DE655055C - Druckzerstaeuber, insbesondere fuer OElfeuerungen - Google Patents

Druckzerstaeuber, insbesondere fuer OElfeuerungen

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DE655055C
DE655055C DEH134443D DEH0134443D DE655055C DE 655055 C DE655055 C DE 655055C DE H134443 D DEH134443 D DE H134443D DE H0134443 D DEH0134443 D DE H0134443D DE 655055 C DE655055 C DE 655055C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space

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Description

  • Druckzerstäuber, insbesondere für Ölfeuerungen Die Erfindung erstreckt sich auf Druckzerstäuber, und zwar insbesondere auf solche für ölfeuerungen, bei welchen die zu zerstäubende Flüssigkeit dem Vorraum der Austrittsöffnung durch gewindeförmige Kanäle mit in der Strömungsrichtung abnehmendem Querschnitt zugeführt und hierdurch inDrehbewegung versetzt wird.
  • Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art werden die in der Strömungsrichtung des Öles sich verengenden Gewindekanäle entweder mit Hilfe einer in einem üblichen Muttergewinde verdrehbaren Schraubenspindel, die mit in der Strömungsrichtung zunehmendem Durchmesser oder zunehmender Gewi#degangbreite versehen ist, gebildet, oder sie bestehen aus außen auf einer Kegelfläche angebrachten sich verjüngenden Nuten, deren Abdichtung zu Kanälen durch eine entsprechendgestalteteKegelinnenflächeerfolgt. Diese Ausbildung bringt es mit-sich, daß eine Regelung desAustrittsquerschnitts der einzelnen Gewindekanäle überhaupt nicht oder, wie im ersterwähnten Fall, nur durch Verdrehung der verwendeten Schraubenspindel erzielbar ist. Ebenso ist auch bei ähnlichen bekannten Zerstäubern, die mit einem zylindrischen, flachgängigen Innengewinde in einer kegeligen Bohrung und einer mit diesem Gewinde zusammenwirkenden Schraubenspindel versehen sind, eine Regelung nur durch Verdrehen der Schraubenspindel möglich. Um dies zu vermeiden und gleichzeitig eine stoßfreie Führung der Flüssigkeit bzw. des Öles von seinem Austritt aus den Gewindekanälen bis zur Zerstäuberaustrittsöffnung zu gewährleisten, werden bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden neuen Zerstäuber die einzelnen gewindeförmigen Kanäle durch ein in der -_Strömungsrichtung zusammenlaufendes, vorzugsweise mehrgängig ausgebildetes Kegelinnengewinde gebildet, das in einer zylindrischen Bohrung angebracht ist, die sich in der Strömungsrichtung unmittelbar in eine sich in dieser Richtung verjüngende und in die Austrittsöffnung übergehende Kegelbohrung fortsetzt und einen die Kegelinnengewindegänge zu Kanälen abdichtenden axial einstellbaren Zylinderkörper enthält. Hierdurch wird nämlich erreicht, daß die Austrittsöffnungen der Gewindekanäle lediglich durch einfache axiale Verschiebung des Ab- dichtungskörpers statt durch Drehung einer Gewindespindel in einer Gewindemutter verändert und dem jeweiligen Bedarf entsprechend in einfacher Weise sowohl von Hand als auch selbsttätig eingestelltwerden können. Da hierbei im übrigen kurze, sich stark verjüngende gewindeförmige Kanäle zur Verwendung gelangen können, ist eine weitgehende Veränderung der wirksamen Austrittsöffnung schon durch geringe axialeVerschiebungen des Abdichtungskörpers erzielbar. Außerdem wird ein stoßfreier allmählicher Eintritt der a-us den Gewindekanälen austretenden Flüssigkeitsstrahlen vom Umfang her in die im Vorraum der Austrittsöffnung befindliche Flüssigkeits- bzw. - Öl- masse und daher ein guter Wirkungsgrad des AntriebesdieserMasse zu schnellsterDr#hung erreicht. Diese Drehbewegung der Flüssigkeit erfährt durch Zusammenziehung der ringförmigen, sich drehenden Flüssigkeitsmasse auf einen verkleinerten Austrittsdurchmesser noch eine Beschleunigung, so daß eine außerordentlich hohe Austrittsdrehzahl und damit eine besonders feine Zerstäubung auch schwerflüssiger Heizöle mit einem sehr großen Öffnungswinkel des Zerstäubungskegels erzielbar ist.
