DE3005042C2

DE3005042C2 - Liquid fuel burner with a swirl chamber

Info

Publication number: DE3005042C2
Application number: DE19803005042
Authority: DE
Inventors: Aloysius Maria Arnhem Verhagen
Original assignee: Smit Ovens Nijmegen Bv Nijmegen Nl; Smit Ovens Nijmegen Nijmegen BV
Current assignee: Smit Ovens Bv Nijmegen Nl
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3005042A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für flüssigen Brennstoff mit einer Wirbelkammer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung stellt eine Verbesserung der Erfindung nach Patent 28 28 319 dar. Im Hauptpatent ist ein Brenner beschrieben, der ohne Zerstäubungsdüse für den Brennstoff arbeitet. Vernebelung und Vergasung des Brennstoffes finden unter weitgehender Zerschlagung der Brennstoffteilchen in einem begrenzbaren Volumen statt. Die Luft wird so geführt, daß sie innerhalb der Wirbelkammer einen Zyklon ausbildet, wobei der Brennstoff im Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet, vorzugsweise angesaugt wird.The invention relates to a burner for liquid Fuel with a swirl chamber after The preamble of claim 1. The invention represents an improvement of the invention according to patent 28 28 319. The main patent describes a burner which works without an atomizing nozzle for the fuel. Fogging and gasification of the fuel take place with extensive breaking up of the fuel particles in one limited volume instead. The air is guided in such a way that it forms a cyclone within the vortex chamber, wherein the fuel is introduced, preferably sucked in, in the area of the axis of the cyclone.

Unter »Zyklon« wird hierbei eine Luftbewegung verstanden, die kreisförmig ist, wobei aufgrund der Fliehkräfte eine geringfügige Luftverdichtung zum Rand der Wirbelkammer hin erfolgt. Aufgrund dieser Luftführung ergibt sich ein Unterdruck im Inneren des Zyklons, der dazu benutzt wird, den Brennstoff anzusaugen. Es ist erforderlich, daß der Brennstoff im Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet wird, da hier der Unterdruck erfahrungsgemäß seinen Höchstwert erreicht. Der eingeführte Brennstoff wird durch die Turbulenzen innerhalb der Luftbewegung sofort zerrissen und in feinste Teilchen aufgeteilt und bei entsprechenden Temperaturverhältnissen rußfrei verbrannt."Cyclone" is understood here to mean an air movement that is circular, whereby due to the centrifugal forces there is a slight compression of air towards the edge of the vortex chamber. Because of this air flow there is a negative pressure inside the cyclone, which is used to suck in the fuel. It is required that the fuel is introduced in the area of the axis of the cyclone, because this is where the negative pressure experience has shown that it has reached its maximum value. The imported fuel is due to the turbulence within immediately torn apart by the movement of air and divided into the finest particles and at the appropriate temperature conditions Burned soot-free.

Der Brenner gemäß Hauptpatent besitzt eine Eintrittsöffnung für den Brennstoff in der Rückwand der als Misch- und Zerstäubit-gskammer ausgebildeten Wirbelkammer. Die Öffnung bzw. Öffnungen zur Zuführung der Verbrennungsluft dagegen sind in den Mantel der Wirbelkammer eingearbeitet und gestatten eine Luftführung, bei der sich, wie bereits erwähnt, ein Zyklon ausbildet.The burner according to the main patent has an inlet opening for the fuel in the rear wall of the as Mixing and atomizing chamber designed swirl chamber. The opening or openings for supplying the combustion air, on the other hand, are in the jacket incorporated into the vortex chamber and allow an air flow in which, as already mentioned, a cyclone trains.

