DE7537023U - Brenner fuer fluessige brennstoffe mit einem rotationszerstaeuber - Google Patents

Description

WEBASTO-WERK W. BAIER KG Stockdorf, den 18.11.1S75

B 87 PA-Sp/wb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssige Brennstoffe mit einem Rotationszerstäuber, der aus einem rohrförmigen, am brennkammersettigen Ende durch eine perforierte Wand abgeschlossenen Rotor besteht, der von Verbrennungsluft durchströmt ist und in den eine Brennstoffleitung mündet, wobei in der Wand der Brennkammer eine Glüh-oder GlühzUndkerze vorgesehen Ist.

Bei derartigen, beispielsweise aus der DT-AS 1 000 952 bekannten Rotationszerstäuberbrennern besteht das Problem, daß die Start-oder Zündzone und die Ausbrennzone so nahe beieinander liegen, daß bei gut brennender Flamme das Brennstoff-Luftgemisch Im Bereich der Start-oder ZUndzone zu mager 1st, wodurch Startschwierigkeiten hervorgerufen werden oder daß bei Vorhandensein eines zündw ill igen Gemisches im Bereich der Start-oder ZUndzone die Flamme zu fett brennt, was zu Rußentwicklung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei Rotationszerstäuberbrennern eine an sich bei Druckzerstäuberbrennern bekannte Ladungsschichtung zu erreichen, bei der im Bereich der Start-oder ZUndzone, also im Bereich der Kerze ein verhältnismäßig armes Gemisch vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das brennkammerseitige Ende des Rotors In einer zur Rotordrehachse senkrechten Ebene liegt, in der im wesentlichen auoh die Zündzone der Kerze liegt, und daß Im Bereich der Zündzone eine eigene Zuführung für die zur Er^ugung eines fetten Brennstoff-Luftgemisches in diesem Bereich erforderliche Verbrennungsluft vorgesehen ist.

Duroh die vorgeschlagen© Anordnung des Rotors kommt die den Rotor durchströmende Luft, die sich von dessen brennkammerseltigen Ende in Form eines Kegelmantels ausbreitet, nur zu einem sehr kleinen Teil In die Start-oder Zflndzone.Der duroh den Rotor zugeführte Brennstoff wird Jedoch infolge seiner Wichte mehr oder weniger senkreoht von dem brennkammerseitigen Ende des Rotors abgeschleudert.

7537023 18.03.76

Da die Zündzone der Kerze etwa In der Ebene dieses Endes liegt, entsteht durch die Vermischung des Brennstoffes mit der in diesem Bereich zugeführten Verbrennungsluft ein fettes Gemisch, das eine sichere Zündung gewährleistet. Die so erzeugte Zündflamme wird von dem rotierenden Luftkegel der aus dem Rotor austretenden Verbrennungsluft mitgenommen und entzündet das relativ arme Brennstoff-Luftgemisch, das sich in diesem Luftkegel und insbesondere in dessen Bandzone bildet.

Besondere gute Ergebnisse werden erreicht, wenn die Kerze, wie an sich bekannt, in einem zylindrischen Raum in der Wand der Brennkammer angeordnet ist und ein Kanal für die Zuführung der Verbrennungsluft in die Zündzone tangential in diesen zylindrischen Baum einmündet, und zwar derart, da£ die Drehrichtung des dadurch erzeugten Luftdralles In dem Bereich, in dem er den aus der Stirnseite des Rotors austretenden Brennluftdrall tangiert, gleich der Drehrichtung dieses Brennluftdralles ist. Durch diese gleichsinnige Drehrichtung ergibt sich eine besonders weitgehende M'tnahme der Flamme durch den Brennluftdrall in Umfangsrlchtung, wobei diese Mitnahme weit über 180 hinausgehen kann. In diesem Zusammenhang 1st es besondere vorteilhaft, In der Brennkammer ein den Rotor in Abstand umgebendes, von der Kerze durchbrochenes, dünnwandiges und weitgehend freistehendes Futterblech vorzusehen. Dieses Futterblech wird durch die von dem Brennluftdrall mitgenommene Flamme schnell erwärmt und wirkt dadurch als Verdampfer, so da£ damit eine Art Kombination zwischen einem Rotatlons-Zerstäuberbrenner und einem Verdampferbrenner geschaffen wird, der sich durch eine besondere vollständige Verbrennung und ein sehr gutes Startverhalten auszeichnet.

Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Im Prinzip dargestellt 1st. Es zeigt:

Fig. 1, einen Längsschnitt durch einen erfindunge gemäßen ölbrenner für ein Fahrzeugheizgerät,

FIg. 2, eine Teilanslcht von Flg.l In vergrößertem Maßstab und Fig. 3, einen Schnitt entlang Linie ΙΠ-ΙΠ in Flg. 2 in echematlecher Darstellung,

Das dargestellte Fahrzeug-Heizgerät weist einen Ölbrenner auf, der eine Brennkammer 1 besitzt, deren stirnseitige Wand 2 mit einem zentralen Durchbruch 3 versehen

7537023 18.03.76

ist, durch welchen sich der Rotor 4 eines Rotations Zerstäubers erstreckt. Der Rotor 4 hat die Form eines Rohres, dessen brennkammerseltiges Ende durch eine perforierte Wand 5 abgeschlossen ist. Der Rotor 4 ist mit einer Welle 6 verbunden, die von einem Elektromotor 7 angetrieben wird, der gleichzeitig ein Heiz luft· Gebläserad 8, ein Bronnluftgebläse 9 und eine Brennstoffpumpe 10 antreibt. Der Rotor 4 ist gegenüber dem Durchbruch 3 durch eine besondere aus Fig. 2 ersichtliche Labyrinthdichtung 11 abgedichtet. Der Innenraum 12 des Rotors 4 schließt sich an einen stationären, koaxialen Brennluftkanal 13 an, dessen Wand mit Lufteintrlttsöffnungen 14 versehen ist, durch welche die Verbrennungsluft, die von dem Gebläse 9 in den Raum 15 innerhalb des Brenner gehäuses 16 gefördert wird, in den Brennluftkanal 13 eintreten kann. Im Innenraum 12 des Rotors 4 mundet eine Brennstoffleitung 17, die nut der Druckseite der Brennstoffpumpe 10 in Verbindung steht. In der Wand 18 der Brennkammer 1 ist ein zylindrischer Raum 19 zur Aufnahme einer Glühkerze 20 angeordnet. Wie ersichtlich, Hegt die Glühwendel 21 der Zündkerze 20 und das brennkammerseltlge Ende 4a des Rotors 4 im wesentlichen in einer gemeinsamen, zur Rotordrehachse senkrechten Ebene, lh den zylindrischen Raum 19 mündet tangential ein Kanal 23 für die Zuführung von Verbrennungsluft. Dieser Kanal steht über eine öffnung 24 im Brennergehäuse 16 mit dem brennluftführenden Innenraum 15 in Verbindung. lh der Brennkammer 1 ist ein den Rotor 4 in einem Abstand umgebendes, von der Glühkerze 20 durchbrochenes, dünnwandigea und weichend freistehendes Fut^rblech 25 vorgesehen. Der Zweok dieses Futterbleches wird später noch er läutert.

Li Betrieb des Brenners wird die Verbrennungsluft aus dem Raun 15 und der Brennstoff durch die Leitung 17 In das Innere 12 des Rotors 4 gefördert. Um üer in den Brennluftkanal 13 eintretenden Luft bereits beim Eintr'tt einen Drall zu verleihen, sind die Lufteintrittsöffnungen 14 etwa tangential iur Wand ckci Brennluftkanals 13. Selbstverständlich könnten auch andere Mittel, beispielweise Leitbleche, vorgesehen werden, um der eintretenden Lu⁺". einen DmIi zu erteilen. Die Bohrungen 5a in der Stirnwand 5 des Rotors 4 sind ebenfalls in Bezug auf die Drehrichtung des Rotors schräg gestellt, so 'laß das auf diesen Bohrungen austretende Brennstoff-Luftgemisch einen Drall in Drehr^ntung des Rotors 4 erhält. Die aus dem Rotor 4 austretende Verbr^nnungsluf* oildet einen Kegelmantel, der to Flg. 2 mit 26 bezeichnet ist Der zusar ιπρη mit der Verbrennungsluft austretende Brennstoff wird

7537023 18.03.76

aufcrunc! selnor [prof-oron Wichte zu olneiί erheblichen Teil ira wesentlichen radial wüjjgeschleudert, wie iios büi 27.in Fig.2 schomicisch dargestellt ist. Zusammen mit dorn durch JIo Bohrung 24 und den Kanal 23 in den Glühkerzenraum 19 eingeführten Anteil von Verbrennungeluft bildet dieser in den Bereich der Glühwendel 21 geschleuderte Brennstoff ein rolitlv fettes, zündwilliges Gemisch , während der restliche, von ior durch den Rotor 4 strömenden Brennluft mitgerissene Brennstoff mit dieser Luft ein relativ armes Gem'jth bildet. Die Bildung des fetten Gemisches im Bereich der Glühkerze wird :'\Jurch ermöglicht, daß der Hauptluftstrom, der den Kogel 26 bildet, wie aus len Zeichnungen ersichtlich, nicht in den Bereich der Zündkerze gelangt, so d"j dcrt durch die gesonderte Zuführung von Verbrennungsluft durch den Kann; 23 Jas gewünschte fette Gemisch erzeugt werden kann.