  • Um mit möglichst geringer axialer Verstellung des zylindrischenAbdichtungskörpers eine möglichst große Veränderung der Austrittsquers-chnitte aus den Kegelinnengewindenuten zu erzielen, was für die selbsttätige Durchsatzregelung von besonderer Wichtigkeit ist, wird der Kegelinnengewindenut erfindungsgemäß ein sich in radialer Richtung nach innen erweiternder Nutquerschnitt gegeben, insbesondere ein Dreiecksquerschnitt mit einem Spitzenwinkel von etwa 90'. Da bei einer solchen Ausbildung der Kegelinnengewindenut die Gewindegänge sich bereits nach einigen Windungen zu überschneiden beginnen, wird ferner erfindungsgemäß vorgesehen, daß die zylindrische Bohrung, in der das Kegelinnengewinde angebracht ist, entgegengesetzt zur Strömungsrichtung derFlüssigkeit und vor Beginn einer gegenseitigen Überschneidung der Innengewindegänge in eine erweiterte Vorkammer übergeht.
  • Um den Zerstäubungskegelwinkel auch bei verschiedenen Durchsatzmengen willkürlich beherrschen zu können, empfiehlt es sich, den axial einstellbarenzylindrischenAbdichtungskörper mit einer durch die Austrittsöffnung des Zerstäubers ragenden an sich bekannten Verlängerungsspitze zu versehen, die in der Austrittsöffnun- eine Beschleunigung der Flüssigkeit hervorruft, und diese Spitze so zu formen, daß bei axialer Verschiebung des Abdichtungskörpers jeder Veränderung der Austrittsöffnung der Kegelinnengewindenut eine entsprechende Veränderung des von der Führungsspitze freigegebenen ringförrnigen Querschnitts der Zerstäuberaustrittsöffnung zugeordnet wird.
  • Durch die genannten Maßnahmen werden die Voraussetzungen für eine einfache selbsttätige Regelbarkeit des Zerstäubers geschaffen. Denn der axial verschiebbare Abdichtungskörper kann ohne Schwierigkeit mit einer an sich bekannten, vom Druck der zufließend-en Flüssigkeit belasteten Membran o. dgl. derart verbunden werden, daß er bei Änderungen des Flüssigkeitsdruckes in axialer Richtung verstellt wird und hierbei je nach der Höhe dieses Druckes selbsttätig diesem zu-eordnete verschieden große Austrittsquer-23 schnitte des Zerstäubers freigibt. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, beliebig viele Ölbrenner oder sonstige Zerstäuber lediglich durch Veränderung des Flüssigkeitsdruckes zentral zu regeln, wobei die Flüssigkeitsaustrittsquerschnitte und damit die Durchsatzmengen, beispielsweise durch entsprechende Anordnung und» Bemessung der verwendeten Membranen, in beliebig wählbarer Weise dem Flüssigkeitsdruck zugeordnet werden können. Dabei ist infolge der großen Durchsatzänderungen des neuen Zerstäubers bei geringen axialen Verschiebungen des zylindrischenAbdichtungskörpers ein sehr großerRegelbereich erzielbar. Infolgedessen ergibt sich die Notwendigkeit, auch eine der jeweiligen Ölzufuhr entsprechende weitgehende Regelung der Luftzufuhr vorzusehen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Zerstäuber in eine zur Zuführung der Verbrennungsluft dienende, an eine Druckluftleitung angeschlossene Düse eingebaut ist, deren Auslaßquerschnitt in der gleichen Weise wie der Öffnungsquerschnitt des Zerstäubers selbsttätig in Abhängigkeit vom Öldruck bzw. in Abhängigkeit von dem diesem Druck durch eine selbsttätige Regeleinrichtung zugeordrieten Luftdruck verändert, d. h. bei steigendem Öldurchsatz und dementsprechend zunehmendemLuftdurchsatz vergrößert undumgekehrt bei abnehmendem öl- und Luftdurchsatz verkleinert wird.
  • Da die selbsttätige Durchsatzregelung und die günstige Wirkungsweise des neuen Zerstäubers bei Verstopfung der Austrittsöffnungen durch Fremdkörper, welcher, Übelstand bei Ölbrennern bekanntlich häufig auftritt, hinfällig werden würde, empfiehlt es sich, eine selbsttätige Selbstreinigung des Zerstäubers vorzusehen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß in der Flüssigkditszuleitung zum Zerstäuber, und zwar in der Strömungsrichtung vor derjenigen Stelle, von deren Druck die den zylindrischen Abdichtungskörper anhebende Membran o. dgl. beeinflußt wird, eine Drosselstelle angeordnet. Im Falle der Verstopfung einer oder mehrerer der Ge--windenuten oder -auch der Zerstäuberaustrittsöffnung nimmt infolge des dadurch verringerten Durchsatzes der Druckabfall in der Drosselstelle ab, der Druck hinter ihr also zu, wodurch die Membrane oder dergleichen veranlaßt wird, den gleichzeitig als Düsennadel dienenden zylindrischen Abdichtungskörper höher anzuheben. Infolge der hierdurch beel wirkten Vergrößerung der einzelnen Austrittsöffnungen werden die Fremdkörper aus den Gewindennten bzw. aus dem Zerstäuber ausgestoßen. Unmittelbar nach dem Ausstoßen der Fremdkörper kehrt die Düsennadel infolge des wieder zunehmenden Durchsatzes und Druckabfalles in der Drosselstelle und des dadurch verminderten Druckes auf die Membrane o. dgl. wieder in ihre ursprüngliche Lage zurück.
