DE8106319U1

DE8106319U1 - Blaubrennender oelbrenner

Info

Publication number: DE8106319U1
Application number: DE19818106319
Authority: DE
Original assignee: ECKLOF KLAUS 2000 HAMBURG DE
Current assignee: ECKLOF KLAUS 2000 HAMBURG DE
Priority date: 1981-03-06
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1981-08-13

Description

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Beschre ibung

Die Erfindung betrifft einen blaubrennenden Ölbrenner mit einer Ölzerstäubungsvorrichtung mit Düse, mit einer diese koaxial umgebenden Verbrennungsluftzuführung, mit einem stromab von der Düse der Ölzerstäubungsvorrichtung angeordneten Brennerrohrdeckel mit mindestens einer Öffnung als Durchlaß für zerstäubtes Öl und Verbrennungsluft, und mit einem die Düse sowie den Brenner-"10 rohrdeckel umgebenden Brennerrohr, dessen Länge ein Mehrfaches seines Innendurchmessers beträgt.

Ein derartiger Ölbrenner ist aus der DE-OS 27 00 671 bekannt, der außerdem im Inneren des Brennerrohres ein kleineres koaxiales Mischrohr aufweist. Der Durchmesser des Brennerrohres ist etwa 2 bis 2,5 mal größer als der Durchmesser des Mischrohres, dessen Verhältnis von Länge zu Durchmesser etwa 1 bis 1,5 beträgt. Für den Eintritt von zerstäubtem Öl und Verbrennungsluft in das Brennerrohr ist eine einzige zentrale Mittelöffnung vorgesehen, durch die der Ölnebel in das Mischrohr gesprüht wird. Durch die Verwendung von zwei Rohren ist die r/ontage aufwendig und die Wartung schwierig.

β 13 υ brenn en de Ölbrenner setzen voraus, daß das zur Ver-

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brennung vorgesehene Öl vollkommen vergast ist, bevor es zur Verbrennung kommt. Der Betrieb eines Ölbrenners mit blauer Flamme hat den Vorteil, daß dieser mit einem extrem geringen Luftüberschuß arbeiten kann, so daß es zu einer nahezu stöchiometrischen Verbrennung kommt. Da die Verbrennung mit einem sehr geringen Luftüberschuß arbeitet, wird eine sehr heiße Flamme erzielt, die die im Kraftstoff enthaltene Energie optimal ausnutzt und zu einem verbesserten Wärmeübergang führt. Darüberhinaus enthalten die Abgase gegenüber den Abgasen eines optimal eingestellten Ölbrenners mit gelbbrennender Flamme sehr viel weniger Schadstoffe, beispielsweise Ruß, NO oder SO .

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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen blaubrennenden Ölbrenner zu schaffen, der weitgehend mit herkömmlicher apparativer Technologie arbeitet, einfach im Aufbau ist, eine hohe Betriebssicherheit aufweist und eine im höchsten Maße rußfreie Verbrennung bei äußerst niedrigem Ölverbrauch ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Ölbrenner der eingangs erwähnten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß im Brennerrohrdeckel neben der Mittelöffnung Umlenkschlitze vorgesehen sind.