Zahlreiche Versuchsläufe haben gezeigt, daß ein wesentliches Kriterium für die Wirtschaftlichkeit des Brenners darin besteht, die aufgewandte Energie für die Zerschlagung des Brennstoffes, die durch den Ventilator aufgebracht wird und die durch den Verbrennungsiuftstrom transportiert wird, möglichst ökonomisch und gezielt einzusetzen. Dazu empfiehlt es sieh, weitere Überlegungen anzustellen, die die Gestaltung der Misch- und Zerstäubungskammer bzw. Wirbelkammer selbst sowie die in ihr mündenden Öffnungen betreffen.Numerous test runs have shown that an essential criterion for the economy of the burner consists in the energy expended for smashing the fuel produced by the fan is applied and which is transported by the combustion air flow, as economically and specifically as possible to use. To do this, see further considerations employ the design of the mixing and atomizing chamber or vortex chamber itself as well as concern the openings opening into it.

Insbesondere ist bei der Gestaltung dieser beiden Elemente darauf zu achten, daß ein möglichst geringer Reibungsverlust innerhalb der Luftzuführungsöffnungen selbst erreicht als auch ein Stauverlust innerhalb der Wirbelkammer vermieden wird.In particular, when designing these two elements, care must be taken to ensure that the friction loss is as low as possible achieved within the air supply openings themselves as well as a loss of congestion within the Vortex chamber is avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, bei einem Brenner der eingangs genannten Art die Öffnungen so auszustatten, daß wenigstens ein Teil und/oder die Wirbelkammer selbst einen sich von außen nach innen verjüngenden Querschnitt besitzt, wobei die Querschnittsfläche der Wirbelkammer quer zur Achse an jedem Punkt der Achse größer ist als die Summe der effektiven Querschnittsflächen der zwischen dem Punkt und der Rückwand der Wirbelkammer liegenden Öffnungen. To solve this problem, it is proposed that the openings in a burner of the type mentioned at the outset to equip so that at least a part and / or the vortex chamber itself from the outside to has an internally tapering cross-section, the cross-sectional area of the vortex chamber being transverse to the axis at any point on the axis is greater than the sum of the effective cross-sectional areas between the point and the rear wall of the vortex chamber lying openings.

Hierbei bedeutet »effektive Querschnittsfläche« die dem Luftdurchtritt zur Verfügung stehende minimale Querschnittsfläche jeder Öffnung."Effective cross-sectional area" here means the minimum available for air passage Cross-sectional area of each opening.

6ö Wenn auch jedes der beiden Teilmerkmale für sich eine Steigerung der Effizienz der Energieausnutzung bedeutet, so bringt jedoch insbesondere die Kombination der beiden Merkmale eine synergistische Steigerung des Energieeinsparungseffektes.6ö Even if each of the two partial features for itself means an increase in the efficiency of energy use, but the combination in particular brings benefits of the two features a synergistic increase in the energy saving effect.

Insbesondere werden die Öffnungen kegclstumpf- oder trompetenförmig gestaltet, wobei die Öffnung sich von der Außenseite zur Innenseite des Mantels verjüngt. Neben den sich verjüngenden Öffnungen sindIn particular, the openings are designed in the shape of a truncated cone or trumpet, the opening being tapered from the outside to the inside of the jacket. Next to the tapered openings are

auch solche mit gleichbleibendem Querschnitt durch den Mantel der Wirbelkammer geführt. Insbesondere muß durch Lage, Anordnung und Zahl der Öffnungen gewährleistet sein, daß sich kein Brennstoff an den Wänden oder den Kanten der Wirbelkammer-Mündung absetzt. Dieses Ziel wird insbesondere dadurch ereicht, daß die sich verjüngenden Öffnungen stromabwärts sich an die Brennstoff-Eintrittsöffnungen anschließen, während die öffnungen mit gleichbleibendem Querschnitt insbesondere kurz vor dem Ende der Wirbelkammer angeordnet sind.even those with a constant cross-section passed through the jacket of the vortex chamber. In particular The position, arrangement and number of openings must ensure that there is no fuel on the walls or the edges of the vortex chamber mouth. This goal is achieved in particular by that the tapered openings downstream connect to the fuel inlet openings, while the openings with a constant cross section, in particular shortly before the end of the vortex chamber are arranged.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Kontur des Mantels der Wirbelkammer gestuft oder sich stetig zur Mündung erweiternd zu gestalten.It is also proposed that the contour of the jacket the vortex chamber stepped or designed to widen steadily towards the mouth.

