Ölvergasungsbrenner Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölverga- sungsbrenner mit einem gleichachsig zur Brennstoff düse angeordneten, mit der Ölzuleitung verbundenen und mit Zerstäubungsluftdüsen versehenen Vor zerstäuberkopf mit einem birnenförmigen, gegen den Austritt hin sich verjüngenden Zerstäubungsinnen- raum.
Es sind Ölbrenner bekannt, bei denen an das Ölzuführungsrohr ein mit Luftzuführungsöffnungen versehener ölzerstäuberkopf mit birnenförmigem Zerstäubungsraum angeschlossen ist. Der Zerstäuber kopf ragt dabei in eine Luftdüse hinein, wobei sowohl die durch die Luftöffnungen in den Zerstäuberkopf eintretende Zerstäubungsluft als auch die um den Zerstäuberkopf herum in die Mischdüse tretende Verbrennungsluft von einem gemeinsamen Zuführ- rohr aus zugeführt wird.
Bei diesem bekannten Brenner ist zwar der Zerstäuberkopf mit dem Öl- zuführungsrohr axial innerhalb der Mischdüse ver stehbar, derart, dass der Strömungsquerschnitt der zur Mischdüse strömenden Verbrennungsluft regelbar ist. Die Zufuhr der Zerstäuberluft zu dem Zerstäu- berkopf ist infolge der gemeinsamen Luftzufuhr je doch nur schwer regelbar. Eine Zufuhr der Zerstäu- berluft zu dem Zerstäuberkopf unter Druck ist hierbei auch nicht beabsichtigt.
Vielmehr soll die Zerstäuberluft von dem unter Druck zuge führten Öl angesaugt werden. Durch eine solche Ansaugung der Luft kann jedoch das Öl nicht so fein zerstäubt werden, dass das Öl-Luft-Gemisch in der anschliessenden Mischdüse nicht noch Öl- tröpfchen enthält. Diese Öltröpfchen können aber auch bei drallförmiger Bewegung des Öl-Luft-Ge- misches nicht mehr einer Zerstäubung zu einem Nebel unterworfen werden.
Derartige Zerstäuberbrenner enthalten daher in den Abgasen vielfach Kohlenstoff teilchen, so dass sie beispielsweise für die Beheizung von keramischen Öfen zum Brennen von Porzellan infolge des sich dadurch ergebenden unreinen Brandes nicht geeignet sind.
Es wurde festgestellt, dass eine vollständige Ver brennung von Öl ohne Bildung von Russflocken im Abgas dadurch erzielt werden kann, dass das Öl zu nächst in einem Vorzerstäuber einer Zerstäubung zu einem Nebel mittels Zufuhr von Luft unter Druck unterworfen wird und anschliessend dieses, Öl in feinster Zerstäubung enthaltende öl-Luft-Gemisch in einem Vergaserkopf einer vollständigen Vergasung derart unterworfen wird, dass aus der Düse des Vergaserkopfes lediglich noch Brenngas ohne Öl- teilchen in irgendeiner Form austritt.
Eine derartige ölzerstäubung und Vergasung wird gemäss der Erfindung mit einem Brenner erzielt, bei dem der mit einem birnenförmigen, gegen den Aus tritt hin sich verjüngenden Zerstäubungsinnenraum und mit Luftdüsen versehene Vorzerstäuberkopf mit einem, einen wenigstens annähernd birnenförmigen Vergasungsinnenraum aufweisenden und mit Luft düsen versehenen Vergaserkopf verbunden ist, wobei der zweitgenannte Raum grösser als der erstgenannte Raum ist und die Luftzufuhren zum Vorzerstäuber- kopf und zum Vergaserkopf getrennt voneinander erfolgen.
Die Luftdüsen des Vorzerstäuberkopfes und des Vergaserkopfes sind zweckmässig axial, tangential- axial oder schräg nach innen radial oder tangential gegen die Innenwandung gerichtet.
Der Brenner bewirkt somit im ersten Teil im Vor zerstäuberkopf eine Ölvernebelung, die im zweiten Teil des Brenners, dem Vergaserkopf, sich in eine Vergasung fortsetzt. Es hat sich gezeigt, dass mit einem derartigen Brenner eine restlose Verbrennung erzielbar ist, die keinerlei feste Rückstände im Ab gas aufweist. Die Ofenatmosphäre lässt sich beispiels weise für das Brennen von Porzellan in Brennöfen in gleicher Weise wie bei einer Beheizung mit Gas neutral, oxydierend und reduzierend einstellen, was lediglich durch Regelung der Luftzufuhr zu dem Vergaserkopf bewirkt zu werden braucht.
