EP0414050B1 - Verbrennungskopf - Google Patents
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- EP0414050B1 EP0414050B1 EP90115233A EP90115233A EP0414050B1 EP 0414050 B1 EP0414050 B1 EP 0414050B1 EP 90115233 A EP90115233 A EP 90115233A EP 90115233 A EP90115233 A EP 90115233A EP 0414050 B1 EP0414050 B1 EP 0414050B1
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- EP
- European Patent Office
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- air duct
- oil
- air
- end portions
- duct end
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Classifications
-
- 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
- F23D11/36—Details
- F23D11/40—Mixing tubes; Burner heads
Definitions
- the invention relates to a combustion head for a gasification oil burner with an oil atomization device having an oil supply pipe, a combustion air supply device surrounding it with air duct pipes and air duct end pieces provided with air outlet slots, and an end plate closing a burner neck of the combustion head from a combustion chamber, the air duct end pieces protruding into the air duct ends of the combustion chamber are attached.
- Such a combustion head is known from FR-A-2 262 775.
- the air duct end pieces are attached in the immediate vicinity of an end plate of a burner neck and can be supplied with combustion air via air duct pipes.
- Air outlet slots introduced into the air duct end pieces extend along the air duct end pieces from their upper end to the immediate area of the end plate.
- An opening is provided in the middle of the end plate, from which the atomized oil to be burned emerges in a conical shape.
- the combustion air emerging from the air outlet slots by pressurization is directed in the direction of the oil mist, so that the air-oil mixture to be burned is generated.
- FR-A-2 262 775 it is further described how various configurations and arrangements of the air duct end pieces and air outlet slots are used the combustion process can be influenced.
- the air duct end pieces are rotatably attached directly to the end plate, so that the outlet direction of the combustion air can be adjusted by the rotation of the air duct end pieces.
- the object of the invention is to create a combustion head which, even at low oil pressures and low exit speeds of the combustion air, leads to a stable combustion flame which is largely independent of external air pressure fluctuations.
- the air duct end pieces with combustion air between the end plate and the associated air duct end piece have a length which is a multiple of the diameter of the air duct end pieces, so that the distance of the air duct end pieces from the end plate is also a multiple of the diameter is the air duct end pieces.
- the speeds of the oil mist to be burned and the combustion air introduced are relatively high even at low pressures, and the flow has a somewhat turbulent behavior, so that the combustion takes place in a stable flowing medium and is relatively insensitive to external air pressure fluctuations.
- the oil supply pipe protrudes into the combustion chamber and passes through the recirculation space, so that the oil flowing through it can be heated in the oil supply pipe.
- the oil atomization device is located in the area of the end plate and the atomized oil mist passes through the recirculation space, so that the atomized oil mist can be heated directly.
- the air duct end pieces are designed as simple cylindrical air pipe end pieces.
- the ends of the air pipe end pieces adjacent to the outlet of the oil atomization device are each connected to an air duct pipe which preferably runs parallel to the oil supply pipe of the oil atomization device and through which the combustion air is guided to the air outlet slots.
- the air pipe end pieces are preferably arranged along a conical surface, the tip of which lies near (approx. 10-50 mm behind the nozzle in the direction of flow of the oil) the outlet of the oil atomizing device and the cone angle of which can be adapted to the spray angle of the pressure atomizing nozzle of the oil atomizing device.
- the tip of the conical surface can be up to 50 mm behind the outlet of the oil atomization device.
- the air outlet slots are each arranged on the flame-facing part of the jacket of the air pipe end piece. It is possible for the air outlet slots to be arranged exactly on the surface line facing the flame or laterally offset from it. In the first case the air exits essentially parallel to the oil feed pipe and to the axis of the oil mist and in the second case spirally to the axis of the oil mist cone.
- the arrangement of the air duct pipes can be such that they run in the vicinity of the oil supply pipe and are bent radially outwards in the vicinity of the outlet of the oil atomization device and thereby pass into the air pipe end pieces.
- the air duct tubes are arranged in a larger pitch circle and merge into the air duct end pieces at the outer end thereof.
- the air outlet slots have a length that can be greater than the distance between the outlet of the oil atomization device and the closest end of the air outlet slots.
