DE3108441A1

DE3108441A1 - Blue-burning oil burner

Info

Publication number: DE3108441A1
Application number: DE19813108441
Authority: DE
Inventors: Klaus 2000 Hamburg Ecklof
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-06
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1982-09-23

Abstract

The nozzle (3) of a blue-burning oil burner is surrounded by a burner tube (1), the cross-section of which is blocked off to a substantial extent by a burner tube lid (10) in the vicinity of the nozzle (3). The burner tube lid (10) has at its centre a central aperture (2) to permit the passage of the fuel cone. Deflection slots (8, 9) are provided alongside the central aperture (2), which permit a return flow of the fuel-and-air mixture into the nozzle-side chamber of the burner tube (1). This produces circulation, which in the final analysis increases the efficiency of the burner. <IMAGE>

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen blaubrennenden Ölbrenner mit einer Olzerstäubungsvorrichtung mit Düse, mit einer diese koaxial umgebenden Verbrennungsluftzuführung, mit einem stromab von der Düse der Ölzerstäubungsvorrichtung angeordneten Brennerrohrdeckel mit mindestens einer Öffnung als Durchlaß für zerstäubtes öl und Verbrennungsluft, und mit einem die Düse sowie den Brennerrohrdeckel umgebenden Brennerrohr, dessen Länge ein Mehrfaches seines Innendurchmessers beträgt.The invention relates to a blue-burning oil burner with an oil atomization device with a nozzle, with a combustion air supply coaxially surrounding it, with a burner tube cover arranged downstream of the nozzle of the oil atomization device with at least one opening as a passage for atomized oil and combustion air, and with a burner tube surrounding the nozzle and the burner tube cover, its Length is a multiple of its inner diameter.

Ein derartiger Ölbrenner ist aus der DE-OS 27 00 671 bekannt, der außerdem im Inneren des Brennerrohres ein kleineres koaxiales Mischrohr aufweist. Der Durchmesser des Brennerrohres ist etwa 2 bis 2,5 mal größer als der Durchmesser des Mischrohres, dessen Verhältnis von Länge zu Durchmesser etwa 1 bis 1,5 beträgt. Für den Eintritt von zerstäubtem Öl und Verbrennungsluft in das Brennerrohr ist eine einzige zentrale Mittelöffnung vorgesehen, durch die der Ölnebel in das Mischrohr gesprüht wird. Durch die Verwendung von zwei Rohren ist die Montage aufwendig und die Wartung schwierig.Such an oil burner is known from DE-OS 27 00 671, the also has a smaller coaxial mixing tube inside the burner tube. The diameter of the burner tube is about 2 to 2.5 times larger than the diameter of the mixing tube, the ratio of length to diameter is about 1 to 1.5. For the entry of atomized oil and combustion air into the burner tube is a single central central opening is provided through which the oil mist enters the mixing tube is sprayed. The use of two tubes means that the assembly is complex and difficult to maintain.

Blaubrennende Öl brenner setzen voraus, daß das zur Ver- brennung vorgesehene Öl vollkommen vergast ist, bevor es zur Verbrennung kommt. Der Betrieb eines Ölbrenners mit blauer Flamme hat den Vorteil, daß dieser mit einem extrem geringen Luftüberschuß arbeiten kann, so daß es zu einer nahezu stöchiometrischen Verbrennung kommt.Blue-burning oil burners require that the burning intended oil is completely gasified before it comes to combustion. The operation an oil burner with a blue flame has the advantage that this one with an extremely small excess air can work, so that it is almost stoichiometric Burn is coming.

Da die Verbrennung mit einem sehr geringen Luftüberschuß arbeitet, wird eine sehr heiße Flamme erzielt, die die im Kraftstoff enthaltene Energie optimal ausnutzt und zu einen verbesserten Wärmeübergang führt.Since the combustion works with a very small excess of air, a very hot flame is achieved, which optimally uses the energy contained in the fuel exploits and leads to an improved heat transfer.

