DE2712564A1

DE2712564A1 - Brenner fuer fluessige brennstoffe

Info

Publication number: DE2712564A1
Application number: DE19772712564
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Kopp; Siegfried Dipl Ing Weishaupt
Original assignee: Max Weishaupt GmbH
Current assignee: Max Weishaupt GmbH
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1978-10-05
Also published as: US4162888A; CH631797A5; FR2385035B1; FR2385035A1; BE865162A; GB1568032A; DE2712564C2; IT1156168B; IT7848505A0; DK125278A

Description

Dipt-Ing Hein? Lessor Dipl Ing Otto Hiigpl. Patentanwälte D 8 München Bt. Cnsimar.trafle P1

Max Weishaupt GmbH - 3 - L 10.871

7959 Schwendi/Württ. L/km

Brenner füf flüssige Brennstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssige Brennstoffe, mit mindestens einer Druckzerstäuberdüse, die konzentrisch in einem Luftführungsrohr angeordnet ist, mit einem zwischen der Mündung des Luftfuhrungsrohres und der Mündung der Brennerdüse angeordneten, topfartigen, zum Brennraum hin offenen Körper, dessen mit Radialöffnungen versehener Mantel sich bis zur Mündung des Luftführungsrohres erstreckt und diese abschließt, und dessen Boden als eine Mittelöffnung und von dieser ausgehende Radialschlitze aufweisende Stauscheibe ausgebildet ist. Brenner dieser Art sind bekannt (DT-AS 2 049 16ß, 2 350 737 und GT-OS 2 546 917). Die bekannten Brenner dieser Art haben sich bewährt, wenn sie für eine bestimmte Leistung, z.B. von 1.Θ bis 3 kg/h ausgelegt worden sind. Sollte die Leistung geringer sein, beispielsweise nur 1 kg/h betragen, so waren die Abmessungen des Brennerkopfes zu verringern, sollte eine höhere Leistung erzielt werden, sollten also beispielsweise 10 kg/h verbrannt werden, dann mußten die Abmessungen des Brennerkopfes entsprechend vergrößert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähn ten Brennerköpfe so weiterzuentwickeln, daß diese bei gleichbleibenden Abmessungen lediglich durch geringfügige Änderungen sowohl mit verhältnismäßig geringem öldurchsatz, z.B. von 1 kg/h, mit mittlerem öldurchsatz von beispielsweise

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Dipt-Ing Heinz Lesser. Dipl-Ing Olio Flügel. Patentanwälte D-8 München 81 CosimaslraRp 81

Max Weishaupt GmbH - 4 - L 10.B71

1,8 bis 3 kg/h als auch mit höherem öldurchsatz von z.B. 10 kg/h arbeiten können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB dadurch gelöst, daß stromauf der Stauscheibe ein weiterer, topfartiger Körper angeordnet ist, der den die Zerstäuberdüse und die Zündelekfcroden umfassenden Raum abschließt und dessen Boden bzw. Mantel von einem Verbrennungsluft führenden Rohr od. dgl. durchdrungen ist, dessen Mündung stromauf zwischen den Zündelektroden liegt, und daß der Durchmesser des Randes des weiteren Topfes kleiner als der durch die äußeren Enden der Radialschlitze festgelegte Durchmesser und größer als der Durchmesser der Mittelöffnung der Stauscheibe ist. Ist der Brennerkopf in dieser Weise ausgebildet, dann ist man mit ihm in der Lage, verhältnismäßig geringe ölmengen, beispielsweise von 1 kg/h, einwandfrei zu verbrennen. Während bei den Brennern bekannter Art sowohl beim Start als auch während des Betriebes verhältnismäßig viel verhältnismäßig kalte Luft durch die Mittelöffnung der Stauscheibe in Richtung auf den Brennraum strömt und dadurch die zerstäubten öltröpfchen in den Brennraum getragen werden, ohne daß diese verdampfen, wird durch den Abschluß des die Zerstäuberdüse und die Zündelektroden umschließenden Raumes jetzt stromab der Stauscheibe ein Unterdruckgebiet mit verhältnismäßig großem Unterdruck verhältnismäßig großen Volumens erzeugt, weil die durch den äußeren Bereich der Radialschlitze hindurchströmende Luft eine rotierende, hohle Luftsäule erzeugt, in deren Innenraum dadurch Unterdruck entsteht. Die nach dem Zünden entstehenden Verbrennungsgase werden in dieses Unterdruckgebiet zurückgesaugt. Da durch die Radialöffnungen des topfartigen Körpers Verbrennungsluft eingeführt wird, die die zurückbewegten Verbrennungsgase durchströmt, wird auch diese Verbrennungsluft in Richtung auf die Mündung der Zerstäuberdüse zurückbewegt und mischt sich dadurch mit den austretenden Brennstoffstrahlen so, daß eine rußfreie Verbrennung erzielt wird.

