DE524829C - Fuel atomizer for generating fuel-air mixtures - Google Patents

Description

Brennstoffzerstäuber zur Erzeugung von Brennstoffluftgemischen Die Erfindung betrifft einen Brennstoffzerstäuber zur Erzeugung von Brennstoffluftgemischen, der eine wirkungsvolle Zerstäubung ermöglicht. Erfindungsgemäß besteht der Zerstäuber aus einem aus übereinander angeordneten Ringplatten zusammengesetzten und mit Durchlässen versehenen zylindrischen Körper, der das unter Druck zwischen benachbarte Ringe eintretende gasförmige Zerstäubungsmittel unmittelbar vor seiner Mischung mit dem Brennstoff in zahlreiche Strahlen auflöst. Durch diesen eigenartigen Aufbau wird eine stärkere Unterteilung des Zerstäubungsmittels erreicht als bei den bekannten Zerstäubern, bei denen nur eine Anzahl von Ringrippen den Weg des Zerstäubungsmittels beeinflussen, oder bei den bekannten 'Zerstäubern, bei denen der flüssige Brennstoff in die Brennstoffkammer hineingewirbelt wird. Im letztgenannten Falle hat der Brennstoff eine so große kinetische Energie, daß seine Auflösung nur in geringem Maße möglich wird.Fuel atomizer for generating fuel-air mixtures Die The invention relates to a fuel atomizer for generating fuel-air mixtures, which enables effective atomization. According to the invention, there is the atomizer composed of ring plates arranged one above the other and with passages provided cylindrical body, which is under pressure between adjacent rings entering gaseous atomizing agent immediately prior to its mixing with the Dissolves fuel into numerous jets. This peculiar structure makes a greater subdivision of the atomizing agent is achieved than with the known ones Atomizers in which only a number of annular ribs block the path of the atomizer affect, or with the known 'atomizers, in which the liquid fuel is swirled into the fuel chamber. In the latter case, the fuel has so great a kinetic energy that its dissolution is only possible to a small extent will.

Die übereinander angeordneten Ringplatten des Zerstäubers gemäß der Erfindung werden vorteilhaft an ihren Rändern abwechselnd mit Durchbrechungen oder mit nicht radial geführten Schlitzen versehen, so daß eine wirkungsvolle Ablenkung der Einzelstrahlen und damit eine gute Unterteilung und Zerstäubung hervorgerufen wird. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The superimposed ring plates of the atomizer according to FIG Invention are advantageous alternately with openings or at their edges provided with not radially guided slots, so that an effective deflection of the individual jets and thus a good subdivision and atomization will. Several exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown.

Es zeigen Abb. i (bestehend aus den Abb. ia und ib), a, 6 und 7 Schnittdarstellungen von Misch- oder Zerstäubereinrichtungen, wie sie insbesondere für Tauchflammenbrenner geeignet sind.Fig. I (consisting of Figs. Ia and ib), a, 6 and 7 show sectional views of mixing or atomizing devices, such as those used in particular for immersion flame burners are suitable.

Abb. 3, 4 und 5 zeigen die Ausbildung der Ringplatten zu dem Zerstäuber nach der Abb. a.Fig. 3, 4 and 5 show the formation of the ring plates for the atomizer according to fig. a.

Abb.8 und 9 zeigen die Ringplatten des Zerstäubers der Abb. 7.Figures 8 and 9 show the ring plates of the nebulizer of Figure 7.

Abb. io ist ein Schnitt nach der Linie x-x der Abb. 7.Fig. Io is a section along the line x-x in Fig. 7.

Abb. 1i, 1z und 13 sind Einzeldarstellungen einer abgeänderten Ausführungsform des Aufbaues der Zerstäubereinrichtung.Fig. 1i, 1z and 13 are individual representations of a modified embodiment the structure of the atomizer device.

