DE3906536C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölbrennerdüse für Heizanla­ gen kleiner Leistung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Eine derartige Ölbrennerdüse, wie sie beispielsweise für Wohn­ häuser zum Einsatz gelangt, ist aus der DE 33 08 153 A1 bekannt. Bei dieser Ölbrennerdüse soll das Tropfen von Öl aus der Düsen­ öffnung vermieden werden, wenn die Förderpumpe der Ölbrennerdüse kein Öl mehr zuführt, jedoch infolge des vorhandenen Restdrucks und insbesondere infolge des durch die Wirkung des Vorwärmers aufgebauten Druckes eine Druckwirkung in Richtung auf die Düsen­ öffnung stattfindet. Hierzu ist an den vom Öl zu durchströmenden Raum ein Ausgleichsgefäß angeschlossen, das das überschüssige Öl bei ansteigendem Druck ohne Öffnung des Düsenelementes aufnimmt.

Eine derartige Lösung ist jedoch in der Praxis ungeeignet, da im Betrieb der Ölbrennerdüse das von der Pumpe zu­ geführte Öl mit einem Druck höher als der Öffnungsdruck der Ölbrennerdüse ansteht und die Förderkapazität der Pumpe deutlich höher als die Spritzkapazität der Düse ist, steht im Düsengehäuse eine große Ölmenge an, von der ein Teil infolge des hohen Drucks in das Ausgleichsgefäß abgeführt und so das Ausgleichsgefäß gefüllt wird. Es ist nicht zu erkennen, auf welche Weise es wieder zu einer Entleerung des Ausgleichsgefäßes kommen kann, so daß dieses Ausgleichsgefäß für die an sich vorgesehene Funktion nicht mehr brauchbar ist.

Andererseits wird bei der gewünschten Funktionsweise der bekann­ ten Ölbrennerdüse sehr schnell die Wirkung des Ausgleichsgefäßes nicht mehr eintreten, weil infolge ansteigenden Drucks bei ge­ schlossenem Düsenelement Öl in das Ausgleichsgefäß abgegeben und dieses allmählich gefüllt wird, bis keine weitere Ölaufnahme mehr möglich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Ölbrennerdüse für Heizanlagen kleiner Leistung dahingehend auszubilden, daß ein Austritt von Öl aus der Düsenöffnung bei unterbrochener Ölzufuhr weitgehend vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Ölbrennerdüse ist eine Ölrückführlei­ tung vorhanden, die über eine Anschlußbohrung mit dem hinter der Vorkammer liegenden, vom Öl zu durchströmenden Raum in Verbin­ dung steht und die in Abhängigkeit von der Stellung der Düsenna­ del geöffnet oder geschlossen ist. Wird daher der Ölbrennerdüse bzw. deren von Öl zu durchströmendem Raum von der Pumpe Öl zu­ geführt, so kommt die Düsennadel in die Öffnungsstellung, und die Anschlußbohrung wird verschlossen, d. h. das zugeführte Öl kann allein über die Düsenöffnung ausgetragen werden, gelangt jedoch nicht durch die Anschlußbohrung in die Ölrückführleitung. Somit wird während des Sprühvorganges kein "sinnloser" Ölkreis­ lauf erzeugt.

Wird demgegenüber der Sprühvorgang unterbrochen und kommt die Düsennadel in die Schließstellung, so wird das Tropfen von Öl aus der Düsenöffnung zuver­ lässig verhindert, weil der im Bereich des vom Öl zu durch­ strömenden Raums entstehende Überdruck (Restdruck und/oder Druckerhöhung infolge Erwärmung) dadurch abgebaut wird, daß das Öl durch die nunmehr geöffnete Anschlußbohrung durch die Ölrück­ führleitung rückgeführt wird.

