DE2554483C2 - Brennerdüse für Öl und/oder Brenngas mit einem Hartmann'schen Schallschwingungserzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennerdüse für Öl und/ oder Brenngas, mit einem zentralen Auslaß für das öl, mit einer konzentrisch zu diesem angeordneten Ausströmöffnung für das Brenngas und mit einem die Ausströmöffnung konzentrisch umgebenden, mit Druckgas, insbesondere Druckluft oder Dampf, betriebenen Hartmann'schen Schallschwingungserzeuger, der von einer, eine ringförmige Austrittsöffnung im Bereich der Stirnfläche der Brennerdüse aufweisenden Ringnut gebildet ist, in die das Druckgas aus einem von einer äußeren Hülse umgebenen Ringkana! über eine gegen die Mittelachse gerichtete Düse einleitbar ist.

Bei einer derartigen bekannten Brennerdüse (DE-OS 19 64 040, F i g. 6) ist dem zentral angeordneten Auslaß für das Öl eine Kammer vorgeschaltet, in welche das öl durch tangentiale Kanäle eintritt und aus welcher das Öl zentral durch den Auslaß in Form eines Sprühkegels austritt. Es sind keine Mittel vorgesehen, die eine dem jeweiligen Bedarfszweck angepaßte Einstellung der Flammenform ermöglichen würden. Die äußere Hülse ist zwar aus herstellungstechnischen Gründen auf das Fußteil eines Grundkörpers aufgeschraubt, bildet jedoch gleichzeitig einen Bestandteil des Schallschwingungsgenerators. Würde man diese äußere Hülse, was nicht vorgesehen ist, zur Veränderung der Flammenform in axialer Richtung verstellen, es würde hierdurch auch die Charakteristik des Schallschwingungsgenerators entscheidend verändert werden.

Es ist ferner eine Brennerdüse für öl bekannt (W. Hansen »ölfeuerungen«, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 1970, Seite 126, 127), bei welcher der Hartmann'sche Schallschwingungsgenerator zentral angeordnet ist und von einer ringförmigen Austrittsöffnung für das öl umgeben ist. Diese ringförmige Austrittsöffnung wird durch einen Ringspalt gebildet, der zwischen dem Düsengrundkörper und einer hierzu konzentrischen, auf das Fußteil des Düsengrundkörpers aufgeschraubten Hülse gebildet wird. Zwischen einem Absatz des Fußteiles und dem diesem Absatz zugekehrten hinteren Ende der Hülse, ist ein Distanzring angeordnet Durch Auswechseln des Distanzringes gegen einen anderen mit einer unterschiedlichen axialen Länge, kann der Zerstäubungswinkel zwischen 20 und 120° und damit die Flammenform verändert werden. Abgesehen davon, daß der Ringspalt keine besondere feine Zerstäubung des Öles ermöglicht, und, wenn er sehr eng ausgebildet ist, zu Verstopfungen neigt, behindert das in Form eines Zylindermantels austretende öl bei dieser bekannten Brennerdüse die freie radiale Ausbreitung des Schwingungsfeldes. Als Folge des zentral angeordneten Schalischwigungsgenerators ist deshalb der maximale Zerstäubungswinkel auf 120° begrenzt

Es ist ferner ein Zerstäubungsbrenner bekannt (DE-OS 23 43 135), der in erster Linie zur Verbrennung von flüssigen brennbaren Abfällen dient Es ist ein zentrales Zuführrohr für diese brennbaren Abfälle vorgesehen, welches an der Stirnseite des Zerstäubungsbrenners geschlossen ist und mehrere radiale Auslaßöffnungen aufweist. Das Zuführrohr ist von einem Mantel umgeben, der im Bereich der radialen Auslaßöffnungen Schlitze aufweist, durch die ein gasförmiges Zerstäubungsmedium unter Druck zur Zerstäubung der Abfälle austreten kann. Da ein Schallschwingungsgenerator fehlt, wird keine feine Zerstäubung der Abfälle erreicht und außerdem ist auch keine Einstellmöglichkeit für die Flammenform vorgesehen.

