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Schalenbrenneranlage für Ölöfen, insbesondere für Haushaltöfen
Die Erfindung betrifft eine Schalenbrenneranlage für Ölöfen, insbesondere Haushaltöfen. Unter den bisher bekannten Schalenbrenneranlagen sind solche mit einem von der Mündung der Brennstoffzuleitung weg ansteigenden Schalenboden und einem mittels einer einstellbaren Düse regelbaren Brennstoffzufluss.
Bei einer andern Art von Schalenbrenneranlagen wird eine Brennerschale mit einem ebenen Schalenboden durch eine Brennstoffverbindungsleitung mit einem kommunizierenden Gefäss kombiniert, welches einen
Schwimmer zum Steuern eines Regelventiles für den Brennstoffzulauf zum kommunizierenden Gefäss ent- hält. Bei allen bisher bekannten Schalenbrenneranlagen wird der Brennstoffzufluss zur Brennerschalemit oder ohne Verwendung eines Mangelschwimmers ausschliesslich in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten
Brennstärkenstufe und nicht von dem durch die Intensität der Brennstoffverbrennung in der Brennerschale entstehenden Brennstoffbedarf bestimmt.
Der von Hand aus einstellbare Regler dieser Schalenbrenneranlagen lässt in einer bestimmten Zeit eine bestimmte Menge Brennstoff der Brennerschale völlig unabhängig von den im Rauchgasabzug herrschenden Luftzugverhältnissen zufliessen. Der Nachteil dieser Brennstoffregelung liegt darin, dass bei Zugstauungen der flüssige Brennstoff in der Brennerschale nicht indem Ausmass verbrannt werden kann als er zufliesst, so dass eine mehr oder minder starke Brennstoffanreicherung in der Brennerschale auftritt, die infolge ungenügender Verbrennung zur Russbildung oder Verkokung Anlass gibt. Trotz der Schaffung von zugunempfindlichen Brennertöpfen ist es bisher nicht gelungen, eine sich den jeweiligen Zugverhältnissen anpassende Brennstoff Verbrennung in der Brennerschale zu erreichen.
Der Brennstoffspiegelstand in dem derzeit gebräuchlichen Reglergehäuse, welches mittels einer Ölzuleitung unter
Zwischenschaltung einer verstellbaren Zuflussöffnung mit der Brennerschale in Verbindung steht, liegt weit über dem Boden der Brennerschale. Dies ist notwendig, damit das Heizöl von diesem erhöhten Niveau durch die Reglerdüse in die Brennerschale zufliessen kann.
Ein weiterer Nachteil der bisher gebräuchlichen Ölöfen besteht darin, dass beim Einlassen des flüssigen Brennstoffes in die Brennerschale zum Anheizen des Ölofens ein bestimmter Zeitraum bis zur Zündung des Brennstoffes eingehalten werden muss. Wird dieser Zeitraum aus Unachtsamkeit oder Verhinderung überschritten dann steigt der Brennstoffspiegel in der Brennerschale über das für die Anheizung des Ölofens gegebene Mass hinaus an, so dass eine Brennstoffanreicherung entsteht, die sogar zur selbsttätigen Abstellung der Brennstoffzufuhr zu dem noch kalten Ölofen durch den Sicherheitsschalter führt. Die Anheizvorschrift bei Haushaltölöfen besagt nun, dass das zuviel in die Brennerschale eingelaufene Heizöl aus dem Brennertopf vor dem Zünden zu entfernen ist, was eine sehr unangenehme Arbeit erfordert.
Ausserdem sind die meisten bisher bekannten Ölöfen zufolge der für die Brennstoffregelung verwendeten Düsen auf Heizöle von besonderer Reinheit und Viskosität beschränkt, da sich sonst die Zulaufwege des Brennstoffes verlegen, bzw. die Heizwerte der eingestellten Brennstärkenstufen nicht mehr entsprechen würden. Es kann bei diesen bekannten Haushaltöfen vorkommen, dass bei Verwendung eines dünnflüssigen Brennstoffes auf der kleinsten Heizstufe, die mit 1 bezeichnet ist, ein weit höherer Heizeffekt erzielt werden kann als dies mit einem dickflüssigen Brennstoff bei der grössten, z. B. mit 6 bezeichneten Brennstufenstärke möglich ist.