Die Abb. ia und ib zeigen zwei zusammengehörende Hälften einer Mischeinrichtung gemäß der Erfindung. Die in der Abb. ib dargestellte Hälfte schließt sich an die in der Abb. ia dargestellte Hälfte unten an. Die in den Abb. ia und ib dargestellte Einrichtung eignet sich zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff. Eine Hülse a, der das 01 zugeführt wird, befindet sich in einem Hohlraum b und wird von einem zylindrischen Teil c getragen, der mittels Bolzen d von einem rohrartigen Teil e in dem oberen Ende der Misch-oder Zerstäubungseinrichtung gehalten wird. Der durch den Einlaß f eingeführte Brennstoff fließt innerhalb des Zerstäubers nach unten und füllt den ringförmigen Trog ä aus, der durch Ausweitung des oberen Endes der Hülse a gebildet ist. Der so gesammelte Brennstoff fließt über den gezackten Rand lt der Hülse a und strömt dann in Form eines dünnen zylindrischen Bandes über den unteren Rand der Hülse nach unten ab. Bei i. unter Druck zugeführte Luft tritt durch Öffnungen j in die Ringkanäle k und 1 ein, wobei der Kanal 1 innerhalb und der Kanal 1z außerhalb der Hülse a angeordnet ist. Aus diesen Kanälen strömt die Luft dann durch konvergierende Düsen k', h aus. Somit wird der an der Außenwandung der Hülse a herabfließende flüssige Brennstoff mit den aus den Düsen k1, 1.1 austretenden Luftströmen an der Stelle geschnitten, wo sich auch die Luftströme schneiden. Das Ergebnis ist, daß eine sehr wirkungsvolle Mischung stattfindet, da das Brennstoffband an dieser Stelle wenig oder gar keine kinetische Energie besitzt und in diesem Zustande durch die auftretenden Luftströme schnell aufgelöst und zerstäubt wird.Figs. Ia and ib show two halves belonging together of a mixing device according to the invention. The half shown in Fig. Ib adjoins the half shown in Fig. Ia at the bottom. The device shown in Figs. Ia and ib is suitable for atomizing liquid fuel. A sleeve a, to which the 01 is fed, is located in a cavity b and is carried by a cylindrical part c which is held by means of bolts d of a tubular part e in the upper end of the mixing or atomizing device. The fuel introduced through inlet f flows downward within the atomizer and fills the annular trough - formed by expanding the upper end of the sleeve a. The thus-collected fuel flows through the jagged edge lt sleeve A, and then flows in the form of a thin cylindrical band across the bottom of the sleeve downward. At i. Air supplied under pressure enters the annular channels k and 1 through openings j , the channel 1 being arranged inside and the channel 1z outside the sleeve a. The air then flows out of these channels through converging nozzles k ', h. Thus, the liquid fuel flowing down the outer wall of the sleeve a is cut with the air streams emerging from the nozzles k1, 1.1 at the point where the air streams also intersect. The result is that very effective mixing takes place because the fuel belt has little or no kinetic energy at this point and in this state is quickly dissolved and atomized by the air currents that occur.

Wird der Zerstäuber zum Zerstäuben von gasförmigem Brennstoff gebraucht, dann wird die Hülse a, durch eine ringförmige Gasdüse ersetzt, so daß ein ringförmiges Gasband der' Schnittstelle der aus den Düsen k1 und h austretenden Luftströme zugeführt wird. Der Verlauf der einzelnen Ströme ist in Abb. ia durch Pfeilangaben angedeutet. Die so hergestellte vorläufige Mischung strömt dann durch den Hohlraum m einem Ringraum n zu, der sich zwischen zwei aus übereinander angeordneten Ringlamellen gebildeten und mit Durchlässen versehenen konzentrischen Stäben o, p befindet. Die Stäbe sind nach einer der weiter unten im einzelnen angegebenen Weisen aufgebaut. Durch den Einlaß q (Abb. ib) tritt Druckluft ein. Sie strömt durch die Kanäle r, s zu einer den äußeren ringförmigen Stab o umgebenden Kammer t und zu einer Ringkammer at innerhalb des inneren Stabes p. Infolgedessen tritt die Luft durch den inneren Stab p und den äußeren Stab o in den zylindrischen Hohlraum n zwischen beiden Stäben in Form zahlreicher feiner Bänder oder Sprühteilchen ein mit dem Erfolg, daß das den Raum it durchströmende OIluftgemisch mit den durch die Stäbe eintretenden Luftteilchen vermengt wird. Auf diese Weise wird ein Brennstoffluftgemisch erhalten, dessen Bestandteile in höchstem Maße zerstäubt sind.If the atomizer is used to atomize gaseous fuel, the sleeve a is replaced by an annular gas nozzle, so that an annular gas band is fed to the interface of the air flows emerging from the nozzles k1 and h. The course of the individual currents is indicated in Fig. Ia by arrows. The preliminary mixture thus produced then flows through the cavity m to an annular space n , which is located between two concentric rods o, p formed from annular lamellae arranged one above the other and provided with passages. The bars are constructed in one of the ways detailed below. Compressed air enters through inlet q (Fig. Ib). It flows through the channels r, s to a chamber t surrounding the outer annular rod o and to an annular chamber at within the inner rod p. As a result, the air passes through the inner rod p and the outer rod o into the cylindrical cavity n between the two rods in the form of numerous fine bands or spray particles, with the result that the oil-air mixture flowing through the room is mixed with the air particles entering through the rods . In this way, a fuel-air mixture is obtained, the constituents of which are atomized to the greatest possible extent.