- Fig. 1 shows a combustion head for a gasification oil burner in longitudinal section without the walls of the combustion chamber surrounding the combustion head.
- the combustion head is fastened to a burner neck 1 which projects into the combustion chamber and is covered by a circular disk-shaped end plate 2, which can be seen in a top view in FIG. 2.
- An oil feed pipe 3 extends through the end plate 2 along the central longitudinal axis of the burner neck 1 and is connected via an oil line to an oil feed pump which conveys oil from an oil tank to the combustion head.
- a pressure atomizing nozzle 4 is provided at the front end of the oil supply pipe 3 pointing to the right in FIG. 1, a pressure atomizing nozzle 4 is provided.
- the pressure atomizer nozzle 4 is a pressure swirl nozzle or simplex nozzle which has tangentially arranged swirl chamber slots in the interior in order to set the oil into rotation, so that after leaving the nozzle bore 5 the centrifugal force escapes radially and generates an oil spray cone.
- the pressure supplied by the oil pump is in the range between 4 and 20 bar.
- the area of the combustion head located in front of the nozzle bore 5 forms a gasification zone for the oil mist, which can be ignited with the help of one or two ignition electrodes, not shown in the drawing.
- the combustion air required for the combustion passes through the burner neck 1 and eight air duct pipes 6 to 13 to eight air duct end pieces 14 to 21.
- FIG. 5 shows another variant of the combustion air duct compared to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
- the air passes through the burner neck 1 into eight air duct pipes 30 to 37 to eight air duct end pieces 39 to 46.
- the air duct end pieces 39 to 46 in the embodiment shown in the drawing have the shape of pipe end pieces that correspond to those in FIG. 5 to the right facing ends of the air duct pipes 30 to 37 are connected.
- the arrangement can be such that the air duct pipes 30 to 37 have a bent section 47 which projects outwards away from the oil supply pipe 3 and opens into the air duct end pieces 39 to 46 projecting inwards towards the oil atomizing nozzle 4.
- the air duct end pieces 14 to 21 have the shape of pipe end pieces which are connected to the ends of the air duct pipes 6 to 13 pointing to the right in FIG. 1.
- the arrangement can be such that the air duct pipes 6 to 13 have a bent section 22 at the front end, which is bent inwards towards the oil supply pipe 3 and the pressure atomizing nozzle 4 and on which the air duct end pieces 14 to 21 are arranged at right angles, so that the Air duct end pieces 14 to 21 do not extend at right angles to the longitudinal axis of the oil atomizing nozzle 4, but are somewhat inclined and are therefore arranged along a conical surface, the conical tip of which lies at an obtuse angle in the region of the nozzle bore 5 of the pressure atomizing nozzle 4.
- the air duct end pieces 14 to 21 and 39 to 46 which can be seen in FIGS. 2 and 6 in a view from the front are, are closed at their ends by locking washers 23 and 48.
- the combustion air introduced into the air duct tubes 6 to 13 or 30 to 37 and air duct end pieces 14 to 21 or 39 to 46 with the aid of a blower leaves the air duct end pieces 14 to 21 or 39 to 46 via air outlet slots 24 or 49, which are in the jacket of the Air duct end pieces 14 to 21 or 39 to 46 are provided on the forward-facing side and extend over most of the length of the air duct end pieces 14 to 21 or 39 to 46.
- the air outlet slots 24 and 49 are laterally offset by the same amount relative to the arrangement shown in FIG. 2 according to FIG. 6, so that the escaping combustion air is not essentially forward and in the direction of the elongated axis of the Oil supply pipe is blown, but also has a tangential component through which the combustion air is given an additional swirl.
- the slots can be offset laterally, as already mentioned, or provided with a guide plate 29 in the manner shown in FIG. 4 be, which extends along an air outlet slot 24 and deflects the emerging combustion air laterally.
- the air duct end pieces 39 to 46 shown in FIG. 5 can also have air outlet slots 49 with a guide plate 29 as shown in FIG. 4.
- Fig. 7 shows an embodiment of the invention, in which the components already mentioned are provided with the same reference numerals as in the above description.
- the burner neck 1 can be seen which, at its end pointing to the right in FIG End cover 32 is closed.