Kammer 43 konzentrisch herum ein Brennermantef 63 angeordnet, der gegenüber dem der Kammer 43 einen wesentlich größeren Durchmesser hat Der Brennermantel 63 kann beispielsweise zylindrisch geformt sein, 5 wobei er die Stabilität der Verbrennung verbessert.Chamber 43 arranged concentrically around a burner jacket 63, which opposite that of the chamber 43 a has a significantly larger diameter The burner jacket 63 can be cylindrical in shape, for example, 5 thereby improving the stability of the combustion.

Die starke Wirbelbewegung (Zyklon), die innerhalbThe strong vortex movement (cyclone) that occurs within

der Wirbelkammer 43 durch das Einblasen der Verbrennungs- und Zerstäubungsluft hervorgerufen wird, setzt sich in das Innere des Brennermantels 63 fort und sorgtthe swirl chamber 43 is caused by the injection of the combustion and atomization air, sets continues into the interior of the burner jacket 63 and cares

ίο für eine stabile, konzentrierte Ramme.ίο for a stable, concentrated ram.

Die F i g. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des Brennkammereinsatzes 54, der auch die Misch- und Zerstäubungskammer (Wirbelkammer 43) mit umfaßt. Es ist zu erkennen, daß Öffnungen 144,144' in zweiThe F i g. 2 and 3 show a first embodiment of the combustion chamber insert 54, which also includes the mixing and atomizing chamber (vortex chamber 43). It can be seen that openings 144, 144 ' in two

zunächst ein Kranz mit öffnungen 144, die eine sich von außen nach ^;nnen, d. h. zur Kammer hin, verjüngenden Querschnitt besitzen. Dabei ist die Ivj-enseite der Öff-20 nungen 144 kegelstumpfförmig verengt, --vobei jedoch III der die Achse des Kegels nicht genau senkrecht auf der Achse der Wirbelkammer steht, sondern aus der Normalenrichtung verschoben ist. Hierdurch wird gewährleistet, d?3 eine Wirbelströmung, d. h. ein Zyklon, inner-first of all a wreath with openings 144, one ^{facing outwards;} nnen, ie towards the chamber, have a tapering cross-section. The side of the openings 144 is narrowed in the shape of a truncated cone, but III where the axis of the cone is not exactly perpendicular to the axis of the vortex chamber, but is shifted from the normal direction. This ensures that there is a vortex flow, i.e. a cyclone, inside

führt Zwischen Vorratsbehälter und Brenner ist ein Schwimmerregelventil eingebaut, das für einen stetig gleichen Druck zwischen Brenner-Brennstoffeintrittsdruck und Menge an Brennstoff in der Zeiteinheit gesorgt Die Leitung 32 endet in einer Bohrung 34, welche mit einer verschließbaren weiteren Bohrung, der Ein-A float control valve is installed between the storage tank and the burner, which provides a steady flow the same pressure between the burner fuel inlet pressure and the amount of fuel in the unit of time is ensured The line 32 ends in a bore 34, which with a closable further bore, the inlet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figu- 15 verschiedenen Arten vorliegen. Stromabwärts von der ren dargestellt Die F i g. zeigt Eintrittsöffnung 30 mit dem Zuführungskanal 30' folgtEmbodiments of the invention are shown in FIGS. 15 different types. Downstream of the ren shown The F i g. shows inlet opening 30 with the feed channel 30 'follows

F i g. 1 eine Heizkesselbefeuerung mit einem Brenner "F i g. 1 a heating boiler with one burner "

gemäß Zusatzerfindung;according to additional invention;

Fig.2 einen Teil der Misch- und Zerstäubungskammer gemäß F i g. 1;2 shows a part of the mixing and atomizing chamber according to FIG. 1;

F i g. 3 eine Schnittansicht gemäß Linie III Fig.2;F i g. 3 shows a sectional view along line III, FIG. 2;

Fig.4 eine andere Ausführungsform einer Wirbelkammer; 4 shows another embodiment of a vortex chamber;

