CH620977A5

CH620977A5 - Pressure-pulveriser oil burner

Info

Publication number: CH620977A5
Application number: CH568677A
Authority: CH
Inventors: Friedhelm Salzmann
Original assignee: Braukmann Armaturen
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1977-05-06
Publication date: 1980-12-31
Also published as: DE2623759C3; DE2623759A1; DE2623759B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckzerstäuber-Ölbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a pressure atomizer oil burner according to the preamble of patent claim 1.

Bei einem aus der DE-AS 2 258 082 bekannten Druckzerstäuber-Ölbrenner dieser Art ist der Drallgeber so ausgebildet und angeordnet, dass die in dem äusseren Luftführungsmantel zuströmende Verbrennungsluft in eine Drallbe- 65 wegung mit einer Geschwindigkeit versetzt wird, die höher ist als die Zündgeschwindigkeit des Luft-öl-Gemisches. Diese Zündgeschwindigkeit wird dabei erst entlang eines die mittige In a pressure atomizer oil burner of this type known from DE-AS 2 258 082, the swirl sensor is designed and arranged in such a way that the combustion air flowing in the outer air guiding jacket is set into a swirl movement at a speed which is higher than the ignition speed of the air-oil mixture. This ignition speed only becomes the central one along one

Brennkammer des Heizkessels koaxial umgebenden Wassermantels erreicht, für dessen Feuerung der Ölbrenner eingesetzt wird. Bei einer solchen Feuerung für einen Heizkessel unter Verwendung eines derartigen Druckzerstäuber-Ölbren-ners wird mithin auf eine Flammenstabilisierung in einem geringen Abstand stromabwärts von der Zerstäuberdüse verzichtet und stattdessen unter Mitwirkung des Drallgebers eine ziemlich starke Unterdruckzone aufgebaut, die eine Verdampfung des durch die Zerstäuberdüse abgegebenen Öls auslöst. Der im Kern des durch den Drallgeber verursachten Luftwirbels eingefangene öldampf wird dabei weiterhin innerhalb der Brennkammer des Heizkessels in einen Ölnebel verwandelt, weil er durch die vorherrschenden Zentrifugalkräfte in die äusseren Zonen des Luftwirbels hinausgeschleudert wird und dort wegen der gegenüber dem Wirbelkern höheren Druckverhältnisse eine Kondensation erfährt. Mithin findet in diesen äusseren Wirbelzonen die Vermischung des sich bildenden feinen ölnebels mit der Verbrennungsluft statt, was mit gleichzeitiger Unterstützung durch den Wassermantel der Brennkammer eine stabile Brennweise einer sich dabei ringförmig ausbildenden Flamme ergibt. Combustion chamber of the boiler coaxially surrounding water jacket is reached, for whose firing the oil burner is used. In such a furnace for a boiler using such a pressure atomizer oil burner, flame stabilization at a short distance downstream from the atomizer nozzle is therefore dispensed with, and instead, with the help of the swirl generator, a rather strong vacuum zone is built up, which evaporates what is emitted by the atomizer nozzle Triggers oil. The oil vapor trapped in the core of the swirl of air caused by the swirl device is further converted into an oil mist within the combustion chamber of the boiler because it is thrown out into the outer zones of the swirl by the prevailing centrifugal forces and condenses there because of the higher pressure conditions compared to the swirl core . Thus, the mixing of the fine oil mist that forms with the combustion air takes place in these outer vortex zones, which, with the simultaneous support of the water jacket of the combustion chamber, results in a stable method of burning an annular flame.

