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Zündeinrichtung für automatische Verdampfungsölbrenner
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für automatische Verdampfungsölbrenner und im besonderen eine solche, bei der in einer vom Hauptbrennraum getrennten Vorkammer, in welche je eine Zuleitung für Brennstoff und für Verbrennungsluft mündet, mindestens ein elektrischer Glühkörper angebracht ist. Es hat sich gezeigt, dass die bisher bekannten Zündeinrichtungen dieser Art eine relativ geringe Lebensdauer und Betriebssicherheit besitzen, weil sich die Glühkörper während der Zündung im Bereich der Flamme befinden und daher der Aufkohlung, Verkokung, Verrussung und Korrosionsangriff durch aggresive Verbrennungsrückstände unterliegen, so dass sogar Elemente aus Platin kaum über eine Lebensdauer von zwei Jahren hinaus gelangen.
Durch die Erfindung wurde die Aufgabe gelöst, eine Zündeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch wesentlich erhöhte Lebensdauer, geringere Störanfälligkeit und grössere Betriebssicherheit auszeichnet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der mindestens eine, in der Vorkammer angeordnete, elektrische Glühkörper von oben, vorzugsweise schräg, in die Vorkammer einragt und dass das freie Ende der Glühkörper oberhalb einer Leitfläche liegt, über die der zugeleitete Brennstoff als dünner Film in Richtung des Verbrennungsluftstromes strömt. Bei einer solchen Anordnung kann sich der verdampfte Brennstoff infolge der Blaswirkung der darüberstreichenden Verbrennungsluft erst im Abstand vor den vorderen Enden der Glühkörper entzünden. Alle vorerwähnten negativen Einflüsse der Flamme, welche im Sinne von Betriebsstörungen und verkürzter Lebensdauer wirken, kommen somit in Wegfall. Die bevorzugte paarweise Anordnung der Glühkerzen ergibt eine erhöhte Betriebssicherheit und bewirkt die Wärmezufuhr von zwei Stellen her.
Es ist dabei ein Vorteil, wenn die Leitfläche gegen Wärmeableitung geschützt bzw. selbst schlecht wärmeleitend ausgeführt ist, weil damit die Verdampfung des darauf fliessenden Ölfilmes beschleunigt wird. Vorzugsweise enthält die Vorkammer eine Trennwand, über der die Luft und unter der der Brennstoff in die Vorkammer eintritt und die im Bereich der Glühkerze oder Glühkerzen eine Öffnung besitzt, durch welche der Brennstoff auf die an der oder den Glühkerzen vorbeiführende Leitfläche gelangt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eventuelle Zündrückschläge nur jene geringe ölmenge erfassen können, welche sich vor der Öffnung in der Trennwand, also im unmittelbaren Bereich der Glühkerzen befindet.
Um eine geeignete Fliessgeschwindigkeit des Ölfilms auf der Leitfläche zu erzielen, ist diese mit einer geringen Neigung an der oder den Glühkerzen vorbeigeführt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus dem nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung hervor.
Fig. 1 zeigt eine in einer Vorkammer angeordnete Zündeinrichtung für einen ölbrenner im lotrechten Schnitt. Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1.
An den Brennertopf-10-des ölbrenners ist über eine rechteckige Öffnung --11-- eine Zündvorkammer --12-- angeschlossen. In diese ragen von oben schräg zwei Dieselglühkerzen - ein, deren aussen liegender Schraubbolzen --14-- zum einpoligen Stromanschluss dient, während die metallische Wandung --15-- der Vorkammer den zweiten darstellt. Der Öffnung --11-- gegenüber münden in die Vorkammer oben eine Zuleitung-16-für die Zündluft
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und darunter eine Zuleitung-17-für den flüssigen Brennstoff.