  • In der Zeichnung ist in den Abb. 1, .2 und 3 ein Ausführungsbeispiel eines Zerstäubers nach der Erfindung und in Abb. 4 ein Ausführungsbeispiel einer mit einem solchen Zerstäuber ausgerüsteten ölfeuerung dargestellt. Dabei zeigen die Abb.:2 und 3 den vordersten Teil des Zerstäubers nach Abb. i in größerem Maßstabe.
  • Der dargestellte Zerstäuber besitzt eine Flüssigkeits-, z. B. eine Heizölzuleitung 14, die einen durch eine Verengung gebildeten Strömungswiderstand 15 enthält. DieLeitung 14 mündet in ein Gehäuse 16, in welches ein Rohr 17 eingeschraubt ist. Durch mehr oder weniger weites Hineinschrauben kann die aus dem Gehäuse 16 herausstehende Länge des Rohres 17 verändert werden. Durch eine Stopfbüchse 18 mitPackung ig wird dasRohr 17 gegen das Gehäuse 16 abgedichtet. Das Rohr 17 endet in ein Verschraubungsstück2,0, das den Zerstäuberkopf 21 trägt. Der Zerstäuberkopf 21 enthält eine axialezylindrische Bohrung 22, in die ein in der Ölströmungsrichtung zusammenlaufendes zweigängiges kegeliges Innengewinde 23 mit dreieckigem Nutquerschnitt, dessen Spitzenwinkel etwa go 1 beträgt, eingeschnitten ist. Bevor die Gewindegänge sich zu überschneiden beginnen, erweitert sich die Bohrung22- zu einem Vorraum 2,4- In die Bohrung 2,2 ist ein axial verschiebbarer zylindrischer Abdichtungskörper:25 eingepaßt, der sich vorn kegelig verjüngt und eine Spitze:26 trägt, deren Längsschnitt elliptische Form hat. Auf den Zerstäuberkopf 21 ist mittels einer Ringmutter2,7 eine Düsenplatte 28 aufgeschraubt, die einerseits mit Außengewinde in die Ringmutter 27 eingreift, andererseits mittels einer zylindrischen Kante 29 auf dem Zerstäuberkopf 21 geführt ist und auf der Fläche 30 gegen den Zerstäuberkopf ?-i abdichtet. Die Düsenplatte 28 enthält die sich kegelig verjüngende Fortsetzung der zylindrischen Bohrung 22. Diese Kegelfläche 31 endigt in der Düsenaustrittsöffnung 32. Einige Anbohrtingen 33 gestatten, die Düsenplatte:28 gegen den Zerstäuberkopf 2,1 und die Ringmutter 2,7 festztiziehen. In den Zerstäuberkopf ?m isteine Zwischenwand 34 eingesetzt, die eine der Bohrung 22 entsprechende Führungsbohrung 35 und mehrere Durchtrittsöffnungen 36 für das Heizöl enthält. Der Abdichtungskörper -95 setzt sich rückwärts in eine Stange 37 fort. Ein mit ihm verbundener Anschlagbund 38, der sich gegen die Zwischenwand 34 legt, begrenzt die axiale Verschiebbarkeit des Abdichtungskörpers 25 in der Strömungsrichtung des Heizöles. Die Stange 37 ist an einer Membran 39 befestigt, die in dem Gehäuse 16 eingespannt ist und den mit Öl gefüllten Raum entgegengesetzt zur Strömungsridhtung abschließt. jenseits der Membran 39 bildet eine Stange40 die Fortsetzung der Stange 37. In*das Gehäuse 16 ist ein zweites Gehäuse 41 eingeschraubt, das eine Membrane 42 enthält, durch die die Stange 4o hindurchgeführt ist. Durch mehr oder weniger weites Hineinschrauben des Gehäuses 41 in das Gehäuse 16 kann der Abstand der beiden Membranen 39 und 4.2 verändert werden. Eine auf der Membran 42 befestigte ringförmige Verstärkung 43 legt sich gegen einen Anschlagring 44 der Stange 40, falls der Abstand der Membranen 39 und 42 vermindert wird. Die Membran 39 erhält auf dieseWeise eine einstellbareVorspannung durch die Membrane 42. Durch eine auf das Gehäuse41 aufgesdhraubteUberwurfmutter45 mit Handgriffen 46, die sich beim Niederschrauben gegen einen auf der Stange4o befestigten Anschlagring 47 legt, kann das Gestänge 40, 37, 25 unabhängig von der Spannung der Membranen 39 und 42 nach unten bewegt werden. Dabei kann mittels einer auf die Stange40 geschraubten Mutter48 mit Handgriff 49 das Gestänge 40, 37, 25 in einer bestimmten Stellung festgestellt werden. Durch Anziehen der gleichen Mutter 48 kann außerdem das Gestänge 40, 37, 25 aber auch unabhängig von der Spannung der Menibranen 39 und 42 angehoben werden. 50 ist eine auf der Stange 4o angebrachte Dämpfungsscheibe.
