CH651122A5 - Nozzle for pressure-pulveriser burner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse für Druckzerstäubungs- Bei einer Düse mit einem Düsenkörper, in dessen vorde-brenner von mit flüssigem Brennstoffen betriebenen Heizge- 45 rem Teil ein sich gegen die Stirnwand des Düsenkörpers anträten, insbesondere Fahrzeugheizgeräten, die eine elektrische gender Wirbeleinsatz sitzt, der gemeinsam mit der Düsenkör-Heizvorrichtung für den zugeführten Brennstoff aufweisen. perstirnwand für den Durchtritt von Brennstoff bestimmte

Bei Druckzerstäubungsbrennern, insbesondere Brennern Schlitze engen Querschnitts bildet, ist die elektrische Heizvor-

mit kleinen Brennstoffdurchsätzen (z.B. ^ 1,0 kg/h) kommt richtung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in dem Wir-

es leicht zu Kaltstartproblemen. Dies gilt insbesondere für 50 beleinsatz und/oder der damit in Berührung stehenden Stirn-

Kraftfahrzeugzusatz- oder Standheizungen, bei denen bis wand des Düsenkörpers untergebracht.

herab zu einer Aussentemperatur von - 40 °C ein problemlo- Wenn die Düse als Simplexdüse ausgebildet ist, sitzt die ser Start gefordert wird. Dabei kommen erschwerend die in Heizvorrichtung vorzugsweise innerhalb des Wirbeleinsatzes,

der Praxis anzutreffenden unterschiedlichen Ölqualitäten weil der Wirbeleinsatz mit niedriger Energie besonders rasch hinzu. 55 aufgeheizt werden kann.

Es ist bekannt, zur Verbesserung der Starteigenschaften Ist dagegen die Düse als Rücklaufdüse ausgebildet, wird solcher Brenner für eine Ölvorwärmung mittels einer elektri- die Heizvorrichtung bevorzugt innerhalb der Stirnwand des sehen Heizvorrichtung zu sorgen. Bei bekannten Geräten lie- Düsenkörpers bzw. einer diese Stirnwand bildenden Düsengen diese Heizvorrichtungen in der Ölzuleitung zum Brenner platte untergebracht. In einem solchen Fall wird nämlich (DE-PS 323 906), in einer vom Brennstoff durchflossenen 60 Rücklauföl über den Wirbeleinsatz abgeführt. Durch dieses Kammer vor dem Düsenstock (DE-OS 27 17 171 und _ Öl wird dem Wirbeleinsatz Wärme entzogen.

27 19 537) oder mindestens teilweise im Düsenstock bzw. um DieHeizvorrichluug kann von mindestens einer in eine den Düsenstock herum (DE-AS 12 64 667 und DE-OS Bohrung des betreffenden Düsenbauteils eingesetzten Heiz-

28 21 207). Heizgeräte, wie sie als Stand- oder Zusatzheizun- patrone gebildet sein. Statt dessen oder zusätzlich dazu kann gen für Fahrzeuge eingesetzt werden, haben jedoch eine sehr 65 zur Bildung der Heizvorrichtimg mindestens eine in das bebeschränkte Vorlaufzeit. Deise Zeit kann beispielsweise in der treffende Düsenbauteil eingelagerte Heizwendel vorgesehen Grössenordnung von nur 15s liegen. Das bedeutet, dass beim sein.

Kaltstarten für das Vorheizen des Brennstoffes lediglich eine Um die Wärmezufuhr weiter zu intensivieren, kann auf

den Düsenkörper ein zusätzlicher Heizring aufgesetzt sein. Die Heizvorrichtung kann einen PTC-Widerstand aufweisen oder mit einem solchen Widerstand in Reihe geschaltet sein. Bei zunehmender Erhitzung steigt dadurch der elektrische Widerstand im Heizkreis. Die Stromzufuhr wird gedrosselt. Auf diese Weise wird eine Temperaturselbstregelung erzielt. Die Heizvorrichtung kommt ohne zusätzliche Thermostatregelung aus.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 stark vergrössert eine Simplexdüse mit beheiztem Wirbeleinsatz,

Fig. 2 einen Wirbeleinsatz für eine Düse der in Fig. 1 veranschaulichten Art mit einer abgewandelten Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung, und

Fig. 3 ebenfalls stark vergrössert einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Rücklaufdüse.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Simplexdüse weist, wie an sich bekannt, einen Düsenkörper 1 auf, in dessen vorderem Teil ein Wirbeleinsatz 2 angeordnet ist. Der Wirbeleinsatz 2 weist eine kegelstumpfförmige Stirnseite 3 auf,in der mehrere in vorbestimmten Winkelabständen liegende Schlitze 4 ausgebildet sind. Der Wirbeleinsatz 2 wird mittels eines in den Düsenkörper 1 eingeschraubten Schraubeinsatzes 5, der sich mit Ansätzen 6 an eine Schulter 7 des Wirbeleinsatzes 2 anlegt, gegen eine innen konisch zulaufende Stirnwand 8 des Düsenkörpers 1 angepresst. In das hintere Ende des Düsenkörpers 1 ist ein Filterhalter 9 eingeschraubt, der ein bei diesem Ausführungsbeispiel als poröser Sinterkörper ausgebildetes Filter 10 trägt.