Darüberhinaus enthalten die Abgase gegenüber den Abgasen eines optimal eingestellten Ölbrenners mit gelbbrennender Flamme ehr viel weniger Schadstoffe, beispielsweise Ruß, NO oder SO x Es ist Aufgabe der Erfindung, einen blaubrennenden Ölbrenner zu schaffen, der weitgehend mit herkömmlicher apparativer Technologie arbeitet, einfach im Aufbau ist, eine hohe Betriebssicherheit aufweist und eine im höchsten Maße rußfreie Verbrennung bei äußerst niedrigem Ölverbrauch ermöglicht.In addition, the exhaust gases contain one optimal compared to the exhaust gases set oil burner with yellow burning flame or much less pollutants, for example soot, NO or SO x It is the object of the invention to provide a blue-burning To create oil burners, largely using conventional apparatus technology works, is simple in structure, has a high level of operational reliability and a enables soot-free combustion to the highest degree with extremely low oil consumption.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Öl brenner der eingangs erwähnten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß im Brennerrohrdeckel neben der Mittelöffnung Umlenkschlitze vorgesehen sind.To solve this problem, an oil burner of the type mentioned above is used Type, which is characterized in that in the burner tube cover next to the central opening Deflection slots are provided.

Die Verbrennungsluft wird dem erfindungsgemäßen Ö1-brenner durch ein Gebläse zugeführt und strömt mit hoher Geschwindigkeit durch die Mittelöffnung sowie durch die Umlenkschlitze des Rrcnnerrohrdeckels. Dabei entsteht ein konstanter Verbrennungsluftdruck von etwa 8 bis 15 bar, vorzugsweise 10 bar. Teil der Ölzerstäubungsvorrichtung ist außerdem ein Vorwärmer, in dem das Heizöl auf etwa 70 bis 80°C vorgewärmt wird Das vorgewärmte Öl wird unter Druck der Düse zugeführt und dabei unter Bildung eines Nebels durch die Mittelöffnung des Brennerrohrdeckels in das Brennerrohr gesprüht. Über der Mittelöffnung des Brennerrohrdeckels sind zwei Zündelektrodenbohrungen vorgesehen, durch die zwei Zündelektroden in den stromab hinter dem Brennerrohrdeckel liegenden Raum ragen und zur Entzündung des Ölnebels dienen. Das zerstäubte Heizöl reißt die Verbrennungsluft durch die Mittelöffnung, wobei ein Teil der Verbrennungsluft durch die Umlenkschlitze wieder hinter den Erennerrohrdeckel zurückströmt und erneut durch die Mittelöffnung gerissen wird. Diese Zirkulationsströmung erzeugt einen Unterdruck im Sprühkegel des zerstäubten Heizöls, der eine Sidepunktherabsetzung des erwärmten Heizöl zur Folge hat. Die WanJ des Brennerrohres wird im Betrieb außerdem sehr heiß, was zusätzlich ein Verdampfen der Öl tröpfchen mit sich bringt. Die kürzeste Verdampfungszeit wird unabhängig von der Tropfengröße des Heizöls bei einer Wandtemperatur von 200 bis 3500C des Brennerrohres erreicht. Das dabei erhaltene Öl-Luft--Gemisch verbrennt nahezu stöchiometrisch, so daß im Brennerrohr praktisch kein freier Sauerstoff vorhanden ist und es zu keiner Verzunderung bzw. zu einem Verschleiß des Brennerrohres kommt, obgleich dieses im Falle der Verwendung eines Stahlrohres eine helle Rotglut annimmt.The combustion air is the oil burner according to the invention through a Fan is supplied and flows at high speed through the central opening as well through the deflection slots of the inner tube cover. This creates a constant combustion air pressure from about 8 to 15 bar, preferably 10 bar. Is part of the oil atomization device also a preheater, in which the fuel oil is preheated to around 70 to 80 ° C Preheated oil is fed to the nozzle under pressure, thereby forming a Mist sprayed into the burner tube through the central opening of the burner tube cover. There are two ignition electrode holes above the central opening of the burner tube cover provided, through the two ignition electrodes in the downstream behind the burner tube cover protrude lying space and serve to ignite the oil mist. The atomized fuel oil tears the combustion air through the central opening, with some of the combustion air flows back through the deflection slots behind the antenna tube cover and again is torn through the central opening. This circulation flow creates one Negative pressure in the spray cone of the atomized heating oil, which reduces the boiling point of the heated fuel oil. The WanJ of the burner tube is also in operation very hot, which also causes the oil droplets to evaporate. The shortest Evaporation time becomes independent of the droplet size of the heating oil at a wall temperature of 200 reached up to 3500C of the burner tube. The resulting oil-air mixture burns almost stoichiometric, so that there is practically no free oxygen in the burner tube and there is no scaling or wear of the burner tube, although this takes on a bright red glow when a steel pipe is used.

