DE682763C

DE682763C - Oil pressure atomizer burner

Info

Publication number: DE682763C
Application number: DEA71738D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1933-11-05
Filing date: 1933-11-05
Publication date: 1939-10-21

Description

Öldruckzerstäuberbrenner Fast alle Öldr.uckzerstäuberbrenner haben den großen Nachteil, daß sie sich nur für beschränkte Brennstoffmengen und geringe Regelbereiche bauen lassen. Man war :daher bei Verfeuerung größerer Brennstoffmengen gezwungen, mehrere Brenner zu verwenden, die bei kleineren Belastungen zum Teil außer Tätigkeit gesetzt werden. Es besteht dann aber .die Gefahr, @daß (die nicht im Betrieb befindlichen Düsen verbrennen oder durch Verkoken der Brennstoffreste verstopft werden. Es bewirkt auch das Zu- und Abschalten neuer Düsen eine sprungweise Änderung der Brennstoffzufuhr, wodurch schlechte Verbrennung oder, bei selbsttätig geregelten Düsen, Pendelnder Regelung eintritt.Oil pressure atomizer burners Almost all oil pressure atomizer burners have the major disadvantage that they are only suitable for limited amounts of fuel and small Have control areas built. One was: therefore, when burning larger amounts of fuel forced to use several burners, some of them with smaller loads be put out of action. There is then, however, the danger that @ (the Burn nozzles in operation or by coking the fuel residues become clogged. It also causes new nozzles to be switched on and off in leaps and bounds Change in fuel supply, causing poor combustion or, on its own, regulated nozzles, pendulum regulation occurs.

Im Bestreben, wenigstens die großen Schwierigkeiten zu beheben, die bestehen, wenn der gleiche Druckzerstäuberbrenner sowohl die beim Anlassen der Feuerung oder deren Leerlauf als auch die bei vollem Betrieb erforderliche Brennstoffmenge liefern soll, hat man nun bereits vorgeschlagen, den Brenner mit zwei gleichachsig ineinandergebauten, einzeln betriebsfähigen Düsen auszustatten, die von innen nach außen- fortlaufend nacheinander freigegeben werden und zwecks Bildung je eines vor jeder Düsenöffnung umlaufenden Ölringes mit tangential in die Vorräume dieser Öffnungen mündenden Ölzutrittsbohrungen versehen sind. Bei diesen bekannten Brennern erfolgt aber die Regelung der Brennstoffmenge im wesentlichen durch Drosseln der Düsenöffnungen. Außerdem bestehen idiese Öffnungen aus langgestreckten zylindrischen Bohrungen, von denen idie äußere so angeordnet und bemessen ist, daß sie unter Umständen die kegelförmige Ausbreitung des aus der inneren Bohrung austretenden Ölstrahles hindert. Es ist daher bei diesen Brennern nicht möglich, über alle Belastungen gleichartige Spritzkegel zu erhalten, die eine Vorbedingung für gute Brennstoff- und Luftdurchmischung und vollkommene Ölverbrennung sind. Weite Regelbereiche sind daher nicht erzielbar. Auch können große Brennstoffmengen nicht verfeuert werden, zumal Düsen der beschriebenen Art die Anwendung hoher Öldrucke bedingen, um eine gute Zerstäubung zu erreichen.Endeavoring to at least resolve the major difficulties that exist when the same pressure atomizer burner is used both when starting the furnace or their idling as well as the amount of fuel required during full operation to deliver, it has already been proposed that the burner be equiaxed with two nested, individually operable nozzles that work from the inside to the inside externally continuously released one after the other and one before each for the purpose of formation each nozzle opening circumferential oil ring with tangential in the vestibules of these openings opening oil inlet holes are provided. In these known burners takes place but the regulation of the amount of fuel essentially by throttling the nozzle openings. In addition, these openings consist of elongated cylindrical bores, of which the outer one is arranged and dimensioned in such a way that, under certain circumstances, the prevents conical spreading of the oil jet emerging from the inner bore. It is therefore not possible with these burners to have the same load across all loads To obtain spray cones, which is a prerequisite for good fuel and air mixing and are perfect oil combustion. Wide control ranges are therefore not achievable. Also, large amounts of fuel cannot be burned, especially since nozzles of the type described Art require the use of high oil pressures in order to achieve good atomization.

