DE4215995C5

DE4215995C5 - Düsenstock für Öldruckzerstäubungsbrenner

Info

Publication number: DE4215995C5
Application number: DE4215995A
Authority: DE
Inventors: Walter Steeb; Werner DÖHLA; Dietrich Brunner
Original assignee: Suntec Industries France SA
Current assignee: Suntec Industries France SA
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2012-05-13
Also published as: DE4215995A1; US5460330A; WO1993023705A1; EP0593724B1; DE4215995C2; CA2113166A1; EP0593724A1

Abstract

Düsenstock für Öldruckzerstäubungsbrenner, wobei der Düsenstock ein Rohr (1), ein Anschlußstück (8) zum Verbinden mit einem Brennstoffzuführungsrohr (3) und ein Anschlußstück für eine Düse (4) und zwischen beiden eine Brennstofführung (2) aufweist, wobei das Rohr (1) auf seiner einen Seite mit dem Anschlußstück (8) zum Verbinden mit dem Brennstoffzuführungsrohr (3) und auf seiner anderen Seite mit dem Anschlussstück für die Düse (4) verbunden ist, und wobei der Brennstofführung (2) stromauf ein elektrischer Vorwärmer (19) und stromab innerhalb des einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser (d) aufweisenden Rohres (1) ein elektromagnetisches Absperrventil zugeordnet ist, für die elektrische Anschlüsse bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (19) ebenfalls im Rohr (1) angeordnet ist und die elektrischen Anschlüsse für diesen und das Absperrventil gemeinsam in der Nähe des Anschlußstücks (8) vorgesehen sind und daß elektrische Leitungen (52, 53) von den elektrischen Anschlüssen zur Magnetspule (46) des Absperrventils innerhalb der Wandung des Rohres (1) und...

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenstock für Öldruckzerstäubungsbrenner gemäß der Gattung des ersten Pa tentanspruchs.
Ein derartiger Düsenstock ist bekannt ( DE 41 12 627 A1 ). Diesem ist stromauf ein elektrischer Ölvorwärmer zugeordnet, und düsenseitig weist er innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses ein elektromagnetisches Absperrventil auf. Zumindest die an eine Schutzkleinspannung anschließbaren elektrischen Anschlüsse für das Magnetventil befinden sich in einem der Hitze der Brennerflamme ausgesetzten Bereich. Deshalb müssen die Verbindungselemente in einem Ansatz an dem Gehäuse aus einem hochhitzebeständigen Werkstoff untergebracht sein. Hierdurch tritt nicht nur eine Vergrößerung des materiellen und finanziellen Aufwandes ein, sondern es wird auch die Festigkeit des Düsenstocks verringert, weil im Bereich der Magnetspule Gehäuseaussparungen erforderlich sind. In Verbindung mit einem Gebläse wirken sich derartige Durchmesseränderungen auch nachteilig auf den Luftstrom aus.
Weiterhin ist aus der DE 38 00 300 A1 eine Ölfördereinrichtung für einen Ölzerstäubungsbrenner bekannt, bei dem ein einen Vorwärmer enthaltender Düsenstock über ein Magnetventil an den Vorlauf einer Pumpe angeschlossen ist. Im Düsenstock befindet sich zwischen dem Vorwärmer und der Düse ein Absperrventil, mit dem ein zweites, dem Magnetventil zugeordnetes Absperrventil zur Vermeidung des Nachspritzens und Nachtropfens zusammenwirkt. Der hierzu erforderliche Aufwand, der sich in der Anordnung zweier zusätzlicher Absperrventile und eines Bypasses ausdruckt, ist allerdings sehr hoch.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gattungsgemäßen Düsenstock mit Vorwärmung des Brennöls sowie weitgehender Vermeidung des Vor- und Nachtropfens aus der Brennerdüse, der kompakt gestaltet ist und eine hohe Funktionssicherheit aufweist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des ersten Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst. Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Kombination der Merkmale gemäß Patentanspruch 1 ermöglicht es, dem Düsenstock eine Form zu geben, die weder die Funktionssicherheit beeinträchtigende äußere elektrische Zuführungen und Anschlüsse in der Nähe der Düse erfordert, noch eine negative Beeinflussung des Gebläseluftstroms verursacht, noch dem allgemein gewünschten, in sich geschlossenen Aufbau des Düsenstocks Abbruch tut. Er kann dadurch sowohl in neuen als auch in modernisierten Druckzerstäubungsbrennern verwendet werden.
