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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdampferkammer für die Verdampfung von Heizöl "extraleicht' in Ölverdampfer-Vormischbrennern, weiche Verdampferkammer in Grundform einer zylindrischen Schale zweiteilig aus einem Unterteil und einem angesetzten Mantel gebildet ist, eine Bodenöffnung für die Brennstoff- und Luftzuführungen und im unteren Bereich eine in Ringnuten eingesetzte elektrische Widerstandsheizung aufweist und an deren Mantel ein hohlzylindrisches, selbst Wandöffnungen aufweisendes Brennerrohr ansetzbar ist, wobei äussere Leiteinrichtungen einen Teil der heissen Verbrennungsgase vom Brennerrohr zum Mantel der Verdampferkammer leiten.
Eine entsprechende Verdampferkammer ist dem Prinzip nach aus einem Brenner nach der WO 0012935 A bekannt. Bei derartigen Brennern wird die nach Leistung des Brenners dosierte Ölmenge in der Verdampferkammer verteilt, durch Wärmezufuhr zur Verdampfung gebracht und mit der von einem Gebläse zugeführten Verbrennungsluft noch innerhalb des auch unter der Bezeichnung "Flammenhalter" bekannten Brennerrohres gemischt. An den Wandungsöffnungen des Brennerrohres tritt das Öldampf-Luftgemisch aus, wird gezündet und zur Verbrennung gebracht. Die für die Verdampfung des Heizöles benötigte Wärmeenergie wird in der Startphase durch die elektrische Widerstandsheizung erzeugt und während des Normalbetriebes durch Aufheizung der Verdampferkammer über die umgeleiteten heissen Verbrennungsgase bzw. Flammen zugeführt.
Die bekannte Verdampferkammer hat einen relativ geringen Wärmewirkungsgrad der Elektroheizung für die Verdampfung und benötigt daher eine höhere elektrische Anschlussleistung.
Überdies muss auch ein relativ grösserer Anteil der heissen Verbrennungsgase zu der Aussenseite der Verdampferkammer umgeleitet werden, um im Dauerbetrieb die ausreichende Verdampfung und Vorerhitzung des Heizöles zu gewährleisten.
Aus der DE 42 38 718 A ist die zweiteilige Ausführung der Verdampferkammer bekannt. Die auch hier vorgesehene elektrische Widerstandsheizung ist in Form von Rohrheizkörpern in an der Unterseite des Unterteiles vorgesehene Nuten eingesetzt. Dieser Unterteil ist vom angesetzten Mantel durch eine isolierende Zwischenlage getrennt, so dass die Heizung im wesentlichen nur zur Erhitzung des Unterteiles dient.
Nach der JP 59009418 A ist bei einer ebenfalls zweiteiligen Verdampferkammer die Heizung in nach unten offenen Nuten eines gegenüber dem schalenförmigen Unterteil verdickten Mantelteiles angebracht
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges der heissen Verbrennungsgase auf den Mantel der Verdampferkammer ist es schliesslich aus der EP 0 220 384 A bekannt, diesen Mantel mit die Wärmeübergangsfläche vergrössernden Rippen zu versehen.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Verdampferkammer zu schaffen, die bei hoher Ausnützung der zugeführten elektrischen Energie für die Verdampfungsaufgabe eine geschützte Unterbringung der elektrischen Widerstandsheizung gewährleistet und auch beim Dauerbetrieb eine gleichmässige Erwärmung der Innenseite der Verdampferkammer unter Vermeidung von Versottungen ergebenden Überhitzungsstellen ermöglicht sowie bei diesem Dauerbetrieb die Einbringung hinreichend hoher, z. B. in der Grössenordnung von 350 C liegender Erhitzungstemperaturen der Verdampferkammer aus der Verbrennung sichert.
Die gestellte Aufgabe wird prinzipiell dadurch gelöst, dass der Unterteil der Verdampferkammer als Boden der Schale ausgebildet ist, die Ringnuten für die Widerstandsheizung zueinander offen im Boden und Mantel vorgesehen sind und miteinander einen geschlossenen Kanal bilden und dass ein die Verdampferkammer mit Abstand umschliessender Isolationsring zur Konzentration der Wärmeabgabe der heissen Verbrennungsgase auf die Verdampferkammer vorgesehen und vorzugsweise der Mantel der Verdampferkammer mit die Wärmeübergangsfläche zu dem vom Brennerrohr abgeleiteten Teil der heissen Verbrennungsgase vergrössernden Rippen versehen ist.
Bei der erfindungsgemässen Ausführung ist die Elektroheizung durch den geschlossenen Kanal vor äusseren Einflüssen geschützt und gewährleistet eine günstige Erwärmung beider Teile der Verdampferkammer. Durch den die Verdampferkammer mit Abstand umschliessenden Isolationsring wird beim Dauerbetrieb der Anteil der zur Erhitzung der Verdampferkammer vom Brennerrohr abzuleitenden heissen Verbrennungsgase verringert und eine Abkühlung dieser Gase an Wärmetauscherflächen eines Kessels od. dgl., in den der Brenner eingebaut wird, weitgehend vermieden.