Die vorliegende Erfindung hat vor allem den Zweck, dickflüssigen, vielfach als Schmiermittel verwendeten Brennstoff in einem Ölofen ohne Anstand möglichst vollkommen und unter bestmöglicher Auswertung des Brennstoffheizwertes zu verbrennen und dabei die Regelung des Zuflusses von dünnflüssigem oder dickflüssigem Brennstoff zur Brennerschale vornehmlich in Abhängigkeit von dem jeweiligen Brennstoffverbrauch in der Brennerschale bzw. von den jeweils im Rauchgasabzug herrschenden Zugverhältnissen
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zu erreichen.
Dieser Zweck wird gemäss der Erfindung mit denkbar einfachen technischen Mitteln dadurch verwirklicht, dass eine Brennerschale, die einen von der Brennstoffzuleitung weg ansteigenden Schalenboden aufweist, mit einem einen den Brennstoffzufluss zum Brenner regelnden Schwimmer enthaltenden kommunizierenden Gefäss kombiniert ist, welches eine Einrichtung zur Höhenverstellbarkeit des Brennstoffspiegels hat, die den Bereich von der Brennstoffeinmündung in die Brennerschale bis zum grössten Durchmesser des Schalenbodens umfasst.
Bei einer solchen Kombination einer Brennerschale mit ansteigendem Boden und eines mit der Brennerschale kommunizierenden Gefässes mit Schwimmer wird durch letzteren die Höhe des in der Brennerschale befindlichen Brennstoffspiegels und durch den ansteigenden Schalenboden dieOberflächengrösse des Brennstoffspiegels und damit auch die jeweilige Brennstärkenstufe überwacht. Bei normalen Zugverhältnissen im Rauchgasabzug wird eine der jeweils eingestellten Brennstärkenstufe entsprechende Menge dünn-oder dickflüssigen Brennstoffes verbrannt werden, bei verminderten oder sehr schlechten Zugverhältnissen hingegen lässt die Intensität der Verbrennung des Brennstoffes in der Brennerschale nach und es kommt daher auch eine geringere Menge flüssigen Brennstoffes zur Verbrennung.
Da der Schwimmer des kommunizierenden Gefässes den Brennstoffspiegelstand in der Brennerschale überwacht, lässt er stets nur so viel Brennstoff der Brenner-
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bei einer höheren Brennstufenstufe vom Brennstoff überflutet wird. An der tiefsten Stelle des Kegelstumpfes la befindet sich die Einmündung 9 der Brennstoffzuleitung 8. Beim Anheizen der Schalenbrenneranlage wird vorerst in unmittelbarer Nähe der Schalenwandung 1 ein schmaler Brennstoffring 20 entstehen und zur
Zündung gebracht. Erst wenn in der Brennerschale 1 der Brennstoff bereits infolge Erhitzung zur Vergasung gebracht wird. erfolgt die Einstellung des Brennstoffzulaufes auf eine höhere Brennstärkenstufe.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines zweistufigen Schalenbodens zeigt die Fig. 5. Der Schalenboden ist in seiner Mitte zu einer kleinen Kalotte la ausgebildet ; in deren Zentrum die Mündung 9 der Brennstoffzuleitung 8 liegt. Der Rand der kleinen Kalotte la wirdvoneinemkalottenartig gestalteten Ringboden- teil Ib umgeben, der bis zur Schalenwandung l reicht. Der von der Kalotte la gebildete Teil des Schalenbodens 1 gibt z. B. das Mass für die zum Anheizen der Schalenbrenneranlage erforderlicheMenge Brennstoff an. Bei Einstellung des Brennstoffzuflusses auf eine grössere Brennstärkenstufe steigt der Brennstoffspiegel bis in den Ringbodenteil 1b und erreicht dadurch eine der grösseren Brennstärkenstufe entsprechend grössere Oberfläche.
Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Brennerschale zeigt einen konvex gekrümmten Schalenboden la, dessen Funktion die gleiche ist, wie die, welche bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel geschildert wurde.
