DE2346960A1

DE2346960A1 - Brennerkopf fuer fluessige brennstoffe

Info

Publication number: DE2346960A1
Application number: DE19732346960
Authority: DE
Inventors: Francesco Cianfrone; Renzo Medeot
Original assignee: OFR Officine Fratelli Riello SpA
Current assignee: OFR Officine Fratelli Riello SpA
Priority date: 1972-10-06
Filing date: 1973-09-18
Publication date: 1974-04-11
Also published as: DE2350151A1; ES196069Y; IT969367B; FR2202580A5; ES196069U; NL7313701A; US3852022A; CA983381A; ATA851973A; GB1449906A; BE805321A; AT336155B

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. STROHSCHÄNK

8000 MÜNCHEN 60 · MUSÄUSSTRASSE 5 · TELEFON (0811) 881608

1Ö.9.1973-SK(5) 163-1O83P

O.F.R. OPFICINE HiAl¹ELLI RIELLO S.p.A.

Brennerkopf für flüssige Brennstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennerkopf für flüssige Brennstoffe, insbesondere (Jasöl, innerhalb dessen eine Zerstäuberdüse konzentrisch mit Abstand umgebenden und an eine Luftzuführung angeschlossenem Gehäuse ein etwa topfförmiger und die Zerstäuberdüse ebenfalls konzentrisch umgebender Verteilerkörper angeordnet ist, an dessen eintrittsseitigem, von der Zerstäuberdüse durchsetzten Boden die an das Gehäuse in einem Ringkanal einströmende Verbrennungsluft in einen den Boden durch öffnungen durchsetzenden Primärstrom und einen den Verteilerkörper aussen umströmenden Sekundärstrom aufgeteilt wird.

Bei einem solchen bekannten, in der DT-OS 2 203 362 offenbarten Brennerkopf ist das Gehäuse eintrittsseitig des Bodens des Verteilerkörpers entlang seinem Umfang mit verteilt angeordneten Öffnungen versehen, während der innerhalb des Gehäuses im Bereich dieser Öffnungen befindliche, die Zerstäuberdüse umgebende Ringraum durch einen etwa trichterförmigen Einsatzkörper in zwei zueinander konzentrische Ringräume, aufgeteilt ist. Da der nach dem Verteilerkörper hin verjüngte Einsatzkörper eintrittsseitig der Öffnitagen bis ■ auf die lichte Weite des im wesentlichen zylindrischen Gehäuses erweitert und an diesem festgelegt ist sowie austrittsseitig gegenüber dem vor ihm verlaufenden Boden des Ver-

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teilerkörpers einen kleinen ringförmigen Spalt freilässt, kann die eintrittsseitig entlang dem Gehäuse zugeführte Verbrennungsluft an der Stelle des Einsatzkörpers nur den inneren Ringraum, durchströmen, von wo aus sie sich austrittsseitig des Sinsatzkörpers in den die Öffnungen im Boden des Verteilerkör-~ pers durchsetzenden Primärstrom und den entlang dem genannten Ringspalt radial nach aussen und zwischen der Umfangswand des Verteilerkörpers und der Gehäusewandung axial weiterströmenden Sekundärstrom, aufteilt. Ba dieser Sekundärstrom zugleich den austrittsseitigen Bereich des äusseren, über die Öffnungen des ■.Gehäuses mit dem Aussenraum in Verbindung stehenden Ringraumes durchströmt, reisst er die in diesem Ringraum befindliche Luft üiifc, so dass austrittsseitig des Verteilerkörpers ausser dem · Sekundärstrom auch noch die mitgerissene Luft an den Aussenmantel der von der Zerstäuberdüse ausgehenden Brennerflamme herangeführt und mit dieser weitergefördert wird. Die o.us dem genannten äusseren Ringraum mitgerissene Luft wird durch die Öffnungen des Gehäuses eingesaugt, wodurch eine ringförmige ^TJm— strömung des austrittsseitigen Gehäuseteiles vom Aussenmantel der "Brennerflamme her entlang der· Au3senwandung des austrittsseiti.^en Gehäuseteils zurück bis zu den Gehäuse öffnungen und durch den äusseren Rincravjn entlang der Aussenwandung des Verteilerkörpers wieder bis sum Aussenmantel der Brennerflamme entsteht. .Durch, diese ringförmige umströrauag des austrittsseitigen Gehäuseteils wird erreicht, dass beim Betrieb des Brenners mit den entlang dem Aussenmantel der Brennerflamme vorhandenen Abgasen auch mehr oder weniger unverbrannte Verbrennungsprodukte durch die Gehäuseöffnungen wieder zurück und erneut an die •^rennerfiaaime hernji rrpoa.H'¹"¹; werden. 'uai.iic ist erreicht, dass die zunächst mehr oder weniger unverbrarnfcen Verbrennungsproaukte erneut an. äie heisse Brennerflamme heran reführt werden, v;o sie nunmehr vollkorimen verbrannt werden können. Infolgedessen kann mit einem solchen Brennerkopf eine höchste Leistung: nuch ol.'ne iüJGsbildun^ri: und damit unter weiügehender Vermeiden·" von