- the conical end cover 32 has a plurality of openings arranged along its outer circumference, through which air can get into the air duct tubes 6 to 13 from the inside of the burner neck 1.
- the air duct tubes 6 to 13 are sealingly attached to the conical end cover 32, so that the conical end cover 32 on the one hand has the task of a mechanical holder and on the other hand has the task of making the flow conditions as favorable as possible.
- the air duct pipes 6 to 13 introduce the air into air duct end pieces 14 to 21 which are connected at an angle to the latter and are provided with air outlet slots 24, which are shown particularly clearly in FIG. 8.
- the angle between the air duct tubes 6 to 13 and the air duct end pieces 14 to 21 is made obtuse.
- eight, nine or ten air duct pipes 6 to 13 with the corresponding air duct end pieces 14 to 21 are provided.
- the pressure atomizing nozzle 4 is, as in the previously described exemplary embodiments, fastened to the front end of the oil supply pipe 3, through which, in the direction of arrow 34, the one intended for combustion Oil arrives. 7 also shows an oil supply device 35 which allows the oil to be preheated. In addition, one can see a holder 36 fastened on the oil supply pipe 3 for an ignition device 37 with ignition electrodes 38. The ignition electrodes 38 are connected via an ignition line 39 to an ignition transformer which supplies the high voltage required to ignite the oil after the supply of air in the direction of arrow 40 and the oil in the direction of arrow 34 has started Has.
- FIG. 8 shows a combustion head of the type according to FIG. 7 in a top view from the front.
- the combustion head shown in FIG. 8 has a different number of air duct end pieces 14, 14 ′ to 21 with respect to the sectional plane shown in FIG. 7.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Verbrennungskopf für einen Vergasungsölbrenner mit einer ein Ölzufuhrrohr aufweisenden Ölzerstäubungseinrichtung, einer diese umgebenden Verbrennungsluftzufuhreinrichtung mit Luftkanalrohren sowie mit Luftaustrittsschlitzen versehenen Luftkanalendstücken und einer einen Brennerhals des Verbrennungskopfes von einer Brennkammer abschließenden Abschlußplatte, wobei die Luftkanalendstücke an den in die Brennkammer hineinragenden Enden der Luftkanalrohre angebracht sind.
- Ein derartiger Verbrennungskopf ist aus der FR-A-2 262 775 bekannt. Bei diesem Verbrennungskopf sind die Luftkanalendstücke in unmittelbarer Nähe einer Abschlußplatte eines Brennerhalses angebracht und über Luftkanalrohre mit Verbrennungsluft beaufschlagbar. In die Luftkanalendstücke eingebrachte Luftaustrittsschlitze erstrecken sich längs der Luftkanalendstücke von deren oberen Ende bis in den unmittelbaren Bereich der Abschlußplatte. In der Mitte der Abschlußplatte ist eine Öffnung vorgesehen, aus der kegelförmig das zu verbrennende, zerstäubte Öl austritt. Die durch Druckbeaufschlagung aus den Luftaustrittsschlitzen austretende Verbrennungsluft ist in Richtung des Ölnebels gerichtet, so daß das zu verbrennende Luft-Öl-Gemisch erzeugt ist.
- In der FR-A-2 262 775 ist weiterhin beschrieben, wie durch verschiedenartigste Ausgestaltungen und Anordnungen der Luftkanalendstücke und Luftaustrittsschlitzen der Verbrennungsvorgang beeinflußbar ist. So sind die Luftkanalendstücke zum Beispiel drehbar unmittelbar auf der Abschlußplatte befestigt, so daß durch die Drehung der Luftkanalendstücke die Austrittsrichtung der Verbrennungsluft einstellbar ist.
