DE69516081T2

DE69516081T2 - Oil burner with compressed air atomizer

Info

Publication number: DE69516081T2
Application number: DE69516081T
Authority: DE
Inventors: Marco Monari
Original assignee: Tess S A S Di Teresa Menarini
Current assignee: Tess S A S Di Teresa Menarini
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: DE69516081D1; ITBO940477A1; IT1274087B; EP0709621A2; EP0709621B1; ITBO940477A0; ES2147277T3; EP0709621A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ölbrenner mit Druckluftzerstäuber.The present invention relates to an oil burner with a compressed air atomizer.

Es ist bekannt, dass es eine der Aufgaben des Ölbrenners ist, das Brennöl fein zu zerstäuben, und zwar bevor es mit der Verbrennungsluft vermischt wird.It is known that one of the tasks of the oil burner is to finely atomize the fuel oil before it is mixed with the combustion air.

Zahlreiche Vorrichtungen sind zu diesem Zeck entwickelt worden. In einer dieser Vorrichtungen wird das Brennöl durch Dampf oder Druckluft zerstäubt.Numerous devices have been developed for this purpose. In one of these devices, the fuel oil is atomized by steam or compressed air.

Ein Typ eines Ölbrenners mit Druckluftzerstäuber, wie zum Beispiel in US-A-4 221 558 und EP-A-0 140 477 gezeigt wird, besteht im wesentlichen aus drei koaxialen Rohren, welche eines in dem anderen angeordnet sind. Das innen liegende Rohr hat an seinem Ende eine Zerstäuberdüse, welche das Brennöl liefert. Das mittlere Rohr liefert die Primärluft, die zum Zerstäuben des von der Zerstäuberdüse vor dem Verbrennen gelieferten Brennöls benutzt wird. Das aussen liegende Rohr liefert Sekundär- oder Verbrennungsluft, das heisst die Luft, welche die Verbrennung des zerstäubten Öls möglich macht.One type of oil burner with compressed air atomizer, as shown for example in US-A-4 221 558 and EP-A-0 140 477, consists essentially of three coaxial tubes arranged one inside the other. The inner tube has at its end an atomizer nozzle which delivers the fuel oil. The middle tube delivers the primary air which is used to atomize the fuel oil delivered by the atomizer nozzle before combustion. The outer tube delivers secondary or combustion air, that is to say the air which makes the combustion of the atomized oil possible.

Um die Struktur des Brenners zu vereinfachen, kann die Primär- und die Sekundärluft aus der gleichen Quelle geliefert werden oder vorzugsweise aus zwei verschiedenen Quellen, so dass ein grösserer Bereich zum Einstellen geboten ist. Dies, weil die Menge der Sekundärluft im Zusammenhang mit der Menge des erforderlichen Brennöls steht, während die Menge der Primärluft, oder eher deren Druck, weniger von der Menge des erforderlichen Brennöls abhängig ist.To simplify the structure of the burner, the primary and secondary air can be supplied from the same source or, preferably, from two different sources, thus offering a larger range for adjustment. This is because the The amount of secondary air is related to the amount of fuel oil required, while the amount of primary air, or rather its pressure, is less dependent on the amount of fuel oil required.

Unabhängig von den Öl- und Lufttemperaturen, hat man die Ölzerstäubung bis jetzt optimiert, indem Düsen von komplexen Formen und Strukturen verwendet wurden, sowie durch Richten der Strömungen der Primär- und Sekundärluftzufuhren auf solche Weise, dass sie so parallel wie möglich zu dem Brennölzufluss verlaufen, so dass diese wirkungsvoll vermischt werden und das Mitführen des Brennöls durch die zerstäubte Strömung, das heisst Luft oder Dampf, verbessert wird. Zum Beispiel wurden die Düse und das mittlere Rohr in Form eines Venturi-Rohres ausgebildet und die Düse und das innen liegende Rohr sind koaxial zueinander gleitbar, so dass den unterschiedlichen Betriebsanforderungen entsprochen werden kann.Regardless of the oil and air temperatures, oil atomization has been optimized up to now by using nozzles of complex shapes and structures, and by directing the flows of the primary and secondary air supplies in such a way that they are as parallel as possible to the fuel oil flow, so that they are effectively mixed and the fuel oil entrainment by the atomized flow, i.e. air or steam, is improved. For example, the nozzle and the central tube are designed in the form of a Venturi tube, and the nozzle and the inner tube are slidable coaxially to each other, so that different operating requirements can be met.

Mit anderen Worten, die Verbrennungsleistung wurde allmählich verbessert, aber gleichzeitig wurden deren Kompliziertheit und Produktionskosten erhöht.In other words, combustion performance was gradually improved, but at the same time its complexity and production costs increased.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, einen Ölbrenner mit Druckluftzerstäuber zu liefern, der nicht nur in bezug auf die Verbrennung leistungsfähig und aufs höchste zuverlässig, sondern auch einfach in seiner Struktur ist.The purpose of the present invention is to provide an oil burner with a compressed air atomizer which is not only efficient in terms of combustion and highly reliable, but also simple in its structure.

