AT501141A1 - Brenner für flüssigbrennstoff, insbesondere pflanzenöl - Google Patents

Description

  (31 948) ll/fl
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Flüssigbrennstoff, insbesondere Pflanzenöl, mit einem durch einen Boden abgeschlossenen, einen Brennraum m<i>t einer freien Brennstrecke bildenden Brennrohr, mit einer durch den Boden in den Brennraum mündenden Brennstoffdüse, mit einer im Bereich der Brennstoffdüse vorgesehenen Druckluftzufuhr durch den Boden und mit einem Abgasaust[pi]tt .m Bereich des dem Boden gegenüberliegenden Brennrohrendes.
Bei Brennern dieser Art kommt es insbesondere beim Einsatz von Pflanzenölen als Flüssigbrennstoff zu einer Verkokung im Bereich der Mischung des verdüsten Brennstoffes mit der unter Druck zugeführten Verbrennungsluft.

   Diese Verkokung führt zu Ablagerungen vor allem im Mischbereich des Brennraumes, so dass solche Brenner vergleichsweise häufig gewartet werden müssen.
Um eine schadstoffarme Verbrennung von Flüssigbrennstoffen zu ermögliche, ist es ausserdem bekannt (DE 196 46 957 A1), das Luft-Brennstoffgemisch nicht entlang einer freien Brennstrecke, sondern innerhalb eines porösen Körpers zu verbrennen, der für eine zusätzliche Wärmeableitung und damit für ausreichend niedrige Brenntemperaturen sorgt, um das Entstehen von Stickoxiden zu verme.den Die Gemischaufbereitung kann innerhalb, aber auch ausserhalb des porösen Körpers erfolgen, der in diesem Fall mit axialem Abstand von der Brennstoffdüse<i>n einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist und mit dem Gemisch aus Brennluft und verdüstern Flüssigbrennstoff beaufschlagt wird.

   Die Zündung erfolgt jedoch innerhalb des porösen Körpers. Diese bekannten Porenbrenner eignen s.ch allerdings aufgrund der Verkokungsgefahr nicht für das Verbrennen von Pflanzenölen.
NACHGEREICHT Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Brenner für Flüssigbrennstoff, insbesondere Pflanzenöl, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass die Verkokungsgefahr weitgehend vermieden werden kann.
Die Emndung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Abgasaustntt durch einen den Strömungswiderstand für die Abgase vergrössernden Widerstandsko[phi]er verschlossen ist.
Durch das Abschliessen des Abgasaustrittes aus dem Brennraum durch einen den Strömungswiderstand für die Abgase vergrössernden Widerstandskö[phi]er erg.bt s,ch innerhalb des Brennraumes eine Stauwirkung mit der Folge,

   dass die Wärmerückstrahlung gegen den Boden des Brennrohrs unterstützt wird, so dass die Temperatur im Mischungsbereich erhöh, wird und die durch die zugeführte Verbrennungslutt bedingte Kühlung nicht zu einem Absinken der Brennraumtemperatur in e.nen Bereich führt, in dem die Verkokungsgefahr besteht. Es ergib sich vielmehr über die freie Brennstrecke eine weftgehend gleichmässige Brennraumtemperatur, d,e eine schadstoffarme Verbrennung des Flüssigbrennstoffes ohne Verkokungsgefahr
erlaubt.
Wesentlich für die thermische Rückstrahlung gegen den Boden des Brennraumes ist dass die Abgase nicht unbehindert aus dem Brennraum ausströmen können. Diese Forderung wird auch bei einem stirnseitig abgeschlossenen Brennrohr erfüll, das einen radialen Abgasaustritt aufweis,, der mi. einem entsprechenden Widerstandskörper verschlossen ist.

   Besonders günstige Kons,ruk1ionsverha,.n,sse ergeben sich allerdings, wenn das Brennrohr auf der dem Boden gegenuberl.egenden Stirnseite den Abgasaus bildet, so dass der Widerstandskö[phi]er d,e fre,e Brennstrecke begrenzt.
Der Widerstandskörper selbs, kann unterschiedlich aufgebaut sein, weil es vor allem darum geh, den Strömungswiderstand für die Abgase zu vergrössern. Zu diesem Zweck könnten mehrere hitzebeständige Lochbleche hintereinander angeordnet werden. Vorteilhafte Konstruktionsbedingungen ergeben sich insbesondere, wenn der Widerstandskö[phi]er aus einem hitzebeständigen, porösen E<i>nsatz be-
NACHGEREICHT steht.

