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Heizölbrenner mit einer in der Form eines endlosen Kanales ausgebildeten geschlossenen Verdampfungskammer
Bei der Verbrennung von Heizöl in kleineren Feuerungsanlagen, insbesondere in kleinerenöfen od. dgl., hat man bisher sogenannte Schalenbrenner benutzt, deren Böden und mit diesen auch das in der Schale befindliche Öl mittels einer Lunte, einer elektrischen Heizplatte od. dgl. erwärmt wird. Bei dieser Erwärmung verdampft das in der Schale befindliche und deren gesamte Bodenfläche bedeckende Öl allmählich und bildet einen Öldampf, der sich mit der den Brenner umgebenden Luft zu einem feuchten Öldampf-Luft-Gemisch vereinigt. Ein solches feuchtes Öldampf-Luft-Gemisch verbrennt jedoch nur unter einer sehr starken nachteiligen Russbildung.
Um das in der Schale befindliche Heizöl gegenüber den in dem Verbrennungsraum befindlichen Flammen abzuschirmen, hat man schon Heizölbrenner mit geschlossenen Verdampfungskammern benutzt, die mehr oder weniger grosse Austrittsöffnungen für den Durchtritt der Öldämpfe in den eigentlichen Verbrennungsraum aufweisen. Es hat sich jedoch bei diesen geschlossenen Kammern gezeigt, dass, wenn bei einem nur ungenügenden Zug durch die Austrittsöffnungen für die Öldämpfe Primärluft in die geschlossene Kammer gelangt, die in dem Verbrennungsraum befindlichen Flammen leicht in die Kammer zurückschlagen und dann das in dieser befindliche Öldampf-Luft-Gemisch zur Entzündung bringen.
Zur Beseitigung dieses Nachteiles ist daher der Vorschlag gemacht worden, die geschlossene Verdampfungskammer in der Form eines endlosen Kanales auszubilden und die Verbrennungsluft durch die von der Verdampfungskammer umgebene Mittelöffnung hindurchzuführen, wobei dann ein auf der Verdampfungskammer angeordneter Hohlkörper die zugeführte Verbrennungsluft in einen Primärluftstrom und einen Sekundärluftstrom aufteilt.
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hat man zur Beheizungzusätzliche Austrittsöffnungen in der Verdampfungskammer zuströmen.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen solchen Heizölbrenner so auszubilden, dass eine Eigenbeheizung der Verdampfungskammer ohne eine besondere zusätzliche Brenneinrichtung möglich und gleichzeitig eine innige Mischung der Öldämpfe zunächst mit der Primärluft und anschliessend mit der Sekundärluft zu erreichen ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass an dem der Verdampfungskammer benachbarten Teil der Aussenwandung des den zugeführten Luftstrom aufteilenden Hohlkörpers mit dessen Innenraum in Verbindung stehende hohle Rippen mitAustrittsöffnnngen fUr die Primärluft angeordnet sind.
Durch diese hohlen Rippen wird ein Teil der in den Hohlkörper einströmenden Verbrennungsluft als Pd- märluft abgezweigt und durch die in den Rippen angeordneten Austrittsöffnungen den aus der Verdampfungskammer austretenden Öldämpfen zugeführt. Während durch die Beigabe dieser Primärluft zu den aus den dem Oberteil der Verdampfungskammer angeordneten Öffnungen austretenden Öldämpfen noch kein zündfähiges Öldampf-Luft-Gemisch entsteht, reicht der den aus den einzelnen in dem Aussenmantel der Verdampfungskammer vorgesehenen zusätzlichen Öffnungen schräg nach aussen austretenden Öldämpfen zugeführte Anteil der Primärluft aus, um eine Verbrennung dieser Öldämpfe unmittelbar neben dem Aussenmantel der Verdampfungskammer und damit eine Eigenbeheizung derselben zu ermöglichen.
