DE4415863A1

DE4415863A1 - Ölbrennerdüse

Info

Publication number: DE4415863A1
Application number: DE19944415863
Authority: DE
Inventors: Claude Thiebaud
Original assignee: TECARO AG
Current assignee: TECARO AG
Priority date: 1994-05-05
Filing date: 1994-05-05
Publication date: 1995-11-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für Ölbrenner, die aus einem in eine Brennstoff-Zuführungsleitung aus wechselbar eingesetzten Düsenkörper, in den zentrisch eine mit der Zuführungsleitung verbundene Austrittsöffnung für den Brennstoff eingearbeitet ist, besteht.

Ölbrenner dieser Art sind in einer großen Anzahl unter schiedlicher Ausgestaltungen bekannt. Obwohl hierbei der Brennstoff meist über einen dem Düsenkörper vorge schalteten Filter der Austrittsöffnung zugeführt wird, sind dennoch, insbesondere bei Heizanlagen kleiner Leistungen, Verstopfungen der Austrittsöffnungen und da durch bedingte Betriebsstörungen oftmals unumgänglich. Um eine zufriedenstellende Zerstäubung zu gewährleisten, ist nämlich die durchströmbare Querschnittsfläche der Austrittsöffnung so klein als möglich zu wählen, anderer seits werden mitunter im Öltank befindliche Verunreini gungen von dem Ölstrom mitgenommen, ein Verschluß der Austrittsöffnung ist die Folge. In diesen Fällen ist ein zeit- und kostenaufwendiger Austausch der Ölbrennerdüse unumgänglich.

Des weiteren ist von Nachteil, daß das Öl, um eine aus reichende Zerstäubung zu gewährleisten, vorgeheizt werden muß, dies bedingt einen zusätzlichen Bauaufwand. Ferner wird die in dem Gewinderaum zwischen der Zuführungsleitung und dem Düsenkörper befindliche Luft während des Betriebes des Ölbrenners komprimiert, nach dessen Abschalten expan diert dieses Luftpolster, durch das ein unerwünschtes Nachtropfen der Ölbrennerdüse ausgelöst werden kann. Eine zufriedenstellende Funktionsweise ist somit bei dem bekannten Ölbrennerdüsen oftmals nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Düse für Öl brenner der vorgenannten Gattung in der Weise auszuge stalten, daß nicht nur, und zwar auch bei kleinen Brenner leistungen, gewährleistet ist, daß das zugeführte Öl fein zerstäubt und durch eine Verbesserung der Vermischung mit der Verbrennungsluft die Schadstoffemission dadurch ge senkt wird, sondern auch, daß ohne zusätzlichen Bauaufwand ein Nachtropfen zuverlässig vermieden wird. Vor allem aber soll erreicht werden, daß Verstopfungen der Aus trittsöffnung durch im Ölstrom befindliche Verunreini gungen nahezu ausgeschlossen sind, so daß über einen langen Betriebszeitraum dadurch bedingte Betriebsstörungen nicht in Kauf zu nehmen sind. Der Bauaufwand, mit dem dies ohne Vorheizen des zu zerstäubenden Öles zu bewerkstelligen ist, soll gering gehalten werden, dennoch soll über längere Zeit eine störungsfreie Funktion der Ölbrennerdüse sicher gestellt sein.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Ölbrennerdüse der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Aus trittsöffnung des Düsenkörpers eine Wirbelkammer vorge schaltet ist, daß der Düsenkörper mit einem in diesem angeordneten, die Wirbelkammer auf der der Austrittsöffnung abgewandten Seite begrenzenden zylindrisch ausgebildeten Einsatzstück versehen ist, und daß in das Einsatzstück tangential zu einem Grundkreis verlaufende in die Wirbel kammer mündende und diese mit der Zuführungsleitung ver bindende Ausnehmungen sowie an eine Rücklaufleitung angeschlossene Durchbrechungen eingearbeitet sind.

Zweckmäßig ist es hierbei, die Wirbelkammer in Form eines Kegelstumpfes auszubilden.

Das Einsatzstück kann in einfacher Ausgestaltung in dem Düsenkörper durch ein zentrisch in diesen eingesetztes, vorzugsweise axial verstellbares Druckstück gehalten werden, das auf der der Austrittsöffnung zugekehrten Stirn seite in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet sein sollte, wobei die Ausnehmungen durch in dessen kegelstumpfartige Stirnfläche eingearbeitete in Richtung des Düsenkörpers offene Schlitze gebildet sein können.

Je nach erforderlicher Sprühcharakteristik ist es möglich, die der Wirbelkammer zugekehrte Stirnfläche des Einsatz stückes mit einer in die Wirbelkammer ragenden abgesetzten und kegelförmig ausgebildeten Spitze zu versehen.

