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Ölbrenner mit rotierendem Zerstäuber Die Erfindung bezieht sich auf
einen Ölbrenner mit einem rotierenden, von einer Luftturbine oder einem sonstigen
Motor angetriebenen Ölzerstäuber, der eine Zerstäubung des durch einen ölzuführungskanal
in den Brenner eingeführten öles bewirkt. Insbesondere betrifft die Erfindung ölbrenner
dieser Art, bei denen der rotierende Zerstäuber bzw. dessen vorderes Ende becherförmigausgebildet
ist. Der Antrieb des becherförmigen Zerstäubers kann hierbei z. B. in der üblichen
Weise mit Hilfe einer rotierenden Welle von einer Turbine erfolgen, die im hinteren
Teil des Brenners oder außerhalb desselben angeordnet ist. Dias öl wird hierbei
durch die rotierende Antriebswelle dem Zerstäuberbecher zugeführt. Dia die bekannten
Ölbrenner mit rotierendem, becherförmigem Zerstäuber und rotierender, zur Ölzuführung
dienender Hohlwelle kompliziert sind und in der Praxis gewisse Nachteile aufweisen,
ist bereits ein ölbrenner mit einem rotierenden, vorzugsweise becherförmigen Zerstäuberkopf
vorgeschlagen worden, welcher am vorderen Ende des Brenners drehbar gelagert und
als Laufrad einer Luftturbine ausgebildet ist. Der Zerstäuberbecher ist hierbei
zweckmäßig auf dem Kopfteil eines ortsfesten ölzuführungsrohres drehbar gelagert
und an seinem Umfang mit Laufschaufeln versehen. Ein solcher Zerstäuberbecher wird
vorteilhaft auf Kugellagern gelagert, die in dem Becherfuß eingebaut sind und von
dem ortsfesten Kopf des
Ölzuführungskanals ,gehalten werden. Dadurch
wird eine wesentliche Vereinfachung und Verbesserung. der Wirkungsweise erzielt.
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Bei den bekannten Ölbrennern. mit becherförmigem 'Zerstäuber wird
das aus der zentralen Ölzuführungsleitung austretende Öl durch gebogene Röhrchen,
Bleche @od. dgl. an die Seitenwandung bzw. auf den Boden des Zerstäuberbechers abgelenkt.
Gemäß einem früheren Vorschlag ist zu diesem Zweck in dem Hohlraum des Zerstäuberbechers
gegenüber der Mündung des Ölzuführungskanals eine konische Verteilerscheibe befestigt,
die das austretende Öl auf die Innenwand des Zerstäuherbechers ablenkt.
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E.s hat sich nun gezeigt, da.ß alle derartigen Ablenkorgane vor allem
bei Verwendung von dickflüssigem oder verschmutztem Öl leicht zu Verstopfungen führen
können. Bei der vorgeschlagenen Ausführungsform mit einem selbständig auf Kugellagern
gelagerten und mit Laufschaufeln versehenen Zerstäuberbecher besteht außerdem die
Gefahr, daß insbesondere bei Verstopfungen Öl in die Kugellager eindringt. Dieses
für die Schmierung der Kugellager ungeeignete Öl führt dann Verklebungen und Verschmutzungen
der Kugellager herbei, welche den erforderlichen leichten Lauf des rotierenden Zerstäuberbechers
hemmen. Nenn der freie Austritt des Ölstrahles durch eine von den Umlenkorganen
verursachte Verstopfung gehindert wird, entsteht nämlich in dem Führungsringspalt
zwischen dem ölzuführungsrohr und der dieses umgebenden Bohrung des Zerstäuberbechers
.ein Überdruck, der sich nach hinten his zu den Kugellagern fortsetzt und das ungeeignete
Brennöl in die Kugellager hincinpreßt. Durch den Gegenstand der Erfindung wird bezweckt,
diese Mängel der bekannten Ölbrenner zu beseitigen und vor allem auch den von den
Erfindern vorgeschlagenen Ölbrenner mit becherförmigem, .als Turbinenlaufrad ausgebildeten
Zerstäuberkopf zu verbessern und weiter auszugestalte.n. Der Gegenstand der Erfindung
besteht darin, daß vor der Austrittsöffnung des Ölzuführungskanals in dem Zerstäuber,
insbesondere in dem Zerstäuberbecher,eine um die Rotationsachse des Zerstäubers
drehbare Schneide angeordnet ist. Diese Schneide kann gemäß :einer besonders einfachen
und vorteilhaften Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung aus einem diagonal
durch den Zerstäuberbecher verlaufenden Blechstreifen od. dgl. bestehen. Die der
ölaustrittsöffnung benachbarte Kante der Schneide ist hierbei in einem verhältnismäßig
geringen Abstand von der Mündungsebene der ölaustrittsöffnu@ng bzw. von dem Boden
des Zerstäuberbechers angeordnet und verläuft im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse
des Zerstäubers.