  • Die Wirkungsweise des dargestellten Zerstäubers ist folgende: Das Heizöl strömt durch die Leitung 14, den Strömungswiderstand 15, das Gehäuse 16,. die Leitung 17 und die Bohrungen 36 in den Vorraum:24. Von hier tritt es in die Kegelinnengewindegänge:23 ein und wird infolge des in der Strömungsrichtung. stark abnehmenden Querschnitts der Gewindenuten auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Am Ende des zylindrischenAbdichtungskörpers:25 beginnt das Öl die Gewindenuten 2,3 zu verlassen und tritt tangential in den Vorraum der Düsenaustrittsöffnung 32 über, der von der zylindrischen Bohrung 22-, der Kegelbohrung 3 1, der kegeligen Fortsetzung 2 5' des AbdichtungskörperS 25 und der Spitze 26 gebildet wird. Die'in diesem Vorraum befindliche Olmenge wird durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Öls aus der Gewindenut und infolge der guten Führung der Ölstrahlen in sehr schnelle Umdrehung versetzt. Nach der Düsenaustrittsöffnung 32 hin nimmt die Drehgeschwindigkeit noch zu, so daß beim Austritt des Öles aus dieser öffnung eine weitgehende Ölzerteilung erreicht wird. Da infolge des hierbei entwickelten zentrifugalen Druckes in Verbindung mit der hohen Strömungsgeschwindigkeit die Kegelfläche 3 1 stark beansprucht wird, ist sie in der abnehmbaren, aus besonders widerstandfähigem Stahl hergestellteh Düsenplatte 28 untergebracht.
  • Die Befestigung der Düsenplatte 28 mittels der Ringmutter 27 ergibt neben leichter Befestigung und Abnahme und einfacher Form der Düsenplatte den Vorteil, daß kein Teil der Bef estigung über die Vorderfläche 2,8" der Düsenplatte:28 hinausragt, so daß auch bei sehr flachem Strenkegel der zerstäubten Flüssigkeit die Flüssigkeitsteilchen ungehindert nach außen fliegen können. je nach der axialen Stellung des Abdichtungskörpers:25 wird ein kleinerer oder größerer Austrittsquerschnitt aus den Gewindenuten 23 und ein kleinerer oder größerer Ringquerschnitt der Austrittsöffnung 32 oder diese ganze Öffnung freigegeben. Die Abmessungen der ellipsoidischen Spitze:26 sind hierbei so gewählt, daß bei Verschiebung des Abdichtungskörpers 25 in der Strömungsrichtung die Austrittsquerschnitte aus den Kegelinnengewindenuten schneller abnehmen als der freie Austrittsquerschnitt der Öffnung 32. Auf diese Weise werden die bei abnehmenden Querschnitten schneller zunehmenden Reibungsverluste der Drehbewegung gegenüber denen der axialen Austrittsbewegung ausgeglichen, und dieFeinheit der Zerstäubung sowie der Zerstäubungskegelwirikel bleiben in einem sehr weiten Bereich praktisch unverändert. Die Kegelfläche 25' gleicht der Kegelfläche31, so daß durch denAbdichtungskörper25 dieAustrittsöffniing ganz abgeschlossen werden kann. Zweckmäßig ist es jedoch in vielen Fällen, den Bund 38 so anzuordnen, daß eine geringe Mindestöffnung der Gewindenuten 23 und der Austrittsöffnung 32 offen bleibt. Denn zwischen dieser Mindestöffnung und völligemAbschluß der Öffnungen wird infolge starker Zunahme der Wandreibung die Zerstäubung beeinträchtigt.
