DE2553953B1

DE2553953B1 -

Info

Publication number: DE2553953B1
Application number: DE2553953A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 7959 Schwendi Kopp
Original assignee: Max Weishaupt 7959 Schwendi GmbH
Current assignee: Max Weishaupt 7959 Schwendi GmbH
Priority date: 1975-12-01
Filing date: 1975-12-01
Publication date: 1977-05-05
Also published as: FI58208C; NO142146C; AU506901B2; AU2010376A; ATA867176A; NL7613351A; FI58208B; GR60353B; LU76282A1; TR19636A; SE418111B; US4111642A; DD127903A5; DE2553953C2; GB1517618A; ES453776A1; IL50937A0; NL162193C; FR2334056A1; NO764065L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssige Brennstoffe, der mit angenähert stöchiometrischer Luftmenge betrieben wird, mit einem konzentrisch in einem Luftführungsrohr angeordneten Brennstoffzufuhrrohr mit einer Zerstäuberdüse, mit einem am Ende des Luftführungsrohres vorgesehenen, sich in Strömungsrichtung verjüngenden Endkegel, in dessen Mündungsebene die Austrittsöffnung der Zerstäuberdüse liegt, und mit einem im Abstand von der Zerstäuberdüse axial verstellbar angeordneten, hohlen, mit Bohrungen versehenen Gemischverteilerkörper mit einer der Düse gegenüberliegenden, konvexen Oberfläche, wobei der Austrittsquerschnitt des Endkegels des Luftführungsrohres kleiner ist als der Querschnitt der durch die Umrißkontur festgelegten Fläche des Gemischverteilerkörpers und so dimensioniert ist, daß die austretende Luft mit dem Brennstoff ein Gemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit bildet, die über der Flammen-Ausbreitungsgeschwindigkeit liegt, und wobei der Gemischverteilerkörper im vorderen, der Zerstäuberdüse zugewandten Bereich von einem rohrartigen Hohlkörper durchgriffen ist, der an seinem der Zerstäuberdüse zugewandten Ende eine ein axiales Einströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches verhindernde Abdeckung aufweist, welche nahe dem Gemischverteilerkörper zwischen diesem und der Zerstäuberdüse liegt, und mit der Abdeckung öffnungen bildet, in dessen Innerem der Oberflächenvergrößerung dienende Teile angecrdnet sind.

Ein derartiger Brenner ist bekannt (DT-Gbm 74 24 420). Bei diesem Brenner wird der Gemischverteilerkörper, ohne daß der Zündvorgang dadurch leidet, schnell zum Glühen gebracht, um unmittelbar nach Beendigung des Zündvorganges eine absolut ruß- und geruchsfreie, ruhige Blauflamme mit hohen CO2-Werten und CO-Werten weit unter dem zulässigen CO-Wert von 0,1 Vol-% des Rauchgases zu erzielen.

Bekannt sind weiterhin Brenner mit einer Verbrennungsluft-Regulierung durch Trommelschieber und Drallblechen (Mitteilungen der VGB, Heft 91. August 1964, Seiten 265 bis 267, »Stufenlose Regulierung der Verbrennungsluft bei gleichbleibender Geschwindigkeit für Oi- und Gasbrenner«). Vorgesehen sind eine innere und eine äußere Luftdüse, die konzentrisch um die Zerstäuberdüse angeordnet sind, wobei ein Drallkörper zwischen Brennstoffzufuhrrohr und der inneren Luftdüse angeordnet ist. Bei Halblast ist die äußere Luftdüse geschlossen, Luft wird nur über den Drallkörper geleitet, bei Dreivierteliast und bei Vollast wird sowohl über die innere als auch über die äußere Luftdüse Verbrennungsluft zugeführt, d. h. in allen Lastbereichen strömt Verbrennungsluft durch den Diallkörper, der im gesamten Leistungsberexh als Flamiuenhalter wirkt. Ermöglicht wird dadurch, daß in allen Laststufen solcher Gelbbrenner eine möglichst optimale Verbrennung erzielt wird. Ein Gemischverteilerkörper, wie er für die Erfindung notwendig ist, ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß das Aufheizen des Gemischverteilerkörpers wan-

rend des Anfahrvorganges beschleunigt wird, ohne daß sich das Verhalten des Brenners im anschließenden Dauerbetrieb ändert

Bei einem älteren, jedoch nicht z-un bekannten Stand der Technik gehörenden Brenner dieser Art ist das freie Ende des Hohlkörpers im Inneren des Gemischverteilerkörpers von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ring mit allseitigem Abstand konzentrisch umfaßt, der über Stege mit dem mittleren Bereich des Gsmischverteilerkörpers starr verbunden ist. Auch die vorliegende Erfindung macht von diesen Mitteln Gebrauch und besteht darüber hinaus darin, daß luftzufuhrseitig eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist. die derart verstellbar ist, daß die Verbrennungsluft im Bereich der Zerstäuberdüse während des Anfahrens verwirbek und während des nach Aufheizen des Gemischverteilerkörpers einsetzenden Dauerbetriebes unverwirbelt strömt.

