DE3906536A1 - Oelbrennerduese - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölbrennerdüse für Heizanlagen kleiner Leistung, beispielsweise für Wohnhäu­ ser, mit einer Düsenöffnung, an deren inneres, hinteres Ende eine Wirbelkammer anschließt, der das zu versprühende Öl unter die Zerstäubung bewirkendem Druck zuführbar ist.

Derartige Ölbrennerdüsen weisen eine Düsenöffnung mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, üblicherweise weniger als 1 mm und bis herunter zu 0,2 mm auf, und dem der Ölbrennerdüse über ein Magnetventil und gegebenenfalls einen Vorwärmer zugeführten Öl wird in der Wirbelkammer ein Drall aufgezwungen und das Öl dann durch die Düsenöff­ nung herausgepreßt und beim Austritt aus dieser zerstäubt.

Wenn bei einer derartigen Ölbrennerdüse die Ölzufuhr unterbrochen wird, sinkt der Öldruck im Inneren der Ölbren­ nerdüse ab, so daß er nicht mehr ausreicht, Öl in der Wirbelkammer zu verwirbeln und aus der Düsenöffnung heraus­ zupressen. Es verbleibt jedoch Öl im Innenraum der Ölbren­ nerdüse, das durch den noch vorhandenen Restdruck, der zusätzlich durch die Wirkung des Vorwärmers erhöht werden kann, aus der Düsenöffnung heraustropft oder schlecht verstaubt austritt. Dadurch entstehen erhebliche Umweltbe­ lastungen.

Es ist auch nicht möglich, eine solche Ölbrennerdüse für Heizanlagen kleiner Leistung, insbesondere für Wohnhäu­ ser, die eine Düsenöffnung mit geringem Durchmesser aufwei­ st und deren Düsenöffnung zur Erhaltung des gewünschten Sprühbildes auf keinen Fall verändert werden darf, mit einer Düsennadel zu versehen, wie dies bei Ölbrennerdüsen der Fall ist, die einen deutlich größeren Durchmesser der Düsenöffnung haben. Eine derartige Düsennadel liegt in der Schließstellung am inneren Ende der Düsenöffnung an und verschließt diese, so daß dann kein Öl aus der Düsenöffnung austreten kann. Bei der Bewegung der Düsenna­ del in die Schließstellung schlägt diese jedoch wegen der recht hohen Schaltfrequenz im Bereich von 20 bis 150/pro Tag und mehr sehr oft auf den Randbereich des hinteren Endes der Düsenöffnung, wodurch Verformungen in diesem Randbereich auftreten können, was bei Düsenöffnun­ gen mit kleinem Durchmesser zu einer ausgeprägten und nachteiligen Veränderung des Sprühbildes führen würde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ölbrennerdüse für Heizanlagen kleiner Leistung dahingehend zu verbessern, daß der Austritt von Öl aus der Düsenöffnung bei unterbroche­ ner Ölzufuhr deutlich verringert und vorzugsweise voll­ ständig vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Ölbrennerdüse der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß ein Düsenelement, insbesondere eine Düsennadel, vorgese­ hen ist, das zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbar ist und das von einer in Richtung der Schließstellung wirkenden Federkraft beaufschlagt und vom unter Druck stehenden Öl in die Öffnungsstel­ lung bewegbar ist, daß hinter der Wirbelkammer eine mit dieser über eine Ölzuführbohrung in Verbindung stehende Vorkammer vorgesehen ist und daß das Düsenelement in der Schließstellung die Ölzuführbohrung dichtend ver­ schließt.