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Der die Schneide bildende Blechstreifen wird verhältnismäßig dünn
gewählt, kann jedoch gegebenenfalls auch mit einer anges.chärften Schneidkante versehen
sein. An Stelle .eines diagonalen Schneidenstreifens kann die Schneide gegebenenfalls
auch sternförmig oder kreuzförmig oder ähnlich ausge#bildet .sein. Sie kann auch
in .sich gewellt oder z. B. S-förmig gekrümmt oder in .sonstiger Weise ausgestaltet
sein. Im übrigen wird die Schneide zweckmäßig lösbar in dem Zerstäuberbecher befestigt,
um sie gegebenenfalls leicht reinigen oder auswechseln zu .können.
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Der durch den Gegenstand der Erfindung erzielte technische Fortschritt
besteht vor allem darin, daß der aus dem ölzuführungskanal austretende Ölstrahl
unmittelbar nach seinem Eintritt in den Zerstäuberbecher durch die rotierende Schneide
zerschnitten oder zerteilt wird, worauf das Öl durchs die -schaufelartig wirkenden,
im wesentlichen axial verlaufenden Schneidenflächen in feinverteiltem Zustand auf
die Innenwandung des Bechers geschleudert wird. Auf diese Weise ist der Weg des
Öles von seinem Austritt aus dem Zuführungskanal bis an die Innenwandung des Bechers
völlig frei. Infolgedessen ist eine Verstopfung ,an dieser Stelle auch bei dickflüssigem
oder verschmutztem Öl nicht mehr möglich. Die rotierende Schneide bildet keinerlei
Hemmnis für das Öl und schleudert auch Schmutzteilchen od. dgl. sofort @ab. Es hat
sich gezeigt, daß dadurch auch die Zerstäubung des Öles noch vollkommener ,als bisher
erfolgt, so daß die Vermischung mit der Verbrennungsluft und die Verbrennung verbessert
wird.
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Eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird dadurch
herbeigeführt, daß die Wandung des Zerstäufberbechers nach der Becheraustrittsseite
hin konisch erweitert ist. Dadurch wird de Abströmen des von der rotierenden Zerteilerschneide
,auf die Becherwandung geschleuderten Öles weniger Widerstand entgegengesetzt, und
das Öl wird beim Austritt aus dem Becher durch die größere Umfangsgeschwindigkeit
des erweiterten Becherrandes noch feiner zerstäubt.
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Bei einer Lagerung des Zerstäuberbechers auf Kugellagern können weiterhin
in dem zwischen der zentralen Bohrung des Becherbodens und dem Kugellager befindlichen
Wandungsteil des Bechersockels radiale Bohrungen angeordnet werden. Dadurch wird
erreicht, daß etwa zurückfließendes Brennöl, welches in diesen Zwischenraum gelangt,
mit Sicherheit durch die Zentrifugalkraft nach außen durch die radialen Bohrungen
hinausgeschleudert wird, bevor es in die Kugellager eindringen kann. Diese Anordnung
kann ebenso wie die vorstehend genannte Form des sich nach außen konisch erweiternden
Bechers gegebenenfalls auch selbständig oder bei anderen Ölbrennern angeevendet
werden.
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Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung in verschiedenen
Ausführungsformen beispielsweise dar.