Die elektrischen Leitungen von den elektrischen Anschlüssen zum Absperrventil sind innerhalb des lichten Rohrdurchmessers oder in der Rohrwand innerhalb des äußeren Rohrdurchmessers in Längskehlen parallel zur geometrischen Achse des Rohres geführt. In jedem Fall ist der Vorteil gegeben, daß die äußeren Abmessungen und Gestaltungen des Rohres nicht verändert werden. Durch Vorsehen mindestens einer verschließbaren Öffnung in der Wand des Rohres lassen sich einzelne Teile, z. B. der Vorwärmer oder das Absperrventil, im Bedarfsfall einfacher als bei geschlossenem Rohr montieren oder demontieren.
Die elektrischen Anschlüsse selbst können in mindestens einem Gehäuse seitlich am brennstoffrohrseitigen Ende des Rohres angeordnet sein.
Zur Vereinfachung der elektrischen Schaltung kann für Vorwärmer und Magnetspule ein gemeinsamer Schutzleiter sowie ein gemeinsamer Nulleiteranschluß vorgesehen sein.
Eine zweistufige Beheizung des Düsenstocks läßt sich dadurch erreichen, daß die Magnetspule des Absperrventils beim Betreiben des Brenners zur Beheizung des Düsenstocks und damit des Brennstoffs herangezogen wird.
In manchen Fällen ist es von Vorteil, wenn der Vorwärmer aus dem Rohr herausnehmbar angeordnet ist.
Von Vorteil ist es auch, wenn das Absperrventil ein Magnetventil ist, dessen Magnetspule mit einer Sicherheitskleinspannung betrieben wird. Dadurch sind Windungen der Magnetspule mit dickeren Drähten möglich, und es wird die Sicherheit der Funktion erhöht.
Zu Montagezwecken ist das Rohr vorteilhaft mehrstückig gestaltet, wobei zwischen den einzelnen Rohrstücken im Bedarfsfall elektrische Steckverbindungen bestehen können. In diesem Fall kann zumindest das das Absperrventil umgebende Rohrstück aus einem ferromagnetischen Material bestehen, wodurch der Magnetfluß des Absperrventils gefördert und sein Betreiben vereinfacht wird.
Damit der Vorwärmer auch die Düse erwärmen kann, ist zwischen ihm und der Düse mindestens ein bspw. als Kupferhülse ausgebildetes Wärmeleitelement vorgesehen, das das Absperrventil umgibt. Damit diese Kupferhülse den Magnetfluß durch die Kupferwandung nicht beeinflußt, ist sie an ihren Enden geschlitzt. An Stelle einer Hülse aus einem gut wärmeleitendem Material können auch Stäbe oder Streifen vorgesehen sein, die am Vorwärmer und an der Düse oder in deren Nähe enden. Im günstigen Fall befinden sich die Wärmeleitelemente in der Nähe der Rohrwandung, in der Umgebung des Absperrventils.
Für die Sauberkeit des durch die Düse zu versprühenden Brennstoffs ist es von erheblichem Vorteil, im Bereich der Brennstofführung ein Filter vorzusehen. Das Filter ist vorzugsweise an dem Ende des Rohres vorgesehen, das dem Brennstoffzuführungsrohr zugewandt ist. Es kann sich aber auch am düsenseitigen Ende des Rohres, also unmittelbar der Düse vorgelagert befinden. In jedem Fall muß für seine Anbringung ein entsprechender Raum vorhanden sein.
Die zentrale, koaxiale Brennstofführung im Düsenstock besteht im Vorwärmerbereich aus mehreren achsenparallelen Kanälen oder aus einem mit gut wärmeleitenden, Zwischenräume formenden Körpern angefüllten Kanal im Vorwärmer. Als Heizelemente des Vorwärmers können neben Kaltleitern auch Heizspulen oder -stäbe dienen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in einem die geometrische Achse X-X enthaltenden Längsschnitt dargestellt ist.