Ein Ringzapfen v ist mit einem ausgesparten Teil w versehen. Dieser ausgesparte Teil dient zur Zentrierung des einen Endes der ringartigen Stäbe. Das andere Ende des Stabes p ruht auf einem Flansch x eines mittleren Rohres x', und das andere Ende des Stabes o ruht auf einem Flansch zu' einer Wandung w2.An annular pin v is provided with a recessed part w. This The recessed part is used to center one end of the ring-like rods. That the other end of the rod p rests on a flange x of a central tube x ', and the other end of the rod o rests on a flange to 'a wall w2.

In Abb. z ist ein Zerstäuber für staubförmigen Brennstoff dargestellt. Jedoch können mit dieser Einrichtung auch andere Brennstoffarten zerstäubt werden. Der Brennstoff strömt durch einen Ringraum i und wird dabei durch innere und äußere kegelige Luftstrombänder y, z getroffen. Die kreisförmige. Schnittlinie des Brennstoffes mit den Luftströmen befindet sich inmitten des Ringraumes i. Die Wandungen des Ringraumes i werden von zwei konzentrischen ringförm=igen Stäben z, 3 gebildet, die aus übereinander angeordneten Ringplatten zusammengesetzt sind. Die Ringplatten werden durch Bolzen oder Niete q. zusammengehalten. Die Ringplatten 5 eines jeden zylindrischen Stabes sind, wie aus .der unteren Hälfte der Abb. 5 Nerv orgeht, mit einer Anzahl von Durchbrechungen 6 ausgestattet, und dazwischenliegende Ringe 7, die in der oberen Hälfte der Abb. 5 gezeigt sind, besitzen am Umfange Schlitze B. Beim inneren Stabzylinder 3 befinden sich die Durchbrechungen 6 am inneren Umfang der Ringe 5 und die schlüsselartigen Schlitze 8 am äußeren Umfange der dazwischenliegenden Ringe 7, wie die rechte Hälfte der Abb. 5 -neigt. Die Ausmündungen 9 der Schlitze eines jeden geschlitzten Ringes 7 sind zweckmäßig nicht radial, sondern gleichmäßig tangential geführt. Bei dem äußeren zylindrischen Stab a dagegen sind die Durchbrechungen 6 am äußeren Umfang der Ringe 5 und die Schlitze 8 am inneren Umfang der dazwischenliegenden Ringe 7, wie aus der linken Hälfte der Abb. 5 hervorgeht. Die Ringe 5, 7 sind, wie Abb. 2, 3 und q. zeigen, kegelig gestaltet, so daß die gewünschten, sich schneidenden Luftstrombänder hergestellt werden. Die Ringe können durch Einfügen von kegeligen Zwischenlagen io in Gruppen unterteilt werden. Die Verbrennungsluft tritt bei 17 ein. Sie strömt in die Kammern 18 und i9 in derselben Weise wie bei dem in den Abb. ia und ib dargestellten Zerstäuber. Von den Kammern 18 und i9 tritt die Luft durch die Durchbrechungen 6, die bis über die Schlitze 8 reichen, hindurch. Sie verläßt die Schlitze in Form zahlreicher tangential gerichteter Sprühstrahlen. Durch das Zusammentreffen der so austretenden Luftströme mit -dem Brennstoff wird eine gute Zerstäubung erzielt, die noch dadurch verbessert wird, daß die durch die beiden stabartigen Zylinder hindurchtretenden Luftströme in entgegengesetzter Richtung tangential in den Ringraum i eintreten. Der staubförmige Brennstoff wird einem umlaufenden, vorstehenden Rand 2o zugeführt, von dem er durch Kanäle 2i des Rohrstückes i i dem Ringraum i zwischen beiden Stäben zufällt.Fig. Z shows an atomizer for pulverized fuel. However, other types of fuel can also be atomized with this device. The fuel flows through an annular space i and is thereby through inner and outer conical air flow bands y, z met. The circular one. Cutting line of the fuel with the air currents