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Fig. i zeigt im .axialen Längsschnitt einen drehbaren Zerstäuberbecher;
Fig.2 zeigt den Zerstäwberbecher nach Fig.i in Draufsicht; Filz-, .3 zeigt in Draufsicht
eine Ausführung mit sternförmiger Zerteilerschneide; Fig. ¢ zeigt in Draufsicht
eine Ausführung mit kreuzförmiger Zerteilerschneide; Fig.5 zeigt in Draufsicht eine
Ausführung mit gewelltem Schneidenstreifen;
Fig.6 zeigt in Draufsicht
eine weitere Ausführung mit S-förmig gekrümmtem Schneiderstreifen; Fig.7 zeigt in
abgebrochenem Längsschnitt eine Ausführung mit T-förmigem Schneiderstreifen, und
Fig. 8 zeigt die Ausführung nach Fig. 7 in Draufsicht.
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Bei dem in Fig. i und 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist von einer Darstellung des gesamten Ölbrenners Abstand genommen und
lediglich ein Zerstäuberbecher i gezeigt worden, der mittels Kugellagern 2 auf dem
in der Zeichnung fortgelassenen Kopfstück eines ortsfesten Ölzuführungskanals drehbar
gelagert ist. Lediglich das vordere, in das ortsfeste Kopfstück eingesetzte Mündungsrohr
3 des ölzuführungskanals ist abgebrochen in Fig. i zu erkennen. Dieses Mündungsrohr
3 ragt durch eine axiale Bohrung ¢, die in dem Boden 5 des Zerstäuberbechers i angeordnet
ist. Der Zerstäuberbecher selbst ist an seinem äußeren Umfang, zweckmäßig an seinem
hinteren Ende, mit Laufschaufeln 6 versehen, welche in dem den Zerstäuberbecher
umgebenden Erstluftkanal des Ölbrenners liegen und unter der Wirkung der durch Leitschaufeln
zuströmenden Erstluft eine Drehung des Zerstäuberbechers i um die Rotationsachse
A-B bewirken. Wie bereits erwähnt, beschränkt sich die Erfindung jedoch nicht auf
die allerdings besonders vorteilhafte Anwendung bei derartigen, als. Turbinenlaufrad
ausgebildeten Zerstäuberbechern, sondern sie kann auch bei Ölbrennern Anwendung
finden, bei denen der Zerstäuberbecher oder sonstige Zerstäuberkopf auf einer bis
nach dem hinteren Ende des Ölbrenners durchgeführten rotierenden Hohlwelle befestigt
ist.
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Die Form des Zerstäuberbechers i kann an sich in verschiedener Weise
gewählt werden. Besonders vorteilhaft ist die in der Zeichnung veranschaulichte
Form, bei der sich der Innenraum des Zerstäuberbechers nach der Becheraustrittsseite
hin konisch erweitert. Der Durchmesser der Becherinnenwandung 7 nimmt also nach
außen hin ständig zu. Die Außenwandung des Bechers kann dieser konischen Erweiterung
folgen, könnte jedoch auch anders geformt sein.
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Erfindungsgemäß ist nun vor der Austrittsöffnung 8 des in diesem Fall
durch das Mündungsrohr 3 angedeuteten ölzuführungskanals 9 eine um die Rotationsachse
A-B des Zerstäuberbechers i drehbare Schneide angeordnet, die gemäß Fig. i und 2
in besonders einfacher Weise aus einem Schneidenstreiden i o besteht, welcher aus
Blech oder aus einem sonstigen Material hergestellt ist. Die Schneide bzw. der Schneiderstreifen
hat eine verhältnismäßig geringe Stärke, die .z. B. eine Blechstärke von etwa ilbis
2 mm nicht überschreitet. Dadurch wird eine genügende Schneidwirkung erzielt. Jedoch
kann gegebenenfalls die der Ölaustrittsöffnung 8 benachbarte Schneiderkante i i
zuggeschärft sein.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, verläuft die streifenförmige
Schneide io diagonal durch den Innenraum des Zerstäub@erbechers i und ist mit der
Wandurig desselben verbunden, so daß sie zusammen mit dem Becher um die Achse A-B
rotiert. Eine einfache Montage der Schneide io ergibt sich dadurch, daß der Schneiden.streifen
i o durch axial gerichtete Schlitze 12 der Becherwandung gesteckt ist. Dabei können
an beiden Seiten die Enden 13 des Schneiderstreifens i o in den Erstluftkpnal vorstehen.