Im Betrieb wird flüssiger Brennstoff, insbesondere Öl, durch das Filter 10 hindurch in die Düse eingebracht. Das Öl durchströmt den Filterhalter 9 und den Schraubeneinsatz 5. Es tritt durch die Schlitze 4 hindurch, um schliesslich die Düse über eine Öffnung 12 zu verlassen.

In den beispielsweise als Keramikkörper ausgebildeten Wirbeleinsatz 2 ist eine Heizwendel 13 eingelagert. Die Heizwendel 13 wird über Zuleitung 14 mit elektrischer Energie versorgt. Sie bewirkt beim Kaltstart eine rasche Aufheizung der die Schlitze 4 begrenzenden, relativ kleinen Werkstoffmasse. Dadurch kann innerhalb kürzester Zeit ein besonders wirkungsvolles Erhitzen des über die Schlitze 4 geführten Brennstoffs erfolgen, um eine einwandfreie Zerstäubung auch bei hoher Brennstoffviskosität und tiefer Aussentemperatur zu gewährleisten.

Über einen Heizring 15 kann, falls erwünscht, eine zusätzliche Aufheizung des Düsenkörpers 1 erfolgen.

Entsprechend Fig. 2 kann statt einer Heizwendel eine

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Heizpatrone 17 vorgesehen sein, die in eine Bohrung 18 des Wirbeleinsatzes 2 eingeschoben ist.

Fig. 3 zeigt eine Rücklaufdüse mit einem Düsenkörper 20, dessen vordere Stirnwand von einer Düsenplatte 21 gebildet 5 ist. Im vorderen Teil des Düsenkörpers 20 befindet sich ein Wirbeleinsatz 22, der gemeinsam mit der Düsenplatte 21 Schlitze 24 für den Durchtritt von Brennstoff begrenzt. Ein in den Düsenkörper 20 eingeschraubter Schraubeinsatz 25 legt sich gegen einen Dichtring 26 an, der seinerseits an einer io Schulter 27 des Wirbeleinsatzes 22 abgestützt ist. In den Düsenkörper 20 ist ferner ein Siebkörper 28 mit einem Kraftstoffsieb 29 eingeschraubt.

Im Falle der Rücklaufdüse weist der Wirbeleinsatz 22 eine zentrale Längsbohrung 30 auf, die an ihrem von der Düsen-i5 platte 21 abgewendeten Ende mittels eines Dichtrings 31 und einer Ventilkugel 32 abgeschlossen ist. Die Ventilkugel 32 wird mittels einer zwischen Federtellern 34,35 gehaltenen Ventilfeder 33 gegen den Dichtring 31 angedrückt. Die Federkraft lässt sich mittels einer in den Schraubeinsatz 25 einge-2o schraubten, durchbohrten Verstellschraubh 36 einstellen.

Öl tritt, wie mittels Pfeil 37 angedeutet, durch das Sieb 29 hindurch und gelangt über Öffnungen des Siebkörpers 28 in den Raum zwischen Düsenkörper 20 und Schraubeinsatz 25. Dieses Öl durchströmt die Schlitze 24. Ein Teil des Öls ver-25 lässt die Düse über eine Bohrung 38 der Düsenplatte 21. Ein anderer, durch die Federkraft der Ventilfeder 33 vorgegebener Teil des Öls strömt durch die Längsbohrung 30 des Wirbeleinsatzes 22 zurück, wobei die Ventilkugel 32 von ihrem Sitz auf dem Dichtring 31 abgehoben wird. Dieses Öl wird, 30 wie durch den Pfeil 39 angedeutet, nach hinten aus der Düse abgeführt.

In die Düsenplatte 21 ist eine Heizwendel 40 eingebettet. Über die Heizwendel 40 kann wiederum Wärme unmittelbar 35 zu den die Schlitze 24 umgebenden Werkstoffmassen übertragen werden. Ähnlich wie im Falle der Simplexdüse nach Fig. 1 kann zusätzliche Wärme über einen Heizring 41 zugeführt werden.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die darge-40 stellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise kann die Stirnwand 8 des Düsenkörpers 1 der Simplexdüse nach Fig. 1 mit einer Heizwendel ähnlich der Heizwendel 40 ausgestattet werden, um zusätzlich zu oder statt der Wirbeleinsatzheizung Wärme unmittelbar im Bereich der Schlitze 4 45 zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann auch der Wirbeleinsatz 22 der Rücklaufdüse nach Fig. 3 beheizt werden. Die Heizwendeln 13,40 und die Heizpatrone 17 können PTC-Wider-stände bilden oder mit solchen Widerständen in Reihe geschaltet sein.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

