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Zerstäubungsvorrichtung für Flüssigkeiten aller Art, insbesondere
für flüssige Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäubungsvorrichtung
für Flüssigkeiten aller Art, insbesondere für flüssige Brennstoffe, zur Verwendung
in öfen oder in Kesselfeuerungen. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Zwecke
anwendbar, z. B. bei Zerstäubungsvorrichtungen für Wasser in Mischdampfüberhitzern.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen möglichst gleichbleibenden
Winkel und möglichst gleichbleibende Feinheit der Zerstäubung innerhalb eines weiteren
Bereiches veränderter Fördermenge aufrechtzuerhalten, ohne daß es erforderlich ist,
ein verdichtetes Hilfsfluidum zu benutzen, welches anderer Art ist als die zu zerstäubende
Flüssigkeit, oder Drücke oder Temperaturenanzuwenden, welche die normalerweise in
den bekannten mechanischen Zerstäubern üblichen. übertreffen.
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Bei der Erfindung wird von dien, bekannten Vorrichtungen ausgegangen,
bei denen die Z.erstäubung durch den Druck der durch zwei gleiehachsige Düsen austretenden
Flüssigkeit erfolgt. Erfindungsgemäß wird bei einer solchen Vorrichtung eine der
beiden Düsen als Hauptdüse ausgebildet, deren Förderung durch Einwirkung auf den
Flüssigkeitsdruck von Null bis zu einer Höchstmenge verändert werden kann, während
die zweite Düse als Hilfsdüse
mit geringer Förderung, aber hohem
Flüssigkeitsdruck arbeitet.
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Der Förderdruck der Hilfsdüse bleibt immer relativ hoch, und ihre
öffnung für den Flüssigkeitsaustritt ändert sich derart wenig, daß der Winkel und
die Feinheit der Zerstäubung des Hilfsstrahles nahezu konstant bleiben und durch
Mitnahme das Gleichbleiben des Winkels und der Zerstäubungsfeinheit des Hauptstrahles
gewährleisten, selbst bei der geringsten Förderung des letzteren.
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In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und es ist Fig. i .eine Gesamtansicht eines Zerstäubers-gemäß der Erfindung
im Achsschnitt; Fig. 2 ist eine Ansicht des Kopfes der Zerstäub,ungsei,nrichtung
im Achsschlnitt in vergrößertem Maßstab und Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie
HI-III der Fig. 2.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die beiden Hilfs- und Hauptzerstäuber
wie die gewöhnlichen Zerstäuber gebaut, und die Zerstäuberköpfe umfassen jeder gemäß
der üblichen Anordnung einen Verteiler mit tangentialen Bohrungen und eine Austrittsdüse
mit zentraler Bohrung.
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Der Hauptzerstäuber besteht demnach aus dem zylindrischen Mantel i,
an dessem Ende die mit einer zentralen Zerstäuberbohrting versehene Düse 3 festgeschraubt
ist, sowie aus dem Verteiler 2a mit tangentialen Bohrungen 5.
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Der Hilfszerstäuber hat ebenso die mit zentraler Zerstäuberbohrun.g
7 versehene Düse 6 und den mit einer tangenitialen Bohrung 9 versehenen Verteiler,
welcher aus einem bestimmten Teil des Hilfszerstäubers gebildet und in die Düse
6 eingeschraubt wird. Der Hilfszerstäuber ist im Innern des Hauptzerstäubers zentriert,
indem seine Düse 6 in den Verteiler 2a des Hauptzerstäubers ohne Zwischenfügung
eines Verbindungsstückes derart eingeschraubt ist, daß die relativen Stellungen
der inneren und äußeren Düse mit Genauigkeit eingestellt und die Auswechselung eines
vollständigen Kopfes leicht ohne besondere Regelung seitens des Benutzers bewerkstelligt
werden kann.
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Die Düse 6 des Hilfszerstäubers isst an ihrem Umfang mit einer tangential:en
Nut T versehen, welche eine Verbindung zwischen dem Flüssigkeitseinlaß des Hilfszerstäubers
und der Würbelkammer C des Hauptzerstäubers für den weiter unten genannten Zweck
herstellt.