Die technischen Eigenschaften der Erfindung sind in den nachstehenden Ansprüchen aufgezeigt, und die Vorteile der Erfindung gehen deutlich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht wurde, welche mit Hilfe eines Beispiels vorgezogene Ausführungen der Erfindung zeigen, und von denen Abb. 1 einen Längsschnitt durch die Mitte des Ölbrenners mit Druckluftzerstäuber zeigt, wie er in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist;The technical characteristics of the invention are set out in the following claims and the advantages of the invention will become clear from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings which show, by way of example, preferred embodiments of the invention, and of which: Fig. 1 shows a longitudinal section through the centre of the oil burner with compressed air atomiser as described in the present invention;

- Abb. 2 ist eine Ansicht im Schnitt nach der Linie II-II aus der Abb. 1;- Fig. 2 is a sectional view along line II-II of Fig. 1;

- Abb. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Details des in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Brenners, in welcher ein Kopf zu sehen ist, der einen Teil der in der Abb. 1 gezeigten Zerstäuberdüse für das Brennöl bildet;- Figure 3 is a perspective view of a detail of the burner described in the present invention, in which a head can be seen which forms part of the atomizing nozzle for the fuel oil shown in Figure 1;

- Abb. 4 ist eine seitliche Ansicht einer anderen Ausführung der in Abb. 1 gezeigten Zerstäuberdüse, und zwar mit einigen Teilen entfernt, um andere besser hervorzuheben;- Fig. 4 is a side view of another embodiment of the atomizer nozzle shown in Fig. 1, with some parts removed to better highlight others;

- Abb. 5 ist eine seitliche Ansicht einer noch anderen Ausführung der in Abb. 1 gezeigten Zerstäuberdüse, und zwar mit einigen Teilen entfernt, um andere besser hervorzuheben.- Fig. 5 is a side view of yet another version of the atomizer nozzle shown in Fig. 1, with some parts removed to better highlight others.

Unter Bezugnahme auf die oben aufgeführten Zeichnungen ist mit der Nummer 1 der Ölbrenner mit Druckluftzerstäuber bezeichnet, der in der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Der genannte Ölbrenner 1 besteht aus drei koaxialen Rohren 2, 3 und 5, die eines in dem anderen angeordnet sind, und aus einer Zerstäuberdüse 7, angebracht an einem Ende des innen liegenden Rohres 2, wie deutlich in Abb. 1 gesehen werden kann. Das innen liegende Rohr 2 steht mit Zuführmitteln für das Brennöl in Verbindung, welche das Brennöl mit einem bestimmten, einstellbaren Druck zuführen. Die genannten Mittel sind schematisch als ein Block 40 dargestellt, das sie von einem bekannten Typ sind und nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen. Das mittlere Rohr 3 und das aussen liegende Rohr 5 sind beide an die gleiche Druckluftquelle angeschlossen, welche schematisch als ein zweiter Block 41 dargestellt wird, und zwar aus denselben Gründen, wie sie in Bezug auf die Zuführmittel 40 für das Brennöl angegeben wurden.With reference to the above drawings, the number 1 indicates the oil burner with compressed air atomizer described in the present invention. Said oil burner 1 consists of three coaxial tubes 2, 3 and 5, arranged one inside the other, and of an atomizer nozzle 7 mounted at one end of the internal pipe 2, as can be clearly seen in Fig. 1. The inner pipe 2 is connected to fuel oil supply means which supply the fuel oil at a certain, adjustable pressure. Said means are schematically shown as a block 40, being of a known type and not falling within the scope of the present invention. The middle pipe 3 and the outer pipe 5 are both connected to the same compressed air source, which is schematically shown as a second block 41, for the same reasons as those given with respect to the fuel oil supply means 40.

Beim näheren Betrachten der Struktur des Brenners 1 kann man erkennen, dass das innen liegende Rohr 2 an seinen entgegengesetzten Enden die Zerstäuberdüse 7 und einen Endflansch 29 aufgezogen hat, auf welchen ebenfalls ein Ende des aussen liegenden Rohres 5 aufgezogen ist. An dem Endflansch 29 ist ebenfalls ein Ende des mittleren Rohres 3 befestigt. Die bedeutet, dass der Endflansch 29 nicht nur als ein Abstandselement, sondern auch als Befestigungselement für die Rohre 2, 3 und 5 wirkt.When looking more closely at the structure of the burner 1, it can be seen that the inner tube 2 has the atomizing nozzle 7 and an end flange 29 mounted on its opposite ends, onto which one end of the outer tube 5 is also mounted. One end of the middle tube 3 is also attached to the end flange 29. This means that the end flange 29 not only acts as a spacer element, but also as a fastening element for the tubes 2, 3 and 5.

