EP0067271B1 - Stufenlos regelbarer Ölgebläsebrenner - Google Patents

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EP0067271B1
EP0067271B1 EP82101424A EP82101424A EP0067271B1 EP 0067271 B1 EP0067271 B1 EP 0067271B1 EP 82101424 A EP82101424 A EP 82101424A EP 82101424 A EP82101424 A EP 82101424A EP 0067271 B1 EP0067271 B1 EP 0067271B1
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EP
European Patent Office
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oil
fan unit
air
burner
supply regulator
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EP82101424A
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English (en)
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EP0067271A3 (en
EP0067271A2 (de
Inventor
Rolf Dr.-Ing. Noack
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Buderus AG
Original Assignee
Buderus AG
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Publication date
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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
    • F23D11/04Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying action being obtained by centrifugal action
    • F23D11/06Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying action being obtained by centrifugal action using a horizontal shaft
    • 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
    • F23D11/005Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means

Definitions

  • the invention relates to an infinitely variable oil blower burner according to the preamble of claim 1.
  • An oil blowing burner of this type can be found in CH-A-349019.
  • the oil and air volume control is controlled separately, which does not always lead to the correct volume adjustment, especially at low outputs.
  • a partial evaporation of the inflowing oil takes place in a rotating evaporation device via a separately arranged heating device.
  • a mixture of oil vapor, oil droplets and air then burns.
  • Both the separate volume control and the incomplete evaporation of the oil before combustion prevent a stepless regulation down to the lowest output and complete combustion with a stable, blue flame.
  • the aim is to create an oil blowing burner that is infinitely variable, has a stable flame with as complete a combustion as possible, and burns with a blue flame.
  • the rotating oil distributor which is preceded by a known oil flow regulator, throws the oil in finely divided form onto the inner surface of the heated evaporation device.
  • the resulting oil vapor then flows towards the combustion chamber, where it comes into contact with the combustion air from the air volume regulator and burns.
  • the burner burns oil vapor and not oil drops. This enables the desired combustion to be achieved with a blue flame. Since only the oil distributor and not the evaporation device rotates, it is possible to heat the evaporation device electrically already for the ignition process. The flame burns blue immediately after ignition. The rotating oil distributor acts as a wiper within the evaporation device, as a result of which incrustations and contamination are largely avoided.
  • the oil distributor and the blower are on a common shaft of a common motor.
  • a hollow shaft is used to transport the oil from the oil flow regulator to the oil distributor.
  • the metered oil from the hollow shaft reaches its surface through radial holes. From there it is flung onto the inside surface of the heated evaporator to evaporate.
  • the single figure shows an embodiment of the invention as a longitudinal section through an oil burner.
  • the oil passes from an oil quantity regulator 1 into the hollow drive shaft 2 of a drive motor 18.
  • an oil delivery pipe 3 is drawn into the shaft 2 and sealed with a seal 4 against the shaft.
  • This seal 4 is inserted into the collar 5 of the shaft.
  • the oil which only flows dropwise through the oil delivery pipe 3 because of the low power of these burners, lies against the inner wall of the shaft 2, so that no oil can escape even if the seal 4 leaks.
  • the oil flow at the oil quantity regulator 1 is interrupted and the hollow drive shaft 2 is driven empty before the engine 18 is switched off, so that no oil can escape even when the seal 4 is leaking.
  • the oil then flows through the hollow drive shaft 2 to an oil distributor 7 with radial bores 8. Due to the centrifugal force during the rotation of the shaft 2 and the oil distributor 7, the oil is thrown out of the bores 8 and reaches the inner walls of an evaporation device 6, which is cup-shaped is formed, and points with the open end towards the combustion chamber 10.
  • the drive shaft 2 is passed through the bottom of this cup.
  • the evaporation device 6 is preheated when the burner is started with an electric heater 9, so that the oil on the hot inner wall evaporates spontaneously and the oil vapor flows in the direction of the combustion chamber 10.