F ig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Wirbel- 25 halb der Wirbelkammer entsteht kammer. Der Kegelöffnungswinkel der Öffnungen 144 beträgtFig. 5 another embodiment of a vortex chamber is formed half of the vortex chamber. The cone opening angle of the openings 144 is

In der F ig. 1 ist eine Heizkesselbefeuemng mit einem etwa 10-40°; der Querschnitt verengt sich auf etwa Brenner 10 dargestellt Der flüssige Brennstoff, übli- 5-30% des anfänglichen Querschnittes. Insgesamt cherweise Heizöl EL mit einer Viskosität von etwa münden in die Wirbelkammer 43 zweimal neun Öffnun-5cSt(5 χ ΙΟ-⁶ m²/s) bei 20⁰C, wird von einem Vorrats- 30 gen 144, wobei ein zweiter Kranz mit Öffnungen 145 behälter 31 über eine Leitung 32 dem Brenner 10 züge- stromabwärts zu dem ersten angeordnet ist. AnstelleIn fig. 1 is a Heizkesselbefeuemng with a about 10-40 °; the cross-section narrows to about burner 10 shown The liquid fuel, usually 5-30% of the initial cross-section. Altogether, heating oil EL with a viscosity of about open into the swirl chamber 43 twice nine openings 5cSt (5 ΙΟ- ⁶ m ² / s) at 20 ⁰ C, from a supply 30 gen 144, with a second ring with openings 145 container 31 via a line 32 to the burner 10 is arranged downstream of the first train. Instead of

einer kegelstumpfförmigen Öffnung können die Öffnungen 144/145 auch durch eine gekrümmte, trompetenförmige Wandung begrenzt oder gestuft sein. Durch die öffnung 30 und Niveau des Schwimmerregelventils 33 35 besondere Form wird der Reibungswiderstand innersorgt. Damit ist für die Proportionalität zwischen Unter- halb der Öffnungen herabgesetzt und damit die Geschwindigkeit des Luftstromes beim Eintreten m die Kammer erhöht. Es kommt damit bei gleichem Eingangsdruck, also gleichem Energieverbrauch, zu einerA frustoconical opening, the openings 144/145 can also be limited or stepped by a curved, trumpet-shaped wall. The special shape of the opening 30 and the level of the float control valve 33 35 provides for the frictional resistance. This reduces the proportionality between below the openings and thus increases the speed of the air flow when entering the chamber. With the same inlet pressure, i.e. the same energy consumption, a

trittsöffnung 30, in Verbindung steht. Die Eintrittsöff- 40 besseren Verwirbelung und Zerschlagung der öltröpfnung 30 kann mit Hilfe einer magnetisch steuerbaren chen in der Kammer.opening 30, is in communication. The inlet openings 40 better turbulence and disruption of the oil droplets 30 can with the help of a magnetically controllable surface in the chamber.

Ventilnadel 60 geöffnet und verschlossen werden. Zusätzlich zu den schrägstehenden, sich ve.-jüngen-Valve needle 60 can be opened and closed. In addition to the oblique, ve.-younger-