Bei der erfindungsgemäßen Ölbrennerdüse wird somit, wie an sich für Düsen mit Düsenöffnungen sehr geringen Durch­ messers im Bereich von 1 mm und weniger unüblich, ein bewegbares Düsenelement, vorzugsweise eine Düsennadel verwendet, um bei Unterbrechung der Ölzufuhr eine Abdich­ tung vorzunehmen, jedoch erfolgt diese Abdichtung nicht durch Anlage des Düsenelementes am Randbereich des inneren Endes der Düsenöffnung, sondern in einem hinter der Wirbel­ kammer liegenden Bereich. Dadurch sind Düsenöffnung und "Ventilsitz" für das Düsenelement räumlich getrennt ausge­ bildet, und eventuelle Verformungen am "Ventilsitz" infol­ ge Auftreffens des Düsenelementes führen nicht zu einer Veränderung der Form der Düsenöffnung und damit auch nicht zu einer Beeinträchtigung des Sprühmusters. Anderer­ seits wird durch das Düsenelement eine sichere Abdichtung erzielt, so daß bei Unterbrechung der Ölzufuhr allenfalls noch ein Teil der äußerst geringen Ölmenge aus der Düsen­ öffnung austreten kann, der sich noch im Bereich zwischen Ölzuführbohrung und Düsenöffnung befindet, während das Öl, das sich in der Ölbrennerdüse hinter dem Düsenelement befindet, sicher zurückgehalten wird, selbst dann, wenn sich der anstehende Druck durch die Wirkung des gegebenen­ falls vorhandenen Vorwärmers etwas erhöht. Im übrigen ist der Austritt von Öl aus dem Bereich zwischen Ölzuführ­ bohrung und Düsenöffnung in der Praxis recht unwahrschein­ lich, weil in diesem Bereich kein Restdruck mehr vorhanden ist und er gegenüber der Einwirkung von der Ölzuführseite durch das Düsenelement sicher abgedichtet ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ölzuführ­ bohrung koaxial zur Düsenöffnung liegen und in eine Zwi­ schenkammer münden, die mit der Wirbelkammer über mindestens einen Zuführkanal verbunden ist. Bei einem solchen Aufbau wird das unter Druck stehende Öl von der Vorkammer durch die Ölzuführbohrung in die Zwischenkammer gedrückt und in dieser radial nach außen befördert, um dann in die Wirbelkammer einzutreten.

Um den sich bei in der Schließstellung befindendem Düsen­ element gegebenenfalls hinter diesem aufbauenden Ölrest­ druck abzubauen, kann eine Ölrückführleitung vorhanden sein, die über eine Anschlußbohrung mit einem hinter der Vorkammer liegenden, vom zugeführten Öl zu durchströmen­ den Raum in Verbindung steht, wobei die Anschlußbohrung in der Schließstellung des Düsenelementes geöffnet und in der Öffnungstellung des Düsenelementes dichtend ver­ schlossen ist.

In einer derartigen Ausgestaltung können das Düsenelement und die die beaufschlagende Federkraft erzeugende Feder in einem Rohrabschnitt geführt gehalten sein, der einen Teil der Ölrückführleitung bildet, und die Anschlußbohrung kann sich quer durch die Wandung des Rohrabschnittes erstrecken. Ihr inneres Ende ist dann in der Öffnungsstel­ lung des Düsenelementes von diesem verschlossen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch im Teilschnitt ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figur näher erläutert.

Die dargestellte Ölbrennerdüse hat einen Düsenhalter 1, in den von vorn ein Düsenkörper 2 eingeschraubt ist und der eine seitliche Durchgangsbohrung 10 aufweist, an die die Ölzufuhrleitung angeschlossen wird, über die das Öl in üblicher Weise von einem Magnetventil gesteuert und gegebenenfalls von einem Vorwärmer erhitzt in den Innenraum 11 des Düsenhalters 1 gepreßt wird. Der Düsenkör­ per 2 hat an seinem vorderen Ende eine Düsenöffnung 19, und in eine an das hintere Ende der Düsenöffnung 19 an­ schließende Aussparung im Düsenkörper 2 ist von hinten ein Düseneinsatz eingeschraubt.

Der Düseneinsatz ist im dargestellten Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgebildet und hat ein ein Außengewinde auf­ weisendes hinteres Einsatzteil 3, eine Zwischenplatte 3 a und ein Drallschlitze 17 aufweisendes, vorderes Einsatz­ teil 3 b. Das Einsatzteil 3 b und die Zwischenplatte 3 a wurden unter Zwischenschaltung eines abdichtenden Distanz­ ringes 21 in den Düsenkörper 2 eingesetzt, und dann wird das hintere Einsatzteil 3 unter Zwischenschaltung eines abdichtenden Distanzringes 20 zwischen diesem und der Zwischenplatte 3 a von hinten in den Düsenkörper 2 ge­ schraubt, so daß Einsatzteil 3 b und Zwischenplatte 3 a in die Aussparung im Düsenkörper 2 gepreßt werden und die Drallschlitze 17 des Einsatzteils 3 b zusammen mit dem Raum 18 zwischen vorderem Ende des Einsatzteils 3 b und hinterem Ende der Düsenöffnung 19 die Wirbelkammer bilden. Diese Wirbelkammer ist über einen radial relativ weit außen liegenden, sich durch das Einsatzteil 3 b er­ streckenden Zuführkanal 16 mit der durch den Abstand von Einsatzteil 3 b und Zwischenplatte 3 a gebildeten Zwi­ schenkammer 15 verbunden, in die eine sich durch die Zwischenplatte 3 a erstreckende, koaxial zur Düsenöffnung 19 verlaufende Ölzuführbohrung 14 mündet. Das hintere Ende der Ölzuführbohrung 14 steht mit einer Vorkammer 13 in Verbindung, die durch den vom Distanzring 21 festge­ legten Abstand von Zwischenplatte 3 a und Einsatzteil 3 gebildet ist und die über eine sich durch das Einsatz­ teil 3 nach hinten erstreckende Durchgangsbohrung 12 mit dem vom Düsenhalter 1 und Düsenkörper 2 gebildeten Innenraum 11 verbunden ist.