Ein wesentlicher Vor'steil der Erfindung liegt außerdem darin, daß keinerlí-i Hilfsmittel wie Stellmotor oder Hydraulikkolben zum Starten des Brenners benötigt werden.An essential Vor'teil the invention is that keinelí-i aids such as a servomotor or hydraulic piston to start the burner are needed.

Die mit dem erfindungsgemäßen Ölbrenner erzielten Verbrennungsergebnisse sind von einer Güte, die bisher nicht dauerhaft verwirklicht werden konnten. Die C02 Werte sind äußerst hoch, die Abgastemperatur ist sehr niedrig, der Brenner besitzt einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 94% und die Verbrennung erfolgt in höchstem Maße rußfrei. Da eine Rußschicht von 1 mm Dicke im Kessel sich bei ei riem gel bbrenner'den £)l brenner innerhalb von 4 bis 6 Wichen aufbaut und einen Wärmeverlust von 6 % bedeutet, ist es klar, daß mit dem erfindungs- gemäßen blaubrennenden Ölbrenner ein geringerer Ölverbrauch verbunden ist.The combustion results achieved with the oil burner according to the invention are of a quality that could not be realized in the long term up to now. the C02 values are extremely high, the exhaust gas temperature is very low, the burner has a high efficiency of up to 94% and the combustion takes place in the highest Dimensions free of soot. Because a layer of soot 1 mm thick in the boiler burns up in the case of a riem £) l burner builds up within 4 to 6 points and a heat loss of 6% means, it is clear that with the inventive according to blue-burning Oil burner is associated with a lower oil consumption.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen: figur 1 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel; und Figur 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A in Figur 1.The invention is explained in more detail below with reference to figures; They show: FIG. 1 a sectional view through an exemplary embodiment; and figure FIG. 2 is a view in the direction of arrows A-A in FIG.

Figur 1 zeigt einen Brennerkopf für einen blaubrennenden Ölbrenner mit einem Brennerrohr 1, einer Düse 3, mit Zündelektroden 4, mit einer Ionisationselektrode 7 und mit einem Brennerrohrdeckel 10. Weitere Teile des Ölbrenners sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen, da sie dem Fachmann bekannt sind.Figure 1 shows a burner head for a blue-burning oil burner with a burner tube 1, a nozzle 3, with ignition electrodes 4, with an ionization electrode 7 and with a burner tube cover 10. Other parts of the oil burner are for reasons omitted for clarity, since they are known to the person skilled in the art.

Das Brennerrohr 1 hat einen Innendurchmesser D1 zwischen etwa 40 und 120 mm und wird auf einen nicht dargestellten Brennerkopf aufgesteckt. Ein Ende des Brennerrohres 1, und zwar das in der Figur linke Ende, umgibt dabei eine Düse 3 einer 017erstäubungsvorrichtung, die in bekannter Weise im Brennerkopf montiert ist. Die Düse 3 sitzt am Ende eines Ölvorwärmers 5, in dem das Öl auf etwa 70 bis 80°C vorwärmbar ist. Die Halterung des düsenseitigen Endes des Brennerrohres 1 erfolgt durch eine in der Figur mit D3 bezeichnete Muffe.The burner tube 1 has an inner diameter D1 between approximately 40 and 120 mm and is attached to a burner head (not shown). An end of the burner tube 1, namely the end on the left in the figure, surrounds a nozzle 3 an atomizing device which is mounted in the burner head in a known manner is. The nozzle 3 sits at the end of an oil preheater 5, in which the oil to about 70 to 80 ° C can be preheated. the Holder of the nozzle-side end of the burner tube 1 takes place through a sleeve designated in the figure with D3.