Der Raum unmittelbar vor den Mündungen dieser Leitungen ist durch eine schräge Trennwand-18-abgeteilt. Der Brennstoff kann erst in der Nähe der Glühkerzen durch eine in der Mitte angebrachte Öffnung--19--in den von der Verbrennungsluft bestrichenen Raum der Vorkammer eintreten und fliesst dann über eine schwach geneigte Leitfläche --20-- gegen den Brenntopf. Zwischen der Leitfläche --19-- und der metallischen Wandung --15-- der Vorkammer ist ein Spalt --21-- vorgesehen, welcher wärmeisolierend wirkt. An Stelle der Isolierung durch einen Spalt kann auch eine andere Wärmeisolationseinrichtung angebracht sein, z. B. eine Doppelwandung.
Die Wirkungsweise der Zündeinrichtung ist folgende :
Die Glühkerzen --13-- werden unter Spannung gesetzt und nach Erreichung einer entsprechenden Zündtemperatur öffnet ein nicht dargestelltes Magnetventil die Brennstoffzufuhr.
Gleichzeitig wird über die Leitung --16-- durch ein Gebläse die Zündluft eingeblasen bzw. durch einen entsprechenden Schornstein angesaugt. Nach dem etwa eine Minute dauernden Erwärmungsvorgang der Glühkerzen bis auf die Zündtemperatur beginnt das Öl in einem dünnen Film auf der Leitfläche --20-- in einem Abstand von 2 bis 3 mm unter den Glühkerzen vorbeizufliessen.
Das Öl erwärmt sich schnell, so dass eine sichere Verdampfung erreicht wird. Die geringe Dicke des Films erfordert eine geringe Erwärmungszeit. Die Neigung der Leitfläche -20-- regelt die Fliessgeschwindigkeit des Brennstoffes unter den Glühkerzen so, dass die Strahlenenergie der Zündelemente ausreicht, um den Brennstoff-Film an der Oberfläche zu verdampfen. Der erzeugte Brennstoffdampf wird durch den Zündluftstrom von den Glühkerzen weggeblasen und entflammt sich erst in einem Abstand von etwa 5 mm nach den Enden der Glühkerzen. Die Glühkerzen --13-- sind im glühenden Zustand ausserhalb des flüssigen oder dampfförmigen Brennstoffes, daher nicht gefährdet und erreichen eine sehr hohe Lebensdauer, so dass damit eine wirklich betriebssichere automatische Zündeinrichtung geschaffen wurde.
Die Zündflamme entwickelt nun eine ausreichende Energie, um den Brennstoff im Brennertopf --10-- sicher zu entzünden. Nach einer mit Sicherheit ausreichenden Zeit, z. B. nach 2, 5 min, wird die Stromzufuhr zu den Zündelementen unterbrochen, so dass sich diese wieder abkühlen.
Da die Zündvorkammer nach Beendigung des Zündvorganges während des Betriebes keine Flamme enthält und daher relativ kalt bleibt, können sich weder Verdampfungsrückstände anlegen, noch eine Verrussung oder eine Verkokung eintreten. Eine solche Zündvorkammer benötigt daher keinerlei Wartung und ist höchst betriebssicher.
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Dadurch und durch geeignete Dimensionierung der Öffnung--19--wird erreicht, dass die Menge des unter den Zündelementen vorbeifliessenden Brennstoffes während des Zündvorganges langsam ansteigt.
Die Zündvorkammer ist unterhalb der Hauptflamme angeordnet und besitzt zweckmässigerweise eine relativ niedrige rechteckige Öffnung gegen den Brennertopf zu, weil auf diese Weise eine Rückstrahlung der Hauptflamme in die Zündvorkammer nach Beendigung des Zündvorganges und während des Betriebes weitgehend verhindert werden kann, so dass in diesem Betriebszustand keine Verdampfung bzw. keine Entflammung des Brennstoffes in der Zündvorkammer eintreten kann.
Die die Zündvorkammer seitlich und oben begrenzenden Wände sind im Bereich der Zündelemente wärmeableitend ausgeführt, damit nach dem Erreichen der Beharrungstemperatur der r Glühkerzen die zulässige Höchsttemperatur derselben nicht überschritten und eine lange Lebensdauer der Glühkerzen gesichert ist.