Es ist bereits eine Ölbrennerdüse bekannt (DE 33 11 603 C2), bei der die Düsenöffnung von einer Düsennadel verschlossen wird, die fest mit einer federaufbeschlagten Kugel verbunden ist. Diese Kugel gibt bei unter hohem Druck anstehenden Öl die Verbindung zu einer Wirbelkammer frei und bewirkt dabei gleichzeitig ein Zurückziehen der Düsennadel und somit ein Öffnen der Düsen­ öffnung. Eine derartige Lösung ist für Ölbrennerdüsen für Heiz­ anlagen kleiner Leistung ungeeignet, da die Düsennadel bei Bewe­ gung in die Schließstellung auf den Randbereich des hinteren Endes der Düsenöffnung aufschlägt. Dies führt wegen der recht hohen Schaltfrequenz im Bereich von 20 bis 150 pro Tag und mehr zu Verformungen im Randbereich der Düsenöffnung, was bei Düsen­ öffnungen mit kleinem Durchmesser eine ausgeprägte und nachtei­ lige Veränderung des Sprühbildes zur Folge hat.

Bei einer anderen bekannten Düse einer Ölverbrennungsanlage (DE-PS 14 01 774 C2) wird die Düsenöffnung zum Verhindern des Nachtropfens über eine mit einem Hilfsventil versehene Leitung mit dem Saugstutzen der vorgesehenen Pumpe verbunden. Bei Unterbrechung des Brenner­ betriebs saugt die auslaufende Pumpe über das geöffnete Hilfs­ ventil das Öl von der Brenndüse ab. Danach ist jedoch ein großer Teil der Düsenleitung mit Luft gefüllt, so daß es zur Schaumbildung kommt, was zu Schwierigkeiten beim Wiederanlauf der Ölbrennerdüse führt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angege­ ben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch im Teil­ schnitt ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figur näher erläutert.

Die dargestellte Ölbrennerdüse hat einen Düsenhalter 1, in den von vorn ein Düsenkörper 2 eingeschraubt ist und der eine seit­ liche Durchgangsbohrung 10 aufweist, an die die Ölzufuhrleitung angeschlossen wird, über die das Öl von einem Magnetventil gesteuert und gegebenenfalls von einem Vorwärmer erhitzt in den Innenraum 11 des Düsenhalters 1 gepreßt wird. Der Düsenkör­ per 2 hat an seinem vorderen Ende eine Düsenöffnung 19, und in eine an das hintere Ende der Düsenöffnung 19 an­ schließende Aussparung im Düsenkörper 2 ist von hinten ein Düseneinsatz eingeschraubt.

Der Düseneinsatz ist dreiteilig ausgebildet und hat ein ein Außengewinde auf­ weisendes hinteres Einsatzteil 3, eine Zwischenplatte 3a und ein Drallschlitze 17 aufweisendes, vorderes Einsatz­ teil 3b. Das Einsatzteil 3b und die Zwischenplatte 3a wurden unter Zwischenschaltung eines abdichtenden Distanz­ ringes 21 in den Düsenkörper 2 eingesetzt, und dann wird das hintere Einsatzteil 3 unter Zwischenschaltung eines abdichtenden Distanzringes 20 zwischen diesem und der Zwischenplatte 3a von hinten in den Düsenkörper 2 ge­ schraubt, so daß Einsatzteil 3b und Zwischenplatte 3a in die Aussparung im Düsenkörper 2 gepreßt werden und die Drallschlitze 17 des Einsatzteils 3b zusammen mit dem Raum 18 zwischen vorderem Ende des Einsatzteils 3b und hinterem Ende der Düsenöffnung 19 die Wirbelkammer bilden. Diese Wirbelkammer ist über einen radial relativ weit außen liegenden, sich durch das Einsatzteil 3b er­ streckenden Zuführkanal 16 mit der durch den Abstand von Einsatzteil 3b und Zwischenplatte 3a gebildeten Zwi­ schenkammer 15 verbunden, in die eine sich durch die Zwischenplatte 3a erstreckende, koaxial zur Düsenöffnung 19 verlaufende Ölzuführbohrung 14 mündet. Das hintere Ende der Ölzuführbohrung 14 steht mit einer Vorkammer 13 in Verbindung, die durch den vom Distanzring 21 festge­ legten Abstand von Zwischenplatte 3a und Einsatzteil 3 gebildet ist und die über eine sich durch das Einsatz­ teil 3 nach hinten erstreckende Durchgangsbohrung 12 mit dem vom Düsenhalter 1 und Düsenkörper 2 gebildeten Raum (Innenraum) 11 verbunden ist.