   Die in Durchströmrichtung gemessene Dicke dieses Einsatzes bestimmt den Strömungswiderstand für die Abgase, der somit über die Dicke des porösen Einsatzes konstruktiv vorgegeben werden kann.
Aufgrund der thermischen Rückstrahlung braucht auf die Kühlwirkung durch die zugeführte Verbrennungsluft konstruktiv nicht Rücksicht genommen zu werden. Die Druckluftzufuhr kann somit ausschliesslich im Hinblick auf eine vorteilhafte Mischung mit dem verdüsten Flüssigbrennstoff erfolgen und daher in günstiger Weise aus gegen den Sprühkegel der Brennstoffdüse gerichteten, den Boden durchsetzenden Luftdüsen bestehen.
Um beim Zünden des Brenners die sich bildende Flamme nicht über die zugeführte Brennluft wieder auszublasen, ist die Druckluftzufuhr entsprechend zu drosseln.

   Zu diesem Zweck kann vorteilhaft das Gebläse für die Druckluftzufuhr in Abhängigkeit von der Brennraumtemperatur in seiner Drehzahl geregelt werden. Dies bedeutet nicht nur eine Konstruktionsvereinfachung wegen des Entfalls von sonst erforderlichen Drosselklappen, sondern vermindert auch den Energieverbrauch. Ausserdem kann feinfühlig auf die sich erhöhende Temperatur im Brennraum reagiert werden, so dass der für die Verkokung kritische Temperaturbereich schnell durchlaufen wird.
Auch beim Abschalten des Brenners muss die Brennraumtemperatur rasch unter den für die Verkokung kritischen Temperaturbereich abgesenkt werden.

   Dies kann mit Vorteil dadurch geschehen, dass die für die Vorwärmung des Flüssigbrennstoffes im Bereich des Düsenstockes erforderliche Heizeinrichtung abgeschaltet wird, bevor die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Düsenstocktemperatur gesperrt wird. Der nicht mehr erwärmte Flüssigbrennstoff bewirkt aufgrund seiner Wärmekapazität eine wesentlich wirkungsvollere Kühlung als herkömmliche Luftkühlungen, so dass aufgrund des nicht vorgewärmten Brennstoffs die Brennraumtemperatur bis zum Abschalten des Brenners rasch unter den kritischen Temperaturbereich abfällt.
NACHGEREICHT ln der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.

   Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Brenner in einem vereinfachten Axialschnitt und Fig. 2 die Steuerung dieses Brenners in einem vereinfachten Blockschaltbild.
Der Brenner gemäss der Fig. 1 besteht aus einem Brennrohr 1, in dessen Boden 2 ein Düsenstock 3 mit einer Brennstoffdüse 4 eingesetzt ist, die in den durch das Brennrohr 1 gebildeten Brennraum 5 mündet. Die Verbrennungsluft wird über gegen den Sprühkegel der Brennstoffdüse 4 gerichtete Luftdüsen 6 zugeführt, die von einer Druckleitung 7 ausgehen. Das Brennrohr 1 bildet mit seinem dem Boden 2 gegenüberliegenden Ende einen axialen Abgasaustritt 8, der durch einen Widerstandskörper 9 verschlossen ist.

   Dieser Widerstandskörper 9, der vorteilhaft als hitzebeständiger, poröser Einsatz 10 ausgebildet ist, stellt für die Abgase einen Strömungswiderstand dar, der auf die Abgase im Brennraum 5 eine Stauwirkung ausübt. Die Begrenzung der freien Brennstrecke des Brennraumes durch den Widerstandskörper 9 bedingt eine thermische Rückstrahlung gegen den Boden 2 hin, so dass die Brennraumtemperatur insbesondere im Mischungsbereich des flüssigen Brennstoffs mit der zugeführten Verbrennungsluft angehoben wird.

   Diese Anhebung der Verbrennungstemperatur gerade im Mischbereich gleicht die sonst spürbare Abkühlung durch die zugeführte Verbrennungsluft aus und führt zu einer weitgehend gleichmässigen Brennraumtemperatur über die freie Brennstrecke, was eine schadstoffarme Verbrennung des Flüssigbrennstoffes ohne Verkokungsgefahr sicherstellt.
Zum Anfahren des Brenners wird der Düsenstock 3 zunächst über eine elektrische Heizeinrichtung 11 vorgeheizt, bevor die Zufuhr des Flüssigbrennstoffes über ein Ventil 12 über eine Steuereinrichtung 13 geöffnet wird, wie dies der Fig. 2 entnommen werden kann.

   Da beim Zünden des Brennstoff-Luftgemisches die Luftzufuhr gedrosselt werden muss, um die sich bildende Flamme nicht auszulöschen, wird das für die Druckluftversorgung vorgesehene Gebläse 14 über einen drehzahlgeregelten Motor 15 mit verringerter Drehzahl angetrieben, die in Abhängigkeit von der steigenden Brennraumtemperatur erhöht wird. Zu diesem Zweck ist ein
» NACHGEREICHT Temperaturgeber 16 für die Brennraumtemperatur vorgesehen, der die Steuereinrichtung 13 zur Regelung des Motors 15 entsprechend ansteuert.

