Verfahren zum Verbrennen von Öl und Ölbrenner zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Versfahren zum Verbrennen von Öl sowie auf einen Ölbrenner mit Ölzerstäubung zur Befeuerung von Brennräumen. Sie ist nicht nur für Anwendung bei Zentralheizungen und gewerblichen stationären Feuerungsanlagen ge eignet, sondern auch bei Feuerungen von Land- und Wasserfahrzeugen.
Es sind Brenner für Druckölzerstäubung, für Druckluftzerstäubung und Rotationszerstäubung be kannt, für Zimmeröfen ferner Schalenverdampfer. Alle diese Ausführungen versuchen auf ihre Art das bei der Verfeuerung von Öl bestehende Hauptpro blem zu. lösen, nämlich eine möglichst weitgehende Aufteilung und Durchmischung der Brennstoffteil chen mit Luftsauerstoff zu erreichen, um eine mög lichst vollkommene, also russ- und CO-freie Ver brennung zu verwirklichen.
Dieses Ziel lässt sich mit den bekannten Konstruk tionen trotz erheblichen technischen Aufwandes nur in begrenztem Umfange erreichen. Ausserdem haben die mit Zerstäubung arbeitenden Brenner für viele Anwendungsgebiete den Nachteil, dass sie mit einer mehr oder weniger spitz verlaufenden, kegelförmigen Flamme arbeiten müssen, die: zusätzliche Massnahmen erfordert, um einen guten Wirkungsgrad beim Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen auf eine Kesselwandung oder dergleichen zu erzielen, da dieser Wärmeübergang im Gegensatz zu demjenigen bei festen Brennstoffen in der Hauptsache durch Kon vektion erfolgt.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass es dank der Erfindung möglich ist, mit verhältnis mässig einfachen Mitteln und bei natürlicher Luftzu fuhr, eine vollkommen russ- und CO-freie Verbren nung mit einer ausgebreiteten und beruhigten, schwach blauen Flamme zu erzielen, wobei die Ver- brennung zudem bei angemessener Feuerraumbela- stung praktisch geräuschlos ist.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Zerstäubungsdüse austretende gezündete Flam- menkegel gestaut wird und dadurch im Staubereich zwischen Zerstäubungsdüse und Staumitteln ass Vor flamme wirkende brennende Wirbel erzeugt werden sowie in diesen die Flamme mit Luftsauerstoff so durchmischt wird, dass in Strömungsrichtung hinter dem Staubereich die noch nicht verbrannten Gase mit blauer Flamme verbrennen.
Der Ölbrenner ist da durch gekennzeichnet, dass in Abstand zur Zerstäu- bungsdüse ein mindestens teilweise gelochtes wirbel- erzeugendes Stauelement vorgesehen ist.
Das Stauelement besteht zweckmässig aus einer domartig gewölbten Scheibe mit vorzugsweise unge- lochtem Mittelteil. Es kann aber auch aus einer im wesentlichen zylinderförmigen, am unteren Ende schwenkbar gelagerten und mit Löchern versehenen Wand oder einem Blech bestehen, dessen der Düse gegenüberliegendes Mittelteil ungelocht ist. Schliess lich kann das Stauelement auch ,aus zwei gewölbten, gegenüber der Düse mit ungelochten Teilen zusam menstossenden Blechen bestehen.
Bei Brennerausführung nach der Erfindung wird die bei den bekannten mit Zerstäubung arbeitenden Konstruktionen vorhandene freie Entwicklung eines Flammenkegels sowie im dem Stauraum nachge schalteten Raum die sonst infolge Aufleuchtens von unverbrannten Russteilchen leuchtende, gelbe Färbung der Flamme vermieden.
Statt dessen verursacht die mit Abstand hinter der Zerstäubungsdüse angeordnete Stauwand für die hinter der Düse brennende Flamme einen mehr oder weniger grossen Stau mit entspre chender Wirbelbildung, wodurch eine derartig weit gehende Durchmischung der brennbaren Bestandteile mit Luftsauerstoff bewirkt werden kann, dass die Flamme infolge ausreichender Sauerstoffzufuhr ent- leuchtet und nach dem Staubereich eine blau bren nende ausgebreitete und beruhigte Flamme erhalten wird,
die vollkommen russ- und CO-frei verbrennt. Mit den Staumitteln als Trennwand verläuft die Ver brennungsreaktion gleichsam zweistufig.