Ein aus einem ferromagnetischen Material bestehendes zylindrisches Rohr 1 eines Düsenstocks 22 besitzt im wesentlichen über seine ganze Länge denselben Durchmesser d und weist eine koaxiale Brennstofführung 2 auf, deren Durchmesser über die Länge des Rohres 1 alterniert. Es ist einerseits mit einem Brennstoffzuführungsrohr 3 und andererseits mit einer Düse 4 verbunden. In der Nähe des Brennstoffzuführungsrohres 3 ist es mit einem Gehäuse 5 für elektrische Anschlüsse und in der Nähe der Düse 4 mit einer funktionsbedingten Ausnehmung 6 in Form einer Schlüsselfläche versehen. Zur Befestigung des Rohres 1 am Brennstoffzuführungsrohr 3 dient ein am Brennstoffzuführungsrohr 3 befestigtes, mit einem Außengewinde 7 versehenes Anschlußstück 8, mit dem eine an einem Zwischenstück 9 drehbar gelagerte Überwurfmutter 10 mit Innengewinde in Eingriff steht. Das Anschlußstück 8 besitzt eine Aufweitung 11, in die das Zwischenstück 9 mit einem Innengewindestück 12 hineinragt, das seinerseits mit einem entsprechenden Innengewinde 13 an einem Tragstück 14 mit Schlüsselflächen 56 für ein Filter 15 kämmt, das mit dem Tragstück 14 fest verbunden ist. Das Zwischenstück 9 besitzt eine Schulter 16, gegen die die Frontfläche des Anschlußstücks 8 beim Anziehen der Überwurfmutter 10 gepreßt wird. Außerdem ist das Zwischenstück 9 mit einem Bund 17 und einer zylindrischen Fläche 18 versehen, entlang derer das Rohr 1 drehfest mit dem Zwischenstück 9 verbunden ist, so daß seine entsprechende Frontfläche zur Anlage an der ihr zugewandten Fläche des Bundes 17 kommt. Im Rohr 1 ist ein zylindrischer Vorwärmer 19 mit Kanälen 20 parallel zur Achse X-X angeordnet, der mit seinem dem Zwischenstück 9 zugekehrten Ende über eine Passung 21 auf das Zwischenstück 9 geschoben ist, wobei in die Passung 21 eine Dichtung 23 eingearbeitet ist. Am anderen Ende ist der Vorwärmer 19 mit einem Außenbund 24 in das Rohr 1 eingepaßt, der mindestens eine Ausnehmung 25 aufweist. Der Vorwärmer 19 ist im Bereich der Kanäle 20 von einer Heizung 26 in Form einer oder mehrerer Heizspiralen umgeben, die der Aufheizung des Vorwärmers 19 dienen. Der Vorwärmer 19 endet düsenseitig mit einer zylindrischen Paßfläche 27, in die eine Dichtung 28 eingearbeitet ist, in einem Stufenring 29 und stützt sich gegen diesen ab. In einem geringen Abstand von der düsenseitigen Frontfläche des Vorwärmers 19 ist ein Durchflußstück 30 so ausgebildet und angeordnet, daß es mit einem Ende in den Stufenring 29 hineinragt, sich mit einer Schulter 31 gegen eine der Stufen des Stufenringes 29 abstützt und im übrigen von einem Führungsrohr 32 umgeben ist, das in der durch einen Pfeil 33 angegebenen Strömungsrichtung auf das Durchflußstück 30 folgend einen ringförmigen Anker 34 beinhaltet, dessen Brennstofführung 2 einen größeren Querschnitt aufweist als die des Durchflußstückes 30 und die eine Schraubenfeder 35 enthält, die sich gegen die düsenseitige Frontfläche des Durchflußstückes 30 mit ihrem einen Ende abstützt. Des andere Ende der Schraubenfeder 35 drückt auf ein mit seitlichen Durchflußausnehmungen 36 versehenes Verschlußstück 37, das sich in einer Erweiterung 38 der Brennstofführung 2 im Anker 34 befindet und an einem Bördelring 39 des Ankers 34 anliegt. Das Führungsrohr 32 besitzt an seinem düsenseitigen Ende eine Einziehung 40 mit einer Öffnung 41, die vom Verschlußstück 37 geöffnet oder dicht verschlossen wird. Das Rohr 1 hat im Inneren in der Nähe seines düsenseitigen Endes einen Bund 42, der das Führungsrohr 32 radial hält, wobei zwischen Bund 42 und Führungsrohr 32 eine Dichtung 43 vorgesehen ist; an den Bund 42 schließt sich zur Düse 4 hin ein Raum 44 in einem Anschlußstück 55 mit Innengewinde 45 an, in das die Düse 4 mit ihrem Außengewinde einschraubbar ist.