Die Zerstäuberdüse 7 besteht aus einem Kopf 8 und einem Gehäuse 12, welches bündig angepasst über dem Kopf 8 liegt. Das Gehäuse 12 ist an 27 geflanscht, und zwar mit einem Aussendurchmesser, der im wesentlichen der gleiche ist wie der Aussendurchmesser des mittleren Rohres 3. Das freie Ende des mittleren Rohres 3 ist mit dem freien Ende des aussen liegenden Rohres 5 verbunden, und zwar mit Hilfe einer Rohrverbindung 22, die in zwei aufeinanderfolgende Abschnitte 23 und 24 von unterschiedlichen Durchmessern geteilt ist. Der rohrförmige Abschnitt 23 mit dem kleineren Durchmesser ist auf das freie Ende des mittleren Rohres 3 aufgezogen und mit dem rohrförmige Abschnitt 24 mit dem grösseren Durchmesser durch eine querverlaufende Wand 20 verbunden, welche Bohrungen 21 aufweist, deren Achsen parallel zu der Achse der Verbindung 22 verlaufen. Dicht an der querverlaufenden Wand 20 hat der rohrförmige Abschnitt 23 eine Anzahl von radialen Bohrungen 19 und bildet praktisch eine Verlängerung des mittleren Rohres 3. Der rohrförmige Abschnitt 23 selbst weist im Inneren einen Sitz 26 auf, um den Flansch 27 des Gehäuses 12 aufzunehmen. Der Sitz 26 ist zu dem Endflansch 29 hin offen, so dass das mittlere Rohr 3 den Flansch 27 in dem Sitz 26 hält. An seinem freien Ende ist der rohrförmige Abschnitt 24 mit einem Flansch 25 ausgestattet, an welchen das freie Ende des aussen liegenden Rohres 5 angeschlossen ist. Der rohrförmige Abschnitt 24 hat ebenfalls radiale Bohrungen 42 und beschreibt zusammen mit dem aussenliegenden Rohr 5 eine ringförmige Kammer 43. Die rohrförmigen Abschnitte 23 und 24 der Verbindung 22 beschreiben zwei aufeinanderfolgende Kammern, jeweils 44 und 45, welche die Verbrennungskammer des Brenners 1 bilden, wie nachstehend beschrieben wird.The atomizing nozzle 7 consists of a head 8 and a housing 12 which is flush fitted above the head 8. The housing 12 is flanged to 27 with an outer diameter which is substantially the same as the outer diameter of the middle tube 3. The free end of the middle tube 3 is connected to the free end of the outer tube 5 by means of a tubular joint 22 divided into two successive sections 23 and 24 of different diameters. The tubular section 23 of smaller diameter is fitted onto the free end of the central tube 3 and is connected to the tubular section 24 of larger diameter by a transverse wall 20 having holes 21 whose axes are parallel to the axis of the joint 22. Close to the transverse wall 20, the tubular section 23 has a number of radial holes 19 and practically forms an extension of the central tube 3. The tubular section 23 itself has a seat 26 inside to receive the flange 27 of the housing 12. The seat 26 is open towards the end flange 29 so that the central tube 3 holds the flange 27 in the seat 26. At its free end, the tubular portion 24 is provided with a flange 25 to which the free end of the external tube 5 is connected. The tubular portion 24 also has radial bores 42 and together with the external tube 5 defines an annular chamber 43. The tubular portions 23 and 24 of the connection 22 define two successive chambers, 44 and 45 respectively, which form the combustion chamber of the burner 1, as will be described below.

Bevor noch detaillierter auf die Zerstäuberdüse 7 eingegangen wird, lohnt es sich zu bemerken, dass auf das mittlere Rohr 3 eine Trennscheibe 30 dicht abschliessend aufgezogen ist. Die Scheibe 30 trennt die von dem mittleren Rohr 3 und dem aussen liegenden Rohr 5 beschriebene ringförmige Kammer in zwei aufeinanderfolgende Kammern 31 und 32. Die Scheibe 30 weist eine Anzahl von Schlitzen 33 auf, hat einen im wesentlichen becherförmigen Querschnitt und enthält einen ringförmigen Verschluss 34, der ebenfalls an dem mittleren Rohr 3 befestigt ist und eine Reihe von Schlitzen 35 aufweist. Die Schlitze 35 stimmen in Zahl und Grösse mit den Schlitzen 33 überein. Die Winkelposition des ringförmigen Verschlusses 34 im Verhältnis zu der Trennscheibe 30 kann eingestellt werden von einer Position, in welcher die Schlitze 33 und 35 nicht zueinander ausgerichtet sind, bis zu einer Position, in welcher sie vollkommen zueinander ausgerichtet sind, das heisst, von einer Position, in welcher die Schlitze 33 in der Scheibe 30 verschlossen sind, bis zu einer Position, in welcher sie voll geöffnet sind. Die Winkelposition des ringförmigen Verschlusses 34 bestimmt daher den Sekundärluftstrom 6 von der Kammer 31 zu der Kammer 32 in Richtung der Verbindung 22.Before going into more detail about the atomizer nozzle 7 , it is worth noting that a separating disk 30 is tightly fitted onto the central tube 3. The disk 30 separates the annular chamber defined by the central tube 3 and the outer tube 5 into two successive chambers 31 and 32. The disk 30 has a number of slots 33, has a substantially cup-shaped cross-section and contains an annular closure 34 which is also attached to the central tube 3 and has a series of slots 35. The slots 35 correspond in number and size to the slots 33. The angular position of the annular shutter 34 in relation to the separating disc 30 can be adjusted from a position in which the slots 33 and 35 are not aligned with each other to a position in which they are perfectly aligned with each other, that is, from a position in which the slots 33 in the disc 30 are closed to a position in which they are fully open. The angular position of the annular shutter 34 therefore determines the secondary air flow 6 from the chamber 31 to the chamber 32 in the direction of the connection 22.

