WO1979000468A1

WO1979000468A1 - Oil-burner for low heating powers and process for its operation

Info

Publication number: WO1979000468A1
Application number: PCT/EP1978/000028
Authority: WO
Inventors: F Straumann; F Sutter
Original assignee: Straumann Inst Ag; F Straumann; F Sutter
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1979-07-26
Also published as: DK146073C; GB2036293A; EP0007915A1; CH631536A5; DK146073B; DK325979A; JPS55500341A; DE2759004A1; US4338076A; DE2759004C2; SE7906449L; GB2036293B

Description

Ölbrenner für_geringe Heizleistungen und Verfahren zu dessen Betrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölbrenner für geringe Heizleistungen., und zwar insbesondere für Heizleistungen im Bereich zwischen etwa 12 und 30 Kcal/h, Hit einer Öifördervorrichtung, einem Luftgebläse und einem Brennerkopf, der ein ist wesentlichen zylindrisches Flammrohr mit einem sich gegen seine Austrittsöffnung hin verjüngenden Abschnitt und eine im Flammohr angeordnete Brennerdüse sowie eine mit einer zentralen Öffnung versehene Stauscheibe aufweist, die derart im Flammrohr angeordnet ist, daß sich ihr Außenrand im Bereich des sich verjüngenden Abschnitts desselben befindet und daß zwischen der Stauscheibe und der Innenfläche des Flammrohres ein Ringspalt vorhanden ist.

Bei solchen Brennern für geringe Heizleistungen bestehen erhebliche Probleme bezüglich der Erzielung einer ausreichenden Verbrennungsgüte und damit einhergehend einer guten Ausnutzung des dem Ölbrenner zugeführten Brennstoffes und eines entsprechend hohen Wirkungsgrades.

In der Ölheizungstechnik mußte man bis zur Lösung durch die CH-Patent schrift 575 573 in Kauf nehmen, daß Ölbrenner mit kleiner Heizleistung eine wesentlich geringere Verbrennungsgute aufweisen als solche mit einer relativ großen Heizleistung. Als Maß für die Verbrennungsgüte dient dabei der Kohlendioxyd-Anteil der Abgase. Die Verhältnisse bei ölbrennern für größere oder auch nur normale Heizleistungen, also solche Heizleistungen oberhalb 50 Mcal/h, lassen sich nicht auf Olbrenner für geringe Heizleistungen übertragen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei vorbekannten Brennerköpfen für Olbrenner mit einer Heizleistung unterhalb 50 Mcal/h der mündungsseitige Durchmesser im Verhältnis zur Luftmenge, die für die Verbrennung benötigt wird, verhältnismäßig viel zu groß ist und daß auch die Öffnung in der Stauscheibe im Verhältnis viel größer als bei Ölbrennern mit großer Heizleistung ist. Die geringe Verbrennungsgüte wird dabei in erster Linie dadurch verursacht, daß der Druck im Flammrohr und dementsprechend auch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Mischzone bei kleineren Ölbrennern wesentlich kleiner ist als bei relativ großen ölbrennern. Eine Disensionierung des Luftgebläses bei einem kleinen Olbrenner in dem Sinne, daß die. Luft die Öffnung in der Stauscheibe mit der gleichen Strömungsgeschwindigkeit durchströmt wie bei einem großen Olbrenner, würde bewirken, daß eine Luftmenge zugeführt wird, die den für die Verbrennung notwendigen Luftbedarf bei weitem überstiege. Dies hätte zur Folge, daß die Flammntenperatur stark fallen und der Kohlendioxyd-Anteil des Abgases sehr klein werden würde und daß dabei in unerwünschter Weise ein höher Anteil der erzeugten Wärme mit der überschüssigen Luft abgeführt würde. Eine Drosselung der Luftzufuhr bis auf den Wert für eine annähernd stöchiometrische Sauerstoff-Brennstoff-Mischung würde hingegen eine Luftströmung ergeben, die nur noch eine kleine Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Da jedoch die Mischwirkung des Brennerkopfes sehr stark von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft abhängt, hätte dies zur Folge , daß die Luft und der Brennstoff nur unvollständig miteinander vermischt werden. Dies wiederum würde bewirken, daß der Brennstoff nur teilweise verbrennen würde , was einerseits einen schlechten Wirkungsgrad und andererseits eine starke Rußbildung zur Folge hätte . Ein weiterer Nachteil einer großen Stau Scheibenöffnung und einer kleinen Strömungsgeschwindigkeit ist der , daß die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Flammrohrs und dem Brennraum sehr klein wird. Dabei haben die verhältnismäßig große Öffnung in der Stauscheibe und der kleine Überdruck im Hammrohr zur Folge , daß die Luftströmung und damit die Verbrennungsgüte sehr stark von Änderungen des Druckes im Brennraum beeinflußt werden, wie diese etwa durch eine Veränderung des Kaminzuges oder durch Windstöße verursacht zu werden pflegen.

Um hier wirkungsvoll Abhilfe zu schaffen und eine gleich gute Verbrennungsgüte wie bei herkömmlichen Ölbrennern für große und mittlere Heizleistungen zu erreichen, hat man gemäß der CH-Patentschrift 575 573 bei einem gattungs gemäßen Olbrenner der zentralen Öffnung der Stauscheibe bereits einen Durchmesser von 11 bis 14 mm gegeben und dabei das Luftgebläse derart dimensioniert , daß es im Tnnenraum des Flammrohrs einen Überdruck von 52 bis 36 mm Wassersäule erzeugt. Dabei hat man bereits erkannt, daß es für die Erzielung einer ausreichenden Verbrennungsgüte bei ölbrennern für geringe Heizleistungen wesentlich darauf ankommt , die Druckverhältnisse im Flammrohr üb er eine geeignete Drosselung der überströmmenge der vom Luftgebläse zugeführten

Verbrennungsluft vom Flammrohrinneren in den Brennraum in Form von Primär-Verbrennungsluft und Sekundär-Verbrerrnungsluft zu beherrschen. Hierfür hat man gegenüber vorbekannten Ausführungen

den Durchmesser der zentralen Öffnung der Stauscheibe auf Werte zwischen 11 und 14 mm begrenzt und auch den als Durchtrittsöffnung für die Sekundär-Verbrennungsluft dienenden Eingspalt zwischen Flammrohr-Austrittsöffnung und Außenrand der Stauscheibe auf einem gegenüber vorbekannten Ausführungen vergleichsweise geringen Wert gehalten, um auf diese Weise insgesamt den zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt für Primär- und Sekundär-Verbrennungsluft ausreichend gering halten zu können.

Diese bekannte Lösung für Ölbrenner für geringe Heizleistungen erbringt zufriedenstellende Ergebnisse, dies allerdings nur für Ölbrenner mit Heizleistungen oberhalb 18 Mcal/h. Für noch geringere Heizleistungen hat sich diese bekannte Ausführung als unbefriedigend erwiesen, weil dann die Verbremiungsgüte ebenso wie der Wirkungsgrad rasch sinkt, wie Versuche ergeben haben. Man ist daher bisher davon ausgegangen, daß eine Heizleistung von 18 Mcal'/h die untere Grenze dafür darstellt, einen Ölbrenner gattungsgemäßer Art so beherrschen zu können, daß eine ausreichend gute Verbrennungsgüte mit den mit dieser einhergehenden betrieblichen, ökonomischen und ökologischen Vorteilen zuverlässig gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine Möglichkeit zu schaffen, die Verbrennungsgüte auch bei ölbrennern für geringere Heizleistungen als 18 Mcal/h zuverlässig so beherrschen zu können, daß sie den bekannten Verhältnissen gemäß der CH-Patentschrift 575 573 zumindest entspricht.