Die üblicherweise für die Herstellung der Verdampferkammer eingesetzten Materialien, nämlich hitzebeständiger Stahlguss oder spanabhebend bearbeiteter hitzebeständiger Stahl, haben an sich
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einen relativ geringen Emissionsgrad für Strahlungswärme. Um diesen Emissionsgrad zu erhöhen, weisen in Weiterbildung der Erfindung wenigstens die Innenflächen des Bodens und Mantels der Verdampferkammer eine den Strahlungs-Emissionsgrad erhöhende Oberflächenbeschichtung auf.
Diese Oberflächenbeschichtung kann eine Pulverbeschichtung oder auch eine möglichst dunkle Oxidationsschicht sein.
Weitere Einzelheiten und Vorfeile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigen Fig. 1 in schematisierter Darstellungsweise einen Teillängsschnitt durch einen mit einem Ölver- dampfer-Vormischbrenner ausgestatteten Heizungskessel, Fig. 2 eine Ausführungsform der Verdampferkammer im Längsschnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 3, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Verdampferkammer nach Fig. 2 und Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Ausleitungsbereiches der Heizeinrichtung in der Fig. 3 ent- sprechender Darstellungsweise.
In einen Heizungskessel 1 ist ein Ölverdampfer-Vormischbrenner 2 eingesetzt, der im wesentlichen aus einer Luftzuführungseinrichtung mit Gebläse 3, einer Brennstoffzufuhreinrichtung 4 und einer Verdampferkammer 5 besteht, die eine Bodenöffnung 6 für die Brennstoffzufuhr zu einem Zerstäuber aufweist. An die Verdampferkammer 5 ist innerhalb des Verbrennungsraumes 7 ein Brennerrohr 8 angesetzt, das in seinem Mantel Öffnungen aufweist und das im unteren Bereich von einer Umleitschürze 9 umgeben ist, welche einen Teil der Verbrennungsgase nach unten um den Mantel der Verdampferkammer 5 ableitet. Mit Abstand von dieser Schürze 9 ist ein Isolationsring 10 angebracht, der eine Abkühlung dieser umgeleiteten Verbrennungsgase an den Wärmetauscherflächen des Kessels verhindert.
Die hier interessierende Verdampferkammer besteht nach den Fig. 2 und 3 aus einem Bodenteil 11 und einem Mantel 12, die miteinander dicht verbunden sind und einen von Ringnuten 13,14 der beiden Teile umschlossenen Kanal 15 einschliessen, in dem - in eine wärmeleitende Masse eingebettet - eine elektrische Widerstandsheizung untergebracht wird, deren Anschlussenden 16 nach einer Seite herausgeführt werden, wobei die Herausführung nach Fig. 3 über einen Seitenbund 17 und nach Fig. 4 über wieder zwischen Boden 11 und Mantel 12 eingeschlossene, einander zu Kanälen ergänzende Nuten erfolgt. Der Innenraum des Mantels 12 ist mehrfach abgestuft.
Im oberen Randbereich dieses Mantels 12 ist eine Nut 18 zur Aufnahme des unteren Endes des Brennerrohres 8 vorgesehen, die sich am oberen Ende mit einer Abschrägung 19 nach innen erweitert, wobei das eingetzte Brennerrohr 8 durch in Bohrungen 20 eingesetzte Stifte oder Schrauben gesichert werden kann. Aussenseitig sind der Mantel 12 und gemäss Fig. 2 auch der Boden 11 mit Leitrippen 21,22 bestückt, um den Wärmeübergang von den heissen Verbrennungsgasen zu verbessern. Die zum Hohlraum 23 der Verdampferkammer weisenden Flächen des Bodens 11und des Mantels 12 sind mit einer Oberflächenbeschichtung aus einem den Strahlungsemissionsgrad erhöhenden Material versehen. Die Verdampferkammer 5 ist am Boden des Kessels 1 mit durch Öffnungen 24 eingesetzten Schrauben befestigt.
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The invention relates to an evaporator chamber for the evaporation of heating oil "extra light" in oil evaporator premix burners, soft evaporator chamber in the basic form of a cylindrical shell is formed in two parts from a lower part and an attached jacket, a bottom opening for the fuel and air feeds and in the lower region has an electrical resistance heater used in annular grooves and on the jacket of which a hollow cylindrical burner tube, which even has wall openings, can be attached, with external guide devices guiding part of the hot combustion gases from the burner tube to the jacket of the evaporator chamber.
A corresponding evaporator chamber is known in principle from a burner according to WO 0012935 A. In such burners, the amount of oil metered according to the burner's output is distributed in the evaporator chamber, brought to evaporation by supplying heat and mixed with the combustion air supplied by a blower within the burner tube also known under the name "flame holder". The oil vapor-air mixture emerges from the wall openings of the burner tube, is ignited and brought to combustion. The heat energy required for the evaporation of the heating oil is generated in the start-up phase by the electrical resistance heating and supplied during normal operation by heating the evaporator chamber via the redirected hot combustion gases or flames.
