DE2424285C3 - Druckzerstäubungsbrenner für Heizöl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckzerstäubungsbrenner für Heizöl gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Ein derartiger Brenner ist aus dem DE-GM 19 64 805 bekannt, welcher durch das Verbinden der ölzulaufleitung mit der ölrücklaufleitung unter Einschalten eines Dreiwegeventil und durch Verwenden mehrerer Regulierventile sowohl einen reinen Rücklaufbetrieb als auch einen Zwei-Komponenten-Betrieb gestattet. Dieser bekannte Zerstäubungsbrenner besitzt einen verhältnismäßig großen Leistungsbereich und die Möglichkeit, die Fiammenform nahezu unabhängig von der Leistung zu verändern.

Mit dem bekannten Druckzerstäubungsbrenner läßt sich ein Leistungsbereich von 1 :8 und eine Veränderung des die Flammenform beeinflussenden Streukegels Bereich von 20° bis 50" erreichen. Bei der

Verwendung des Brenners für Anlagen mit sehr unterschiedlichen Anforderungen an die Brennerlcistung und Flammenform, wie beispielsweise zur Beheizung eines neuzeitlichen Drehofens, reichen diese Regulierbereiche jedoch nicht aus.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckzerstäubungsbrenner der eingangs beschriebenen Art sowohl den Leistungsregulierbereich als auch den ohne Verändern der Leistung zwecks

Änderung der Flammenform zur Verfügung stehenden Streukegelbereich zu vergrößern.

Diese Aufgabenstellung wird mit der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von etwa tangential verlaufenden öffnungen zwischen der Wirbeü-ammer und dem Ringkanal sowie von axial verlaufenden öffnungen zwischen der Wirbelkammer und dem Zentralkanal ergibt sich iim Zwei-Komponenten-Betrieb bei gleichbleibendem G esamtdurchsatz, der am Leistungs-Regulierventil in der ölzulaufleitung eingestellt wird, ein großer Regulierbereich für den Streukegel, der allein mittels des Flammenform-Regulierventils in der ölzulaufleitung gewählt wird. Zur Erzielung eines großen Streukegels muß hierbei der Gesamtquerschnitt der axial verlaufenden öffnungen im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt der etwa tangential verlaufenden öffnungen klein sein. Dieser Forderung steht die aufgabenmäßige Vergrößerung des Leistungsregulierbereichs entgegen, die beim Rücklaufbetrieb des Brenners zwecks Herabsetzung der Leistung einen möglichst großen Gesamtquerschnitt der axial verlaufenden öffnungen für das rücklaufende öl erfordert. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Laufstückes, das in Abhängigkeit vom Druckgefälle allein durch den Öldruck und damit selbsttätig in eine von zwei Endstellungen gelangt und hierdurch zwei unterschiedliche Querschnitte für das Öl freigibt, werden die einander entgegenstehenden Forderungen erfüllt, so daß trotz der Vergrößerung des Streukegelbereiches auch der Leistungsbereich des c rfindungsgemäßen Druckzerstäubungsbrenners erheblich vergrößert wird.

Aus der DE-PS 9 13 340 ist zwar ein Rücklauf-Druckes öl-Zerstäubungsbrenner mit federbelastetem, axial verschiebbarem Kolben bekannt, jedoch werden durch diesen Kolben nur Zufluß- und Abflußquerschnitt zu der Wirbelkammer verändert, die ausschließlich im Rücklaufbetrieb mit Brennstoff versorgt wird. Ein Zwei-Komponenten-Betrieb zur Veränderung der Flammenform ist mit dem bekannten Brenner nicht möglich.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Druckzerstäubungsbrenners gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenners dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht des Zerstäubungsbrenners,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Brennerkopf und Fig.3 einen Querschnitt durch den Brennerkopf gemäß der Schnittlinie HI-III in F i g. 2.

Der in F i g. 1 in seiner Gesamtheit dargestellte Zerstäubungsbrenner besitzt einen Brennerkopf I, dessen Ausbildung in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Dieser Brennerkopf 1 ist über ein Brennerrohr 2, welches zwei Leitungen 3 und 4 umfaßt, sowohl mit einer Ölzulaufleitung 5 als auch mit einer ölrücklauflei-

tung 6 verbunden. Zwischen der ölzulaufleitung 5 und der ölrücklaufleitung 6 ist eine Verbindungsleitung 7 angeordnet, die an ein in der ölrücklaufleitung 6 angeordnetes Dreiwegeventil 8 angeschlossen ist. Vor der Verbindungsleitung 7 (in Strömungsrichtung des Öles gesehen) enthält die ölzulaufleitung 5 ein Leistungs-Regulierventil 9. Hinter der Verbindungsleitung 7 befindet sich in der Ölzulaufleitung 5 ein Flammenform-Regulierventil 10. Zwischen der Leitung 4 und dem in der ölrücklaufleitung 6 angeordneten Dreiwegeventil 8 ist schließlich ein Rücklauf-Regulierventil 11 angeordnet Das den Brennerkopf 1 tragende Brennerrohr 2 ist von einem Luftzufuhrrohr 12 umgeben, welches mit einem Lufteintrittsstuizen 13 verbunden ist