Diese besondere Ausführung des Heizölbrenners bringt neben einer recht einfachen, aber intensiven
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Eigenbeheizung der Verdampfungskammer vor allem eine besonders intensive Vermischung der Öldämpfe mit der zugeführten Verbrennungsluft und damit eine nahezu vollkommen russfreie Verbrennung mit sich, wodurch ein aussergewöhnlich hoher Verbrennungswirkungsgrad erzielt wird. Darüberhinaus aber bedürfen die Heizeinrichtungen, nämlich der Ofen und die Abgaskanäle, praktisch überhaupt keiner Reinigung mehr, die gerade bei den mit den bisher üblichen Heizölbrennern ausgestatteten Öfen ausserordentlich unliebsam sind und schon manchen Benutzer eines Ölofens veranlasste, zur Kohlenfeuerung zurückzukehren.
Da ausserdem der schon beim Anfahren verhältnismässig rasch warm werdende Brenner sehr bald eine Erwärmung der in dem Ofen befindlichen Luft und damit einen ausreichenden Zug bewirkt, strömt auch dann immer noch eine genügende Menge Primärluft nach, wenn der Brenner unter Vollast gefahren wird.
Diese Möglichkeit, einen Heizölbrenner unter Vollast anfahren zu können, bedeutet aber immer gerade in den Fällen eine besondere Annehmlichkeit, in denen ein Ölofen nur zeitweise betrieben und eine kurze Anheizzeit zur raschen Erwärmung des noch kalten Raumes erwünscht ist.
Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform ist die Verdampfungskammer in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet und als Hohlkörper ein zu deren Mittelachse zentrisch angeordneter, an seiner Oberseite geschlossener Zylinder vorgesehen, in dessen oberhalb der Rippen befindlichen Teil der Wandung nahezu gleichmässig verteilt Austrittsöffnungen für die Sekundärluft eingearbeitet sind.
Der Aussendurchmesser dieses Zylinders ist dabei derart kleiner als der Durchmesser des Kranzes der in der Deckplatte der Verdampfungskammer eingearbeiteten Austrittsöffnungen für den überwiegenden Anteil der aufsteigenden Öldämpfe, dass diese seitlich des Zylinders hochsteigen und sich mit der aus dem oberen Teil des Zylinders austretenden Sekundärluft zu einem zündfähigen Öldampf-Luft-Gemisch vereinigen und in dem den Brenner umgebenden und über diesem befindlichen Raum intensiv verbrennen können.
Weiter ist es aber auch möglich, dass der Hohlkörper aus einem Zylinder und einem einen kleineren Querschnitt als dieser aufweisenden, teilweise in den Zylinderinnenraum hineinragenden, oben geschlossenen Stutzen, vorzugsweise einem koaxial zur Achse des Zylinders angeordneten Rohrstutzen, mit den Austrittsöffnungen für die Sekundärluft bestehen, was die Aufteilung der zugeführten Verbrennungsluft in-Pri- märluft und Sekundärluft besonders begünstigt.
Um den aus den zusätzlichen Austrittsöffnungen in dem Aussenmantel der Verdampfungskammer austretenden, der Eigenbeheizung derselben dienenden Öldämpfen die Primärluft möglichst günstig zuführen zu können, stehen die Rippen vorteilhaft ausserhalb des Aussenmantels der Verdampfungskammer mindèstens bis in die Höhe dieser zusätzlichen Öldampfaustrittsöffnungen vor und weisen in deren Höhe zusätzliche Öffnungen für die Primärluft auf. Hiebei ist zweckmässigerweise jeder in dem Aussenmantel der Verdampfungskammer vorgesehenen Austrittsöffnung für die Öldämpfe je eine Rippe zugeordnet.