Zur Erzeugung von Schallschwingungen höherer Frequenz bis zu 100 000 Hz ist ein sogenannter »Hartmann-Generator« (vgl. F. Kohlrausch »Praktische Physik«, Teubner-Verlag, Stuttgart, 21. Auflage, 1960, Band 1, Seite 208) bekannt. Bei diesem Hartmann-Generator wird Luft mit Überschallgeschwindigkeit aus einer Düse, der eine Gegenplatte bestimmter Formung gegenübersteht, ausgeblasen. Infolge der plötzlichen Expansion der Luft treten Luftpendelbewegungen auf, die von sfjhr hoher Frequenz und außerordentlicher Intensität sein können. Es ist bekannt, dieses Prinzip der Erzeugung von Schallschwingungen bei Brennerdüsen anzuwenden (vgl. eingangs genannte DE-OS 19 64 040). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brennerdüse für öl und/oder Brenngas der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auf einfache Weise eine dem jeweiligen Bedarfszweck angepaßte Einstellung der Flammenform und außerdem eine Feinstzerstäubung des Öles möglich ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der zentrale Auslaß an einem Düsenkörper ausgebildet ist, durch den das öl in radialer Richtung ausspritzbar ist, und daß an der äußeren Hülse ein in axialer Richtung über die Stirnfläche vorstehender Ring vorgesehen ist, wobei der Betrag, um welchen der Ring über die Stirnfläche vorsteht, durch axiale Verstellung des Ringes oder durch Austausch desselben veränderbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Brennerdüse kann die dem jeweiligen Bedarfszweck angepaßte Einstellung der Flammenform in einfacher Weise dadurch vorgenommen werden, daß man entweder den Ring in axialer Richtung verstellt oder gegen einen Ring anderer axialer Länge austauscht. Hierbei verändert sich die Charakteristik des Schallschwingungsgenerators nicht, denn die Hülse, welche den Ring trägt und einen Teil des Schallschwingungsgenerators bildet, bleibt bei Einstel-

lung der Flammenform unverändert mit dem Fußteil des Düsengrundkörpers verbunden. Weiterhin läßt sich ourch Verstellen des Ringes oder Austausch desselben der Zerstäubungswinkel in einem sehr großen Bereich bis nahezu 180° verändern, was u. a. darauf zurückzuführen ist, daß das Intensitätsmaximum des Schallfeldes nicht im Zentrum der Brennerdüse sondern radial weiter außen liegt Durch das radiale Ausspritzen des Öles, was vom Zentrum der Düse aus erfolgt, wird die freie radiale Ausbreitung des Schwingungsfeldes in keiner Weise behindert, und es wird eine Feinstzerstäubung des Öles durch dieses Schwingungsfeld gewährleistet Das radiale Ausspritzen des Öles hat darüber hinaus den Vorteil, daß radiale Ausströmbohrungen größeren Querschnitts verwendet werden können, die auch das problemlose Zerstäuben von Abfallölen ohne die Gefahr von Verstopfungen ermöglichen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt der Brennerdüse.