Nach hinten setzt sich das Einsatzteil 3 des Düsenein­ satzes als koaxial zur Ölzuführbohrung 14 verlaufender Rohrabschnitt 25 fort, dessen hinteres Ende mittels eines O-Ringes 26 dichtend in einer Ölabführbohrung des Düsenhal­ ters 1 gehalten ist. Der Innenraum des Rohrabschnittes 25 ist über eine sich quer durch die Wandung des Rohrab­ schnittes 25 erstreckende Anschlußbohrung 28 mit dem Innenraum 11 verbunden.

In die vom Rohrabschnitt 25 gebildete und sich im Ein­ satzteil 3 nach vorn bis zur Zwischenkammer 13 fortsetzen­ de Innenbohrung ist eine schematisch dargestellte Ventil­ nadel 22 mit kegelförmiger vorderer Spitze eingesetzt, die eine sich nach hinten erstreckende stabförmige Verlän­ gerung 22′ mit verringertem Durchmesser aufweist. Diese stabförmige Verlängerung 22′ ist von einer Schraubenfeder 23 umgeben, die sich einerseits an der das vordere Ende der stabförmigen Verlängerung 22′ bildenden Ringschulter und andererseits an einer von hinten in die Innenbohrung des Rohrabschnittes 25 eingeschraubten Scheibe 24 abstützt, durch deren Mittelöffnung sich frei bewegbar die stabför­ mige Verlängerung 22′ der Düsennadel 22 erstreckt, zwi­ schen der und der Durchgangsbohrung in der Scheibe 24 ein das Durchfließen von Öl gestattender Freiraum ausgebil­ det ist. Man erkennt, daß durch die Einschraubstellung der Scheibe 24 die Kraft der Feder 23 eingestellt und damit der Anlagedruck des vorderen Endes der Düsennadel 22 am Randbereich des hinteren Endes der Ölzuführbohrung 14 festgelegt werden kann. Wie ferner zu erkennen ist, befindet sich der den größeren Durchmesser aufweisende vordere Abschnitt der Düsennadel 22 in der dargestellten Schließstellung, d.h. in der Stellung, in der die kegelför­ mige Spitze der Düsennadel 22 die Ölzuführbohrung 14 verschließt, im Abstand vor der Anschlußbohrung 28, so daß der hinter dem den größeren Durchmesser aufweisenden Bereich der Düsennadel 22 liegende Teil der Innenbohrung des Rohrabschnittes 25 über die Anschlußbohrung 28 mit dem Innenraum 11 und so mit der Durchgangsbohrung 10 in Verbindung steht.

In das hintere Ende des Rohrabschnittes 25 ist eine Ab­ schlußschraube 27 mit einer konzentrischen Durchgangsboh­ rung eingeschraubt.

Wird in der dargestellten Lage der Düsennadel 22 unter hohem Druck stehendes Öl durch die Bohrung 10 in den Innenraum 11 gepreßt, so tritt dieses Öl durch die Durch­ gangsbohrung 12 in die Vorkammer 13 ein, die durch den Distanzring 20 gegenüber dem Düsenkörper 2 abgedichtet ist, wobei dieser Distanzring sowie auch der weiter vorn liegende Distanzring 21 eine Abdichtung zwischen Düsenein­ satz und Düsenkörper 2 bewirken. Das in der Vorkammer 13 anstehende unter hohem Druck stehende Öl drückt die Düsennadel 20 gegen den Druck der Feder 23 nach hinten in die Öffnungsstellung, in der einerseits die Vorkammer 13 in Strömungsverbindung mit der Ölzuführbohrung 14 steht und andererseits der den größeren Durchmesser auf­ weisende Abschnitt der Düsennadel 21 die Anschlußbohrung 28 dichtend verschließt. Somit wird in der Öffnungsstel­ lung der Düsennadel 20 das unter Druck stehende Öl von der Vorkammer 13 durch die Ölzuführbohrung 14 in die Zwischenkammer 15 und von dieser durch den Zuführkanal 16 in die Wirbelkammer gepreßt, in der es durch die schräg verlaufenden Drallschlitze 17 hindurch mit Drall versehen in den Raum 18 eintritt, aus dem es durch die Düsenöffnung 19 herausgepreßt und zerstäubt wird.