  • Der Druck der Flüssigkeit im Gehäuse 16 biegt die Membran 39 mehr oder weniger weit nach oben durch und hebt infolgedessen das Gestänge40, 37, 25 an. Durch Verkürzung der freien Länge des Rohres 17 mittels der Verschraubung 16" kann der Membran 39 eine einstellbare Vorspannung gegeben werden, so daß sie schon dann nach oben durchgebogen ist, wenn der Bund 38 noch gegen die Zwischenwand 34 anliegt. Das Gestänge 37, 25 wird in diesem Falle erst dann angehoben, wenn der Flüssigkeitgdruck im Gehäuse 16 einen bestimmten Wert übersteigt. Da eine Veränderung der freien Länge des Rohrs 17 während des Betriebes des Zerstäubers nicht möglich ist, wird der Membran 39 auf diesem Wege -zweckmäßig nur eine geringe Vorspannung gegeben, die restliche Vorspannung dagegen durch die zweite Membran 42 bewirkt. je weiter das Gehäuse 41 in das Gehäuse 16 hineingeschraubt wird, um so weiter ist schon bei der tiefsten Stellung des Gestänges 40, 37, :25 die Membran 42 nach oben durchgebogen und um so höher ist der zunr- Anheben des Gestänges 40, 37, :25 erforderliche Flüssigkeitsdruck im Gehäuse 16. Durch Änderung der Vorspannung und Wahl der Steifigkeit sowie der Durchmesser der Membranen 39 und 42 läßt sich jede gewünschte Abhängigkeit des zerstäubten Flüssigkeitsstromes vom Flüssigkeitsdruck einstellen. Erhält dieMembran,42 z. B. einen größeren Durchmesser als dieMembran 39 und wird sie auf ihrer oberen Seite vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt, so werden bei steigendem Flüssigkeitsdruck beide Membranen nach unten durchgebogen und die Austrittsöffnungen verkleinert. Wird der Membran 42, umgekehrt ein kleinerer Durchmesser als der Membran39 gegeben und wird sie auf ihrer oberen Seite vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt, so werden beide Membranen nur von einem Bruchteil der vom Flüssigkeitsdruck auf die Membran 39 ausgeübtenKraft nach oben durchgebogen, und es können infolgedessen weichere Meinbranen verwendet werden, als dies bei Ausstattung des Zerstäubers mit einer einzigen Membran39 möglich ist. An die Stelle der Membran 42 kann unterUmständen auch eine Spiralfeder eine Gewichtsbelastung o. - dgl. treten. Mi# Hilfe der -Überwurfmutter 45 und der Mutter 48 kann im übrigen das Gestänge 40, 37, 25 unabhängig vom Flüssigkeitsdruck gesenkt und gehoben oder in einer bestimmten Stellung festgehalten werden.
  • Die Verengung 15 in der Zuleitung 1,4 hat folgende Wirkung: Durch die Verengung 15 wird ein Druckabfall der - strömenden Flüssigkeit hervorgerufen. Wenn nun durch irgendwelche in der Flüssigkeit enthaltene Fremdkörper die Gewindenut 23 oder der Ringspalt der Austrittsöffnung 32 verstopft werden sollte, verringert sich der Flüssigkeitsstroin durch die Verengung 15 und gleichzeitig, der Druckabfall. Der Druck im Gehäuse 16 steigt, die Membran 39 mit dem Gestänge 37, :25 wird angehoben, die Austrittsquerschnitte aus den Gewindenuten:23 und der Ringspalt der Öff- nung 3:2 werden vergrößert und die Fremdkörper werden durch die. vergrößerten Öffnungeh und durch den vorübergehend sich verstärkenden Flüssigkeitsstrom ausgestoßen. Auf diese Weise reinigt der Zerstäuber sich selbsttätig. Um unerwünschte Schwingungen des Gestänges 40, 37, 25 zu unterdrücken, ist auf der Stange 4o die Dämpfungsscheibe 5o angebracht, an deren Stelle auch irgendeine andere Dämpfung treten kann, zweckmäßig z. B. eine starke Drosselung des Ölzutritts zur Membran 39. An die Stelle der Verengung 15 kann auch ein anderer Strömungswiderstan d, z. B. auch ein Filter, treten.
  • Durch die beschriebene Ausbildung des Zerstäubers wird ermöglicht, die zerstäubte Flüssigkeitsmenge in weiten Grenzen stetig zu verändern durch Veränderungen des Flüssigkeitsdruckes in mäßigen Grenzen, die gegebenenfalls zentral vorgenommen werden können. Diese weite Regelbarkeit derZerstäuberleistung bedingt bei Ölbrennern eine entsprechend weite Regelbarkeit der dem Ölbrenner zugeführtenVerbrennungsluftmenge. Da diese Luftmenge bei gleichbleibender öffnungsweite der den Olzerstäuber umgebenden Luftdüse sich proportional der 0,uadratwurzel aus der Luftpressung ändert, müßte die Luftpressung in sehr weiten Grenzen geändert werden, um die Luftmenge der jeweils zerstäubten Öl- menge anzupassen. Bei geringer Luftmenge würde dann die Luftgeschwindigkeit viel zu klein und bei großen Luftmengen so groß werden, daß eine Stichflammenbildung auftritt. Die selbsttätige Regelbarkeit der Zerstäuberaustrittsquerschnitte gemäß der Erfindung bedingt daher eine ähnlicheRegelbarkeit des Luftdüsenquerschnittes. Eine dieser Forderung entsprechende ölbrenner-einrichtung ist in Abb. 4 dargestellt.