Mit Hilfe dieser vorstehenden Enden kann nicht nur der Schneiderstreifen i o leicht
seitlich herausgezogen werden, falls eine Auswechslung oder Reinigung erforderlich
ist, sondern die vorstehenden Enden 13 bewirken zusätzlich eine Verwirbelung der
durch den Erstluftkanal strömenden Verrbrennungsluft.
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Die der ölaustrittsöffnung 8benachbarte Schneiderkante i i verläuft
zweckmäßig ebenso wie die gegenüberliegende Kante i q. im wesentlichen senkrecht
zur Rotationsachse A-B, und die Schneiderebene verläuft im wesentlichen axial, wie
aus Fig. i und 2 ersichtlich ist.
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Die Kugellager 2 sind in einem Bechersbckel 15
untergebracht,
dessen Wandung in der zwischen der Bohrung q. und dem vorderen Kugellager 2 liegenden
Zone mit radialen Bohrungen 16 versehen ist. Durch diese Bohrungen i b kann Brennöl,
welches gegebenenfalls durch die Bohrung q. zurückfließt, unter der Wirkung der
Zentrifugalkraft aus dem Innern des Bechersockels 15 herausgeschleudert werden,
bevor es zu den Kugellagern 2 gelangt.
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Dlie Wirkungsweise eines derartigen ölbrenners ist ohne weiteres verständlich.
Das durch den Kanal 9 zuströmende Öl tritt in Form eines Ölstrahles aus der Austrittsöffnung
8 des Mündungsrohres 3 in den Zerstäuberbecher i ein und wird kurz nach seinem Eintritt
durch die rotierenclei Schneide io zerteilt und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft
von den Seitenflächen der Schneide i o an die Innenwandung 7 des Bechers i geschleudert.
Dadurch tritt bereits eine sehr feine Verteilung des Öles ein. Das Öl wirbelt mit
dein Becher um und wird an der Austrittskante des Bechers mit hoher Geschwindigkeit
herausgeschleudert und restlos zerstäubt. Eine Verstopfung in dem Zerstäuberbecher
kann durch die sofort nach dem Austritt erfolgende Zerschneidung und Zerteilung
sowie seitliche Abschleuderung des Ölstrahles nicht mehr eintreten.
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Fig.3 bis 8 veranschaulichen abgeänderte Ausführungsformen des Gegenstrandes
der Erfindung, wobei verschiedenartig geformte Schneiden in dem Zerstäuberbecher
i vorgesehen sind. Gemäß Fig. 3 ist in dem Becher ein Schneiderstern 17 befestigt,
der aus drei radial verlaufienden Schneidblechen od. dgl. gebildet ist.
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Gemäß Fig. q. ist in dem Becher i ein Schneiderkreuz 18 angeordnet,
welches vier radiale Schneiderarme zeigt.
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Die Schneide kann auch z. B. .gemäß Fig. 5 aus einem Wellenstreifen
i 9 bestehen, wobei zwei radial gerichtete Wellen vorgesehen sind.
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Es kann auch ein S-förmig gekrümmter Schneiderstreifen 20 verwendet
werden, wie Fig. 6 veranschaulicht. Dieser Schneiderstreifen wirkt schaufelartig,
um das Abschleudern des zerschnittenen Ölstrahles
nach der Innenwandung
des Zerstäuberbechers zu verbessern.
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Schließlich kann, wie aus Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, auch ein T-förmiger
Schneidenstreifen 21 verwendet werden, welcher im wesentlichen aus einer Schneide
ähnlich dem Blechstreifen io der Fig. i besteht, wobei aber an der nach dem Becheraustritt
zugewendeten Seite der Schneide 21 ein dachförmig nach beiden Seiten vorspringendes
Leitblech 2a vorgesehen ist. Dias Leitblech ist jedoch derart schräg nach oben gerichtet,
daß eine Hemmung des bei der üffnung 8 austretenden und zerschnittenen Ölstrahles
nicht eintreten kann.