Eine weitere innige Vermischung des zur Eigenbeheizung der Verdampfungskammer vorgesehenen Öldampf-Luft-Gemisches lässt sich dadurch erzielen, dass die in dem Aussenmantel der Verdampfungskammer vorgesehenen Austrittsöffnungen für die Öldämpfe schräg nach aussen und die ihnen zugeordneten, in den Rippen eingearbeiteten Austrittsöffnungen für die Primärluft derart gerichtet sind, dass die aus ihnen austretende Primärluft nahezu senkrecht auf die seitlich aus der Verdampfungskammer herausströmenden Öldämpfe auftrifft.
Weisen die Rippen ausserdem gegenüber der Vertikalen eine Neigung von etwa 20 bis 250 auf, so strömt die Primärluft zunächst in einer nach unten gerichteten geneigten Richtung aus den Rippen heraus und steigt anschliessend nach Vermischung mit den aus dem Oberteil der Verdampfungskammer heraustretenden Öldämpfen schraubenförmig nach oben.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Heizölbrenners gemäss der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 den Brenner im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt des Brenners gemäss der Linie 2-2 und Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht des Brenners.
Der in der Fig. l im Längsschnitt dargestellte Heizölbrenner weist eine an einer ringförmigen Bodenplatte 1 befestigte ringförmige Verdampfungskammer 2 mit einem etwa rechteckigen Querschnitt auf, deren Mittelöffnung mit 3 bezeichnet ist. Unmittelbar unterhalb des eine ringförmige Schale zur Aufnahme des zu verdampfenden Heizöles bildenden Bodens 4 der Verdampfungskammer 2 ist eine Heizenrichtung 5 angeordnet, die zweckmässigerweise mehrere parallel geschaltete Heizspiralen, beispielsweise eine Spirale 62 mit einer Leistung von etwa 100 Watt und eine Spirale 63 mit einer Leistung von etwa 300 Watt, aufweist.
In der oberen Deckplatte 6 der Verdampfungskammer 2 sind, wie dieses insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, an deren äusseren Rand eine Vielzahl düsenartiger Austrittsöffnungen 7 für die in der Verdampfungskammer 2 entstehenden Öldämpfe kranzartig angeordnet.
Für die Zuführung des zu verbrennenden Heizöles ist eine Speiseleitung 8 vorgesehen, deren Ende 9
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luft ragt dabei der untere, sich verjüngende Teil 38 des Rohrstutzens 35 mit in den Zylinder 23 hinein.
Ausserdem ist oberhalb dieser Luftaustrittsöffnungen 37 an dem Rohrstutzenmantel 36 ein nach aussen vorstehender Blechring 39 angeordnet, der ein zu rasches Aufsteigen der Verbrennungsgase verhindert.
Oberhalb dieses Blechringes 39 ist in dem Rohrstutzenmantel 36 noch ein weiterer Kranz Luftaustritts- öffnungen 44 vorgesehen, durch die den bereits an dem Blechring 39 vorbeigeströmten Verbrennungsgasen nochmals Verbrennungsluft zugeführt wird, so dass auch die letzten in diesen Verbrennungsgasen noch eventuell enthaltenen, nicht restlos verbrannten Öldämpfe nunmehr restlos verbrennen können.
Zur Zündung des in Richtung der Pfeile 32 aufsteigenden Öldampf-Luft-Gemisches ist unmittelbar oberhalb des Zylinders 23 in dem Rohrstutzenmantel 36 eine elektrische Zündeinrichtung 45 angeord- net, deren Zündspirale 46 in radialer Richtung über den Zylindermantel 24 vorsteht. Die Zuleitungen 47 der Zündeinrichtung 45 können dabei durch die Mittelöffnung 3, den Zylinder 23 und den Rohrstutzen 35 hindurchgeführt sein.
Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind ferner zwischen dem oberen Blechring 16 und der oberen Deckplatte 6 der Verdampfungskammer 2 in deren Aussenmantel 14 schräg nach aussen gerichtete zusätzliche Austrittsöffnungen 48 vorgesehen. Diese Austrittsöffnungen 48, deren Anzahl gleich der Anzahl der an dem Zylindermantel 24 angeordneten hohlen Rippen 25 ist, sind dabei etwas gegenüber diesen hohlen Rippen 25 versetzt angeordnet.