Ein beachtlicher Vorteil der Erfindung besteht ferner im einfachen Aufbau des Ölbrenners und in der Möglichkeit, diesen extrem billig herzustellen. Da Verstopfungen und Verkokungen nicht zu be fürchten sind, können Öle beliebiger Herkunft und Beschaffenheit einschliesslich der Abfallöle einwand frei verfeuert werden.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Brenners nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalofen für eine Zentralheizung mit vertikal eingebauter Zerstäubungsdüse, Fig. 2 eine Ausführung mit waagrecht angeord neter Zerstäubungadüse und einem schwenkbaren zylindrischen Blech als Stauelement, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit einem anders geformten Stauelement.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen die Anwendung der Erfindung bei Kesseln für Zentral heizungen, sie könnten aber auch z. B. bei Luft- erhitzern angewendet werden. Der in Fig. 1 schema tisch und mit 1 bezeichnete Vertikalkessel besitzt im unteren Teil die ebenfalls vertikal angeordnete Zer- stäuberdüse 3.
Diese soll so ausgebildet sein, dass eine möglichst weitgehende Vernebelung des durch die Förderleitung 4 mittels einer nicht dargestellten übli- chen Druckpumpe zugeführten Heizöles erreicht wird. Mit 8 ist ein in Düsenhöhe angeordnetes perforiertes Blech bezeichnet, über dem mittels der Führungs- stangen 5 mit Abstand von der Düse 3 die domartige, ihre Hohlseite der Düse zukehrende Stauwand 14 angeordnet ist.
Der Abstand der Wand 14 von der Düse 3 wird entsprechend den jeweiligen Betriebsver hältnissen eingestellt. Um die Einstellung auch wäh rend des Betriebes verändern zu können, liegt die Stauwand 14 auf einer Traverse 17 auf, die mittels Ritzel 19 und Zahnstangen 20 durch den ausserhalb des Kessels vorgesehenen Handgriff 18 gesenkt und gehoben werden kann.
Der Mittelteil 15 der Wand 14 ist ungelockt, wäh rend die Randpartie 16 mit Löchern versehen ist. Die Stauwand 14 bewirkt bei richtiger Einstellung ihres Abstandes von der Zerstäuberdüse 3 eine Stauung der Verbrennungsgase mit starker Wirbel bildung nach der Randpartie zu.
Hierdurch wird eine besonders intensive Durchmischung der Brennstoff teilchen mit Luftsauerstoff und eine vollkommen russ- und CO-freie Verbrennung erzielt, so dass aus den Löchern 16 der Wand 14 herausbrennende und um diese herum nach oben brennende Flammen den Charakter einer blaubrennenden Gasflamme zeigen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann der mit 2 schematisch angedeutete Kessel beispielsweise nach Art eines Gliederkessels ausgebildet sein. Die Zer- stäuberdüse 3 ist waagrecht angeordnet. Als Stau wand 14 dient eine zylindrische Wand oder ein Blech, dessen der Zerstäuberdüse 3 gegenüberliegendes Mittelteil 15 urigelocht ist, während die benachbarten Teile gelocht sind.
Das mit seiner hohlen Seite der Düse zugekehrte Blech 14 ist mit seinem nach unten verlängerten Ende 21 bei 22 schwenkbar gelagert und wird in der gewünschten Entfernung von der Zer- stäuberdüse 3 mittels einer Zugstange 17' und eines ausserhalb des Kessels befindlichen Stellknopfes 18 eingestellt.
Die Ausführung der Stauwand 14 nach Fig.3 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 2 dadurch, dass sie aus zwei nach der der Düse abgekehrten Seite hin ausgewölbten, gegenüber der Düse 3 mit den urigelochten Teilen 15 zusammenstossenden Ble chen oder auch aus einem einzigen entsprechend ge formten Blechkörper besteht. Die gelochten Rand teile sind wieder mit 16 bezeichnet.
Da die gezeigten Brenner mit natürlicher Luft zufuhr arbeiten sollen, genügt an sich eine in üblicher Weise ausgebildete Luftregulierung, die in Fig. 2 in Form einer im unteren Kesselteil angeordneten Luft klappe 10 angedeutet ist, deren Öffnungsgrad mittels einer Spindel 11 und des Stellrades 12 einstellbar ist.
Method for burning oil and oil burner for carrying out the method The invention relates to a method for burning oil and to an oil burner with oil atomization for firing combustion chambers. It is not only suitable for use in central heating and commercial stationary combustion systems, but also in the combustion of land and water vehicles.
There are burners for pressurized oil atomization, compressed air atomization and rotary atomization be known, for room stoves also shell evaporators. All of these statements try in their own way to solve the main problem that exists in the combustion of oil. solve, namely to achieve the greatest possible division and mixing of the fuel particles with atmospheric oxygen in order to achieve the most complete possible, so soot and CO-free combustion.
This goal can only be achieved to a limited extent with the known constructions despite considerable technical effort. In addition, burners working with atomization have the disadvantage for many areas of application that they have to work with a more or less pointed, conical flame which: Requires additional measures to achieve good efficiency in the heat transfer from the combustion gases to a boiler wall or the like , since this heat transfer, in contrast to that with solid fuels, takes place mainly through convection.