  • Im Boden 51 eines (nicht näher dargestellten) Feuerraumes ist eine Ölfeuerungseinrichtung angebracht, die aus einem Zerstäuber nach derErfindung und einer ihn umgebenden Luftdüse besteht. 52 ist der Zerstäuberkopf, 53 das ihn tragende Zuleitungsrohr, 54 das demGehäuse 16 inAbb. i entsprechendeMembrangehäuse, 55 die Ölzuleitung und 56 die Luftdüse, der die Verbrennungsluft von einer Luftleitung 57 über einen Luftkasten 58 zugeführt wird. Der Luftkasten 58 setzt sich in das Luftdüsenrohr 59 fort. Gleichachsig in diesem Luftdüsenrohr 59 befindet sich ein Tragring 6o, der durch radspeichenartigeVerbindungsstreben 61 mit dem Luftdüsenrohr 59 verbunden ist. Der Ring 6o trägt mit Hilfe von Streben 62 einen zum Luftdüsenrohr 59 gleichachsigen Zylinder 63, der sich in eine kegelige, in der Strömungsrichtung zusammenlaufende Fläche64 fortsetzt. Zwischen dem Zylinder63 und dem Luftdüsenrohr59 sind noch drei weitere gleichachsige Zylinder 65, 66, 67 angeordnet, die sich in ähnliche Kegelflächen68,69,70fortsetzen. Deräußerste Zylinder 67 reicht mit kleinem Spielraum an das Luftdüsenrohr 59 heran. Die Zylinder65, 66, 67 sind aufwärts und abwärts beweglich und werden mittels Führungsstangen 71 in Öffnungen der Speichen61 geführt. Anschläge 72 begrenzen die Aufwärtsbewegung der Zylinder 65, 66, 67, wie in der rechten Hälfte der Abbildung dargestellt. In der linken Hälfte der Abbildung, die einen anderen Betriebszustand der Einrichtung zeigt, befinden sich die Zylinder65, 66, 67 in der tiefsten Stellung, die ebenfalls durch Anschläge begrenzt ist, Die Kegelflächen64, 68, 69, 70 legen sich hierbei teilweise aufeinander und setzen sich zu einer entsprechend größeren Kegelfläche zusammen. Innerhalb derZylinderflächen 63, 65, 66, 67 und der Kegelflächen 64, 68, 69, 7o befinden sich schräggestellte Leitflächen 73, die der austretenden Verbrennungsluft eine kreisende Bewegung erteilen, und zwar zweckmäßig in abwechselnd entgegen,-esetztem Drehsinn in den einzelnen Ringkanälen. Der öldruck im Zerstäuber wird durch ein Regelventil 74 eingestellt. Der Luftdruck im Luftkasten 58 wird durch eine selbsttätige Regeleinrichtung 75 mittels einer DrosselklapPe 76 so eingeregelt, daß er zu dem Öldruck stets in einem bestimmten Verhältnis steht. Durch Meßleitungen 77 und 78 #verden öldruck und Luftdruck auf die Regeleinrichtung 75 übertragen. 79 ist die Begrenzungslinie des Zerstäubungskegels.
  • Die Wirkungsweise der dargestellten Feuerungseinrichtung ist folgende. Wenn dasVentil 74 nur sehr wenig geöffnet ist, ist der Öl- druck im Zerstäuber niedrig, die Membran im Gehüuse 54 wird nur wenig oder noch gar nicht äber ihre Vorspannungsdurchbiegung hinaus dur,chgebogen, und ün Zerstäuber 52 sind daher nur kleine Austrittsöffnungen freigegeben. Entsprechend dern geringen01druck im Zerstäuber wird durch den Regler 75 ein niedriger Luftdruck im Luftlcasten 58 durch bl weitgehendes Schließen der Drosselklappe 76 eingeregelt. Bei diesem niedrigen Luftdruck befinden sich die Zylinder 65, 66, 67 mit den Kegelflächen 68, 69, 70 in der tiefsten Stellung. Die geringe durch die Drosselklappe eintretende Luftmenge, die zur Verbrennung der geringen zerstäubten Ölmen-.e ausreicht, tritt nur durch den innersten Ringquerschnitt 64' in den Feuerraum aus. Infolgedessen hat sie trotz ihrer geringen Menge noch eine ausreichende Geschwindigkeit, um sich innig mit dem zerstäubten Öl zu vermischen und um den Zerstäuberkopf noch ausreichend zu [<ühlen. Wenn das Ventil 74 weiter geöffnet wird, steigt der Druck im Zerstäuber etwas an, und gleichzeitig werden die Austrittsquerschnitte im Zerstäuberkopf 52 selbsttätig weiter geöffnet, der zerstäubte Olstrom also erheblich vergrößert. Entsprechend der Steigerung des Öldrucks im Zerstäuber wird durch den Regler 75 durch öffnung der Drosselklappe 76 der Luftdruck im Luftkasten 58 erhöht. Durch den erhöhten Luftdruck werden die Kegelflächen 68, 69, 7o angehoben, bis zunächst die kingfläche 68' und, bei weiterem Steigen des öl- und Luftdruckes, auch die Ringflächen 69' und 70' geöffnet sind. Da der Gesamtquerschnitt dieser Ringflächen ein Vielfaches der Ringfläche 64# beträgt, wird die in den Feuerraum austretende Luftmenge trotz einer nur mäßigen Steigerung des- Luftdrucks sehr erheblich vergrößert. Durch Wahl der Gewichte der aus dünnern hitzebeständigem Metall hergestellten Kegelflächen 68, 69, 7o nebst Zubehör und durchWahl der Zuordnung zwischen Oldruck und Luftdruck durch den Regler 75 hat man es leicht in der Hand, die Luftmenge der Ohnenge stets selbsttätig so zuzuordnen, daß die -günstigsten Verbrennungsbedingungen eingehalten werden. Nötigenfalls kann das Gewicht der Kegelflächen 68, 69, 7o nebst'Zubehör durch Federn oder Gegengewichte teilweise ausgeglichen werden.