Zwischen dem Stufenring 29 und dem Bund 42 ist das Führungsrohr 32 von einem eine Magnetspule 46 beinhaltenden Gehäuse umgeben, die zusammen mit dem Anker 34, der Feder 35, dem Verschlußstück 37 und der Öffnung 41 zu einem Magnetventil gehören. Zur Wärmeübertragung vom Vorwärmer 19 zum düsenseitigen Ende des Rohres 1 ist eine Kupferhülse als Wärmeleitelement 48 zwischen dem Magnetspulengehäuse 47 und der Wandung des Rohres 1 vorgesehen.
Von elektrischen Anschlüssen in Form von Steckkontakten 49 im Gehäuse 5 sind Stromversorgungsleitungen 50 bis 53 an die Heizspirale 26 und die Magnetspule 46 sowie ein Schutzleiter 54 an den zylindrischen Vorwärmer 19 ausschließlich im Rohr 1 geführt. Die Stromversorgungsleitungen 50 und 52 sind Nulleiter, die zu einem gemeinsamen Anschluß im Gehäuse 5 führen. Sämtliche Leitungen 50 bis 54 sind durch diese Art der Verlegung geschützt, und am Rohr 1 sind keine zusätzlichen Anschlüsse und Durchmesseränderungen erforderlich.
Im Ruhezustand ist keine Spannung an die Steckkontakte 49 des Düsenstocks 22 gelegt; der Anker 34 mit dem Verschlußstück 37 befindet sich in der in der Zeichnung dargestellten Stellung, das Verschlußstück 37 verschließt die Öffnung 41 in der Einziehung 40. Es kann kein Brennstoff in die Düse 4 gelangen und von dieser versprüht werden. Da der Raum 44 zwischen Magnetventil und Düse 4 sehr klein gehalten ist, wird ein Vor- und Nachtropfen von Brennstoff verhindert. Soll der Öldruckzerstäubungsbrenner, zu dem der Düsenstock 22 gehört, in Betrieb gesetzt werden, so wird zunächst Spannung an die Heizspirale 26 des Vorwärmers 19 gelegt und damit der Vorwärmer 19 über eine gewisse Zeit beheizt. Nach Erreichen einer vorgegebenen Temperatur und nach Ablauf einer Vorbelüftungszeit wird Spannung an die Magnetspule 46 des Magnetventils gelegt, der Anker 34 gegen das Durchflußstück 30 gezogen und die Öffnung 41 freigegeben, so daß der erwärmte Brennstoff durch die Brennstofführung 2 einschließlich der Kanäle 20 und der seitlichen Durchflußausnehmungen 36 zur Düse 4 gelangen kann. Die Mittel zur Spannungsanlegung sind der Einfachheit halber nicht dargestellt und bekannt. Im Betriebszustand, in dem das Magentventil in Tätigkeit und der Anker 34 durch die Magnetspule 46 angezogen ist, kann das Magnetventil gleichzeitig der Erwärmung des Düsenendes des Düsenstocks 22 dienen, so daß die Heizleistung des Vorwärmers 19 reduziert werden kann. Da das Rohr 1 zumindest in der Nähe dem Magnetventils, das die Teile 34, 35, 37, 41, 46, 47 umfaßt, aus magnetisierbarem Material besteht, ist es in den Magnetfluß einbezogen, so daß dieser weitgehend ungehindert durch den Anker 34, den Bund 42, das Rohr 1, den Stufenring 29, das Durchflußstück 30 zurück zum Anker 34 fließen kann. Wird der Öldruckzerstäubungsbrenner abgeschaltet, so verschließt das Verschlußstück 37 wieder die Öffnung 41 und es kann aus der Brennstofführung 2 im Inneren des Rohres 1 kein Brennstoff mehr in den Raum 44 und damit in die Düse 4 gelangen.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels könnte das Filter 15 anstatt dem Vorwärmer 19 der Düse 4 unmittelbar vorgeordnet sein. In bestimmten Fällen kann der Vorwärmer 19 aus dem Rohr 1 herausgenommen werden. Der Vorwärmer 19 kann als Heizung 26 auch Kaltleiter benutzen; anstelle der mehreren Kanäle 20 kann ein einziger, mit gut wärmeleitenden Körpern (Kugeln) angefüllter Kanal vorgesehen sein, wobei zwischen den Berührungspunkten der Körper Zwischenräume bestehen. Anstatt ausschließlich durch den freien Rohrquerschnitt, außerhalb der Brennstofführung 2, können alle oder ein Teil der elektrischen Leitungen 50 bis 54 durch Kehlen geführt werden, die an der Innenfläche des Rohres 1 im wesentlichen parallel zur Achse X-X vom Gehäuse 5 bis zu den Anschlußstellen an der Heizung 26 und der Spule 46 geführt sind. In jedem Fall befinden sich die Leitungen 50 bis 54 innerhalb des äußeren Rohrdurchmessers.

