so eine für die Verbrennung des Luft^öl-Gemisches günstige Verdampfung des durch die Zerstäuberdüse abgegebenen Öls zu erhalten. Der folglich innerhalb eines durch den Drallgeber verursachten Luftwirbels

οinqofangono öl dampf wird in der Brennkammer des Heizkessel ;; in einen Ölnebel verwandelt, da er durch die vorherrschenden Zentrifugalkräfte in die äußeren Zonen des Luft-Wirbels hinausgeschleudert wird und dort wegen der gegenüber dem Wirbelkern höheren Druckverhältnisse eine Kompensation erfährt. Die Vermischung eines sich auf diese Weise äußerst fein ausbildenden ölnebels mit der Verbrennungsluft findet daher erst in diesen äußeren Wirbelzonen statt, so daß bei einer gleichzeitigen Unterstützung durch den Wassermantel der Brennkammer eine stabile Brennweise einer sich dabei ringförmig ausbildenden Flamme erhalten wird.

Zur Erzielung eines optimalen Verbrennungsablaufs sind dahor bei diesen bekannten Druckserstüuber-ölbrennern die Abmessungen und die generelle Ausbildung der Brennkammer des Heizkessels maßgebliche Einflußgrößen, weil sie auf die sich stromabwärts von der Zerstäuberdüse ausbildende Unterdruckzone zurückwirken. Die Unterdruckzone ist andererseits bestimmend für die Stabilisierung der Flamme, die sich, wegen der gegenüber der Zündgeschwindigkeit des Luft-Öl-Gemisches höheren Luftgeschwindigkeit nicht vor der Zerstäuberdüse ausbilden kann und dabei auch nicht ausbilden soll, um eine weitgehend rußrauchfreie Verbrennung zu erhalten. Um eine von der Brennkammer des Heizkessels unabhängige Stabilisierung der Flamme bereits in kurzem Abstand stromabwärts von der Zerstäuberdüse eines solchen Druckzerstäuber-Ölbrenners zu erhalten, ist andererseits nach der DE-PS 26 23 759 vorgesehen, innerhalb des Hohlraumes stromabwärts von der Zerstäuberdüse einen Luftvorhang an der Rückseite eines den Hohlraum nach vorne einengenden und mit einem Luftschirm entweder in der Ausbildung einer kreisringförmigen Abschirmplatte oder eines Keramikkörpers hinterfütterten Glühkörpers auszubilden, wobei der Luftvorhang von einem Kranz radial in den Hohlraum vorstehender und an den äußeren Luftführungsmantel angeschlossener Luftdüsen ge-

schaffen wird und wobei der Glühkörper die Ausbildung entweder nach Art einer Wirbelscheibe oder als ein engmaschiges Drahtnetz aufweist. In dieser Ausbildung verhindert der Luftvorhang, daß sich die Unterdruckzone des durch·den Drallgeber verursachten Luftwirbels zurück in den Hohlraum ausweitet und daß irgendwelche Nebenluft an die Zerstäuberdüse gelangt, so daß nach erfolgter Zündung des Luft-öl-Gemisches die Flamme stromabwärts von der Zerstäuberdüse entsprechend stark stabilisiert wird. Gleichzeitig fördert der Glühkörper den Verdampfungsprozeß des von der Zerstäuberdüse abgegebenen Öls, wodurch der Verbrennungsprozeß praktisch in die unmittelbare Nähe des Glühkörpers konzentriert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ölbrenner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er ebenfalls in Unabhängigkeit von den Abmessungen und der Ausbildung der Brennkammer eines zugehörigen Heizkessels auch mit einem drucklosen Zulauf für hochviskose Öle bei einer minimalen Durchsatzleistung von nicht mehr als etwa 1 kg/h ohne die Gefahr einer Verstopfung der Austrittsöffnung der ölzulaufbohrung eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem ölbrenner der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Hohlraum stromabwärts von der Austrittsöffnung der ölzulaufbohrung ein für die Rückströmung der Verbrennungsluft entgegen der Richtung des Ölzulaufs ausgebildeter Leitkörper angeordnet ist, welcher eine im Strömungsweg der Luft-Öl-Gemischteilchen liegende zentrale Mischkammer aufweist.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen 2 bis 8 erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Längsschnitt durch den Kopf eines derartigen ölbrenners zeigt.

Der Kopf dos ölbrenners weist einen Führungsmantel 1 auf, über welchen die Verbrennungsluft in Richtung des Pfeiles zugeführt wird. In den Führungsmantel 1 ist ein massives Einsatzteil 3 eingesetzt, an welchem ein aus radial ausgerichteten Leitschaufeln 4 gebildeter Drallgeber befestigt ist, der die über den Führungsmantel 1 zuströmende Verbrennungsluft in eine so starke Drallbewegung versetzt, daß es zur Ausbildung einer ausgeprägten Unterdruckzone in einem Hohlraum 5 des Einsatzteils 3 kommt, der stromabwärts von der Austrittsöffnung 6 einer Ölzulaufbohrung 7 ausgebildet ist. Die ölzulaufbohrung 7 ist in der Achse des Einsatzteils -3 ausgebildet und weist für einen drucklosen Zulauf von hochviskosem Öl einen Durchmeser von beispielsweise 1 mm auf. Der Hohlraum 5 ist unmittelbar an die Austrittsseite des durch die Leitschaufeln 4 gebildeten Drallgebers angeschlossen und wird von einer konischen Fläche 8 begrenzt, in deren Spitze die Austrittsöffnung 6 der Ölzulaufbohrung ausgebildet ist.