It has been shown in a surprising manner that it is possible thanks to the invention, with relatively moderately simple means and with natural Luftzu drove, to achieve a completely soot- and CO-free combustion with a spread and calm, weak blue flame, whereby the combustion is also practically noiseless if the combustion chamber is adequately loaded.
The method is characterized in that the ignited flame cone emerging from the atomizing nozzle is dammed up and thereby burning eddies acting in front of the flame are generated in the damming area between the atomizing nozzle and the damming means, and in these the flame is mixed with atmospheric oxygen in such a way that in the direction of flow behind the Burn the not yet burned gas with a blue flame.
The oil burner is characterized in that an at least partially perforated vortex-generating damming element is provided at a distance from the atomizing nozzle.
The damming element expediently consists of a dome-like curved disk with a preferably unperforated central part. However, it can also consist of a substantially cylindrical wall, pivotably mounted at the lower end and provided with holes, or a sheet metal whose central part opposite the nozzle is unperforated. Finally, the damming element can also consist of two arched metal sheets which meet with unperforated parts opposite the nozzle.
In burner design according to the invention, the existing in the known constructions working with atomization free development of a flame cone and in the storage space nachge switched space, the otherwise bright yellow color of the flame as a result of the glowing of unburned soot particles is avoided.
Instead, the baffle wall arranged at a distance behind the atomizing nozzle causes a more or less large congestion with the corresponding vortex formation for the flame burning behind the nozzle, which means that the flammable constituents can be mixed with atmospheric oxygen to such an extent that the flame is due to an adequate supply of oxygen lights up and after the storage area a blue-burning, spread and calm flame is obtained,
which burns completely free of soot and CO. With the retaining means as a partition, the combustion reaction proceeds in two stages, so to speak.
A considerable advantage of the invention also consists in the simple structure of the oil burner and in the possibility of producing it extremely cheaply. Since clogging and coking are not to be feared, oils of any origin and quality, including waste oils, can be burned without any problems.
In the drawing, exemplary embodiments of the burner according to the invention are shown, namely: Fig. 1 shows a vertical furnace for central heating with a vertically built-in atomizing nozzle, Fig. 2 shows an embodiment with a horizontally arranged atomizing nozzle and a pivotable cylindrical plate as a damming element, Fig. 3 another embodiment with a differently shaped damming element.
The illustrated embodiments show the application of the invention in boilers for central heating, but they could also, for. B. be used with air heaters. The vertical boiler, which is schematically denoted by 1 in FIG. 1, has the atomizer nozzle 3, which is also arranged vertically, in the lower part.
This should be designed in such a way that the greatest possible degree of atomization of the heating oil supplied through the delivery line 4 by means of a customary pressure pump (not shown) is achieved. A perforated sheet metal arranged at nozzle height is denoted by 8, above which the dome-like baffle 14, its hollow side facing the nozzle, is arranged by means of guide rods 5 at a distance from nozzle 3.
The distance of the wall 14 from the nozzle 3 is set according to the respective Betriebsver ratios. In order to be able to change the setting during operation, the baffle 14 rests on a cross member 17 which can be lowered and raised by means of pinions 19 and racks 20 through the handle 18 provided outside the boiler.
The central part 15 of the wall 14 is not curled, while the edge portion 16 is provided with holes. The baffle 14 causes with the correct setting of its distance from the atomizer nozzle 3, a stagnation of the combustion gases with strong eddies formation after the edge section.
This achieves a particularly intensive mixing of the fuel particles with atmospheric oxygen and a completely soot-free and CO-free combustion, so that flames burning out of the holes 16 in the wall 14 and burning upwards around them show the character of a blue-burning gas flame.
In the embodiment of FIG. 2, the boiler indicated schematically by 2 can be designed, for example, in the manner of a sectional boiler. The atomizer nozzle 3 is arranged horizontally. As a stowage wall 14 is a cylindrical wall or a metal sheet, the central part 15 opposite the atomizer nozzle 3 is perforated, while the adjacent parts are perforated.
The hollow side of the metal sheet 14 facing the nozzle is pivotably mounted with its downwardly extended end 21 at 22 and is set at the desired distance from the atomizer nozzle 3 by means of a pull rod 17 'and an adjusting knob 18 located outside the boiler.
The design of the baffle 14 according to FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that it consists of two sheets bulging towards the side facing away from the nozzle, opposite the nozzle 3 with the rustic perforated parts 15, or from a single sheet accordingly ge formed sheet metal body. The perforated edge parts are labeled 16 again.
Since the burner shown should work with natural air supply, a conventionally designed air regulation is sufficient, which is indicated in Fig. 2 in the form of an air flap 10 arranged in the lower boiler part, the degree of opening of which can be adjusted by means of a spindle 11 and the adjusting wheel 12 is.