CH176862A - Verfahren und Brennereinrichtung zur Verbrennung von flüssigem Brennstoff bei oder in der Nähe vom Atmosphärendruck. - Google Patents

Description

  Verfahren und     Brennereinrichtung    zur Verbrennung von     üiissigem    Brennstoff  bei oder in der Nähe vom Atmosphärendruck.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf ein Verfahren zur Verbrennung von flüs  sigem Brennstoff bei oder in der Nähe von  Atmosphärendruck, wobei die Menge des in  den Verbrennungsraum     eingespritzten    Brenn  stoffes dauernd schwankt. Dabei sind die  Schwankungen entweder     intermittierend    oder  pulsierend.  



  Zur Erreichung einer guten Verbrennung  und einer .ganz zuverlässigen     Brennereinrich-          tung    ohne Gefahr der     Russbildung    oder der       Erlöschung    des Feuers bei Verwendung einer  derartigen     intermittierenden    oder pulsieren  den Brennstoffeinspritzung, wird gemäss vor  liegender Erfindung die Anzahl der     inter-          mittierenden    oder pulsierenden Einspritzun  gen pro Minute so     abgepasst,    dass die Ver  brennung einer Einspritzladung nicht ganz  abgeschlossen ist, bevor die     nächste    Ladung  eingespritzt wird.  



  Durchgeführte Versuche haben gezeigt,       iass    zur befriedigenden Ausführung eines    derartigen     Verfahrens        die    Anzahl der     inter-          mittierenden    oder pulsierenden Einspritzun  gen zweckmässig zwischen 60 und 500     liegen.     Die Versuche haben weiter gezeigt, dass der       Maximaldruck    des Brennstoffes bei     intermit-          tenter    oder pulsierender     Durchpressung    durch  eine oder mehrere Einspritzdüsen zweck  mässig mindestens 2     Atm.    beträgt.  



  Bei mit verhältnismässig leichtbrennen  den, gereinigten Ölen arbeitenden kleineren       Brennereinrichtungen    wird das Verfahren       zweckmässig    derart durchgeführt, dass der       Maximaldruck    des durch eine oder mehrere       7erstäubungsdüsen    gepressten Öls 4 bis       1O        Atm.    und die Anzahl der     intermittenten     oder pulsierenden Einspritzungen 300 bis  500 pro Minute beträgt.  



  Bei pulsierender Brennstoffeinspritzung  kann der Brennstoff in solcher Weise durch  gepresst werden, dass die gespeiste     Brennstoff-          menge    um mindestens 20 bis<B>50</B>% des  Höchstwertes schwankt. In     gewissen,    Fällen,      und zwar bei kleinen     Brennereinrichtungen     mit sehr geringem Ölverbrauch pro Stunde,  zum Beispiel bei     kleineren        ölgefeuerten        Zen-          tralheizungen    für     Villagebäude,    hat es sich  zweckmässig gezeigt, mit so grossen Schwan  kungen der gespeisten Brennstoffmenge wie  <B>70</B> bis<B>80,%,

  </B> ja bis<B>90%</B> des Höchstwertes  zu     arbeiten.     



  Zweckmässig wird der Brennstoff     mittelst     einer Pumpe     eingespritzt,    und zwar     ohne          Zwischenschaltung    einer als Windkessel wir  kenden Anordnung. Die Speisung kann je  doch auch in anderer     Weise    stattfinden, zum  Beispiel mit Hilfe einer in der     Zerstäubungs-          düse    oder in der     Brennstoffzufuhrleitung    an  geordneten Drosselvorrichtung,     wie    zum Bei  spiel eines Ventils, das periodisch geöffnet  und mehr oder weniger     bezw.    vollständig ge  schlossen wird.  



  Zur Erreichung einer vollendeten Ver  brennung des     intermittierend    oder pulsierend       eingespritzten        Brennstoffes    kann dieser  zweckmässig mit einem     kontinuierlich    zuge  führten     Luftstrom    vor der Einführung des       Brennstoffes    in dem eigentlichen Verbren  nungsraum     zusammengeführt    und darin fein  verteilt werden.  



  Die Einspritzung des Brennstoffes     wird     zweckmässig mit einer Kolbenpumpe bewirkt.  Von besonders grosser Bedeutung ist dabei,  dass die Verbindung zwischen der Pumpe und  der Düse so wenig nachgiebig wie möglich  ist, und dass dafür gesorgt wird, dass die Lei  tung     zwischen    Pumpe und Düse keine Ta  schen oder sonstige Räume enthält, worin  Luft oder Gase sich ansammeln können. Es  hat sich nämlich gezeigt, dass auch die ge  ringsten von solchen Ansammlungen als  Windkessel     wirken    und die beabsichtigte in  termittierende oder pulsierende Einspritzung  verhindern.  