In geringem Abstand zur Düse 3 ist im Brennerrohr 1 ein Brennerrohrdeckel 10 eingesetzt, der das Brennerrohr 1 in Form einer radialen Brennerwand bis auf eine Mittelöffnung 2 zwei Umlenkschlitze 8,9, zwei Zündelektrodenbohrungen 4' und eine Ionisationselektrodenbohrung 7' verschließt.A burner tube cover is located in the burner tube 1 at a short distance from the nozzle 3 10 used, the burner tube 1 in the form of a radial burner wall up to a central opening 2, two deflection slots 8, 9, two ignition electrode bores 4 'and an ionization electrode bore 7 'closes off.

In radialem Abstand zur Düse 3 sowie zum Ölvorwärmer 5 sind zwei Zündelektroden 4 angeordnet, die mit ihren Isolierkörpern durch die Zündelektrodenbohrungen 4' des Brennerrohrdeckels 10 in den Flammraum des Brennerrohres 1 ragen und in diesem Raum eine Zündung des Ö1-kegels bewirken. Die Zündelektroden 4 werden auf dem Fachmann geläufige übliche Weise von einem Steuergerät mit der erforderlichen Ztindspannung versorgt.At a radial distance from the nozzle 3 and the oil preheater 5 are two ignition electrodes 4 arranged, which with their insulators through the ignition electrode holes 4 ' of the burner tube cover 10 protrude into the combustion chamber of the burner tube 1 and in this Cause the oil cone to ignite. The ignition electrodes 4 are on the expert common usual way from a control unit with the required ignition voltage provided.

Ebenfalls in radialern Abstand zur Düse 3 sowie zum Vorwärmer 5 ist etwa diametral gegenüberliegend zu den Zündelektroden 4 eine Ionisationselektrode 7 montiert, die durch die Ionisationselektrodenbohrung 7' im Brennerrohrdeckel 10 in den Flammraum des Brennerrohres 1 ragt, um das Arbeiten des Brenners anzuzeigen. Optische Anzeigeneinrichtungen sind für blaubrennende Ölbrenner hingegen wegen der hohen Betriebstemperaturen ungeeignet, da ihre Gehäuse bei diesen Temperaturen schmelzen.It is also at a radial distance from the nozzle 3 and from the preheater 5 an ionization electrode approximately diametrically opposite the ignition electrodes 4 7 mounted through the ionization electrode hole 7 'in the burner tube cover 10 into the combustion chamber of the burner tube 1 juts out to the working of the Display burner. Optical display devices are for blue-burning oil burners on the other hand, unsuitable because of the high operating temperatures, as their housing at these Temperatures are melting.

Figur 2 zeigt eine Ansicht des kreisförmigen Brennerrohrdeckels 10 in Richtung der Pfeile A-A in Figur 1 gesehen. Der Brennerrohrdeckel 10 ist von dem Brennerrohr 1 umgeben, wobei in Figur 2 außerdem die zur Befestigung des Brennerrohres 1 dienende Muffe 12 mit dem Außendurchmesser D3 erkennbar ist. Der Brennerrohrdeckel 10 weist eine konzentrische Mittelöffnung 2 auf, deren Durchmesser D2 etwa 10 bis 35 mm beträgt. Oberhalb der Mittelöffnung 2 sind die beiden Zündelektrodenbohrungen 4' erkennbar. Den Zünde lektroden bohrungen 4' ist etwa diametral gegenüber in der Nähe der Wand des Brennrohres 1 die Ionisationselektrodenbohrung 7' angeordnet.FIG. 2 shows a view of the circular burner tube cover 10 seen in the direction of arrows A-A in FIG. The burner tube cover 10 is from surround the burner tube 1, in addition, in Figure 2, the attachment of the burner tube 1 serving sleeve 12 with the outer diameter D3 can be seen. The burner tube cover 10 has a concentric central opening 2, the diameter D2 of about 10 to 35 mm. Above the central opening 2 are the two ignition electrode bores 4 'recognizable. The ignition electrode holes 4 'is approximately diametrically opposite in the The ionization electrode bore 7 'is arranged near the wall of the combustion tube 1.