Die erfindungsgemässe Zündeinrichtung gestattet, durch die Kombination mit Schalteinrichtungen, die, von Thermostaten gesteuert, die Zündelemente aus-und einschalten bzw. die Luft zur Brennstoffzufuhr regeln, die Herstellung eines automatischen Verdampfungsölbrenners, der eine hohe Betriebssicherheit und Wartungsfreiheit erreicht, so dass man den Regelungsbetrieb nicht nur nach dem Gross-Klein-Prinzip, sondern auch nach dem Ein-Aus-Prinzip gestalten kann. Ein solcher Betrieb war bisher nur bei Hochdruck- oder Emulsionsbrennern möglich, nicht aber bei Verdampfungsbrennern für kleinere Heizleistungen, weil die Betriebssicherheit der bisher bekannten Zündeinrichtungen hiefür nicht ausreichte.
Durch Kombination der Zündeinrichtung mit einem Verbrennungsluftgebläse des Verdampfungs- ölbrenners können die Strömungsverhältnisse in der Zündvorkammer und im eigentlichen Brennraum vom Schornsteinzug nahezu unabhängig gemacht werden.
In Kombination mit der erfindungsgemässen Zündeinrichtung können vorteilhaft noch folgende Sicherheitseinrichtungen vorgesehen werden :
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Ein Temperaturüberwachungsschalter am Heizöltank, in oder am Wärmeaustauscher, der bei Eintreten von Gefahr, z. B. bei Überhitzung durch Wärmestauung, die weitere Brennstoffzufuhr verhindert und den Brenner ausser Betrieb setzt, so dass erst nach Beseitigung der Gefahr ein automatisches Wiederzünden möglich ist.
Ferner eine mit der Zündeinrichtung gekuppelte Temperaturüberwachungseinrichtung, die ein Zünden so lange verhindert, bis der Brennraum unter eine die Verpuffung ausschliessende Temperatur abgekühlt ist.
Mit einer Zündeinrichtung nach der Erfindung, insbesondere in Kombination mit den erwähnten Steuerungs- und Sicherheitseinrichtungen können vollautomatisch arbeitende Verdampfungsölbrenner für alle Anwendungsarten, z. B. Ölöfen bzw. Wärmeaustauscher, wie z. B. Lufterhitzer für Warmluftheizungen, Kachelofeneinsätze, Zentralheizungskessel, Warmwasserbereiter, Kombinationskessel für gleichzeitige oder wechselweise Wasser- und Lufterhitzung, Kochherde, Industrieöfen u. dgl. hergestellt werden, was mit den bisher bekannten Zündeinrichtungen nicht im gleichen Ausmass der Fall war. Druckzerstäubungs-Ölbrenner bzw. Emulsions-ölbrenner haben bekanntlich eine untere Leistungsgrenze bei etwa 30000 kcal/h. Unter dieser Leistungsgrenze waren bisher vollautomatische Ölbrenner mit befriedigender Funktion nicht bekannt.
Erst durch die erfindungsgemässe Zündeinrichtung wurde dieser neue Bereich erschlossen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündeinrichtung für automatische Verdampfungsölbrenner, bei der in einer vom Hauptbrennraum getrennten Vorkammer, in welche je eine Zuleitung für Brennstoff und für Verbrennungsluft mündet, mindestens ein elektrischer Glühkörper angebracht ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass der mindestens eine, in der Vorkammer angeordnete, elektrische Glühkörper (13) von oben, vorzugsweise schräg, in die Vorkammer (12) einragt und dass das freie Ende der Glühkörper (13) oberhalb einer Leitfläche (20) liegt, über die der zugeleitete Brennstoff als dünner Film in Richtung des Verbrennungs-Luftstromes strömt, so dass sich der verdampfte Brennstoff infolge der Blaswirkung der Luft erst im Abstand von dem vorderen Ende der Glühkörper entzünden kann.
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