is located in the middle of the annular space i. The walls of the annulus i are formed by two concentric annular rods z, 3, which are one above the other arranged ring plates are assembled. The ring plates are bolted or rivet q. held together. The ring plates 5 of each cylindrical rod are, as it appears from the lower half of Fig. 5, nerve, with a number of perforations 6, and intermediate rings 7, shown in the upper half of Fig. 5 are shown, have slots B on the circumference. The inner rod cylinder 3 is located the openings 6 on the inner circumference of the rings 5 and the key-like Slots 8 on the outer circumference of the intermediate rings 7, like the right half Fig. 5 -tends. The openings 9 of the slots of each slotted ring 7 are expediently not guided radially, but evenly tangentially. In which outer cylindrical rod a, however, are the openings 6 on the outer circumference the rings 5 and the slots 8 on the inner circumference of the intermediate rings 7, as can be seen in the left half of Fig. 5. The rings 5, 7 are, as Fig. 2, 3 and q. show conical shape, so that the desired, intersecting airflow bands getting produced. The rings can be made by inserting conical intermediate layers io can be divided into groups. The combustion air enters at 17. She flows into chambers 18 and 19 in the same way as that shown in Figs. ia and ib Atomizer. From the chambers 18 and 19 the air passes through the openings 6, which extend over the slots 8 through. She leaves the slots in shape numerous tangentially directed spray jets. Due to the meeting of the The air flows with the fuel that emerge in this way produce good atomization, which is further improved by the fact that the two rod-like cylinders passing air currents in the opposite direction tangentially into the annulus i enter. The dusty one Fuel is a circulating, protruding edge 2o supplied, from which he dem through channels 2i of the pipe section i i Annular space i between the two rods falls.

Bei dem in der Abb. 6 dargestellten Zerstäuber sind die genuteten und geschlitzten Ringplatten flach ausgebildet (s.22), so daß die Luftstrahlen senkrecht auf den durch den Ringraum 23 zwischen den Stabzylindern hindurchströmenden Brennstoff oder Gemischstrom auftreffen. Luft wird der inneren Kammer 25 und der äußeren Kammer 24 wie bei dem in der Abb. 2 dargestellten Zerstäuber zugeführt. Sie tritt in den Ringraum 23 durch Durchbrechungen und schlüsselartige Schlitze 6, 8 (s. Abb. 5) ein.In the atomizer shown in Fig. 6, the grooved and slotted ring plates are flat (p.22), so that the air jets are perpendicular on the fuel flowing through the annular space 23 between the rod cylinders or mixed flow impinge. Air becomes the inner chamber 25 and the outer chamber 24 as in the case of the atomizer shown in FIG. She enters the Annular space 23 through openings and key-like slots 6, 8 (see Fig. 5) a.

Abweichend von den angegebenen Ausführungsformen können die zylindrischen Ringstäbe auch aus flachen Ringplatten zusammengesetzt sein, die in geeignetem Abstande übereinander angeordnet sind, so daß [email protected] Luftbänder an Stelle von Luftstrahlen erzeugt werden.Notwithstanding the specified embodiments, the cylindrical Ring bars can also be composed of flat ring plates that are spaced appropriately are arranged one above the other, so that [email protected] air bands instead of air jets be generated.