- Obwohl bei derartigen Brennern mannigfaltige Ausgestaltungen zum winkligen Anordnen der Luftkanalendstücke in Bezug auf den Austrittskegel des Öles und Ausgestaltungen der Luftaustrittsschlitzen zum Verbessern der Verbrennungseigenschaften vorgeschlagen sind, hat sich erwiesen, daß es mit derartigen Brennern äußerst schwierig ist, eine stabile, von äußeren Bedingungen wie Luftdruckschwankungen in der Brennkammer weitgehend unabhängige Verbrennung zu erhalten. Die Verbrennung findet in Ausströmungsrichtung weit jenseits der Luftkanalendstücke statt, wo die Strömungsgeschwindigkeit des Ölnebels und der Verbrennungsluft verglichen mit der Strömungsgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe der Luftkanalendstücke verhältnismäßig niedrig ist und das Strömungsverhalten turbulenten Charakter zeigt. Aus diesem Grund brennt die Flamme sehr instabil und ist von den äußeren Luftdruckbedingungen in der Brennkammer stark beeinflußt. Weiterhin sind relativ hohe Öl- und Verbrennungsluftdrücke erforderlich, um die Verbrennung weit entfernt von den Luftaustrittsschlitzen zu unterhalten.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungskopf zu schaffen, der auch bei niedrigen Öldrücken und geringen Austrittsgeschwindigkeiten der Verbrennungsluft zu einer stabilen, von äußeren Luftdruckschwankungen weitgehend unabhängigen Verbrennungsflamme führt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Luftkanalendstücke mit Verbrennungsluft beaufschlagenden Luftkanalrohre zwischen der Abschlußplatte und dem jeweils zugeordneten Luftkanalendstück eine Länge aufweisen, die ein Vielfaches des Durchmessers der Luftkanalendstücke beträgt, so daß der Abstand der Luftkanalendstücke von der Abschlußplatte ebenfalls ein Vielfaches des Durchmessers der Luftkanalendstücke ist.
- Durch die Anordnung der Luftkanalendstücke mit einem großen, dem Vielfachen des Durchmessers der Luftkanalendstücke entsprechenden Abstand von der Abschlußplatte ergibt sich ein vollständig anderes Verbrennungsverhalten der Flamme als bei Brennern nach dem Stand der Technik. Durch den Abstand zwischen den Luftaustrittsschlitzen und der Abschlußplatte wird nämlich zwischen der Flammenfront und der Abschlußplatte ein Rezirkulationsraum geschaffen, der durch eine entgegen der Austrittsrichtung des Öles verlaufende Gasströmung mit heißen Verbrennungsgasen füllbar ist.
- Die aus dem in Ausströmrichtung weit von den Luftkanalendstücken entfernten Teil der Brennkammer in den Rezirkulationsraum einströmenden heißen Gase erwärmen das zu verbrennende Öl vor der Entzündung, so daß die Entzündung des Öles in der Nähe der Luftaustrittsschlitze erfolgt. In diesem Bereich sind die Geschwindigkeiten des zu verbrennenden Ölnebels sowie der eingebrachten Verbrennungsluft auch bei niedrigen Drücken verhältnismäßig hoch, und die Strömung weist ein wenig turbulentes Verhalten auf, so daß die Verbrennung in einem stabil strömenden Medium stattfindet und gegenüber äußeren Luftdruckschwankungen verhältnismäßig unempfindlich ist. Durch das Vorerwärmen des Öles verdampft dieses bereits weitgehend vor der Verbrennung, so daß die Verbrennung des Öl-Luft-Gasgemisches umweltfreundlich mit geringem Stickoxidausstoß vergleichbar wie bei einem Blaubrenner erfolgt.
- Bei einem Ausführungsbeispiel ragt das Ölzufuhrrohr in der Brennkammer hinein und durchtritt den Rezirkulationsraum, so daß das durchfließende Öl in dem Ölzufuhrrohr erwärmbar ist. In einem besonders bevorzugten Ausführungbeispiel befindet sich die Ölzerstäubungseinrichtung im Bereich der Abschlußplatte und der zerstäubte Ölnebel durchtritt den Rezirkulationsraum, so daß der zerstäubte Ölnebel direkt erwärmbar ist.
- Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Luftkanalendstücke als einfache zylindrische Luftrohrendstücke ausgebildet. Die dem Auslaß der Ölzerstäubungseinrichtung benachbarten Enden der Luftrohrendstücke sind jeweils mit einem vorzugsweise parallel zum Ölzufuhrrohr der Ölzerstäubungseinrichtung verlaufenden Luftkanalrohr verbunden, durch das die Verbrennungsluft zu den Luftaustrittsschlitzen geführt wird.
