-Verfahren zum Betrieb Fon Ölbrenneranlagen und Ölbrenneranlage zur Durchführung dieses -Verfahrens. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Betriebe von Ölbrenner anlagen, bei welchen das Öl in Form eines kegelförmigen Sprühregens verteilt und mit Luft gemischt wird.
Dieses Verfahren ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Luft in zwei Ströme ge teilt wird, welche neben dem Scheitelpunkt des Kegels. vorbei, in einem Abstand davon an zwei einander diametral gegenüberliegen den Stellen auf dem Kegelmantel auftreffen, %vodurch einerseits eine Mischung von Öl und Luft bewirkt und anderseits die Gestalt des Sprühregens so verändert wird, dass er einen Kegel von im allgemeinen elliptischem Quer schnitt bildet.
Die Erfindung betrifft auch eine Öl brenneranlage zur Durchführung dieses Ver fahrens. Diese Ölbrenneranlage, die ein Luftrohr besitzt, das an seinem einen Ende das Austrittsrohr eines 'Gebläses aufnimmt, zeichnet sich dadurch aus, dass das andere Ende des Luftrohres zwei einander diametral gegenüberliegende Luftaustrittskanäle auf weist, die an ihren Eintrittsenden im wesent lichen oval und an ihren Austrittsenden im wesentlichen rechteckig geformt sind.
In beiliegender Zeichnung sind ein Aus führungsbeispiel und eine Variante d-es Er findungsgegenstandes dargestellt, darin sind: Fig. 1 und 2 (in teilweise geschnittener Darstellung) eine Seitenansicht und eine Endansicht einer Ölbrenneranlage, Fig. 3, 4 und 5 eine Vorder-, eine Seiten- und eine Hinteransicht einer Ausführungs form des Brennerkopfes, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5,
Fig. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 4, Fig. 8, 9 und 10 eine Vorder-, Seiten- und Rinteransicht einer zweiten Ausfüh rungsform des Brennerkopfes, Fig. 11 ein Schnitt nach Linie 11-.-11 der Fig. 10, Fig. 12 ein Schnitt nach Linie 12-12 der Fig. 9,
und Fig. 13 und 14 veranschaulichen in sche matischer Darstellung die Form eines von dem Ölmundstück hervorgebrachten Ölregens; Fig. 15 und 16 veranschaulichen in sche matischer Darstellung die Art und Weise, in der die Gestalt des Ölregens sich bei Anwen dung der sich bei jeder der beiden Ausfüh rungsformen des Brennerkopfes ergebenden Luftströme ändert, nachdem er das Mund stück verlassen hat, und Fig. 1.7 stellt einen Schnitt durch das Öl- mundstück dar.
Nach Fig. 1 und 2 weist der Brenner ein wagrecht angeordnetes, zylindrisches Rohr 15 auf, das an seinem hintern Ende durch ein Verschlussstück 16 geschlossen ist. Das vor dere Ende des Rohres 15 geht durch das Mauerwerk zt, des Kessels hindurch und mün det in die Brennkammer c desselben. Ein Gebläse 17, das auf dem Rohr 15 montiert ist und von einem Elektromotor angetrieben wird, führt Luft von niedrigem Druck dem Rohr 15 und durch dieses der Kammer c zu, und zwar erfolgt die gesamte Zufuhr der Verbrennungsluft durch das Rohr 15 von dem Gebläse 17 aus.
Das Austrittsende des Rohres 15 ist teilweise durch einen den Luft durchlass bildenden Brennerkopf 19, der nach stehend im einzelnen beschrieben ist, ab geschlossen. Konzentrisch innerhalb dieses Brennerkopfes ist ein Zerstäubungsmund- stück 20 angeordnet, dem durch ein Rohr 21. <B>01</B> zugeführt wird. Das Rohr 21 erstreckt sich nach hinten nach dem Verschlussstück 16 hin und durch dieses hindurch und ist an ein Rohr 22 angeschlossen, das zu dem Aus lass einer Pumpe 23 führt, die von der Welle 4 des Gebläses 17 angetrieben wird.
Das Öl wird durch die Pumpe 23 aus einem Rohr 25 durch ein Filter 26 zugeführt und unter verhältnismässig hohem Druck durch die Rohrleitungen 22 und 21 nach dem Mund stück 20 hin befördert.