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Dipl.-Ing Heinz Lesser. Dipl-Ing Otto Flügel. Patentanwälte D-B München B1 C.osimastrnHp 81

Max Weishaupt GmbH - 5 - L 10.871

Soll eine größere ülmenge verbrannt werden, beispielsweise eine ölmenge von 1,8 bis 3 kg/h, dann ist es lediglich erforderlich, zwischen dem Radialöffnungen aufweisenden Mantel des topfartigen Körpers önd dem Rand des als Stauscheibe ausgebildeten Bodens Schlitze vorzusehen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Hierdurch erreicht man einen größeren Unterdruck und dadurch eine vergrößerte Rückströmung.

Will man eine noch größere ölmenge, beispielsweise eine solche von θ bis 10 kg/h verbrennen, dann empfiehlt es sich, den das Luft führungsrohr abschließenden, topfartigen Körper aus zwei Teilen zu bilden, von denen der eine Teil einen Teil des Mantels und den als Stauscheibe ausgebildeten Boden und der andere Teil den die Radialöffnungen enthaltenden Teil des Mantels enthält, an seinem einen Ende mit dem Luftführungsrohr verbunden und mit diesem axial verschiebbar ist und an seinem anderen, dem Drallschaufelring zugewandten Ende einen sich stromauf erweiternden Endkegel aufweist.

Stehen diese beiden Teile des topfartigen Körpers miteinander in Berührung, dann eignet sich der Brennerkopf zum Verbrennen mittlerer ölmengen, z.B. von 1,8 bis 3 kg/h. Werden die beiden Teile auseinandergezogen, und zwar¹ zweckmässigerweise durch Verschieben des Luftführungsrohres, dann eignet sich der gleiche Brennerkopf zum Verbrennen größerer ölmengen von z.B. 10 kg/h.

Ist der Brenner als ausschwenkbarer Brenner ausgebildet, dann empfiehlt es sich, den oben erwähnten, weiteren Topf zweiteilig auszuführen. Der eine Teil ist an der Stauscheibe festgelegt, der andere Teil ist, unter Federdruck stehend,

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Dipt-Ing. Heinz Lessor. Dipl Ing OtIo Fluge). Patentanwälte D θ München 81. Cosimastraßf 81

Max Weishaupt GmbH - B - L 10.871

auf dem Oüsenrohr verschiebbar geführt. Ist der Brenner eingeschwenkt, dann liegen die beiden Teile, sich stumpf stossend, dicht aneinander.

Die Erfindung wird anhand zweier, in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert .

Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Brennerkopf im Schnitt für einen öldurchsatz von etwa 1,8 bis 3 kg/h und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Brennerkopf für höhere Leistungen, und zwar zeigt die obere Hälfte der Fig. 2 die Ausbildung eines Brennerkopfes für beispielsweise 1,0 kg/h Durchsatz, während die untere Hälfte den Brenner in der Stellung zeigt, in der beispielsweise 10 kg/h verbrannt werden können.