  • the electric heater 9 has a thermostat 11 which monitors the temperature of the evaporation device 6 and switches off the electric heating when this additional heating is no longer necessary due to the flame reflection.
  • the oil distributor 7 also has the task of scraping off any encrustations and caking from the oil on the inner walls of the evaporation device 6, these residues being discharged towards the combustion chamber by combustion air which flows through holes (12) in the bottom of the cup. This makes the burner very insensitive to fluctuations in the quality of the oil, both in terms of ash content and in terms of changes in viscosity.
  • the air that flows through the holes 12 creates in the Evaporator 6 is a partial combustion that may be desired to maintain the temperature.
  • the rotating oil distributor 7 also creates an additional swirl.
  • the combustion air is conveyed by an impeller 13, which sits between the drive motor 18 and the evaporation device 6 on the drive shaft 2.
  • This impeller 13 also has the task of cooling the drive shaft 2 and the oil distributor 7.
  • a diffuser 14 is used to regulate the air volume and is controlled by a servo motor, not shown, which simultaneously actuates the oil volume regulator 1, so that oil and combustion air are changed proportionally to one another in the event of changes in output.
  • the combustion air flows outside the evaporation device 6. This is provided on the outside with insulation 15, which is designed so that the correct temperature is established on the inner wall.
  • An impeller 16 in the air flow at the mouth of the evaporation device 6 ensures intensive mixing of the combustion air with the oil vapor and thus good combustion.
  • a guide tube 17 ensures the formation of a stable flame due to a high level of retroreflection and thus safe operation of the burner.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen stufenlos regelbaren Ölgebläsebrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Ein Ölgebläsebrenner dieser Art ist der CH-A-349019 zu entnehmen. Die Öl- und Luftmengenregelung ist dabei getrennt gesteuert, was besonders bei niedrigen Leistungen nicht immer zu der richtigen Mengenanpassung führt. In einer rotierenden Verdampfungseinrichtung erfolgt über eine getrennt angeordnete Heizeinrichtung eine Teilverdampfung des einströmenden Öles. Es verbrennt dann ein Gemisch aus Öldampf, Öltröpfchen und Luft. Sowohl die getrennte Mengenregelung als auch die nicht vollständige Verdampfung des Öles vor dem Verbrennen verhindern ein stufenloses Regeln bis zu kleinsten Leistungen und eine vollständige Verbrennung mit stabiler, blauer Flamme.
  • Es soll ein Ölgebläsebrenner geschaffen werden, der stufenlos regelbar ist, auch bei kleiner Leistung eine stabile Flamme mit möglichst vollständiger Verbrennung besitzt und mit blauer Flamme brennt.
  • Gemäß der Erfindung erfolgt dieses durch einen Ölgebläsebrenner mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.
  • Der rotierende Ölverteiler, dem ein bekannter Ölmengenregler vorgeschaltet ist, schleudert das Öl in fein verteilter Form auf die Innenfläche der beheizten Verdampfungseinrichtung. Der entstehende Öldampf strömt dann in Richtung Brennraum, wo er mit der Verbrennungsluft aus dem Luftmengenregler in Berührung kommt und verbrennt.
  • Wegen der Koppelung des ÖI- und Luftmengenreglers, etwa durch einen gemeinsamen Servomotor, ist eine proportionale Änderung beider Medien bei Leistungsänderungen möglich. Dieses führt zu der Möglichkeit, die Leistung des Brenners stufenlos zu regeln. Wesentlich ist dabei aber, daß keine Düse vorhanden ist, die beim Einsatz eines üblichen Ölmengenreglers zu den beschriebenen Schwierigkeiten führen würde. Die Ölmenge kann jetzt ohne Nachteil bis zu geringsten Leistungen hin verändert werden, wobei auf eine Druckerhöhungspumpe verzichtet werden kann.
  • Neben der Möglichkeit, den Brenner stufenlos ohne untere Leistungsbegrenzung problemlos zu regeln, liegt ein entscheidender Vorteil darin, daß der Brenner Öldampf und nicht Öltropfen verbrennt. Dadurch ist die gewünschte Verbrennung mit blauer Flamme zu erzielen. Da nur der Ölverteiler und nicht die Verdampfungseinrichtung rotiert, ist es möglich, die Verdampfungseinrichtung schon für den Zündvorgang elektrisch zu beheizen. Die Flamme brennt deshalt bereits unmittelbar nach der Zündung blau. Der rotierende Ölverteiler wirkt innerhalb der Verdampfungseinrichtung als Abstreifer, wodurch Verkrustungen und Verunreinigungen weitgehend vermieden werden.
  • Es ist zweckmäßig, den Ölverteiler und das Gebläse auf einer gemeinsamen Welle eines gemeinsamen Motores anzuordnen. Eine hohl ausgebildete Welle dient dabei dem Öltransport vom Ölmengenregler zum Ölverteiler. Im Ölverteiler gelangt das dosierte Öl aus der hohlen Welle durch radiale Bohrungen zu dessen Oberfläche. Von dort wird es auf die Innenfläche der beheizten Verdampfungseinrichtung geschleudert, um zu verdampfen.
  • Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Längsschnitt durch einen Ölbrenner.
  • Das Öl gelangt von einem Ölmengenregler 1 in die hohle Antriebswelle 2 eines Antriebsmotors 18. Dazu ist ein Ölförderrohr 3 in die Welle 2 hineingezogen und mit einer Dichtung 4 gegenüber der Welle abgedichtet. Diese Dichtung 4 ist in den Bund 5 der Welle eingelegt. Bei schneller Rotation der Welle 2 legt sich das Öl, das wegen der kleinen Leistung dieser Brenner nur tropfenweise über das Ölförderrohr 3 zufließt, an die innere Wand der Welle 2 an, so daß auch bei Undichtwerden der Dichtung 4 kein Öl austreten kann. Beim Abstellen des Brenners wird der Ölzufluß am Ölmengenregler 1 unterbrochen und die hohle Antriebswelle 2 noch leergefahren, bevor der Motor 18 abgeschaltet wird, so daß auch im Stillstand bei Undichtwerden der Dichtung 4 kein Öl austreten kann.
  • Das Öl fließt dann durch die hohle Antriebswelle 2 zu einem Ölverteiler 7 mit radialen Bohrungen 8. Durch die Zentrifugalkraft bei der Drehung der Welle 2 und des Ölverteilers 7 wird das Öl aus den Bohrungen 8 herausgeschleudert und gelangt auf die Innenwände einer Verdampfungseinrichtung 6, die becherförmig ausgebildet ist, und mit dem offenen Ende in Richtung Brennraum 10 zeigt. Die Antriebswelle 2 ist durch den Boden dieses Bechers hindurchgeführt. Die Verdampfungseinrichtung 6 wird beim Starten des Brenners mit einer elektrischen Heizung 9 vorgeheizt, so daß das Öl an der heißen Innenwand spontan verdampft und der Öldampf in Richtung Brennraum 10 strömt. Die elektrische Heizung 9 besitzt einen Thermostaten 11, der die Temperatur der Verdampfungseinrichtung 6 überwacht und die elektrische Beheizung abschaltet, wenn durch die Flammenrückstrahlung diese Zusatzbeheizung nicht mehr nötig ist.
  • Der Ölverteiler 7 hat gleichzeitig die Aufgabe, evtl. entstehende Verkrustungen und Anbackungen aus dem Öl an den Innenwänden der Verdampfungseinrichtung 6 abzuschaben, wobei diese Rückstände durch Verbrennungsluft, die durch Bohrungen (12) am Boden des Bechers strömt, in Richtung Brennraum ausgetragen werden. Der Brenner wird dadurch sehr unempfindlich gegen Qualitätsschwankungen des Öls, sowohl was den Aschegehalt wie auch was Viskositätsänderungen betrifft. Durch die Luft, welche durch die Bohrungen 12 strömt, entsteht in der Verdampfungseinrichtung 6 eine Teilverbrennung, die zur Aufrechterhaltung der Temperatur erwünscht sein kann. Der rotierende Ölverteiler 7 erzeugt außerdem eine zusätzliche Verwirbelung.
  • Die Verbrennungsluft wird von einem Gebläserad 13 gefördert, das zwischen dem Antriebsmotor 18 und der Verdampfungseinrichtung 6 auf der Antriebswelle 2 sitzt. Dieses Gebläserad 13 hat gleichzeitig die Aufgabe, die Antriebswelle 2 und den Ölverteiler 7 zu kühlen. Ein Leitapparat 14 dient zur Luftmengenregelung und wird von einem nicht gezeichneten Servomotor gesteuert, der gleichzeitig den Ölmengenregler 1 betätigt, so daß bei Leistungsänderungen Öl- und Verbrennungsluft proportional zueinander verändert werden. Die Verbrennungsluft strömt außen an der Verdampfungseinrichtung 6 vorbei. Diese ist auf der Außenseite mit einer Isolation 15 versehen, die so ausgelegt wird, daß sich an der Innenwand die richtige Temperatur einstellt. Ein Impeller 16 in dem Luftstrom an der Mündung der Verdampfungseinrichtung 6 sorgt für eine intensive Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Öldampf und damit für eine gute Verbrennung. Ein Leitrohr 17 sorgt für die Ausbildung einer stabilen Flamme durch eine hohe Rückstrahlung und damit für einen sicheren Betrieb des Brenners.

Claims (2)

1. Stufenlos regelbarer Ölgebläsebrenner mit einem Ölmengenregler (1) und einem Luftmengenregler (14) sowie mit einem rotierenden, das 01 durch Zentrifugalkraft auf die zylindrische Innenfläche einer beheizten, zum Brennraum (10) hin offenen Verdampfungseinrichtung (6) schleudernden Ölverteiler (7) und einem die Verbrennungsluft in Längserstreckung der Verdampfungseinrichtung (6) fördernden Gebläse (13), dadurch gekennzeichnet, daß der Ölmengenregler (1) und der Luftmengenregler (14) miteinander gekoppelt sind und daß die Verdampfungseinrichtung (6) ortsfest angeordnet und von einer Isolation (15) mit eingebetteten, durch einen Thermostaten (11) zu überwachenden elektrischen Heizung (9) umgeben ist.
2. Ölgebläsebrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftleitrohr (17) die Verdampfungseinrichtung (6) mit Abstand umgibt und diese zum Brennraum (10) hin überragt und daß in ihm auf der Höhe der Mündung der Verdampfungseinrichtung (6) ein Impeller (16) angeordnet ist.
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EP0067271A3 EP0067271A3 (en) 1983-06-22
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