Um eine gute Zentrierung des Einsatzstückes zu ermöglichen, sollte dessen dem Druckstück zugekehrte Stirnfläche und/oder die dem Einsatzstück zugekehrte Stirnfläche des Druckstückes konvex gekrümmt oder kegelförmig ausgebildet sein.

Die die Wirbelkammer mit der Rücklaufleitung verbindenden Durchbrechungen des Einsatzstückes können als parallel zu dessen Längsachse in dieses eingearbeitete Bohrungen aus gebildet sein, die je nach erforderlicher Sprühcharak teristik gemeinsam auf einem Grundkreis, vorzugsweise auf dem den Ausnehmungen zugeordneten Grundkreis und jeweils zwischen zwei Ausnehmung oder zentrisch angeordnet sein sollten.

Angebracht ist es ferner, die Querschnittsfläche aller in das Einsatzstück eingearbeiteten Ausnehmungen größer zu bemessen als die Querschnittsfläche der Austritts öffnung.

Ein Nachtropfen der vorschlagsgemäß ausgebildeten Öldüse wird zuverlässig dadurch vermieden, wenn die Summe der Querschnittsflächen aller in das Einsatzstück eingearbei teten mit der Rücklaufleitung verbundenen Durchbrechungen größer bemessen ist als die Querschnittsfläche der Aus trittsöffnung.

Wird des weiteren die Rücklaufleitung mit einem Absperr ventil ausgestattet, kann die Düse auch für Brenner mit zwei Stufen oder zur stufenlosen Regelung verwendet werden, wobei das Verhältnis zwischen dem maximalen Durchfluß bei geschlossener Rücklaufleitung und dem maximalen Durchfluß bei geöffneter Rücklaufleitung bis 5 : 1 betragen kann.

Angezeigt ist es auch, den Düsenkörper mittels einer an seiner der Zuführungsleitung zugekehrten Stirnfläche angearbeiteten Dichtfläche und einer an der Zuführungs leitung vorgesehenen Gegenfläche dichtend an dieser an liegen zu lassen und das Druckstück flüssigkeitsdicht in der Rücklaufleitung zu halten.

Außerdem sollte das Druckstück über ein Außengewinde in dem Düsenkörper axial verstellbar gehalten und mit Durchbrechungen, vorzugsweise in Form von Schlitzen, zur Zuführung des Brennstoffes zu dem Einsatzstück versehen und in die Zuführungsleitung sollte ein Filter eingesetzt sein.

Wird eine Düse für Ölbrenner gemäß der Erfindung ausge bildet, so ist sichergestellt, daß das aus dieser aus strömende Öl sehr fein zerstäubt in die Brennkammer aus tritt und intensiv mit der zugeführten Verbrennungsluft vermischt werden kann und daß Verstopfungen der Austritts öffnung und/oder der Ausnehmungen durch mitgeführte Verunreinigungen nahezu ausgeschlossen sind. Durch die in dem Einsatzstück eingearbeiteten tangential gerichteten Ausnehmungen wird nämlich das diesem zugeführte Öl in einem hohen Maße beschleunigt und tritt mit hoher Geschwin digkeit und mit Drall beaufschlagt in die Wirbelkammer ein, eine äußerst feine Zerstäubung des Öls ist auf diese Weise gewährleistet, so daß eine Vorwärmung und der damit ver bundene Bauaufwand nicht erforderlich ist. Außerdem werden durch die sehr feine Zerstäubung und der dadurch sich er gebenden guten Verbrennung die Schadstoffemissionen redu ziert und die Heizleistung des Brenners erhöht.

Da an die Wirbelkammer nicht nur die Austrittsöffnung, sondern auch die mit der Rücklaufleitung verbundenen Durch brechungen angeschlossen sind, kann über groß bemessene Querschnittsflächen der tangential angeordneten Schlitze eine große Ölmenge der Wirbelkammer zugeführt werden, in dieser wird aber der Druck rasch abgebaut. Die durchström bare Querschnittsfläche der Austrittsöffnung kann demnach im Vergleich zu bekannten Düsen ähnlicher Art verhältnis mäßig groß gewählt werden, ohne daß, bedingt durch den niederen Druck, eine große Ölmenge ausgestoßen wird. Auch dies wirkt sich günstig auf das Betriebsverhalten aus.

Und da die Rücklaufleitung mit Hilfe eines Ventils abge sperrt werden kann, kann die Düse auch für Brenner mit zwei Stufen oder zur stufenlosen Regelung verwendet werden.