Bei dieser bekannten Brennerausbildung sind mithin zur Erzielung eines optimalen Verbrennungsablaufs auch die Abmessungen der Brennkammer des Heizkessels mit zu berücksichtigen, weil davon keine Rückwirkung auf die sich stromabwärts von der Zerstäuberdüse ausbildende Unterdruckzone ausgeht. Diese Unterdruckzone ist andererseits bestimmend für die Stabilisierung der Flamme, die sich hierbei wegen der hohen Luftgeschwindigkeiten nicht vor der Zerstäuberdüse ausbilden kann und auch nicht ausbilden soll, um eine weitgehend russfreie Verbrennung zu erhalten. In the case of this known burner design, the dimensions of the combustion chamber of the boiler must also be taken into account in order to achieve an optimal combustion process, because there is no effect on the vacuum zone which forms downstream of the atomizer nozzle. On the other hand, this negative pressure zone is decisive for the stabilization of the flame, which due to the high air velocities cannot and does not develop in front of the atomizing nozzle in order to obtain largely soot-free combustion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckzerstäuber-Ölbrenner bereitzustellen, der bei Verhinderung jeder Art von Russbildung zur Stabilisierung der Flamme eine weitgehende bis vollständige Unabhängigkeit von den Abmessungen und der Ausbildung der Brennkammer eines zugehörigen Heizkessels aufweist. The invention has for its object to provide a pressure atomizer oil burner, which has largely to complete independence from the dimensions and design of the combustion chamber of an associated boiler while preventing any kind of soot formation to stabilize the flame.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. In einem solchen Druckzerstäuber-Ölbrenner wird durch den Luftvorhang verhindert, dass sich die Unterdruckzone des durch den Drallgeber verursachten Luftwirbels zurück in den Hohlraum des topfförmigen Hohlkörpers ausweitet. Der Luftvorhang unterstützt ausserdem die Funktion des Hohlraumes, die Zerstäuberdüse von der Rückseite her möglichst luftfrei zu halten, so dass nach erfolgter Zündung des Luft-Öl-Gemisches die Flamme nicht durch solche sonst wirksame Nebenluft von der Zerstäuberdüse weggedrückt wird. Die Flamme erhält damit eine entsprechend starke Stabilisierung stromabwärts von der Zerstäuberdüse. According to the invention, this object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1. In such a pressure atomizer oil burner, the air curtain prevents the negative pressure zone of the air vortex caused by the swirl device from expanding back into the cavity of the pot-shaped hollow body. The air curtain also supports the function of the cavity to keep the atomizer nozzle from the rear as free of air as possible, so that after the ignition of the air-oil mixture, the flame is not pushed away from the atomizer nozzle by such otherwise effective secondary air. The flame thus receives a correspondingly strong stabilization downstream of the atomizing nozzle.

Der Glühkörper kann andererseits den Verdampfungs-prozess des von der Zerstäuberdüse abgegebenen Öls fördern, insbesondere im Umfang der bei brennender Flamme in der zentralen Unterdruckzone gegen die Zerstäuberdüse rück-strÖmenden Luft-öl-Gemischteilchen. Dadurch kann der Verbrennungsprozess praktisch in die unmittelbare Nähe dieses Glühkörpers konzentriert und somit die stabile Brennweise der Flamme weiter unterstützt werden. Der Verdamp-fungsprozess kann auch durch den an der Rückseite des Glühkörpers angeordneten luftabschirmenden Körper unterstützt werden, indem dieser luftabschirmende Körper die zum Aufbau des Luftvorhanges stromabwärts von der Zerstäuberdüse benötigte Luft daran hindert, in den Verdampfungs-prozess einzugreifen und somit den Gleichgewichtszustand zu stören, der insbesondere im Umfang der rückströmenden Gemischteilchen zur Beibehaltung der Flammenstabilisierung vor dem Glühkörper besteht. On the other hand, the incandescent body can promote the evaporation process of the oil emitted by the atomizer nozzle, in particular to the extent of the air-oil mixture particles flowing back against the atomizer nozzle when the flame is burning in the central vacuum zone. As a result, the combustion process can be practically concentrated in the immediate vicinity of this incandescent body, thus further supporting the stable burning mode of the flame. The evaporation process can also be supported by the air-shielding body arranged on the rear of the incandescent body, in that this air-shielding body prevents the air required to build up the air curtain downstream of the atomizing nozzle from interfering with the evaporation process and thus disturbing the equilibrium state, which exists in particular in the scope of the back-flowing mixture particles to maintain the flame stabilization in front of the incandescent body.

3 3rd

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kopf eines Druck-zerstäuber-Ölbrenners ; 1 shows a longitudinal section through the head of a pressure atomizer oil burner.

Fig. 2 einen Querschnitt dieses Brennerkopfes nach der Linie II—II in Fig. 1; und FIG. 2 shows a cross section of this burner head along the line II-II in FIG. 1; and

Fig. 3 eine entsprechende Stirnansicht dieses Brennerkopfes in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1. 3 shows a corresponding end view of this burner head in the direction of arrow A in FIG. 1.

Der einen üblichen Aufbau und eine übliche Arbeitsweise aufweisende Druckzerstäuber-Ölbrenner hat eine Zerstäuberdüse 1, die am Ende eines ölzuleitungsrohres 2 angeordnet ist. Die Zerstäuberdüse 1 ist in einem sich axial erstreckenden Hohlraum 3 eines topfförmigen Hohlkörpers 4 angeordnet, der die Zerstäuberdüse 1 nach hinten luftdicht ab-schliesst. Der Hohlkörper 4 ist an dem ölzuleitungsrohr 2 befestigt und haltert mit seinem Boden die beiden üblichen Zündelektroden 5 und 6 sowie eine der Flammenüberwachung dienende Ionisations-Sonde 7. Die Halterung dieser drei Elemente am Boden des Hohlkörpers 4 ist so ausgebildet, dass auch darüber keine Fremdluft in den Hohlraum 3 eindringen kann. The pressure atomizer oil burner, which has a customary structure and a usual mode of operation, has an atomizer nozzle 1 which is arranged at the end of an oil supply pipe 2. The atomizer nozzle 1 is arranged in an axially extending cavity 3 of a cup-shaped hollow body 4, which hermetically seals the atomizer nozzle 1 to the rear. The hollow body 4 is fastened to the oil supply pipe 2 and holds with its bottom the two usual ignition electrodes 5 and 6 as well as an ionization probe 7 which serves for flame monitoring. The holding of these three elements on the bottom of the hollow body 4 is designed such that no external air is above them either can penetrate into the cavity 3.