Als weitere Zubehörteile sind vorhanden, ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 27, das zur Steuerung der Ölzufuhr zu dem Mundstück 20 dient; ein Auspuff 28, der die Wirkung hat, dass der Druck des .dem Mund stück 20 zugeführten Öls innerhalb gewisser Grenzen konstant bleibt und der, wenn der gewünschte, im voraus zu bestimmende Druck überschritten wird, einen Teil des ge pumpten Öls in eine Rucklaufleitung 29 ein treten lässt, ein Gasleitungsrohr 30 mit einem elektromagnetisch betätigten Steuerventil 31.
das eine Gaszufuhr für Zündzwecke ermög licht: eine Zündkerze 32 zum Entzünden der Gasflamme; ein Draht 33, der vor irgend einer .der elektrischen Stromquelle hoher Spannung zur Zündkerze führt, sowie eine Spule, die in eine Büchse 34 eingekapselt ist, und eine elektrische Steuervorrichtung, die von einer Büchse 35 umschlossen ist.
Das Mundstück 20 nach Fig. 17 hat einen axialen Kanal 36, der an seinem Ende 3 7 konisch verläuft, wobei seine Wandungen konvergieren und durch eine kleine kreis förmige Auslassöffnung 38 begrenzt sind. Das hintere Ende des Kanals 36 ist durch eine Verschlussschraube 39 verschlossen, in der nur zwei Bohrungen 40 vorgesehen sind, die das Hindurchtreten des Öls von dem Rohr 21 in den Kanal 36 gestatten. In den Kanal 36 ist der mit der Verschlussschraube 39 aus einem Stück bestehende zylindrische Teil 41 eingesetzt, der eine mit einem doppelten Ge winde versehene Schraube '-1' trägt.
Das. in den Kanal 36 eintretende Öl kann die Aus lassöffnung 3-8 nur erreichen, indem es einen schraubenförmigen Weg durch die zwischen den Gewindegängen der Schraube 41' gebil deten Räume zurücklegt, wodurch dem Öl eine Wirbelbewegung erteilt wird. Das Öl wird unter hohem Druck- beispielsweise von 3,5 bis 7 kglem= durch die kleine Auslass- öffnung 38 gedrückt und wird dabei voll ständig zerstäubt, wobei es in einen nebel artigen Aggregatzustand überführt wird.
Die gewöhnliche Form des Ölregens, wie er durch ein mechanisches Zerstäubungsmund- stück erzeugt wird, ist im wesentlichen die jenige eines Hohlkegels, wie in Fig. 13 an gedeutet, und der Querschnitt an irgend einer Stelle ist kreisförmig, wie in Fig. 14 dar gestellt.
Der in den Fig. 3 bis 7 dargestellte Bren- nerkopf 19 besitzt einen zylindrischen Teil 42, eine mittlere Durchtrittsöffnung 43, die zur Aufnahme der Ölleitung 21 und eines Teils des Mundstückes 20 dient, und zwei einander diametral gegenüberliegende Luft durchtrittsöffnungen 45. Der Kopf ist ausser dem mit einem Kanal 44 versehen, der zur Aufnahme des Austrittsendes des Rohres 30 dient. Die Öffnungen 45 sind durch eine mittlere Brücke 46 voneinander getrennt, die sich diametral durch den Teil 42 erstreckt.
Die Einlassenden der Durchtrittsöffnungen 45 haben eine ungefähr ovale Form, wie ir. Fig. 5 dargestellt, obgleich jede eine gerad linig verlaufende innere Wandung 47 hat. Die äussere Wandung 48 ist konzentrisch mit dem \.feil 42 gekrümmt, und die gekrümmten Endwandungen 49 haben einen kleineren Halbmesser und gehen in die innern und äussern Wandungen 47 und 48 über. Das Auslassende 50 jedes Austrittskanals ist un gefähr rechteckig gestaltet und ist erheblicb länger als breit.
Infolgedessen ändert sich der Querschnitt jedes. Austrittskanals gegen das Auslassende 50 hin allmählich in der Form. Die äussere Wandung 51 jedes Aus trittskanals ist schroff abgeschrägt und be wirkt eine Ablenkung und .damit eine Rich tungsänderung des Luftstromes. Die beiden W,andungen 51 konvergieren auf der Vorder seite des Ölmundstückes und würden sich, wenn sie verlängert würden, in einer Quer linie genau mitten vor dem Mundstück tref fen.