Gemäß der Erfindung wird deshalb, ausgehend von diesen letztgenannten bekannten Breimern, vorgeschlagen, die Regelung der austretenden Ölmenge anstatt durch Drosselung der Düsenöffnungen durch an sich bekannte Steuerung ider tangentialen Ölzutrittsbohrungen der einzelnen ineinandergebauten Düsen zu bewirken und hierbei Iden den Vorraum :der inneren Düse sowie deren Zuströmbohrungen enthaltenden Düsenkörper als Regelkolben der nächstgrößeren Düse zu benutzen sowie die einzelnen Düsenöffnungen derart scharfkantig auszubilden und zueinander anzuordnen, idaß die außenliegenden Düsen die kegelförmige Ausbreitung,des aus den inneren Düsen austretenden Öles nicht behindern. -Die Ölzerstäubung erfolgt demnach in an sich bekannter Weise durch die` Schleuderwirkung des durch die tangentialen: Bohrungen im Ringraum vor der Düse iii rasche Drehung versetzten und über diescharfe Kante der Düsenöffnung hinweggleitenden Brennstoffstrahles. Da hierbei alle gleichachsig ineinandergebauten Düsen wohl verschiedene Größe haben, sonst aber ähnlich gebaut sind, ist die Feinheit der Zerstäubung und der Einspritzwinkel für alle Belastungen nahezu derselbe.According to the invention, proceeding from these last-mentioned known brewers, suggested regulating the amount of oil leaking instead by throttling the nozzle openings by means of known control ider tangential To bring about oil inlet bores of the individual nested nozzles and this Ides the anteroom: the inner nozzle and its nozzle body containing the inflow bores to be used as the control piston of the next larger nozzle as well as the individual nozzle openings to be so sharp-edged and to be arranged in relation to one another that the outer ones Nozzles do not hinder the conical expansion of the oil emerging from the inner nozzles. -The oil atomization therefore takes place in a manner known per se through the centrifugal effect des through the tangential: bores in the annulus in front of the nozzle iii rapid rotation offset fuel jet that glides over the sharp edge of the nozzle opening. Since all nozzles built into one another on the same axis are probably of different sizes, Otherwise, however, are built similarly, is the fineness of the atomization and the injection angle almost the same for all loads.

Die Abb. i bis 5 stellen verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dar, und zwar zeigen sie nur die Enden der neuen Brenner mit den Düsen und deren Regeleinrichtungen.Figs. I to 5 represent different embodiments of the subject matter of the invention in section, showing only the ends of the new torches with the nozzles and their control equipment.