Der Hohlkörper 4 ist aussen von einem koaxial angeordneten Luftführungsmantel 8 umgeben, in welchem die Verbrennungsluft in Richtung der Pfeile 9 zuströmt. Zur Verwir-belung dieser Verbrennungsluft ist an dem Hohlkörper 4 ein aus Leitschaufeln 10 gebildeter Drallgeber ausgebildet, der die zuströmende Luft in eine so starke Drallbewegung versetzt, dass es stromabwärts von der Zerstäuberdüse 1 zur Ausbildung einer ausgeprägten Unterdruckzone kommt. The hollow body 4 is surrounded on the outside by a coaxially arranged air guide jacket 8, in which the combustion air flows in the direction of the arrows 9. For swirling this combustion air, a swirl generator formed from guide vanes 10 is formed on the hollow body 4, which swirls the inflowing air so strongly that a pronounced vacuum zone occurs downstream of the atomizer nozzle 1.

Am offenen Ende des Hohlkörpers 4 ist ein Glühkörper 11 angeordnet, der nach Art einer üblichen Wirbelscheibe ausgebildet ist. Alternativ kann als Glühkörper auch ein engmaschiges Drahtnetz verwendet werden. An der Rückseite des Glühkörpers ist ein luftabschirmender Körper in der Ausbildung einer kreisringförmigen Abschirmplatte 12 angeordnet, um den Glühkörper von dieser Seite her luftfrei zu halten. Dadurch wird die Verdampferwirkung des beim Brennen der Flamme glühenden Glühkörpers 11 nicht beeinträchtigt. Die Abschirmplatte 12 besteht zweckmässig aus einem hitzebeständigen Keramikmaterial und hat einen gegenüber dem At the open end of the hollow body 4, a glow body 11 is arranged, which is designed in the manner of a conventional swirl disk. Alternatively, a close-meshed wire mesh can also be used as the incandescent body. An air-shielding body in the form of an annular shielding plate 12 is arranged on the rear of the incandescent body in order to keep the incandescent body air-free from this side. As a result, the vaporizing effect of the incandescent body 11 glowing when the flame is burning is not impaired. The shielding plate 12 suitably consists of a heat-resistant ceramic material and has one opposite

Durchmesser einer zentralen Öffnung des Glühkörpers 11 kleineren Durchmesser ihrer zentralen Öffnung. Der Durchmesser dieser Öffnung der Abschirmplatte 12 ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des von der Zerstäuberdüse 5 1 ausgehenden ölsprühkegels in der zugeordneten Radialebene. Zwischen dem Glühkörper 11 und der Abschirmplatte 12 ist noch ein Dichtungsring 13 angeordnet, der gleichzeitig eine massive Abstützung für den geschlossenen Kreisring des Glühkörpers 11 an der Abschirmplatte 12 ergibt. Der Hohl-10 körper 4 ist schliesslich noch mit mehreren kranzförmig angeordneten Luftdüsen 14 versehen. Die Luftdüsen 14 sind in die Wand des Hohlkörpers 4 eingesetzte und bis nahe an dessen Achse reichende Rohrabschnitte, die aussen über den Mantel des Hohlkörpers 4 vorstehen. Die vorstehenden En-1S den sind durch einen entsprechenden Wandausschnitt als eine jeweilige Fangschürze 15 für die in Richtung der Pfeile 9 in dem Luftführungsmantel 8 zuströmende Verbrennungsluft ausgebildet. Diameter of a central opening of the incandescent body 11 smaller diameter of its central opening. The diameter of this opening of the shielding plate 12 is substantially equal to the diameter of the oil spray cone emanating from the atomizing nozzle 5 1 in the associated radial plane. Between the glow element 11 and the shielding plate 12 there is also a sealing ring 13, which at the same time provides massive support for the closed circular ring of the glow element 11 on the shielding plate 12. The hollow body 4 is finally provided with a plurality of air nozzles 14 arranged in a ring. The air nozzles 14 are inserted into the wall of the hollow body 4 and extend to pipe sections close to the axis thereof, which protrude outside over the jacket of the hollow body 4. The above En-1S are formed by a corresponding wall cutout as a respective apron 15 for the combustion air flowing in the direction of arrows 9 in the air guide jacket 8.