Ausgegangen wurde von der Überlegung, daß das Anfahren handelsüblicher Brenner, die als Gelbbrenner arbeiten, keine Probleme verursacht, während das Anfahren der Brenner der eingangs erwähnten Art, die auch als Blaubrenner bezeichnet werden, ab und an noch Schwierigkeiten bereitet. Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, daß man die sogenannten Blaubrenner so anfährt, als handele es sich um einen sogenannten Gelbbrenner, und dann, wenn der Gemischverteilerkörper ausreichend erhitzt ist, den Blaubrenner so weiterarbeiten läßt, wie dies bisher bei solchen Brennern erfolgte. Es ist die gestalte Aufgabe also auf vorteilhafte Weise gelöst, denn das Anfahren der sogenannten Blaubrenner bereitet jetzt keinerlei Schwierigkeiten mehr, was einen erheblichen Fortschritt mit sich bringt, auch wenn den bekannten Brennern jetzt verschiebbare Teile zugeordnet werden müssen. Andererseits ist der bisher als Zündhilfe dienende Ringkörper (siehe DT-Gbm 74 24 420) im Bereich der Mündung des Luftführungsrohres nunmehr entbehrlich.

Die Ums:haltvorrichtung kann aus einem im Luftführungsrohr angeordneten Drallkörper bestehen, der das Brennstoffzuführrohr umfaßt und zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist und der in der einen der Anfahrstellung des Brenners entsprechenden Endlage dem Verwirbeln der Verbrennungsluft dient und in der anderen dem Dauerbetrieb entsprechenden Endlage zuläßt, daß die Verbrennungsluft das Luftführungsrohr unverwirbelt durchströmt. Man kann aber auch das Luftführungsrohr von einem weiteren Luftführungsrohr umfassen lassen, im Mündungsbereich des inneren L'.iftführungsrohres an dessen Außenumfang einen als Drallkörper ausgebildeten Staukörper anordnen und die Umschaltvorrichtung aus einer Blende bestehen lassen, die derart verstellbar ist, daß während des Anfahrvorganges nur Luft zwischen den beiden Luftführungsrohren und während des Dauerbetriebes nur Luft durch das innere Luf führungsrohr fließt.

Um den Brenner in einen Kessel leicht einschieben zu können, empfiehlt es sich im letztgenannten Fall, das äußere Luftt'ührungsrohr mil einer konischen Ein/iehung und mit einem stromab verjüngten Endkege! ::u versehen, weil dann der den Gemischverteilerkörper tragende Halter innerhalb der gedachten Verlängerung des zylindrischen Teils mil gröhtem Durchmesser des Luftführungsrohres liegen kann. 6«.

Die Erfindung wird anhand dieser beiden Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind nachgehend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Flammenkopf eines Druckzerstäuber-Ölbrenneis, dem ein Gemischverteilerkörper zugeordnet ist und der eine Umschaltvorrichtung mit einem verschiebbaren Drallkörper enthält,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Flammenkopf eines Druckzerstäuber-Ölbrenners mit einem Gemischverteilerkörper, wobei zwei Luftführungsrohre vorgesehen sind und die Umschaltvonichtung aus einer Blende besteht.

Der zylindrische Teil 1 eines Luftführungsrohres 2 geht über einen Hohlkonus 3 in einen zylindrischen Teil 4 mit kleinerem Durchmesser über und an diesen zylindrischen Teil 4 schließt sich ein konisch konvergent zulaufender Endkegel 5 an, der in an sich bekannter Weise als Luftdosierdüse ausgebildet ist Der Durchmesser der Mündung 6 des Endkegels 5 ist gleich einem Bruchteil des Luft-Eintritts-Durchmessers des Luftführungsrohres 2, so daß die den Endkegel 5 verlassende Luft als straff geführter Luftstrahl mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit austritt. Die Mündung 7 der Zerstäuberdüse 8, die koaxial zum Endkegel 5 angeordnet ist, liegt in der Ebene der Mündung 6 des Endkegels 5. Vorgesehen sind zwei Elektroden 9, von denen nur eine sichtbar ist Dem Brenner ist ein Gemischverteilerkörper tO mit Abstand zugeordnet, der über einen Halter 10' am Luftführungsrohr 2 verstellbar festgelegt ist Dieser Gemischverteilerkörper iO weist Bohrungen 11 auf, er ist hohlkugelartig gestaltet und hat eine konvexe Form.

