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Zerstäuber für flüssige Brennstoffe, insbesondere für Ölfeuerungen
Die Erfindung erstreckt sich auf Zerstäuber für flüssige Brennstoffe, insbesondere
für Ölfeuerungen, mit einer zentral angeordneten schlitzförmigen Brennstoffdüse,
deren spitzwinklig auslaufende Begrenzungswände von zwei gleich starken und annähernd
parallel zum Brennstoffstrom in Richtung desselben verlaufenden symmetrischen Luftströmen
bespült sind.
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Von den bekannten Einrichtungen dieser Art, deren Schlitzdüsen abgerundete
Austrittskanten besitzen, die leicht zu Tropfenbildungen und Verkrustungen Anlaß
geben. unterscheidet sich der neue Zerstäuber im wesentlichen dadurch, daß die vorzugsweise
regelbar eingerichtete Brennstoffschlitzdüse mit messerartig scharfen Austrittskanten
versehen ist, die innerhalb des diese Düse umgebenden und ihrer Querschnittsform
angepaßten Luftzuführungskanals liegen. Hierdurch wird erreicht, daß die äußeren
Schichten des aus der Schlitzdüse austretenden Brennstoffschleiers durch die umgebenden
symmetrischen und gleich starken Luftströme gleichmäßig abgeschält werden und der
Brennstoff eine besonders weitgehende Zerteilung unter Vermeidung von Wirbel- und
Tropfenbildungen an den Austrittskanten der Düse erfährt. Dabei wird der Flüssigkeitsstrahl
durch die Luftströme ohne Durchkreuzung nur durch äußere Reibung restlos und gleichmäßig
in kleinste Teilchen zerstäubt, und die Regelung des Ausströmquerschnitts der Schlitzdüse
wird zweckmäßig mittels einer von außen einstellbaren, auf ihrer ganzen Länge gleich
dicken Blechzunge bewirkt, die bis über die Düsenöffnung hinaus vorbewegbar und
gegebenenfalls an ihrer Vorderkante zwecks Einstellung der Öffnungsbreite schräg
abgeschnitten ist. Diese Blechzunge ist dann gleichzeitig zum Reinigen der Düse
verwendbar.
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Die Zerstäubung des Brennstoffs kann noch dadurch gefördert werden,
daß der die Schlitzdüse umgebende Luftzuführungskanal mit mehreren stufenartig übereinandergeschobenen
und nach der Mündung zu sich trichterartig verengenden Ausströmdüsen mit messerartig
scharfen Austrittskanten ausgestattet wird, wodurch die aus dem Gemisch etwa durch
Kohäsion ausgeschiedenen Brennstofftröpfchen wieder zerteilt werden. Sollen im übrigen
besonders große Brennstoffmengen zerstäubt werden, so empfiehlt es sich, die mit
messerartig scharfen Austrittskanten versehene Schlitzdüse ringförmig auszubilden
und zwischen zwei gleichachsig zueinander liegenden Luftzuführungskanälen anzuordnen.
In
der Zeichnung sind zwei Ausfiihrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i und a je einen Längs- und einen Ouerschnitt durch einen Zerstäuber
mit flacher Schlitzdüse und Abb. 3 einen Längsschnitt durch einen Zerstäuber mit
ringförmiger Schlitzdüse.
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Der Zerstäuber nach Abb. i besitzt einen Düsenkörper i mit einem kreisrunden
Flüssigkeitseinlaß 2 von großem Durchmesser. Dieser Düsenkörper ist nach der Düse
3 hin rechtwinklig abgebogen und geht allmählich in einen schmalen flachen Düsenschlitz
-1 über, dessen Mündung an beiden Seiten von messerartig scharfen Schneiden 5 begrenzt
ist. Innerhalb des Düsenkörpers ist ein von Hand regelbares Nadelventil 6 vorgesehen,
dessen Spindel durch eine Stopfbüchse 7 nach außen geführt ist und dessen Nadel
aus einer Blechzunge 8 besteht, die mit ihrem vorderen Ende bis über die Mündung
der Düsenöffnung 4. hinaus vorbewegbar ist. Die vordere Kante der Zunge8 ist gegebenenfalls
schräg abgeschnitten, um die Breite der Düsenöffnung durch Verstellen des Nadelventils
regeln zu können. Durch vollständiges Schließen des Nadelventils wird gleichzeitig
die Düse von Schmutzansätzen gereinigt.
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Der Düsenkörper i ist von einem Luftzuführungskanal9 umgeben, der
insbesondere in der Nähe des Schlitzes .I derart der Querschnittsform der Düse 3
angepaßt ist, daß die -zugeführte Luft in zwei gleich starke und annähernd parallel
zum Brennstoffstrom verlaufende symmetrische Ströme unterteilt wird, die die äußeren
Schichten des Brennstoffschleiers, ohne denselben zu durchkreuzen, gleichmäßig abschälen.
Die Mündung io des l,uftzuführungskanals 9 ist durch stufenartig übereinandergeschobene
Leitflächen i i, deren Austrittskanten 12 ebenfalls spitzwinklig und scharfkantig
ausgebildet sind, in mehrere Kanäle 13, 14, 15 unterteilt. Dabei sind die Seitenflächen
der Leitflächen ii nach der Düsetunitte zu derart ausgebildet, daß sie in ihrer
Gesamtheit eine Mischdüsenöffnung 16 in Form einer Venturidüse bilden.
