Ausgabe 1/2004, Seite 6 f.


Heizung


Die Ölbrennerdüse

Wichtiges Bauteil eines Brenners

Dipl.-Ing. Helmut Schwoll*

Der regelmäßig auszuführende Brennerservice umfasst nicht nur die Reinigung des Kessels und der Brennerbauteile. Damit die Ölheizung über die gesamte Saison zuverlässig und umweltfreundlich funktioniert, schließt dieser Service auch Funktionskontrollen und den vorsorglichen Austausch von Teilen mit ein. Zu den vorsorglich auszutauschenden Bauteilen gehört auch die Ölbrennerdüse.

Die Funktion der Ölbrennerdüse

In Bild 1 ist der Weg des Heizöls durch die Düse dargestellt: Das von der Ölbrennerpumpe unter Druck gesetzte Heizöl fließt in die Düse, wird im Düsenfilter filtriert. In der Wirbelkammer "rotiert" das Heizöl und verlässt die Düse, wo es in viele feine Tröpfchen zerfällt. Die Gestaltung der Bohrung und die Anordnung der Tangentialschlitze bestimmen die Sprüheigenschaften der Ölbrennerdüse.

Bild 1: Der Weg des Heizöls durch die Öldüse.

Die heute üblichen, auf den Wärmebedarf eines Hauses exakt ausgelegten Brenner führten zu einer Reduzierung der Brennerleistungen. Dadurch mussten auch die Querschnitte in den Ölbrennerdüsen verringert werden. So beträgt der Bohrungsdurchmesser einer Düse nur wenige Zehntel Millimeter (Bild 2), was bei nicht sachgemäßer Behandlung zu Funktionsstörungen führen kann.

Bild 2: Düsenbohrung im Vergleich zu menschlichem Haar.

Kennzeichnungen auf der Ölbrennerdüse

Die Eigenschaften der Ölbrennerdüse sind in der Düsenmarkierung beschrieben. Ölbrennerdüsen werden mit verschiedenen Sprühbildern und Sprühwinkeln angeboten. Dies muss zu dem jeweiligen Brenner und natürlich auch der Brennkammer des Kessels passen.

Bei den Sprühbildern gibt es bei Danfoss-Öldüsen die Bezeichnungen S (Solid = Voll), H (Hollow = Hohl) und B (Universal = Halbhohl). Bei anderen Fabrikaten gibt es ähnliche Bezeichnungen. Bei den Sprühwinkeln sind die Größen 30, 45, 60 und 80 gebräuchlich (Bild 3).

Bild 3: Sprüheigenschaften der Öldüse. Von links nach rechts: Sprühbild B, S und H.

Im kleinen Leistungsbereich bis 6,3 kg/h (1,75 USgal/h) sind die Ölbrennerdüsen in der europäischen Norm EN 293 und EN 299 beschrieben. Auf den Danfoss-Düsen sind die Daten gemäß dieser Norm aufgestempelt und im Vergleich dazu auch die früher gebräuchlichen Daten (Bild 4). Das mag etwas verwirrend erscheinen, bietet aber letztendlich mehr Sicherheit. In der nachfolgenden Tabelle wird eine grobe "Übersetzung" des Sprühmusterindex gegeben, die genaue Erläuterung hierzu ist der Norm zu entnehmen.

Index

Sprühmuster

I

Voll

II

Halb-Voll

III

Halb-Hohl

IV

Hohl

Die Leistung in kg/h wird bei 10 bar und einer Dichte von 840kg/m3 angegeben, dagegen die Leistung in USgal/h bei 7 bar und einer Dichte von 820 kg/m3.

Bild 4: Markierung der Ölbrennerdüse.

Was ist im Servicefall zu beachten?

Austausch nach Vorgaben des Brennerherstellers

Im Normalfall soll die Ölbrennerdüse gemäß den Vorgaben des Brennerherstellers ausgetauscht werden, da der Brennerhersteller in aufwendigen Versuchen die richtigen Düsentypen ausgewählt hat.

Austausch - wenn die vom Brennerhersteller vorgegebene Düse nicht zur Hand ist

Es kann geschehen, dass die im Brenner eingebaute Düse nicht zur Hand ist. In einem solchen Fall sollte man sich nach den Vorgaben des Düsenherstellers richten. Die Aussagen des Herstellers bezüglich der Düseneigenschaften beziehen sich in der Regel auf die alten Bezeichnungen.