- Die Luftrohrendstücke sind vorzugsweise entlang einer Kegelfläche angeordnet, deren Spitze in der Nähe (ca. 10 - 50 mm hinter der Düse in Strömungsrichtung des Öls gesehen) des Auslasses der Ölzerstäubungseinrichtung liegt und deren Kegelwinkel dem Sprühwinkel der Druckzerstäuberdüse der Ölzerstäubungseinrichtung angepaßt sein kann.
- Vorteilhaft hat sich auch gezeigt, daß die Spitze der Kegelfläche bis zu 50 mm hinter dem Auslaß der Ölzerstäubungseinrichtung liegen kann.
- Die Luftaustrittsschlitze sind jeweils auf dem zur Flamme weisenden Teil des Mantels des Luftrohrendstückes angeordnet. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Luftaustrittsschlitze genau auf der zur Flamme weisenden Mantellinie oder seitlich versetzt dieser gegenüber angeordnet sind. Im ersten Fall tritt die Luft im wesentlichen parallel zum Ölzufuhrrohr und zur Achse des Ölnebels und im zweiten Fall spiralförmig zur Achse des Ölnebelkegels aus.
- Die Anordnung der Luftkanalrohre kann so getroffen sein, daß sie in der Nähe des Ölzufuhrrohrs verlaufen und in der Nähe des Auslasses der Ölzerstäubungseinrichtung radial nach außen abgebogen sind und dabei in die Luftrohrendstücke übergehen. Bei einer alternativen Anordnung ist vorgesehen, daß die Luftkanalrohre in einem größeren Teilkreis angeordnet sind und am äußeren Ende der Luftkanalendstücke in diese übergehen.
- Damit eine gute Rückströmung aufgrund der Injektorwirkung der Luftkanalendstücke erfolgen kann, befindet sich hinter diesen ein seitlicher Rezirkulationsraum. Der Abstand zwischen dem Brennerhals und den Luftkanalendstücken beträgt ein Mehrfaches des Durchmessers der Luftkanalendstücke.
- Die Luftaustrittsschlitze haben eine Länge, die größer sein kann als der Abstand zwischen dem Auslaß der Ölzerstäubungseinrichtung und dem diesem am nächsten kommenden Ende der Luftaustrittsschlitze.
- Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch den Verbrennungskopf gemäß der Erfindung,
- Fig.2
- den Verbrennungskopf gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von vorne,
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch eines der Luftkanalendstücke in vergrößerter Darstellung zur Veranschaulichung der Rezirkulation,
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch ein Luftkanalendstück mit einem dem Luftaustrittsschlitz zugeordneten Leitblech zur Erzeugung eines Dralles in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellungsweise,
- Fig. 5
- einen Längsschnitt durch einen Verbrennungskopf gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- Fig. 6
- den Verbrennungskopf gemäß Fig. 5 in einer Ansicht von vorne,
- Fig. 7
- einen Längsschnitt durch einen weiteren Verbrennungskopf gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
- Fig. 8
- eine Ansicht von vorne auf einen Verbrennungskopf gemäß Fig. 7, wobei jedoch die Zahl der Luftkanalendstücke und deren Anordnung von derjenigen des Verbrennungskopfs gemäß Fig. 7 abweicht.
- Fig. 1 zeigt einen Verbrennungskopf für einen Vergasungsölbrenner im Längsschnitt ohne die Wände der den Verbrennungskopf umgebenden Brennkammer. Der Verbrennungskopf ist an einem Brennerhals 1 befestigt, der in die Brennkammer hineinragt und durch eine kreisscheibenförmige Stirnplatte 2 abgedeckt ist, die in Fig. 2 in einer Draufsicht zu erkennen ist. Entlang der Mittellängsachse des Brennerhalses 1 erstreckt sich durch die Stirnplatte 2 ein Ölzufuhrrohr 3, das über eine Ölleitung mit einer Ölförderpumpe verbunden ist, die Öl von einem Öltank zum Verbrennungskopf fördert. An dem in Fig. 1 nach rechts weisenden vorderen Ende des Ölzufuhrrohres 3 ist eine Druckzerstäuberdüse 4 vorgesehen. Bei der Druckzerstäuberdüse 4 handelt es sich um eine Druckdralldüse oder Simplexdüse, die im Innern tangential angeordnete Wirbelkammerschlitze aufweist, um das Öl in eine Rotation zu versetzen, so daß nach dem Verlassen der Düsenbohrung 5 durch die Fliehkraft radial entweicht und einen Ölsprühkegel erzeugt. Der von der Ölförderpumpe gelieferte Druck liegt im Bereich zwischen 4 und 20 bar.