Es ist zweckmässig, die Austrittsdüse des Ver gaserkopfes in Strömungsrichtung konisch erweitert auszubilden.
Durch mit Vorteil schräg zur Strömungsrichtung gerichtete Luftdüsen in der Wand der konisch erwei terten Austrittsdüse des Vergaserkopfes lässt sich ferner eine gewisse Stauwirkung erreichen, derart, dass die Flammenbildung bereits teilweise innerhalb des Vergaserkopfes einsetzt, so dass dieser zur Er zielung der Vergasungstemperatur des Ölnebels auf einer hohen Temperatur gehalten wird.
Die Luftdüsen des Vergaserkopfes können ferner verschieden schräg in Strömungsrichtung gegen die Innenfläche des Vergaserkopfes gerichtet sein, so dass eine innige Durchwirbelung des Ölnebels mit der Sekundärluft erfolgt.
Vorzugsweise wird in dem Vorzerstäuberkopf ein konstanter Druck dadurch aufrechterhalten, dass der Druck der zugeführten Luft auf gleicher Höhe gehalten wird. Demgegenüber ist die Luftzufuhr zu dem Vergaserkopf mit Vorteil regelbar, um je nach Erfordernis mit Luftüber- oder -unterschuss zu ar beiten.
Es hat sich herausgestellt, dass für ein einwand freies Arbeiten des Brenners zweckmässig die Masse der erwähnten Innenräume des Vorzerstäuberkopfes und des Vergaserkopfes etwa wie folgt sind: Die Länge jedes Raumes ist etwa 1,5- bis 2mal so gross wie sein grösster Durchmesser. Der grösste Durchmesser jedes Raumes ist etwa 2- bis 3mal so gross wie der kleinste lichte Durchmesser seiner Aus trittsdüse.
Ferner hat sich herausgestellt, dass die Wirkung einer restlosen Verbrennung auch abhängig ist von dem Verhältnis der Grösse der erwähnten Innen räume von Vorzerstäuberkopf zu Vergaserkopf. Bei spielsweise ist das Verhältnis der Länge des Innen raumes des Vorzerstäuberkopfes zur Länge des Innenraumes des Vergaserkopfes etwa 1<B>:3.</B>
Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstan des ist in einem senkrechten Schnitt durch einen Öl- vergasungsbrenner auf der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Der Brenner besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, einem in diesem angeordneten Vor zerstäuberkopf 2, einem an diesen anschliessenden Vergaserkopf 3 und einem öldüsenrohr 4.
Der Vorzerstäuberkopf 2 hat einen birnenförmi gen Zerstäubungsinnenraum und setzt sich zusammen aus einem Teil eines innern Gehäuses 5 und dem Endkopf 6 des öldüsenrohres 4. Der Endkopf 6 ist in einer passenden zylindrischen Aussparung 7 des Gehäuses 5 angeordnet. Die Unterteilung der vor- zugsweise aus Stahlguss bestehenden Teile ist aus Her stellungsgründen erforderlich.
Der birnenförmige Innenraum des Vorzerstäuber- kopfes 2 verjüngt sich zu einer Austrittsdüse 8 hin, die sich in Strömungsrichtung erweitert.
Die Düse 8 mündet in den Vergaserkopf 3, dessen Vergasungsinnenraum annähernd birnenförmig aus gebildet ist und sich nach einer Austrittsdüse 9 hin verjüngt. Diese Austrittsdüse erweitert sich ebenfalls in Strömungsrichtung. Auch der Vergaserkopf 3 ist zweiteilig ausgebildet. Der eine Teil wird von dem innern Gehäuse 5 gebildet, auf den der andere Teil unter Vermittlung einer Aussparung 10 aufgescho ben ist.
In dem Vorzerstäuberkopf 2 sind eine Reihe von Luftdüsen 11 angeordnet, die von einem durch den zylindrischen Teil des innern Gehäuses 5 und dem Öldüsenrohr 4 gebildeten Ringraum 12 ausgehen. Die Luftdüsen 11 münden so in den birnenförmigen Innenraum, dass die Luftströme sich überschneiden und gegen die Wandung dieses Raumes stossen, so dass das aus dem Düsenrohr 4 eingedrückte Öl nebel- förmig zerteilt wird. Der Ölnebel gelangt durch die Düse 8 in den Vergaserkopf 3. Die Düse (Austritts düse) des Rohres 4 ist gleichachsig zum Zerstäuber kopf.