Des weiteren ist von Vorteil, daß ein Nachtropfen der Öldüse nach dem Abschalten des Brenners zuverlässig vermieden wird. Durch die im Einsatzstück vorgesehenen an eine Rücklaufleitung angeschlossenen Durchbrechungen kann nämlich nach dem Druckabbau vielmehr ohne Zeitver zögerung das nicht zerstäubte Öl zurückfließen. Auch ist durch die dichtende Anlage des Düsenkörpers an der Zu führungsleitung ausgeschlossen, daß in dem Einschraubge winde ein Luftpolster aufgebaut wird, das ein Nachtropfen auslösen könnte. Durch die vorschlagsgemäß ausgebildete einfache Ausgestaltung einer Ölbrennerdüse wird somit ein störungsfreier Betrieb über einen langen Zeitraum bewerk stelligt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Düse für Ölbrenner darge stellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 die Ölbrennerdüse in einem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1, in einer vergrößerten Wiedergabe und

Fig. 3 die Stirnansicht des in Fig. 2 darge stellten Einsatzstückes, mit einge arbeiteten Ausnehmungen.

Die in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Düse eines Ölbrenners besteht im wesentlichen aus einem in einem Zuführungsrohr 2 eingesetzten Düsenkörper 3, in den eine Austrittsöffnung 4 für den zu zerstäubenden Brennstoff eingearbeitet ist. Der Düsenkörper 3 ist hierbei in dem Zuführungsrohr 2 eingeschraubt, das dazu mit einem Innengewinde 7 und der Düsenkörper 3 mit einem Außengewinde 8 versehen ist. Außerdem liegt der Düsenkör per 3 auf der der Austrittsöffnung 4 gegenüberliegenden Seite mit einer Dichtfläche 22 an einer an der Zuführungs leitung 2 angearbeiteten Gegenfläche 23 dichtend an, so daß ein in der Zuführungsleitung 2 gebildeter Ringkanal 6, in dem der Brennstoff zuströmt, dichtend verschlossen ist.

In den Düsenkörper 3 ist des weiteren auf der der Aus trittsöffnung 4 abgewandten Seite ein Einsatzstück 11 eingesetzt, daß durch ein Druckstück 31 gehalten ist. Dazu ist das Druckstück 31 mittels eines Außengewindes 32 in ein in dem Düsenkörper 3 vorgesehenes Innengewinde 9 eingeschraubt. Um den Durchtritt des in dem Ringkanal 6 zugeführten Brennstoffes zu dem Einsatzstück 11 zu ermöglichen, ist das Druckstück 31 mit mehreren Durch brechungen in Form von Schlitzen 33 versehen, außerdem ist auf diesem vor den Schlitzen 33 ein Filter 37 zur Filtrierung des zuströmenden Brennstoffes angeordnet.

Der Austrittsöffnung 4 des Düsenkörpers 3 ist, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, eine Wirbelkam mer 21 vorgeschaltet, die in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Ferner sind in die der Wirbelkammer 21 zugekehrten Stirnfläche 12 des Einsatzstückes 11 mehrere als nach außen offene Schlitze 14 ausgebildete Ausnehmungen 13 eingearbeitet, die tangential zu einem Grundkreis G verlaufen. Auf diese Weise wird die Ge schwindigkeit des zuströmenden Brennstoffes in einem erheblichen Maße erhöht und dieser tritt, mit Drall beaufschlagt, in die Wirbelkammer 21 ein, eine äußerst feine Zerstäubung durch die Austrittsöffnung 4 und eine gute Verbrennung bei hoher Heizleistung und geringem Schadstoffanfall sind somit gewährleistet. Auch werden durch die hohen Austrittsgeschwindigkeiten des Öls Ver stopfungen der Austrittsöffnung durch mitgeführte Verun reinigungen weitgehend vermieden.

Damit beim Abschalten des Ölbrenners das in der Wirbel kammer 21 befindliche Öl nicht aus dem Düsenkörper 3 heraustropft, sind in das Einsatzstück 11 des weiteren Durchbrechungen 15 eingearbeitet, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Bohrungen 16 ausgebildet und ge meinsam auf dem Grundkreis G jeweils zwischen zwei der Ausnehmungen 13 angeordnet sind. Die Bohrungen 16 münden in eine zentrale Ausnehmung 18 des Einsatzstückes 11, die mit einer in dem Druckstück 31 vorgesehenen Durchgangs bohrung 34 kommuniziert. Die Durchgangsbohrung 34 wiederum ist an eine Rücklaufleitung 5 angeschlossen, in der auch das Druckstück 31 zusätzlich gehalten ist. Außerdem ist zwischen dem Druckstück 31 und der Rücklaufleitung 5 eine Dichtung 36 eingesetzt, der zurückfließende Brenn stoff kann somit nicht unmittelbar in den Ringkanal 6 gelangen.