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Kohlenoxyd und Schwefelanhydrid im Abgas und damit beispielsweise auch am Kamin erzielt werden. Aufgrund der Rückführung der Abgase und der Nachverbrennung der zunächst unverbrannt gebliebenen Bestandteile in der Sekundärströmung ergibt sich zugleich eine Vergrösserung des Volumens und Temperatursteigerung der Brennerflamme, was weiterhin an den Wänden des Brennraumes den Y/ärme aus tausch begünstigt.

Nachteilig ist bei dem vorgenannten bekannten Brennerkopf jedoch noch, dass durch die ringförmige Rückführung der genannten Abgase mit Verbrennungsprodukten um den austrittsseitigen Endteil des Brennerkopfgehäuses dieser Teil ungünstig stark erhitzt wird und einer beschleunigten Abnutzung unterliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Brennerkopf so zu vervollkommnen, dass die vorteilhafte russfreie vollkommene Verbrennung und entsprechend hohe Leistung auch ohne eine Rückführung heisser Abgase durch Teile des Brennerkopfes erzielt werden kann.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Gehäuse eine geschlossene, selbst die äussere Begrenzung des Ringkanales für die zugeführte Verbrennungsluft bildende Umfangswandung aufweist und austrittsseitig gemeinsam mit dem Verteilerkörper einen nach dem vor der Zerstäuberdüse befindlichen Plammenbereich hin etwa kegelmantelförmig verjüngten Austrittsspalt bildet.

Durch eine solche Ausbildung des Brennerkopfes wird der Sekundärstrom der Verbrennungsluft so wirksam gegen den Aussenmantel der Brennerflamme geführt, dass die Nachverbrennung der zunächst noch nicht verbrannten Verbrennungsprodukte genauso vollständig wie bei der bisher bekannten ringförmigen Rückführung der entsprechenden Abgase erfolgt. Aufgrund der Verdünnung

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der Reaktionsmittel ergibt sich von der Auftreffstelle der Sekundärluft aus eine Weiterverbrennung nach vorn mit blauer, schwach leuchtender Flamme. Mangels einer Rückführung der genannten Abgase entfällt jedoch eine stärkere Erhitzung des austrittsseitigen Gehäuseteiles des Brennerkopfes. Zudem fällt der Brennerkopf auch einfacher und billiger herstellbar aus, weil ein besonderer Einsatzkörper wegfallen und das Gehäuse sehr einfach gestaltet werden kann.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Verteilerkörper in axialer Richtung relativ zum Gehäuse einstellbar, womit die Breite des vorgenannten Austrittsspaltes und damit die Stärke des auf die Brennerflamme einwirkenden Sekundärstromes der Verbrennungsluft und damit schliesslich auch die Art der Verbrennung selbst optimal einreguliert wer-.den kann.

Each einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verteilerkörper an seinem vor der Zerstäuberdüse befindlichen austrittsseitigen Ende auf einen gegenüber der lichten Weite seines Innenraumes kleineren Öffnungsquerschnitt verengt, während der verengte Teil etwa radial nach aussen führende Schlitze od. dgl. aufweist. Durch diese Massnahme ergibt sich eine Auflockerung der Brennerflamme im Umfangsbereich, so dass die weiter vorn schräg einwärts zugeführte Sekundärluft·tief in die Flamme eindringen und damit eine praktisch rückstandsfreie vollkommene Verbrennung sicherstellen kann.

Andere Ausgestaltungen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemässen Brennerkopfes.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 den Brennerkopf in einem Axialschnitt;

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Fig. 2 denselben Brennerkopf in einer Stirnansicht in

Richtung des Pfeiles II der Pig, 1 und

Fig. 3 eine austrittsseitige Blende desselben Brennerkopfes in einem Teilquerschnitt nach der Linie A-A der Pig. 2.