Claims

Düsenstock für Öldruckzerstäubungsbrenner, wobei der Düsenstock ein Rohr (1), ein Anschlußstück (8) zum Verbinden mit einem Brennstoffzuführungsrohr (3) und ein Anschlußstück für eine Düse (4) und zwischen beiden eine Brennstofführung (2) aufweist, wobei das Rohr (1) auf seiner einen Seite mit dem Anschlußstück (8) zum Verbinden mit dem Brennstoffzuführungsrohr (3) und auf seiner anderen Seite mit dem Anschlussstück für die Düse (4) verbunden ist, und wobei der Brennstofführung (2) stromauf ein elektrischer Vorwärmer (19) und stromab innerhalb des einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser (d) aufweisenden Rohres (1) ein elektromagnetisches Absperrventil zugeordnet ist, für die elektrische Anschlüsse bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (19) ebenfalls im Rohr (1) angeordnet ist und die elektrischen Anschlüsse für diesen und das Absperrventil gemeinsam in der Nähe des Anschlußstücks (8) vorgesehen sind und daß elektrische Leitungen (52, 53) von den elektrischen Anschlüssen zur Magnetspule (46) des Absperrventils innerhalb der Wandung des Rohres (1) und außerhalb der Brennstofführung (2) angeordnet sind.
Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstofführung (2) über die gesamte Länge des Rohres (1) koaxial angeordnet ist.
Düsenstock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (19) auf der Seite des Anschlußstückes (8) zum Brennstoffzuführungsrohr (3) im wesentlichen koaxial um die Brennstofführung (2) herum angeordnet ist.
Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse außen am Rohr (1) in mindestens einem Gehäuse (5) angeordnet sind.
Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) mit Längskehlen für die elektrischen Leitungen (50, 51, 52, 53) versehen ist.
Düsenstock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für Vorwärmer (19) und Magnetspule (46) ein gemeinsamer Schutzleiter (54) und ein gemeinsamer Nulleiteranschluß vorhanden sind.
Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (46) des Absperrventils beim Brennerbetrieb zur Beheizung des Brennstoffs verwendbar ist.
Düsenstock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Vorwärmer (19) aus dem Rohr (1) herausnehmbar angeordnet ist.
Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil für Sicherheitskleinspannung ausgelegt ist.
Düsenstock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) mehrstückig ausgebildet ist.
Düsenstock nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) zumindest in der Nähe des Absperrventils aus einem ferromagnetischen Material besteht.
Düsenstock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein das Absperrventil im wesentlichen umgebendes Wärmeleitelement (48) vorgesehen ist, das einerseits zumindest in der Nähe des Vorwärmers (19) und andererseits zumindest in der Nähe der Düse (4) endet.
Düsenstock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Brennstoffzuführungsrohrs (3) im Bereich der Brennstofführung (2) ein Filter (15) vorgesehen ist, das mit einem Tragstück (14) versehen und mit diesem auswechselbar ist.
Düsenstock nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragstück (14) des Filters (15) mit mindestens zwei Schlüsselflächen (56) versehen ist.
Düsenstock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstofführung (2) im Bereich des Vorwärmers (19) aus mehreren achsenparallelen Kanälen (20) oder aus nur einem Kanal besteht, der mit gut wärmeleitenden, Zwischenräume formenden Körpern gefüllt ist.
Düsenstock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (19) einen oder mehrere Kaltleiter aufweist.