- Der vor der Düsenbohrung 5 liegende Bereich des Verbrennungskopfes bildet eine Vergasungszone für den Ölnebel, der mit Hilfe einer oder zwei in der Zeichnung nicht dargestellten Zündelektroden gezündet werden kann.
- Die zur Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft gelangt durch den Brennerhals 1 und acht Luftkanalrohre 6 bis 13 zu acht Luftkanalendstücken 14 bis 21.
- Fig. 5 zeigt gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine andere Variante der Verbrennungsluftführung. In diesem Fall gelangt die Luft durch den Brennerhals 1 in acht Luftkanalrohre 30 bis 37 zu acht Luftkanalendstücken 39 bis 46. Die Luftkanalendstücke 39 bis 46 haben bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel die Gestalt von Rohrendstücken, die mit den in Fig. 5 nach rechts weisenden Enden der Luftkanalrohre 30 bis 37 verbunden sind. Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Luftkanalrohre 30 bis 37 einen abgeknickten Abschnitt 47 aufweisen, der nach außen weg vom Ölzufuhrrohr 3 ragt und in die nach innen zur Ölzerstäuberdüse 4 ragenden Luftkanalendstücke 39 bis 46 mündet.
- Die Luftkanalendstücke 14 bis 21 haben bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel die Gestalt von Rohrendstücken, die mit den in Fig. 1 nach rechts weisenden Enden der Luftkanalrohre 6 bis 13 verbunden sind. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Luftkanalrohre 6 bis 13 am vorderen Ende einen abgeknickten Abschnitt 22 aufweisen, der nach innen zum Ölzufuhrrohr 3 und zur Druckzerstäuberdüse 4 abgeknickt ist und an dem die Luftkanalendstücke 14 bis 21 rechtwinklig angeordnet sind, so daß die Luftkanalendstücke 14 bis 21 sich nicht im rechten Winkel zur Längsachse der Ölzerstäuberdüse 4 erstrecken, sondern etwas geneigt sind und somit entlang einer Kegelfläche angeordnet sind, deren Kegelspitze mit einem stumpfen Winkel im Bereich der Düsenbohrung 5 der Druckzerstäuberdüse 4 liegt.
- Die Luftkanalendstücke 14 bis 21 und 39 bis 46, die in Fig. 2 und 6 in einer Ansicht von vorne zu erkennen sind, sind jeweils an ihren Enden durch Verschlußscheiben 23 und 48 verschlossen. Die in die Luftkanalrohre 6 bis 13 bzw. 30 bis 37 und Luftkanalendstücke 14 bis 21 bzw. 39 bis 46 mit Hilfe eines Gebläses eingebrachte Verbrennungsluft verläßt die Luftkanalendstücke 14 bis 21 bzw. 39 bis 46 über Luftaustrittsschlitze 24 bzw. 49, die im Mantel der Luftkanalendstücke 14 bis 21 bzw. 39 bis 46 auf der nach vorne weisenden Seite vorgesehen sind und sich über den größten Teil der Länge der Luftkanalendstücke 14 bis 21 bzw. 39 bis 46 erstrecken. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Luftaustrittsschlitze 24 bzw. 49 gegenüber der in der Fig. 2 dargestellten Anordnung gemäß Fig. 6 jeweils seitlich um den gleichen Betrag versetzt, so daß die austretende Verbrennungsluft nicht im wesentlichen nach vorne und in Richtung der verlängerten Achse des Ölzufuhrrohres geblasen wird, sondern zusätzlich eine tangentiale Komponente aufweist, durch die der Verbrennungsluft ein zusätzlicher Drall verliehen wird.