Nach hinten setzt sich das Einsatzteil 3 des Düsenein­ satzes als koaxial zur Ölzuführbohrung 14 verlaufender Rohrabschnitt 25 fort, dessen hinteres Ende mittels eines O-Ringes 26 dichtend in einer Ölabführbohrung des Düsenhal­ ters 1 gehalten ist. Der Innenraum des Rohrabschnittes 25 ist über eine sich quer durch die Wandung des Rohrab­ schnittes 25 erstreckende Anschlußbohrung 28 mit dem Innenraum 11 verbunden.

In die vom Rohrabschnitt 25 gebildete und sich im Ein­ satzteil 3 nach vorn bis zur Zwischenkammer 13 fortsetzen­ de Innenbohrung ist eine schematisch dargestellte Düsen­ nadel 22 mit kegelförmiger vorderer Spitze eingesetzt, die eine sich nach hinten erstreckende stabförmige Verlän­ gerung 22′ mit verringertem Durchmesser aufweist. Diese Verlängerung 22′ ist von einer Schraubenfeder 23 umgeben, die sich einerseits an einer das vordere Ende der Verlängerung 22′ bildenden Ringschulter und andererseits an einer von hinten in die Innenbohrung des Rohrabschnittes 25 eingeschraubten Scheibe 24 abstützt, durch deren Mittelöffnung sich frei bewegbar die Verlängerung 22′ der Düsennadel 22 erstreckt, zwi­ schen der und der Durchgangsbohrung in der Scheibe 24 ein das Durchfließen von Öl gestattender Freiraum ausgebil­ det ist. Man erkennt, daß durch die Einschraubstellung der Scheibe 24 die Kraft der Feder 23 eingestellt und damit der Anlagedruck des vorderen Endes der Düsennadel 22 am Randbereich des hinteren Endes der Ölzuführbohrung 14 festgelegt werden kann. Wie ferner zu erkennen ist, befindet sich der den größeren Durchmesser aufweisende vordere Abschnitt der Düsennadel 22 in der dargestellten Schließstellung, d.h. in der Stellung, in der die kegelför­ mige Spitze der Düsennadel 22 die Ölzuführbohrung 14 verschließt, im Abstand vor der Anschlußbohrung 28, so daß der hinter dem den größeren Durchmesser aufweisenden Bereich der Düsennadel 22 liegende Teil der Innenbohrung des Rohrabschnittes 25 über die Anschlußbohrung 28 mit dem Innenraum 11 und so mit der Durchgangsbohrung 10 in Verbindung steht.

In das hintere Ende des Rohrabschnittes 25 ist eine Ab­ schlußschraube 27 mit einer konzentrischen Durchgangsboh­ rung eingeschraubt.

Wird in der dargestellten Lage der Düsennadel 22 unter hohem Druck stehendes Öl durch die Bohrung 10 in den Innenraum 11 gepreßt, so tritt dieses Öl durch die Durch­ gangsbohrung 12 in die Vorkammer 13 ein, die durch den Distanzring 20 gegenüber dem Düsenkörper 2 abgedichtet ist, wobei dieser Distanzring 20 sowie auch der weiter vorn liegende Distanzring 21 eine Abdichtung zwischen Düsenein­ satz und Düsenkörper 2 bewirken. Das in der Vorkammer 13 anstehende, unter hohem Druck stehende Öl drückt die Düsennadel 20 gegen den Druck der Feder 23 nach hinten in die Öffnungsstellung, in der einerseits die Vorkammer 13 in Strömungsverbindung mit der Ölzuführbohrung 14 steht und andererseits der den größeren Durchmesser auf­ weisende Abschnitt der Düsennadel 22 die Anschlußbohrung 28 dichtend verschließt. Somit wird in der Öffnungsstel­ lung der Düsennadel 22 das unter Druck stehende Öl von der Vorkammer 13 durch die Ölzuführbohrung 14 in die Zwischenkammer 15 und von dieser durch den Zuführkanal 16 in die Wirbelkammer gepreßt, in der es durch die schräg verlaufenden Drallschlitze 17 hindurch mit Drall versehen in den Raum 18 eintritt, aus dem es durch die Düsenöffnung 19 herausgepreßt und zerstäubt wird.

