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Schalenbrenner
Die Erfindung bezieht sich auf Schalenbrenner mit einem über der Brennerschale liegenden Verbren- nungsraum und einer in diese Brennerschale mündenden Ölzuführleitung und bezieht sich insbesondere auf einen Schalenbrenner, bei welchem auf einem die Brennerschale durchsetzenden Luftzufuhrstutzen ein Düsenkopf für die Verteilung von Verbrennungsluft vorgesehen ist, welcher oberhalb der Brennerschale und ihrem Ölzuflussstutzen im Brennraum angeordnet ist. Der Düsenkopf kann doppelwandig ausgebildet sein und einen unteren und oberen Boden sowie eine Verbindung mit dem Luftzufihrungrohr aufweisen.
Bei den bekannten Schalenbrennem dieser Art besteht der Nachteil, dass unter bestimmten Umständen sich im unteren Teil des Verbrennungsraumes, insbesondere in dem Raum unter der Sparbrennerglocke bzw. an der Austrittsöffnung des Öls, Rückstände bilden können. Diese Rückstandsbildung ist auf eine. zu niedrige Temperatur des Öls an diesen Stellen zurückzuführen. Hiedurch verdampft das Öl nicht vollständig, und es tritt ein Krackvorgang auf, der zu der Rückstandsbildung führt. An sich ist schon ein
Brenner bekanntgeworden, bei dem Wärme aus der heissen Zone des Brenners über einen gut wärmelei- tenden Körper, der konzentrisch in den Brennstorfzuführkanal ragt, zur Vorwärmung des Brennstoffes benutzt wird.
Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um einen Schalenbrenner mit Düsenkopf, der aus einfachen Blechteilen besteht und so ausgebildet ist, dass eine sehr intensive Vorwärmung des Brennstoffes erzielt wird.
Durch die Erfindung soll demgemäss ein Schalenbrenner geschaffen werden, bei welchem das Öl vollständig verdampft und der austretende Öldampf sich mit der Luft in richtigem Verhältnis mischen kann. Ein gemäss der Erfindung ausgebildeter Schalenbrenner muss demnach so beschaffen sein, dass er eine Öltemperatur sicherstellt, welche einige Grad oberhalb der Siedetemperatur des Heizöles liegt. Es ist somit wesentlich, dass die Temperatur derjenigen Teile, mit welchen der Öldampf in Verbindung kommt, mindestens höher als die Temperatur ist, bei welcher der Siedevorgang des Heizöles beendet Ist.
Der erfindungsgemasseSehalenbrenner besteht darin, dass in den Düsenkopf ein Metallstück eingesetzt ist, das den unteren Boden des Düsenkopfes durchdringt und bis in den Brennstoffzuführstutzen hineinragt.
Vorzugsweise Ist das Metallstück In dem Ölzufuhrstutzen konzentrisch angeordnet, derart, dass das zufliessende Öl den wärmeleitenden Stutzen auf grosser Oberfläche berührt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das erfindungsgemäss vorgesehene Wärmeleitele- ment von dem Luftzufuhrkanal konzentrisch durchsetzt und in seinem im Düsenkopf liegenden Haupt mit Verbindungskanälen versehen, welche den konzentrisch angeordneten Luftzufuhrkanal mit dem Inneren des Düsenkopfes verbinden, so dass die Luft vom Luftzufuhrkanal in den Düsenkopf ungehindert eintreten kann.
Es empfiehlt sich, zwischen dem Luftzufuhrkanal und dem zylindrischen Ansatz des Wärmeleitelementes eine ringförmige Ausnehmung vorzusehen, welche durch querliegend Entlüftungsbohrungen mit dem unterhalb des Düsenkopfes liegenden Verbrennungsraum In Verbindung steht. Diese Entlüftungaöff- nungen sind notwendig, da der Düsenkopf nur lose über das Luftzuführungsrohr gesteckt ist und dadurch die Möglichkeit besteht, dass Öldampf Innen am Luftzuführungsrohr entlang nach oben gelangt und in den Raum innerhalb des Düsenkopfes eindringen kann, wodurch die Gefahr von Verpuffungen besteht. Infolge
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der erfindungsgemäss vorgesehenen Entlüftungsöffnungen kann der sich bildende Öldampf in den Raum unterhalb des Düsenkopfes austreten.
