DE1266913B

DE1266913B - Regeleinrichtung fuer den Querschnitt von Duesen, insbesondere fuer Luftauslass-Duesen

Info

Publication number: DE1266913B
Application number: DE1960B0056605
Authority: DE
Inventors: Hans Boerger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-02-10
Filing date: 1960-02-10
Publication date: 1968-04-25

Description

Regeleinrichtung für den Querschnitt von Düsen, insbesondere für Luftauslaß-Düsen Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für den Querschnitt von Düsen, insbesondere für Luftauslaß-Düsen bei Öl-, Kohlenstaub- oder Gasbrennern, bei denen in der Luftführung mehrere schwenkbare Platten angeordnet sind.
Bei einer bekannten, der jeweiligen Ölzufuhr entsprechenden Regelung der Luftzufuhr . (deutsche Patentschrift 655 055) wird der Auslaßquerschnitt einer zur Zuführung der Verbrennungsluft dienenden Düse selbsttätig in Abhängigkeit vom Brennstoffdruck verändert. Zu diesem Zweck sind in der Luftdüse konzentrisch zur Brennstoffzuführungsleitung mehrere Zylinder axial verschiebbar angeordnet, deren vordere Enden mit Kegelflächen versehen sind. Für den kleinsten Auslaßquerschnittder Düse liegen die Kegelflächen auf einer Geraden, so daß die Luft nur durch die Öffnung zwischen der Kegelfläche des innersten Zylinders und der Brennstoffdüse ausströmen kann. Zur Vergrößerung der Querschnittsfläche werden die Zylinder nacheinander ausgefahren, so daß die Luft auch noch zusätzlich durch die von jeweils zwei Zylindern gebildeten Ringräume ausströmen kann. Nachteilig ist dabei, da sich die Zylinder infolge der Wärmestrahlung verklemmen, die Kegelflächen der Zylinder aus hitzebeständigem Material bestehen müssen und die im geschlossenen Zustand befindlichen Zylinder bzw. Kegelflächen nicht gekühlt werden können, da sie nicht im Luftstrom liegen.
Ferner ist eine Luftzuführungseinrichtung für Ölfeuerungen bekannt (deutsche Patentschrift 316 014), bei der in der Luftführung mehrere schwenkbare Platten angeordnet sind, die auf einer Pyramide um den Brenner herumliegen und sich entsprechend dem Druck der zugeführten Verbrennungsluft in der Mitte öffnen, um eine möglichst unmittelbar auf die Brennstoffkegelmitte zugerichtete Leitung der Verbrennungsluft zu bewirken. Eine wirksame Veränderung des Auslaßquerschnitts der Luftdüse ist jedoch mit dieser Vorrichtung nicht möglich, da beim Öffnen der Luftklappen zwischen diesen keilförmige Spalte entstehen, so daß nur ein geringer Teil des Luftstromes zur Brennstoffkegelmitte gerichtet ist, während der andere Teil durch die Spalte in axialer Richtung strömt. Beide Ströme vereinigen sich wieder vor bzw. im Bereich des Austrittsquerschnitts der Luftdüse in den Brennerraum. Im wesentlichen findet also lediglich eine Drosselung der Luftmenge statt.
Ferner sind eine Reihe von Anordnungen mit Luft- bzw. Regelplatten bekannt, die aber im wesentlichen entweder dazu dienen, der zugeführten Luft in oder hinter der Auslaßdüse einen Drall zu erteilen, oder die nicht in der Luftdüse angeordnet sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Regeleinrichtung der eingangs geschilderten Art in einfacher und wirksamer Weise auszubilden, so daß ständig möglichst das gleiche Verhältnis zwischen der Brennstoffmenge und der Luftmenge beibehalten wird sowie eine wirtschaftlich günstige Luftgeschwindigkeit erzielt wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platten in der Luftdüse so angeordnet sind, daß sie sich an den Rändern überdecken und daß sie in Abhängigkeit von der Menge des zugeführten Brennstoffes gemeinsam verstellbar sind.
Dadurch ergibt sich eine sehr wirksame Regelung des Auslaßquerschnitts der Luftdüse, die in einem. großen Regelbereich eine gute Verbrennung ermöglicht. Die Luftgeschwindigkeit bleibt bei den verschiedenen Brennstoffmengen im wesentlichen konstant, so daß mit im wesentlichen konstantem Luftüberschuß und gleich hohem Wirkungsgrad der Brennstoffausnutzung bei den verschiedenen Belastungen gefahren werden kann. Ferner ergibt sich eine sehr wirksame Kühlung der Platten, so daß zu ihrer Herstellung kein besonderer Werkstoff erforderlich ist.