The known evaporator chamber has a relatively low thermal efficiency of the electric heater for the evaporation and therefore requires a higher electrical connection power.
In addition, a relatively large proportion of the hot combustion gases must be diverted to the outside of the evaporator chamber in order to ensure sufficient evaporation and preheating of the heating oil in continuous operation.
DE 42 38 718 A discloses the two-part design of the evaporator chamber. The electrical resistance heating also provided here is used in the form of tubular heating elements in grooves provided on the underside of the lower part. This lower part is separated from the attached jacket by an insulating intermediate layer, so that the heating essentially serves only to heat the lower part.
According to JP 59009418 A, in a likewise two-part evaporator chamber, the heating is installed in downwardly open grooves of a jacket part that is thickened in relation to the shell-shaped lower part
Finally, in order to improve the heat transfer of the hot combustion gases to the jacket of the evaporator chamber, it is known from EP 0 220 384 A to provide this jacket with ribs which increase the heat transfer area.
It is therefore an object of the invention to provide an evaporator chamber which, with high utilization of the electrical energy supplied for the evaporation task, ensures protected accommodation of the electrical resistance heating and also enables uniform heating of the inside of the evaporator chamber during continuous operation, avoiding overheating points resulting in sooting, and at this continuous operation, the introduction of sufficiently high, z. B. in the order of 350 C lying heating temperatures of the evaporator chamber from the combustion secures.
In principle, the stated object is achieved in that the lower part of the evaporator chamber is designed as the bottom of the shell, the annular grooves for the resistance heating are provided in the bottom and the jacket open to one another and form a closed channel with one another and that an insulation ring enclosing the evaporator chamber at a distance for concentration the heat emission of the hot combustion gases to the evaporator chamber is provided, and preferably the jacket of the evaporator chamber is provided with the heat transfer surface to the part of the hot combustion gases enlarging fins derived from the burner tube.
In the embodiment according to the invention, the electric heater is protected from external influences by the closed channel and ensures favorable heating of both parts of the evaporator chamber. The insulation ring, which surrounds the evaporator chamber at a distance, reduces the proportion of the hot combustion gases to be discharged from the burner tube for heating the evaporator chamber during long-term operation, and largely prevents these gases from cooling on the heat exchanger surfaces of a boiler or the like, in which the burner is installed.
The materials usually used for the production of the evaporator chamber, namely heat-resistant cast steel or machined heat-resistant steel, are inherent
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a relatively low emissivity for radiant heat. In order to increase this emissivity, in a further development of the invention at least the inner surfaces of the bottom and jacket of the evaporator chamber have a surface coating which increases the emissivity of radiation.
This surface coating can be a powder coating or the darkest possible oxidation layer.
Further details and advantages of the subject matter of the invention can be found in the following description of the drawings.
The subject matter of the invention is illustrated in the drawing, for example.
1 shows a schematic representation of a partial longitudinal section through a heating boiler equipped with an oil evaporator premix burner, FIG. 2 shows an embodiment of the evaporator chamber in longitudinal section along the line 11-11 of FIG. 3, FIG. 3 shows a plan view of the evaporator chamber 2 and FIG. 4, an embodiment variant of the discharge area of the heating device in FIG. 3, corresponding representation.
In a heating boiler 1, an oil evaporator premix burner 2 is inserted, which essentially consists of an air supply device with a fan 3, a fuel supply device 4 and an evaporator chamber 5, which has a bottom opening 6 for the fuel supply to an atomizer. A burner tube 8 is attached to the evaporator chamber 5 within the combustion chamber 7, which has openings in its jacket and is surrounded in the lower area by a bypass skirt 9, which conducts part of the combustion gases downward around the jacket of the evaporator chamber 5. At a distance from this apron 9, an insulation ring 10 is attached, which prevents cooling of these diverted combustion gases on the heat exchanger surfaces of the boiler.
According to FIGS. 2 and 3, the evaporator chamber of interest here consists of a base part 11 and a jacket 12, which are tightly connected to one another and include a channel 15 enclosed by annular grooves 13, 14 of the two parts, in which - embedded in a heat-conducting mass - an electrical resistance heater is accommodated, the connection ends 16 of which are led out to one side, the lead-out according to FIG. 3 via a side collar 17 and according to FIG. 4 via grooves again enclosed between base 11 and jacket 12 and complementing one another to form channels. The interior of the jacket 12 is graduated several times.
In the upper edge region of this jacket 12, a groove 18 is provided for receiving the lower end of the burner tube 8, which widens inwards at the upper end with a chamfer 19, the burner tube 8 used being able to be secured by pins or screws inserted in bores 20. On the outside, the jacket 12 and, according to FIG. 2, the base 11 are equipped with guide ribs 21, 22 in order to improve the heat transfer from the hot combustion gases. The surfaces of the base 11 and the shell 12 facing the cavity 23 of the evaporator chamber are provided with a surface coating made of a material which increases the radiation emissivity. The evaporator chamber 5 is fastened to the bottom of the boiler 1 with screws inserted through openings 24.
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