Die Vorderseite der Brücke 46, die der Wandung 51 zugekehrt ist, ist konvex ge krümmt, und die obern und untern Teile die ser 1-ekrümmten Fläche, welche die innern Wandungen 52 der Luftaustrittskanäle bil den, sind annähernd ebenso steil abgeschrägt wie die äussern Wandungen. Die in den Fig. 8 bis 12 dargestellte Aus führungsform des Brennerkopfes,- für eine kleinere Leistung als der soeben beschriebene Brennerkopf bestimmt, arbeitet im allgemei nen in der gleichen Weise.
Dieser Brenner kopf weist einen Teil 42', zwei diametral einander gegenüberliegende Luftdurchtritts- öffnungen 45' und einen mittleren Ölkanal 43' auf. Es fehlt ihm jedoch eine eigent liche Brücke. Die Luftdurchtrittsöffnungen 45' der Luftaustrittskanäle sind im wesent lichen elliptisch, aber der grosse und der kleine Durchmesser dieser Ellipsen unter scheiden sich nur wenig voneinander und die Ellipsen nähern sich sehr der Kreisform. Die Auslassenden 50' sind im wesentlichen recht eckig, aber nicht so sehr wie bei der andern Ausführungsform.
Und zwar hat der Auslass seine grösste Breite in .der Mitte und verjüngt sich in entgegengesetzten Richtungen nach den schmaleren Enden hin. Die steil ab geschrägten äussern und innern Wandungen 51' und 52' sind wie bei dem zuerst be schriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet, wobei die ersteren ,dazu dienen, die Luft ströme abzulenken und ihre Richtungen zu ändern.
Die beiden beschriebenen Ausführungs formen von Brennerköpfen haben folgendes gemeinsam. Sie bringen die Wirkung hervor, dass sie die Richtung der Luftströme ändern und die Luft seitlich so verteilen, dass zwei breite, ziemlich flache, fächerförmige Luft ströme hervorgebracht werden, die miteinan der konvergieren und die Neigung zeigen, sich in einer Linie vor dem Ölmundstück 20 zu treffen. Es ist nicht notwendig, dass irgend eine wesentliche Änderung in der Grösse der Geschwindigkeit der Luft durch den Brennerkopf hervorgebracht wird.
Die beiden Ströme haben eine derartige Richtung, dass sie auf den im wesentlichen kegeligen Ölregen, der von dem Mundstück 20 aus gespritzt wird, unter einem Winkel .r_ (Fig. 15) auftreffen, .der zur Erzielung der besten Ergebnisse ungefähr 90 betragen sollte. Das Ganze kann jedoch so ausgebildet sein, dass der Winkel, unter dem das Auftreffen er- folgt, ein .spitzer Winkel ist, obgleich die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn der Winkel nahezu 90 beträgt.
Es ist noch zu bemerken, dass, während die Richtung der Austrittskanäle und damit der austretenden Luft festgelegt ist, der Winkel, unter dem das Auftreffen der Luftströme auf den für gewöhnlich konisch gestalteten Ölregen er folgt, .dadurch veränderlich ist- dass man den Winkel des Ölregens ändert (dargestellt bei y in Fig. 17); dies kann leicht dadurch ge schehen, da-ss man das Ölmundstück auswech selt. Mundstücke, die zur Erzeugung eines Ölregens geeignet sind, bilden Winkel in .den Grenzen zwischen<B>70'</B> und 120'.
Im Betrieb wird Luft durch das Gebläse 17 dem Rohr 15 mit verhältnismässig niedri gem Druck zugeführt - vorzugsweise mit einem Druck, der nur einige Gramm pro Quadratzentimeter beträgt - zu dem Zweck, Geräusche zu vermeiden. Das Öl wird durch die Pumpe 23 unter hohem Druck zugeführt und tritt aus dem Mundstück 20 in einem Regen aus, der eine ursprünglich im wesent- lichen. hohlkegelige Form und einen kreis förmigen Querschnitt hat, wie in den Fig. 1 3 und 14 dargestellt.