Ferner ist vorteilhaft, daß durch die Platten mit ihren sich überdeckenden Rändern eine gewisse Ejektorwirkung hervorgerufen wird, die ein Ansaugen von heißen Brenngasen in den ausströmenden Luftstrom hinein zur Folge hat. Dadurch wird die Frischluft vorgewärmt und die Verbrennung verbessert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 und 3 einen Längsschnitt durch ein Brennergehäuse mit Luftauslaßdüse bei voll geöffneten bzw. teilweise geschlossenen Klappen, F i g. 2 und 4 eine Ansicht in Achsrichtung auf das Brennergehäuse der F i g. 1 und 3 von der Brennraumseite her bei voll geöffneten bzw. teilweise geschlossenen Klappen.
In dem Brennergehäuse 1 ist ein Luftdüsenmantel 3 mit Hilfe von Stegen oder Rippen 4 an dem Deckel 2 befestigt, so daß er mit dem Deckel zusammen aus dem Brennergehäuse herausgenommen werden kann. In dem Luftdüsenmantel3 sind in bekannter Weise um radiale Achsen verstellbare Drallflächen 5 für die Luft vorgesehen, die von einem nicht dargestellten Verdichter in das Brennergehäuse 1, in Pfeilrichtung eintritt und durch einen Druckimpulsgeber im Brennergehäuse auf konstanten Druck bei allen Belastungen geregelt wird. Die Brennerdüse 16 ist in einer Trommel 18 angeordnet. Der Brennstoffkegel ist bei 19 angedeutet. Die Luft strömt zu dem Brennstoffkegel 19 über einen Ringraum 20, der von dem Luftdüsenmantel 3 und der Trommel 18 gebildet ist.
Zur Regelung des Auslaßquerschnitts des Düsenmantels 3 dienen verstellbare und einander überdeckende Platten 6. Diese Platten 6 sind an Hebeln 7 befestigt, die eine Kugelfläche 8 aufweisen, mittels welcher diese Hebel 7 in Radialbohrungen 21 des Düsenmantels 3 geführt sind. In einer weiteren Ausführungsform können die Hebel 7 Zylinderflächen aufweisen, die in rechteckigen Öffnungen des Düsenmantels 3 geführt sind.
Der außerhalb des Düsenmantels 3 liegende Teil der Hebel 7 ist mit einer Gabel 9 und mit einem Stift 10 versehen, mittels dessen die Hebel 7 an Bolzen 11 drehbar gelagert sind. Alle Bolzen 11 sind an einem Ring 12 angeordnet.
Die Regelplatten 6 können auch auf ihrer Innenseite schräg verlaufende Rippen oder Leitflächen 17 erhalten, um der austretenden Luft einen Drall zu erteilen. Bei Anordnung dieser rippenartigen Leitflächen 17 können gegebenenfalls die Drallflächen 5 fortgelassen werden.
Der Ring 12 ist mit zwei Verstellstangen 13 verbunden, die in dem Deckel 2 und gegebenenfalls in je einer auf dem Luftdüsenmantel 3 angebrachten Stütze 14 gelagert sind. Der Ring 12 kann auch lose auf dem Düsenmantel 3 geführt werden. Die Stangen 13 sind mit dem Ring 12 fest verbunden, jedoch dient zur Verbindung der Stangen 13 mit dem Ring 12 ein in Umfangsrichtung verlaufendes Langloch, so daß der Ring in Umfangsrichtung mit Bezug auf die ruhend angeordneten Verstellstangen eingestellt werden kann, um gemeinsam die tangentiale Winkellage der Platten bei eingebautem Brenner zu verändern. Unabhängig hiervon kann auch die Lage der Platten durch Drehen der Bolzen 11 um ihre Achse verstellt werden.
Die Verstellstangen 13 sind mit einer gemeinsamen, nicht gezeigten Verstelleinrichtung verbunden, die mit einer Regeleinrichtung für die Brennstoff- und Luftmenge in Verbindung stehen kann. Die Brennstoffzufuhr erfolgt über das Brennstoffzuführrohr 15, und eine oder mehrere Brennstoffdüsen 16. Die Beibehaltung eines gleichbleibenden Brennstoff-Luft-Mengenverhältnisses kann in bekannter Weise durch Anwendung einer Federbandkurve od. dgl. im Verbundgestänge zwischen den Stellorganen für die Verstellstange 13 und die Ölmengenverstellung erfolgen.
