DE7910213U1

DE7910213U1 - Oelbrenner

Info

Publication number: DE7910213U1
Application number: DE19797910213
Authority: DE
Original assignee: Hilmar Becker & Co Kg Linz At GmbH
Current assignee: Hilmar Becker & Co Kg Linz At GmbH
Priority date: 1978-04-13
Filing date: 1979-04-07
Publication date: 1984-05-17
Also published as: ATA257878A; AT353931B; CH636941A5

Description

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Ölbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölbrenner, insbesondere zur Verfeuerung von Altölen, Schmierölabfällen, schwerder Heizölen u.dgl., mit einem an ein Gebläse für die Verbrennungsluft angeschlossenen Flammrohr und einem im Flammrohr liegenden Zerstäuber, der an eine ölzuleitung und eine Druckluftleitung angeschlossen ist und einen Emulsionsraum für die Bereitung einer der Zerstäuberdüse zuströmenden Luft-Öl-Emulsion bildet.

Es sind ölbrenner, sogenannte Hochdruckzerstauber, bekannt, die das öl mit hohem Druck durch kleine Düsenöffnungen in den Verbrennungsluftstrom einspritzen und dabei gleichzeitig zerstäuben. Dazu sind Öldrücke von 8 bis 10 bar für extra leichtes Heizöl uiid 18 bis 22 bar für schwere Heizöle erforderlich und das Öl muß bis zu einer Zündtemperatur von 110 bis 120° C erhitzt werden. Dies macht einen recht hohen Aufwand für die Ölpumpe und die ölvorwärmung notwendig und bringt außerdem eine entsprechende Belastung der einzelnen Brennerteile mit sich. Darüber hinaus sind diese ölbrenner wegen der hohen öltemperatur und den kleinen Düsenquerschnitten sehr störanfällig und gegenüber Viskositätsschwankungen des Öles empfindlich. Die Ölbrenner mit Hochdruckzerstauber eignen sich daher nicht zur Verfeuerung von Altölen, Schmierölabfällen u.dgl., da diese Öle einen hohen Verschmutzungsgrad und beträchtliche Inhomogenitäten ihrer Viskosität aufweisen.

Es gibt auch schon ölbrenner mit Emulsionczerstäubern, die bei niedrigeren Druckverhältnissen eine Öl-Luft-Emulsion zerstäuben, wodurch die Zerstäuberdüse

nicht zu fein zu sein braucht und für sie nur geringe Verstopfungsgefahr besteht. Diese Emulsion wird aber außerhalb des Zerstäubers in einem eigenen Rotationskompressor erzeugt, der Luft unter Zuführung von Öl verdichtet und den Zerstäuber mit der sich so bildenden Emulsion aus Luft und Öl beaufschlagt. Es ist eine nicht selbstansaugende Öldosierpumpe erforderlich und, da das öl gleichzeitig auch zur Schmierung des Kompressors dient, stellt sich vor allem bei Verwendung von Altölen u.dgl. ein enormer Verschleiß ein. Die Unwirtschaftlichkeit dieser Brenner und das Unvermögen, sie auf Grund ihrer Niederdruckzerstäubung bei Uberdruckfeuerungen einzusetzen, haben auch praktisch die Emulsionszerstäuberölbrenner vom Markt verschwinden lassen.

Zur Beheizung von Schachtofen sind weiters Ölbrenner bekannt geworden, die ebenfalls eine Luft-Öl-Emulsion zerstäuben, diese Emulsion aber in einem eigenen, der Düse vorgeordneten Emulsionsraum bereiten. Hier wirkt nun der Emulsionsraum als Entspannungskammer für die durch radiale öffnungen eintretenden, komprimierten Gase und der flüssige Brennstoff muß mit hohem Druck in diese Kammer eingespritzt und dabei möglichst fein verteilt werden, damit eine Luft-Öl-Emulsion entsteht. Es kommt nur zu einer instabilen, inhomogenen Emulsion, zu deren Verbrennung heiße Verbrennungsluft erforderlich ist. Dieser Zerstäubungsbrenner bedarf daher eines beträchtlichen Aufwandes und ist nur für große Durchsatzmengen interessant, also f^ir Hochöfen aber nicht für die Altölverbrennung bei relativ kleinen Leistungen. Außerdem besteht auch bei diesem Brenner die Gefahr von Verstopfungen, und zwar bereits beim Einspritzen des Brennstoffes in den Emulsionsraum.