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Die Zerstäuber werden durch besondere konzentrisch aalgeordnete Leitungen
A und B mit Flüssigkeit beliefert, die an den beiden mit einer Pumpe
verbundenen Anschlüssen i o und i i endigen. Das Rohr B ist in eine Kappe 12 eingeschraubt,
welche den Mantel i auf der dem Hauptzerstäuberkopf 2 gegenüberliegenden Seite abschließt.
Das Leitungsrohr A im Innern der Leitung B ist an einen Teil 13 angelötet,
der seinerseits in ein mit Gewinde versehenes Einsatzstück 14 eingeschraubt ist.
In dieses Einsatzstück greift ein an der die Düse 6 des Hilfszerstäubers abschließenden
Kappe 16 vorgesehener Rohrzapfen 15 ein. Die Anordnung der beiden Teile 1 ¢ und
15, die einfach ineinandergreifen, gestattet den Ausbau der beiden Zerstäuberkbpfe
als eine Einheit, d. h. das aus den Teilen 2, 2a, 6, 8, 15 und 16 bestehende Aggregat
durch einfaches Abschrauben des Hauptzerstäuberkopfes 2, und umgekehrt den Einbau
dieses Aggregats durch einfaches Aufschrauben dieses Zers,täuberkopfes.
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Die Abdichtung der Zuführung zum Hilfszerstäuber erfolgt an den Teilen
14 und 15 ohne Stopfbüchse mittels einer Membran M oder eines gefalteten Rohres,
so daß der in dem Zuleitungsrohr des Hilfszerstäubers herrschende Druck, solange
er größer oder gleich dem äußeren Druck bleibt, selbsttätig auf das Ende des Zapfens
15 einwirkt. Die Membran oder das gefaltete Rohr ist zwischen den Teilen 13 und
14 in einem 'Raum befestigt, dessen Förderverlust zum äußeren Zerstäuber hin im
Fallre eines Bruches der Membran durch eine genaue Einpassung des Zapfens 15 in
das Einsatzstück 14 und durch seine Ausführung als ;abdichtenden Kolben begrenzt
wird. Diese zusätzliche, gegenseitige Abdichtung zwischen den beiden Teilen 14 und
15 kann dadurch gewährleistet werden, daß auf der äußeren Fläche des Zapfens 15
eine gewisse Anzahl von übereinanderliegenden rirngförmitgen Nuten 15a angebracht
wird.
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Im Falle eines Hilfszerstäubers mit sehr kleiner Leistung sind die
entsprechenden Bohrungen des Verteilers und der Düse sehr klein gehalten, und es
ist die Anordnung eimies Filters am- Eintrittsende erforderlich. Eine vorteilhafte
Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt, wo das feinmaschige Filter F im Innern
der Einlaß.leitung angebracht ist, deren ganze Länge es einnimmt und das sich auf
ein Siebrohr stützt. Ein gleiches Filter kann in der Zuleitung des Hauptzerstäubers
eingebaut werden.
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Vorteilhaft isst es, die beiden Anschlüsse io und i i der Flüssigkeitszuführung
nach den Zerstäubern mittels einer Pumpe zu, beliefern, die mit einem Regler für
konstanten Zuführungsdruck versehen ist.
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Der Hilfszerstäuber arbeitet normalerweise mit konstantem Druck, die
ihm durch die Leitung A zugeführte Flüssigkeit läuft durch den Teil 15, die tangentiale
Bohrung 9 und tritt zerstäubt durch die Bohrung 7 aus.
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Die dem Hauptzerstäuber durch die Leitung B zugefühxt@e Flüssigkeit
läuft durch die tangentialen Bohrungen 5, dann durch die Zerstäuberöffnung der Düse
3. Ein (,nicht dargestelltes) Reglervenril gestattet, den Eintrittsdruck zum Hauptzerstäuber
nach Wunsch (von der völligen Absperrung ab) zu verändern. Wenn der Förderdruck
zum Hauptzerstäuber geringer ist als der Förderdru,rk zum Hilfszerstäuber, dann
läuft ein Teil der dein letzteren zugeführten Flüssigkeit durch die tangentiale
öffnung und die Nut T und bis zur öffnung 3 im Hauptzerstäuber, und zwar für den
weiter unten artgegebenen Zweck.