   Durch diese Massnahme gelingt es in energiesparender Weise, die Brennraumtemperatur rasch auf einen für die Verkokung unkritischen Temperaturbereich hochzufahren.
Um beim Abschalten des Brenners die Brennraumtemperatur wieder rasch unter den für die Verkokung kritischen Temperaturbereich absenken zu können, wird die Heizeinrichtung 11 vor dem Schliessen des Ventils 12 für die Brennstoffzufuhr abgeschaltet, so dass der Brenner im Auslauf mit nicht vorgewärmtem Brennstoff betrieben wird, was zu der gewünschten Temperaturabsenkung im Brennraum führt.

   Erst wenn die Temperatur des Düsenstockes 3 einen vorgegebenen Grenzwert unterschritten hat, was mit einem Fühler 17 erfasst und an die Steuereinrichtung 13 weitergeleitet wird, wird die Brennstoffzufuhr über das Ventil 12 abgeschaltet und damit der Brenner ausgeschaltet.
Aufgrund der geschilderten Massnahmen gelingt es in einfacher und vorteilhafter Weise, auch Pflanzenöle schadstoffarm ohne Verkokungsgefahr zu verbrennen. Die Wartungsintervalle für solche Brenner sind daher Gasbrennern durchaus vergleichbar. dl[alpha] lUi^
NACHGEREICHT

Claims (2)

Patentanwälte Dipl.-Ing. Gerhard Hübscher Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Spittelwiese 7, A-4020 Linz (31 948) II P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Brenner für Flüssigbrennstoff, insbesondere Pflanzenöl, mit einem durch einen Boden abgeschlossenen, einen Brennraum mit einer freien Brennstrecke bildenden Brennrohr, mit einer durch den Boden in den Brennraum mündenden Brennstoffdüse, mit einer im Bereich der Brennstoffdüse vorgesehenen Druckluftzufuhr durch den Boden und mit einem Abgasaustritt im Bereich des dem Boden gegenüberliegenden Brennrohrendes, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasaustritt (8) durch einen den Strömungswiderstand für die Abgase vergrössernden Widerstandskörper (9) verschlossen ist.

2. Brenner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Brennrohr (1) auf der dem Boden (2) gegenüberliegenden Stirnseite den Abgasaustritt (8) bildet und dass der Widerstandskörper (9) die freie Brennstrecke begrenzt.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandskörper (9) aus einem hitzebeständigen, porösen Einsatz (10) besteht.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftzufuhr aus gegen den Sprühkegel der Brennstoffdüse (4) gerichteten, den Boden (2) durchsetzenden Luftdüsen (6) besteht.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Gebläse für die Druckluftzufuhr, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (14) in Abhängigkeit von der Brennraumtemperatur in seiner Drehzahl regelbar ist.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Heizeinrichtung für den die Brennstoffdüse aufweisenden, an eine Versorgungsleitung für den Flüs-

[ NACHGEREICHT sigbrennstoff angeschlossenen Düsenstock, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Düsenstocktemperatur nach dem Abschalten der Heizeinrichtung (11) sperrbar ist.

Linz, am 5. März 2003 Johann Söllinger durch: ,

NACHGEREICHT 2AA 323/2003; F23D neue Patentansprüche

(31 948) II

Patentansprüche :

< Brenner für Flüssigbrennstoff, insbesondere Pflanzenöl, mit einem durch einen Boden abgeschlossenen, einen Brennraum mit einer freien Brennstrecke bildenden Brennrohr, mi, einer durch den Boden in den Brennraum mündenden Brennstoffdüse, mi, einer im Bereich der Brennstoffdüse vorgesehenen, an e<i>n Gebläse angeschlossenen Druckluftzufuhr durch den Boden und mi, emem Abgasaustritt im Bereich des dem Boden gegenübertiegenden Brennrohrendes, wobei der Abgasaustntt durch einen den Strömungswiderstand für d<i>e A gase vergrössernden Widerstandskörper verschlossen ist, dadurch gekennze<i>chnet, dass das Gebläse (14, für die Druckluftzufuhr in Abhängigkeit von der Brennraumtemperatur in seiner Drehzahl regelbar ist, dass der an eine Versorgungsleftung für den Flüssigbrennstoff angeschlossene, m* der Brennstoffe (4) versehene Dusens,ock 3)

in an sich bekannter Weise eine Heizeinrichtung (11) für d,e Brennstoffdüse (4) aufweist und dass die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Düsenstocktemperatur nach dem Abschalten der Heizeinrichtung (11) sper[Phi]ar<i>st.

2 Brenner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftzufuhr aus gegen den Sprühkegel der Brennstoffdüse (4) gerichteten, den Boden (2) durchsetzenden Luftdüsen (6) besteht.

Linz, am 24. November 2005

Johann Söllinger durch:<D>a!^ er:<4>2<8>y

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Paiw[theta]

NACHGEREICHT