Gemäß einem auf einen Olbrenner für geringe Heizleistungen gerichteten ersten übergeordneten Erfindungsgecanken erreicht dies die Erfindung in überraschend einfacher Weise durch das Zusammenwirken verschiedener Maßnahmen bei einem Ölbrenner gattungsgemäßer Art, indem nämlich einmal der zentralen Stauscheibenöffnung eine geringste Abmessung von 10 bis 15 mm gegeben wird und die Stauscheibe in einen Abstand ihrer zentralen Öffnung von der freien Stirnfläche des Düsenkörpers der Brennerdüse angeordnet wird, der im Bereich von zwischen 3 nun düsenstockseitig von dieser freien Stirnfläche und 5 mm flammrohraustrittsöffnungsseitig von derselben liegt, und indem ferner der die zentrale Stauscheibenöffnung durchsetzenden Strömung von Primär-Verbrennungsluft eine solche Führung, gegeben wird, daß diese Strömung zumindest in einem Randbereich der Fläche dieser Stauscheibenöffnung diese etwa senkrecht zu dieser Fläche durchströmt.

Dabei geht die Erfindung von der ihr als allgemeiner Erfindungsgedanke zugrundeliegenden Erkenntnis aus, daß für extrem geringe Heizleistungen, nämlich solche bis zu zwölf Mcal/h, eine Einflußnahme auf den Luftdurchtrittsquerschnitt zwischen Flammrohrinnenraum und Feuerraum zur Lösung der gestellten Aufgabe allein nicht ausreichend sind, vielmehr in Bereichen solch geringer Heizleistungen andere konstruktive Parameter wesentlich an Bedeutung gewinnen, denen die Fachwelt bisher überhaupt keinerlei Bedeutung beigemessen hat. Es handelt sich hierbei einerseits um die Notwendigkeit einer weiteren Herabsetzung der Untergrenze für die geringste Abmessung der zentralen Stauscheibenöffnung, dies allerdings unter Einhaltung eines innerhalb erfindungsgemäß vorgegebener Grenzen variierbaren Abstandes der Eintrittsebene dieser Stauscheibenöffnung zur freien Stirnfläche des Düsenkörpers der Brennerdüse, überraschend wurde dabei gefunden, daß dieser Abstand keineswegs nur positiv gewählt zu sein braucht, wie man das in der Fachwelt bisher für erforderlich gehalten hat, wobei nämlich die Stauscheibe flammrohraustrittsöffnungsseitig von der freien Stirnfläche des Düsenkörpers der Brennerdüse angeordnet ist, sondern für ganz bestimmte geometrische Verhältnisse im Anstrδπbereich der Primär-Verbrennungsluft zu dieser Stauscheibenöffnung auch ein sogenannter "negativer Abstand", bei dem die Eintrittsebene der zentralen Stauscheibenöffnung sich düsenstockseitig von der freien Stirnfläche des Düsenkörpers der Brennerdüse befindet, zweckmäßig sein kann. Ein ganz wesentlicher Parameter für die Erreichung der gewünschten Verbrennungsgüte auch bei unterhalb der bisher für gerade noch zu handhaben erachteten Werte liegenden Heizleistungen ist die

Zuführung der Primär-Verbrennungsluft zur zentralen Stauscheibenöffnung in erfindungsspezifischer Richtung. Hier liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß es gerade für solche geringen Heizleistungen wesentlich auf eine gute Vermischung der Verbrennungs-Reaktionspartner Sauerstoff und ölnebel ankommt und daß die Güte dieses Vermischungsprozesses gerade im Hinblick auf die erwünschten hohen Luftströmungsgeschwindigkeiten wesentlich davon abhängt, daß er bereits möglichst weit im Anfangsbereich des Zerstäubungskegels des ölnebels, also möglichst nahe von dessen Austritt aus der freien Stirnfläche des Düsehkorpers der Brennerdüse, stattfindet und möglichst wenig durch Turbulenzen im Bereich der Kegeloberfläche gestört wird. Die nicht naheliegende Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens führte dazu, daß erf indungsgemäß vorgesehen wird, daß die die zentrale Stauscheibenöffnung durchsetzende Primär-Verbrennungsluft über einem möglichst großen Flächenbereich dieser Stauscheibenöffnung, zumindest jedoch über einem Randbereich derselben, dem Zerstäubungskegel möglichst flach zugeführt wird, d.h. zumindest in diesem Randbereich mit etwa flammrohrachsparalleler Strömungsrichtung. überraschend wird durch diese Maßnahme eine besonders gute Vermischung der Öltröpfchen des Zerstäubungskegels nicht nur in dessen Mantelbereich, sondern auch in dessen Innerem, erreicht.

Es hat sich gezeigt, daß auch bei ölbrennern der beschriebenen Art, die für Heizleistungen bis herunter zu 12 Mcal/h ausgelegt sind, sich durch die Erfindung zumindest so gute Verbrennungsverhältnisse erzielen lassen, wie diese in der CH-Fatentschrift 575 573 für Heizleistungen zwischen 18 und 35 Mcal/h beschrieben sind. Der Einsatz der Erfindung ist nicht auf Olbrenner für Heizleistungen unterhalb 18-Mcal/h beschränkt, vielmehr kann die Erfindung zweckmäßig auch für höhere Heizleistungen, wie beispielsweise solche zwischen 18 und 35 Mcal/h oder auch noch mehr, mit Vorteil Verwendung finden. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß es auch bei solch geringen Heizleistungen in gleicher Weise wie bei höheren Heizleistungen möglich ist, eine koaxial zum Flammrohr in diesem angeordnete Brennerdüse vorzusehen und die zentrale Öffnung der Stauscheibe in Kreisform mit einem Durchmesser von 10 bis 15 mm auszuführen. Andererseits kann es aber für bestimmte Einsatzfälle auch zweckmäßig sein, wenn gemäß einem die Erfindung zweckmäßig fortbildenden anderen Erfindungsgedanken zwei symmetrisch zur Flammrohrachse angeordnete Brennerdüsen vorgesehen sind und die zentrale Öffnung der Stauscheibe die Form eines Ovals mit zu den Mittelpunkten der Brennerdüsen jeweils koaxialen halbkreisförmigen Seitenbereichen eines Durchmessers von 10 bis 15 mm aufweist. Diese Ausführung gestattet nämlich eine weitgehende Anpassung an einen verhältnismäßig großen Heizleistungsbereich insbesondere dann, wenn die beiden Brennerάüsen jeweils für minimalen Öldurchsatz konzipiert sind.

Als für einen Großteil der Anwendungsfälle zu bevorzugen hat sich im übrigen eine Ausführung der Erfindung erwiesen, bei welcher die geringste Abmessung der zentralen Stauscheibenöffnung in an sich bekannter Weise zwischen 12 und 15 mm liegt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß im Falle einer kreisförmigen zentralen Stauscheibenöffnung deren geringste Abmessung dem Durchmesser derselben entspricht, während diese geringste Abmessung bei einer als Oval ausgebildeten zentralen Stauscheibenöffnung der senkrechte Abstand beider Längsseiten des Ovals ist.