Der Gemischverteilerkörper 10 weist im vorderen, der Zerstäuberdüse 8 zugewandten Bereich eine öffnung 12 auf, die ein Hohlkörper 13 durchgreift, der mit einem Boden 14, welcher als Abdeckung dient, einstückig ist. Die axiale Länge dieses Hohlkörpers 13 ist geringer als die Tiefe des Gemischverteilerkörpers 10. Unmittelbar hinter diesem Boden 14 sind in der Mantelfläche des Hohlkörpers 13 öffnungen 15 vorgesehen, deren Mündungen im Bereich der Durchdringung des Hohlkörpers 13 durch den Gemischverteilerkörper 10 liegen und quer zu den nächstgelegenen öffnungen 11 des letzteren verlaufen (siehe hierzu die Zeichnungen und die Beschreibung des DT-Gbm 74 24 420).

Im Hohlraum dieses Hohlkörpers 13 sind der Oberflächenvergrößerung dienende Teile angeordnet, beispielsweise als Zapfen ausgebildet; sie sind hier nicht dargestellt, /eil diese Gestaltung bekannt ist und auch andere der Oberflächenvergrößerung dienende Teile vorgesehen sein können.

Das freie Ende des im Inneren des Gemischverteilerkörpers 10 angeordneten topfartigen Hohlkörpers 13 ist von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ring 16 mit allseitigem Abstand konzentrisch umfaßt, der über Stege mit dem mittleren Bereich des Gemischverteilerkörpers 10 starr verbunden ist

Im Luftführungsrohr 2 ist eine Umschaltvorrichtung 17 vorgesehen, die einen Drallkörper 18 trägt, dessen Lage im oberen Teil der F i g. 1 dem Anfahrvorgang und dessen Lage im unteren Teil dem Dauerbetrieb entspricht. Während also beim Anfahrvorgang der Drallkörper 18 innerhalb des hohlzylindrischen Teils 4 angeordnet ist, der Brenner also nach dem Zünden als Gelbbrenner wirkt, ist der Drallkörper 18 nach ausreichendem Erhitzen des Gemischverteilerkörpers 10 durch die Unischaltvorrichtung aus dem hohlzylindrischen Teil 4 heraus zurückgezogen worden, so daß die zugeführte Verbrennungsluft jetzt nicht mehr in

Drehung versetzt wird, sondern durch den Ringspalt 19 unmittelbar durch den Endkegel 5 strömt. Eine Verwirbelung kann deswegen nicht auftreten, weil der Drallkörper 18 während des Dauerbetriebs an einer Querplatte 20 anliegt, die Mantelfläche 21 des Drallkörpers 18 also als Teil der Luftführung wirkt.

Der Gemisch Verteilerkörper 10 des Ausführungsbeispieles der F i g. 2 entspricht dem Gemischverteilerkörper gemäß Fig. 1. Das mit dem Endkegel 5' versehene Luftführungsrohr 22 ist hier von einem weiteren Luftführungsrohr 23 umfaßt, welches einen hohlzylindrischen Teil 24, eine konische Einziehung 25, einen weiteren hohlzylindrischen Teil 26 und einen stromab schwach verjüngten Endkegel 27 aufweist. Im Mündungsbereich des inneren Luftführungsrohres 5' ist an dessen Außemumfang ein als Drallkörper ausgebildeter Staukörper 28 angeordnet, der, wie bekannte Stauscheiben, außer einer Mittelöffnung hutzenartig gestaltete Radialschlitze aufweist, so daß er die zwischen den beiden Luftführungsrohren 22 und 23 im Ringkanal 29 to geführte Luft im Bereich der Mündung 7 der Zerstäuberdüse 8 so verwirbelt, daß das Brennstoff-Luftgemisch mit gelber Flamme verbrennt. Dieser Zustand entspricht der im unteren Teil der Fig.2 dargestellten Lage der einzelnen Teile. ₂j

Da nun das innere Luftführungsrohr 22 Längsschlitze 30 aufweist, die hinter einer Querplatte 20' vorgesehen sind, besteht die Unischaltvorrichtung 17' hier aus einem eine Blende bildenden Rohrstück 31 mit Einlauftrichter 32, die einstückig sind und in Richtung der Pfeile 33 bzw. 34 hin und her bewegbar sind, wobei der Trichter 32 mit einer Einschnürung 35 zusammenwirkt, die an der Innenfläche des hohlzylindrischer. Teils 24 vorgesehen ist.