In dem Fall, in dem es sich um einen sehr alten Brenner handelt, zu dem sich keine Einstell- oder Auswahlangaben mehr feststellen lassen, gibt es nur die Möglichkeit, die Düse gemäß der vorgefundenen Düsentype auszutauschen.

Was kann die Funktion der Düse beeinträchtigen?

Im Servicefall stellt sich oft die Frage, durch welche Einflüsse die Ölbrennerdüse ausgefallen ist. Wir wollen hier versuchen, die am häufigsten vorkommenden Fehler zu beschreiben und zu erläutern, wie Abhilfe geschaffen werden kann.

Bild 5: Beispiel für Brennerkopf-Einstellmaße.

Einstellung des Brenners

Der wohl am häufigsten auftretende Fehler ist eine falsche Brennereinstellung. Hier sind die Angaben des Brennerherstellers wie z.B. vorgegebener Pumpendruck, Einstellung der Zündelektroden u.ä. zu beachten. Besonders wichtig ist die exakte Einstellung der beiden Zündelektroden (Bilder 5 und 6). Es kommt häufig vor, dass die Zündelektroden nicht richtig eingestellt sind und die Zündung von einer Elektrode zur Düse erfolgt. Dies lässt sich an Brandspuren oder - in fortgeschrittenem Zustand - an Vertiefungen in der Düse gut erkennen. Die Position der Ölbrennerdüse zur Stauscheibe am Ölvorwärmer wurde heute in vielen Fällen durch feste Anschlagkanten im Brenner optimiert. Besonders wichtig ist hier auch der richtige Sprühwinkel, damit das Öl von der Düse weder von hinten an die Stauscheibe gesprüht wird, noch dass die Mischung zwischen Luft und Ölnebel durch einen zu kleinen Sprühwinkel gestört wird.

Bild 6: Beispiel für den Elektrodenabstand.

Richtiger Düsenwechsel

Besonders wichtig ist bei dem Düsenwechsel die gute Entlüftung des Düsenhalters, sowie die Reinigung der Ölwege. Nach der Demontage der alten Düse in waagerechter Position wird der Düsenhalter mit einem sauberen, nicht fusselnden Lappen gereinigt. Anschließend wird der Brenner in Serviceposition gebracht, d.h. der Düsenhalter wird in der Position senkrecht nach oben bis zum Rand mit Heizöl gefüllt. Nun wird die neue Ölbrennerdüse langsam eingeschraubt, damit die sich in der Düse befindliche Luft entweichen kann. Nach dem Einschrauben der neuen Düse sollte die Düsenplatte mit der Düsenbohrung nicht mehr mit den Händen oder Fingern berührt werden, damit sich in der Düsenbohrung kein Schmutz absetzen kann.

Bild 7: Schmutzablagerungen in der Wirbelkammer.

Schmutz/Sedimente im Heizöl

Ölbrennerdüsen sind in Abhängigkeit von der Düsengröße mit verschiedenen Filtern versehen. Diese Düsenfilter sind im kleinen Leistungsbereich in der Regel immer Sinterbronzefilter, die sehr gute Eigenschaften speziell gegen stab- und fadenförmige Schmutzpartikel haben. Solche Partikel würden die Zerstäubungsfunktion einer Düse innerhalb sehr kurzer Zeit zerstören (Bild 7). Daher ist die richtige Auswahl des Vorfilters von entscheidender Bedeutung für die Lebensdauer der Ölbrennerdüse (Bild 8). Ein feineres Vorfilter ist immer einem groben Vorfilter vorzuziehen.

Bild 8: Verfärbte Vorfilterpatronen.

Falsche Düsenauswahl

Mit falschen Sprüheigenschaften wird der Brenner nicht auf die gewünschten Emissionswerte einzustellen sein. Dies kann sowohl den Durchsatz betreffen, als auch Sprühmuster und Sprühwinkel.

www.danfoss.de


*) Dipl.-Ing. Helmut Schwoll, Division "Brennerkomponenten" bei Danfoss GmbH, Offenbach.


B i l d e r   1 - 7 :   Danfoss GmbH, Offenbach
B i l d 8 :   IWO, Hamburg


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