- Wenn nach dem Austreten des Ölnebels aus der Düsenbohrung 5 und dem Austreten der Verbrennungsluft aus den Luftaustrittsschlitzen 24 oder 49 mit Hilfe der in Fig. 1 und Fig. 5 nicht dargestellten Elektrode oder Elektroden der Ölnebel vor der Düsenbohrung 5 gezündet wird, erfolgt eine Verbrennung, deren Flamme mit Hilfe eines Sensors 25 erfaßt wird, wobei der Verbrennungskopf das Flammenbild eines Gelbbrenners aufweist, dennoch aber bezüglich der Schadstoffe die günstigen Eigenschaften eines Blaubrenners erzielt werden, weil durch die Luftaustrittsschlitze 24 bzw. 49 an den Luftkanalendstücken 14 bis 21 bzw. 39 bis 46 die in Fig. 3 veranschaulichte Injektorwirkung auftritt.
- Beim Austreten der Verbrennungsluft aus den Luftaustrittsschlitzen 24 oder 49 bildet sich seitlich der Verbrennungsschlitze 24 oder 49 durch das Mitreißen benachbarter Luftschichten ein Unterdruck. Dies führt dazu, daß insbesondere aus dem Bereich der Flammenwurzel 26 der in einem Abstand vor der Düsenbohrung 5 brennenden Flamme 27 Flammengase oder Rauchgase feuerraumintern entlang den Strömungspfeilen 28 angesaugt werden und vor der Düsenbohrung 5 mit dem dort auftretenden Ölsprühnebel in Berührung kommen und dadurch eine Vergasung des Ölsprühnebels bewirken.
- Wenn die mit hoher Geschwindigkeit aus den Luftaustrittsschlitzen 24 oder 49 austretende Verbrennungsluft neben der axialen und radialen Komponente auch noch eine tangentiale Komponente erhalten soll, können die Schlitze wie bereits erwähnt seitlich versetzt werden oder in der in Fig. 4 dargestellten Weise mit einem Leitblech 29 versehen werden, das sich jeweils entlang einem Luftaustrittsschlitz 24 erstreckt und die austretende Verbrennungsluft seitlich ablenkt.
- Auch die in Fig. 5 gezeigten Luftkanalendstücke 39 bis 46 können Luftaustrittsschlitze 49 mit einem wie in Fig. 4 gezeigtem Leitblech 29 aufweisen.
- Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die bereits erwähnten Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der obigen Beschreibung versehen sind. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Verbrennungskopf erkennt man den Brennerhals 1, der an seinem in Fig. 7 nach rechts weisenden Ende nicht durch eine Stirnplatte 2, sondern durch einen konischen Abschlußdeckel 32 verschlossen ist. Der konische Abschlußdeckel 32 verfügt ähnlich wie die Stirnplatte 2 über mehrere entlang seinem äußeren Umfang angeordnete Öffnungen, durch die Luft aus dem Inneren des Brennerhalses 1 in die Luftkanalrohre 6 bis 13 gelangen kann. Die Luftkanalrohre 6 bis 13 sind am konischen Abschlußdeckel 32 dichtend befestigt, so daß der konische Abschlußdeckel 32 einerseits die Aufgabe einer mechanischen Halterung und andererseits die Aufgabe hat, die Strömungsverhältnisse möglichst günstig zu gestalten.
- Die Luftkanalrohre 6 bis 13 leiten die Luft in mit diesen winklig verbundene Luftkanalendstücke 14 bis 21 ein, die mit Luftaustrittsschlitzen 24 versehen sind, welche in Fig. 8 besonders deutlich dargestellt sind. Gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Winkel zwischen den Luftkanalrohren 6 bis 13 und den Luftkanalendstücken 14 bis 21 stumpfer gestaltet. Je nach der gewünschten Leistung und nach den gewünschten Strömungsverhältnissen sind acht, neun oder zehn Luftkanalrohre 6 bis 13 mit den entsprechenden Luftkanalendstücken 14 bis 21 vorgesehen.
