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Verdampfungsbrenner für flüssige Brennstoffe
Die Erfindung betrifft Verdampfungsbrenner für flüssige Brennstoffe, in erster Linie für Heizöl. Derartige Brenner bestehen in der Regel aus einer das Heizöl aufnehmenden Schale und aus einem auf den Schalenrand aufgesetzten Blechmantel, der in seinem unteren Teil Löcher für die Zuführung der Verbren -
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der Öldampf mischt sich mit der durch die Löcher eintretenden Verbrennungsluft.
Die bekannten Brenner sind sehr einfach im Aufbau, aber sie bereiten Schwierigkeiten bei der Rege- lung der Flammengrösse, da das Öl der Flamme unmittelbar ausgesetzt ist. Man kann Luft und Öl nur unter Aufwand erheblicher Mittel so regeln, dass stets eine vollkommene Verbrennung erzielt wird. Meist neigen dieBrenner beiÄnderung derFlammengrösse zum Qualmen und Russen, und man kann auch nicht mit Sicherheit das Zurückschlagen der Flamme in die Brennerschale verhindern. Das ist aber bei Ölbrennern besonders gefährlich, weil die Flamme in der Regel nicht sichtbar ist. Ein weiterer Mangel dieser
Brenner ist, dass sie oft nicht bei allen Regelstellungen eine geräuschfrei brennende Flamme ergeben.
Es sind auch Brenner bekannt, bei denen der Verdampfungsraum durch eine Kappe abgedeckt, das Öl also nicht unmittelbar der Flamme ausgesetzt ist. Bei diesen Brennen saugt die Verbrennungsluft den Öldampf aus dem Verdampfungsraum an, und es ist schwierig, das erforderliche Verhältnis von Luftund Öldampf auch bei Änderung der Flammengrösse einzuhalten. Es gibt auch Brenner dieser Art, bei denen der Öldampf mit etwas Luft vermischt wird. Bei diesen Brennern ist es wieder nicht möglich, das Zurückschlagen der Flamme in den Brenner zu verhindern.
Die Erfindung bezweckt die Ausbildung eines Verdampfungsbrenners, bei dem bei vollkommener Verbrennung die Flamme in weiten Grenzen regelbar ist und ein Zurückschlagen der Flamme in die Brennerschale mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Die Erfindung geht von einem bekannten Verdampfungsbrenner aus, bei dem das brennbare Gemisch in einer Brennerschale gebildet wird, die sowohl eine Eintrittsöffnung für den Brennstoff wie eine für die Verbrennungsluft aufweist. Dieser Brenner ist erfindungsgemäss so ausgebildet, dass die Brennerschale durch einen Brennerkopf verschlossen ist, der nur ringförmige Spalte für den Austritt des Brennstoffluftgemisches aus der Brennerschale freilässt und aus einer Abdeckplatte und aus ringförmigen mit Abstand voneinander angeordneten Scheiben besteht.
Bei dem Brenner gemäss der Erfindung ist die Brennerschale gegenüber der Flamme durch den Brennerkopf abgedeckt, d. h. die Flamme wirkt nicht unmittelbar auf das in der Schale befindliche Öl ein, was die Regelung der verdampfenden Ölmenge erleichtert. Das brennbare Gasgemisch tritt aus der geschlossenen Brennerschale durch die Spalte zwischen den Ringen nach aussen aus. Die Länge und Breite dieser Schlitze kann aber in Verbindung mit der Ausströmgeschwindigkeit des brennbaren Gases so gewählt werden, dass ein Zurückschlagen der Flamme in das Innere des Brenners nicht möglich ist. Die Zuführung der Verbrennungsluft geschieht vorzugsweise durch ein Gebläse, so dass auch bei kleinster Luftmenge noch eine ausreichend hohe Gasgeschwindigkeit in den Spalten sichergestellt, d. h. das Rückschlagen der Flamme vermieden werden kann.
Die Verwendung des geschlossenen Brenners ergibt zudem die Möglichkeit, eine sehr intensive Mischung von Luft und Öldampf herbeizuführen, so dass auch bei kleinen Abmessungen des Brenners hohe Heizleistungen erreicht werden können.
