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Druckzerstäuberbrenner für flüssige Brennstoffe
Automatische Druckzerstäuber-Ölbrenner bestehen im wesentlichen aus einem Ventilatorgehäuse mit angeflanschte Antriebsmotor, auf dessen Welle das Ventilatorrad befestigt ist und welche gleichachsig eine Ölhochdruckpumpe mitantreibt, die den Brennstoff über eine Rohrleitung zur Düse fördert, die sich im verlängerten Ausblasstutzen des Ventilators befindet.
Sollen Brennstoffe höherer Viskosität verfeuert werden, ist eine Vorwärmung derselben erforderlich, die so hoch getrieben werden muss, bis die erforderliche Zerstäubungsviskosität erreicht ist. Ferner ist es notwendig, die Zerstäubungsdüse und Brennstoffzuleitung vor Einsetzen des Zündvorganges so weit vorzuwärmen, dass der Zündvorgang, für den aus Sicherheitsgründen nur wenige Sekunden zur Verfügung stehen, durch eine nur schlechte Zerstäubung des Brennstoffes nicht gefährdet wird. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, ist es bekannt, einen Heizölvorwärmer zwischen Pumpe und Düse vorzusehen, um das erwärmte Heizöl vor Einsetzen der Zündung in einem Spülvorgang zur Erwärmung aller die Zerstäubung beeinflussenden Teile zu verwenden.
Diese Art der Vorwärmung verlangt einen sicheren Abschluss der Düsenöffnung, damit während des Spülvorganges nicht Brennstoff in den Feuerraum gesprüht wird sowie die gleichzeitige Freigabe eines Strömungsweges zurück zur Pumpe oder zum Brennstoffbehälter und letzteres nicht nur während der Spülperiode, sondern auch während des Aufheizens des Öles vor Einsetzen der Spülung, um das durch Volumsvergrösserung anfallende Öl ableiten zu können.
Die bekannten Vorschläge bedienen sich zur Schaltung der Strömungswege mehrerer Elektro-Einwegventile oder Mehrwegventile. Es werden auch druckabhängige Düsenschnellverschlüsse in Kombination mit Elektroventilen verwendet. Diesen bekannten Schalteinrichtungen haftet jedoch der Mangel an, dass während der Vorspülung entweder zu grosse Massen der Schaltorgane erwärmt werden müssen oder dass die druckabhängigen Schaltorgane bei eingestockten Rohrleitungen vorzeitig öffnen oder dass bei Abstellen des Brenners die Düse wegen zu langsamen Druckabbaues nachspritzt.
Weiters besteht keine zwangsläufige Schaltfolge unter den Steuerorganen bei Auftreten von Störungen, zu denen es durch Drahtbruch oder Stocken des Brennstoffs zwischen dem Abschluss der Düsenöffnung und der Druckentlastung der Pumpe einerseits als auch bei der Brennstoffzufuhr und der Düse anderseits kommen kann.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile durch eine Anordnung der Ventile in einer Achse, deren wechselseitige Stellung durch Kraftschluss zwangsläufig gegeben ist und deren Bewegung erst dann eintritt, wenn eine hinreichende Erwärmung des unter Umständen an den Führungen der Ventile eingestockten Brennstoffes erfolgt ist. Im Störungsfall wird durch Federkraft das Düsenventil in die Schliessstellung bei gleichzeitiger Druckentlastung der Düse gebracht.
Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäss die Einrichtung derart getroffen, dass der am Ende eines Brennerrohres angeordneten Brennerdüse ein den Zufluss des Brennstoffes zu ihr beherrschendes Ventil zugeordnet ist, das über eine Ventilstange mit einem am andern Ende des Brennerrohres befindlichen zweiten Ventil gekuppelt ist, wobei das der Brennerdüse zugeordnete Ventil entgegen der Wirkung einer Schliessfeder durch eine elektromagnetische Vorrichtung geöffnet werden kann, was zu einem Schliessen des zweiten Ventils führt und wobei schliesslich das Brennerrohr, zweckmässig über eine Vorwärmeinrichtung, so an die Brennstoffförderpumpe angeschlossen ist, dass bei geschlossenem der Brennerdüse zugeordnetem Ventil ein Brennstoffdurchlauf durch das Brennerrohr und das zweite Ventil möglich ist,
der bei Sperrung dieses zweiten Ventils eine Umleitung zur Brennerdüse zwecks Zerstäubung des Brennstoffs erfährt.
An Hand der Fig. 1, die einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Brenner mit allen für den Betrieb mit schweren Heizölen erforderlichen Einrichtungen darstellt, sowie an Hand der Fig. 2, die in vergrössertem Massstab einen Querschnitt durch das die Brennerdüse tragende Rohr mit Elektroventileinrichtung darstellt, sei nun die Erfindung näher erläutert.