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Es können mehrere Zerstäuberaggregate an denselben Anschlüssen ,angeschlossen
und gleichzeitig durch dasselbe Ventil geregelt werden, indem die Steuerung desselben
von. Hand oder selbsttätig
erfolgt. Die Förderung sinkt niemals
unter eine Mindestmenge, welche derjenigen des allein arbeitenden Hilfszerstäubers
entspricht.
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Jedenfalls kann ein Arbeiten mit geringer Leistung z. B. während des
Nachtbetriebes erzielt werden, indem das Hauptregelventil geschlossen bleibt und
,auf ein zweites Ventil eingewirkt wird, das lediglich den Druck im Hilfszerstäuber
regelt. Bei einem Brenner isst dies der Fall beün Betrieb während des Anzünders
oder bei sehr schwachem Gang ohne selbsttätige Führung der Heizung.
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Dieses zusätzliche Ventil gestattet, bei normalem Gang in gleicher
Welse den Wert des konstanten Druckes im Hilfszerstäuber nach Wunsch zu regeln,
d. h. der Mindestförderung, welche der Schließung des Hauptkreises entspricht.
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Bei schwacher Förderung im Hauptkreislauf wird die Flüssigkeit, die
durch die Bohrungen 5 des Hauptverteilers einströmt, durch die Drehbewegung der
mit großer Geschwindigkeit aus der tangentialen öffnung T austretenden Flüssigkeit
mitgerissen und gelangt so fein zerstäubt an den Ausgang der Hauptdüse.
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übrigens wirkt die durch das Ausströmen der Flüssigkeit aus der inneren
Düse erzeugte Saugwirkung auf die durch die Hauptdüse ausgestoßenen Teilchen ein
und erhält so das gegen das innere Sprühband gerichtete äußere Sprühband aufrecht.
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Es ergeben sich aus dieser Anordnung die folgenden Vorteile: i. Der
Öffnungswinkel des zerstäubten Bandes bleibt im wesentlichen konstant und die Feinheit
der Zerstäubun.g bleibt in allen Bereichen zufriedenstellend.
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2. Der Umfang der Veränderung der Förderung kann bedeutend sein, z.
B. i : 6 bei Regelung des Hauptkreislaufes allein und i : io mit zusätzlicher Regelung
des Hilfskreislaufes.
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3. Die Regelung erfolgt ganz einfach durch Einwirkung auf den Druck
ohne Verschiebung irgendeiner Organs ian Innern des Zerstäubers. Der Betrieb von
mehreren Apparaten im Parallelschaltung wird mit Genauigkeit erreicht und die Einrichtung
zur Veränderung der Förderung eignet sich besonders gut zur selbsttätigen Fernregelung.
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4. Die Wirkungswelse des Zerstäubers erfordert keine empfindliche
Ausdehnungs- oder Regelungsvorrichtung, deren Störung die Förderung stark beeinflussen
könnfie. Besonders, wenn die Pumpe eine Regelung mit konstantem Druck besitzt, beeinflu.ßt
eine fortschreitende Störung des Ganges derselben nur die Förderung des Hilfszerstäubers,
d. h. einen kleinen Bruchteil der Gesamtförderung.
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5. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Öffnungen
der einen wie der anderen Düse bei allen Betriebsbedingungen von einem Flüssigkeitsstrahl
durchspült. FaJ1s es sich um einen Brenner handelt, gibt es also niemals eine unbenutzte
Düse, welche durch einen Miederschlag von Kohle verschmutzt werden kann.
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6. Wenn es sich um einen Brenner in einer selbsttätigen Heizung handelt,
so ist kein. Erlöschen des Brenners im Falle eines heftigen und augenblicklichen
Abfalls des Kesseldruckes zu befürchten, weil die Mindestförderung von Brennstoff
durch diejenige des Hilfszerstäubers bestimmt wird.
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7. Das feinmaschige Filter mit großem Durchtrittsquerschnitt gestattet
die Ausführung der Zerstäuber mit Bohrungen geringen Durchmessers, also für geringe
Mindestförderung.