DE1169070B

DE1169070B - Oil burner with pressure atomizer

Info

Publication number: DE1169070B
Application number: DEW30829A
Authority: DE
Inventors: Kurt Rosenblatt; Werner Tolmien
Original assignee: WAGNER HOCHDRUCK DAMPFTURBINEN
Current assignee: WAGNER HOCHDRUCK DAMPFTURBINEN
Priority date: 1961-10-05
Filing date: 1961-10-05
Publication date: 1964-04-30

Description

Ölbrenner mit Druckzerstäuber Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner mit Druckzerstäuber und mit einem an der Mündung verjüngten Luftzuführungsrohr, in dem die Verbrennungsluft mittels Drall- und Gegendrallschaufeln in zwei gleichachsige Ströme mit entgegengesetzten Drehrichtungen aufgeteilt wird.Oil burner with pressure atomizer The invention relates to an oil burner with pressure atomizer and with an air supply pipe tapered at the mouth, in which the combustion air is split into two coaxial with swirl and counter swirl blades Currents with opposite directions of rotation is divided.

Es ist ein derartiger Brenner bekannt, bei dem die Drallschaufeln für den inneren Luftstrom und die Gegendrallschaufeln für den äußeren Luftstrom, beide etwa in einer gemeinsamen Mittelebene liegend, in Strömungsrichtung gesehen, weit vor der Düsenmündung liegen. An der Austrittsöffnung des Brenners ist dann wohl Turbulenz vorhanden, welche für die Brenstoffaufbereitung günstig ist; es sind jedoch im eigentlichen Brennraum gleichachsige Luftströme mit entgegengesetzten Drallrichtungen nicht mehr feststellbar, die für den guten Ausbrand des aufbereiteten Brennstoffes für erforderlich erachtet werden. Die heftige Turbulenz vor dem Brennerausgang bedingt darüber hinaus eine größere Förderhöhe des Luftgebläses. - Außerdem ist der Durchströmquerschnitt des inneren Gitters bei dem bekannten Ölbrenner bedeutend kleiner als der des äußeren Gitters, weshalb die Durchsatzmengen sehr unterschiedlich groß sind.Such a burner is known in which the swirl blades for the inner airflow and the counter-swirl vanes for the outer airflow, both lying approximately in a common central plane, seen in the direction of flow, far in front of the nozzle mouth. At the outlet of the burner is then there is probably turbulence, which is favorable for fuel preparation; there are but in the actual combustion chamber coaxial air flows with opposite ones Twist directions can no longer be determined that are necessary for the good burnout of the processed Fuel are deemed necessary. The violent turbulence in front of the burner exit In addition, it means that the air blower has a higher delivery height. - Besides, is the flow cross-section of the inner grille is significant in the known oil burner smaller than that of the outer grid, which is why the throughput rates are very different are great.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht vornehmlich darin, einen Ölbrenner mit Druckzerstäuber so auszubilden, daß er für verschieden gestaltete Brennräume mit gleich gutem Ausbrand verwendet werden kann, d. h. daß die Flamme so verändert werden kann, daß sie sowohl langgestreckte Feuerungsräume als auch kurze Brennkammern mit großem Durchmesser gleichmäßig ausfüllt,. um in jedem Falle eine möglichst gleichmäßige Erhitzung der Feuerungswände zu erzielen. Dabei sollen selbstverständlich der unvermeidliche Druckverlust im Brenner und auch die Gebläseantriebsleistung möglichst gering sein.The object of the present invention is primarily to to train an oil burner with pressure atomizer so that it is designed for different Combustion chambers with equally good burnout can be used, d. H. that the flame can be changed so that they are both elongated combustion chambers as well evenly fills short combustion chambers with a large diameter. around in any case to achieve the most uniform possible heating of the furnace walls. This should of course the unavoidable pressure loss in the burner and also the fan drive power be as low as possible.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Gitter der Drallschaufeln für den inneren Luftstrom gleichachsig um die oder nahe der Mündung der Zerstäuberdüse unter Freilassung sowohl eines inneren als auch eines äußeren Ringquerschnittes angeordnet, die Zerstäuberdüse als Dralldüse mit gleicher Drehrichtung wie die Drallschaufeln für den inneren Luftstrom ausgebildet und die Größe des äußeren Ringquerschnittes verstellbar ist. Wie weiter unten im Rahmen eines Ausführungsbeispiels noch erläutert wird, können bei diesem Ölbrenner stromabwärts der Brennermündung drei gleichachsige Zonen unterschieden werden: eine innere Aufbereitungszone mit Primärluft und Brennstoffnebel und -dampf, eine äußere Zone mit Sekundärluft und zwischen diesen beiden eine starke Trennschicht mit heftiger Verwirbelung, welche dafür sorgt, daß das aufbereitete und gezündete Brennstoff-Luft-Gemisch der Innenzone schnellstens mit der Sekundärluft der Außenzone vermischt und vollständig verbrannt wird. Durch Verschieben des inneren Gitters kann nun der Drall der äußeren Luftströmung mehr oder weniger gebremst und damit der Flammenstrahl in die Länge oder in die Breite gezogen werden.This goal is achieved according to the invention in that the grid the swirl vanes for the inner air flow coaxially around or near the mouth of the atomizing nozzle, leaving free both an inner and an outer Arranged ring cross-section, the atomizer nozzle as a swirl nozzle with the same direction of rotation how the swirl vanes are designed for the inner airflow and the size of the outer Ring cross-section is adjustable. As below in the context of an exemplary embodiment will be explained, can in this oil burner downstream of the burner mouth three coaxial zones can be distinguished: an inner processing zone with Primary air and fuel mist and vapor, an outer zone with secondary air and between these two a strong separating layer with violent turbulence, which ensures that the prepared and ignited fuel-air mixture of the inner zone quickly mixed with the secondary air of the outer zone and completely burned will. By moving the inner grille, the swirl of the outer air flow can now be released more or less slowed down and thus the flame beam in the length or in the Wide to be drawn.