Der flüssige Brennstoff tritt aus der Eintrittsöffnung den öffnungen 144 sind weitere öffnungen 144' vorge-30 in eine als Misch- und Zerstäubungskammer ausge- sehen, die keine sich ändernde, sondern eine zylindristattete Wirbelkammer 43 ein, die von einem zylindri- 45 sehe Mantelform besitzen. Auch diese Öffnungen nehschen Mantel 43' umgeben ist, in den in Achsenrichtung men einen Teil des Luftstromes auf. Sie stehen sowohl in hintereinanderliegend mehrere Kränze von Lufteinlaß- Normalenrichtung als auch versetzt davon. Um die Geöffnungen 144,144' einmünden. räuschbildung zu mindern, sind die Öffnungen 144' im Der Mantel 43', also die innenfläche der Wirbelkam- Gegensinn zu den Öffnungen 144 versetzt, d. h. die Einmer 43 kann zylindrisch ausgebildet sein, so daß der 50 blasrichtung würde einen Zyklon mit anderem Drehsinn Querschnitt gleichförmig von der Rückwand mit der erzeugen, wenn dieser sich ungestört ausbilden könnte Öffnung 30 bis zur Mündung 44 der Kammer 43 ist. Die Im vorlegenden Fall wird der Drall, der von den im Innenflächen-Kontur kann jedoch auch von der Zylin- Inneren der Kammer 43 liegenden Öffnungen stammt, derform abweichen, d. h. der Querschnitt ist über die etwas abgebremst und tritt daher mit verminderter Ge-Achsenlänge nicht gleich, sondern erweitert sich gestuft 55 schwindigkeit aus, was eine wesentliche Geräuschmin- oder stetig von der Eintrittsöffnung bis zur Mündung. derung bedeutet.The liquid fuel emerges from the inlet opening, openings 144 , further openings 144 'are provided in a mixing and atomizing chamber which is not a changing, but a cylinder-shaped vortex chamber 43 which has a cylindrical shell shape . These openings are also surrounded by nehschen jacket 43 ', in which part of the air flow in the axial direction men. They stand both in a number of wreaths one behind the other from the air inlet normal direction as well as offset from it. Open around the openings 144, 144 ' . To reduce noise, the openings 144 ' in the jacket 43', i.e. the inner surface of the vortex counter-direction , are offset from the openings 144 , i.e. the Einmer 43 can be cylindrical so that the blowing direction would have a uniform cross-section of a cyclone with a different direction of rotation from the rear wall with which, if this could develop undisturbed, opening 30 to the mouth 44 of the chamber 43 is. In the present case, the twist, which originates from the openings in the inner surface contour but can also be from the cylinder interior of the chamber 43, deviate in this way, ie the cross-section is somewhat slowed down and therefore does not occur with a reduced Ge axis length the same, but increases in steps of 55 speed, which is a significant noise min- or steady from the inlet opening to the mouth. change means.

Bei allen Konfigurationen münden Lufteinlaßöffnun- Außerdem können die zylindrischen öffnungen 144' In all configurations, air inlet openings open out. In addition, the cylindrical openings 144 '

gen 144, 144' seitlich in die Kammerwand. Die Luft ge- sowohl kurz vor dem Ende der Misch- und Zerstäulangt an die Lufteinlaßöffnungen 144, 144' über einen bungskammer als auch zwischen den Kränzen de·- koninngförmigen Kanalraum 36, der um die Achse der Wir- 60 sehen Öffnungen 144 angeordnet sein, belkamrner 43 herum angeordnet ist und von einem Ein wesentliches Merkmal für die Bemessung der Öff-gen 144, 144 ' laterally into the chamber wall. The air reaches the air inlet openings 144, 144 ' shortly before the end of the mixing and atomizing process via an exercise chamber as well as between the rings of the Koninng-shaped duct space 36, which is arranged around the axis of the openings 144 , belkamrner 43 is arranged around and of a An essential feature for the dimensioning of the opening

Ventilator 40 über eine Luftleitung 37 mit Luft beschickt nungsquerschnitte ist, daß die Summen der effektiven wird. Von dort strömt die Luft unter Druck direkt durch Querschnittsflächen Q, und Q₇ der Einzelöffnungen kleidie Lufteinlaßöffnungcn in die Wirbelkammer 43. Eine ner ist als die Querschnittsfläche der Mündungsöffnung, Stirnwand 51 bildet den Abschluß eines üblichen Heiz- 65 so daß sich kein Stau ausbilden kann, kesseis, der mit den übliche.i Austauscherrohren (nicht
dargestellt) und Seitenwänden 52 ausgestattet ist.
Weiterhin wird an der Innenseite um die Öffnung derFan 40 through an air line 37 charged with air flow cross-sections is that the sums of the effective. From there, the air flows under pressure directly through cross-sectional areas Q and Q _{7 of} the individual openings dress the air inlet openings into the swirl chamber 43. One is smaller than the cross-sectional area of the mouth opening, end wall 51 forms the end of a conventional heater 65 so that no congestion can form , kesseis, the one with the usual.i exchanger tubes (not
shown) and side walls 52 is equipped.
Furthermore, on the inside around the opening of the

Durch die in v<;rschiedenen Richtungen versetzt Hegenden und geraden öffnungen 144,145,144' ergibt sich
eine optimale ZerschlaEune und Verwirbslune des Öl- The straight openings 144, 145, 144 ', offset in different directions, result in
an optimal blurring and swirling mood of the oil

Strahls bei gleichzeitig hohem Vakuuminhalt der Wirbelkammer 43.Beam with a simultaneously high vacuum content of the swirl chamber 43.