Infolge der Winkellage der Platten 6 tangieren die in der Plattenmitte errichteten Senkrechten 26 aller Platten einen um die Achse des Brenners gezogenen Kreis 27. Zu diesem Zweck verläuft - in Achsrichtung gesehen - die Ebene, in der die Hebel 7 zur Betätigung der Regelplatte 6 schwenken, exzentrisch zur Brennerachse. Auf diese Weise können sich die Regelplatten 6 übereinanderlegen, indem sie in Ruhestellung, wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, etwa auf dem Umfang eines Zylinders liegen, der zentrisch zu der Brennerachse 15,16 verläuft. In der voll geöffneten Lage der Platten kann die Luft ohne wesentliche Behinderung an den Platten vorbeiströmen. Die Hebel 7 können aber auch auf ihrer Innenseite mit Keilflächen versehen sein, an denen die Platten 6 befestigt sind. In diesem Fall liegt die Schwenkebene der Hebel radial zur Brennerachse, während die Senkrechten 26 der Platten wiederum den Kreis 27 tangieren.
Bei einer Verminderung der Brennstoffmenge wird gleichzeitig unter automatischer Aufrechterhaltung des konstanten Luftdruckes in dem Brennergehäuse erfindungsgemäß der Querschnitt des Ringraumes 20 durch kegeliges Verstellen der Platten 6 verringert, so daß die Luftmenge im gleichen Verhältnis zur Brennstoffmenge verringert und die Luftaustrittsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Dies erfolgt durch Bewegen der Verstellstange 13 und damit des Ringes 12 nach rechts in der F i g.1.
Die Platten liegen dann etwa auf einem Kegelmantel, wobei ihre überdeckung aufrechterhalten bleibt, wie sich aus F i g. 4 ergibt. Der Querschnitt der Auslaßdüse verringert sich auf diese Weise gleichmäßig zur Mitte hin.
Die Führung der Kugel- bzw, Zylinderfläche 8 der Hebel ? im Luftdüsenmantel 7 läßt eine geringe Radialverschiebung der Hebel ? als Folge ihrer Verschwenkung zu. Diese Konstruktion ist besonders zweckmäßig, da sie eine nur lose Führung der Kugel-bzw. Zylinderfläche 8 in dem thermisch hoch beanspruchten Luftdüsenmantel ermöglicht. Man könnte statt dessen aber auch die Kugelfläche 8 in einer Kugelfläche des Luftdüsenmantels lagern und dabei den Hebel 7 an dem als Betätigungsglied dienenden Bolzen 11 derart gelenkig anlenken, daß die Radialbewegung des Hebels 7 bei seiner Betätigung aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Regeleinrichtung für den Querschnitt von Düsen, insbesondere für Luftauslaßdüsen bei Öl-, Kohlenstaub- oder Gasbrennern, bei denen in der Luftführung mehrere schwenkbare Platten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) in der Luftdüse so angeordnet sind, daß sie sich an den Rändern überdecken und daß sie in Abhängigkeit von der Menge des zugeführten Brennstoffs gemeinsam verstellbar sind.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) im offenen Zustand etwa auf dem Umfang eines konzentrisch zur Brennerdüse angeordneten Zylinders angeordnet sind und sich zum Zweck der Verminderung des Luftdüsenquerschnitts derart ineinander bewegen, daß sie etwa auf einem Kegelumfang liegen.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an Hebeln (7) befestigt sind, die mit einer Kugelfläche (8) oder Zylinderfläche in einer Radialbohrung (21) bzw. einer Rechtecköffnung des Düsenmantels (3) geführt sind.
4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) gegenüber der Umfangstangente winklig angeordnet sind, so daß die in der Plattenmitte errichteten Senkrechten (26) aller Platten (6) einen um die Achse des Brenners gezogenen Kreis (27) tangieren.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, in Achsrichtung gesehen, die Ebene, in der der Hebel (7) zur Betätigung der Platten (6) schwenkt, exzentrisch zur Brennerachse verläuft und daß eine in Achsrichtung des Brenners bewegbare Betätigungsvorrichtung (11, 12), an der die Hebel gelagert sind, in Umfangsrichtung einstellbar ist.
6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) auf ihrer Innenseite mit schräggestellten Rippen oder Leitflächen (17) versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 325, 655 055, 649 845, 537 627, 374 380, 328 235, 316 014; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1764 709; schweizerische Patentschrift Nr. 286 664; französische Patentschrift Nr. 1000 839; britische Patentschrift Nr. 275 793; USA.-Patentschriften Nr. 2 320 576, 2 210 476, 2 205 983, 2119 969, 2 032 947, 1163 108.