  • Falls der ölbrenner nicht in den Boden, sondern in eine Seitenwand oder in die Decke eines Feuerraumes eingebaut wird, werden die Ringflächen 68, 69', 7o' nicht mehr durch das Gewicht der Kegelflächen 68, 69, 7o nebst Zubehör entgegen dem Luftdruck geschlossen, sondern durch geeignet abgestimmte Federn, Gegengewichte o. dgl. Auch können die Kegelflächen 68, 69, 70 statt durch den Luftdruck unmittelbar durch den öldruck, z. B. mittels eines Steuerkolbens, verstellt werden, wobei sie statt einer rein axialen Bewegung auch eine schraubenförmige Drehbewegung ausführen können. Wesentlich ist, daß die Luft dem Zerstäubungskegel durch mehrere gleichachsige Ringflächen zugeführt wird, die bei steigender Öl- und Luftmenge von innen nach außen nacheinander geöffnet werden. Durch die Kegelflächen 64, 68, 69, 70 wird dabei eine gute Anpassung der austretenden Luftstrahlen an den Zerstäubungskessel und ein strömungstechnisch günstiger Abschluß der Ringflächen erreicht. Durch die abwechselnd entgegengesetzt kreisende. Bewegung der einzelnen ringförmigen Luftstrahlen, die an sich bei Niederdruckbrennern zum Zweck derBrennstoffzerstäubung bereits bekannt ist, wird dem Gesamtluftstrom, insbesondere bei öffnung vieler oder aller Ringkanäle, noch vor seinem Zusammentreffen mit dem Brennstoffschleier eine besonders starke innere Turbulenz gegeben, die eine kurzflammigeVerbrennung des fein zerstäubten Brennstoffs zur Folge hat.
  • Durch den sich selbsttätig öffnenden Zerstäuber nach der Erfindung und die zugehörige sich in ähnlicher Weise selbsttätig öffnende Luftdüse, wird die stetige, Regelbarkeit und die zentrale Regelbarkeit von 01-feuerungen wesentlich verbessert. Die Erfindung kann mit Vorteil sinngernäß-'äüch auf solche Zerstäuber angewandt werden, bei denenzurZerstäubung zusätzlich ein gespann-t, ter gas- oder dampfförmiger Stoff angewandt wird.

Claims (2)

  1. PATr-,N TA NS PR Ü CI-I E; i. Druckzerstäuber, insbesondere für Ölfeuerungen, bei welchem die zu zerstäubende Flüssigkeit dem Vorraum der Austrittsöffnung durch gewindefürmige Kanäle mit in der Strömungsrichtung abnehmendein Ouerschnitt zugeführt und hierdurch in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gewindeförmigen Kanäle durch ein in der Strömungsrichtung zusammenlaufendes, vorzugsweise mehrgängig ausgebildetes Kegelinnengewinde (23) gebildet sind, welches in einer zylindrischen Bohrung (2-,) angebracht ist, die sich in der Strömungsrichtung unmittelbar in eine sich in dieser Richtung verjüngende und in die Austrittsöffnung (3:2) übergehendeKegelbohrung (31) fortsetzt und einen die Kegelinnengewindegänge zu Kanälen abdichtenden, axial einstellbaren Zylinderkörper (25) enthält.