Der Erfindungsgedanke ist nicht auf eine Brennerausführung beschränkt, bei welcher die Luftzuführung zentral erfolgt. Er lässt sich selbstverständlich auch bei jeder andern Luftzuführung ausführen. Falls die erforderliche Temperatur an der Verdampfungsstelle nicht in einer gewünschten Zeit erreicht wird, empfiehlt es sich, das Wärmeleitelement möglichst weit nach oben in den Brennraum hineinragen zu lassen, derart, dass im Brennraum eine möglichst grosse Aufhahmefläche des Wärmeleitelementes für die dort vorhandene Wärme besteht.
Denkbar ist ferner die Erwärmung des Wärmeleitelementes beispielsweise durch elektrischen Strom zu beschleunigen, wobei ferner eine Einrichtung zur Entzündung des entstehenden Öldampfluftgemisches vorgesehen werden könnte.
Der Gegenstand der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, welche einen Axialschnitt durch einen Schalenbrenner zeigt. Der zylindrische Mantel 1 des Sparbrenners geht In seinem unteren Teil in eine Brennerschale 2 über, welche zentrisch durch einen Ölzufuhrstutzen 3 durchsetzt ist. An denölzufuhrstutzen 3 ist das Anschlussmittel 4 der Ölzufuhrleitung angeschlossen. Konzentrisch in derÖlzufuhrleitung 3 liegt derKanal5 5 für Zufuhr der Verbrennungsluft. Oberhalb der Brennerschale 2 befindet sich innerhalb des Verbrennungsraumes 8 der Düsenkopf 7, welcher bei dem dargestellten Ausflihrungsbeispiellose über das Luftzuführungsrohr 5 gesteckt ist.
DerDüsenkopf 7 ist so gestaltet, dass er den Raum oberhalb der Brennerschale 2 In zwei Teile, nämlich den Brennraum 8 und einen Verdampfungsraum 8'derart trennt, dass zwischen beiden Räumen 8,8' ein möglichst enger, vorzugsweise ringförmiger Spalt 9 verbleibt. Zu diesem Zweck ist die Mitte der unteren Wandung 10 des Düsenkopfes 7 nach oben hochgezogen, während der äussere Rand des Düsenkopfes bis zu einem kleinen Abstand gegenüber der Brennerschale nach unten gezogen ist.
Gemäss derErfindung ist nun, um eine vollständige Verdampfung des Öles möglichst vor seinem Eintritt auf die Brennerschale 2 zu erreichen, ein gut wärmeleitendes Element 11 vorgesehen, welches eine. entsprechend grosse Wärmemenge an die Verdampfungsstelle des Öles bringt. Das erfindungsgemäss vorge-
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dar, welches einen Kopfteil 12 aufweist, der im oberen Boden 13 des Düsenkopfes wärmeleitend befestigt ist. Der Kopfteil 12 des Wärmeleitelementes 11 ist ferner in dem hochgezogenen unteren Boden 10'des Düsenkopfes 7 befestigt und ragt mit seinem im Querschnitt ringförmigen Ansatz 11'in die Ölzufuhrleitung 3 hinein. Durch die erfindungsgemässe Anordnung des gut wärmeleitenden Metallstückes wird das Öl von der Oberfläche weg verdampft.
Die Verdampfungsmenge richtet sich nach der anfallenden Wärmemenge bzw. nach der Menge des Öles, welches zufliesst. Dabei muss die Wärmemenge so bemessen sein, dass auch bei maximaler Leistung einesölofens noch genügend Wärme zur Verdampfung vorhanden ist, so dass möglichst kein flüssiges Öl mehr in die Brennerschale 2 hineinfliesst.
Die in das Luftzuführrohr 5 eintretende Luft gelangt über die Querbohrungen 14 in das Innere des Düsenkopfes und kann über die unterenaustrittsäffnungen 15 und 16 in den Brennraum übertreten. Dabei tritt infolge der Verengung bei 9 eine gute Verwirblung zwischen der austretenden Luft und dem aus dem Raum 8'unterhalb des Düsenkopfes 7 herkommenden Öldunst ein. Da der Düsenkopf 7 nur lose über das Luftzuführungsrohr 5 gesetzt ist, ist dafür zu sorgen, dass kein Öldampf innen am Luftzuführungsrohr entlang nach oben kriecht und in den Raum innerhalb des glockenförmigen Düsenkopfes 7 eindringen kann, da sonst die Gefahr besteht, dass sich der Öldampf mit der dort vorhandenen Luft mischt und im Inneren des Düsenkopfes Verbrennungen auftreten, die zu unerwünschten Verpuffungen führen können.
Um dies zu vermeiden, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in dem unteren zylindrischen Stück des Wärmeleitelementes Entlüftungsbohrungen 17 angeordnet. Hiedurch kann der sich dort bildende Öldampf in den Raum unterhalb des Düsenkopfes 7 austreten.