651122 2 PATENTANSPRÜCHE kurze Zeitspanne zur Verfügung steht. Die bekannten Bren-

1. Düse für Druckzerstäubungsbrenner von mit flüssigen nerausführungen gestatten es nicht, bei schwankender Ölvis-Brennstoffen betriebenen Heizgeräten, insbesondere Fahr- kosität und Temperaturen bis herab zu — 40 ° C innerhalb zeugheizgeräten, die eine elektrische Heizvorrichtung für den derart kurzer Zeiten bei Einsatz vernünftiger elektrischer zugeführten Brennstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, 5 Heizleistungen Kaltstartschwierigkeiten durch Ölvorwär-dass die Heizvorrichtung (13; 17; 40) in mindestens eines der mung befriedigend auszuräumen.

den engsten Brennstoffdurchtrittsquerschnitt (4; 24) der Düse Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse für begrenzenden Düsenbauteile (2,8; 21,22) eingebettet ist. Druckzerstäubungsbrenner zu schaffen, die bei Anwendung

(2) eingesetzten Heizpatrone (17) gebildet ist. Weil nur relativ kleine Massen im Bereich der Düse selbst auf-

2. Düse nach Anspruch 1 mit einem Düsenkörper (1; 20) relativ geringer Heizleistungen Kaltstartprobleme selbst dann in dessen vorderem Teil ein sich gegen die Stirnwand des Dü- 10beseitigt, wenn die Aussentemperaturen bis herab zu — 40 °C senkörpers anlegender Wirbeleinsatz (2; 22) sitzt, der gemein- gehen und die Ölqualität schwankt.

sam mit der Düsenkörperstirnwand für den Durchtritt von Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,

Brennstoff bestimmte Schlitze (4; 24) bildet, dadurch gekenn- dass die elektrische Heizvorrichtung für den zugeführten zeichnet, dass die Heizvorrichtung (13,17,40) in dem Wirbel- Brennstoff in mindestens eines der den engsten Brennstoff-

einsatz (2) und/oder der damit in Berührung stehenden Stirn- 15 durchtrittsquerschnitt der Düse begrenzenden Düsenbauteile wand (21) des Düsenkörpers (20) untergebracht ist. eingebettet ist. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus,

3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Kaltstartschwierigkeiten zu einem wesentlichen Teil die Düse als Simplexdüse ausgebildet ist und die Heizeinrich- darauf beruhen, dass sich bei niedriger Aussentemperatur das tung (13; 17) innerhalb des Wirbeleinsatzes (2) sitzt. Öl im Bereich der engsten Brennstoffdurchtrittsquerschnitte

4. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 20 der Düse staut und die Öldurchflussmenge ohne besondere die Düse als Rücklaufdüse ausgebildet ist und die Heizvor- Vorkehrungen beispielsweise auf1 /6 des Normalwertes Zurichtung (40) innerhalb der Stirnwand des Düsenkörpers (20) rückgehen kann. Dadurch, dass die Heizvorrichtung unmit-bzw. einer diese Stirnwand bildenden Düsenplatte (21) sitzt. telbar in mindestens eines der diesen Durchtrittsquerschnitt

5. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- bestimmenden Düsenbauteile eingebettet ist, wird die Heiz-durch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung von minde- 25 energie sofort und mit geringsten Verlusten an der kritischen stens einer in eine Bohrung des betreffenden Düsenbauteils Düsenstelle bereitgestellt. Wärmeverluste sind minimiert.

6. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- geheizt zu werden brauchen, reichen niedrige Heizleistungen kennzeichnet, dass die Heizvorrichtung von mindestens einer aus, was vor allem in den Fällen von besonderer Bedeutung in das betreffende Dûsènbauteil (2,21) eingelagerten Heiz- 30 ist, wo die Heizleistung aus einer Batterie aufgebraucht wer-wendel (13,40) gebildet ist. den muss.

7. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- Angesichts des geringen Leistungsaufwandes kann auf durch gekennzeichnet, dass auf den Düsenkörper (1; 20) ein eine Abschaltung der elektrischen Heizvorrichtung nach Erzusätzlicher Heizring (15,41) aufgesetzt ist. reichen der Brennerarbeitstemperatur verzichtet werden. Die

8. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- 35 elektrische Heizvorrichtung kann vielmehr während der vol-durch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (13,17,40) len Betriebsdauer des Heizgerätes eingeschaltet bleiben. In einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten Fällen, in denen es aber wünschenswert erscheint, die Heizaufweist oder mit der Heizvorrichtung (13,17,40) ein Wider- Vorrichtung auszuschalten, sobald der Brenner seine Betriebsstand mit positiven Temperaturkoeffizienten in Reihe ge- temperato erreicht hat, lässt sich diese Abschaltung über das schaltet ist. 40 Steuergerät des Brenners ausführen. Die gezielte Brennstoff-

vorwärmung im unmittelbaren Bereich der geringsten Düsen-

durchtrittsquerschnitte macht den Einsatz besonders kleiner

Düsen möglich.