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Ölbrenner Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner mit einem vor der
Zerstäubungsdüse des Brennerkopfes angeordneten stark erweiterten Brennraum, dessen
Wände mit Öffnungen für die Verbrennungsluft ausgerüstet sind und durch die die
Verbrennungsluft quer zur Richtung der austretenden Flamme eingeblasen wird.
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Es sind Ölbrenner verschiedener Bauarten bekanntgeworden, die mit
einer leuchtenden, häufig zumindest an den Flammenrändern rußenden Flamme brennen,
die sich im wesentlichen auf einen engen Kegel vor der Brennermündung erstreckt,
wobei die Verbrennung und damit die Ausbildung der Flamme wesentlich durch einen
mehr oder minder großen Luftüberschuß bedingt oder beeinflußt wird. Für viele Verwendungszwecke,
beispielsweise in der Glasindustrie, ist eine stark leuchtende, »oxydierende« Flamme
erwünscht. Das Auftreten unverbrannten Öles und das Absetzen von Ruß führt jedoch
in jedem Falle häufig zu Betriebsstörungen. Außerdem ist die unvollkommene Verbrennung,
die sich in dem übrigbleiben und Absetzen unverbrannter Bestandteile zeigt, auch
aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht.
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Mit dem Ziel, eine möglichst vollständige Verbrennung zu erwirken,
hat man die Brenner mit einem flachen, vor der Zerstäubungsdüse befindlichen Mundstück
ausgerüstet, das den Brennraum bildet, und hierbei die Verbrennungsluft ausschließlich
über die Zerstäuberdüse umgebende Öffnungen oder einen entsprechenden Ringspalt
zugeführt. Diese Verbrennungsluft gelangt aber nur in den äußeren Bereich der Flamme
und dringt nicht bis in den Flammenkern vor, so daß die angestrebte vollständige
Verbrennung mit nur geringem Luftüberschuß durch diese bekannten Brenner nicht erreicht
wird.
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Es sind weiterhin eingangs genannte Ausbildungen von Brennern bekanntgeworden,
bei denen die Verbrennungsluft im wesentlichen durch in den Wänden des Luftzuführungs-
und Brennraumes angeordnete Öffnungen eingeblasen wird. Die bekannten Vorrichtungen
haben aber den Nachteil, daß die eingeblasene Luft nicht bis in den Flammenkern
vordringt, um auf diese Weise eine vollständige, aber nur mit geringem Luftüberschuß
brennende Flamme zu erzielen. Diese Nachteile ergeben sich insbesondere dadurch,
daß die Brennerwandungen im Querschnitt kreisringförmig oder elliptisch ausgebildet
sind und daß bei den bekannten Anordnungen dieser Art die Lufteinlaßöffnungen zentrisch-symmetrisch
angeordnet sind, so daß die einströmende Luft zu einer Einschnürung der Flamme führt.
Es wird mit den bekannten Brennern weder eine vollständige Verbrennung mit geringem
Luftüberschuß noch eine für viele Anwendungsfälle erwünschte breite Flamme mit über
ihren Querschnitt etwa gleichmäßiger Wärmeverteilung erzielt.
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Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner
so auszubilden, daß unter Bildung einer über den gesamten Austrittsquerschnitt des
Brennraumes verteilten Flamme eine vollständige Verbrennung ohne nennenswerten Luftüberschuß
erreicht wird, so daß die Flamme äußerlich der eines Gasbrenners ähnelt.
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Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß bei den eingangs genannten
ölbrennern der Brennraum in an sich bekannter Weise einen flachen Querschnitt aufweist
und daß die breiteren Wände Reihen von zahlreichen kleineren Öffnungen sowie- zusätzliche
größere Öffnungen, vorzugsweise in reihenförmiger Anordnung, aufweisen, wobei die
Reihen der kleineren Öffnungen jeweils in Richtung zur Zerstäubungsdüse keilförmig
konvergierend angeordnet sind.
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Durch die neuartige Ausbildung des Ölbrenners wird nicht nur wie bei
den bekannten Brennern mit flachem Brennraum .ein in einer Ebene stark begrenzter
Ölnebelkegel und eine diesem Kegel entsprechende Flamme erzielt, sondern es wird
durch die Anordnung der kleineren Öffnungen in Form von zur Zerstäuberdüse konvergierenden
Reihen eine Trennung bzw. Aufteilung der Flamme in einzelne Teilflammen oder Flammenstreifen
erzielt.
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Außer dieser Spaltung der Flamme erreicht man eine Führung derselben,
so daß die Flamme über die Kegelbreite, die sie lediglich auf Grund der Düsenausbildung
und der Brennkammerwandung erhalten würde, stark erweitert wird und zugleich die
erforderliche Verbrennungsluft durch die kleinen und größeren Öffnungen zugeführt
erhält. Die Verbrennungsluft kann infolge der Anordnung der Öffnungen
auf
den Breitseiten des Brenners tief in die verhältnismäßig flach gehaltene Flamme
eindringen, um auch den Flammenkern zu erreichen, ohne daß hierbei die beim Bekannten
durch die radiale Anordnung der Öffnungen bewirkten Einschnürungen der Flamme auftreten.