Und da mit Hilfe eines nicht dargestellten Ventils die Rücklaufleitung 5 verschlossen werden kann, kann die Düse 1 auch für Brenner mit zwei Stufen oder zur stufen losen Regelung verwendet werden.

Um die Verwirbelung des über die Ausnehmungen 13 in die Wirbelkammer 21 einströmenden Brennstoffes zu ver bessern, ist je nach erforderlicher Sprühcharakteristik an der als Kegelstumpf ausgebildeten Stirnfläche 12 des Einsatzstückes 11 eine Spitze 17 angeformt, die in die Wirbelkammer 21 hineinragt. Ferner sind die gegen überliegende Stirnfläche 19 des Einsatzstückes 11 konvex gekrümmt sowie die diesen zugekehrte Stirnfläche 34 des Druckstückes 31 kegelig gestaltet, ein zentrischer Sitz des Einsatzstückes 11 ist dadurch stets gewährleistet.

Claims

1. Düse (1) für Ölbrenner, bestehend aus einem in eine Brennstoff-Zuführungsleitung (2) auswechselbar einge setzten Düsenkörper (3), in den zentrisch eine mit der Zuführungsleitung (2) verbundene Austrittsöffnung (4) für den Brennstoff eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsöffnung (4) des Düsenkörpers (3) eine Wirbelkammer (21) vorgeschaltet ist, daß der Düsenkörper (3) mit einem in diesem angeord neten, die Wirbelkammer (21) auf der der Austrittsöff nung (4) abgewandten Seite begrenzenden zylindrisch ausgebildeten Einsatzstück (11) versehen ist, und daß in das Einsatzstück (11) tangential zu einem Grund kreis (G) verlaufende in die Wirbelkammer (21) mündende und diese mit der Zuführungsleitung (2) verbindende Ausnehmungen (13) sowie an eine Rücklaufleitung (5) angeschlossene Durchbrechungen (15) eingearbeitet sind.

2. Düse für Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (21) in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet ist.

3. Düse für Ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (11) in dem Düsenkörper (3) durch ein zentrisch in diesen eingesetztes, vorzugsweise axial verstellbares Druckstück (31) gehalten ist.

4. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (11) auf der der Austrittsöffnung (4) zugekehrten Stirnseite (12) in Form eines Kegel stumpfes ausgebildet ist.

5. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (13) des Einsatzstückes (11) durch in dessen kegelstumpfartige Stirnfläche (12) eingearbeitete in Richtung des Düsenkörpers (3) offene Schlitze (14) gebildet sind.

6. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wirbelkammer (21) zugekehrte Stirnfläche (12) des Einsatzstückes (11) mit einer in die Wirbel kammer (21) ragenden abgesetzten und kegelförmig aus gebildeten Spitze (17) versehen ist.

7. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druckstück (31) zugekehrte Stirnfläche (19) des Einsatzstückes (11) und/oder die diesen zugekehrte Stirnfläche (35) des Druckstückes (31) konvex gekrümmt oder kegelförmig ausgebildet ist.

8. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wirbelkammer (21) mit der Rücklaufleitung (5) verbindenden Durchbrechungen (15) des Einsatzstückes (11) als parallel zu dessen Längsachse in dieses einge arbeitete Bohrungen (16) ausgebildet sind.

9. Düse für Ölbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (18) gemeinsam auf einem Grundkreis (G), vorzugsweise auf dem den Ausnehmungen (13) zugeord neten Grundkreis (G) und jeweils zwischen zwei Ausneh mungen (13) oder zentrisch angeordnet sind.

10. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche aller in das Einsatzstück (11) eingearbeiteten Ausnehmungen (13) größer bemessen ist als die durchströmbare Querschnittsfläche der Aus trittsöffnung (4).

11. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche aller in das Einsatzstück (11) eingearbeiteten mit der Rücklaufleitung (5) verbun denen Durchbrechungen (15) größer bemessen ist als die Querschnittsfläche der Austrittsöffnung (4).

12. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (5) z. B. mittels eines in diese eingesetzten Ventils absperrbar ist.

13. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (3) mittels einer an seiner der Zuführungsleitung (2) zugekehrten Stirnfläche (22) angearbeiteten Dichtfläche (22) und einer an der Zuführungsleitung (2) vorgesehenen Gegenfläche (23) dichtend an dieser anliegt.

14. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (31) flüssigkeitsdicht (Dichtung 36) in der Rücklaufleitung (5) gehalten ist.

15. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (31) über ein Außengewinde (32) in dem Düsenkörper (3) axial verstellbar gehalten und mit Durchbrechungen, vorzugsweise in Form von Schlitzen (33), zur Zuführung des Brennstoffes zu dem Einsatzstück (11) versehen ist.

16. Düse für Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuführungsleitung (Ringkanal 6) ein Filter (37) eingesetzt ist.