Um auch den aus diesen zusätzlichen Austrittsöffnungen 48 herausströmenden Öldämpfen direkt Verbrennungsluft zuführen zu können, sind die Rippen 25 nach unten hin verlängert und weisen gerade in Höhe dieser Austrittsöffnungen 48 je zwei zusätzliche Luftaustritts- öffnungen 49 auf, die gegen den äusseren Mantel 14 der Verdampfungskammer 2 und damit auch gegen die zusätzlichen Austrittsöffnungen 48 für die Öldämpfe gerichtet sind.
Darüberhinaus sind, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, zwischen den in den Rippen 25 vorgesehenen oberen Luftaustrittsöffnungen 26 und den zusätzlichen Luftaustrittsöffnungen 49 weitere gegenüber den radialen Wandungen der Rippen 25 senrecht stehende, gegenüber der Horizontalen also ebenfalls um etwa 200 bis 250geneigte Leitbleche 51 angeordnet, die sich von den nach unten vorstehenden Teilen der Rippen 25 bis zu den diesen benachbarten Rippen 25 erstrecken und ein Aufsteigen des sich unterhalb dieser Leitbleche 51 bildenden Öldampf-Luft-Gemisches verhindern, so dass dieses unmittelbar neben dem Aussenmantel 14 der Verdampfungskammer 2 verbrennt und diese erhitzt.
Die Wirkungsweise dieses in den Fig. 1-3 gezeigten Heizölbrenners ist nun folgende :
Soll der Brenner gemäss der Erfindung seine Tätigkeit aufnehmen, so ist zunächst die Heizeinrichtung 5 einzuschalten, die den Boden 4 der Verdampfungskammer 2 erwärmt. Daraufhin wird das Ventil eines über die Speiseleitung 8 angeschlossenen, nicht besonders dargestellten Ölbehälters geöffnet, so dass das Heizöl zu den Ölzuführungsleitungen 11 fliesst, aus denen es infolge deren Neigung tropfenweise auf den Boden 4 der Verdampfungskammer 2 gelangt. Beim Auftreffen der Öltropfen auf den durch die Heizeinrichtung 5 erhitztenBoden 4 der Verdampfungskammer 2 verdampfen diese ausserordentlich rasch.
Die hiebei gebildeten Öldämpfe strömen dann anschliessend in Richtung des Pfeiles 18 an den Blechringen 12 und 16 vorbei, wobei sie infolge der von diesen Blechringen 12 und 16 abgegebenen Wärme getrocknet und die in ihnen eventuell noch flüssigenölteilchen intensiv verdampft werden, bevor sie im wesentlichen durch die oberen Austrittsöffnungen 7, teilweise aber auch die seitlichen Austrittsöffnungen 48 aus der Verdampfungskammer 2 herausströmen. Die aus der Verdampfungskammer 2 heraustretenden Öldämpfe vereinigen sich nun mit der in dem Verbrennungsraum befindlichen, den Heizölbrenner umgebenden Luft zu einem zündfähigen Öldampf-Luft-Gemisch, das durch die Zündspirale 46 der Zündeinrichtung 45 ge- zündet wird.
Bei dieser anfänglichen Verbrennung entsteht in dem Verbrennungsraum ein Unterdruck, so dass durch die Mittelöffnung 3 von unten her Verbrennungsluft angezogen wird, die einerseits zunächst als Primärluft aus den Luftaustrittsöffnungen 26 und 49 aus den Rippen 25 und anderseits als Sekundärluft aus den in demrohrstutzeiimantel 36 vorgesehenenLuftaustrittsöffnungen 37 herausströmt und sichmit den aus der Verdampfungskammer 2 ausströmenden Öldämpfen zu einem zündfähigenÖldampf-Luft-Gemisch ver- mengt..