In einem Ausführungsbeispiel sind in etwa folgende Abmessungen gewählt worden: Der erste Kranz von konisch geformten Bohrungen 144 ist etwa 2,5 — 5 mm von der Mündung der Eintrittsöffnung 30 entfernt, gemessen von einer Projektion des Zentrums der Öffnungen 144 auf die Achse der Kammer 43. Es folgt ein weiterer Kranz mit öffnungen 144, der einen Abstand von 12 mm hat. Die Öffnungen 144' liegen im Ausführungsbeispiel in einem Abstand von 7,5±1.0bzw. 17,5 ±2.0 mm von der Mündung der Kammer entfernt. Diese Werte sollen nur ein Anhaltspunkt geben für die gegenseitige Anordnung der einzelnen Teile. Insbesondere sollte der letzte Kranz der öffnungen so nahe an der Mündung angeordnet sein, daß die aus ihm fließende Luft verhindert, daß sich Brennstoff an der Mün-In one embodiment, approximately the following dimensions have been chosen: The first ring of conically shaped bores 144 is about 2.5-5 mm away from the mouth of the inlet opening 30, measured from a projection of the center of the openings 144 onto the axis of the chamber 43 Another ring with openings 144 follows, which is 12 mm apart. The openings 144 ' are in the embodiment at a distance of 7.5 ± 1.0 or. 17.5 ± 2.0 mm from the mouth of the chamber. These values are only intended as a guide for the mutual arrangement of the individual parts. In particular, the last ring of openings should be arranged so close to the mouth that the air flowing out of it prevents fuel from sticking to the mouth.

2525th

3030th

3535

4040

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Wirbelkammereinsatzes ist in der F i g. 4 dargestellt. In diesem FaI-Ie ist die Wirbelkammer mit einer sich stetig von der Eintrittsöffnung 30 zur Mündung hin erweiternden Querschnittsfläche versehen. Die Öffnungen liegen auch hier so in ihrer Achse versetzt, daß sie tangential in die Kammer einmünden und einen Zyklon erzeugen. Dabei sind vorzugsweise sich trichterförmig verjüngende Öffnungsquerschnitte gewählt. Wesentlich ist auch, daß durch die Abrundung der Kante 11 im Bereich der Mündung der Wirbelkammer 43 verhindert wird, daß sich Öltröpfchen an der Kante absetzen. Hierdurch wird auch eine wesentliche Geräuschminderung erreicht. Im übrigen können auch bei dieser Ausführungsform verschiedene Anstellwinkel der Öffnungen gewählt werden. Another embodiment of the vortex chamber insert is shown in FIG. 4 shown. In this case is the vortex chamber with a steadily widening from the inlet opening 30 to the mouth Provided cross-sectional area. The openings are also offset in their axis here so that they are tangential to the Open the chamber and create a cyclone. In this case, opening cross-sections are preferably tapering in the shape of a funnel chosen. It is also essential that the rounding of the edge 11 in the area of the mouth the swirl chamber 43 prevents oil droplets from settling on the edge. This will also achieved a substantial noise reduction. In addition, various can also be used in this embodiment The angle of incidence of the openings can be selected.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der Hig Wirbelkammer 43 mit sich gestuft erweiternden Querschnittsflächen versehen ist. Der erste Abschnitt 12 der Kammer besitzt noch einen relativ kleinen Querschnitt: in ihn münden die ersten Lufteintrittsöffnungen 145: die nächste Stufe 13 ist mit Lufteintrittsöffnungen 146 versehen. Der im Bereich der Mündung liegende Abschnitt 14 hat die größte Querschnittsfläche. Die Öffnungen 144. 145. 146 liegen vorzugsweise so. daß ihre Mündung innerhalb des Mantels 43' im Kantenbereich 149 liegt, so daß die an die Kante gebiasenen Ölmengen sich leicht ablösen und durch den Luftstrom verwirbelt werden. Hierdurch wird ebenfalls wesentlich der Zerstäubungseffekt erhöht.Fig. 5 shows a further embodiment in which the high vortex chamber 43 is provided with stepped widening cross-sectional areas. The first section 12 of the chamber still has a relatively small cross section: the first air inlet openings 145 open into it: the next step 13 is provided with air inlet openings 146. The section 14 located in the area of the mouth has the largest cross-sectional area. The openings 144, 145, 146 preferably lie like this. that their opening lies within the jacket 43 'in the edge region 149 , so that the quantities of oil blown onto the edge are easily detached and swirled by the air flow. This also significantly increases the atomization effect.

