EP0268702B1 - Druckluftzerstäuberdüse - Google Patents

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EP0268702B1
EP0268702B1 EP86116465A EP86116465A EP0268702B1 EP 0268702 B1 EP0268702 B1 EP 0268702B1 EP 86116465 A EP86116465 A EP 86116465A EP 86116465 A EP86116465 A EP 86116465A EP 0268702 B1 EP0268702 B1 EP 0268702B1
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Fluidics Instruments BV
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0466—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the central liquid flow towards the peripheral gas flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0892—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point the outlet orifices for jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid being disposed on a circle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/005—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means
    • F23D11/007—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means combination of means covered by sub-groups F23D11/10 and F23D11/24
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/101—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet
    • F23D11/102—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber
    • F23D11/103—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting before the burner outlet in an internal mixing chamber with means creating a swirl inside the mixing chamber

Definitions

  • the invention relates to a compressed air atomizing nozzle for liquids, with a chamber for mixing compressed air and e.g. Oil, a central dosing hole, a baffle pin in the chamber at a distance from and coaxial to the central dosing hole with compressed air supply holes opening into the chamber on one side and at least one outlet opening for removing the oil-air mixture on the other side of the chamber.
  • compressed air e.g. Oil
  • a baffle pin in the chamber at a distance from and coaxial to the central dosing hole with compressed air supply holes opening into the chamber on one side and at least one outlet opening for removing the oil-air mixture on the other side of the chamber.
  • nozzles with “internal mixing” are used in oil burners for burning oil in ovens, in boilers and other heating devices, whereby a certain regulation of the output is required or very low outputs are operated.
  • These nozzles are manufactured in different versions, but for small capacities until now as a unit that only emits a spray.
  • This spray jet consists of fine oil particles that are atomized by the compressed air. The distribution and uniformity of the droplets is strongly dependent on the mixing process in the nozzle, or on the way in which the oil is introduced into the air stream, on the air pressure, on the viscosity of the oil and on the control range of the nozzle.
  • the spray jet has a scattering angle which is influenced by the degree of exposure to the atomizing air, which also determines the length of the spray jet. If there are several spray jets, the length will be correspondingly shorter for the same output, and the scattering angle can be varied according to the character of the burner head and the burner. In addition, the degree of exposure to the atomizing air then has hardly any influence on the scattering angle of the individual spray jet.
  • the power control of the air pressure nozzle for small throughputs takes place via the oil pressure, while the air pressure, adjustable from 0.5 to 1 bar, remains almost constant.
  • Such a compressed air atomizing nozzle is known from US Pat. No. 3,929,290.
  • This nozzle has a frustoconical cavity (chamber) which can be adjusted with a bolt, wherein compressed air supply holes running parallel to the axis of the bolt open out in the frustoconical cavity.
  • This known nozzle has the disadvantage that it does not guarantee a good mixture of oil and air, especially at low outputs.
  • the present invention aims to overcome this disadvantage by means of a simple construction.
  • the invention is therefore characterized in that the chamber and the impact pin have a cylindrical shape and the compressed air supply bores open into the chamber at an angle to the axis of the chamber.
  • the baffle pin or the baffle plate preferably have tangential slots in the direction of the air supply bores, which improves the efficiency.
  • the head is indicated by 1.
  • the oil connection 2 has a narrowing part 3 up to the central metering bore 4.
  • a baffle pin (or washer) 6 centrally opposite the metering bore 4. Oil supplied bounces against the baffle pin 6 and becomes a thin film radially to all sides scattered. At this point, compressed air is supplied tangentially through slots 7, with which the thin oil layer mixes homogeneously. This homogeneous oil-air mixture is sprayed through one or more outlet bores 8. As already mentioned, this spraying can be set as desired.
  • Fig. 3 shows the entire nozzle set 14 with linkage.
  • a shut-off needle 9 which cooperates at the free end with the narrowing oil supply part 3, which forms a seat for the shut-off needle 9.
  • a coil spring 10 keeps the opening 3 closed. By confirming the electromagnet 11, the opening 3 and thus the oil supply can be opened abruptly.
  • the compressed air supply has a connection 12 and the oil supply has an on conclusion 13.