Besonders günstige Strömungsverhältnisse für die die zentrale Stauscheibenöffnung durchsetzende Primär-Verbrennungsluft mit einer entsprechenden Verbesserung der Verbrennungsgute können sich bei einer Ausführungsform der Erfindung ergeben, bei welcher die Stauscheibe flammrohraustrlttsoffnungsseitig vom Düsenkörper der Brennerdüse bzw. Brennerdüsen in einem Abstand ihrer zentralen Öffnung von 1,2 mm zur Ebene der freien Düserkörperstirnflache(n) angeordnet ist. Es ist überraschend, daß dieser geringe Abstand zwischen Eintrittsfläche der zentralen Stauscheibenöffnung und freier Stirnfläche der Brennerdüse einen so spezifisch günstigen Einfluß auf die Verbrennungsgüte gerade bei geringen Heizleistungen besitzt. Von der Geometrie der Einbringung des ölnebels in den Flammraum her könnte an sich dieser Abstand noch verringert werden, es hat sich jedoch gezeigt, daß dann der Raum für die Unterbringung einer oder mehrerer Zündelektroden so begrenzt wird, daß die Gefahr von Fuhkenüberschlagen zur Stauscheibe oder zum Düsenkörper hin auftritt.

In erfinderischer Fortbildung kennzeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform gemäß einem anderen untergeordneten Erfindungsgedanken durch Führung der die zentrale Stauscheibenöffnung durchsetzenden Strömung von Primär-Verbrennungsluft mittels der Kontur der Außenoberfläche des Düsehkorpers der jeweiligen Brennerdüse. In weiterer fortschrittlicher Fortbildung kann dabei der Düsenkörper der Brennerdüse jeweils eine dusenstockferne sich verjüngende Kontur aufweisen, deren Tangente im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche des Düsenkörpers mit der Flammrohrachse einen Winkelα einschließt, der zwischen 15° und 35° liegt, wobei es sich herausgestellt hat, daß es zu bevorzugen ist, wenn der Winkel dieser Tangente im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche des Düsenkörpers zwischen 20º und 30° liegt. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß, sofern die Maßnahmen dieses Erfindungsgedankens gewährleistet sind, die Brennerdüse durchaus in an sich bekannter Weise einen etwa kugelstumpfförmigen flammrohraustrittsöffnungsseitigen Endbereich aufweisen kann. Man hat es bisher nicht für möglich gehalten, Brennerάüsen mit einer solchen bekannten Kontur der Außenoberfläche ihres Düsenkörpers auch für erfindungsgemäße Zwecke einzusetzen, weil nämlich die herkömmlichen Ausführungen solcher Brennerdüsen eine Führung der Strömung der PrimärVerbrennungsluft zu bewirken pflegen, bei welcher die Stromlinien dieser Verbrennungsluft in einem verhältnismäßig sehr steilen Winkel zur Mantellinie des ölnebel-Kegels verlaufen, daher einerseits die Gefähr von Wirbeltaschen dicht hinter der freien Stirnfläche des Düsenkörners heraufbeschwören und andererseits verhältnismäßig wenig tangential in den Ölnebel-Kegel eindringen und daher eine nur verhältnismäßig schlechte Vermischungswirkung dieser Primär-Verbrennungsluft bzw. ihres Sauerstoffgehaltes mit dem Tröpfchen-Kontinuum des ölnebels zu bewirken vermögen. Erfindungsgemäß wird es daher zu bevorzugen sein, Düsen . solcher bekannter Ausbildung entweder mit ausreichend kleinem Radius des kugelstumpfförmigen Endbereiches ihres Düsenkörpers oder aber solche Düsen einzusetzen, bei denen durch eine verhältnismäßig geringe axiale Abmessung dieses Endbereiches die Tangente im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche des Düsenkörpers mit einer Neigung verläuft , die in -dem erf indungsgemäß vorgesehenen Winkelbereich liegt. Vermieden werden allerdings diese Schwierigkeiten weitestgehend , wenn gemäß einer erfinderischen Alternative die Brennerdüse in an sich bekannter Weise einen kegelstunpfförmigen flammrohraustrittsöffnungsseitigen Endbereich aufweist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform nämlich ist es praktisch ohne jeglichen herstellungstechnischen und konstruktiven oder montagemäßigen Aufwand möglich, durch entsprechende Neigung der Kegelmantellinie des flammrohraustrittsöffnungsseitigen Endbereiches des Düsenkörpers der Brennerdüse der Tangente im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche , welche praktisch mit der Kegelmantellinie dieses Endbereiches des Düsenkörpers zusammenfällt, die gewünschte Neigung zu geben, welche gewährleistet , daß stets eine Führung der Strömung von Primär-Verbrennungsluft derart erfolgt , daß diese auf die Eintrittsfläche der zentralen Stauscheibenoffnung praktisch senkrechtauftrifft.

Es wurde festgestellt, daß eine Ölbrenner-Ausführung gemäß diesem Erfindunesgedanken und seinen vorstehend beschriebenen vorteilhaften Fortbildungen zu einem größeren Druckabfall und in gewünschter Weise entsprechend höherer Geschwindigkeit der Verbrennungsluft führt als bei herkömmlichen Ausführungen , bei denen die bekannten Brennerdüsen-Ausführungen einen größeren Durchmesser d es Stauscheibenloches erfordern und daher auch der Außendurchmesser der Stauscheibe sowie die Flammrohröffnung größer gehalten werden müssen, da sonst die Flammen-Ansatzfläche .zu klein würde, was zwangsläufig zu einer vergrößerten Querschnittsöffnung an Brennkopfende mit der Folge führt, daß bei solcher herkömmlicher Ausführung nicht die gewünschte hohe Luftpressung in Flammrohr erreicht werden kann. Die im Gegensatz hierzu durch die Brennkopfkonzeption gemäß diesem Erfindungsgedanken und seinen vorteilhaften Fortbildungen erzielbare erhöhte Geschwindigkeit der Verbrennungsluft trägt gleichfalls wesentlich dazu bei, die Vermischung von Verbrennungsluft und ölnebel zu erhöhen, indem überraschend eine kurzzeitige und gründliche Durchmischung von ölnebel und Sauerstoff bewirkt und eine vollständige, nahezu stöchiometrische Verbrennung gewährleistet wird.

Bewährt hat sich aber gleichermaßen auch eine andere nicht naheliegende Fortbildung dieses Erfindungsgedankens, bei welcher die freie Stirnfläche des Düsenkörpers der Breπnerdüse einen Durchmesser aufweist, der höchstens der Hälfte der geringsten Abmessung der zentralen Stauscheibenoffnung bzw. des Durchmessers derselben entsplcht. Dabei sollte erfahrungsgemäß der Durchmesser dieser freien Stirnfläche des Düsenkörpers etwa 5 mm betragen. Durch diese Maßnahme ergibt sich erfahrungsgemäß eine besonders gute Aerodynamik im Brennkopf bei in gewünschter Weise kleiner Querschnittsöffnung am Brennkopfende und entsprechend hoher Luftpressung im Flammrohr mit entsprechend vergleichsweise höherer Geschwindigkeit der Verbrennungsluft, wobei - wie sich gezeigt hat - die an sich bereits zeitlich sehr kurze Verweilzeit des ölnebels bis zur Verbrennung zu einem gesteigerten Anteil für eine möglichst schnelle und gute Durchmischung des ölnebels mit der Verbrennungsluft ausgenutzt werden kann, da die Verbrennungsluft bereits im Bereich der Spitze des Zerstäubungskegels des ölnebels in diesen Vermischungsprozeß eingreifen kann. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Brennerdüse in an sich bekannter Weise einen düsenstockseitigen Sechskantbereich aufweist und in weiterer Fortbildung des letztgeschilderten Erfindungsgedankens dessen Hüllkreisdurchmesser kleiner ist als die geringste Abmessung bzw. der Durchmesser der zentralen Stauscheibenoffnung. Auch hierdurch wird die aerodynamische Strömungsgeometrie der Primär-Verbrennungsluft in Sinne des Erreichens stöchiometrischer Verbrennungsverhältnisse erheblich gefördert.