Wird die Ölzufuhr unterbrochen, sinkt der Öldruck im Innenraum 11 und damit auch der auf die kegelförmige Spitze der Düsennadel 22 wirkende Druck ab, und die Düsen­ nadel 22 wird durch die Kraft der Schraubenfeder 23 wieder in die dargestellte Schließstellung verlagert, in der sie die Ölzuführbohrung 14 gegenüber der Vorkammer 13 und damit gegenüber dem Innenraum 11 abdichtet. Der nun­ mehr im Innenraum 11 noch anstehende Öldruck, der gegebe­ nenfalls durch die kurzzeitig anhaltende Wirkung des Vorwärmers weiter gesteigert wird, wird dann allmählich durch Abfließen von Öl aus dem Innenraum 11 durch die Anschlußbohrung 28 und über die vom Rohrabschnitt 25 gebildete Ölrückführleitung abgebaut. Wesentlich ist dabei, daß dieser Restdruck nicht mehr auf die geringen Mengen von Öl wirkt, die in der Wirbelkammer 17, 18 und in der Zwischenkammer 15 sowie der Ölzuführbohrung 14 verblieben sind, da dieser Bereich in der dargestellten Schließstellung der Düsennadel 22 gegenüber diesem Öldruck abgedichtet ist. Es besteht daher praktisch keine Gefahr, daß auch nur noch geringe Mengen Öl aus der Düsenöffnung 19 heraustropfen.

Im übrigen sei erwähnt, daß die im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel als Freiraum zwischen hinterem Einsatzteil 3 und Zwischenplatte 3 a ausgebildete Vorkammer 13 irgend­ eine geeignete Form haben kann und lediglich einen Raum bildet, der hinter der Ölzuführbohrung liegt und in der Schließstellung durch das Düsenelement, etwa die Düsenna­ del 22 gegenüber der Ölzuführbohrung 14 abgedichtet wird.

Claims (4)

1. Ölbrennerdüse für Heizanlagen kleiner Leistung, mit einer Düsenöffnung (19), an deren inneres, hinteres Ende eine Wirbelkammer (17, 18) anschließt, der das zu versprühende Öl unter die Zerstäubung bewirkendem Druck zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Düsenelement insbesondere eine Düsennadel (22) vorgesehen ist, das zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbar ist und das von einer in Richtung der Schließstellung wirkenden Feder­ kraft beaufschlagt und vom unter Druck stehenden Öl in die Öffnungsstellung bewegbar ist, daß hinter der Wirbelkammer (17, 18) eine mit dieser über eine Ölzuführbohrung (14) in Verbindung stehende Vorkammer (13) vorgesehen ist und daß das Düsenelement (22) in der Schließstellung die Ölzuführbohrung (14) dich­ tend verschließt.

2. Ölbrennerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführbohrung (14) koaxial zur Düsenöffnung (19) liegt und in eine Zwischenkammer (15) mündet, die mit der Wirbelkammer (17, 18) über mindestens einen Zuführkanal (16) verbunden ist.

3. Ölbrennerdüse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ölrückführleitung (25), die über eine Anschlußbohrung (28) mit einem hinter der Vorkammer (13) liegenden, vom zugeführten Öl zu durchströmenden Raum (11) in Verbindung steht, wobei die Anschlußboh­ rung (28) in der Schließstellung des Düsenelementes (22) geöffnet und in der Öffnungsstellung des Düsenele­ mentes (22) dichtend verschlossen ist.

4. Ölbrennerdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenelement (22) und die die beaufschlagende Federkraft erzeugende Feder (23) in einem Rohrabschnitt (25) geführt gehalten sind, der einen Teil der Ölrück­ führleitung bildet, und daß die Anschlußbohrung (28) sich quer durch die Wandung des Rohrabschnittes (25) erstreckt und ihr inneres Ende in der Öffnungsstellung des Düsenelementes (22) von diesem verschlossen ist.