Die Wirkung der Bohrungen 17 ist folgende : Im Brennraum besteht durch den Schornsteinzug Unterdruck. An der Passstelle zwischen Wärmeleitelement 11 und Luftzufürhungsrohr 5 besteht ein verhältnismässig geringer Spalt, so dass dort und auch an den Austrittsöffnungen 16 stets eine erhebliche Drosselung entsteht. Infolge dieser Drosselung wird der. entstehende Öldampf, der in dem Spalt 11"hochgeht, ständig durch die Querbohrungen 17 abgesaugt, wodurch mit absoluter Sicherheit verhindert wird, dass Öldampf in den Raum innerhalb der Glocke eintreten kann.
Oberhalb des Düsenkopfes 7 ist in an sich bekannter Weise ein Brennerring 18 angeordnet,-welcher sich schräg ansteigend vom Brennertopfmantel 1 nach der Mitte des Brenners erstreckt. Dieser Brennerring 18 bewirkt, dass die im unteren Teil des Brennertopfes unmittelbar oberhalb der Brennerschale 2 entstehende Flamme in den Verbrennungsraum 8 zusammengehalten wird. Weiterhin werden durch den schräg
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angeordneten Brennerring 18 die Brenngase gegen die Wandungen des Düsenkopfes 3 geleitet, wodurch dieser in jedem Belastungszustand hoch erhitzt wird und damit eine dauernde, vom Belastungszustand weitgehende unabhängige Vorwärmung der in den Düsenkopf einströmenden Verbrennungsluft gewährleistet ist.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung eines vom Brennraum, vorzugsweise vom oberen Boden des Düsenkopfes 7 in die Ölzufuhrleitung mündenden Wärmeleitelementes, ist es möglich, jegliche Rückstandsbildung in der Brennerschale 2 zu vermeiden. Der Öldampf kann keine Rückstände mehr bilden, so dass die Brennerschale vollständig sauber bleibt. Es ist vorteilhaft, den Wärmeleiter noch ein Stück weit über den unteren Boden des Düsenkopfes hinauszuführen, so dass eine genügende Oberfläche für die Erwärmung des zuströmenden Öles bzw. Öldunstes vorhanden ist.
Der Erfindungsgedanke lässt sich mit Erfolg auch bei einem Brenner ausführen, bei dem die Luft nicht zentral, sondern in irgendeiner andern Weise zugeführt wird, z. B. durch im Brennertopf vorgesehene seitliche Öffnungen wie in Fig. 2 gezeigt. Ferner kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, die wärmeaufnehmende Oberfläche des Wärmeleiteinsatzes, also den in oder am Brennerraum liegenden Teil des Wärmeleitstückes besonders gross zu halten.
In solchen Fällen kann man das Wärmeleitelement, wie In der Zeichnung strichpunktiert angedeutet, nach oben in den Brennraum hinein verlängern und/oder sogar mit Verbreiterungsarmen od. dgl. versehen, so dass eine grosse Fläche zur Aufnahme der Wärme im Verbrennungsraum zur Verfügung steht und die Wärmeübertragung vom Brennraum in den Ölzulauf besonders rasch erfolgt. Bei Verlängerung des Wärmeleitelementes in den Brennraum hinein kann der Bügel B wegfallen.
Der Erfindungsgedanke kann ferner dadurch noch erheblich verbessert und weiter ausgestaltet werden, wenn man das in den Olzulauf hineinragende Wärmeleitelement fremderwärmt z. B. mittels elektrischen Stromes. Hiedurch wäre es möglich, in sehr kurzer Zeit die erforderliche Temperatur an der Verdampfungsstelle zu erhalten. Beispielsweise könnte die Erwärmung des Wärmeleitelementes zumindest für den Anfang elektrisch durchgeführt werden, wobei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das entstehende Öldampf-Luftgemisch elektrisch gezündet werden könnte.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Schalenbrenner, bei welchem auf einem die Brennerschale durchsetzenden Luftzufuhrstutzen ein doppelwandiger Düsenkopf für die Verteilung von Verbrennungsluft vorgesehen ist, der einen oberen und unteren Boden sowie eine Verbindung mit dem Luftzuführungsrohr hat und oberhalb der Brennerschale und ihrem Ölzuflussstutzen im Brennraum liegt, dadurch gekennzeichnet, dass in den Düsenkopf (7) ein Metallstück (11) eingesetzt ist, das den unteren Boden (10') des Düsenkopfes durchdringt und bis in den Brennstoffzufuhrstutzen (3) hineinragt.