Soll der Brenner nach F i g. 2 angefahren werden, so wird die Umschaltvorrichtung 17' in Richtung des Pfeiles 34 verschoben; das Rohrstück 31 schließt, als Blende wirkend, die Längsschlitze 30 ab, so daß die Verbrennungsluft in Richtung des Pfeiles 36 zwischen den beiden Luftführungsrohren 22 und 23 zugeführt werden kann. Ist der Gemischverteilerkörper 10 ausreichend erhitzt, dann wird die Umschaltvorrichtung 17' in Richtung des Pfeiles 33 koaxial zum Brennerstoff zuführrohr verschoben und es liegt dann der Trichter 32 des Rohrstücks 31 an der Einschnürung 35 an, sperrt den Ringkanal 29 ab, so daß die Verbrennungsluft nun in Richtung des Pfeiles 37 über das Luftführungsrohr 22 zugeführt wird. Unmittelbar danach brennt die bisher gelb brennende Flamme blau.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

5

Claims

Patentansprüche:

1. Brenner für flüssige Brennstoffe, der mit angenähert stöchiometrischer Luftmenge betrieben wird, mit einem konzentrisch in einem Luftführungsrohr angeordneten Brennstoffzuführrohr mit einer Zerstäuberdüse, mit einem am Ende des Luftführungsrohres vorgesehenen, in Strömungsrichtung sich verjüngenden Endkegel, in dessen Mündungsebene die Austrittsöffnung der Zerstäuberdüse liegt, und mit einem im Abstand von der Zerstäuberdüse axial verstellbar angeordneten, hohlen, mit Bohrungen versehenen Gemischverteilerkörper mit einer der Düse gegenüberliegenden, konvexen Oberfläehe, wobei der Austrittsquerschnitt des Endkegels des Luftführungsrohres kleiner ist als der Querschnitt der durch die Umrißkontur festgelegten Fläche des Gemischverteilerkörpers und so dimensioniert ist, daß die austretende Luft mit dem Brennstoff ein Gemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit bildet, die über der Flammen-Ausbreitungsgeschwindigkeit liegt, und wobei der Gemischverteilerköroer im vorderen, der Zerstäuberdüse zugewandten Bereich von einem rohrartigen Hohlkörper durchgriffen ist, der an seinem der Zerstäuberdüse zugewandten Ende eine ein axiales Einströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches verhindernde Abdeckung aufweist, welche nahe dem Gemischverteilerkörper zwischen diesem und der Zerstäuberdüse liegt, und mit der Abdeckung öffnungen bildet, in dessen Innerem der Oberflächenvergrößerung dienende Teile angeordnet sind und dessen freies Ende im Inneren des Gemischverteilerkörpers von einem etwa L-förmigen Querschnitt aufweisenden Rin& mit allseitigem Abstand konzentrisch umfaßt ist, der über Stege mit dem mittleren Bereich des Gemischverteilerkörpers starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß luftzufuhrseitig eine Umschaltvorrichtung (17, 17') vorgesehen ist, die derart verstellbar ist, daß die Verbrennungsluft im Bereich der Zerstäuberdüse (8) während des Anfahrens verwirbelt und während des nach Aufheizen des Gemischverteilerkörpers (tO) einsetzenden Dauerbetriebes unverwirbelt strömt.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (17) aus einem im Luftführungsrohr (2) angeordneten Drallkörper (18) besteht, der das Brennstoffzuführrohr umfaßt und zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist und der in der einen der Anfahrstellung des Brenners entsprechenden Endlage dem Verwirbeln der Verbrennungsluft dient und in der anderen dem Dauerbetrieb entsprechenden Endlage zuläßt, daß die Verbrennungsluft das Luftführungsrohr (2) unverwirbelt durchströmt.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftungsrohr (22) von einem weiteren Luftführungsrohr (23) umfaßt ist, daß im Mündungsbereich (6) des inneren Luftführungsrohres (22) an dessen Außenumfang ein als Drallkörper ausgebildeicr Staukörper (28) angeordnet ist und daß die Umschaltvorrichtung (17') aus einer Blende besteht, die derart verstellbar ist, daß während des Anfahrvorganges nur Luft zwischen den beiden 6; Luftfünnmgsrohieii (22, 21) und wahrend des Pauerbesnebes ntu Luft limrh das innere Luftfühmtuvstohi (22Hlicül.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Luftführungsrohr (23) eine konische Einziehung (25) und einen stromab verjüngten Endkegel (27) aufweist