Im Falle des Aur>f ührungabeisp ie les der Fig. 1 ist angenommen, daß der Brenner als ausschwenkbarer Brenner ausgebildet ist. Mit dem Brennergehäuse 1 ist eine Stirnplatte 2 verbunden, an der das Düsenrohr 3 über Streben 4 festgelegt ist. Die vorerwähnten Teile sind gegenüber einem Halter 5 ausschwenkbar. Der Halter 5 trägt ein Luftführungsrohr 6, welches hier im Bereich seiner Mündung auf einen kleineren Durchmesser eingezogen ist und dadurch dort einen Hohlzylinder 7 bildet.

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Dipl. Ing Hfiiri7 l.pssoi Dipl Inci OHo Flug«!. t'cilonliinw;)!!«¹ 0 B Munchon HI C.nsimnnlr;iOr Pl

Max Weishaupt GmbH - 7 - L 10.671

Im Mantel dieses Höh lzy linders sind mehrere Radialbohrungen 8 vorgesehen, und 7.war in der Nähe der Mündunp, 9 des Luftführungsrohres. Der Mantel 7 bildet mit einer Stauschoibe einen topfartigen Körper. Dia· Stauscheibe 10 weist außer einer Mittelöffnung 11 durch Hutzen 12 abgedeckte Radialschlitze 13 auf, wie sie bei sogenannten Stauscheiben an sich bekannt sind. Boden und Mantel bestehen hier nicht aus einem Stück, sondern aus zwei Teilen, weil in diesem Fall zwischen dem Boden und dem Mantel 7 sich in Umfangsrichtung erstreckende Schlitze 14 vorgesehen sind, denn dieser Brennerkopf ist ausgelegt für eine mittlere Leistung von beispielsweise 1,8 bis 3 kg/h. Würde man die Schlitze 14 weglassen, also beispielsweise die Stauscheibe 10 mit dem Mantel 7 einstückig fertigen und den Mantel 7 mit dem Luftführungsrohr 6 im Bereich der Mündung 9 verschweißen, dann würde man mit einem solchen Brenner verhältnismäßig geringe ölmengen, z.B. von 1 kg/h verbrennen können. Im vorliegenden Fall ist der Mantel 7 über die Stauscheibe 10 stromauf etwas verlängert, damit, wie dies der untere Teil der Fig. 1 zeigt, abtropfendes £51 aus dem Luftführungsrohr herausgeführt werden kann. Dementsprechend ist dieser überstehende Teil im unteren Bereich mit einer Aufbördelung 15 versehen.

An der ¹Jteilscheibe 10 ist ein leicht konischer Hohlkörper 16 angeschweißt, der stromauf konvergiert. Dieser Hohlkörper 16 bildet mit einem stromauf abgeschlossenen Hohlkörper 17 einen Raum der die Zerstäuberdüse 1ß und die 7ündelektroden 1Ü umfaßt, von denen nur eine sichtbar ist. Zwischen den beidun Elektroden befindet sich ein Steg od. dgl. 20, der einen Durchgang 21 aufweist. Dieser Durchgang 21 durchdringt den Boden 23 des abgeschlossenen Hohlkörpers 17, seine andere Mündung 24 ist so angeordnet, daß sie den zwischen den Elektroden erzeugten Zündfunken in (Jen Düsenstrahl der Zer-

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Dipl -Ing Hein/ lrism ΠιρΙ-Inq OtIn riitqnl. P.itrntnnw.iHc DH München Bl CUisminslrndp Rl

Max Weishoupt GmbH - 8 - L 10.071

stäuberdüse 16 bewegt. Es tritt also nur soviel Verbrennungs luft durch den abgeschlossenen Raum 25 hindurch wie zum Dewe gen des Zündfunkens erforderlich ist. Der mit dem Boden 23 einstückige Hohlkörper 17 isjt auf dem Düsenrohr 3, unter Wir kung einer Feder 26 stehend, verschiebbar angeordnet, also bestrebt, den Hohlkörper 16 im Bereich von dessen Endfläche 27 zu berühren. Um abtropfendes öl abführen zu können, ist der Hohlkörper 17 noch mit einer Tropfnase 28 versehen, es wird also abtropfendes Öl auf jeden Fall über ortsfeste Teile des Brenners abgeführt.