Der Brennerkopf 1 besitzt eine zylindrische Wirbelkammer 14, die unmittelbar hinter einer eine Düsenbohrung 16 besitzenden Düsenplaite 15 angeordnet ist Die Düsenplatte 15 bildet den vorderen stirnseitigen Abschluß ües Brennerrohres 2. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitungen 3 und 4 des Brennerrohres 2 als Außenrohr 3a bzw. Innenrohr 4a ausgebildet, so daß im Bereich des Brennerkopfes ! ein Ringkanal 17 und ein Zentralkanal 19 gebildet r.erden. Der Ringkanal 17 steht mit der Wirbelkammer 14 über etwa in tangentialer Richtung verlaufende Öffnungen 18 in Verbindung, wie insbesondere F i g. 3 erkennen läßt Der Zentralkanal 19 ist mit der Wirbelkammer 14 durch in axialer Richtung verlaufende Öffnungen 20 verbunden.

Diese Öffnungen 20 können durch ein Laufstück 21 verschlossen werden, das auf einem radial nach innen ragenden Ringstück 4b des Innenrohres 4a zwischen zwei Endstellungen verschiebbar gelagert ist. Das Laufstück 21 besitzt eine zylindrische Laufstückwandung 22 und einen Laufstückboden 23, welcher mit einem radial nach außen hervorstehenden Rand 23a versehen ist Dieser Rand dient in der vorderen Endstellung des Laufstückes 21 durch seine Anlage am Ringstück Ab als Anschlag. Am vorderen Ende des vorn offenen Laufstückes 21 ist ein radial nach außen abstehender F^:ngflansch 24 angeordnet, der in der hinteren Endstellung des Laufstückes 21 am Ringstück 4b anliegt. In der vorderen Endstellung wird zwischen dem Ringflansch 24 und der zylindrischen Wandung der Wirbelkammer 14 ein Ringspalt gebildet, durch den die Verbindung zwischen der Wirbelkammer 14 und den axial verlaufenden Öffnungen 20 hergestellt wird. In der hinteren Endstellung des Laufstückes 21 deckt dessen Ringflansch 24 die Öffnungen 20 ab. An deren Stelle werden in der hinteren Endstellung des Laufstückes 21 Rücklauföffnungen 25 freigegeben, die in der Laufstückwandung 22 in der Nähe des Laufstückbodens 23 ausgebildet ^ind und ihrerseits in der vorderen Endstellung des Laufstückes 21 durch das Ringstück 4b bzw. durch die Anlage des Randes 23a des Laufstückbodens 23 am Ringstück 4b verschlossen sind. Der Gesamtquerschnitt der Rücklauföffnungen 25 ist größer als der Gesamtquerschnitt der axial verlaufenden Öffnungen 20.

Beim normalen Arbeitsbetrieb wird der Zerstäubungsbrenner im Zwei-Komponenten-Verfahren betrieben. Der Gesamtdurchsatz, d. h. die Leistung des Zerstäubungsbrenners wird am Leistungs-Regulierventil 9 eingestellt. Über die Verbindungsleitung 7 und das dementsprechend eingestellte Dreiwegeventil 8 wird die Gesamtmenge des durch die ölzulaufleitung 5 zufließenden Drucköles entsprechend der Einstellung der Regulierventile 10 und 11 auf die beiden Leitungen .1 und 4 des Brennerrohres 2 verteilt Ein Teil des zugeführten Öles gelangt somit aus dem Zentraikanal 19

über die axial verlaufenden Öffnungen 20 in die Wirbelkammer 14, wogegen der andere Teil aus dem Ringkanal 17 über die etwa tangential verlaufenden öffnungen 18 in die Wirbelkammer eintritt

Je größer der Anteil des in etwa tangentialer

ίο Richtung in die Wirbelkammer 14 eintretenden Öles ist, um so größer wird der Streukegel. Eine Veränderung des Streukegels kann unter Beibehaltung der Offenstellung des Rücklauf-Regulierventils 11 durch Verstellen des Flammenform-Regulierventils 10 erzielt werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform lassen sich im normalen Arbeitsbetrieb Streukegel zwischen 30° und 80° einstellen. Der Regulierbereich, bewerkstelligt durch das Leistungs-Regulierventil 9, besitzt dabei zwecks besserer Einstellmöglichkeit dar, Verhältnis 1 zu

2. Beim Zwei-Komponenten-Betrieb befindet sich das Laufstück 21 stets in der in F i g. 2 gezeichneten vorderen Endstellung.