  Die vorliegende Erfindung     betrifft    auch  eine     Brennereinrichtung    zur Ausübung des  Verfahrens     gemäss    der Erfindung, welche  Anordnung     dädurch    gekennzeichnet, ist, dass  der Brennstoff einer     Zerstäubungsdüse    von  einem Druckerzeuger zugeführt wird, und    dass die Druckleitung zwischen dem Drucker  zeuger und der     Zerstäubungsdüse    kurz, un  nachgiebig und frei von luftansammelnden  Räumen ist.  



  In der Zeichnung ist eine Ausführungs  form einer     Brennereinrichtung    zur Durch  führung des beanspruchten Verfahrens bei  spielsweise veranschaulicht.  



       Fig.    1 zeigt einen senkrechten Längs  schnitt durch dieselbe;       Fig.    12 zeigt eine Seitenansicht     .davon,     teilweise im Schnitt nach der Linie     II-II     in     Fig.    1;       Fig.    3 zeigt in grösserem Massstab einen  Schnitt nach derselben Linie durch die  Pumpe.  



  1 ist- ein Gehäuse, in dem der Rotor 2  eines Elektromotors angeordnet ist. An dem  einen Ende des Gehäuses ist eine Luftpumpe  3 angebracht und an dem andern Ende ein  Zahnradgetriebe 4, 5 der     Brennölpumpe    6.  



  Die Luftpumpe 3 besitzt ein auf der  Welle 7 des Motors angebrachtes Schaufelrad  8, das einen Luftstrom -durch das spiral  förmige     Luftpumpengehäuse    an der am Ende  dieses Gehäuses angebrachten Brennstoff  düse 9 vorbei     auspresst,    wobei die Düse von  solchen Steuerungsorganen 10 für die Luft       umgeben    ist,     dass    die Luft dort in eine ro  tierende und wirbelnde Bewegung     versetzt     wird, so dass eine innige Mischung mit dem  aus der Düse 9 ausströmenden     feinverteilten     Brennstoff     erreicht    wird.

   Der     Brennstoff          wird    der Düse durch die an der     Duckseite     der Pumpe 6 angeschlossene Leitung 11 zu  geführt. Das Ganze ist derart ausgebildet,  dass die Verbindung     zwischen    Pumpe und  Düse kurz, unnachgiebig und frei von     luft-          ansammelnden    Räumen ist.  



  Die     Ölpumpe    6     besitzt    einen Zylinder 12  mit darin arbeitendem Kolben 13. Dieser ist  von einer Schraubenfeder 14 belastet, welche  den     .Kolben    zur Ausführung     de,s    Saughubes       zwingt.    Der Druckhub wird unter Vermitt  lung eines auf der     Welle    15 des Zahnrades  5     angebrachten    Exzenters 18 ausgeführt,

    welcher     Exzentar    einen um den     Zapfen    16      drehbar gelagerten Hebelarm 17     betätigt.     Dieser Hebelarm liegt gegen das hintere  Ende des Pumpenkolbens 13 zwischen dem  Zapfen 1.6 und dem Berührungspunkt des  Exzenters 18 mit dem Hebelarm 17 an. Der  Zapfen 16 ist an dem untern Ende einer  Stange 19     gelagert,        .die    in     einer    Hülse 20  verschiebbar angeordnet und unter der Ein  wirkung einer Schraubenfeder 21 steht, die  bestrebt ist, die Stange 19 und somit den  Hebel 17 zu heben.

   Die     höchste    Lage der       Stange    19 wird durch     einen    im obern Ende  der Hülse 20 eingeschraubten Zapfen 22 be  stimmt,     welcher    mit der Hand oder     mittelst     eines Thermostates oder dergleichen ein  gestellt werden kann. Die     Hülse    20 ist recht  winklig zum Pumpenkolben und in solcher  Lage gegenüber dem Exzenter 18 angebracht,  dass der Hebelarm 17 in seiner von der Welle  <B>1,5</B> am meisten ausgeschwenkten Lage     recht-          winklig    gegen die Längsachse des Pumpen  kolbens steht.  



  Durch diese Anordnung wird erreicht, dass       der    Pumpenkolben in allen Regellagen der  Stange 19 am Ende des Druckhubes sich in  völlig eingedrückter Lage befindet, wodurch  etwaige Luft mit Sicherheit     ausgetrieben    und  ein     regelmässiges    Einsaugen des Brennstoffes  bewirkt wird. Der Brennstoff wird aus dem  Ölreiniger 23 durch den Kanal 24 eingesaugt  und in den Kanal     4.1    gedrückt, der in Ver  bindung steht, teils mit der Leitung 11 zur       Brennerdüse    9, teils mit der Leitung 25, die  durch eine als Sicherheitsventil dienende  Bruchplatte 26 zugeschlossen ist.