Zwischen der Trennscheibe 30 und dem Endflansch 29 weisen das mittlere Rohr 3 und das aussen liegende Rohr 5 Öffnungen 36 und 37 auf, durch welche Luft mit einem niedrigen Druck zugeführt wird, zum Beispiel 1000 mm H&sub2;O und mit Raumtemperatur. Die Öffnungen 36 und 37 sind koaxial, so dass die dem Brenner 1 zugeführte Luft an der Öffnung 37 direkt in das mittlere Rohr 3 strömt, bevor sie die Kammer 31 belegt, dank auch der Trennscheibe 30 und dem Verschluss 34, welche die Druckminderung der Sekundärluft 6 verstärkt.Between the cutting disc 30 and the end flange 29, the middle tube 3 and the outer tube 5 have openings 36 and 37 through which air is supplied at a low pressure, for example 1000 mm H₂O and at room temperature. The openings 36 and 37 are coaxial so that the air supplied to the burner 1 is fed at the opening 37 directly into the central tube 3 before it occupies the chamber 31, thanks also to the separating disk 30 and the shutter 34 which reinforces the depressurization of the secondary air 6.

Der Kopf 8 der Zerstäuberdüse 7 besteht im wesentlichen aus zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten, von denen einer 9 zylindrisch ist und der andere 11 konisch. Der zylindrische Abschnitt 9 ist mit einem kleinen Endflansch 38 und einer Anzahl von Rillen 10 ausgestattet, die an dem konischen Abschnitt 11 münden. Wie in den Abb. 1 und 3 gezeigt wird, erstrecken sich die Rillen 10 im Verhältnis zu der Längsachse des Kopfes 8 in einem Winkel. Um den Strom der Primärluft 4 besser zu leiten, können die Rillen 10 schneckenförmig ausgelegt sein. Der konische Abschnitt 11 weist Zuführbohrungen 17 auf, welche mit dem innen liegenden Rohr 2 in Verbindung stehen und das Brennöl zuführen. Die Zuführbohrungen 17 können in den konischen Abschnitt 11 eingearbeitet sein, wie in den Abb. 1 und 4 gezeigt ist, oder sie können, wie in Abb. 5 gezeigt, in die Rillen 10 des zylindrischen Abschnittes 9 eingearbeitet sein. In beiden Fällen ist es wichtig, dass die Zuführbohrungen 17 im wesentlichen lotrecht zu der Richtung des Primärluftströmes 4 im Kontakt mit dem Kopf 8 verlaufen. Wie wir gesehen haben, ist der Kopf 8 im Inneren der axialen Bohrung 13 in dem Gehäuse 12 gelagert. Die axiale Bohrung 13 ist in drei aufeinanderfolgende Abschnitte 39, 14 und 13 geteilt, die jeweils dem Endflansch 38, dem zylindrischen Abschnitt 9 und dem konischen Abschnitt 11 des Kopfes 8 entsprechen. Der Abschnitt 39 bildet einen Sitz für den Endflansch 38 und der zylindrische Abschnitt 14 ist leicht länger als der entsprechende zylindrische Abschnitt 9 des Kopfes 8. Daraus ergibt sich, dass der konische Abschnitt 11 des Kopfes 8 und der stumpfkegelförmige Abschnitt 15 der axialen Bohrung 13 nicht im Kontakt miteinander sind, sondern eine Zerstäubungskammer 16 beschreiben, in welche die Rillen 10 wie auch die Zuführbohrungen 17 münden. Der Querschnitt der Rillen 10 ist grösser als jener der Zerstäubungskammer 16, so dass der Primärluftstrom 4, der durch die Rillen in die Zerstäubungskammer 16 geleitet wird, einer beachtlichen Erhöhung in bezug auf Druck und Geschwindigkeit unterliegt. Die Bahn, welche der durch die Rillen 10 strömende Primärluftstrom 4 durchläuft, ist eine solche, dass ein Wirbel erzeugt wird, welcher auf das aus den Zuführbohrungen 17 austropfende Brennöl trifft und eine Saugwirkung ausübt, die das Brennöl noch weiter zerstäubt. Die Zerstäubungskammer 16 führt in den rohrförmigen Abschnitt 23 der Verbindung 22 durch den Endabschnitt 18 des Gehäuses 12, dessen axiale Bohrung 13 oder Öffnung einen kleinen Durchmesser aufweist. Die mindeste axiale Abmessung der Zerstäubungskammer 16 ist durch den Flansch 38 bestimmt, wenn er so weit in den Sitz 39 gelangt wie es möglich ist.The head 8 of the atomizing nozzle 7 consists essentially of two successive sections, one 9 of which is cylindrical and the other 11 of which is conical. The cylindrical section 9 is provided with a small end flange 38 and a number of grooves 10 which open out at the conical section 11. As shown in Figs. 1 and 3, the grooves 10 extend at an angle in relation to the longitudinal axis of the head 8. In order to better guide the flow of the primary air 4, the grooves 10 can be designed in a helical shape. The conical section 11 has feed holes 17 which communicate with the internal pipe 2 and feed the fuel oil. The feed holes 17 can be machined into the conical section 11, as shown in Figs. 1 and 4, or they can be machined into the grooves 10 of the cylindrical section 9, as shown in Fig. 5. In both cases, it is important that the feed holes 17 are substantially perpendicular to the direction of the primary air flow 4 in contact with the head 8. As we have seen, the head 8 is mounted inside the axial hole 13 in the housing 12. The axial hole 13 is divided into three successive sections 39, 14 and 13, each of which corresponds to the end flange 38, the cylindrical portion 9 and the conical portion 11 of the head 8. The portion 39 forms a seat for the end flange 38 and the cylindrical portion 14 is slightly longer than the corresponding cylindrical portion 9 of the head 8. It follows that the conical portion 11 of the head 8 and the frusto-conical portion 15 of the axial bore 13 are not in contact with each other but describe an atomization chamber 16 into which the grooves 10 as well as the feed bores 17 open. The cross-section of the grooves 10 is larger than that of the atomization chamber 16, so that the primary air flow 4 which is directed through the grooves into the atomization chamber 16 is subject to a considerable increase in pressure and speed. The path taken by the primary air stream 4 flowing through the grooves 10 is such that a vortex is created which strikes the fuel oil dripping from the feed holes 17 and exerts a suction effect which atomizes the fuel oil even further. The atomization chamber 16 leads into the tubular portion 23 of the connection 22 through the end portion 18 of the housing 12, the axial bore 13 or opening of which has a small diameter. The minimum axial dimension of the atomization chamber 16 is determined by the flange 38 when it reaches the seat 39 as far as possible.