An sich ist die Erfindung nicht auf die innere Ausbildung der spezifisch zum Einsatz kommenden Brennerdüse insbesondere im Hinblick auf den Kegelwinkel des von ihr erzeugten Zerstäubungskegels des ölnebels beschränkt, es hat sich jedoch überraschend herausgestellt, daß durchaus an sich bekannte Brennerdüsen mit einem Ausströmkegel des ölnebels mit einem Eegelwinkel zwischen 60° und 70° zum Einsatz kommen können, wobei dieser Kegelwinkel bevorzugt 65 betragen sollte.

Ein völlig überraschendes Ergebnis hat die Maßnahme gemäß einem anderen untergeordneten Erfindungsgedanken erbracht, indem sich nämlich gezeigt hat, daß gerade für unterhalb bisher für gerade noch zu handhaben erachteter Heizleistungen, nämlich unterhalb 18 Mcal/h liegende Heizleistungen eine Steigerung der Verbrennungsgüte dadurch erreicht werden kann, daß die Möglichkeit für ein Abströmen von Sekundär-Verbrennungsluft in den Flammraum im Verhältnis zu der aus der CH-Patentschrift 575 573 vorbekannten Lösung noch stärker gedrosselt wird. Hierfür sieht dieser weitere Erfindungsgedahke zwei alternativ oder gemeinsam einsetzbare Maßnahmen vor, von denen die eine sich dadurch kennzeichnet, daß eine Ringspaltöffnung für den Durchtritt von Sekundär-Verbrennungsluft zwischen der Austrittsöffnung des Flammrohrs und dem Außenrand der Stauscheibe vorgesehen ist, deren Breite in der Ebene der Flammrohraustrittsöffnung höchstens 0,5 mm beträgt, während gemäß der anderen eine Ringspaltöffnung für den Durchtritt von Sekundär-- Verbrennungsluft zwischen der Austrittsöffnung des Flammrohrs und dem Außenrand der Stauscheibe vorgesehen ist, deren Tiefe in Richtung der Flammrohrachse höchstens 1,3 mm beträgt.

Ferner hat es sich gezeigt, daß auch bei der Brennerkonzeption nach der Erfindung der Außenranddurchmesser der Stauscheibe in an sich bekannter Weise zwischen 40 und 70 mm liegen kann. Das bedeutet, daß vorhandene Ölbrenner auf kleinere Heizleistungen mit erfindungsgemäß vorzüglicher Verbrennungsgüte und hohem Wirkungsgrad in höchst wirtschaftlicher Weise dadurch umgerüstet werden können, daß lediglich eine für die erfindungsgenäßen Zwecke geeignete Stauscheibe und eine der Primär-Verbrermungslft eine erfindungsgemäße Strömung vermittelnde Brennerdüse in erfindungsspezifischer Zuordnung zueinander zum Einsatz kommen. Gleiches gilt natürlich auch für den Einsatz von Brennerdüsen in Tandemanordnung nebeneinander. Hierdurch wird nicht nur eine Erleichterung von Montage im Erstausrüstungs- ebenso wie im ünrüstungsfall erreicht, sondern auch eine Rationalisierung des gesamten Herstellungs- und Lieferungsprogramms hinsichtlich Fertigung und Lagerhaltung mit den entsprechenden Kostenvorteilen. Als besonders zu bevorzugen hat es sich erwiesen, wenn der Außenranddurchmesser der Stauscheibe zwischen 49 und 55 mm liegt und mit Vorzug 50 mm beträgt.

Im gleichen Sinne kann der Durchmesser der Austrittsoffnung des Flammrohrs zwischen 41 und 71 mm liegen, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 50 und 56 liegt und dieser Durchmesser dabei mit Vorzug 51 mm beträgt.

In weiterer Fortbildung der Erfindung kann die Stauscheibe becherförmig ausgebildet und mit ihrem Inneren zur Austrittsöffnung des Flammrohrs weisend in diesem angeordnet sein. Dabei kann die Stauscheibe in an sich bekannter Weise einen etwa in der Ebene ihrer zentralen Öffnung verlaufenden und sich in einen sich konisch gegen die Flammrohr-Austrittsöffnung hin .erweiternden Mantel fortsetzenden Bodenabschnitt aufweisen. Bessere

Verbrennungsergebnisse insbesondere im Hinblick auf eine Verbesserung der Flammenführung auf der Brennraunseite der Stauscheibe lassen sich jedoch überraschend durch eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erreichen, bei welcher die Stauscheibe einen sich konisch gegen die Austrittsöffnung des Flammrohrs erweiternden Bodenbereich und einen sich mit stärkerer Neigung gleichfalls gegen die Austrittsöffnung des Flammrohrs erweiternden Ramdmantel aufweist. Dabei wird bevorzugt, wenn der Neigungswinkel des sich konisch erweiternden Bodentsreiches der Stauscheibe gegen die Fläche von deren zentraler Öffnung im Bereich zwischen 15º und 30º liegt und mit Vorzug 25° beträgt.

Während bei der bekannten Stauscheibe becherförmiger Ausbildung mit planem Bodenbereich 12 in diesem Bodenbereich angeordnete Durchtrittsschlitze für die Primär-Verbrennungsluft vorgesehen sind, kann gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung dieses Erfindungsgedankens insbesondere bei Verwendung einer Stauscheibe becherförmiger Ausbildung mit einem sich konisch erweiternden Bodenbereich im Interesse einer stabilen Führung der Flamme in Verbindung mit einer Steigerung der Durchmischung der Primär- Verbrennungsluft mit den Ölnebel-Kontinuum insbesondere im Strahlkegelbereich zur Steigerung der Verbrennungsgüte vorgesehen sein, daß sich die zentrale Öffnung der Stauscheibe in eine Anzahl von drei bis zwölf, vorzugsweise vier in einen Bodenbereich derselben eingeformten Durchtrittsschlitzen für die Primär-Verbrennungsluft erweitert. Dabei können diese Durchtrittsschlitze in an sich bekannter Weise radial oder unter einem Winkel zur Padialrichtung geneigt in die zentrale Stauscheibenoffnung münden. Ferner können sie auch in an sich bekannter Weise um 50° bis 60° gegen die Längsachse des Flammrohrs geneigt angeordnet sein. Insbesondere in Verwendung mit einem sich konisch erweiternden Bodenbereich der Stauscheibe lassen sich hier gerade für besonders geringe Heizleistungen Vorteile bei der Führung der Verbrennung erzielen.