Zu beiden Seiten der Mittelöffnung 2 sind die kreisbogenförmigen Umlenkschlitze 8 bzw. 9 erkennbar, deren Länge etwa einem Viertelkreis entspricht. Die Breite der Umlenkschlitze 8 bzw. 9 n radialer Richtung des Brennerrohrdeckels 10 gemessen, t,eträgt etwa 1/3 bis 1/5 des Mi tte Mittelöffnungsdurchrrlessers D2, vorzugswe se 1/4. Der Abstand der Umlenkschlitze 8 bzw. 9 vom Rand der Mittelöffnung 2 entspricht etwa deren Breite.On both sides of the central opening 2 are the circular arc-shaped deflection slots 8 and 9 can be seen, the length of which corresponds approximately to a quarter circle. The width of the Deflection slots 8 or 9 measured in the radial direction of the burner tube cover 10, t, amounts to about 1/3 to 1/5 of the middle middle opening passage D2, preferably se 1/4. The distance between the deflection slots 8 and 9 from the edge of the central opening 2 corresponds approximately to their width.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Ölbrenners wird im folgenden anhand von Figur 1 näher erläutert. Von einem nicht dargestellten Öltank wird das Öl über eine ebenfalls nicht dargestellte Ölpumpe mit Motor durch einen Druckschlauch einem Ende des Vorwärmers 5 zugeführt und in diesem, wie bereits erwähnt, auf etwa 70 bis 80 0C vorgewärmt. Ein elektrisches Magnetventil regelt die Heizölzufuhr zum Ölvorwärmer 5. Ein auf der Motorwelle des Ölpumpenmotors angeordnetes Gebläserad fördert die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge; diese ist mit Hilfe einer Luftklappe verstellbar. Die durch die nicht dargestellte Luftklappe tretende Verbrennungsluft gelangt in den Raum vor dem Brennerrohrdeckel 10. Die Düse 3 ist koaxial bezüglich der Mittelöffnung 2 angeordnet und vorzugsweise in axialer Richtung verschiebbar, um die Luftmenge und den Ölnebeleintritt in das ßrennrohr 1 verände n und damit eine optimale Gemischbildung einstellen zu können.The operation of the oil burner according to the invention is based on the following of Figure 1 explained in more detail. The oil is transferred from an oil tank (not shown) an oil pump, also not shown, with a motor through a pressure hose The end of the preheater 5 is supplied and in this, as already mentioned, to about 70 preheated to 80 0C. An electric solenoid valve regulates the fuel oil supply to the Oil preheater 5. An impeller arranged on the motor shaft of the oil pump motor promotes the amount of air required for combustion; this is with the help of an air damper adjustable. The combustion air passing through the air flap (not shown) enters the space in front of the burner tube cover 10. The nozzle 3 is coaxial with respect to the central opening 2 arranged and preferably displaceable in the axial direction, to change the amount of air and the oil mist entry into the ßrennrohr 1 and thus to be able to set an optimal mixture formation.