bisher bekannten Ölbrenner, seien sie nun mit Hochdruckzerstäubern oder Emulsionszerstäubern ausgerüstet, sind somit nicht geeignet, das bei Tankstellen, Werkstätten u.dgl. anfallende Altöl, verschmutztes Schmieröl usw. direkt zu verfeuern, so daß trotz der meist bei diesen Betrieben vorhandenen Ölbrenner eine Verwertung der zur Verfügung stehenden Altöle und ölabfälle an Ort und Stelle unmöglich ist und für eine koatenintensive Beseitigung des Altöles gesorgt werden muß, ohne damit den eigenen Heizölbedarf wenigstens zum Teil decken zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der bei platzsparender, aufwandsarmer Konstruktion die Vorteile der bekannten Brenner unter Vermeidung ihrer Nachteile in sich vereinigt, auf funktionssichere und materialschonende Weise die Verfeuerung von Altölen u.dgl. erlaubt und für jedes Heizgerät, auch für Überdruckfeuerungen verwendbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Zerstäuber einen dem Emulsionsraum vorgeordneten, sich zu einer Drosselstelle verengenden Einlaßkanal aufweist, in den vor der Drosselstelle die Druckluftleitung und in der Drosselstelle ein mit der Ölzuleitung verbundener Ölzufiuhrkanal münden, und daß vorzugsweise im Bereich der Zerstäuberdüse eine dem Emulsionsraum nachgeordnete Dralleinrichtung vorgesehen ist. Durch die Drosselstelle entsteht ein Luftstrom sehr hoher Geschwindigkeit, in den das Öl nicht zerstäubt, sondern lediglich mit relativ geringen Drücken von beispielsweise 0,2 bis 1,5 bar eingespritzt wird, was auch bei Verwendung von verschmutzten ölen die Verstopfungsgefahr auf ein Minimum herabsetzt. Auf Grund des Einspritzen des Öls in den hochturbulenten Luftstrom bildet sich weiters im anschließenden Emulsionsraum eine feine, homogene und stabile Luft-Öl-Emulsion, zu deren Verbrennung einfache,

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nicht vorgewärmte Gebläseluft genügt. Da die Dimensionen des Brenners sehr klein gehalten und die Emulsion mit beliebigem Druck zerstäubt werden kann, ist der Brenner für den Betrieb von Zentralheizungskesseln, Lufterhitzern, Dampfkesseln u.dgl. selbst kleiner Leistungen geeignet und läßt sich sogar in bereits vorhandene übliche Gebläse-Hochdruckzerstäuber einbauen. Die bruckluftleitung kann an beliebig vorhandene Druckluftquellen, beispielsweise Windkessel von Werkstätten, Tankstellen u.dgl. angeschlossen werden, und es ergibt sich die Möglichkeit der Altölverbrennung an Ort und Stelle des Altölanfalles. Zum Einspritzen des Öls genügt eine übliche selbstansaugende Ölpumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe und, da außerdem die Emulsion bei niedrigeren Temperaturen als das bloße öl zündfähig ist, reicht eine Aufwärmung des Öls auf 70 bis maximal 85° aus, wodurch sich geringere Ausgasungen ergeben, sich weniger Gaspolster bilden, die Brennerteile geringer belastet werden und auch der Energiebedarf für die ölvorwärmung sinkt. Durch die gute Vermischung von Öl und Druckluft ergibt sich eine sehr weiche Zündung, d.h. eine Zündung mit geringem Druckanstieg und ohne Verpuffungen, und es werden außerdem bei der Verbrennung Emissionswerte der Abgase erreicht, die voll den internationalen Normen entsprechen, so daß eine umweltfreundliche Verfeuerung von beliebigem Altöl möglich ist und das zur Verfügung stehende, sonst nicht verwendbare Altöl zur Eigengewinnung von Energie dienen kann. Selbstverständlich ist der erfindungsgemäße ölbrenner durch Einbau entsprechender Uberwachungs- und Regelorgane für einen vollautomatischen Eetrieb bestens geeignet.

In einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist der normal zur Drosselstellenachse verlaufende ölzufuhrkanal mit der ölzuleitung über ein direkt am Zerstäuber aufgesetztes Magnetventil verbunden, dessen Betätigung von der Menge bzw. dem Druck der zur Verfügung

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stehenden Druckluft abhängt. Dadurch ist garantiert, daß der Zerstäuberdüse stets eine entsprechende Emulsion zuströmt, denn beispielsweise bei Ausfall der Druckluftquelle schließt auch sofort das Magnetventil die ölzufuhr und eine bloße ölzerstäubung, die eventuell eine Verstopfung der Düse durch Ölverunreinigungen mit sich bringen könnte, wird verhindert. Es wird außerdem eine kompakte Konstruktion erreicht und die unmittelbare Nähe des Magnetventils beim Zerstäuber verursacht nur geringe Abkühlverluste des vorgewärmten Öls durch die Gebläseluft im Flammrohr.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 das Funktionsschema eines erfindungsgemäßen öl-

brenners und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Zerstäuber dieses ölbrenners.

In einem Flammrohr 1, durch das über ein Gebläse Verbrennungsluft gefördert wird, ist ein Zerstäuber 3 mit einer Zerstäuberdüse 4 angeordnet. Eine auf der gleichen Antriebswelle wie das Gebläse 2 sitzende Ölpumpe 5» die als Zahnradpumpe ausgebildet ist, saugt das zu verfeuernde Öl über ein ölfilter 6 an und pumpt es dem Zerstäuber zu, wobei es über einen Öldruckregler 7, einen Ölvorwärmer 8 und ein direkt am Zerstäuber aufgesetztes Magnetventil 9 in den Ölzufuhrkanal 10 des Zerstäubers 3 fließt. Der Zerstäuber 3 steht außerdem über die Druckluftleitung mit einer nicht näher dargestellten Druckluftquelle in Verbindung, die beispielsweise ein beliebiger Windkessel oder auch ein eigener kleiner Kompressor u.dgl. sein kann. Der Zerstäuber 3 weist nun einen Einlaßkanal 13 auf, der sich zu einer Drosselstelle 14 verengt. In diesen Einlaßkanal 13 münden die Druckluftleitung 11 vor der Drosselstelle 14 und der ölzufuhrkanal 10 in der Drosselstelle, wobei an die Drosselstelle 14 dann

im Zerstäuber 3 ein erweiterter Emulsionsraum 15 anschließt, der über eine Auslaßdrossel 16 in einen der Zerstäuberdüse 4 vorgelagerten Düsenvorraum 17 führt, der eine Dralleinrichtung 18 aufnimmt.