Die Verbrennungsluft wird dem erfindungsgemäßen Ölbrenner durch ein Gebläse zugeführt und strömt mit hoher Geschwindigkeit durch die Mittelöffnung sowie durch die Umlenkschlitze des Brennerrohrdeckels. Dabei entsteht ein konstanter Verbrennungsluftdruck von etwa 8 bis 15 bar, vorzugsweise 10 bar« Teil der Ölzerstäubungsvorrichtung ist außerdem ein Vorwärmer, in dem das Heizöl auf etwa 70 bis 80 C vorgewärmt wird. Das vorgewärmte Öl wird unter Druck der Düse zugeführt und dabei unter Bildung eines Nebels durch die Mittelöffnung des Brennerrohrdeckels in das Brennerrohr gesprüht. Über der Mittelöffnung des Brennerrohrdeckels sind zwei zündelektrodenbohrungen vorgesehen, durch die zwei Zündelektroden in den stromab hinter dem Brennerrohrdeckel lie— genden Raum ragen und zur Entzündung des Ölnebels dienen. Das zerstäubte Heizöl reißt die Verbrennurgsluft durch die Mittelöffnung, wobei ein Teil der Verbrennungsluft durch die Umlenkschlitze wieder hinter den Brennerrohrdeckel zurückströmt und erneut durch die Mittelöffnung gerissen wird. Diese Zirkulationsströmung erzeugt einen Unterdruck im Sprühkegel des zerstäubten Heizöls, der eine Sidepunktherabsetzung des erwärmten Heizöls zur Folge hat. Die Wand des Brennerrohres wird im Betrieb außerdem sehr heiß, was zusätzlich ein Verdampfen der Öltröpfchen mit sich bringt. Die kürzeste

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Verdampfungszeit wird unabhängig von der Tropfengröße des Heizöls bei einer Wandtemperatur von 200 bis 350 C des Brennerrohres erreicht. Das dabei erhaltene Öl-Luft- -Gemisch verbrennt nahezu stöchiometrisch, so daß im Brennerrohr praktisch kein freier Sauerstoff vorhanden ist und es zu keiner Verzunderung bzw. zu einem Verschleiß des Brennerrohres kommt, obgleich dieses im Falle der Verwendung eines Stahlrohres eine helle Rotglut annimmt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt außerdem darin, daß keinerlei Hilfsmittel wie Stellmotor oder
Hydraulikkolben zum Starten des Brenners benötigt werden.

Die mit dem erfindungsgemaßen Ölbrenner erzielten Verbrennungsergebnisse sind von einer Güte, die bisher nicht dauerhaft verwirklicht werden konnten. Die C0„ Werte sind äußerst hoch, die Abgastemperatur ist sehr niedrig, der Brenner besitzt einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 94% und die Verbrennung erfolgt in höchstem Maße rußfrei. Da eine Rußschicht von 1 mm Dicke im Kessel sich bei einem gelbbrennenden Ölbrenner innerhalb von 4 bis 6 Wochen aufbaut und einen Wärmeverlust von 6 % bedeutet, ist es klar, daß mit dem erfindungs-

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gemäßen blaubrennenden Ölbrenner ein geringerer Ölverbrauch verbunden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel; und

Figur 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A in Figur 1.

Figur 1 zeigt einen Brennerkopf für einen blaubrennenden Ölbrenner mit einem Brennerrohr 1, einer Düse 3, mit Zündelektroden 4, mit einer Ionisationselektrode 7 und mit einem Brennerrohrdeckel 10. Weitere Teile des Ölbrenners sind aus Gründen der Übersiichtlichkeit weggelassen, da sie dem Fachmann bekannt sind.

Das Brennerrohr 1 hat einen Innendurchmesser D₁

zwischen etwa 40 und 120 mm und wird auf einen nicht PO

dargestellten Brennerkopf aufgesteckt. Ein Ende des Brennerrohres 1, und zwar das in der Figur linke Ende, umgibt dabei eine Düse 3 einer Ölzerstäubungsvorrichtung, die in bekannter Weise im Brennerkopf montiert ist. Die Düse 3 sitzt am Ende eines Ölvorwärmers 5, in dem das 01 auf etwa 70 bis 80 C vorwärmbar ist. Die

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Halterung des düsenseitigen Endes des Brennerrohres 1 erfolgt durch eine in der Figur mit D_ bezeichnete Muffe.

In geringem Abstand zur Düse 3 ist im Brennerrohr 1 sin

Brennerrohrdeckel 10 eingesetzt, der das Brennerrohr 1 f

in Form einer radialen Brennerwand bis auf eine Mittel- '!'