Nach dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Schalenboden in der Form eines Kegels, der zur Mündung 9 der Brennstoffleitung 8 zuläuft. Dieser Schalenboden wird von einem Ringkanal 21 umgeben, der zur Aufnahme von Verbrennungsrückständen dient. In die Brennerschale ist ein an sich bekanntes Rührwerk eingebaut, das aus einem z. B. vier Arme 22 aufweisenden Stern besteht, der am Ende einer drehbaren Stange 23 sitzt und bei seiner Drehung die Brennstoffrückstände in den Ringkanal 21 abstreift. Bei Verwendung von Dieselöl als Heizöl genügt es, wenn das Rührwerk 22% 23 im Monat einmal betätigt wird. Bei Verwendung von Spindelölen ist es erforderlich, jeden zweiten Tag das Rührwerk 22, 23 einmal durchzudrehen.
Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, 1000-2000 l Spindelöl in Zeit- oder Dauerheizung zu verbrennen, ohne die Brennerschale reinigen zu müssen. Bei Anwendung des Rührwerkes 22, 23 ist es leicht, eine Heizperiode durchzuheizen, ohne die Brennerschale reinigen zu müssen. Weiters hat
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gezeigt, dass das Rührwerk 22, 23 in der Brennerschale 1 besonders für die Einstellung der KleinstflammeBrennstoffes in der Brennerschale 1. Es sei noch erwähnt, dass bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungs- beispiel das kommunizierende Gefäss 3 einen Überlauf 24 hat, durch welchen eventuell überschüssiger Brenn- stoff abfliessen kann, wenn z. B. der Schwimmer einen Defekt bekommen hat.
Aus der Fig. 8 ist eine Schalenbrenneranlage ersichtlich, die einen zur Mündung 9 der Brennstoffzu- leitung 8 abfallenden Boden besitzt. Die Brennstoffleitung 8 hat in diesem Fall ein gekrümmtes Abzweigrohr 25, das die Möglichkeit schafft, die Brennstoffleitung 8 durch ein flexibles Putzgerät zu reinigen.
Schliesslich ist in Fig. 9 eine Schalenbrenneranlage mit allen Details dargestellt. Der nach unten ko- nisch zulaufende Schalenboden der Brennerschale 1 ist ebenfalls in zwei Zonen la und lb unterteilt und durch die Brennstoffleitung 8 mit dem kommunizierenden Gefäss 3 verbunden, das den Schwimmer 10 enthält. Auch das Endstück 11 der Brennstoffzuleitung 12 ist in der Decke des Gefässes 3 höhenverstellbar gelagert. Der Schwimmer 10 ist mittels eines in ihm angeordneten Rohres 26 und eines starren, vom Gefäss- bodenaufragenden und indiesesRohr eingreifendenFührungsstiftes 27 vertikal beweglichim Gefäss 3 geführt.
Auf der Decke des Schwimmers 10 ist ein Ring 28 lose aufgelegt, über welchen eine schwache Gummimembrane 29 gespannt ist, deren äusserer über den Ring 28 allseits vorragender Rand mittels eines im Durchmesser grösseren Ringes 30 auf der Schwimmerdecke niedergespannt ist. Dieser Ring 30 kann aufschraubbar sein ; er kann aber auch aussen sternförmige Ansätze besitzen, die mit der Schwimmerdecke weich verlötet sind. Wesentlich ist für die Anordnung der Gummimembrane 29, dass sie in den von dem losenRing 28 umschlossenen Hohlraum elastisch ausweichen kann, wenn der Schwimmer 10 unter der Hubwirkung des ansteigenden flüssigen Brennstoffes mit der Gummimembrane 29 gegen die Mündung 13 des Endstückes 11 der Brennstoffzuleitung 12 trifft. Dieses Endstück 11 besitzt einen zweckmässig längs seines Rohres z.
B. mittels Gewinde axial verstellbaren Federteller 31, an welchem sich eine Feder 32 abstützt, die mit ihrem andern Ende an einer Ausbuchtung der Gefässdecke anliegt. Die Feder 32 kann mittels des Federtellers 31 auf eine gewisse Vorspannung eingestellt werden, gegen deren Wirkung das Endstück 11 mittels eines Gestänges 14 der Regeleinrichtung auf eine bestimmte Brennstärkenstufe einstellbar ist. Die Funktion dieser Feder 32 ist folgende : tritt bei der Regeleinrichtung eine Störung auf, z. B. durch Gestängebruch oder Seilriss, dann drückt die Feder 32 das Endstück 11 der Brennstoffzuleitung 12sofort nach unten gegen die Gummimembrane 29 des Schwimmers 10 und schliesst so den auf eine bestimmte Brennstärkenstufe eingestellten
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Ventilspalt a.