- Am Scheitel des konischen Abschlußdeckels 32 befindet sich eine zentrische Öffnung 33 in einem geringen Abstand vor der Druckzerstäuberdüse 4. Die Druckzerstäuberdüse 4 ist wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen am vorderen Ende des Ölzufuhrrohres 3 befestigt, durch das in Richtung des Pfeils 34 das zum Verbrennen vorgesehene Öl gelangt. In Fig. 7 erkennt man weiterhin eine Ölzufuhreinrichtung 35, die das Vorwärmen des Öls gestattet. Außerdem erkennt man einen auf dem Ölzufuhrrohr 3 befestigten Halter 36 für eine Zündeinrichtung 37 mit Zündelektroden 38. Die Zündelektroden 38 sind über eine Zündleitung 39 mit einem Zündtrafo verbunden, der die zum Zünden des Öls erforderliche Hochspannung liefert, nachdem die Zufuhr von Luft in Richtung des Pfeils 40 und des Öls in Richtung des Pfeils 34 begonnen hat.
- Fig. 8 zeigt einen Verbrennungskopf der Art gemäß Fig. 7 in einer Draufsicht von vorne. Der in Fig. 8 dargestellte Verbrennungskopf hat jedoch bezüglich der in Fig. 7 gezeigten Schnittebene eine andere Zahl der Luftkanalendstücke 14, 14' bis 21.
Claims (8)
- Verbrennungskopf für einen Vergasungsölbrenner mit einer ein Ölzufuhrrohr (3) aufweisenden Ölzerstäubungseinrichtung (4), einer diese umgebenden Verbrennungsluftzufuhreinrichtung mit Luftkanalrohren (6 bis 13, 30 bis 37) sowie mit Luftaustrittsschlitzen (24, 49) versehenen Luftkanalendstücken (14 bis 21, 39 bis 46) und einer einen Brennerhals (1) des Verbrennungskopfes von einer Brennkammer abschließenden Abschlußplatte (2, 32), wobei die Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) an den in die Brennkammer hineinragenden Enden der Luftkanalrohre (6 bis 13, 30 bis 37) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) mit Verbrennungsluft beaufschlagenden Luftkanalrohre (6 bis 13, 30 bis 37) zwischen der Abschlußplatte (2, 32) und den jeweils zugeordneten Luftkanalendstücken (14 bis 21, 39 bis 46) eine Länge aufweisen, die ein Vielfaches des Durchmessers der Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) beträgt, so daß der Abstand der Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) von der Abschlußplatte (2, 32) ebenfalls ein Vielfaches des Durchmessers der Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) ist.
- Verbrennungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanalrohre (6 bis 13) im wesentlichen parallel zu dem Ölzufuhrrohr (3) verlaufen, in der Nähe des Auslasses (5) der Ölzerstäubungseinrichtung (4) nach außen radial abgebogen sind und in die Luftkanalendstücke (14 bis 21) übergehen.
- Verbrennungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanalrohre (30 bis 37) zu dem Ölzufuhrrohr (3) radial abgewinkelt wegweisend verlaufen, in der Nähe des Auslasses (5) der Ölzerstäubungseinrichtung (4) nach innen radial abgebogen sind und in die Luftkanalendstücke (39 bis 46) übergehen.
- Verbrennungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) über Luftkanalrohre (6 bis 13, 30 bis 37) entlang dem äußeren Rand eines den Brennerhals (1) abschließenden konischen Abschlußdeckels (32) befestigt sind.
- Verbrennungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußdeckel (32) am Scheitel eine Öffnung (33) für das aus der Ölzerstäubungseinrichtung (4) austretende Öl aufweist.
- Verbrennungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) entlang einer Kegelfläche angeordnet sind, deren Spitze in der Nähe des Auslasses (5) der Ölzerstäubungseinrichtung (4) liegt.
- Verbrennungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsschlitze (24, 49) gegenüber der zur Flamme (27) weisenden Mantellinie seitlich versetzt angeordnet sind, so daß die Verbrennungsluft die Luftaustrittsschlitze (24, 49) entlang einem spiralförmigen Weg verläßt.
- Verbrennungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsschlitze (24, 49) jeweils auf dem zur Flamme weisenden Teil des Mantels der Luftkanalendstücke (14 bis 21, 39 bis 46) angeordnet sind.
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