Der in den Abb. 7 bis io gezeigte Zerstäuber weist nur einen zylindrischen Stab 26 auf, der sich aus gewellten Ringlamellen 27 mit radialen oder nichtradialen Falten zusammensetzt, die mit glatten Ringplatten 28 abwechseln. In der Längsrichtung des Zerstäubers verlaufende Luftkanäle 29 und Gaskanäle 30 sind, seich abwechselnd, am äußeren Umfang des aus Ringen zusammengesetzten zylindrischen Körpers entlang geführt. Brennstoff oder Brennstoff luftgemisch, das durch öffnungen 32 der Wandung 33 den Kanälen 30 zugeführt wird, strömt die Kanäle 30 entlang, tritt durch den stabartigen Zylinder 26 hindurch und gelangt schließlich in dessen Hohlraum 31, dem ebenfalls durch den Stabzylinder 26 tretende Luft von den Kanälen 29 her zugeführt wird. Auf diese Weise werden Luft und Gas in zahllose kleine Ströme durch die gewellten Scheiben aufgelöst; die innere Oberfläche des Stabzylinders verlassen sie in unendlich vielen Strombahnen, die sich gegenseitig schneiden und eine vorzügliche Mischung und Zerstäubung im Innern des zylindrischen Stabkörpers bewirken.The atomizer shown in FIGS. 7 to 10 has only one cylindrical rod 26, which is composed of corrugated annular lamellae 27 with radial or non-radial folds, which alternate with smooth annular plates 28. Air ducts 29 and gas ducts 30, which run in the longitudinal direction of the atomizer, are alternately guided along the outer circumference of the cylindrical body composed of rings. Fuel or fuel-air mixture, which is fed to the channels 30 through openings 32 in the wall 33, flows along the channels 30 , passes through the rod-like cylinder 26 and finally reaches its cavity 31, the air from the channels also passing through the rod cylinder 26 29 is fed forth. In this way air and gas are broken up into innumerable small streams through the corrugated disks; they leave the inner surface of the rod cylinder in an infinite number of current paths that intersect and cause excellent mixing and atomization inside the cylindrical rod body.

Bei einem Zerstäuber mit zwei konzentrischen zylindrischen Stabkörpern kann der Durchmesser der äußeren Begrenzungslinie der inneren Ringe und der Durchmesser der inneren Begrenzungslinie der äußeren Ringe allmählich zunehmen, so daß der zwischen zwei stabartigen Ringen vorhandene Raum kegelig wird oder einen allmählich zunehmenden Querschnitt erhält.In the case of an atomizer with two concentric cylindrical rod bodies can be the diameter of the outer perimeter of the inner rings and the diameter the inner boundary line of the outer rings gradually increase, so that the between two rod-like rings existing space becomes conical or a gradually increasing one Cross-section received.

Bei dem in der Abb. i i dargestellten Stabzylinder sind Ringplatten 32u, 33a, deren innere Begrenzungslinie gegenüber der äußeren Begrenzungslinie exzentrisch ist (Abb. 12 und Abb. i3), in Abständen zwischen die Lamellenringe des ,inneren Stabzylinders 34 und des äußeren Stabzylinders 35 gelegt. Diese Ringplatten können ebenfalls in der bereits angegebenen Weise geschlitzt und genutet sein. Jeder Zwischenring mit exzentrischer innerer Begrenzungslinie gegenüber der äußeren Begrenzungslinie eines jeden Stabzylinders ist um einen gewissen Winkel gegenüber den benachbarten Zwischenringen versetzt, so daß ein schraubenartiger Ringweg zwischen den beiden Stabzylindern entsteht. Ein Brennstoffstrom, der einen derartigen Weg durchläuft, erfährt eine Schleuderbewegung, wodurch die Aufteilung des Brennstoffstromes durch die aus den Schlitzen der Ringplatten austretenden Luftströme und die Herstellung des Gemisches noch verbessert wird.The rod cylinders shown in Fig. I i are ring plates 32u, 33a, the inner boundary line of which is eccentric with respect to the outer boundary line is (Fig. 12 and Fig. i3), at intervals between the lamellar rings of the, inner Rod cylinder 34 and the outer rod cylinder 35 placed. These ring plates can also be slotted and grooved in the manner already indicated. Every intermediate ring with an eccentric inner boundary line opposite the outer boundary line of each rod cylinder is at a certain angle with respect to the neighboring Spacer rings offset so that a helical ring path between the two Rod cylinders arises. A stream of fuel that traverses such a path experiences a centrifugal movement, which causes the fuel flow to be split up the air currents emerging from the slots in the ring plates and the manufacturing process of the mixture is still being improved.