Sämtliche Ausführungsbeispiele sind Brenner mit zwei gleichachsig ineinandergebauten Düsen, die für mechanische, d. h. Druckzerstäubung des Brennstoffes eingerichtet sind. Diese Zerstäubung erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß der Brennstoff durch tangential in einen inneren Ringraum i ausmündende Bohrungen 2 (s. Abb. i) gepreßt wird, dort mit großer Geschwindigkeit umläuft und, sich an der scharfen Kante der Düsenöffnung 3 brechend, zerstäubt wird. Die Bohrungen 2 befinden sich in verschiedener Höhe und können durch einen vom Brennstoffregler betätigten Stift oder Kolben (z. B. q. in der Ausführung nach Abb. 2) ganz oder teilweise abgedeckt werden, so daß mehr oder weniger Brennstoff zufließt. Die Brennstoffmenge sowie die Größe des Ringraumes i und der Düsenöffnung 3 müssen richtig abgestimmt sein und können nicht beliebig gewählt werden. Es ist deshalb jede Düse auch nur für eine beschränkte Brennstoffmenge verwendbar, und dementsprechend sind zur Erzielung eines großen Regelbereiches mehrere Düsen zusammengebaut. Im Ausführungsbeispiel der Abb. 2 ist außer ,der inneren Düse 3 eine zweite, zur ersten gleichachsig gelagerte (äußere) Düse 5 vorhanden. Bei kleinen Belastungen arbeitet .die innere Düse, die ihren Brennstoff durch die Bohrungen 2 erhält, denen er über eine Eindrehung 6 und Bohrungen 7 aus dem Raum 8 zuströmt. Durch das Anheben des Steuerkolbens q. werden mehr Bohrungen :2 freigegeben, bis die volle durch Düse 3 noch verarbeitbare Brennstoffmenge erreicht ist. Bei weiterem Anheben ,des Kolbens q. wird durch einen Anschlag g der Drallkörper io der inneren Düse mitgenommen, wodurch nun die zweite Düse 5 sich öffnet und den durch die Bohrungen 7 zufließenden Brennstoff zerstäubt. Es kann damit gleichzeitig das Arbeiten der inneren Düse unterbrochen werden. Da die Bohrun- gen 7 und die Düse 5 wesentlich größer sind als .die innere Düse 3 und deren Bohrungen 2, J ' `erhöht sich auch die Brennstoffmenge auf Ay@L,Vielfaches. er Übergang von der einen zur folgenden se soll nun möglichst stoßlos erfolgen, d. h. es soll die folgende Düse sofort ungefähr die Brennstoffmenge abgeben, die die vorhergehende und nun schließende Düse geliefert hatte. Dies kann erreicht werden, wenn die zweiten und folgenden Düsen sprungweise, d. h. mit sofortigem großen Hub geöffnet werden. Dies kann mechanisch durch den Druck des Brennstoffes selbst bewerkstelligt werden. Die Abb. 3 bis 5 zeigen solche Düsen.All the exemplary embodiments are burners with two coaxial nozzles which are built into one another and which are set up for mechanical, ie pressure atomization of the fuel. This atomization takes place in a known manner in that the fuel is pressed through bores 2 (see Fig. I) opening tangentially into an inner annular space i, revolves there at high speed and is atomized, breaking at the sharp edge of the nozzle opening 3 . The bores 2 are at different heights and can be completely or partially covered by a pin or piston actuated by the fuel regulator (e.g. q. In the embodiment according to Fig. 2) so that more or less fuel flows in. The amount of fuel and the size of the annular space i and the nozzle opening 3 must be matched correctly and cannot be chosen arbitrarily. Each nozzle can therefore only be used for a limited amount of fuel, and accordingly several nozzles are assembled to achieve a large control range. In the exemplary embodiment in FIG. 2, in addition to the inner nozzle 3, there is a second (outer) nozzle 5 mounted on the same axis as the first. The inner nozzle, which receives its fuel through the bores 2, to which it flows from the space 8 via a recess 6 and bores 7, works at low loads. By lifting the control piston q. more holes: 2 are released until the full amount of fuel that can still be processed through nozzle 3 is reached. If you continue to lift, the piston q. the swirl body io of the inner nozzle is carried along by a stop g, as a result of which the second nozzle 5 now opens and the fuel flowing in through the bores 7 is atomized. It can do the work of the inner at the same time Interrupted nozzle. Since the drilling gene 7 and the nozzle 5 are much larger as .the inner nozzle 3 and its holes 2, J '`` also increases the amount of fuel Ay @ L, multiples. he transition from one to the next it should now be as smooth as possible, that is, the next nozzle should immediately deliver approximately the same amount of fuel that the previous and now closing nozzle had delivered. This can be achieved if the second and following nozzles are opened abruptly, ie with an immediate large stroke. This can be done mechanically through the pressure of the fuel itself. Figs. 3 to 5 show such nozzles.

Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist der als Steuerkolben der zweiten Düse 5 dienende Drallkörper 15 mit einem Kolben 16 verbunden. Solange die zweite Düse 5 geschlossen sein soll, wirkt auf diesen Kolben der Druck einer Feder 17 und derjenige des Brennstoffes, der durch die Bohrung 18 und die Nut 19 in den Raum 27 eintritt. Ist der Hub des Regelstiftes 2o der inneren Düse beendigt, so wird die Nut 19 durch die Kante 21 abgedeckt und der Ölablauf 22 freigegeben, so daß der Brennstoffdruck im Raum 27 verschwindet und -der Brennstoffdruck im Raume 23 unterhalb des Kolbens 16 die Kraft der Feder 17 überwindet. Der Kolben 16 wird nun rasch angehoben und gibt sofort eine oder mehrere Bohrungen 7 frei, die so .bemessen sind, daß die nun durch Düse 5 abströmende Brennstoffmenge ungefähr derjenigen entspricht, idie kurz vor Abschluß der Düse 3 von dieser geliefert wurde. Weitere Bohrungen werden freigegeben, wenn der Regelstift 2o weiter gehoben und der sich an den Regelstift anlehnende Drallkörper 15 nach oben bewegt wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the swirl body 15 serving as the control piston of the second nozzle 5 is connected to a piston 16. As long as the second nozzle 5 is to be closed, acts on this piston, the pressure of a spring 17 and that of the fuel, which enters through the bore 18 and the groove 1 9 in the space 27th When the stroke of the control pin 2o of the inner nozzle has ended, the groove 19 is covered by the edge 21 and the oil drain 22 is released, so that the fuel pressure in space 27 disappears and the fuel pressure in space 23 below the piston 16 is the force of the spring 17 overcomes. The piston 16 is now raised rapidly and immediately releases one or more bores 7, which are dimensioned so that the amount of fuel flowing out through nozzle 5 corresponds approximately to that which was supplied by the nozzle 3 shortly before the end of the nozzle. Further bores are released when the regulating pin 2o is raised further and the swirl body 15 resting against the regulating pin is moved upwards.