Der dargestellte Brennerkopf 1 schliesst an ein übliches Brennergehäuse 2 an, in dem sich ein (nicht dargestellter) Ventilator und eine (ebenfalls nicht dargestellte) Förderpumpe für den Brennstoff befindet. Die Förderpumpe fördert den Brennstoff, beispielsweise Gasöl, über (ebenfalls nicht dargestellte) Ventile in die Zerstäuberdüse 3» die sich am äusseren Ende eines das Brennergehäuse 2 durch eine Öffnung 5 nach aussen durchsetzenden Zuführungsrohres 4 befindet. An der gegenüber dem Zuführungsrohr 4 wesentlich grösseren Öffnung des Brennergehäuses 2 schliesst nach aussen zugleich ein rohrförmiges Gehäuse 6 des Brennerkopfes an, welches das Zuführungsrohr 4 und die Zerstäuberdüse 3 konzentrisch umgibt. Dabei bildet das Gehäuse 6 zugleich die äussere geschlossene Begrenzung eines das Zuführungsrohr 4 und die Zerstäuberdüse 3 konzentrisch umgebenden Ringkanales für die aus dem Brennergehäuse 2 durch die Öffnung 5 zugeführte Verbrennungsluft.

Auf das Zuführungsrohr 4 ist ein etwa topfförmiger Verteilerkörper 8 für die Verbrennungsluft aufgeschoben, an dessen axial vom Zuführungsrohr 4 durchsetzten und konzentrische Bohrungen 15 aufweisenden Boden 14 eintrittsseitig ein Ansatz anschliesst. Dabei ist der Verteilerkörper 8 durch (nicht dargestellte) radiale Schrauben am Zuführungsrohr 4 axial einstellbar festgeklemmt. Im übrigen ist der Boden und Ansatz des Verteilerkörpers 8 achsparallel von zwei Bohrungen 9 und einer Bohrung 10 durchsetzt, durch welche zwei Elektroden 11 und ein Fotoelement 12 in den Verteilerkörper 8 hinein bis in den -Bereich der ebenfalls noch im Verteilerkörper 8 befindlichen Zerstäuberdüse 3 ragen. Die beiden Elektroden 11 bilden eine Zündvorrichtung zum Entzünden der Brennerflamme, während das Fotoelement 12 auf-

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grund seiner Lichtempfindlichkeit zur Anzeige des gezündeten Zustandes des Brennstoffes dient.

Der an seiner Aussenseite gegenüber dem Gehäuse 6 einen Ringspalt freilassende Verteilerkörper 8 weist entlang seinem Aussenumfang radiale Rippen 13 auf, durch welche er mitsamt dem Zuführungsrohr 4 und der Zerstäuberdüse 3 im Gehäuse 6 axial geführt ist. Im übrigen ergibt sich durch die in den Innenraum 16 des Verteilerkörpers 8 führenden Öffnungen 15 die Verzweigung eines Primärstromes der zugeführten Verbrennungsluft unmittelbar" zur Zerstäuberdüse 3, während ein weiterer Zweig der zugeführten Verbrennungsluft als Sekundärstrom entlang dem Ringspalt zwischen Verteilerkörper 8 und Gehäuse 1 weiterströmen kann.

Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, bildet das äussere Ende des Verteilerkörpers 8 eine konisch verjüngte äussere Ringfläche 23» während das äussere Ende des Gehäuses 6'einen etwa zugeordnet konisch eingezogenen und gegenüber dem Ende des verteilerkörpers 8 einen Austrittsspalt 22 freilassenden Rand 7 aufweist.

Dicht vor der Zerstäuberdüse 3 ist in den Verteilerkörper 8 eine Blende 17 eingesetzt, deren mittlere Öffnung 18 den Austritt des Brennstoffstrahles und eines Bruchteiles des Primärstromes der Verbrennungsluft zulässt. Ausserdem weist die Blende 17 von der Öffnung 18 radial nach aussen führende Schlitze auf, die gemäss Fig. 3 in Umfangsrichtung der Öffnung 18 schräg verlaufen.

Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, ist auf ein Aussengewinde des Ansatzes des Verteilerkörpers 8 ein Ring 20 mit einem entsprechenden Innengewinde aufgeschraubt, der über die konzentrischen Öffnungen 15 im Boden 14 des Verteilerkörpers 8

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radial nach aussen ragt, so dass zwischen diesem Ring und den eintrittsseitigen Enden der Öffnungen 15 ein in seiner Breite einstellbarer Ringspalt 21 gebildet werden kann. Durch eine entsprechende axiale Einstellung des Verteilerkörpers 8 gegenüber dem Gehäuse 6 und des Ringes 20 gegenüber dem Verteilerkörper 8 können somit die Breiten des Ringspaltes 21 und des Austrittsspaltes 22 unabhängig voneinander so eingestellt werden, dass sich sowohl die gewünschte Aufteilung der Verbrennungsluft in den Primärstrom und den Sekundärstrom als auch die. Wirkung des konisch gegen die Brennerflamme gerichteten Sekundärstromes optimal einstellen lassen.