Es wird vielmehr die Falmme etwa in Form eines Besens aufgeteilt, und es ist durchaus
möglich, infolge der von zwei Seiten quer zur Flamme bis in den Kern eingeblasenen
Luft zu erreichen, daß die Flamme bläulich, d. h. reduzierend, oder aber leuchtend
bzw. oxydierend brennt, was bisher mit Ölbrennern nicht möglich war. Man erzielt
ohne Schwierigkeiten eine vollkommen ruß-und geruchfreie sowie verlustarme Verbrennung
bei sehr heißer Flamme. Zu diesem Zwecke werden die vorzugsweise reihenförmig angeordneten
größeren Löcher zu den Reihen der kleineren Löcher versetzt, auf Lücke öder unmittelbar
dahinter angebracht, so daß den jeweils zwischen den Reihen kleinerer öffnungen
befindlichen Flammenstreifen mittels der größeren Öffnungen die zur vollständigen
Verbrennung erforderliche Luft zugeführt wird.
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Um zu erreichen, daß die durch die kleineren Öffnungen in den Brennraum
eintretenden Luftströmungen mit Sicherheit eine Aufteilung der Flamme bewirken und
demgemäß wie Trenn- und Lenkungswände wirken, sieht die Erfindung weiterhin vor,
daß innerhalb der Reihen der Abstand der kleineren Öffnungen höchstens halb so groß
ist wie der Abstand zwischen benachbarten größeren Öffnungen.
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Durch die starke Verbreiterung des ölnebelkegels bzw. der Flamme wird
letztere in Richtung auf die schmaleren Wände des Brennraumes gedrängt und führt
hier zu starken Erwärmungen, so daß die Wandungen bereits nach kurzer Betriebszeit
zerstört werden.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
in den schmaleren Wänden des Brennraumes und in deren ,zur Zerstäubungsdüse konvergierenden
Teilen einige weitere Luftzuführungsöffnungen vorgesehen sind. Durch diese Ausbildung
wird, wie Versuche gezeigt haben, eine ausreichende Kühlung der schmaleren Wände
erzielt.
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Zweckmäßig ist es, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
die breiteren Wände des Brennraumes in flachen Wellen geformt sind, wobei die Wellenberge
in senkrecht zur Achse des Brenners stehenden Ebenen verlaufen und die Öffnungen
an den von der Brenneidüse abgekehrten Seiten der Wellenberge vorgesehen sind. Hierdurch
erreicht man eine zusätzliche Einwirkung auf den Ölnebelkegel bzw. die Flamme, welche
darin besteht, daß der ölnebelkegel bzw. die Flamme in Richtung auf die Austrittsseite
des Brenners vorgezogen wird.
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Die Zeichnung zeigt in vereinfachter Darstellung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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F i g. 1 ist ein Achsenschnitt durch den Brenner; F i g. 2 stellt
einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß F i g. 1 dar, wobei jedoch die Außenwand
des Ölbrenners nicht wiedergegeben ist.
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Die Außenwand 1 des Ölbrenners bildet zugleich das Hauptluftzuführungsrohr,
das innen venturiartig verengt sein kann, nach vorn hin in einen flachen Rechteckquerschnitt
übergeht und den Brennraum 2 umschließt.
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Die eigentliche Brennereinrichtung üblicher Bauart, deren Zerstäubungsdüse
ebenso wie die übrigen Einrichtungsteile in beliebiger Weise wirken können, befindet
sich in einem Innenrohr 3, durch das auch die zum Zerstäuben dienende Luft geführt
wird. Das Innenrohr 3 liegt gleichachsig in dem von der Außenwand 1 gebildeten Hauptluftzuführungsrohr
und nimmt wiederum gleichachsig das Ölzuführungsrohr 4 auf, dem das Öl durch den
Stutzen 5 zugeführt wird. Das Öl tritt aus der Zerstäubungsdüse 6 aus. Die
der Verbrennung zugeführte Ölmenge wird durch einen Ventilkegel 7 gesteuert, der
an einer in einem Gewinde 9 geführten Spindel 8
sitzt und durch ein
Handrad 10 eingestellt werden kann. Es kann diese Steuerung mit einem die Zerstäubungsluftmenge
steuernden Drehschieber gekoppelt sein. Damit die durch das Innenrohr 3 strömende
Zerstäubungsluft eine Wirbelbewegung erhält, wird sie durch einen nahe der Zerstäubungsdüse
6 angeordneten Wirbeleinsatz 11 geblasen, dessen Luftdurchlaßkanäle
schraubenförmig angeordnet sind. Die Zerstäubungsluft tritt durch einen Stutzen
12 in das Innenrohr 3 ein. Die Hauptverbrennungsluft wird durch einen sich an das
von der Außenwand 1 gebildeten Hauptluftzuführungsrohr anschließenden Stutzen
von einem in der Zeichnung nicht wiedergegebenen BrennergebIäse zugeführt.
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Der in einem flachen Rechteckquerschnitt gehaltene Brennraum 2 hat,
wie die Zeichnung erkennen läßt, in den breiteren Wänden 16 Reihen von zahlreichen
kleineren Öffnungen 15 sowie Reihen von größeren Öffnungen 14, wobei die
Reihen der kleineren Öffnungen 15 jeweils in Richtung zur Zerstäubungsdüse 6 keilförmig
konvergierend verlaufen. Hierbei sind die Öffnungen 15 im wesentlichen so angeordnet,
daß innerhalb ihrer Reihen der Abstand der Öffnungen höchstens halb so groß ist
wie der Abstand zwischen benachbarten größeren öffnungen 14.
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Man erkennt weiterhin aus der Zeichnung, daß die breiteren Wände 16
des Brennraumes 2 in flachen Wellen geformt sind, wobei die Wellenberge in senkrecht
zur Achse des Brenners stehenden Ebenen verlaufen. Die größeren Öffnungen
14 sind dabei an den Seiten der Wellenberge vorgesehen, die der Zerstäubungsdüse
6 abgekehrt sind, so daß die Öffnungen 14 etwas schräg nach vorn gerichtet
sind.