Die zu nachstehend beschriebenem Ausführungsbeispiel eines Brenners nach der Erfindung gehörigen Zeichnungen zeigen in F i g. 1 einen Brenner im Axialschnitt und in F i g. 2 den Brenner in der Ansicht in Blickrichtung des Pfeiles A nach F i g. 1.The embodiment of a burner described below drawings belonging to the invention show in FIG. 1 a burner in axial section and in FIG. 2 the burner in the view in the direction of the arrow A to F i g. 1.

In dem Brennergehäuse, bestehend aus Luftzuführungsrohr 1, Rohrstutzen 2 mit Halteflansch 3, ist der Düsenstock 4 mit der Zerstäuberdüse 5 mittig angeordnet. Im Rohrstutzen 2 ist ein am brennraumseitigen Ende sich verjüngender Bleicheinsatz 6 befestigt, in dem die Drallschaufeln 7 für den äußeren Luftstrom angebracht sind.In the burner housing, consisting of air supply pipe 1, pipe socket 2 with retaining flange 3, the nozzle assembly 4 with the atomizer nozzle 5 is arranged in the middle. In the pipe socket 2 there is a bleaching insert which tapers at the end on the combustion chamber side 6 attached, in which the swirl blades 7 are attached for the external air flow.

Auf dem Düsenstock 4 ist mittels einer Spannschelle 8 und den Laschen 9 das Gitter der Drallschaufeln 10 für den inneren Luftstrom befestigt, dessen Außen- und Innendurchmesser so bemessen sind, daß außen und innen Ringquerschnitte 11, 12 mit den Weiten a und i frei bleiben. Die Drallschaufeln 10 erteilen der Luft die gleiche Drehrichtung wie die Dralldüse 5 dem Brennstoff, die jedoch entgegengesetzt zu der durch die Drallschaufeln 7 der Luft erteilten Drehrichtung ist. Infolge dieser eigentümlichen Anordnung und Ausbildung entstehen hinter dem Brenner folgende Zonen: Zone I: Luft strömt hier im wesentlichen in Achsrichtung und trifft auf den mit Drall behafteten Brennstoffkegel auf, Zone II: Luft mit gleicher Drallrichtung wie der Brennstoffkegel, Zone III: Luft mit der Bewegung des Brennstoffkegels entgegengesetzter Drallrichtung.On the nozzle assembly 4 is by means of a clamp 8 and the tabs 9 the grid of the swirl vanes 10 for the inner air flow is attached, the outer and inside diameter are dimensioned so that outside and inside ring cross-sections 11, 12 with the widths a and i remain free. The swirl blades 10 give the air the same direction of rotation as the swirl nozzle 5 the fuel, but the opposite to the one through the swirl vanes 7 direction of rotation given to the air is. As a result of this peculiar arrangement and training arise behind the Burner following zones: Zone I: Air flows here essentially in the axial direction and hits the fuel cone with swirl, Zone II: air with the same Direction of twist like the fuel cone, Zone III: air with the movement of the fuel cone opposite twist direction.