Während der Primärstrom der vom Ventilator durch das Gehäuse 6 zugeführten Verbrennungsluft zur unmittelbaren Vermischung mit dem aus der Zerstäuberdüse 3 zerstäubt austretenden Brennstoff dient, bildet der aus dem Austrittsspalt 22 austretende Sekundärstrom einen in Brennrichtung schräg gegen die Brennerflamme zusammenströmenden Luftstrom, der einen Teil der Verbrennungsprodukte mitreisst, die aufgrund der Verdünnung der Reaktionsmittel unter Mischung mit der Flamme vom Mischpunkt nach vorn ausgehend eine blaue oder schwach leuchtende Flamme erzeugen.

Die Einstellung der Breite des Austrittsspaltes 22 und damit der Einwirkung des Sekundärstromes der Verbrennungsluft auf die Brennerflamme kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, dass das den Verteilerkörper 8 tragende Zuführungsrohr 4 innerhalb des Brennergehäuses 2 einen Bügel 30 trägt, der in einer exzentrischen Gewindebohrung von einer parallel zum Zuführungsrohr 4 verlaufenden Gewindespindel 31 durchsetzt ist. Die Gewindespindel 31 durchsetzt das Brennergehäuse 2 nach aussen und kann über einen dortigen Betätigungsknopf 32 verdreht werden. Ausserdem ist sie beiderseits der durchsetzten Gehäusewandung durch je einen Stellring 33 od. dgl. gegenüber dieser Gehäusewandung axial unverschiebbar geführt, so dass eine Verdrehung

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des Betätigungslaiopfes 32 zur gewünschten axialen Verschiebung des Verteilerkörpers 8 gegenüber dem am Brennergehäuse 2 festgelegten Gehäuse 1 des Brennerkopfes führt.

Patentansprüche^

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Claims

Patentansprüche

1./ Brennerkopf für flüssige Brennstoffe, insbesondere Gasöl, innerhalb dessen eine Zerstäuberdüse konzentrisch mit Abstand umgebenden und an eine luftzuführung angeschlossenem Gehäuse ein etwa topfförmiger und die Zerstäuberdüse ebenfalls, konzentrisch umgebender Verteilerkörper angeordnet ist, an dessen eintrittsseitigem, von der Zerstäuberdüse durchsetzten Boden die in das Gehäuse in einem Ringkanal einströmende Verbrennungsluft in einen den Boden durch Öffnungen durchsetzenden- Primärstrom und einen den Verteilerkörper aussen umströmenden Sekundärstrom aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) eine geschlossene, selbst die äussere Begrenzung des Ringkanales für die zugeführte Verbrennungsluft bildende Umfangswandung aufweist und austrittsseitig gemeinsam mit dem Verteilerkörper (8) einen nach dem vor der Zerstäuberdüse (3) befindlichen Flammenbereich hin etwa kegelmantelförmig verjüngten Austrittsspalt (22) bildet,

2. Brennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Ende des Verteilerkörpers (8) eine konisch verjüngte äussere Ringfläche (23) bildet und das äussere Ende des Gehäuses (6) einen etwa zugeordnet konisch eingezogenen und gegenüber dem Ende des Verteilerkörpers (8) den Austrittsspalt (22) freilassenden Rand (7) aufweist,

3. Brennerkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkörper (8) in axialer Richtung relativ zum Gehäuse (6) einstellbar ist.

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4. Brennerkopf nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkörper (8) an seinem vor der Zerstäuberdüse (3) befindlichen austrittsseitigen Ende auf einen gegenüber der lichten Weite seines Innenraumes (16) kleineren Öffnungsquerschnitt (Öffnung 18) verengt ist und der verengte Teil etwa radial nach aussen führende Schlitze (19) od. dgl. aufweist.

5. Brennerkopf nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Teil aus einer in den Verteilerkörper (8) eingesetzten, die Schlitze (19) aufweisenden Blende (17) besteht.

6. Brennerkopf nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (19) in Umfangsrichtung der Öffnung (18) schräg verlaufen.

7. Brennerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem eintrittssextigen axialem Ansatz des Verteilerkörpers (8) ein über die konzentrischen Öffnungen (15) von dessen Boden (14) radial nach aussen ragender Ring (20) axial einstellbar angeordnet ist..

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