Beim Anlaufen des Ölbrenners kommt es zunächst zu einer etwa 10 bis 20 see. dauernden Vorspülphase, in der das Magnetventil 9 den ölzufuhrkanal 10 sperrt und eine Umspülleitung 19 durch ein entsprechendes Umspülventil 20 freigegeben ist. Dadurch strömt das öl aus dem ölvorwärmer 8 über die ölzuleitung 21 nicht in den ölzufuhrkanal 10, sondern weiter¹ in die Ölumspülleitung 19 und durch diese zurück in den ölrücklauf 22, bis es im Ölvorwärmer 8durch die Heizpatrone 23 auf eine Temperatur von 70 bis 85° C erwärmt ist. Diese Vorspülphase bezweckt die sofortige Bereitstellung von entsprechend vorgewärmtem Öl für den Zündvorgang, die Entlüftung bzw. Entgasung der ölzuleitung 21 sowie die Vorbelüftung des Brennraumes durch das bereits mit der ölpumpe mitlaufende Verbrennungsluftgebläse 2. Nach Erreichen der gewünschten, vom Thermostat 24 überwachten Öltemperatur ist die Vorspülphase abgeschlossen und die eigentliche Betriebsphase wird eingeleitet. Dazu sperrt das Umspülventil 20 die Ölumspülleitung 19, ein bis dahin geschlossenes Druckluft-Magnetventil 25 öffnet die Druckluftleitung 11 und das Magnetventil 9 gibt den Ölzufuhrkanal 10 frei. Nun strömt Druckluft aus der Druckluftquelle 12 über ein Luftfilter 26, einen Druckregler 27 in den Zerstäuber 3, wo in der Drosselstelle

14 des Einlaßkanals 13 durch den ölzufuhrkanal 10 in

den Druckluftstrom C¹I eingespritzt wird. Im Emulsionsraum

15 entsteht eine feine Luft-Öl-Emulsion, die durch die Auslaßdrossel 16 in den Düsenvorraum 17 gelangt, wo sie durch die Dralleinrichtung 18 in eine intensive Rotation versetzt wird. Die rotierende Emulsionsströmung verläßt die Zerstäuberdüse 4 in Form eines Sprühkegels und wird durch die Zündelektroden 28 gezündet. Die über eine

Stauscheibe 29 in den Düsenausgangsbereich gezwungene Verbrennungsluft vermischt sich innig mit der zerstäubten Emulsion, und es kommt am Ausgang des Flammrohres 1 zu einer optimalen Verbrennung. Zur Überwachung der Flamme gibt es eine Photozelle 30, und ein Druckluftwächter sorgt für die Abschaltung des Ölb'renners, sobald die Druckluftzufuhr unterbrochen ist. Bei Stillstand des Brenners ist auch automatisch das Magnetventil 9 geschlossen, um einen ölausfluß zu vermeiden.

Der erfindungsgemäße Ölbrenner zeichnet sich durch seine Funktionssicherheit, seine Verschleißfestigkeit, seine vielfache Anwendbarkeit und vor allem durch seine Fähigkeit, Altöle u.dgl. umweltfreundlich und normgerecht verfeuern zu können, aus.

Claims

Ansprüche

1. ölbrenner, insbesondere zur Verfeuerung von Altölen, Schmierölabfällen, schweren Heizölen u.dgl. mit einem an ein Gebläse für die Verbrennungsluft angeschlossenen Flammrohr und einem im Flammrohr liegenden Zerstäuber, der an eine ölzuleitung und eine Druckluftleitung angeschlossen ist und einen Emulsionsraum für die Bereitung einer der Zerstäuber-

^B düse zuströmenden Luft-Öl-Emulsion bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (3) einen dem Emulsionsraum (15) vorgeordneten, sich zu einer Drosselstelle

* (14) verengenden Einlaßkanl (13) aufweist, in den vor der Drosselstelle (14) die Druckluftleitung (11) und in der Drosselstelle (14) ein mit der ölzuleitung (21) verbundener ölzufuhrkanal (10) münden, und daß vorzugsweise im Bereich der Zerstäuberdüse (4) eine dem Emulsionsraum (15) nachgeordnete Dralleinrichtung (18) vorgesehen ist.

2. Ö3.brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der normal zur Drosselstellenachse verlaufende Ölzufuhrkanal (10) mit der ölzuleitung (21) über ein direkt am Zerstäuber(3) aufgesetztes Magnetventil (9) verbunden ist, dessen Betätigung von der Menge bzw. dem Druck der zur Verfügung stehenden Druckluft abhängt.