  2. 2. Druckzerstäuber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelinnengelvvindennt b (--3) einen sich in radialer Richtung nach innen erweiternden Nutquerschnitt besitzt, insbesondere einen Dreiecksquerschnitt mit einem Spitzenwinkel von etwa go', wobei die zylindrische Bohrung (22), in der dieses Kegelinnengewinde (23) angebracht ist, entgegengeset7t zur Strömungsrichtung und vor Beginn einer gegenseitigen Überschneidung der Innenge-%;#,indegänge in eine erweiterte Vorkammer (24) übergeht. 3. Druckzerstäuber nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (32) nebst der Übergangskegelbohrung (31) in einer Düsenplatte (:28) untergebracht ist, die auf dem die zylindrische Bohrung (22) mit der Kegelinnengewindenut (23) enthaltenden Zerstäuberkopf (?-i) so festgeschraubt und zentriert ist, daß -- kein Teil über die Ebene der Vorderfläche (28') der Düsenplatte (28) hinausragt. 4. Druckzerstäuber nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare zylindrische Abdichtungskörper (:25) eine durch die Austrittsöffnung (32-) ragende und eine Beschleunigung der aus dem Vorraurn zuströmenden Flüssigkeit bewirkende Verlängerungsspitze (26) besitzt, die derart bemessen ist, daß bei axialer Verschiebung des Abdichtungskörpers jeder Veränderung der Austrittsöffnung der Kegelinnengewindenut (23) eine gleichwertige Veränderung des- von der Verlängerungsspitze (:26) frei gelassenen ringförmigenQuerschnittes derAtistrittsöffnung (32) zugeordnet wird. 5. Druckzerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieVerlängerungsspitze (26) so bemess en ist, daß bei einer Verschiebung des Abdichtungskörpers (25) in der Strömungsrichtung die Austrittsöffnung der Kegelinnengewindenut (23) schneller abnimmt als die von derVerlängerungsspitzefreigelasseneringförrnige Austrittsfläche. 6. Druckzerstäuber nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungskörper (25) mit einer vom Druck der zufließenden Flüssigkeit be- lasteten Membran (39) o. dgl. derart verbunden ist, daß er bel Änderungen des Flüssigkeitsdruckes in axialer Richtung verstellt wird und hierbei je nach der Höhe dieses Druckes selbsttätig diesem zugeordnete verschieden große Austrittsquerschnitte des Zerstäubers freigibt. 7. Druckzerstätiber nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine mit dem Ab- dichtungskörper (25) und der Membran (39) o. dgl. verbundene Stellvorrichtung (45 bis 49), durch die der Abdichtungskörper unabhängig vom Flüssigkeitsdruck und unabhängig von der Spannung oder Federbelastung (42) der Membran (39) während des Betriebes einstellbar und feststellbar ist. 8. Druckzerstäuber nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeitszuleitung (14) zum Zerstäuber (2 1 bis 36) vor der in sie eingeschalteten Steuerdruck- oder Membrankammer ein Strömungswiderstand (15) angeordnet ist. g. Druckzerstäuber nach Anspruch 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinrichtung, -z. B. einen Däi-npfun.-1skolben (5o) an dem den Abdichtungskörper (25) mit derMembran (39) verbindenden Gestänge (37, 40) oder eine Drosselstelle in der Flüssigkeitszuleitung zur Membrankammero. dgl. zurUnterdrückung von axialen Schwingungen der Membran (39) und des Abdichtungskörpers (25) sowie des diese beiden Teile verbindenden Gestänges (37, 40). ia. Druckzerstäuber nach Anspruch i bis 9, gekennzeichnet durch zwei den Ab- dichtungskörper (25) einstellende, gegeneinander wirkende, vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagte Membranen unterschiedlicher Größe. ii. Druckzerstäuber für Ölfeuerungen nach Anspruch6 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber in eine zur Zuführung derVerbrennungsluft dienende, an eine Druckluftleitung (57) angeschlossene Düse (56) eingebaut ist, deren Auslaßquerschnitt in der gleichen Weise wie der öffnungsquerschnitt des Zerstäubers selbsttätig in AbhänIgigkeit vom Öldruck bzw. in Abhängigkeit von dem diesem Druck durch eine selbsttätige Regeleinrichtung (75) zugeordnetenLuftdruck verändert, d. h. bei steigendem Oldrucksatz und dementsprechend zunehmendem Luftdurchsatz vergrößert und bei abnehmendem Öl- und Luftdurchsatz verkleinert wird. 12. Druckzerstäuber nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zerstäuber umgebende Luftdüse (56) in einzeln absperrbare, gleichachsig umeinander an-eordnete rin-förtnige Düsen (64', 68', 69 , 70') unterteilt ist, die selbsttäti,' in Abhängigkeit vom Öldruck bzw. von dem diesem Druck zugeordneten Luftdruck bei steigendem Öl- und Luftdurchsatz von innen nach außen nacheinander geöffnet und bei abnehmendenr Öl- und Luftdurchsatz in umgekehrterReihenfolge geschlossen werden. 13. Druckzerstäuber nach Anspruch ii bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an die Begrenzungswände (63, 65 bis 67) der ,gleichachsig umeinander angeordneten ringförmigenDüsen (6-l', 68', 69', 70') mit diesen Wänden verbundene und mit denselben axial verschiebbare Kegelflächen (64, 68 bis 7o) angeschlossen sind, welche die ringförmigen Luftstrahlen nach der Luftdüsenachse ablenken und in der Schließstellung eine lediglich den innersten Luftkanal (64') freigebende geschlossene Wand bilden. i-l. Druckzerstäuber nach Anspruch i I bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der einzelnen Ringdüsen (64', 68', 69', 7o') Leitschaufeln (73) angeordnet sind, die den ringförmigen Luftstrahlen eine abwechselnd entgegengesetzte Drehbewegung aufzwingen.
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