Soll während des Anfahrens oder beirr! Teillast- bzw. Störbetrieb unterhalb von Halblast der gesamte Leistungsbereich des Zerstäubungsbrenners ausgenutzt werden, ist es erforderlich, in den Rücklaufbei; ieb umzuschalten. Zu diesem Zweck wird das Dreiwegeventil 8 betätigt, so daß die Leitung 4 nicht mehr mit der Verbindungsleitung 7, sondern mit der ölrücklaufleitung verbunden ist. Hierdurch strömt die gesamte am Leistungs-Regulierventil 9 eingestellte ölmenge durch die Leitung 3 dem Brennerkopf 1 zu. Das Öl gelangt somit ausschließlich durch die etwa in tangentialer Richtung verlaufenden Öffnungen 18 in die Wirbelkam-

J5 mer 14. Entsprechend der Stellung des Rücklauf-Regulierventiils 11 fließt ein Teil des durch die ölzulaufleitung 5 zugeführten Öles durch die ölrücklaufleitung zurück. Ein öffnen des Rücklauf-Regulierventils 11 bewirkt somit eine Verminderung der Brennerleistung.

Solange der Druck in der zur ölrücklaufleitung 6 führenden Leitung 4 und damit der Druck im Zentralkanal 19 größer ist als der Druck in der Wirbe'kammer 14, verbleibt das Laufstück 21 in der in F i g. 2 gezeichneten Stellung. Sinkt jedoch der Druck im Zentralkanal 19 derart ab, daß die von diesem Druck auf das Laufstück 21 ausgeübten Kräfte geringer werden als die vom Druck in der Wirbelkammer 14 auf das Laufstück 21 ausgeübten Kräfte, gelangt das Laufstück 21 schlagartig in seine hintere Endstellung. In dieser

so Endstellung werden die axial verlaufenden Öffnungen 20 vom Ringflansch 24 abgedeckt. Gleichzeitig werden die einen größeren Gesamtquerschnitt aufv/eisenden Rücklauföffnungen 25 freigegeben, so daß ein größerer Anteil des über das Leistungs-Regulierventil 9 zugeführten Öles durch den Brennerkopf 1 in die ölrücklaufleitung 6 zurückgeführt werden kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel e^rgibt sich hierdurch ein. Gesamtregulierbereich für die Leistung von 1 zu 20
Sobald der Druck im Zentralkanal 19 durch Drosseln der Rücklaufmenge ansteigt oder der Zerstäubungsbrenner auf den Zwe^: Komponenten-Betrieb geschaltet wird, gelangt das Laufstück 21 wieder in seine vordere Endstellung gemäß Fig. 2, ohne daß von außen her Kräfte auf das Laufstück 21 ausgeübt werden müssen.

Die Veränderung des Abströmquerschnittes beim Rücklaufbetrieb erfolgt somit selbsttätig in Abhängigkeit von der Betriebsweise und vom Druckgefälle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckzerstäubungsbrenner für Heizöl mit einem Brennerkopf, der eine Wirbelkammer aufweist, weiche mittels eines aus zwei Leitungen bestehenden und innerhalb eines Lufizufuhrrohres angeordneten Brennerrohres sowohl an eine ölzulaufleitung als auch an eine ölriicklaufleitung angeschlossen ist, die durch eine Verbindungsleitung und ein Dreiwegeventil miteinander verbindbar sind und in denen Regulierventile für die Leistung, die Flammenform und den Rücklauf angeordnet sind, und welche über etwa tangential verlaufende öffnungen mit einem zur ölzulaufleitung führenden Ringkanal und über öffnungen mit einem Zentralkanal verbunden ist, der wahlweise mit der ölzulauf- bzw. ölriicklaufleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wirbelkammer (14) mit dem Zentralkanal (19) verbindenden öffnungen (20) axial verlaufen und daß im Zentralkanal (i5) ein Laufstück (21) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von einem durch das Regulierventil (11) für den Rücklauf einstellbaren Druckgefälle in eine von zwei Endstellungen überführbar ist, wobei in der einen Endstellung die axial verlaufenden öffnungen (20) verschlossen und im Laufstück (21) ausgebildete Rücklauföffnungen (25) mit größerem Gesamtquerschnitt freigegeben sind, welche in der anderen Endstellung des Laufstückes (21) bei freigegebenen öffnungen (20) verschlossen sind.

2. Druckzerstäubungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufstück (21) mit einem radial nach außen abstehenden Ringflansch (24), der in der einen Ends\ellung die axial verlaufenden öffnungen (20) abdeckt und zugleich als Anschlag dient, und mit einer die .lücklauföffnungen (25) nahe eines geschlossenen Bodens (23) enthaltenden zylindrischen Wandung (22) versehen ist.

3. Druckzerstäubungsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verlaufenden öffnungen (20) in einem radial nach innen hervorstehenden Ringstück (4b) des Zentralkanals (19) angeordnet sind, das in der einen Endstellung zugleich als Anschlag für den mit einem hervorstehenden Rand (23a) versehenen Boden (23) des Laufstückes (21) dient.