Claims (1)

PATENTANShRÜcFIr: i. Brennstoffzerstäuber zur Erzeugung von Brennstoffluftgemischen, gekennzeichnet durch einen aus übereinander angeordneten Ringplatten zusammengesetzten und mit Durchlässen versehenen zylindrischen Körper, der das unter Druck zwischen benachbarte Ringe eintretende gasförmige Zerstäubungsrnittel unmittelbar vor seiner Mischung mit dem Brennstoff in zahlreiche Strahlen auflöst. z. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Ringplatten (5 bzw. 7) an ihren Rändern abwechselnd mit Durchbrechungen (6) oder mit nicht radial geführten Schlitzen (8) versehen sind, die die Durchlässe durch den zylindrischen Körper bilden. 3. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (26) sich aus gewellten Ringplatten (27) zusammensetzt, die mit glatten Ringplatten (28) abwechseln. 4. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zylindrische Körper (o, p) verschiedenen Durchmessers vorgesehen sind, die zwischen sich einen Ringraum (n) für das Brennstoffluftgemisch freilassen, welchem das Zerstäubungsmittel durch die zylindrischen Körper (o, p )hindurch unter Druck zugeführt wird. 5. Brennstoffzerstäuber nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatten (2, 3) kegelig gestaltet sind. 6. Brennstoffzerstäuber nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Begrenzungslinie einzelner Ringplatten gegenüber der äußeren Begrenzungslinie exzentrisch angeordnet ist und diese Ringplatten beim Zusammenbau gegeneinander versetzt sind, so daB innerhalb des Ringraumes zwischen den beiden zylindrischen Körpern Vorsprünge entstehen. 7. Brennstoffzerstäuber nach den Ansprächen r bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Ringplatten der zylindrischen Körper verschiedene Durchmesser besitzen, so daß beim Zusammenbau zwischen den zylindrischen Körpern ein sich verjüngender Zwischenraum entsteht.PATENT REVOCATION: i. Fuel atomizer for generating fuel-air mixtures, characterized by a cylindrical body composed of ring plates arranged one above the other and provided with passages, which dissolves the gaseous atomizing agent entering under pressure between adjacent rings into numerous jets immediately before it is mixed with the fuel. z. Fuel atomizer according to Claim i, characterized in that the ring plates (5 or 7) arranged one above the other are provided at their edges alternately with perforations (6) or with non-radially guided slots (8) which form the passages through the cylindrical body. 3. Fuel atomizer according to claim i, characterized in that the cylindrical body (26) is composed of corrugated ring plates (27) which alternate with smooth ring plates (28). 4. Fuel atomizer according to claim i to 3, characterized in that two cylindrical bodies (o, p) of different diameters are provided which leave between them an annular space (s) for the fuel-air mixture, which the atomizing agent through the cylindrical body (o, p ) is fed through under pressure. 5. Fuel atomizer according to claims i to 4, characterized in that the ring plates (2, 3) are conical. 6. Fuel atomizer according to claims i to 5, characterized in that the inner boundary line of individual ring plates is arranged eccentrically with respect to the outer boundary line and these ring plates are offset from one another during assembly, so that projections arise within the annular space between the two cylindrical bodies. 7. Fuel atomizer according to claims r to 6, characterized in that the successive ring plates of the cylindrical bodies have different diameters, so that a tapering space is formed between the cylindrical bodies during assembly.