In den Vergaserkopf 3 münden Luftdüsen 13, 14, die auf dem Umfang verteilt sind. Die aus diesen Düsen austretenden Luftströme überschneiden sich ebenfalls und sind auf die Innenfläche des Kopfes 3 gerichtet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Düsen 13, 14 ferner richtungsmässig verschieden angeordnet, um eine kräftige Durchwirbelung des durch die Düse 8 aus dem Vorzerstäuberkopf 2 ein tretenden Nebels zu erzielen. In der Wandung der Düse 9 sind weitere Luftdüsen 15 auf dem Umfang verteilt schräg zur Strömungsrichtung angeordnet. Die Neigung dieser Luftdüsen ist so vorgesehen, dass die bei 9 austretende Flamme einer gewissen Rück stauung unterworfen wird, um den Vergaserkopf 3 auf einer hohen Temperatur zu halten.
Dadurch wird erreicht, dass die in den Vergaserkopf eintretenden Ölnebel in feinster Verteilung mit der durch die Düsen zugeführten Luft augenblicklich vergasen, so dass eine vollständige Verbrennung beim Austritt aus der Düse 9 vor sich geht.
Der grösste Durchmesser des birnenförmigen Raumes des Vorzerstäuberkopfes 2 ist bei dem Aus führungsbeispiel etwa = 2 d, während die Länge 1 etwa = l,5-2 d ist.
Der grösste Durchmesser des birnenförmigen Innenraumes des Vergaserkopfes ist etwa = 3 D, während die Länge<I>L</I> etwa =<I>1,2-2 D</I> ist.<I>d</I> bzw.<I>D</I> bedeuten den Durchmesser der Eintrittsöffnung der Düse 8 bzw. 9.
Ferner beträgt die Länge L des Innenraumes des Vergaserkopfes etwa das Dreifache der Länge L des Innenraumes des Vorzerstäuberkopfes.
An das Gehäuse 1 ist ein Düsenkopf 16 ange schlossen, der eine sich in Strömungsrichtung ver- jüngende Innenfläche 17 und eine an diese sich an der engsten Stelle anschliessende, nach aussen konisch sich erweiternde Innenfläche 18 hat. Zwischen dem äussern Ende der konisch sich erweiternden Düse 9 des Vergaserkopfes 3 und dem durch die Innen flächen 17, 18 des Düsenkopfes 16 gebildeten engsten Raum des Düsenkopfes 16 ist ein schmaler Ring raum 20 gebildet, durch den schliesslich noch weitere Luft austreten kann.
Die Luftzufuhr zu dem Vergaserkopf 3 erfolgt von einem Stutzen 21 aus, in dem eine Regelklappe 22 angeordnet ist. Die von dieser Luftzufuhr unab hängige Luftzufuhr zu dem Vorzerstäuberkopf 2 er folgt durch einen Stutzen 23 vorzugsweise mit stets gleichem Druck.
Das Innengehäuse 5 ist mit dem Aussengehäuse 1 mittels eines Flansches 24 verbunden, der mit einem Ansatz 25 versehen ist. Unter Vermittlung dieses Ansatzes ist an das Innengehäuse 5 ein wei teres rohrartiges Gehäuse 26 angeschlossen, mit dem wiederum ein Endstutzen 27 durch Flansche 28 ver bunden ist. Der Endstutzen 27 ragt mit einem zylin drischen Teil 29 in das Gehäuse 26 hinein und ist mittels diesem mit dem öldüsenrohr 4 durch Ge winde verbunden. Die Ölzufuhr erfolgt durch einen Stutzen 30 des Endstutzens 27 und wird durch ein Regelglied 31, das im Gewinde eines Stopfens 32 von aussen gegen eine mit dem öldüserirohr verbun dene Bohrung 33 axial verschiebbar ist, geregelt.
Das Regelglied 31 hat eine durchgehende Längs bohrung 35, die aussen von einem Stopfen 34 ver schlossen ist, so dass nach Lösen des Stopfens mittels eines Stochdrahtes das Öldüsenrohr gereinigt werden kann.
Infolge der Vergasung der Ölnebel in dem Ver gaserkopf 3 ist eine weitgehende Feinregelung der Ölzufuhr möglich, die sich in Grenzen von 1 : 6 be wegt, ohne dass, wie dies bei den üblichen Ölbren nern der Fall ist, die Gefahr eines Abreissens der Flamme besteht.