In Abb. 5 verlaufen die Zuführbohrungen 17 im wesentlichen lotrecht zu den Rillen 10, durch welche die Primärluft 4 strömt, während in Abb. 4 die Richtung des Primärluftstromes entlang der Rillen 10 und in die Zerstäubungskammer 16 tangential zu dem konischen Abschnitt 11 verläuft. In beiden Fällen sind die Zuführbohrungen 17 daher auf solche Weise ausgelegt, dass sie im wesentlichen lotrecht zu der Richtung des Primärluftstromes 4 verlaufen, um so die vorgenannten Wirbel zum besseren Zerstäuben des Brennöls zu erhalten.In Fig. 5, the feed holes 17 are essentially perpendicular to the grooves 10 through which the Primary air 4 flows, while in Fig. 4 the direction of the primary air flow along the grooves 10 and into the atomization chamber 16 runs tangentially to the conical section 11. In both cases, the feed holes 17 are therefore designed in such a way that they run substantially perpendicular to the direction of the primary air flow 4 in order to obtain the aforementioned vortices for better atomization of the fuel oil.

Unter Bezugnahme auf die Abb. 1 kann insbesondere gesehen werden, dass die Zuführbohrungen 17 in Richtungen in die Zerstäubungskammer 16 einmünden, die im wesentlichen lotrecht zu der Oberfläche des konischen Abschnitts 11 des Kopfes 8 verlaufen, weshalb daher die Richtungen, in denen das Brennöl und die Primärluft 4 in die Zerstäubungskammer 16 geleitet werden, im wesentlichen lotrecht zueinander sind.With reference to Figure 1 in particular, it can be seen that the feed holes 17 open into the atomization chamber 16 in directions which are substantially perpendicular to the surface of the conical portion 11 of the head 8, and therefore the directions in which the fuel oil and the primary air 4 are fed into the atomization chamber 16 are substantially perpendicular to one another.

Die radialen Bohrungen 19 sind in einer Ebene eingearbeitet, die sich im wesentlichen tangential zu dem Ende des Gehäuses 12 befindet, das dem rohrförmigen Abschnitt 23 zugewandt ist. Auf diese Weise sind auch die Strömungsrichtungen des zerstäubten Brennöls und der Sekundärluft 6 im wesentlichen lotrecht zueinander. Dasselbe geschieht bei dem zerstäubten Brennöl und der Sekundärluft 6, die durch die Bohrungen 42 in dem rohrförmigen Abschnitt 24 zugeführt werden. Die Wirkung der Wirbel, die durch die lotrecht zueinander fliessenden Luft- und Brennölströmungen an den verschiedenen Punkten erzeugt werden, wie oben beschrieben, ist erstens, eine wirkungsvollere Zerstäubung des Brennöls zu erhalten, und zweitens, das zerstäubte Brennöl besser mit der Sekundärluft 6 zu vermischen. In den Abb. 1 und 2 weist der Flansch 27 Rillen 28 auf, die in einem Winkel zu der Achse des mittleren Rohres 3 eingearbeitet sind und es der Sekundärluft 6 ermöglichen, in lotrechten Richtungen zu den radialen Bohrungen 19 zugeführt zu werden, und zwar auf solche Weise, dass die Wirbel verstärkt werden.The radial bores 19 are machined in a plane which is substantially tangential to the end of the housing 12 facing the tubular section 23. In this way, the flow directions of the atomized fuel oil and the secondary air 6 are also substantially perpendicular to each other. The same happens with the atomized fuel oil and the secondary air 6 which are supplied through the bores 42 in the tubular section 24. The effect of the vortices generated by the perpendicular air and fuel oil flows at the various points, as described above, is firstly to provide a more effective atomization of the fuel oil and, secondly, to better mix the atomized fuel oil with the secondary air 6. In Figs. 1 and 2, the flange 27 has grooves 28 machined at an angle to the axis of the central tube 3 and allowing the secondary air 6 to be supplied in perpendicular directions to the radial holes 19 in such a way that the vortices are enhanced.

Der Brenner 1 kann innerhalb eines weiten Bereiches leicht eingestellt werden, und zwar durch Veränderung der Durchflussmenge von Brennöl und Luft.The burner 1 can be easily adjusted within a wide range by changing the flow rate of fuel oil and air.