In weiterer erfinderischer Fortbildung können die Durchtrittsschlitze durch fahnenartiges Herausbiegen von etwa streifenartigen Zonen des Bodenbereichs der Stauscheibe aus der Ebene desselben in Richtung auf die Austrittsöffnung des Flammrohrs zu gebildete Öffnungen sein. Diese neuartige Stauscheibenkonzeption ist nicht nur zweckmäßig für die Erzielung einer besonders guten Verbrennungsgüte bei extrem geringen Heizleistungen, sondern bringt auch den Vorteil einfacher und wirtschaftlicher Herstellung der Stauscheibe mit sich. Dabei hat es sich als zu bevorzugen erwiesen, wenn die streifenartigen Zonen praktisch knickfrei aus der Ebene des Bodenbereichs der Stauscheibe herausgebogen sind. Hierdurch werden nämlich stoßfreie Umlenkungen der die Schlitze durchsetzenden Primär-Verbrennungsluft-Strömungen vermieden, welche zu Wirbelbildungen und damit Beeinträchtigungen der Vermischungsgüte der Primär-Verbrennungsluft und des ölnebels im Mantelbereich des Strahlkegels führen kennen. Insbesondere hat es sich weiterhin als zu bevorzugen erwiesen, wenn die eine einen Durchtrittsschlitz bildende Öffnung begrenzenden Bereiche der Stauscheibe einander jeweils überlappen. Für die Breite der Durchtrittsschlitze ist ein Wert zwischen 0,2 und 1 mm ermittelt worden, wobei es sich gezeigt hat, daß es zu bevorzugen ist, wenn die Breite der Durchtrittsschlitze zwischen 0,4 und 0,5 mm liegt. Auf diese Weise wird einerseits feuerraumseitig von der Stauscheibe dem Strahlkegelmantel des ölnebels Primär-Verbrennungsluft mit für eine gute Durchmischung ausreichender Geschwindigkeit zugeführt, andererseits aber dafür gesorgt, daß ein wesentlicher Teil der Primär-Verbrennungsluft durch die zentrale Stauscheibenöffnung etwa in Axialrichtung durchtritt und in einer besonders anfangsbereichsnahen Zone des Srahlkegels mit besonders flachen Angriffswinkel gegenüber diesem Einwirkung auf diesen nimmt und dadurch seine eigenen Geschwindigkeitskomponenten dafür ausnutzt, die Öltröpfchen im Strahlkegel im wesentlichen in Richtung der Rauptkomnonente ihrer Geschwindigkeit auseinanderzuziehen und somit zu einer besonders guten Durchmischung des ölnebels mit Primär-Verbrennungsluft beizutragen.

Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren übergeordneten Erf indungsgedanken auch auf ein Verfahren zum Betrieb des ölbrenners nach der Erfindung mit leichten oder extra leichtem Heizöl. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Flammrohres ein konstanter Luftübefdruck von 32 bis 36 mm Wassersäule aufrechterhalten wird und daß die Anpassung der Luftzufuhr an die ölf ördermenge durch Verschieben der Stauscheibe derart erfolgt, daß sich ein Luftüberschuß von höchstens 5 Vol-% ergibt , was einem Kohlendioxyd-Anteil der Abgase von mindestens 15 Vol-% entspricht. Diese Verf ahrensführung ist aus der CH-Patentschrift 575 573 bei ölbrennern für Heizleistungen ab 18 Mcal/h bekannt, überraschend wurde durch die Erfindung gefunden, daß diese Verfahrensweise nicht nur auch bei geringeren Heizleistungen bis hinab zu etwa 12 Mcal/h möglich ist , sondern für diesen extrem niedrigen Heizleistungsbereich gleichfalls die optimalen Bedingungen für die Führung des Verbrennungsprozesses liefert. Diese Vorteile treten . besonders deutlich bei einer erfindungsgemäßen Ausführung des Brenners mit einem kegelstumpfförmigen Endbereich des Düsenkörpers der Verbrennungsdüse und einer Stauscheibe mit sich konisch erweiterndem Bodenbereich zutage, weil nämlich durch die Anwendung dieser an sich bekannten Verfahrensführung auf einen in dieser Weise ausgestälteten erfindungsgemäßen Olbrenner überraschend eine weitere vorteilhafte Wirkung erzielt wird , die darin besteht , daß trotz der geringen geometrischen Abmessungen im Bereich zwischen Brennerdüse und Stauscheibe und insbesondere deren zentraler Öffnung aufgrund der für diese kleinen Abmessungen verhältnismäßig hohen Luftpressung im Flammrohr Strömungsgeschwindigkeiten der Primär-Verbrennungsluft im Bereich zwischen Brennerdüse und Stauscheibe auftreten, welche eine zweckmäßige Anordnung der Zündelektroden mit extrem geringem Abstand zueinander und zum Düsenkörper der Brennerdüse einerseits sowie der Stauscheibe andererseits gestatten und dabei gleichzeitig gewährleisten , daß der Zündfunke in die Strömungsrichtung hinein geleitet und

auf diese Weise zuverlässig verhindert wird, daß es zu Funkensprüngen auf den Düsenkörper der Brennerdüse oder die Stauscheibe kommt. Die vorteilhafte Folge ist nicht nur eine besondere Gleichmäßigkeit der Verbrennung mit entsprechender Steigerung der Verbrennungs gute mit den bereits geschilderten vorteilhaften Folgen derselben über der Betriebszeit , sondern auch eine Verbesserung der Standfestigkeit der Bauteile des Brennerkopfes durch Herabsetzung der Verzunderungskorrosion derselben und damit letztlich eine beträchtliche Steigerung der Gesamtwirtschaf tlichkeit eines solchen ölbrenners.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele , die in der Zeichnung dargestellt sind, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und durch diese erzielter Vorteile rein beispielsweise näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Brennerkopf ,

Fig. 2 eine Ansicht der Stauscheibe in der in Fig. 1 mit II bezeichneten Blickrichtung,

Fig. 4 einen vergrößerten Detailschnitt der Stauscheibe längs Linie III - III gemäß Fig. 2 , und

Fig. 5 in der Darstellung gemäß Fig. 2 entsprechender Darstellung eine andere Ausführungsform einer Stauscheibe , welche für den Einsatz mit zwei- 3rennerdüsen in Tandemanordnung zueinander bestimmt ist.