Beim Anlaufen des Ölbrenners tritt zunächst die Verbrennungsluft durch dir Mittelöffnung 2 und die Umlenkschlitze 8 bzw. 9 !n das Brennrohr 1, in welchem die Vermischung mit dem von der Düse 3 eingesprühten, er- wärmten Ölnebel erfolgt. Durch den Zündfunken der Zündelektroden 4 wird das Öl-Luft-Gemisch entzündet und der Verbrennungsvorgang begonnen. Im weiteren Verlauf strömt die Verbrennungsluft zusammen mit dem aus der Düse 3 austretenden Ölnebel durch die Mittelöffnung 2 in das Brennerrohr 1, aus dem ein Teil der Verbrennungsluft zusammen mit einem Teil unverbrannten Ölnebels durch die Umlenkschlitze 8 und 9 wieder hinter den Brennerrohrdeckel 10 zurückströmt. Vom Sprühkegel wird diese Verbrennungsluft bzw. der darin enthaltene Ö1-nebelanteil wieder durch die Mittelöffnung 2 in das Brennerrohr 1 gerissen, so daß eine Ringströmung durch die Mittelöffnung 2 und die Umlenkschlitze 8 bzw. 9 entsteht. Diese Ringströmung bewirkt eine Druckabsenkung im Ölsprühkegel, die zu einer Sidepunktabsenkung des fein zerstäubten Heizölnebels zur Folge hat, so daß dieses vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. In diesem Zustand vermischt es sich in hervorragender Weise mit der Verbrennungsluft, so daß im Brennerrohr 1 eine nahezu stöchiometrische Verbrennung erfolgt.When the oil burner starts up, the combustion air first passes through the central opening 2 and the deflection slots 8 and 9! n the combustion tube 1, in which the mixing with the sprayed in from nozzle 3, warmed Oil mist occurs. The oil-air mixture is created by the ignition spark of the ignition electrodes 4 ignited and the combustion process started. The combustion air flows in the further course together with the oil mist emerging from the nozzle 3 through the central opening 2 in the burner tube 1, from which part of the combustion air together with part unburned oil mist through the deflection slots 8 and 9 back behind the burner tube cover 10 flows back. This combustion air or the air it contains is removed from the spray cone Oil mist portion torn again through the central opening 2 in the burner tube 1, see above that an annular flow through the central opening 2 and the deflection slots 8 and 9, respectively arises. This annular flow causes a pressure drop in the oil spray cone, which leads to a side point lowering of the finely atomized fuel oil mist has the consequence, so that this changes from the liquid to the gaseous state. Mixed in this state it is in an excellent way with the combustion air, so that in the burner tube 1 an almost stoichiometric combustion takes place.

Die Überführung des flssige,i Ölnebeis in einen gasförmigen Zustand wird im Betrieb außerdem von der heißen ßrennerrohrwand nterstützt, an der die flüssigen Heizöltröpfchen in kürzester Zeit verdampfen.The conversion of the liquid, oil mist into a gaseous state is also supported during operation by the hot ßrennerrohrwand on which the liquid Fuel oil droplets evaporate in no time.

Der erfindungsgemäße Ölbrenner brennt mit blauer Flamme, so daß kein Verrußen der Kesselwand auch über lange Betriebszeiten zu erwarten ist. Langzeitversuche haben tatsächlich gezeigt, daß keine Rußablagerung an der Kesselwand erfolgt. Dies hat eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Heizanlage gegenüber der bekannten Heizungen zur Folge.The oil burner according to the invention burns with a blue flame, so that no Sooting of the boiler wall is also to be expected over long periods of operation. Long-term trials have actually shown that no soot is deposited on the boiler wall. this has an increase in the efficiency of the heating system compared to the known heating systems result.

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Claims

Blue-burning oil burner Patent claims 1. Blue-burning oil burner with an oil atomization device with a nozzle, - with a coaxially surrounding it Combustion air supply, - with one downstream of the nozzle of the oil atomizing device arranged burner tube cover with at least one opening as a passage for atomized material Oil and combustion air, and - with one surrounding the nozzle and the burner tube cover Burner pipe, the length of which is a multiple of its inner diameter, characterized in that in the burner tube cover (10) next to the central opening (2) Deflection slots (8,9) are provided.

2. Oil burner according to claim 1, characterized in that the deflection slots (8,9) are circular arc-shaped.

3. Oil burner according to claim 1 or 2, characterized in that two Deflection slots (8,9) are provided which are diametrically opposite one another.

4. Oil burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the length of the deflection slots (8,9) is approximately the diameter (D2) of the central opening (2) corresponds.

5. Oil burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the width of the deflection slots (8,9) about 1/5 to 1/3, preferably about 1/4 of the diameter (D2) corresponds to the central opening (2).

6. Oil burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the distance between the deflection slots (8,9) to the edge of the central opening (2) is about Width of the deflection slots (8.9) corresponds.

7. oil burner according to claim 1, d ad u raw qe ketn ei ehnet that in the burner tube cover (10) and the central opening (2) and the limlenkschlitzen (8,9) Ignition electrode holes (4 ') and an ionization electrode hole (7) are provided.