Wird die Ölzufuhr unterbrochen, sinkt der Öldruck im Innen­ raum 11 und damit auch der auf die kegelförmige Spitze der Dü­ sennadel 22 wirkende Druck ab, und die Düsennadel 22 wird durch die Kraft der Schraubenfeder 23 wieder in die dargestellte Schließstellung verlagert, in der sie die Ölzuführbohrung 14 gegenüber der Vorkammer 13 und damit gegenüber dem Innenraum 11 abdichtet. Der nunmehr im Innenraum 11 noch anstehende Öldruck, der gegebenenfalls durch die kurzzeitig anhaltende Wirkung des Vorwärmers weiter gesteigert wird, wird dann allmählich durch Abfließen von Öl aus dem Innenraum 11 durch die Anschlußboh­ rung 28 und über die vom Rohrabschnitt 25 gebildete Ölrückführlei­ tung abgebaut. Wesentlich ist dabei, daß dieser Restdruck nicht auf die geringen Mengen von Öl wirkt, die in der Wirbelkammer und in der Zwischenkammer 15 sowie der Ölzuführbohrung 14 ver­ blieben sind, da dieser Bereich in der dargestellten Schließ­ stellung der Düsennadel 22 gegenüber diesem Öldruck abgedichtet ist. Es kann daher allenfalls noch ein Teil der äußerst geringen Ölmenge aus der Düsenöffnung austreten, der sich noch im Bereich zwischen Ölzuführbohrung und Düsenöffnung befindet, während das Öl, das sich in der Ölbrennerdüse hinter der Düsennadel 22 befin­ det, sicher zurückgehalten wird, selbst dann, wenn sich der anstehende Druck durch die Wirkung des gegebenenfalls vorhandenen Vorwärmers etwas erhöht.

Claims (3)

1. Ölbrennerdüse für Heizanlagen kleiner Leistung,

• - mit einer Düsenöffnung (19), an deren inneres, hinteres Ende eine Wirbelkammer anschließt, der das zu versprühen­ de Öl unter die Zerstäubung bewirkendem Druck zuführbar ist,
• - mit einer hinter der Wirbelkammer vorgesehenen, mit die­ ser über eine Ölzuführung in Verbindung stehenden Vor­ kammer (13),
• - mit einem Düsenelement, das zwischen einer Schließstel­ lung und einer Öffnungsstellung bewegbar ist und das von einer in Richtung der Schließstellung, in der es die Ölzuführung dichtend verschließt, wirkenden Federkraft beaufschlagt und vom unter Druck stehenden Öl in die Öffnungsstellung bewegbar ist,
• - sowie mit einem hinter der Vorkammer (13) liegenden, vom zugeführten Öl zu durchströmenden Raum (11), mit dem eine Einrichtung zum Öldruckabbau bei in Schließstellung be­ findlichem Düsenelement in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenelement von einer Dü­ sennadel (22) gebildet ist, der als Ölzuführung eine Ölzu­ führbohrung (14) zugeordnet ist, und daß eine die Einrich­ tung zum Öldruckabbau bildende Ölrückführleitung vorgesehen ist, die über eine Anschlußbohrung (28) mit dem zu durch­ strömenden Raum (11) in Verbindung steht, welche in der Schließstellung der Düsennadel (22) geöffnet und in der Öffnungsstellung der Düsennadel (22) dichtend verschlossen ist.

2. Ölbrennerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (22) und die die beaufschlagende Federkraft erzeugende Feder (23) in einem Rohrabschnitt (25) geführt gehalten sind, der einen Teil der Ölrückführleitung bildet, und daß die Anschlußbohrung (28) sich quer durch die Wandung des Rohrabschnittes (25) erstreckt und ihr inneres Ende in der Öffnungsstellung der Düsennadel (22) von dieser ver­ schlossen ist.