Wie aus i'ig. 3 ersichtlich, wird der aus dem Kerzenraum 19 austretenden Luft, die ml* Jem Brennstoff ein fettes Gemisch bildet, aufgrund der tangentialen Einmündung des Kanäle 23 ein Drall erteilt, dessen Richtung durch den Pfeil 28 veranschaulicht ist, Oer aus der Ctlrnselte 4a des Rotors 4 austretende Brenuluftkegel 26 rotiert In Richtung des Pfeiles 29. In dein Bereich, in den dor aus dem Kerzenraum 19 austretende Luftkegel den aus der Rotorstirnwand 4a austretenden Luftkegel tangiert, ist die Drohrichtung der beiden Kegel gleichsinnig, was zur Folge hat, daß die Zündflamme im Bereich des ersten Kegels von dem zweiten Segel 26 in Umfangsrichtung und natürlich aufgrund der Axialbeschleunigung dieses Luftstromes auch in axialer Richtung mitgenommen wird. Durch die Mitnahme Sn Umfangsrichtung wird das Futterblech 25 sehr schnell erhitzt und es wirkt dadurch als Verdampfer, der sehr wesentlich zu einer Aufbereitung und Steigerung der Zündwilligkeit des armen Brennstoffluftgemisches baiträgt.

Um ein Zurückfließen des aus den Bohrungen 5a in der Stirnwand 5 des Rotors 4 austretenden Brennstoffes entlang dessen Außenfläche zu vermeiden, ist In dieser Außenfläche des Rotors nahe dem brennraumseitigen Ende 4a eine Umfangsnut 30 vorgesehen.

Selbstverständlich sind viele Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispiels möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Obgleich es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die zur Bindung des fetten Gemisches im Bereich der Glühkerze erforderliche Verbrennungsluft durch den die Giihkerze aufnehmenden Raum zu fUhren und ihr einen Drall zu erteilen, kann ein fettes Gemisch Im Bereich der Glühkerze naturgemäß auch durch eine Zuführung von Verbrennungsluft on einer anderen Stelle, also beispielsweise durchaus 5tfrnwand 2 li.i Bereich 5er Glühkerze 20,erreloht werden,

f Dd IUca 18,03.76

Claims (7)

I I • I I ■ · WEBASTO-WERK W. BAIKR KG Stookdorf, den 18, U. 1976 B 87 PA-Sp/wb zJiS-L1LiIiSAS-I-

1. Brenner für flüssige Brennstoffe mit einem Rotationszeretäuber, der aus einem rohrförmigen, am brennkammerseitigen Ende durch eine perforierte Wand abgeschlossenen Rotor besteht, der von der Verbrennungsluft uurüUstxbrnt 1st und in den eine Brennstoffleitung mündet, wobei in der Wan.', der Brennkammer eine GlUh- oder eine Glühzündkerze vorgesehen Ist, dadurch gekennzeichnet· daß das brennkammerseitlge Ende des Roters in einer zur Rotoi Irehachss senkrechten Ebene Hegt, In der in wesentlichen auch die Zündzone der Kerze liegt, und da£ Im Bereich dieser Zündzone eine eigene Zuführung für die zur Erzeugung eines fetten Brennstoff-Luftgemisches in diesem Bereich erforderliche Verbrennungsluft vorgesehen ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor ,durch eine labyrinthdichtung abgedichtet, durch eine Stirnwand der Brennkammer hindurchgeführt Ist und daf. zur Zuführung der Verbrennungsluft zur Zündzone eigene Kanäle oder Öffnungen In der Wand der Brennkammer vorgesehen sind.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerze In einem zylindrischen Raum In dei Wand der Brennkammer angeordnet Ist und daß der bzw. ein Kanal für die Zuführung der Verbrennungsluft In die Zündzfcne tangential in den zylindrischen Raum einmündet.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential Einmündung des Kanals derart vorgesehen Ist, daß die Drehrichtung des dadurch erzeugten Dralles in dem Bereich, In Jem dloser den aus der Stirnseite des Rotors austretenden Brennluftdrall tangiert, gleich der Drehrichtung dieses Brennluft dralles ist.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-und Brennstoff-Austrittskanäle in der brennkammerseitigen Abschluß wand dos Rotors In Drehrichtung desselben schräg gestellt sind.

7537023 18.03.76

prUche

6. Brenner naoh Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, d afc elender Innenraum des Rotors an einen stationären, koaxialen Brennluftkanal anschließt, dessen Wand mit Lüfte,Intrlttsöffaungen versehen Ist, die so ausgebildet sind, daf: sie der einströmenden Luft einen Drall erteilen.

7. Brenner naoh einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Gekennzeichnet, daß die auCere Umfangswand des Rotors nahe dessen brennraumseltlgen Ende eine Umfangenut aufweist.

6, Brenner nach einem oder mehreren der vorhergehondon Ansprüche, dadur ch gekennzeichnet, daß ein den Rotor In einem Abstand umgebendes , von der Kerze durchbrocaones, dünnwandiges und weitgehend freistehendes Futterblech in der Brennkammer vorgesehen Ist,

7537023 18.03.76