Der Ölregen und die sieh daraus ergebende Flamme würde diese Forln beibehalten, wenn die Luft, wie bisher üblich, an allen Stellen rings um den Kreis b (Fin. 14) herum zugeführt würde. Das Öl, das unter hohem Druck in .das Mundstück 20 eintritt, verliert den grössten Teil seines Druckes, wenn es aus der Mundstücköffnung 38 austritt. Der Druck wird in Geschwindig keit umgewandelt, und das Ergebnis ist ein feiner nebelartiger Ölregen, der im wesent lichen eine hohlkegelige Form hat.
Diese Formgebung wird, nachdem der Regen das Mundstück verlassen hat, durch die an gegen überliegenden Stellen in einer erheblichen Breite auftreffenden Luftströme, die durch die Pfeile d in Fig. 15 angedeutet sind, ver ändert. Die Wirkung besteht darin, den in Kegelform austretenden Regen zwischen den Luftströmen zusammenzuquetschen und ihn in eine mehr oder weniger elliptische Quer schnittsform. niederzuschlagen, wie schema- tisch bei b' in den Fig. 15 und 16 dargestellt.
Die aus der einen Richtung kommende Luft, die in Fig. 15 durch den Pfeil d angedeutet ist, trifft auf das Öl, .das aus einer andern Richtung kommt, wie es durch den Pfeil c angedeutet wird, und die Resultierende dieser beiden Kräfte wird durch -den Pfeil f dar gestellt. Die Richtung der Ölteilchen wird durch das Auftreffen der Luftströme geän dert, aber auf verschiedene Weise und unter verschiedenen Graden an verschiedenen Stel len rund um den Querschnittskreis b des Öl- regens herum.
An der Ober- und Unterseite des Kreises wird die grösste Änderung in der Richtung des Öls hervorgebraeht, während nahe an den beiden äussern Seiten die ge ringste Änderung hervorgerufen wird.
Nicht die ganze Luft folgt dem soeben beschriebenen Weg. Ein Teil' der Luft dringt, wie später noch ausgeführt werden soll, in den Ölregen ein und wird damit ge sättigt, wobei ein inniges Gemisch von Luft und<B>Öl</B> gebildet wird, das auf irgend eint- 1A"eise an einem etwas vor dem Mundstück 20 gelegenen Punkte entzündet wird, was an gesichts der bereits bekannten, für dieselt Zweck bestimmten Einrichtungen ohne wei teres verständlich ist. Irgend ein derartiges gasförmiges Gemisch hat nun eine bestimmte Geschwindigkeit der Flammenausbreitung.
Es ist wichtig, dass die Geschwindigkeit der aus dem Brennerkopf austretenden Luft ströme etwas grösser ist als diese Geschwin- digkeit der Flammenausbreitung, damit hier durch die Flamme von dem Mundstück fort geblasen und Störungen durch Kohlenstaub niederschlag und Ausbrennen des Mund stückes vermieden werden. Das Mundstück wird dadurch kühl und frei von Russ gehal ten.
Die Geschwindigkeit der ausströmenden Luft nimmt rasch etwas ab, und, obgleich die Austrittsgeschwindigkeit grösser ist als die Geschwindigkeit der Flammenausbrei tung (beispielsweise an der Stelle a-a in i 1g. 2), nimmt sie bald die gleiche Grösse an wie diese Geschwindigkeit und erhält unter Umständen (beispielsweise an der Stelle h 1a) einen geringeren Wert als diese Ge- schwindigkeit. Sobald die Geschwindigkeit der Luftströme gleich ist wie diejenige der Flammenausbreitung, erfolgt kein längere Ausblasen der Flamme in der Vorwärtsrich tung,
und der weiter noch von der Flamme ziirüekgelegte Weg ist bedingt .durch die Ge schwindigkeit der Flammenausbreitung. Die ser Weg ist aber nicht sehr .erheblich, da infolge der innigen Mischung des -Öls und der Luft das Gemisch schnell verbrennt. Da die Geschwindigkeit der Luft geringer wird als diejenige der Flammenausbreitung, so be sieht dann das Bestreben, die Flamme zu rückzuziehen und ihren Abtrieb von dem 3Yfundstück zu verhindern.
Die Regelung der Luftgeschwindigkeit ist daher wichtig für die Regelung der Länge der Flamme, sowie zii dem Zweck, dass die Flamme von dem Hundstück entfernt gehalten und doch nicht weit von dem Mundstück abgetrieben wird, was ein Auslöschen zur Folge haben würde.