Bei einem Brenner gemäss der Erfindung muss das in der Schale befindliche Heizöl vor Inbetriebnahme
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des Brenners erwärmt werden, weiter müssen Vorkehrungen getroffen sein, um nach Inbetriebsetzung des
Brenners eine genügende Wärmemenge für die Verdampfullg des Öles auf die Brennerschale zu übertragen, da das Öl nicht mehr der Flamme ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck ist die Brennerschale und der Brenner- kopf bzw. ein ihn aufnehmender Träger so ausgebildet, dass beide in gut wärmeleitender Verbindung mit- i einander stehen. Auf diese Weise kann eine genügend grossewärmemenge vor dem Anzünden des Brenners von der Brennerschale auf den Brennerkopf und nach dem Anzünden von dem Kopf auf die Schale und da- mit auf denVerdampfungsraum übertragen werden.
Vorzugsweise ist der Mantel der Brennerschale so aus- gebildet, dass sein Mantel auch unmittelbar von der Flamme aus Wärme aufnehmen und zumBrennerbo- den weiterleiten kann.
) Um vor Inbetriebnahme des Brenners eine genügende Verdampfung sicherzustellen, ist im oder am
Boden der Brennerschale ein elektrischer Heizkörper angebracht, der die Erwärmung der Schale durchführt und abgeschaltet wird, sobald der Brenner im Betrieb ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen : Fig. l einen senkrechten Schnitt durch einen nach der Erfindung ausgebildeten Verdampfungs- 5brenner, Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform des Brehnerkörpers, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des im Bereich der Brennerflamme liegenden oberen Brennerkörperrandes im Schnitt, Fig. 4 eine Teilansicht gegen die Unterseite des Brennerkopfes, Fig. 5 eine Ansicht gegen die
Unterseite einer mit einem spiralförmigen Leitsteg versehenen Mischkammerdeckplatte in kleinerem
Massstabe.
In der Zeichnung ist die Brennerschale mit 1 bezeichnet. Sie hat einen dickwandigen ebenen Boden
2, einen konischen Mantel 3 und in der Mitte des Bodens 2 eine zentrale runde Öffnung 4, die von einem hochgezogenen Rand 5 umgeben ist. In dieser Öffnung sitzt ein Rohr 6, das zur Zuführung der Verbren- nungsluft in die Verdampfungskammer 7 dient. In einer weiteren Bohrung des Bodens 2 sitzt ein Rohr 8, durch das das zu verdampfende Heizöl der Kammer 7 zugeführt wird. In die Unterseite des Bodens 2 ist eine Spiralnut 9 eingearbeitet, in dieser liegen die Windungen eines elektrischen Heizkörpers 10. Er dient zur Erwärmung der Heizschale vor dem Inbetriebsetzen des Brenners. Der Boden 2 der Schale ist durch eine auswechselbare Platte 11 abgedeckt. Auf ihr sammeln sich etwaige Verbrennungsrückstände, so dass diese leicht entfernt werden können.
Der mit 12 bezeichnete Träger des Brennerkopfes besteht aus einer runden Platte 13 mit einem nach unten gerichteten Ringflansch 14 und einem nach oben gerichteten Ringflansch 15. Beide Flansche haben eine konische Mantelfläche 16, die in die konische Innenfläche 17 des Mantels 3 hineinpasst, so dass zwi- schen den Flächen 16 und 17 eine gute wärmeleitende Verbindung gegeben ist.
Der Boden 13 des Trägers 12 hat eine zentrale Öffnung 18. Auf dem Träger liegen mehrere, im Aus- führungsbeispiel drei ringförmige Scheiben 19 und eine runde Abdeckplatte 20, die die Öffnung 18 nach oben hin abschliesst. Zwischen den Ringen 19 und der Scheibe 20 sind schmale Spalte oder Schlitze 21, durch die das brennbare Gas-Luft-Gemisch nach aussen austreten kann. Zwischen den genannten Scheiben befinden sich Distanzstücke 22, die an Stegen 23 befestigt sind und den Abstand zwischen den Scheiben herstellen (Fig. 4).