  • An air filter 15 is located in the channel between the connection 12 and the channels 3 and 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluftzerstäuberdüse für Flüssigkeiten, mit einer Kammer zur Mischung von Druckluft und z.B. Öl, einer zentralen Dosierbohrung, einem Prall stift in der Kammer mit Abstand von und koaxial zur zentralen Dosierbohrung mit auf einer Seite in die Kammer mündenden Druckluftzufuhrbohrungen mindestens einer Austrittsöffnung zur Abfuhr des Ölluftgemisches auf der anderen Seite der Kammer.
  • Diese Düsen mit "internal mixing" werden eingesetzt in Ölbrennern zum Verbrennen von Öl in Öfen, im Kesseln und anderen Heizgeräten, wobei eine bestimmte Regelung der Leistung verlangt wird bzw. sehr kleine Leistungen gefahren werden. Diese Düsen werden in verschiedenen Ausführungen hergestellt, aber für kleine Leistungen bis jetzt als eine Einheit, die nur einen Sprühlstrahl abgibt. Dieser Sprühstrahl besteht aus feinen Ölteilchen, die von der Druckluft zerstäubt werden. Die Verteilung und Gleichmässigkeit der Tröpfchen ist dabei stark von dem Mischvorgang in der Düse, bzw. von der Weise, in der das Öl in den Luftstrom eingeführt wird, von dem Luftdruck, von der Viskosität des Öls und vom Regelbereich der Düse abhängig.
  • Der Sprühstrahl hat einen Streuwinkel, der vom Grad der Beaufschlagung der Zerstäuberluft beeinflusst wird, wodurch auch die Länge des Sprühstrahles bestimmt wird. Bei mehreren Sprühstrahlen wird bei gleicher Leistung die Länge dementsprechend kürzer sein, und der Streuwinkel kann entsprechend dem Charakter des Brennkopfes und des Brenners variiert werden. Ausserdem hat der Grad der Beaufschlagung der Zerstäuberluft dann kaum Einfluss auf den Streuwinkel des einzelnen Sprühstrahles.
  • Die Leistungsregelung der Luftdruckdüse für kleine Durchsätze erfolgt über den Öldruck, während der Luftdruck, einstellbar von 0.5 bis 1 bar, nahezu konstant bleibt.
  • Eine derartige Druckluftzerstäuberdüse ist aus der US-A 3 929 290 bekannt. Diese Düse hat einen mit einem Bolzen einstellbaren kegelstumpfförmigen Hohlraum (Kammer), wobei parallel an der Achse des Bolzens verlaufende Druckluftzufuhrbohrungen im kegelstumpfförmigen Hohlraum ausmünden.
  • Diese bekannte Düse hat den Nachteil, dass sie insbesonders bei kleinen Leistungen keine gute Mischung von Öl und Luft gewährleistet.
  • Die vorliegende Erfindung soll diesen Nachteil beseitigen, und zwar mittels einer einfachen Konstruktion.
  • Die Erfindung ist deshalb dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer und der Prallstift eine zylindrische Form aufweisen und die Druckluftzufuhrbohrungen schräg zur Achse der Kammer in diese einmünden.
  • Aus der EP-A 92 002 ist eine Druckluftzerstäuberdüse mit schrägen Druckluftbohrungen an sich bekannt.
  • Die Erfindung der Druckluftdüse mit dem Zentral-Injection-System und Ringwirbelkanal bezweckt eine intensivere Luft-Oel Vermischung, die die Zerstäubung des Oels über mehrere Ausstrittsbohrungen ermöglicht, wodurch gute Verbrennungsergebenisse und Regelbereiche erzielt werden. Nachfolgende Vorteile sind nebst der einfachen Konstruktion zu erwähnen:
    • 1) Die Druckluftdüse mit dem durch die Konstruktion gebildeten Ringwirbelkanal ergibt eine sehr intensive Luft-Oel Vermischung. Durch den Prall-effekt entsteht ein äusserst dünner Oelfilm, der durch den wirbelden Lufstrom in dem Ringwirbelkanal erfasst, vermischt und homogenisiert wird.
    • 2) Durch den Ringwirbelkanal ist es möglich,die Düse mit mehreren Ausstrittsbohrungen auszustatten, wodurch eine bessere Aufteilung des Gemisches erfolgt und somit eine bessere Verbrennung herbeigeführt wird.
    • 3) Ausstrittsbohrungen können unter beliebigem Winkel angebracht werden, wodurch alle Streuwinkel möglich sind und eine völlige Anpassung an alle Typen von Brennerköpfen gewährleistet ist.
    • 4) Die intensive Vermischung erlaubt eine grosse Leistungregelung. Sogar bei 1/10 der Last bleibt die Zerstäubung stabil und gleichmässig.
    • 5) Durch das Zentral-Injektion-System besteht die Möglichkeit, die Düse mit einer Absperrnadel in der zentralen Dossierbohrung auszustatten, wodurch der Oelstrom in der Düse beliebig und schnell unterbrochen werden kann.
  • Der Prallstift oder die Prallscheibe haben vorzugsweise Tangentialschlitze in Richtung der Luftzufuhrbohrungen, womit der Wirkungsgrad verbessert wird.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
    • Fig. 1 eine einfache Darstellung des Düsenkopfes im Längsschnitt;
    • Fig. 2 den Düsenkopf im Querschnitt;
    • Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Düsensatz.
  • In den Fig. 1 und 2 ist der Kopf mit 1 angedeutet. Der Oelanschluss 2 hat ein sich verengendes Teil 3 bis zur zentralen Dosierbohrung 4. In einer Kammer 5 befindet sich ein Prallstift (oder Scheibe) 6 zentral gegenüber der Dosierbohrung 4. Zugeführtes Oel prallt gegen dem Prallstift 6 und wird als dünner Film radial nach allen Seiten zerstreut. An dieser Stelle wird tangential durch Schlitze 7 Druckluft zugeführt, mit welcher sich die dünne Oelschicht homogen vermischt. Dieses homogene Oel-Luftgemisch wird durch eine oder mehrere Austrittsbohrungen 8 verspritzt. Wie schon erwähnt, kann diese Verspritzung beliebig eingestellt werden.
  • Fig. 3 zeigt den gesamten Düsensatz 14 mit Gestänge. Zentral in der Bohrung 4 befindet sich eine Absperrnadel 9, welche am freien Ende zusammenarbeitet mit dem sich verengenden Oelzufuhrteil 3, das einen Sitz für die Absperrnadel 9 bildet. Eine Schraubenfeder 10 hält die Oeffnung 3 geschlossen. Durch Bestätigen des Elektromagneten 11 können die Oeffunung 3 und damit die Oelzufuhr schlagartig geöffnet werden. Die Druckluftzufuhr hat einen Anschluss 12 und die Oelzufuhr einen Anschluss 13. Im Kanal zwischen dem Anschluss 12 und den Kanälen 3 und 2 befindet sich ein Luftfilter 15.