Die soeben beschriebene Wirkung wird in den richtigen Grenzen durch den Winkel ge regelt, unter dem ,die Luftströme auftreffen. Die Wirkung des Auftreffens der Luft ströme auf den Ölregen besteht wahrschein lich in einer schroffen Verminderung der Ge schwindigkeit der Luftströme, und wahr scheinlich wird auch die Abnahme der Luft- geschvaindigkeit um so grösser, je steiler der 1@inkel ist, unter dem das Auftreffen erfolgt.
Bei Anwendung eines spitzeren Auftreff- =inkels zeigt die Flamme die Neigung, län ger zu werden. Dies kann bei manchen Feue- i awren wünschenswert sein zu dem Zweck, --lie \Flammkammer auszufüllen. Bei andern Brenneranlagen braucht man eine kürzere Flamme. Durch Anwendung von Mund- stiicken mit verschiedenen Winkeln kann man diesen verschiedenen Betriebsbedingun gen Rechnung tragen.
Durch eine geeignete Auswahl des Mund stückes und des Brennerkopfes kann man die Länge und Breite der Flamme regeln und eine im wesentlichen gleichmässige Vertei lung derselben über den Raum der Flamm- lzammer gewährleisten, man kann die Flamme niederschlagen, kann sie seitlich verbreitern und in ihrer Länge zusammenziehen, und zwar in höherem Masse, als man dies durch die Verwendung eines mechanischen Zerstäu- bungsmundstückes und eine gleichmässig rund um den kreisförmigen Querschnitt de Ülregens erfolgende Luftzufuhr erreichen bann.
Die beschriebene Bauart hat den Vorteil, dass Änderungen in ,der zugeführten Luft menge über einen ziemlich breiten Bereich erfolgen können, ohne dass dabei auf die Stelle, an der die Flamme gebildet wird, ein wesentlicher Einfluss ausgeübt wird. Dies erleichtert eine genaue Anwendung der zum Entzünden .dienenden Mittel. Hierdurch wird also ein Brenner geschaffen, der bei einer gegebenen Grösse für eilen Betrieb innerhalb eines breiten Bereiches des Ölverbrauches ge eignet ist.
Ein anderes wichtiges Merkmal der dar gestellten und beschriebenen Ölbrenneranlage bezieht sich auf die sogenannte Luftretorten Wirkung, die sich -daraus ergibt, dass die Luftströme .den Ölregen einhüllen.
Man kann sich vorstellen, dass ein Teil jedes Luft stromes, nachdem er auf den Ölregen auf getroffen ist, einen mehr oder weniger be stimmten Weg einschlägt, beispielsweise, wie ganz allgemein durch die Pfeile f in Fig. 15 angedeutet, und dass ein solcher Teil den Öl- regen im wesentlichen einhüllt und vollstän dig umgibt.
Andere Teile jedes Luftstromes werden nicht diesen Weg einschlagen, son dern den Ölregen durchdringen und mit ähn lichen Teilen des entgegengesetzten Luft stromes zusammentreffen, mit dem Ergebnis, dass innerhalb des Ölregens Luftströme auf einander treffen, die eine Wirbelung hervor rufen. Das Ergebnis besteht dann darin, dass eine sich bewegende Lufthülle einen Bereich einschliesst, in dem Öl und Luft sich in einem Zustand der Wirbelung befinden, und in dem ein vollständiges Mischen dieser beiden Be standteile erfolgt.
Der äussere und umgebende Teil der Luftströme begrenzt und hält den andern Teil der Luft und des Öls zurück und wird schliesslich bei der Verbrennung verbraucht. Die praktische Wirkung besteht im wesentlichen darin, dass ein Retortenbren ner gebildet wird.
Alle Vorteile eines Re- tortenbrenners: werden dabei erzielt, ohne dass die Nachteile, die sonst gewöhnlich da mit verbunden sind, auftreten; insbesondere wird ein geräuschvolles Arbeiten vermieden Das Fehlen von Geräuschen ist sehr wahr scheinlich auf die Nachgiebigkeit der Lufi zurückzuführen, die tatsächlich die Wandun- gen einer Retorte bildet.
Wenn man die "Luftretorte" verwendet, können viel grössere Ölmengen mit sehr geringem Geräusch ver brannt werden, als es möglich ist, bei Ver wendung einer bisher bekannten gewöhn lichen Retorte.