Statt des in der, Zylinderbüchse 24 laufenden Kolbens 16, wie ,ihn Abb. 3 zeigt, kann auch eine Scheibe 25 verwendet werden, die mit einem Metallbalg 26 verbunden ist (s. Abb. q, und 5). An Stelle der Steuerkante 21 (s. Abb. 3 und q.) kann zum Abschluß des Brennstoffzulaufes zum Raum 27 auch eine Sitzdichtung 28 (s. Abb. 5) dienen. Im gleichen Augenblick, in welchem durch diese Sitzdichtung der Brennstoffzufluß unterbrochen wird und der Federteller 29 zum Stehen kommt, hebt sich die Kante 30 von ihrem Sitze ab, so daß .der Flüssigkeitsdruck im Raum 27 verschwindet. Der überflüssige Brennstoff fließt hierbei durch .die Löcher 31 und die Bohrung 32 in die Brennkammer ab.Instead of the piston 16 running in the cylinder liner 24, as shown in FIG. 3, it is also possible to use a disk 25 which is connected to a metal bellows 26 (see FIGS. Q and 5). Instead of the control edge 21 (see Fig. 3 and q.), A seat seal 28 (see Fig. 5) can also be used to close off the fuel inlet to the space 27. At the same moment in which the fuel flow is interrupted by this seat seal and the spring plate 29 comes to a standstill, the edge 30 lifts from its seat so that the liquid pressure in the space 27 disappears. The superfluous fuel flows through the holes 31 and the bore 32 into the combustion chamber.

An Stelle von zwei gleichachsig angeordneten Düsen ließen sich auch mehr als zwei zusammenbauen. Für die meisten Fälle werden aber zwei Düsen genügen. Ist die innere Düse z. B. so bemessen, daß sie ein Viertel der äußeren Düse liefert, und ist die höchste von jeder Düse mit guter Zerstäubung verarbeitbare Brennstoffmenge etwa das Vierfache der kleinsten Menge, so ist der Regelbereich der Doppeldüse bereits i zu 16.Instead of two coaxially arranged nozzles could also be used assemble more than two. Will be for most cases but two nozzles are sufficient. Is the inner nozzle z. B. sized so that they are a quarter of the outer nozzle delivers, and is the highest workable of any nozzle with good atomization The control range is about four times the smallest amount of fuel the double nozzle already i to 16.

Da, ähnlich wie bei den bekannten Brennern mit gleichachsig ineinandergebauten Düsen, beide Düsendauernd von Brennstoff bespült werden und allseitig von strömendem Brennstoff umflossen sind, wird eine unzulässige Erhitzung oder Verschmutzung der Düsen auch hier sicher verhütet.There, similar to the known burners with coaxially built into one another Nozzles, both nozzles are continuously flushed with fuel and with flowing fuel on all sides If the fuel has flowed around it, excessive heating or contamination of the Nozzles safely prevented here too.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Oil pressure decomposition burner with at least two coaxially built into each other, individually operable nozzles, which work from the inside to the inside outside consecutively one after the other. released and one before each for the purpose of formation each nozzle opening circumferential oil ring with tangential in the vestibules of these openings opening oil inlet holes are provided, characterized in that the regulation the amount of oil escaping by controlling the tangential oil inlet bores of the individual nozzles, the antechamber of the inner nozzle and its inflow bores (2) containing nozzle bodies (io or 15) as control piston of the next larger nozzle is used and the individual nozzle openings are so sharp-edged and each other are arranged that the outer nozzles the conical spread of the out Do not obstruct the oil escaping from the inner nozzles.

2. Oil pressure atomizer burner according to claim i, characterized in that the opening of the nozzles as well as the here subsequent release of their oil inflow bores takes place abruptly in such a way that the Delivery quantity of each nozzle at the moment of opening is the same or almost the same as the delivery quantity the previous switched off nozzle.

3. Oil pressure atomizer burner according to claim i and 2. characterized. that the inner nozzle body (15) serving to control the outer nozzle is connected to a control piston (i6), one side of which Also in the closing direction, the additional effect of the oil pressure in accordance with the control channels (i8, i9 or 18, 22) attached to the control pin (2o) of the inner nozzle and control edges (2i) that interact with them is only exposed as long as the control pin (2o) has not yet fully opened the inflow bores (2) of the inner nozzle. q .. Oil pressure atomizer burner according to claim 3, characterized in that instead of a control piston (i6) a control disc (25) is provided which, together with a metal bellows (26) connected to it on all sides, separates the control chambers from one another.