Abstufungen und Gestaltungen der Bohrungen können dabei weitgehend variiert werden. Zur Vermeidung eines Staus und zur Erzeugung einer stetigen und konzentriert-stabil brennenden Flamme ist erforderlich, daß die Querschnittsfläche der Misch- und Zerstäubungskammer in allen Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 2 bis 5 an jedem Punkt der Achse größer ist als die Summe der effektiven Querschnittsfläche der zwischen den Punkten und der Rückwand der Wirbelkammer liegenden Öffnungen 144. 144' bzw. 145 bis 147. Insbesondere bei den Ausführungen mit sich erweiternder bzw. gestufter Wirbelkammer 43 ist dieses Prinzip zu wahren.Graduations and designs of the holes can be varied to a large extent. In order to avoid a jam and to generate a steady and concentrated-stable burning flame, it is necessary that the cross-sectional area of the mixing and atomizing chamber in all the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 5 at any point on the axis is greater than the sum of the effective cross-sectional area of the openings 144, 144 ' or 145 to 147 located between the points and the rear wall of the vortex chamber to uphold this principle.

Zusätzlich zu den in die Wirbelkammer 43 (Fig.4) bzw. 12.13.14 (F i g. 5) mündenden Öffnungen 144,144', 545. bis 147 sind zur Verminderung der Verschmutzung an der äußeren Stirnseite des Einsatzes 54 noch etwa sechs bis zehn Bohrungen 150 bzw. 151 eingelassen, die einen Teil der Verbrennungsluft an der Kammer vorbeiführen. Diese unvermischt an die Stirnseite gelangende Luft sorgt dafür, daß vor der Stirnseite ein gewisses Luftpolster entsteht, das die aus der Wirbelkammer 43 herausströmenden Teilchen nicht an die Stirnkammer zurückgelangen läßt. In addition to the openings 144, 144 ', 545 to 147 opening into the vortex chamber 43 (FIG. 4) or 12.13.14 (FIG. 5), there are about six to ten on the outer face of the insert 54 to reduce contamination Boreholes 150 and 151 let in, which lead part of the combustion air past the chamber. This unmixed air reaching the front side ensures that a certain air cushion is created in front of the front side, which does not allow the particles flowing out of the vortex chamber 43 to get back to the front chamber.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen tritt der Brennstoffstrahl aus der Eintrittsöffnung 30 nicht in Tröpfchenform, d. h. zersprüht heraus, sondern anfangs in einem kompakten Strahl von z. B. 1 mm Durchmesser. Der Ölverbrauch liegt bei einer solchen Anordnung beispielsweise zwischen 0.2 bis 5 kg öl pro Stunde, wobei es durch Variation der Ventilatorleistung möglich sein soll, auf 25% und weniger der vollen Brennleistung herabzufahren. Aufgrund der Turbulenzen und Zentrifugalkräfte, die innerhalb des Zyklons wirken, wird der Strahl innerhalb und außerhalb der Wirbelkammer voll erfaßt, in feine Tröpfchen zerstäubt, mit Luft gemischt und teilweise vergast. Dabei wird eine rußfreie, im wesentlichen mit blsuer oder blau-gelber Flarnmp vnr sich gehende Verbrennung beobachtet.In all of the embodiments described, the fuel jet does not enter from the inlet opening 30 Droplet form, d. H. sprayed out, but initially in a compact jet of z. B. 1 mm diameter. The oil consumption in such an arrangement is, for example, between 0.2 to 5 kg of oil per hour, with by varying the fan output, it should be possible to reduce the combustion output to 25% and less. Due to the turbulence and centrifugal forces acting inside the cyclone, the jet will fully captured inside and outside the vortex chamber, atomized into fine droplets, mixed with air and partially gassed. This produces a soot-free, essentially blush or blue-yellow flame that goes from one to the other Burning observed.