Der in Fig. 1 dargestellte , als Ganzes mit 5 bezeichnete Brennerkopf weist ein Flammrohr 4 mit einem sich bis zu seiner Austrittsöffnung 4a konisch verjüngenden Abschnitt 4b und eine koaxial im Flammrohr 4 angeordnete , zur Zerstäubung des Öls dienende Brennerduse 5 auf. Der Durchmesser der Austrittsöffnung 4a des Flammrohrs 4 liegt zweckmäßig.'-im Bereich zwischen 41 und 71 mm und beträgt vorteilhafterweise etwa 50 bis 56 mm. 3evorzugt wird ein Durchnes serwert von 51 aa. Die Brennerdüse 5 , die einen Brennerstock 12 und einen Düsenkörper 15 aufweist, kann mit Vorzug gemäß der in der CH-Patentschrift 555 379 beschriebenen Ausführung ausgebildet sein. Der Außendurchmesser des Brennerstocks 12 beträgt beispielsweise 12 mm, wobei er jedoch so gering wie nur irgendmöglich gehalten werden sollte . Der Düsenkörper 15 ist auf der dem Brennerstock 12 zugewandten Seite mit einem sechskantf örmigen Abschnitt versehen, dessen Hüllkreisdurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der zentralen Öffnung 6a der Stauscheibe 6. Zweckmäßigerweise kann er auch kleiner als der Durchmesser des Brennerstocks 12 sein. Auf der anderen Seite weist der Düsenkörper 15 einen sich konisch verjüngenden Bereich 15a auf , wobei der Durchmesser der Verjüngung am freien Stirnende , d .h. in der Foene der Düsenmündung, höchstens der Hälfte des Durchmessers der zentralen Stauscheibenoffnung 6a und mit Vorzug 5 mm beträgt. Die vor der Mündung der 3rennerdüse 5 im Flammrohr 4 angeordnete runde Stauscheibe 6 ist becherförmig ausgebildet und sich in der Brennerduse 5 entgegengesetzter Richtung öffnend im Flammrohr 4 angeordnet. Sie weist einen sich mit einem Neigungswinkelß/gegenüber der vertikalen Querschnittsebene , der in Bereich zwischen 15° und 30° liegt und vorzugsweise 25° beträgt , konisch von der 3rennerdüse 5 weg erweiternden Bodenbereich 6c mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung 6a und einen sich an diesen nach außen anschließenden, sich mit stärkerer Neigung in der gleichen Richtung, d .h. gegen die Flammrohr-Austrittsöffnung 4a hin, konisch erweiternden Randmantel 6e auf , dessen Ende den Außenrand 6b der Stauscheibe 6 bildet . Wie aus Fig. 2 und 5 zu entnehmen, ist der Bodenbereich 6c mit einer Anzahl von zwischen drei und zwölf beim dargestellten Ausführungsbeispiel von vier Durchtrittsschlitzen 6d versehen, die sich von der Öffnung 6a bis in die Nähe des Randes des Bocenbereiches 6c erstrecken . Die Durchtrittsschlitze 6d

verlaufen radial oder unter einem Winkel zur Radialrichtung und sind gegen die Richtung der Längsachse 14 des Flammrohrs 4 um etwa 50° bis 60° geneigt. Der Durchmesser der Stauscheibenöffnung 6a kann etwa 10 bis 15 mm, vorzugsweise jedoch 12 bis 15 mm betragen. Der maximale Außendurchmesser des Düsenkörpers 15 wird mit Vorzug etwa gleich groß oder etwas kleiner als der Durchmesser der Stauscheibenoffnung 6a gewählt.

Der sich konisch auf einen Durchmesser von 5 mm der freien

Stirnfläche 13b verjüngende Endbereich 15a des Düsenkörpers 15 α hat eine Konizität, deren Maß durch den Winkel /gegeben ist, den die Tangente 17 im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche 13b des Düsenkörpers 13 mit der Flammrohrachse 14 einschließt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel fällt diese Tangente 17 mit der Mantellinie des sich konisch verjüngenden Bereichs 13a des

Düsenkörpers 15 zusammen. Wird eine Brennerduse mit an sich bekanntem kugelstumpfförmigem Endbereich verwandt, so ist dafür zu sorgen, daß deren Kontur so ausgeführt ist, daß die Tangente an diese im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche gleichfalls innerhalb eines erfindungsgemäß vorgesehenen Winkelbereichs liegt.

Dieser Winkelbereich für die Neigung der Tangente 17 im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche 15b mit der Flammrohrachse 14 oder einer Parallelen zu dieser liegt zwischen 15° und 35°, wobei α

Tangentenwinkel/zwischen 20º und 50º bevorzugt werden.

Die Stauscheibe 6 ist so angeordnet, daß ihre zentrale Öffnung 6a einen negativen Abstand von bis zu 5 mm oder einen positiven Abstand von bis zu 5 mm zur freien Düsenkörperstimfläche 13b einhält. Unter "negativem Abstand" wird dabei ein Abstand bezeichnet, der sich ergibt, wenn. die Stauscheibenoffnung 6a eine Lage düsenstockseitig von der freien Stirnfläche 13b des Düsenkörpers 13 einnimmt, während sich ein "positiver Abstand" ergibt, wenn diese Stauscheibenoffnung 6a flammrohraustrittsöffnungsseitig vom Düsenkörper 13 liegt. Besonders bevorzugt wird eine

flammrohraustrittsöffnungsseitige Anordnung der Stauscheibe 6 in einen Abstand a ihrer zentralen Öffnung 6a zur freien Düsenkörperstirnflache 13b von 1,2 mm.

Die Stauscheibe 6 ist andererseits so angeordnet, daß sich ihr Außenrand 6b im Bereich des sich verjüngenden Flammrohr-Ahschnittes 4b befindet und daß zwischen ihrem Außenrand 6b und der Innenfläche 4c des Flammrohrs 4 ein Ringspalt 7 frei bleibt, dessen Breite b in der Ebene der Flammrohraustrittsöffnung 4a höchstens 0,5 mm und dessen Tiefe t in Richtung der Flammrohrachse 14 höchstens 1 , 5 mm beträgt. Dabei liegt der Außenranddurchmesser der Stauscheibe 6 zwischen 40 und 70 mm und sollte vorzugsweise zwischen 49 und 55 mm liegen. Bevorzugt wird eine Stauscheibe mit einem Außenranddurchmesser von 50 mm. Im übrigen ist die Stauscheibe 6 derart gehaltert, daß sie entlang der Flammrohrachse 14 verschoben werden kann. Dadurch läßt sich innerhalb der angegebenen Grenzen beim Verschieben der Stauscheibe 6 der für Durchströmen von Sekundär-Verbrennungsluft zur Verfügung zu stellende Querschnittsraum im Ringspalt 7 variieren, um auf diese Weise die gewünschte Luftpressung im Flammrohr 4 einstellen zu können. Hierfür ist die Stauscheibe 6 durch eine Halterung, die drei. an einer Hülse 10 befestigte Tragarme 9 aufweist, mit der Brennerdüse 5 verbunden. Die Hülse 10 ist auf dem Brennerstock 12, der mit einer Skaleneinteilung versehen sein kann, verschiebbar und kann mit einer Schraube festgeklemmt werden. Die Tragarme 9 sind je mit einer sich etwa radial nach außen erstreckenden Lasche 9a versehen, die an der Innenfläche 4c des zylindrischen Flammrohrabschnittes 4d anliegt. Dadurch werden die Brennerdüse 5 und die Stauscheibe 6 zentriert, ohne daß die Luftströmung im Flammrohr wesentlich gestört wird. Der Brennerstock 12 ist am in Fig. 1 nicht mehr darstellten linken Ende des Flammrohrs 4 in einem Flansch geführt, so daß er gemeinsam mit der Stauscheibe 6 in Richtung der Längsachse 14 verschoben werden kann, um die richtige Einstellung der Stauscheibe 6 zu erleichtern, kann auf der Außenseite des Flansches eine Einstellvorrichtung, etwa eine Mikrometerschraube, angeordnet sein. Im Brennerkopf 5 ist ferner eine in Fig. 1 schematisch angedeutete Zündelektrode 15 vorhanden.

Das dem Düsenkörper 15 abgewandte Ende des Brennerstockes 12 ist durch eine Leitung mit einer ölfördervorrichtung 1 und der Innenraum 8 des Flammrohrs 4 mit einem Luftgebläse 2 verbunden. Dem Innenraum 8 des Flammrohrs 4 wird dabei sämtliche vom Luftgebläse 2 angeförderte Luft direkt zugeführt, so daß weder die Verbindüngsleitung noch das Flammrohr eine Luftklappe aufzuweisen braucht.