Schon bereits nach einer nur verhältnismässig kurzenAnfahrzeit ist die Verdampfungskammer 2 einerseits durch die Heizeinrichtung 5 und anderseits durch die in ihrer unmittelbaren Nähe stattfindende anfängliche Verbrennung auf eine hohe Temperatur erhitzt worden, so dass sich die Verdampfung des zugeführten Heizöles rasch steigert.
Da die nunmehr aus den Austrittsöffnungen 7 in der oberen Deckplatte 6 der Verdampfungskammer 2 austretende Öldampfmenge wesentlich grösser geworden ist, reicht die in Richtung der Pfeile 27 und 29 durch die Rippen 25 zugeführte Primärluft nur mehr zur Bildung eines zündfähigen Öldampf-Luft-Gemisches aus, das gemäss den Pfeilen 32 nach oben steigt und nach Zuführung der Sekundärluft in Richtung der Pfeile 33 und 34 durch die in dem Rohrstutzenmantel 36 vorgesehenen Luft-
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austrittsöffnungen 37 erst oberhalb des Zylinders 23 verbrennt.
Da der am oberen Teil des Rohrstutzens 35 angeordnete Blechring 39 ein zu rasches Aufsteigen der Verbrennungsgase verhindert, enthalten die in den oberen Bereich des Rohrstutzens 35 gelangenden Verbrennungsgase nur noch verhältnismässig wenig unver- brannte Bestandteile, die nach Zuführung weiterer Verbrennungsluft durch die oberhalb des Blechringes 39 in dem Rohrstutzenmantel 36 vorgesehenen Luftaustrittsöffnungen 44 fast vollständig verbrennen.
Da die aus den in dem äusseren Mantel 14 der Verdampfungskammer 2 vorgesehenen Austrittsöffnun- gen 48 ausströmendenÖldämpfe nach Beigabe der erforderlichen Verbrennungsluft durch die unteren Luft- austrittsöffnungen 49 in den Rippen 25 auch weiterhin unmittelbar neben dem äusserenMantel 14 der Ver- dampfungskammer 2 verbrennen und deren Temperatur auf der erforderlichenHöhe halten, kann die Heiz- einrichtung 5 schon verhältnismässig bald abgeschaltet werden.
Hiebei wirkt es sich besonders günstig aus, dass die unteren Luftaustrittsöffnungen 49 gegen den äusseren Mantel 14 der Verdampfungskammer 2 ge- richtet sind und die aus ihnen austretende Verbrennungsluft gerade auf die aus den schräg nach aussen ge- richteten Austrittsöffnungen 48 herausströmenden Öldämpfe treffen, die sich mit der zugeführten Ver- brennungsluft zu einem zündfähigen Öldampf-Luft-Gemisch vermischen. Sowohl die Neigung der Rip- pen 25 als auch die zu diesen senkrecht angeordneten Leitbleche 51 sorgen dabei dafür, dass die Ver- brennung auch tatsächlich in der gewünschten Weise unmittelbar neben dem äusseren Mantel 14 der Ver- dampfungskammer 2 stattfindet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Heizölbrenner mit einer in der Form eines endlosen Kanales ausgebildeten geschlossenen Ver- dampfungskammer, die einen die durch ihre Mittelöffnung zugeführte Verbrennungsluft in einen Primärluftstrom und einen Sekundärluftstrom aufteilenden Hohlkörper trägt und ausser einer Vielzahl Austrittsöffnungen für die aussen an dem Hohlkörper nach oben abströmenden Öldämpfe noch einige zusätzliche Austrittsöffnungen für einen abgezweigten, die Eigenbeheizung der Verdampfungskammer bewirkenden Teil der Öldämpfe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Verdampfungskammer (2) benachbarten Teil der Aussenwandung (24) des Hohlkörpers (23/35) mit dessen Innenraum in Verbindung stehende hohle Rippen (25) mit Austrittsöffnungen (26) für die Primärluft angeordnet sind.