Zur Zündung und Auslösung der Verbrennung ist beispielsweise eine Zündspirale vorgesehen, die aus einein etwa 1 mm dicken Draht aus einer warmfesten, verzunderungsarmen Chrom-Nickel-Legierung besteht. Der Glühdraht der Ziindspirale ist so angeordnet, daß er von dem Strahl des unverbrannt ausströmenden Gemisches beim Ausströmen aus der Wirbelkammer 43 durchsetzt wird und diesen bei einer Eigentemperatur von etwa 1050—HOO⁰C entzündet. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung einer Zündspirale ermöglicht, von Anfang an mit einem sehr mageren, praktisch stöchiometrischen Brennstoff-Luft-Gemisch zu fahren.To ignite and trigger the combustion, for example, an ignition spiral is provided, which consists of a wire approximately 1 mm thick and made of a heat-resistant, low-scaling chromium-nickel alloy. The filament of Ziindspirale is arranged so that it is penetrated by the jet of uncombusted effluent mixture as it flows out of the swirl chamber 43 and ignites it at a characteristic temperature of about 1050 ⁰ C HOO. It has been shown that the use of an ignition spiral makes it possible to drive with a very lean, practically stoichiometric fuel-air mixture from the start.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

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Claims

Patent claims:

1. burner for liquid fuel,

- With a substantially circular cross-section over its entire depth than Mixing and atomizing chamber formed swirl chamber, which through one side a rear wall is closed and on the other side into a combustion chamber flows into

- With an inlet opening arranged essentially centrally in the rear wall of the vortex chamber for the fuel, which initially leaves this inlet opening in a compact jet,

- with arranged tangentially in the jacket of the vortex chamber Openings for the supply of combustion air, whereby through the inflowing Combustion air inside the swirl chamber is a cyclone atomizing the fuel trains,

- with one of the vortex chamber coaxially downstream, downstream open jacket tube,

- and with a stabilized combustion of the fuel-air mixture in the area of the im Diameter of the jacket tube, which is significantly larger than that of the vortex chamber, according to Patent 28 28 319,

characterized in that at least a part (144) of the openings (144.144 ') and / or the Vortex chamber (43) itself has a cross-section which tapers from the outside inwards, the Cross-sectional area of the vortex chamber (43) transverse to the axis at any point on the axis is greater than that Sum of the effective cross-sectional areas between the point and the rear wall of the vortex chamber (43) lying openings (144, 144 ').

2. Burner arrangement according to claim I, characterized in that the openings (144,144 ') frustoconical or trumpet-shaped.

3. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that in addition to the tapered Openings (144) also those with a constant cross-section (144 ') through the jacket (43') of the vortex chamber (43) are performed.

4. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that the tapered openings connect downstream to the fuel inlet opening (30), while the openings (144 ') arranged with a constant cross section, in particular shortly before the end of the vortex chamber (43) are.

5. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that the contour of the jacket of the Vortex chamber (43) is stepped or designed to widen steadily towards the mouth.

6. Burner arrangement according to claim 1, characterized in that in the vicinity of the output of the Chamber (43) lying openings (147) a swirl created by the inside of the vortex chamber horizontal bores, generate opposite air flow.