   In den  Raum auf der andern Seite dieser Bruch  platte mündet ein mit dem     Einsaugkanal    24  in Verbindung stehender Kanal 45. Dieser  Raum kann auch mit der Atmosphäre     bezw.     direkt mit dem     Brennstoffbehälter        verbun-          den    sein. Durch diese Anordnung wird das  Zersprengen der Leitung 11 verhindert,  falls -die Düse 9 verstopft wird. Wenn die  Einspritzung einer dauernd schwankenden  Brennstoffmenge durch die Düse möglich  sein soll, muss die Bruchplatte praktisch ge  nommen     unfedernd    sein und wird dieselbe    deshalb mit kleinem Durchmesser, zum Bei  spiel 4 bis 5 mm, ausgeführt. 27 und 28 sind  die Saug- und Druckventile der Pumpe.

   Um  Lecken des Brennstoffes an dem Kolben 13  vorbei zu verhindern ist     ungefähr    an der  Mitte des Zylinders 12 eine     ringförmige     Aussparung 2.9 angeordnet, die durch     einen     Kanal 30 mit dem Saugkanal 24     verbunden     ist.  



  Zur Schmierung der verschiedenen Wel  lenlager wird das Zahnradgetriebe 4, 5 als  Zahnradpumpe verwendet, welche Schmieröl  aus dem Brunnen 39     saugt    und dieses Öl  fliesst durch     eine        achsiale        Boh--uuuuig    40 in der  Welle 7 zu deren Lagern ebenso wie durch  die Kanäle 41 und 42 zu der Welle 15. 43  ist eine     Zurückführungsleitung    von dem lin  ken Lager der Welle 7 zum     Brunnen    39.  



  Die dargestellte     Brennereinrichtung    ist  derart ausgebildet, dass bei     derselben    die  Verbrennung einer     Einspritzladung    nicht  ganz abgeschlossen ist,     bevor        die    nächste La  dung eingespritzt wird.  



  Bei einer     Brennereinrichtung    dieser Art  ist zu bemerken, dass auch scheinbar un  bedeutende Federungen in der Leitung zwi  schen Pumpe und Düse ganz das     gewünschte     Resultat aufs Spiel setzen können. Es ist zu  bemerken, dass es sich hier um Hublängen  des Pumpenkolbens handelt, die 'zum Bei  spiel bloss 0,2 bis 5 mm bei     einem    Kolben  durchmesser von 6 bis 10 mm betragen.  



  Die     Brenustoffeinspritzdüse    soll so aus  gebildet sein,     dass    sie dem Brennstoff eine  weitgehende     Feinverteilung    beim Einspritzen  in den     Feuerungsraum    erteilt. Um die Fein  verteilung mehr oder     weniger    kräftig zu  machen, kann die Düse regelbar sein, zum  Beispiel     mittelst    einer in dieser verschraub  baren Spindel, die als     Düsenkörper    ausgebil  det oder mit einem solchen verbunden ist.  



  Es ist nicht notwendig, dass, wie auf den  Zeichnungen dargestellt ist, die Luft mit  Hilfe einer Luftpumpe oder eines     Kompres-          3ors    zugeführt wird, sondern die zur Ver  brennung erforderliche Luft kann durch na  türlichen Zug in -den     Feuerungsraum    ein-      geführt werden. Die mit der     intermittieren-          den    oder pulsierenden Brennstoffzufuhr ver  bundenen Vorteile entstehen auch bei solcher  Zufuhr der Verbrennungsluft.  



  Sind zwei oder mehrere Pumpen vor  gesehen, so können die     Zwischenperioden          zwischen    den     Brennstoffeinspritzungen    oder  die Grösse der     Pulsierung    veränderlich sein,  wenn die Pumpen so     ausgebildet    sind, dass  die Pumpenhübe der Kolben phasenverscho  ben werden können.  



  Es ist ferner nicht     nötig,    dass die Brenn  stoffzufuhr unter     Vermittlung    von Kolben  pumpen     stattfindet,    um das beschriebene  Verfahren durchzuführen. Der Brennstoff  kann zum Beispiel mittelst einer Schleuder  pumpe oder unter verhältnismässig hohem       statischen        Druck    zugeführt werden.

   Dabei  muss aber die     Brennstoffspeisungsleitung          bezw.    die Düse mit     einer        Abschliessvorrich-          tung    versehen sein, die     automatisch    mit ge  wünschten     Zwischenperioden    geöffnet und  geschlossen oder gedrosselt     wird,    so dass die       intermittierende    oder     pulsierende    Einsprit  zung stattfindet.  



  Die     beschriebene        Brennereinrichtung        kann     mit bekannten automatischen Vorrichtungen  zur Zündung     ausgestattet    sein, die     unter    der       Kontrolle    von einem oder mehreren Thermo  staten stehen,     welohe    von dem Druck oder  der Temperatur im Feuerraum usw. betätigt  werden.  