Im Unterschied den bekannten Brennern nach dem Stand der Technik, führt jedoch der reduzierte Luftstrom zu dem Brenner 1 nicht zu einer Leistungsverringerung, weil die Luft direkt durch die Öffnungen 37 und 36 in das mittlere Rohr 3 geleitet wird, wo der grösste Teil zur Primärluft 4 wird, die entlang den Rillen 10 strömt, und ein kleiner Teil zur Sekundärluft 6, die entlang den Rillen 28 strömt. Wenn die Primärluft 4 im Inneren des mittleren Rohres 3 einen bestimmten Druck erreicht, beginnt die überschüssige Luft in die Kammer 31 und dann in die Kammer 32 zu strömen, und von dort aus durch die radialen Bohrungen 19, die Bohrungen 21 und die radialen Bohrungen 42 in die Verbindung 22. Die Primärluft 4 unterliegt einer ersten Erhöhung von Druck und Geschwindigkeit, wenn sie aus dem mittleren Rohr 3 in die Rillen 10 strömt, und einer zweiten, ähnlichen Erhöhung von Druck und Geschwindigkeit, wenn sie aus den Rillen 10 in die Zerstäubungskammer 16 strömt. Im Inneren der Zerstäubungskammer erzeugt die Primärluft 4 einen Wirbel, welcher auf das durch die Zuführbohrungen 17 zugeführte Brennöl trifft und dieses schliesslich zerstäubt. Das zerstäubte Brennöl strömt durch die Öffnung 18 des Gehäuses 12 entlang der Achse der Verbindung 22, innerhalb welcher es auf die durch die radialen Bohrungen 19 zugeführte Sekundärluft 6 trifft. Die erzeugte Flamme hängt von der Menge des durch die Zuführbohrungen 17 zugeführten Brennöls ab und wird entlang den Achsen der Rohre 2, 3 und 5 gerichtet. Wenn der Brennölzufluss gering ist, belegt die Flamme den mittleren Teil der Kammer 44. Sobald die Zuflussmenge des Brennöls und die Strömung der von der Quelle 41 zugeführten Luft zunehmen, neigt die Flamme dazu, die gesamte Kammer 44 auszufüllen und allmählich dank der Bohrungen 21 und der radialen Bohrungen 42 auch die Kammer 45.However, unlike the known prior art burners, the reduced air flow to the burner 1 does not lead to a reduction in performance because the air is led directly through the openings 37 and 36 into the central tube 3, where most of it becomes the primary air 4 flowing along the grooves 10 and a small part becomes the secondary air 6 flowing along the grooves 28. When the primary air 4 inside the central tube 3 reaches a certain pressure, the excess air starts to flow into the chamber 31 and then into the chamber 32, and from there through the radial holes 19, the holes 21 and the radial holes 42 into the connection 22. The primary air 4 undergoes a first increase in pressure and velocity when it flows from the central tube 3 into the grooves 10 and a second, similar increase in pressure and velocity when it flows from the Grooves 10 into the atomization chamber 16. Inside the atomization chamber, the primary air 4 creates a vortex which strikes the fuel oil supplied through the supply holes 17 and ultimately atomizes it. The atomized fuel oil flows through the opening 18 of the housing 12 along the axis of the connection 22, within which it strikes the secondary air 6 supplied through the radial holes 19. The flame generated depends on the amount of fuel oil supplied through the supply holes 17 and is directed along the axes of the tubes 2, 3 and 5. When the fuel oil flow is low, the flame occupies the central part of the chamber 44. As the fuel oil flow and the flow of air supplied by the source 41 increase, the flame tends to fill the entire chamber 44 and, gradually, also the chamber 45, thanks to the holes 21 and the radial holes 42.