Die Brennerdüse weist einen Grundkörper 1, in welchen zentral das ölzufuhrrohr 3 eingesetzt ist, auf. Das ölzufuhrrohr 3 weist einen eingeschraubten Düsenkörper (Verteiler) 4 mit radialen Austrittsbohrungen 4a für das durch das Zufuhrrohr zuströmende öl auf. Zwischen dem ölzufuhrrohr 3 und dem Grundkörper 1 ist ein Zufuhrkanal 6 mit einer konzentrisch zum Verteiler 4 angeordneten Ausströmöffnung 6a für das Brenngas gebildet. Konzentrisch zu der Ausströmung 6a ist am vorderen Ende des Grundkörpers 1 eine als Resonanzkammer eines Hartmann'schen Schwingungsgenerators dienende Ringnut 2 vorgesehen. Auf das Fußteil 1' des Grundkörpers 1 ist eine zylindrische Hülse 8 aufgeschraubt. Der zwischen dem Grundkörper 1 und der Hülse 8 gebildete Ringkanal 9 dient für die Zufuhr eines Druckgases, z. B. Druckluft oder Dampf, und endet an einer gegen die Mittelachse hin gerichteten Ringdüse 10. Diese Ringdüse 10 liegt der Ringnut 2 gegenüber, so daß das aus der Ringdüse 10 unter hohem Druck austretende Druckgas gegen die Ringnut 2 geleitet wird und hierdurch in Schwingungen versetzt wird. Das in Schwingungen versetzte Druckgas tritt aus einer ringförmigen Austrittsöffnung 11, die im Bereich der Stirnfläche 8a der Brennerdüse liegt, aus. Durch diesen Hartmann'schen Schwingungsgenerator wird somit vor der Stirnfläche 8a ein Schwingungsfeld aufgebaut. Das aus dem ölzufuhrrohr 3 durch die Austrittsbohrungen 4a des Verteilers 4 radial austretende öl wird durch dieses Schwingungsfeld feinst zerstäubt. Das zerstäubte öl und ebenso ein aus der Ausströmöffnung 6a austretendes Brenngas wird mit der Luft, welche den Schwingungsgenerator betreibt, innig vermischt und verbrennt mit einer Flamme, deren Form mehr oder weniger gestreckt oder auch tulpenförmig sein kann und im wesentlichen durch den Ring 12 bestimmt wird.

Zur axialen Verstellung des Ringes 12 ist dieser auf ein an der Außenwand 8' der Hülse 8 vorgesehenes Gewinde mit einem Anschlag 14 aufgeschraubt. Zwischen dem Anschlag 14 und dem Ring 12 ist ein Zwischenring 13 vorgesehen, der bis an den Anschlag 14 aufgeschraubt ist und das Aufschrauben des Ringes 12 begrenzt. Wie man aus der Zeichnung erkennen kann, steht der Ring 12 um einen gewissen Betrag a in axialer Richtung über die Stirnfläche 8a vor. Je größer der Betrag a ist, um den der Ring 12 über die Stirnfläche 82 vorsteht, desto langgestreckter ist die Flamme. Wenn der Ring 12 die Stirnfläche 8a nicht überragt, so entsteht eine stark ausgebauchte Tulpen-Flamme. Man kann also durch axiale Verstellung des Ringes 12 die Flammenform beeinflussen, wobei sich die axiale Verstellung des Ringes 12 in kleinen Grenzen hält

Der Betrag a, um den der Ring 12 in axialer Richtung über die Stirnfläche 8a vorsteht, kann bestimmt werden durch mehrere Zwischenringe unterschiedlicher axialer Länge. Man kann jedoch auch die Zwischenringe weglassen und statt dessen Ringe 12 mit unterschiedlicher axialer Länge verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Brennerdüse für öl und/oder Brenngas mit einem zentralen Auslaß für das öl, mit einer konzentrisch zu diesem angeordneten Ausströmöffnung für das Brenngas und mit einem die Ausströmöffnung konzentrisch umgebenden, mit Druckgas, insbesondere Druckluft oder Dampf, betriebenen Hartmann'schen Schallschwingungserzeuger, der von einer eine ringförmige Austrittsöffnung im Bereich der Stirnfläche der Brennerdüse aufweisenden Ringnut gebildet ist, in die das Druckgas aus einem von einer äußeren Hülse umgebenen Ringkanal über eine gegen die Mittelachse gerichtete Düse einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Auslaß an einem Düsenkörper (4) ausgebildet ist, durch den das öl in radialer Richtung ausspritzbar ist, und daß an der äußeren Hülse (8) ein in axialer Richtung über die Stirnfläche (%a) vorstehender Ring (12) vorgesehen ist, wobei der Betrag (a), um welchen der Ring (12) über die Stirnfläche (Sa) vorsteht, durch axiale Verstellung dieses Ringes (12) oder durch Austausch desselben veränderbar ist

2. Brennerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Verstellung des Ringes (12) dieser auf ein an der äußeren Hülse (8) vorgesehenes Gewinde aufschraubbar ist und zwischen einem Anschlag (14) und dem Ring (12) Zwischenringe (13) unterschiedlicher axialer Dicke einsetzbar sind.