Der in Zone I zerstäubte und in einiger Entfernung von der Zerstäuberdüse 5 gezündete Brennstoff wird infolge der heftigen Turbulenz in Zone 1I rasch mit den Luftteilchen der Zone III vermischt und verbrennt hier vollends.The one atomized in Zone I and at some distance from the atomizer nozzle 5 ignited fuel is rapidly with due to the violent turbulence in zone 1I the air particles of zone III mixed and burned here completely.

Das Gitter der Drallschaufeln 10 bewirkt zugleich eine »Bremsung« des Dralles in Zone III. Die Größe dieser Bremsung kann nun durch Verschiebung des Gitters der Drallschaufeln 10 in Achsrichtung geregelt werden. Wird das Gitter mit der Zerstäuberdüse 5 beispielsweise weiter zurück (entgegen der Strömungsrichtung) verschoben, dann wird die Weite a des Ringquerschnittes 11 größer, der Anteil der durch das Gitter strömenden Luft kleiner. Der äußere Drall überwiegt dann, so daß die Flamme kürzer und breiter wird. Bei Verschiebung des Gitters in Strömungsrichtung, wobei die in F i g. 1 gezeigte Stellung etwa die Grenze darstellt, wird die Flamme immer länger. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, den freien Durchströmquerschnitt des Gitters der inneren Drallschaufeln 10 etwa halb so groß zu machen wie denjenigen des Gitters der äußeren Drallschaufeln 7. Eine weitere Beeinflussung der Flammenform ist - allerdings in geringeren Grenzen -auch durch Verschiebung der Zerstäuberdüse 5 gegenüber dem Gitter der Drallschaufeln 10 möglich, weshalb auch diese vorteilhaft in Achsrichtung verschieblich angeordnet wird.The grid of the swirl vanes 10 also causes a "braking" of the swirl in zone III. The size of this braking can now be regulated by shifting the grid of the swirl blades 10 in the axial direction. If the grille with the atomizer nozzle 5 is shifted further back (against the direction of flow), then the width a of the ring cross-section 11 becomes larger, the proportion of the air flowing through the grille smaller. The outer twist then predominates, so that the flame becomes shorter and wider. When the grille is shifted in the direction of flow, the in FIG. 1 represents the limit, the flame becomes longer and longer. It has proven to be useful to make the free flow cross section of the grille of the inner swirl vanes 10 about half as large as that of the grille of the outer swirl vanes 7. Another influence on the shape of the flame is - albeit to a lesser extent - by shifting the atomizer nozzle 5 in relation to it the lattice of the swirl vanes 10 possible, which is why this is also advantageously arranged to be displaceable in the axial direction.

Claims

Claims: 1. Oil burner with pressure atomizer and with an air supply pipe tapered at the mouth, in which the combustion air is divided into two coaxial flows with opposite directions of rotation by means of swirl and counter-swirl blades, characterized in that the lattice of the swirl blades (10) for the inner one Air flow is arranged in a manner known per se coaxially around or near the mouth of the atomizer nozzle (5) leaving both an inner and an outer ring cross-section (11, 12) free , the atomizer nozzle (5) as a swirl nozzle with the same direction of rotation as the swirl blades (10 ) designed for the inner air flow and the size (width a) of the outer ring cross-section (11) can be adjusted in a manner known per se.

2. Oil burner according to claim 1, characterized in that the free flow cross-section of the Grid of the inner swirl vanes (10) is about half as large as the flow cross-section the grid of the outer swirl vanes (7).

3. Oil burner according to claim 1, characterized in that the carrier (clamp 8) of the swirl blades (10) for the inner air flow on the nozzle assembly (4) is arranged in a known manner in the axial direction.

4. Oil burner according to claim 3, characterized in that the nozzle assembly (4) is arranged displaceably in the axial direction in a manner known per se. References considered: U.S. Patent Nos. 1719,090, 2,312,559, 2,659,427, 2,803,296.