Wie in den Abb. 4 und 5 gezeigt wird, sind in dem Kopf 8 Durchflussregler 46 vorgesehen, um zu verhindern, dass bei geringen Durchflussmengen das Brennöl unterbrochen durch die Zuführbohrungen 17 fliesst, und zwar aufgrund des Abstandes zwischen den Zuführbohrungen und den Zuführmitteln 40 sowie aufgrund des kleinen Innendurchmessers des innen liegenden Rohres 2. In den Abb. 4 und 5 bestehen die Durchflussregler 46 aus einem einfachwirkenden Mindestdruckventil 47, welches durch eine grobe Einstellung der Durchflussmenge und des Druckes des Brennöls auf einen grösser als notwendigen Wert die Durchflussmenge durch die Zuführbohrungen 17 auf dem gewünschten Niveau hält. Praktisch wird die Feineinstellung der Durchflussmenge des Brennöls nicht durch die Betätigung der Zuführmittel 40 erhalten, sondern durch eine geeignete Einstellung des Ventils 47. Das Ventil 47 ist von einem bekannten Typ und besteht aus einem Verschluss 48, der durch entsprechende elastische Mittel 50 in der geschlossenen Position gehalten wird. Der Verschluss 48 kann kugelförmig (s. Abb. 4) sein oder die Form eines Stumpfkegels (s. Abb. 5) haben. Die elastischen Mittel 50, zum Beispiel eine Schneckenfeder, können ebenfalls im Inneren des Kopfes 8 (s. Abb. 4) angeordnet oder, wie in Abb. 5 gezeigt, ausserhalb des innen liegenden Rohres 2 an einem Punkt entfernt von dem Kopf 8 und entfernt von der Flamme befestigt sein, die durch das durch die Zerstäuberdüse 7 zugeführte zerstäubte Brennöl erzeugt ist. In dieser Ausführung wirkt die Feder 50 auf den Verschluss 48 über eine Antriebsstange 49, welche frei im Inneren des innen liegenden Rohres 2 gleitet. Diese Darstellung macht es möglich, eine gleichmässige Durchflussmenge auch dann zu erhalten, wenn die Betriebstemperatur der Zerstäuberdüse 7 so hoch ist, dass die Einstellung einer im Inneren des Kopfes 8 angeordneten Feder 50 verändert werden würde.As shown in Fig. 4 and 5, flow regulators 46 are provided in the head 8 to prevent the fuel oil from flowing intermittently through the feed holes 17 at low flow rates, due to the distance between the feed holes and the feed means 40 and due to the small inner diameter of the inner pipe 2. In Fig. 4 and 5, the flow regulators 46 consist of a single-acting minimum pressure valve 47, which is controlled by a rough adjustment of the flow rate and the pressure of the fuel oil to a greater than the necessary value keeps the flow rate through the feed holes 17 at the desired level. In practice, the fine adjustment of the flow rate of the fuel oil is not obtained by actuating the feed means 40, but by a suitable adjustment of the valve 47. The valve 47 is of a known type and consists of a shutter 48 held in the closed position by suitable elastic means 50. The shutter 48 can be spherical (see Fig. 4) or have the shape of a truncated cone (see Fig. 5). The elastic means 50, for example a helical spring, can also be arranged inside the head 8 (see Fig. 4) or, as shown in Fig. 5, fixed outside the internal tube 2 at a point remote from the head 8 and remote from the flame generated by the atomized fuel oil fed through the atomizing nozzle 7. In this embodiment, the spring 50 acts on the closure 48 via a drive rod 49 which slides freely inside the inner tube 2. This arrangement makes it possible to obtain a uniform flow rate even when the operating temperature of the atomizing nozzle 7 is so high that the setting of a spring 50 arranged inside the head 8 would be changed.

Die Struktur des Brenners 1 ist daher sehr einfach, dank auch des Nichtvorhandenseins von sich bewegenden Teilen, und ist in der Lage, den unterschiedlichsten Anforderungen zu entsprechen.The structure of the burner 1 is therefore very simple, thanks also to the absence of moving parts, and is able to meet the most diverse requirements.

Insbesondere wurde die Zerstäubung bedeutend verbessert, indem Luft mit niedrigem Druck aus einer einzigen Quelle 41 verwendet und nur die Geometrie der von dieser durchlaufenen Bahnen geändert worden ist.In particular, atomization has been significantly improved by using low pressure air from a single source 41 and changing only the geometry of the paths traversed by it.

Eine ganz besonders wichtige Eigenschaft ist die Verbindung 22, welche praktisch die Geometrie des wichtigsten Teiles der Verbrennungskammer beschreibt, das heisst des Teiles der Verbrennungskammer in der Nähe der Zerstäuberdüse 7, wo die Flamme erzeugt wird. Die Tatsache, dass die Verbrennungskammer 44 in zwei Teile getrennt ist, nämlich die in ihren Durchmessern verschiedenen Kammern 44 und 45, macht es möglich, die Grösse der Verbrennungskammer selbst je nach der Grösse der Flamme zu begrenzen, das heisst je nach der Zufuhr von Brennöl und Luft. Tatsächlich ist die Flamme, wenn geringe Mengen von Brennöl und Luft zugeführt werden, klein und die Verbrennung ist auf die Kammer 44 begrenzt, welche im Durchmesser kleiner ist. Auf diese Weise wird die Sekundärluft 6, auch wenn sie mit einer geringen Geschwindigkeit strömt, dicht an der Öffnung 18 zugeführt, durch welche das zerstäubte Brennöl eintritt. Sobald die Brennöl- und die Luftstrommengen zunehmen, wird die Flamme grösser und die Verbrennung erstreckt sich auf die Kammer 45, welche im Durchmesser grösser ist. Auch wenn die aus den radialen Bohrungen ausströmende Sekundärluft weiter von der Öffnung 18 entfernt ist, strömt sie in diesem Falle mit einer höheren Geschwindigkeit und erreicht daher trotzdem das zerstäubte Brennöl. Die Veränderung im Durchmesser der Verbrennungskammer ist nicht nur durch die Verbindung 22 möglich gemacht, welche in zwei rohrförmige Abschnitte 23 und 24 unterteilt ist, die im Durchmesser verschieden sind, sondern auch durch die radialen Bohrungen 19 und 42, welche die Sekundärluft 6 in die Kammer 44 und die Kammer 45 leiten, und zwar unabhängig eine von der anderen.A particularly important feature is the connection 22, which practically describes the geometry of the most important part of the combustion chamber, that is, the part of the combustion chamber near the atomizing nozzle 7, where the flame is generated. The fact that the combustion chamber 44 is divided into two parts, namely chambers 44 and 45, which are different in diameter, makes it possible to limit the size of the combustion chamber itself according to the size of the flame, that is, according to the supply of fuel oil and air. In fact, when small quantities of fuel oil and air are supplied, the flame is small and combustion is limited to chamber 44, which is smaller in diameter. In this way, the secondary air 6, even if it flows at a low speed, is supplied close to the opening 18 through which the atomized fuel oil enters. As the quantities of fuel oil and air flow increase, the flame becomes larger and combustion extends to chamber 45, which is larger in diameter. Even if the secondary air flowing out of the radial holes is further away from the opening 18, it flows at a higher speed and therefore still reaches the atomized fuel oil. Variation in the diameter of the combustion chamber is made possible not only by the connection 22, which is divided into two tubular sections 23 and 24, different in diameter, but also by the radial bores 19 and 42, which guide the secondary air 6 into the chamber 44 and the chamber 45, independently of one another.