  Beim Regeln der Brennstoffzufuhr soll  auch ein Regeln der Brennstoffluft stattfin  den, und ist für diesen Zweck bei den dar  gestellten     Br        ennereinrichtungen    die Ein  saugeöffnung der     Luftpumpe    von einem  drehbaren Schieber 46 bekannter Art be  herrscht.     Wird    die     Stange    19 von einem  Thermostat gesteuert, so ist es zweckmässig,       @dass    auch die     Einstellung    des Schiebers 46  von     diesem.    oder einem andern. Thermostat       gesteuert        wird.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Verbrennung von flüssi gem Brennstoff bei oder in der Nähe von Atmosphärendruck und wobei die Menge des in den Verbrennungsraum eingespritzten Brennstoffes dauernd schwankt, dadurch ge kennzeichnet, dass die Anzahl der Brennstoff einspritzungen pro Minute so abgepasst ist, dass die Verbrennung einer Einspritzladung nicht ganz abgeschlossen ist, bevor die näch ste Ladung eingespritzt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, @dass die Anzahl der Brennstoffeinspritzungen 60 bis 500 pro. Minute ist. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Maximal druck des Brennstoffes bei der Durch pressung durch eine oder mehrere Ein spritzdüsen mindestens 2 Atm. beträgt. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Maximal druck des Brennstoffes bei der Durch pressung durch eine oder mehrere Zer- stäubungsdüsen 4 bis 10 Atm. beträgt, und dass die Anzahl der Brennstoffein spritzungen 300 bis 500 pro Minute ist. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, bei dem eine pulsierende Brennstoffeinsprit zung stattfindet, dadurch gekennzeich net, dass der Brennstoff in solcher Weise durchgepresst wird, dass die ein gespritzte Brennstoffmenge um minde stens 20 bis<B>5,0</B>ö des Höchstwertes schwankt. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, - dass die Einsprit zung von einer periodisch wirkenden Drosselvorrichtung gesteuert wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Brenn stoff in den Verbrennungsraum unter Vermittlung einer Pumpe ohne Zwi schenschaltung einer als Windkessel wir kenden Anordnung eingespritzt wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, @dass der ein gespritzte Brennstoff mit einem konti- nuierlich zugeführten Luftstrom zu sammengeführt und darin vor der An zündung verteilt wird.

   PATENTANSPRUCH Ir Brennereinrichtung zur Ausführunb@ dea Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff zu einer Zerstäubungsdüse von einem Druckerzeuger zugeführt wird, und dass die Druckleitung zwischen dem Druckerzeuger und -der Zer- stäubungsdüse kurz, unnachgiebig und frei von luftansammelnden Räumen ist.

   UNTERANSPRÜCHE: B. Brennereinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger eine Pumpe ist, die von einem Motor getrieben wird, wobei die Pumpe durch eine Regelvorrichtung in solcher Weise beherrscht ist, dass die Fördermenge der Pumpe geregelt werden kann.

   9. Brennereinrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger zur Zuführung des Brenn stoffes zur Zerstäubungsdüse eine Kol benpumpe ist und dass die Regelvorrich tung ein Verändern des Kolbenhubes ge stattet, das Ganze derart, dass die Lage des Kolbens am Ende des Druckhubes unabhängig von der Hublänge immer dieselbe bleibt.

   10. Brennereinrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass der Pum penkolben unter Einwirkung eines von einem Organ betätigten, drehbar gelager ten Hebelarmes steht, und dass der Ab- stand zwischen der Drehungsaehsc# des Hebelarmes und der Pumpenkolbenachse veränderbar ist.

   11. Brennereinrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehungsachse des Hebelarmes und das diesen betätigende, als Exzenter aus gebildete Organ so angeordnet sind, dass der Hebelarm rechtwinklig gegen die Längsachse des Pumpenkolbens steht, wenn der Kolben sich in völlig ein gedrückter Lage befindet.

   12. Brennereinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung des als Pumpe ausgebilde ten Druckerzeugers ausser mit der Ein spritzdüse auch mit -einem unter nor malen Betriebsverhältnissen von einem zersprengbaren Organ zugeschlossenen Ablauf in Verbindung steht, welcher mit der Saugleitung der Pumpe verbunden ist. 13. Brennereinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger eine Kolbenpumpe ist, dass die Hublänge der Pumpe von 0,2 bis 5 mm regelbar ist, und dass der Kol bendurchmesser 6 bis 10 mm beträgt.

   14. Brennereinrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, @dass die Pumpe unter Vermittlung eines Zahnrad getriebes getrieben wird, das gleichzeitig als Zahnradpumpe für das Schmieröl dient.