Wird aber der Schwimmer 10 durch den flüssigen Brennstoff gegen die Mündung des Endstückes 11 gedrückt, dann bewirken die elastische Gummimembrane 29 und die Feder 32 im Zusammenwirken eine gute elastische Abdichtung der Endstückmündung 13.
Betreffs erhöhter Sicherheit ist bei der Schalenbrenneranlage gemäss Fig. 9 noch ein einfacher Sicherheitsschalter angebracht, der bei einer stärkeren Überhitzung der Brennerschale die Ölzufuhr zum Brenner automatisch sperrt. Die Brennstoffleitung 8 weist an dem Ende, welches in das Gefäss 3 hineinragt, ein Winkelstück 33 auf, dessen aufragender Schenkel zu einem Ventilsitz 34 ausgebildet ist. Über dem Ventilsitz 34 befindet sich in einem Abstand über ihn schwebend eine an einer Stange 35a befestigte Ventilschliessplatte 35 mit einer ölfesten Gummiauflage. Die Stange 35a trägt an ihrem obersten Ende einen Flansch 36, welcher auf einem abgewinkelten Teil 37 eines Bimetallstreifens 38 aufruht.
Bekommt der Schalenbrenner 1 des Ölofens aus irgend einem Grund mehr Brennstoff zugeführt als normalerweise vorgesehen ist, so erhitzt sich die Schalenbrenneranlage stärker als normal. Der Bimetallstreifen 38 biegt sich
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rückt und diesen freigibt. Dadurch fällt die Ventilschliessplatte 35 auf den Ventilsitz 34, wobei eine Feder 39, welche sich bei der Stelle 40 am Gehäusedeckel abstützt, sodann die Ventilschliessplatte 35 auf den Ventilsitz 34 presst. Nachdem die Brennerschale 1 in ihrer Strahlungswärme wieder auf die Normaltemperatur zurückgegangen ist, kann durch Hochziehen des Flansches 36 die Brennstoffzufuhr wieder freigegeben werden.
Durch einen seitlichen Druck auf das obere Ende des Bimetallstreifens 38 kann man den Sicherheitsschalter auch bei kalter Brennerschale 1 abschnappen lassen, so dass derselbe die Brennstoffzufuhr so lange unterbindet, bis der Flansch 36 wieder hochgezogen wird.
DieerfindungsgemässeSchalenbrenneranlage ist nicht etwa nur dazu geschaffen, Spindelöle oder ähnliche Brennstoffe zu verbrennen, sondern vielmehr noch das Heizen mit Dieselölen unter noch günstigeren Voraussetzungen als bisher bei erhöhter Sicherheit zu gewährleisten. Die Erfindung schafft somit einen denkenden Ölofen, da die Regeleinrichtung der Brennerschale niemals mehr flüssigen Brennstoff in die Brennerschale fliessen lässt als sie auf Grund der jeweils im Rauchgasabzug des Ölofens herrschenden Luftzugverhältnisse verbrennen kann. Dadurch ist die Betriebssicherheit der Brennerschalenanlage bedeutend
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schale mit Brennstoff eintreten.
Die Schalenbrenneranlage ist auch gegen sehr kaltes oder sehr warmes Heizöl wie auch gegen Verunreinigungen oder Wasser im Brennstoff äusserst unempfindlich und ist auch ausserordentlich robust in ihrem Aufbau.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schalenbrenneranlage für Ölöfen, insbesondere für Haushaltöfen, gekennzeichnet durch die Kombination einer Brennerschale (1), die einen von der Brennstoffzuleitung (12) weg ansteigenden Schalenboden (la) aufweist, mit einem einen den Brennstoffzufluss zum Brenner regelnden Schwimmer (10) ent-
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zum grössten Durchmesser des Schalenbodens (la) umfasst.