Die beschriebene Erfindung kann Änderungen und Varianten unterliegen, ohne dabei aus dem Geltungsbereich herauszugehen, wie in den nachstehenden Ansprüchen bestimmt ist.The invention described may be subject to modifications and variations without departing from the scope as defined in the following claims.

Claims

1. Oil burner with compressed air atomizer of the type consisting of three coaxial tubes (2, 3, 5) arranged one inside the other, of which the inner one (2) supplies the fuel oil, the middle one (3) the primary or atomizing air (4) and the outer one (5) the secondary or combustion air (6), and of an atomizing nozzle (7) mounted on the end of the inner tube (2), the middle tube (3) and the outer tube (5) being fed by the same low-pressure air source, the atomizing nozzle (7) consisting of a head (8) fitted on one end of the inner tube (2) and comprising two successive sections, that is to say a cylindrical section (9) with grooves (10) extending at an angle with respect to the axis of the head (8) itself, and a conical section (11) extending from the cylindrical section (9) tapered, the atomizing nozzle (7) also consisting of a housing (12) which closes said central tube (3) and which has an axial bore (13) machined in two successive sections, that is to say a cylindrical section (14) and a frusto-conical section (15), corresponding respectively to the cylindrical section (9) and the conical section (11) of the head (8), the latter being inserted flush in the housing (12) and with its conical section (11) in a short Distance from the frusto-conical portion (15) of the axial bore (13), so as to define an atomization chamber (16) into which the grooves (10) of the cylindrical portion (9) of the head (8) open, the latter also containing feed holes (17) for the fuel oil, which communicate with said inner tube (2) and extend substantially perpendicular to the direction of the primary air flow (4) in contact with the head (8), said atomization chamber (16) leading through a small diameter portion or an opening (18) of the housing (12) into the central tube (3), just above or near a number of radial holes (19) machined in the central tube (3), below the radial holes (19) a transverse wall (20) with holes (21) whose axes are parallel to the corresponding axes of said Pipes (2, 3, 5) run between the middle pipe (3) and the outer pipe (5).

2. Oil burner according to claim 1, characterized in that the central tube (3) is connected to the outer tube (5) at the end corresponding to the atomizer nozzle (7) via a connection (22), the latter consisting of two cylindrical, tubular sections (23, 24) which run coaxially to one another, differ in diameter and are separated by a transverse wall which coincide with said transverse wall (20), the tubular portion (23) of smaller diameter forming an extension of the central tube (3), being provided with said radial bores (19) and receiving inside it said atomizing nozzle (7), and the tubular portion (24) of larger diameter being provided at its free end with a flange (25) closing it and connecting it to the corresponding end of the outer tube (5) and having a number of second radial bores (42); said smaller tubular portion (23) defining a chamber (44) which is fed with secondary air (6) through the first radial bores (19) and contains the atomizing nozzle (7); and wherein said larger tubular portion (24) defines a chamber (45) which is supplied with secondary air (6) through the second radial bores (42) and through the bores (21) in the transverse wall (20).

3. Oil burner according to claim 2, characterized in that the said supply holes (17) for the fuel oil are incorporated into the conical section (11) of the head (8).

4. Oil burner according to claim 2, characterized in that said feed holes (17) for the fuel oil are in the grooves (10) of the cylindrical section (9) of the head (8) are machined.

5. Oil burner according to claim 2, characterized in that the tubular portion (23) of the connection (22) having the smaller diameter has at its free end a seat (26) which receives the said atomizing nozzle (7) and is fitted with the said free end onto the corresponding end of the central tube (3) so as to form an axial fastening element for the atomizing nozzle (7).

6. Oil burner according to claim 1, characterized in that inside the said head (8) and between the internal pipe (2) and the feed holes (17) for the fuel oil, flow regulators (46) are provided, intended to control the flow rate of the fuel oil.

7. Oil burner according to claim 6, characterized in that the said flow regulators (46) consist of an adjustable, single-acting minimum pressure valve (47).

8. Oil burner according to claim 7, characterized in that said single-acting minimum pressure valve (47) consists of a closure (48) closing the inner tube (2) and is provided with a drive rod (49) which slides freely inside the inner tube (2) and is subjected to the action of elastic means (50) which are remote from said head (8) and arranged and operating from the flame generated by the atomized fuel oil emerging from the atomizer nozzle (7).

9. Oil burner according to claim 1, characterized in that the housing (12) of the atomizing nozzle (7) is equipped with a flange (27) for fixing said housing (12), with at least one groove (28) machined between the surfaces of said flange (27) and extending at an angle with respect to the axis of the flange itself.

10. Oil burner according to claim 1, characterized in that the said central tube (3) and the said outer tube (5) are fed by the same air at low pressure and room temperature.