Claims (3)

1. Druckluftzerstäuberdüse (1) für Flüssigkeiten, mit einer Kammer (5) zur Mischung von Druckluft und z.B. Öl, einer zentralen Dosierbohrung (3, 4), einem Prallstift (6) in der Kammer (5) mit Abstand von und koaxial zur zentralen Dosierbohrung mit auf einer Seite in die Kammer (5) mündenden Druckluftzufuhrbohrungen (7) mindestens einer Austrittsöffnung (8) zur Abfuhr des Ölluftgemisches auf der anderen Seite der Kammer (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (5) und der Prallstift (6) eine zylindrische Form aufweisen und die Druckluftzufuhrbohrungen (7) schräg zur Achse der Kammer in diese einmünden.
2. Druckluftzerstäuberdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Dosierbohrung ein sich verengendes Teil (3) aufweist, das einen Sitz für eine Absperrnadel (9) bildet, die mittels einer Schraubfeder (10) und eines Elektromagneten (11) die Ölzufuhr drosselt bzw. absperrt.
3. Druckluftzerstäuberdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallstift (6) in Richtung der Druckluftzufuhrbohrungen (7) verlaufende Schlitze aufweist.
EP86116465A 1986-11-27 1986-11-27 Druckluftzerstäuberdüse Expired - Lifetime EP0268702B1 (de)

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DK617387A DK617387A (da) 1986-11-27 1987-11-24 Trykluft-forstoeverdyse
US07/125,644 US4828181A (en) 1986-11-27 1987-11-25 Air-pressure-atomizer

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EP0268702A1 EP0268702A1 (de) 1988-06-01
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