Nach dem Einschalten des Brenners wird das im Vorwärmer 2 befindliche kalte Öl aufgewärmt. Die Hochdruckpumpe 1 stellt einen praktisch dichten Abschluss dar, die Ausdehnung des Öles erfolgt daher über das Brennerrohr 3 durch die Öffnungen 4 und das offene Ventil 5 über das Rückschlagventil 6 auf die Niederdruckseite. Das Ventil 7 ist durch die Feder 8 geschlossen, ein Ölaustritt durch die Düse 9 kann daher nicht erfolgen. Hat das Öl im Vorwärmer 2 die erforderliche Temperatur erreicht, so schaltet ein Thermostat den Brennermotor ein, der, mit der Pumpe 1 gekuppelt, diese antreibt und den Brennstoff
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bei noch geschlossenem Ventil 7 im Kreislauf durch den Brenner fördert.
Der durch die Pumpe geförderte Brennstoff drückt das im Vorwärmer 2 erwärmte Öl über die Leitung 3, Löcher 4, Ventil 5 auf die Saugseite der Pumpe, solange bis sowohl die Düse 9, die nahe dem Ventilsitz 7 befestigt ist, als auch die Ventilstange 10 die nötige Temperatur erlangt hat. Jetzt wird der Ventilstössel 10, der gleichzeitig Magnetkern des als Magnetventil ausgebildeten Ventiles 5 ist, angezogen (etwa durch auf thermostatischem Wege erfolgte Einschaltung des Magnetventils), schliesst Ventil 5, sperrt daher den Rücklauf zur Pumpe und öffnet zwangsläufig Ventil 7. Der heisse Brennstoff kann nunmehr durch die Düse, jetzt unter hohem Druck, gut zerstäubt in den Feuerraum gelangen und wird durch Hochspannungsfunken gezündet.
Wird der Brenner abgeschaltet, so wird sofort das Magnetventil spannungsfrei gemacht. Durch Federkraft 8 wird der Ventilsitz 7 wieder geschlossen und gleichzeitig Ventil 5 geöffnet, sodass das z. B. durch den Nachlauf des Motors weiter von der Pumpe geförderte Öl im Kreislauf zur Pumpe zurückkehrt und der Flamme schlagartig die Brennstoffzufuhr entzogen wird.
Die Bewegung der Ventilstange erfolgt in der Strömungsrichtung des Öls, sodass die Führungsflächen des Stössels, der gleichzeitig die Aufgabe des Magnetkernes erfüllt, vom durchfliessenden heissen Brennstoff geschmiert und vor dem Einstocken bewahrt werden.
Die Magnetspulen sind nicht, wie üblich, konzentrisch um den Magnetkern, sondern seitlich, über ein Joch wirkend, angebracht, wodurch die Spulenwicklungen dem Wärmeeinfluss des heissen Brennstoffes entzogen sind. Weiters lässt diese Bauform jegliche Art von Stopfbüchsen entbehren, wodurch Schaltverzögerungen vermieden werden und an Bewegungskräften gespart wird. Das den Magnetkern umschlie- ssende Gehäuse ist aus magnetischen und unmagnetischen Baustoffen derart zusammengesetzt, dass der magnetische Kreis ein Minimum an Luftspalten aufweist und doch eine exakte Führung des Magnetkernes ermöglicht (Fig. 2).
Diese erfindungsgemässe Anordnung bietet den Vorteil, nur von einer Spule aus alle für den Brennerbetrieb notwendigen Strömungswege steuern zu können, dabei eine sichere Düsenvorwärmung zu erzielen und im Falle einer Störung in der Steuerleitung den Brenner durch Schliessen des Düsenventiles bei gleichzeitiger Druckentlastung gefahrlos ausser Betrieb zu nehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckzerstäuberbrenner für flüssige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass der am Ende eines Brennerrohres (3) angeordneten Brennerdüse (9) ein den Zufluss des Brennstoffes zu ihr beherrschendes Ventil (7) zugeordnet ist, das über eine Ventilstange mit einem am andern Ende des Brennerrohres be-
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was zu einem Schliessen des zweiten Ventils führt und wobei schliesslich das Brennerrohr, zweckmässig über eine Vorwärmeinrichtung (2), so an die Brennstofförderpumpe (1) angeschlossen ist, dass bei geschlossenem der Brennerdüse zugeordnetem Ventil (7) ein Brennstoffdurchlauf durch das Brennerrohr und das zweite Ventil möglich ist, der bei Sperrung dieses zweiten Ventils (5)
eine Umleitung zur Brennerdüse zwecks Zerstäubung des Brennstoffes erfährt.