Die durch die Fangschürzen 15 der Luftdüsen 14 einge-20 fangene Verbrennungsluft schafft an einer stromabwärts von der Zerstäuberdüse 1 und an der Rückseite der Abschirmplatte 12 und damit auch an der Rückseite des Glühkörpers 11 gelegenen Stelle einen Luftvorhang, der ein Ausbreiten der vor dem Glühkörper 11 durch den Drallgeber zur Aus-^ bildung gebrachten Unterdruckzone zurück in den Hohlraum 3 verhindert. Es kann folglich von einer Stelle aus, die bezüglich der Zerstäuberdüse 1 stromaufwärts liegt, keine Luft zu der Zerstäuberdüse gelangen. Solche Luft würde sonst durch den aus der Zerstäuberdüse austretenden öl-30 sprühkegel nach vorne mitgerissen werden. Der Luftvorhang verhindert daher auch ein Wegdrücken der Flamme von dem Glühkörper 11, der die Aufgabe hat, das aus der Zerstäuberdüse 1 austretende Öl zu verdampfen und denVerdampfungs-prozess der Luft-Öl-Gemischteilchen zu fördern, die aus den 3s äusseren Wirbelzonen des durch den Drallgeber gebildeten Luftwirbels in die zentrale Unterdruckzone wegen einer nicht erfolgten Verbrennung zurückgedrückt werden und dort in Richtung auf die Zerstäuberdüse rückwärts strömen. Der Glühkörper 11 fördert mithin eine vollkommene Verbrennung des Luft-Öl-Gemisches und trägt dadurch zu einer Unter-40 drückung jeglicher Russbildung bei. The combustion air captured by the aprons 15 of the air nozzles 14 creates an air curtain at a point located downstream of the atomizing nozzle 1 and at the rear of the shielding plate 12 and thus also at the rear of the incandescent body 11, which spreads the air in front of the incandescent body 11 prevented by the swirl generator vacuum zone back into the cavity 3. Consequently, no air can get to the atomizer nozzle from a location upstream of the atomizer nozzle 1. Such air would otherwise be carried forward by the oil spray cone emerging from the atomizer nozzle. The air curtain therefore also prevents the flame from being pushed away from the incandescent body 11, which has the task of evaporating the oil emerging from the atomizing nozzle 1 and promoting the evaporation process of the air-oil mixture particles which come from the 3s outer vortex zones through the Swirl-generated air swirls are pushed back into the central negative pressure zone due to a non-combustion and flow there backwards in the direction of the atomizing nozzle. The incandescent body 11 thus promotes complete combustion of the air-oil mixture and thereby contributes to suppressing any soot formation.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Pressure atomizer oil burner, the atomizer nozzle of which is arranged in an axially extending cavity of a pot-shaped hollow body, which is formed coaxially by a swirl generator formed from guide vanes (10) and designed to create a negative pressure zone 5 downstream of the atomizer nozzle for the combustion air flowing in an outer air jacket is surrounded, characterized in that between the atomizer nozzle (1) and a glow body (11) arranged at the open end of the hollow body (4) and provided on its side facing the cavity (3) with an air-shielding body (12) a ring radially is arranged in the cavity of protruding air nozzles (14) which serve to guide the combustion air flowing in the outer air guiding jacket (8) into the cavity (3) and in the vicinity of the incandescent body (11) and its air-shielding body (12) to cause the formation of an air curtain.

2. Pressure atomizer oil burner according to claim 1, characterized in that the air nozzles (14) are set up for an adjustable speed in the nozzle size.

3. Pressure atomizer oil burner according to claim 1 or 2, characterized in that the air nozzles (14) are set up for a radial adjustability related to the axis of the atomizer nozzle (1). 25th

4. Pressure atomizer oil burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the air nozzles (14) in the wall of the hollow body (4) inserted and extending to close to its axis are pipe sections, each with a skirt formed by a wall cutout 30 (15) protrude outside over the jacket of the hollow body (4).

5. Pressure atomizer oil burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the incandescent body (11)

is designed like a vertebral disc.

6. Pressure atomizer oil burner according to one of claims 35 1 to 4, characterized in that the incandescent body (11)

is a close-meshed wire mesh.

7. Pressure atomizer oil burner according to one of the claims

1 to 6, characterized in that the air-shielding body 40 arranged on the rear of the incandescent body (11) is an annular shielding plate (12).

8. Pressure atomizer oil burner according to claim 7, characterized in that the opening of the shielding plate (12)

is designed as an orifice for the oil spray cone emanating from the atomizer nozzle (1) in the associated radial plane.

9. Pressure atomizer oil burner according to one of the claims

2 to 8, characterized in that the air-shielding body arranged on the rear of the incandescent body (11) consists of a heat-resistant ceramic material.

10. Pressure atomizer oil burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that the incandescent body

* (1-1) and the air-shielding body (12) arranged on its rear are designed as a common exchange part.

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