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Der Luftzuführungskanal9 wird zweck-»liißig durch ein (nicht gezeichnetes)
Gebläse gespeist, welches all der Düsenmündung io, i( i eine sehr hohe Luftgeschwindigkeit
erzeugt, während das Öl ohne Druck oder mir finit gerillgein Druck etwa von einem
Hochheluilter der Düsenmündung 4. zugeführt wird, so (laß (las austretend<> Ölband
infolge des grollen hilterschiedes zwischen der Luft- und der Ölgeschlvindigiceit
sofort in feinste Teilchen zerstäubt wird. Die Messerschneiden 5 verliin(lern dabei
ein Ansetzen größerer hlüssigkeitstropten Infolge v011 Adhäsion. Durch die annähernd
parallele Führung der Luft-und Flüssigkeitsstrahlen sind gleichzeitig Wirbelbildungen
und damit eine Wiedervereinigung bereits zerstäubter Flüssigkeitsteilchen infolge
von Kohäsion ausgeschlossen. Die Luftzuführung durch die Düsenkanäle 14, i; verhindert
außerdem ein Ansetzen von Flüssigkeitströpfchen an den Wandungen der Düsenöffnung
16, so daß sich der Gemischstrahl in dieser Öffnung 16 vollkommen gleichmäßig ausbreiten
kann.
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In einigem Abstande von der Düsenöffnung 16 ist eine feuerfest ausgekleidete
Brenn(lüse i j angeordnet, deren Öffnung sich allmählich erweitert. Am Eingang 18
der Düse 17 sind nach der Düsenmitte hin bewegbare Schieber i9 vorgesehen, durch
die die Größe der Düsenöffnung 18 geregelt werden kann. Statt der Schieber#kann
auch beispielsweise eine Schließvorrichtung nach Art einer Irisblende vorgesehen
sein..
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Die Luftgeschwindigkeit in den Kanälen 9, io und 16 wird so groß gewählt,
daß die Geschwindigkeit des Brenngemischs im Eingang i8 der Brenndüse 17 größer
als die Zündgeschwindigkeit des Brenngemischs ist und demzufolge die Flamme erst
in einiger Entfernung vom Düseneingang i8 innerhalb der Düse 17 entstellt. Das in
den Düseneingang i8 einströmendeBrenngemisch saugt aus der Umgebung ruhende Luft
an und reißt sie mit in die Brenndüse 17, i8 hinein. Hierdurch wird die Geschwindigkeit
des Gemischstrahls innerhalb der Brenndüse 17 schnell bis unter die Zündgeschwindigkeit
herabgesetzt und damit die Flammenbildung innerhalb der Brenndüse 17 sichergestellt.
Die Flamme erscheint dabei frei schwebend in der Mitte der Brenndüse, so daß Koksansätze
an deren Wandungen verhindert werden. Der größte Teil der Verbrennungsluft wird
erst hinter der Brenndüse der Feuerbuchse als Drittluft zugeführt. Da der Hauptteil
der Verbrennungsluft, und zwar etwa neun Zehntel, als Zweitluft und Drittluft zwischen
den Düsen 16 und 17 vorn Gemischstrahl mitgerissen bzw. in die Feuerbuchse durch
den Schornsteinzug eingesaugt wird, brauchen dein Luftzuführun-skanal 9, io nur
geringe Luftmengen zugeführt zu werden, so daß zur Erzeugun- der hohen Geschwindigkeit
dieser LuftmengellureillegeringeLeistung ilötig ist.
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Der dargestellte "Zerstäuber eignet sich insbesondere für Kesselfeuerungen
für Kraft-und Iieizungszweclce. Er ist aber auch unter l-' ortlassung der Brenndüse
zur uninittelbarlni Einspritzung von Schwerölen in die 7yliii(ler voll i3rennl;r;tftliiascllitlen
benutzbar, wobei die angewandten Drücke für Brcunöl und Zerstä uberluft den Verdichtungsdruck
mir wellig zu überschreiten brauchen. Der Zertäuber
ist weiter
zum Zerstäuben leichtflüsiger, aber schwer zündbarer öle, wie z. B. 'etroleum, mit
Vorteil verwendbar, und zwar nter anderem auch als Vergaser für 'logren. Dabei muß
in allen Fällen die Gechwindigkeit der Zerstäuberluft um ein eichliches Maß größer
sein als die Geschwiniigkeit der Flüssigkeit in der Düse.
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Abb.3 zeigt einen Zerstäuber für große #ustrittskanten .eistungen,
dessen 22 mit versehene messerartig SChlitZdilSe scharfen 21 ingförmig ausgebildet
ist und zwischen zwei ;leichachsig zueinander angeordneten Luftzuührungskanälen
23 und 2:4 liegt. Leitkörper !5, 2G aus feuerfestem Stoff bilden unmittel-)ar vor
dem Düsenschlitz 21 eine ringförmige. tllmählich sich erweiternde Brenndüse. Diese
)iise kann ebenso wie die Düse nach Abb. i nit Zweitluftzuführung und Regelschiebern
)der irisblendenartiger Regelvorrichtung aus-;ebildet sein.