Zum Betrieb des erfindungsgemäßen ölbrenners, der für eine Heizleistung von vorzugsweise zwischen etwa 12 und 50 Mcal/h konzipiert ist, ohne Schwierigkeiten aber auch für größere Heizleistungen eingesetzt werden kann, wird der Brennerdüse 5 von der ölfördervorrichtung 1 leichtes oder extra leichtes Heizöl zugeführt, das bekanntlich einen Heizwert in der Größenordnung von etwa 10 Mcal/kg aufweist. Weiterhin wird dem Flammrohr vom Luftgebläse 2 Verbrennungsluft zugeführt, wobei das Luftgebläse 2 so dimensioniert ist, daß im Innenraum 8 des Flammrohrs 4 ein üoerdruck von 52 bis 56 mm Wassersäule entsteht. Durch Verschieben der Stauscheibe 6 wird nun der Riήgspalt 7 so eingestellt, daß der Flamme eine Luftmenge zugeführt wird, die eine etwa stδchiometrische Luft-Brennstoffmischung oder höchstens einen Luftüberschuß von etwa 5 Vol-% ergibt. Dies läßt sich etwa durch Messen des Kohlenmonoxyd- und Kohlendioxyd-Anteils der Abgase feststellen. Für den Betrieb des Ölbfenners kann dann an der zum Verschieben der Brennerdüse und der Stauscheibe dienenden Einsteilvorrichtung eine entsprechende Skala angebracht werden, überraschenderweise bleibt auch bei den unterhalb des minimalen Einsatzwertes des Ölbrenners gemäß der CH-Patentschrift 575 573 von 18 Mcal/h liegenden Heizleistungen des Ölbrenners nach der Erfindung der Druck im Flammrohr 4 innerhalb der vorstehend angegebenen Grenzen konstant. Dies hat insbesondere den wesentlichen Vorteil, daß auch die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Luft die Stauscheibenoffnung 6a und den Ringspalt 7 durchströmt, näherungsweise unabhängig von der ölfördermenge ist, so daß der Brennerkopf bei jeder innerhalb des angegebenen Intervalls liegenden Heizleistung etwa die gleiche Mischwirkung aufweist. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße ölbrennerkonzeption bewirkt, daß die Stromungsrichtung der die Stauscheibenoffnung 6a durchsetzenden Strömung von Primär-Verbrennungsluft zumindest in einem Randbereich dieser Stauscheibenoffnung etwa senkrecht zu deren Fläche verläuft. Es läßt sich mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten ölbrenner auch bei unterhalb 18 Mcal/h liegenden Heizleistungen ein Kohlendioxyd-Anteil erreichen, der im ganzen Arbeitsbereich größer als 15 Vol-% ist. Bei einer Verbrennung, bei der so viel Luft zugeführt wird, daß sich eine stöchiometrische Sauerstoff-Brennstoff-Mischung ergibt, beträgt der Kohlendioxyd-Anteil der Abgase bei den üblichen leichten und extra leichten Heizölen etwa 15,7 Vol-/o. Die Verbrennungsgüte des erfindungsgemäß ausgebildeten Ölbrenners liegt also auch bei unterhalb 18 Mcal/h liegenden Heizleistungen sehr nahe bei dem bei stöchiometrischer Mischung erreichbaren Maximalwert. Dies hat den Vorteil, daß sich eine hohe Flammentemperatur ergibt und daß die durch den Wärmetransport des Abgases bedingten Verluste relativ klein sind.

Die lösbare Befestigung der Stauscheibe 6 an der Brennerdüse 5 ermöglicht es, den Abstand zwischen der Stauscheibe 6 und der Mündung der Brennerdüse 5 an den Zerstäubungswinkel der letzteren anzupassen. Nach einmal erfolgter Emstellung wird dann die Stauscheibe 6 nur noch gemeinsam mit der Brennerduse 5 bzw. deren Brennerstock 12 verschoben.

Wie Fig. 5 erkennen läßt, weist die Stauscheibe 6 zusätzlich zu ihrem sich konisch erweiternden Bodenbereich 6c gegenüber herkömmlichen Stauscheibenausführungen auch noch eine weitere Besonderheit auf. Diese liegt darin, daß die Durchtrittsschlitze 6d im Bodenbereich 6c jeweils durch Öffnungen gebildet sind, die dadurch erzeugt sind, daß etwa streifenartige Bereiche 18 des Materials des Bodenbereiches 6c etwa fahnenartig praktisch knickfrei aus der Ebene dieses Bodenbereiches 6c in Richtung auf das Innere des durch die Stauscheibe 6 gebildeten becherförmigen Gebildes zu herausgebogen sind, wobei durch beispielsweise geringfügige Stauchung in Umfangsrichtung ein Überlappen der die schlitzförmigen Öffnungen 6d begrenzenden Randzonen bewirkt ist. Diese Überlappung ist in Fig. 5 sit v bezeichnet. Die Breite s der Durchtrittsschlitze 6d sollte zwischen 0,2 und 1 mm liegen und beträgt bevorzugt 0,4 bis 0,5 mm.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen ölbrenners für besonders geringe Heizleistungen schematisch dargestellt. Er weist zwei in Tandemanordnung nebeneinander placierte Brennerdüsen besonders kleiner Düsenkörperkonturierung auf, und entsprechend ist die Stauscheibe 6 mit einer zentralen Öffnung 6a versehen, welche die Forn eines Ovals aufweist, dessen seitliche Randbereiche als Halbkreisbögen ausgebildet sind, deren Kreisdurchmesser, der der geringsten Abmessung der Stauscheibenöffnung 6a, d.h. dem senkrechten Abstand beider Längsränder derselben, entspricht, zwischen 10 und 15 mm liegt und vorzugsweise 12 bis 15 mm beträgt. Es ergeben sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung praktisch die gleichen günstigen Verhältnisse. bezüglich der einzelnen Betriebsparameter wie bei der erstgeschilderten Ausführung.

Claims

A n s p r ü c h e : = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

Ölbrenner für geringe Heizleistungen, insbesondere für Heizleistungen im Bereich zwischen etwa 12 und 30 Mcal/h, mit einer Ölfördervorrichtung, einem Luftgebläse und einem Brennerkopf, der ein im wesentlichen zylindrisches Flammrohr mit einem sich gegen seine Austrittsöffnung hin verjüngenden Abschnitt und eine im Flammrohr angeordnete Brennerdüse sowie eine mit einer zentralen Öffnung versehene Stauscheibe aufweist, die derart im Flammrohr angeordnet ist, daß sich ihr Außenrand im Bereich des sich verjüngenden Abschnittes desselben befindet und daß zwischen der Stauscheibe und der Innenfläche des Flammrohrs ein Ringspalt vorhanden ist, gekennzeichnet durch eine geringste Abmessung (d) der zentralen Stauscheibenoffnung (6a) von 10 bis 15 mm, einen Abstand (a) der Stauscheibenoffnung (6a) von der freien Stirnfläche (15b) des Düsenkörpers (15) der Brennerdüse, der im Bereich von zwischen 5 Em düsenstockseitig von dieser freien Stirnfläche (13b) und 5 mm flammrohraustrittsöffnungsseitig von derselben liegt, und durch eine Führung der die zentrale Stauscheibenoffnung (6a) durchsetzenden Strömung (16) von Primär-Verbrennungsluft etwa senkrecht zu zumindest einem Randbereich der Fläche dieser Stauscheibenoffnung (6a).

2. Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine koaxial zum Flammrohr (4) in diesem angeordnete Brennerdüse (15) vorgesehen ist und die zentrale Öffnung (6a) der Stauscheibe (6) Kreisform mit einem Durchmesser von 10 bis 15 mm aufweist.

5. Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrisch zur Flammrohrachse (14) angeordnete Brennerdüsen (13', 13") vorgesehen sind und die zentrale Öffnung (6a) der Stauscheibe (6) die Form eines Ovals mit zu den Hittelpunkten der Brennerdüsen (15' hzw. 15") jeweils koaxialen halbkreisförmigen Seitenbereichen eines Durchmessers von 10 bis 15 mm aufweist.

4. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiebnet, daß die geringste Abmessung (d) der zentralen Stauscheibenoffnung (6a) in an sich bekannter Weise zwischen 12 und 15 mm liegt.

5. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (6) flammrohraustrittsöffnungsseitig vom Düsehkörper (15) der Brennerdüse bzw. Brennerdüsen in einem Abstand ihrer zentralen Öffnung (6a) von 1,2 mm zur Foene der freien Düsenkδrperstirnflache(n) (15b) angeordnet ist.

6. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Führung der die zentrale Stauscheibenoffnung (6a) durchsetzenden Strömung (16) von Primär-Verbrennungsluft mittels der Kontur der Außenoberfläche des Düsenkörpers (13) der jeweiligen Brennerdüse.

7. Ölbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeiebnet, daß der Düsenkörper (13) der Brennerdüse jeweils eine dusenstockferne sich verjüngende Kontur aufweist, deren Tangente (17) im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche (15b) des Düsenkörpers (13) mit der Flammrohrachse (14) einen Winkel ( α ) einschließt, der zwischen 15 und 35° liegt.

8. Ölbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ( α ) der Tangente (17) der sich verjüngenden Kontur des Düsenkδrpers (13) mit der Flammrohrachse (14) im Übergangsbereich zur freien Stirnfläche (15h) des Düsenkörpers (15) zwischen 20° und 50° liegt.

9. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch t-e- kennzeichnet, daß die Brennerdüse in an sich bekannter Weise einen etwa kugelstumpfförmigen flammrohraustrittsöffnungs- seitigen Endbereich aufweist.

10. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerduse in an sich bekannter Weise einen kegelstumpfförmigen flammrohraustrittsöffnungsseitigen Endbereich (13a) aufweist.

11. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Stirnfläche (13b) des Düsenkörpers (15) der Brennerdüse einen Durchmesser (c) aufweist, der höchstens der Hälfte der geringsten Abmessung der zentralen Stauscheibenöffnung (6a) bzw. des Durchmessers (d) derselben entspricht.

12. Ölbrenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (c) der freien Stirnfläche (15h) des Düsenkörpers 5 mm beträgt.

13. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse in an sich bekannter Weise einen düsenstockseitigen Sechskantbereich aufweist, dessen Hüllkreisdurchmesser kleiner ist als die geringste Abmessung bzw. der Durchmesser (d) der zentralen Stauscheibenöffnung

(6a).

14. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Brennerdüse mit einem Ausströmkegel des Ölnebels mit einem Kegelwihkel zwischen 60° und 70°, vorzugsweise von 65°.

15. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringspaltöffnung (7) für den Durchtritt von Sekundär-Verbrennungsluft zwischen der Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) und dem Außenrand (6b) der Stauscheibe (6) vorgesehen ist, deren Breite (b) in der Ebene der Flammrohraustrittsöffnung (4a) höchstens 0,5 mm beträgt.

16. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringspaltöffnung (7) für den Durchtritt von Sekundär-Verbrennungsluft zwischen der Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) und dem Außenrand (6b) der Stauscheibe (6) vorgesehen ist, deren Tiefe (t) in Richtung der Flammrohrachse (14) höchstens 1,5 mm beträgt.

17. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenranddurchmesser der Stauscheibe (6) in an sich bekannter Weise zwischen 40 und 70 mm liegt.

18. Ölbrenner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenranddurchmesser der Stauscheibe (6) zwischen 49 und 55 mm liegt, vorzugsweise 50 mm beträgt.

19. Olbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) zv.'ischen 41 und 71 mm liegt.

20. Ölbrenner nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) zwischen 50 u nd 56 mm liegt vorzugsweise 51 mm beträgt

21. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (6) becherförmig ausgebildet und mit ihrem Inneren zur Austrittsoffnung (4a) des Flammrohrs (4) weisend in diesem angeordnet ist.

22. Ölbrenner nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (6) einen sich konisch gegen die Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) erweiternden Bodenbereich (6c) und einen sich mit stärkerer Neigung gleichfalls gegen die Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) erweiternden Randmantel (6e) aufweist.

23. Ölbrenner nach Anspruch 22, dadurch .gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel ( β ) des sich konisch erweiternden Bodenbereichs (6c) der Stauscheibe (6) gegen die Fläche von deren zentraler Öffnung (6a) im Bereich zwischen 15° und 50° liegt, vorzugsweise 25° betragt.

24. Ölbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zentrale Öffnung (6a) der Stauscheibe (6) in eine Anzahl von drei bis zwölf, vorzugsweise vier in einen Bodenbereich (6c) derselben eingeformten Durchtrittsschlitzen (6d) für die Primär-Verbrennungsluft erweitert.

25. Ölbrenner nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsschlitze (6d) in an sich bekannter Weise radial oder unter einem Winkel zur Radialrichtung geneigt in die zentrale Stauscheibenoffnung (6a) münden.

26. Ölbrenner nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsschlitze (6d) in an sich bekannter Weise um 50° bis 60° gegen, die Längsachse (14) des Flammrohrs (4) geneigt angeordnet sind.

27. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsschlitze (6d) durch fahnenartiges Herausbiegen von etwa streifenartigen Zonen (18) des Bodenbereichs (6c) der Stauscheibe (6) aus der Ebene desselben in Richtung auf die Austrittsöffnung (4a) des Flammrohrs (4) zu gebildete Öffnungen sind.

28. Ölbrenner nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenartigen Zonen (18) praktisch knickfrei aus der Füene des Bodenbereichs (6c) der Stauscheibe (6) herausgebogen sind.

29. Ölbrenner nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die eine einen Durchtrittsschlitz (6d) bildende Öffnung begrenzenden Bereiche der Stauscheibe (6) einander jeweils überlappen (v).

30. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (s) der Durchtrittsschlitze (6d) zwischen 0,2 und 1 mm liegt.

31. Ölbrenner nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (s) der Durchtrittsschlitze (6d) zwischen 0,4 und 0,5 mm liegt.

32. Verfahren zum Betrieb des ölbrenners nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit leichtem oder extra leichtem Heizöl, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (8) des Flammrohrs (4) ein konstanter Luftüberdruck von 52 bis 56 mm Wassersäule aufrecht erhalten wird und daß die Anpassung der Luftzufuhr an die Ölfördermenge durch Verschieben der Stauscheibe (6) derart erfolgt, daß sich ein Luftüberschuß von höchstens 5 Vol-% ergibt, was einem Kohlendioxyd-Anteil der Abgase von mindestens 15 Vol-% entspricht.