Mit dem Führungsmantel 1 des Brennerkopfes ist ein sich konisch verengendes Brennerrohr 9 einstückig verbunden, das für eine alternative Ausfuhrungsform als separates Bauteil auch an den Führungsmantel 1 angeflanscht sein kann, was betriebstechnische Vorteile für die in der Zeichnung nicht näher gezeigten und dabei dann in einem Ringspalt zwischen dem Führungsmantel 1 und dem Brennerrohr 9 gebildeten Spalt angeordneten üblichen Zündelektroden sowie eine der Flammenüberwachung dienende Ionisations-Sonde eines derartigen ölbrenners ergibt. In beiden Fällen mündet der stromabwärts von der Austrittsöffnung 6 der Ölzulaufbohrung 7 ausgebildete Hohlraum in das sich konisch verengende Brennerrohr 9, dem stromaufwärts ein in den Führungsmantel 1 eingesetzter Leitkörper 10 in einer Ausbildung vorgeschaltet ist, daß alle über den Drallgeber zugeleitete Verbrennungsluft eine Rückströmung in Richtung des ölzulaufs erfährt. Der Leitkörper 10

weist dafür eine zu der Begrenzungsfläche 8 des Hohlraumes 5 im wesentlichen komplementär ausgebildete konische Mantelfläche 11 auf, deren Spitze ebenfalls auf die Austrittsöffnung 6 der Ölzulaufbohrung 7 ausgerichtet ist, so daß zwischen den beiden Flächen 8 und 11 ein Strömungskanal 12 für die Verbrennungsluft gebildet wird, die in diesem Strömungskanal auf eine so starke Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt wird, daß durch den Luftstrahl das aus der Austrittsöffnung 6 austretende öl in Tröpfchen zerschlagen wird und in dieser Tropfenform dann' auch eine erste Vermischung mit der Luft erfährt. Der Leitkörper 10 weist außerdem eine zentrale Mischkammer 13 auf, in welcher das sich bildende Luft-Öl-Gemisch weiter aufbereitet wird, wobei die über den Strömungskanal 12 rückgeströmte und vorher durch den Drallgeber in eine Drallbewegung versetzte Verbrennungsluft nunmehr innerhalb der Mischkammer 13 eine so starke Turbulenz und Strömungsge-. schwindigkoit der Luf L-ül-Com L^cIiLo i. ] den erzeugt, daß die sich ursächlich in dem Hohlraum 5 ausbildende Unterdruckzone jetzt eine Verlagerung hin zu dem Brennerrohr 9 erfährt. Damit kann der Verbrennungsprozeß der Luft-öl-Gemischteilchen innerhalb des Brennerrohres 9 stattfinden, womit ein genügender Abstand von der Austrittsöffnung 6 der ölzulaufbohrung 7 eingehalten und damit deren Verstopfung verhindert werden kann.

Der Leitkörper 10 sollte zur Anpassung an unterschiedlich hochviskose Öle in bezug auf die Austrittsöffnung 6 der Ölzulaufbohrung 7 verstellbar angeordnet sein, um so über eine Veränderungsmöglichkeit des Querschnitts des Rückströmkanals 12 unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Verbrennungsluft regulieren zu können. Außerdem sollte der Leitkörper 10 aus einem wärmeleitenden Material bestehen, um mit seiner durch die Verbrennungsgase bewirkten Aufwärmung zu einer entsprechenden Vorwärmung der Verbrennungs-

luft beizutragen. Diese Vorwärmung der Verbrennungsluft kann weiter dadurch begünstigt werden, daß an dem Leitkörper 10 ein Diffusor 14 befestigt wird, der in der vorzugsweisen· Ausbildung eines Keramikkörpers für ein Ansaugen der Verbrennungsgase aus dem Brennerrohr eingerichtet ist.

Claims

Ansprüche

M.jölbrenner mit einem in einen Führungsmantel für die Verbrennungsluft angeordneten und aus Leitschaufeln gebildeten Drallgeber, der in einer Befestigung an einem Einsatzteil des Führungsmantels zur Schaffung einer Unterdruckzone in einem stromabwärts von der in dem Einsatzteil ausgebildeten ölzulaufbohrung vorgesehenen und in ein sich konisch verengendes Brennerrohr mündenden Hohlraum eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum stromabwärts von der Austrittsöffnung der ölzulaufbohrung ein für die Rückströmung der Verbrennungsluft entgegen der Richtung des ölzulaufs ausgebildeter Leitkörper angeordnet ist, welcher eine im Strömungsweg der Luft-Öl-Gemischteilchen liegende zentrale Mischkammer aufweist.
2. ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper mit einer konischen, mit ihrer Spitze gegen die Anstrittsöffnung der Ölzulaufbohrung weisenden Mantelfläche als Leitfläche für die rückströmende Verbrennungsluft versehen ist.
3. Ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Einsatzkörper eine den Hohlraum begrenzende und zu der Mantelfläche des Leitkörpers im wesentlichen komplementär ausgebildete Gegenleitflache für die rückströmende Verbrennungsluft ausgebildet ist.
4. ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper bezüglich der Austrittsöffnung der Ölzulaufbohrung verstellbar angeordnet ist.
5. ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper aus einem wärmeleitenden Material besteht.
6. ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts von der Mischkammer des Leitkörpers ein zum Ansaugen der Verbrennungsgase aus dem Bronnerrohr eingerichteter Diffusor angeordnet ist.
7. ölbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich-■ net, daß der Diffusor ein Keramikkörper ist.
8. ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper als ein mit dem Diffusor gegebenenfalls gemeinsames Austauschteil mit einer unterschiedlichen Formgebung seiner Mischkammer und/oder einer unterschiedlichen Formgebung seiner Mantelfläche ausgebildet ist.