Ist der Düsenkopf ausgeschwenkt worden, um beispielsweise die Zerstäuberdüse durch eine andere zu ersetzen, und wird der Düsenkopf nun wieder eingeschwenkt, dann sorgt die Feder 26 dafür, daß der Hohlkörper 17 mit dem Hohlkörper 16 wieder einen in sich abgeschlossenen Raum bilden, dem lediglich über den Durchgang 21 straff geführte Luft zugeleitet wird. Anstelle eines Steges 20 mit einem Durchgang 21 kann auch ein Rohr vorgesehen sein. Dieses Rohr kann entweder den Boden 23 oder den Mantel des Hohlkörpers 17 oder den Mantel des Hohlkörpers 16 durchdringen, wesentlich ist nur, daß seine Mündung so im Bereich der Zündelektroden angeordnet ist, daß der entstehende Zündfunke in den Brennstoffstrahl hineingeblasen wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Mitte löffnung 11 der Stauscheibe 1o gegenüber der Düsenachse 29 nach oben versetzt, so daß die Zerstäuberdüse auch mit einem verhältnismäßig großen Zerstäubungswinkel arbeite ri kann.

Im Falle des Ausführungsbeispieles der Fig. 2 ist ausgegangen worden vom Ausf ührungsbe i sp ifi 1 der Fig. 1, die meisten Teile untsprechen alcn denen des AusführungsbciGp icles der Fig. 1 und :;ind iJürnun tsprcchund mit gleichen Bez up.sz if f crn vrjrsiihun. Unterschiedlich ist lediglich die Ausführung äec

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Dipl Ing Heinz Le-ispr L)ipl Ing ()tl·) F luget. Cilontnnw.iltp D 8 Munchon ΠΙ OsimaMniCi' Π1

Max Weishaupt GmbH - 9 - L 10.0/1

mit der Stauscheibe 10 in Wirkverbindung stehenden Mantels. Der Mantel 7 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ist im falle des Aur.f ührungsbe ispit! les der Fig. 2 kürzer ausgebildet und mit 7' bezeichnet. Er bildet mit dem Luftführungsrohr keine Einheit mehr. Das Luftführungsrohr 6' des Ausführungsbeispieles der Fig. 2 weist etwa in der Ebene der Zerstäuberdüse eine nach außen gerichtete Ausweitung auf, weil in diesem
Fall das nach innen hineingezogene, die Radialöffnungen 0
aufweisende Luftführungsrohr in einen stromauf divergierenden Endkegel 30 übergeht, der mit dem Mantel 7' einen Ringschlitz bildet, wenn man das Luftführungsrohr 6' in Richtung des Pfeiles 31 stromab verschiebt. Liegt, wie dies die obere Hälfte der Fig. 2 zeigt, der Mantel 7' am Endkegel 30 an,
ist also zwischen diesen Teilen kein Spalt vorhanden, dann
lassen sich ülmengen von beispielsweise 1,0 bis 3 kg/h ohne Schwierigkeit und ohne Nachteile verbrennen. Verschiebt man nun das Luftführungsrohr 6' in Richtung des Pfeiles 31 beispielsweise um einen verhältnismäßig geringen Betrag, dann
kann man beispielsweise 4 bis 5 kg/h verbrennen. Je weiter das Luftführungsrohr G¹ in Richtung des Pfeiles 31 verschoben wird, umso mehr öl läßt sich verbrennen, so daß beispielsweise in der in Fig. 2 unten gezeichneten Lage etwa θ bis kg/h verbrannt werden können.