öffnung 2 zwei Umlenkschlitze 8,9, zwei Zündelektroden- ί

bohrungen 4' und eine Ionisationselektrodenbohrung 7' ä

verschließt. ^a

In radialem Abstand zur Düse 3 sowie zum Ölvorwärmer 5 sind zwei Zündelektroden 4 angeordnet, die mit ihren Isolierkörpern durch die Zündelektrodenbohrungen 4' des Brennerrohrdeckels 10 in den Flammraum des Brennerrohres 1 ragen und in diesem Raum eine Zündung des Ölkegels bewirken. Die Zündelektroden 4 werden auf dem Fachmann geläufige übliche Weise von einem Steuergerät mit der erforderlichen Zündspannung versorgt.

Ebenfalls in radialem Abstand zur Düse 3 sowie zum Vorwärmer 5 ist etwa diametral gegenüberliegend zu den Zündelektroden 4 eine Ionisationselektrode 7 montiert, die durch die lonisationselektrodenbohrung 7' im Brennerrohrdeckel 10 in den Flammraum des Brennerrohres 1

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ragt, um das Arbeiten des Brenners anzuzeigen. Optische Anzeigeneinrichtungen sind für blaubrennende Ölbrenner f| hingegen wegen der hohen Betriebstemperaturen ungeeig-

:;] net, da ihre Gehäuse bei diesen Temperaturen schmelzen.

Figur 2 zeigt eine Ansicht des kreisförmigen Brennerrohrdeckels 10 in Richtung der Pfeile A-A in Figur 1 gesehen. Der Brennerrohrdeckel 10 ist von dem Brennerrohr 1 umgeben, wobei in Figur 2 außerdem die zur Befestigung des Brennerrohres 1 dienende Muffe 12 mit dem Außendurchmesser D_ erkennbar ist. Der Brennerrohrdeckel 10 weist eine konzentrische Mittelöffnung 2 auf, deren Durch'nes-.er D„ etwa 10 bis 35 mm beträgt. Oberhalb der Mittelöffnung 2 sind die beiden Zündelektrodenbohrungen 4' erkennbar. Den Zündelektrodenbohri<ngen 4' ist etwa diametral gegenüber in der Nähe der Wand des Brennrohres 1 die Ionisationselektrodenbohrung 7' ange-

t; ordnet.

Zu beiden Seiten der Mittelöffnung 2 sind die kreisbogenförmigen Umlenkschlitze 8 bzw. 9 erkennbar, deren Länge etwa einem Viertelkreis entspricht. Die Breite der Umlenkschlitze 8 bzw. 9 in radialer Richtung des Brennerrohrdeckels 10 gemessen, beträgt etwa 1/3 bis 1/5 des Mittelöffnungsdurchmessers D„, vorzugsweise

1/4. Der Abstand der Umlenkschli tze 8 bzw. 9 vom Rand der Mittelöffnung 2 entspricht etwa deren Breite.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Ölbrenners wird im folgenden anhand von Figur 1 näher erläutert. Von einem nicht dargestellten Öltank wird das Öl über eine ebenfalls nicht dargestellte Ölpumpe mit Motor durch einen Druckschlauch einem Ende des Vorwärmers 5 zugeführt und in diesem, wie bereits erwähnt, auf etwa 70 bis 80 C vorgewärmt. Ein elektrisches Magnetventil regelt die Heizölzufuhr zum Ölvorwärmer 5. Ein auf der Motorwelle des Ölpumpenmotors angeordnetes Gebläserad fördert die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge; diese ist mit Hilfe einer Luftklappe verstellbar. Die durch die nicht dargestellte Luftklappe tretende Verbrennungsluft gelangt in den Raum vor dem Brennerrohrdeckel 10. Die Düse 3 ist koaxial bezüglich der Mittelöffnung 2 angeordnet und vorzugsweise in axialer Richtung verschiebbar, um die Luftmenge und den Ölnebele intr itt in das Brennrühr 1 verändern und damit eine optimale Gemischbildung einstellen zu können.