Die Verdampfungskammer 7 ist durch eine Platte 24 unterteilt. Sie hat, wie Fig. 5 zeigt, an ihrer
Unterseite einen spiralförmig gebogenen Steg 25, mit dem sie auf der Platte 11 aufsteht. Am Umfang trägt die Scheibe 24 Vorsprünge 26, die zwischen der Platte 24 und dem Flansch 14 einen Ringspalt si- herstellen. Die einzelnen Teile des Brenners bestehen aus einem gut wärmeleitenden Metall, z. B. aus einer Aluminiumlegierung.
Die Arbeitsweise des Brenners ist folgende :
Vor Inbetriebnahme des Brenners wird der Heizkörper 10 eingeschaltet und die Schale 1 auf eine für die Verdampfung des Heizöles ausreichende Temperatur gebracht. Ein Teil der Wärme wird vom Mantel
3 über den Flansch 14 auf den Boden 13 des Trägers 12 und damit auch auf die Ringe 19 übertragen. Das ist wichtig, um ein Kondensieren des Öldampfes in den Spalten 21 zu vermeiden. Der Brennerschale wird dann durch das Rohr 8 Brennstoff und durch das Rohr 6 die Verbrennungsluft zugeführt. Hiezu dient ein nicht dargestelltes Gebläse, dessen Druckleitung mit dem Rohr 6 verbunden ist.
Die Verbrennungsluft prallt gegen die Unterseite der Scheibe 24, gelangt in die Spirale 25 und erhält so eine rotierende Bewegung mit starker Wirbelung. Die Luft mischt sich dabei intensiv mit dem auf der Platte 11 erzeugten Öldampf. Das Gemisch tritt durch den Ringspalt zwischen der Scheibe 24 und dem unteren Flansch 14 in den oberen Teil des Raumes 7, strömt durch die Öffnung 18 zu den Spalten 21 und durch diese nach aussen. Es wird gezündet, und es entsteht eine tiefblaue Flamme sehr hoher Temperatur, die in einem gewissen Abstand vom Aussenmantel der Scheiben 19 ansetzt. Die Flamme erwärmt dann
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die Ringe 19, aber unmittelbar auch den Flansch 15. Von diesem und dem Boden 13 wird dann eine ausreichende Wärmemenge auf den Boden 2 der Schale 1 übertragen.
Der Heizkörper 10 kann abgeschaltet werden, der Boden 2 behält eine für die Verdampfung des Öles ausreichende Temperatur.
Dem Verdampfungsraum 7 wird Öl und Verbrennungsluft stets in einem solchen Verhältnis zugeführt, dass eine vollkommene Verbrennung des Gasgemisches erreicht wird. Bei Änderung der Flamme wird sowohl die Ölmenge wie die Luftmenge so geändert, dass das Verhältnis gewahrt bleibt. Die Breite und Länge der Spalte oder Schlitze 21 ist so gewählt, dass auch bei kleinster zugeführter Luftmenge ein Zurückschlagen der Flamme durch die Schlitze nicht möglich ist. Die Flamme erlischt eher, bevor sie in den Raum 7 zurückschlägt. Es ist so verhindert, dass die Flamme etwa urtemerkt in der Brennerschale brennt und den Brennerkopf zerstört.
Die Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführurgsform. Hienach hat der Mantel 3 der Brennerschale einen zylindrischen Fortsatz 27, der den oberen Flansch 15 des Brennerkopfträgers 12 in Fig. 1 ersetzt. Der Träger selbst besteht aus einer Platte 28 mit einem konischen nach unten gezogenen Flansch 29. Auf dem Träger liegen wie zuvor die Ringe 11 mit der Scheibe 20 auf.
Die Fig. 3 zeigt, dass die Innenseite der Teile 15 oder 27 mit Eindrehungen versehen sein kann, die vorstehende Rippen 30 bilden. Man erreicht so eine Vergrösserung der wärmeaufnehmenden Oberfläche.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verdampfungsbrenner für flüssige Brennstoffe, insbesondere für Heizöl, bei dem das brennbare Gemisch in einer Brennerschale gebildet wird, die sowohl eine Eintrittsöffnung für den Brennstoff wie eine für die Verbrennungsluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerschale (1) durch einen Bren-
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(21)Brennerschale freilässt und aus einerAbdeckplatte (20) und aus ringförmigen mit Abstand voneinander angeordneten Scheiben (19) besteht.