Würde man den Brennerkopf so gestalten, wie dies die obere Hälfte der Fig. 2 zeigt und würde man die zum Verbrennen verhältnismäßig großer ülmengen unbedingt notwendigen Schlitze 14 schließen, dann könnte man mit diesem Brennerkopf verhältnismäßig kleine ölmengen, von z.B. 1 kg/h, einwandfrei verbrennen .

Herstellungstechnisch kann die Stauscheibe 10, der hohlzylindrische Teil 7 und das Luftführungsrohr 6 des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 je aus einem Stück gefertigt sein, die

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Max Weishaupt GmbH

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dann zusammengefügt werden, man kann aber auch die Stau- :u:heibe 1 U und den Hohlkörper 7 einstückig fertigen, soweit notwendig, tJie Schlitze 14 dann aus dem üüdnn dieses tupfartigen Körpers ausstanzen, soweit sie notwendig sind. Entsprechendes gilt für das Ausführungsbeispiel der Fig. 2.

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M. L-e-exzeAe.

Claims

Dipl.-Ing. Heinz Lessor ΠιρΙ Inq Otto Flügel, f'alt'nlanw.ille C) 8 München 81 Cnsimn-.trnfV "I

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Brenner für flüssige Brennstoffe, mit mindestens einer Druckzerstäuberdüse, die konzentrisch in einem Luftführungsrohr angeordnet ist, mit einem zwischen der Mündung des Luftführungsrohres und der Mündung der Zerstäuberdüse angeordneten, topFartigen, zum Brennraum hin offenen Körper, dessen mit Radialöffnungen versehener Mantel sich bis zur Mündung des Luftführungsrohres erstreckt und dieses abschließt, und dessen Boden als eine Mittelöffnung und von dieser ausgehende Radialschlitze aufweisende Stauscheibe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß stromauf der Stauscheibe (10) ein weiterer topfartiger Körper (16, 17, 23) angeordnet ist, der den die Zerstäuberdüse (1Θ) und die Zündelektroden (19) umfassenden Raum (25) abschließt, und dessen Boden (23) bzw. Mantel (16, 17) von einem Rohr od. dgl. (21) durchdrungen ist, dessen Mündung (24) stromauf der Zündelektroden (19) zwischen diesen liegt, und daß der Durchmesser des Randes des weiteren topfartigen Körpers kleiner ist als der durch die äußeren Enden der Radialschlitze (13) festgelegte Durchmesser und größer ist als der Durchmesser der Mittelöffnung (11) der Stüuscheibe (10).
2. Brenner nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Radialöffnungen (Θ) aufweisenden Mantel (7) und dem Rand des als Stauscheibe (10) ausgebildeten Bodens des topfartigen Körpers (7,10)

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¹ ORIGINAL INSPECTED

Dipl-Ing Heinz Lessm. Dipl Iihj OUn riuqpl r'alnntanwiille D 8 München 81 Co^i'nastraft» Ml

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Schlitze (14) vorgesehen sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken,
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2,dadurch g e ~

k e η η /. η i c h π e t . daß der das Lu f tf üh rungs rohr (B') abschließende, bopFartige Körper {/, 10) aus zwei Teilen gebildet ist, von denen der eine feil (7') einen Teil des Mantels und den a Is Stauscheibe ausgebildeten Boden und der andere Teil den die Radialöffnungen (8) enthaltenden Teil des Mantels enthält und an seinem einen Ende mit dem Luftführungsrohr (G') verbunden und mit diesem axial verschiebbar ist und an seinem anderen der Stauscheibe (10) zugewandten Ende einen sich stromauf erweiternden Endkegel (30) aufweist.
4. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, der ausschwenkbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der weitere Topf (16, 17, 23) zweiteilig ausgebildet ist und der eine Teil (1b) an der Stauscheibe (10) festgelegt und der andere Teil (17, 23), unter der Wirkung einer Feder (26) stehend, auf dem Düsenrohr (3) verschiebbar geführt ist.

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