Beim Anlaufen des Ölbrenners tritt zunächst die Verbrennungsluft durch die Mittelöffnung 2 und die Umlenkschlitze 8 bzw. 9 in das Brennrohr 1, in welchem die Vermischung mit dem von der Düse 3 eingesprühten, er-

wärmten Ölnebel erfolgt. Durch den Zündfunken der Zündelektroden 4 wird das Öl-Luft-Gemisch entzündet und der Verbrennungsvorgang begonnen. Im weiteren Verlauf strömt die Verbrennungsluft zusammen mit dem aus der Düse 3 austretenden Ölnebel durch die Mittelöffnung 2 in das Brennerrohr 1, aus dem ein Teil der Verbrennungsluft zusammen mit einem Teil unverbrannten Ölnebels durch die Umlenkschlitze 8 und 9 wieder hinter der Brennerrohrdeckel 10 zurückströmt. Vom Sprühkegel wire diese Verbrennungsluft bzw. der darin enthaltene Ölnebelanteil wieder durch die Mittelöffnung 2 in das Brennerrohr 1 gerissen, so daß eine Ringströmung durcr die Mittelöffnung 2 und die Umlenkschlitze 8 bzw. 9 entsteht. Diese Ringströmung bewirkt eine Druckabsenkunc im Ölsprühkegel, die zu einer Sidepunktabsenkung des fein zerstäubten Heizölnebels zur Folge hat, so dal: dieses vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. In diesem Zustand vermischt es sich in hervorragender Weise mit der Verbrennungsluft, so daß in Brennerrohr 1 eine nahezu stöchiometrische Verbrennung erfolgt.

Die Überführung des flüssigen Ölnebels in einen gasförmigen Zustand wird im Eetrieb außerdem von der heißer Brenner rohrwand unterstützt, an der die flüssigen Heiz-

öltröpfchen in kürzester Zeit verdampfen.

Der erfindungsgemäße Ölbrenner brennt mit blauer Flamme, so daß kein Verrußen der Kesselwand auch über lange Betriebszeiten zu erwarten ist. Langzeitversuche haben tatsächlich gezeigt, daß keine Rußablagerung an der Kesselwand erfolgt. Dies hat eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Heizanlage gegenüber der bekannten Heizungen zur Folge.
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hu/do

Claims

1. Blaubrennenü'er Ölbrenner mit einer Ölzerstäubungsvor-

mit einer diese koaxial umgebenden Verbrennungsluftzuführung ,

mit einem stromab von der Düse der ölzerstäubungsvorrichtung angeordneten Brennerrohrdeckel mit mindestens einer Öffnung als Durchlaß für zerstäubtes Öl und Verbrennungsluft, und
mit einem die Düse sowie den Brennerrohrdeckel umgebenden Brennerrohr, dessen Länge ein Mehrfaches seines inneren Durchmessers beträgt,

- dadurch gekennzeichnet, daß im Brennerrohrdeckel (10) neben der Mittelöffnung (2) Umlenkschlitze (8,9) vorgesehen sind.

2. Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkschlitze (8,9) kreisbogenförmig sind.

3. Ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umlenkschlitze (8,9) vorgesehen sind, die einander diametral gegenüberliegen.

4. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Umlenkschlit^.e (8,9) etwa dem Durchmesser (D„) der Mittelöffnung (2) entspricht.

6. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Umlenkschlitze (8,9) etwa 1/5 bis 1/3, vorzugsweise etwa 1/4 des Durchmessers (D_?) der Mittelöffnung (2) entspricht.

6. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Umlenkschlitze (8,9) zum Rand der Mittelöffnung (2) etwa der Breite der Umlenkschlitze (8,9) entspricht.

7. Ölbrenner nach Anspruch ^H , dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennerrohrdeckel (10) zusätzlich zu der Mittelöffnung (2) und den Umlenkschlitzen (8,9) Zündelektrodenbohrungen (4⁽) sowie eine lonisationselektrodenbohrung (7) vorgesehen sind.