Brenner für flüssigen Brennstoff zu Heizzwecken. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Brenner für flüssigen Brennstoff zu Heizzwecken, sogenannte Ölbrenner, die dazu bestimmt sind, als Wärmequelle in Ofen, Herden, sowie in Kesseln, insbesondere für Zentralheizung, verwendet zu werden. Solche Brenner sind selbstverständlicherweise auch für andere Heizzwecke verwendbar.
Zweck der Erfindung ist, einen Brenner zu schaffen, :der auch beim natürlichen Zug eine vollständige Verbrennung ohne Ver kokung und mit russfreier Flamme auch sol cher Brennstoffe gestattet, die bisher ohne besondere Druckluftbehälter oder andere Mit tel zum Zuführen von Druckluft oder mecha nisch angetriebene Mittel zur Hervorrufun:g von Druckzug oder zum Zuführen des Brenn stoffes unter Druck nicht verbrannt werden konnten, wie zum Beispiel die höheren Frak tionen bei :
der Destillation von Erdöl oder Petroleum, die gewöhnlich Rohöl, Feuerungs- öl, Dieselöl und Berg leiehen ,genannt werden.
Dieser Zweck wird gemäss :der Erfindung dadurch erreicht, dass der Brenner einen durch Brennstoff gespeisten Verteiler auf weist und ein in das Brennstoffbad im Ver teiler eintauchendes Dochtorgan, sowie eine Zuführungseinrichtung für Verbrennungsluft besitzt, wobei :diese Zuführungseinrichtung :die Luft derart in kühlender Berührung mit dem Verteiler führt, :dass während des Be triebes des Brenners oberhalb :des Flüssig- keitssp:
ie@gels im Verteiler eine flammenlose Zone gebildet wird, so dass bisher bei natür lichem Zug nicht völlig verbrennbare und Russ erzeugende Brennstoffe ohne Druckzug russfrei verbrennen.
Die Bildung einer solchen flammenlosen Verdampfungszone oberhalb :des Brennstoff- spiegels im Verteiler kann noch :dadurch er leichtert werden, dass -dem Verteiler und :dem Dochtorgan Verbrennungsluft derart zu geführt wird, :dass sie durch diese Luft ab gekühlt werden, wodurch der Brennstoff, der Verteiler und auch die untern Teile des Dochtorganes auf einer Temperatur gehalten werden, die nicht genügt, um eine Zündung des Brennstoffes zu bewirken.
Der Verteiler kann zum Beispiel eine Vertiefung zur Aufnahme des Brennstoffes aufweisen, die ganz oder teilweise von Luft spalten umgeben ist, durch welche Verbren nungsluft in Form von verhältnismässig dün nen Streifen strömt, wodurch eine wirksame Kühlung des Verteilers und des darin be findlichen Brennstoffes gewährleistet wird. Diese Kühlwirkung kann wenigstens teil weise durch einen umlaufenden oder turbu lenten Luftstrom erreicht werden, der den Verteiler und das Dochtorgan bestreicht und der Flamme eine spiralförmige Form gibt.
Der Erfindungsgegenstand soll anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben werden. Fig. 1 ist ein senk rechter Querschnitt eines Brenners gemäss der Erfindung nach der Linie 1-1 in F'ig. 2, welche die entsprechende Draufsicht :darstellt. Fig. 3 ist ein senkrechter Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 ist ein waagrechter Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3, wobei ,das Dochtorgan weggelassen und nur durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Fig. 5 ist ein senk rechter Querschnitt des Dochtorganesdieser Ausführungsform.
Fig. 6 ist ein senkrechter Querschnitt eines Teils ,des Verteilers und des Dochtorganes im grösseren Massstab. Fig. 7 ist ein senkrechter Querschnitt eines Kochherdes, mit einem Brenner des in Ei-. 3 bis 5 dargestellten Typs .ausgerüstet. Fi.g. 8 ist eine Draufsicht dieses Kochherdes.
Gemäss der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Brenner aus einem scha-lenförmdgen Gehäuse 10 feuer festen Materials, zum Beispiel Gusseisen. Die Schale besitzt einen kreisförmigen Quer schnitt und ist nach oben verjüngt. An sei nem obern Ende ist das Gehäuse 1,0 mit einem Flansch 11 versehen, !der zur Verbin dung mit einem mehr oder weniger senk rechten Rohr oder Gehäuse 12 zum Führen der Flamme bezw. der Abgase nach der Stelle, wo die Wärme ausgenutzt werden soll, dient.
Das Rohr 12 kann mit einer Vorrich tung zur Einstellung des Zuges (nicht ge zeigt) versehen sein. In den Flanschen 11, 11' sind Löcher 13 für die Zuführung von Sekundärluft zum Rohr 12 vorgesehen. Ein oder mehrere Einlassrohre 14 für Luft oder Luft und Brennstoff münden in .die .Schale 10, welche Rohre mit der äussern Luft kom munizieren und derart angeordnet sind, da.ss der Luft bezw. dem Brennstoffluftgemisch eine kreisende Bewegung erteilt wird, die innerhalb der,
Sehale in eine umlaufende oder turbulente Bewegung an der Innen-,vand der Schale entlang und nach oben fortsetzt. Zu diesem Zweck münden die Einlässe tangen- tial in die Schale ein.
Der im Brenner zu verbrennende flüssige Brennstoff, zum Beispiel Rohöl, wird in einen Einlass 14 eingeführt, zwecl,:#mässig ,der art, da.ss er in den Brenner durch Eigen gewicht, zum Beispiel aus einem Brenn stoffbehälter strömt, der auf einem höheren Niveau als der Brenner liegt.
In der dar gestellten Ausführungsform, bei -%velcher zwei Einlässe gezergt sind, wird Betriebs brennstoff durch den linken Einlass zu geführt, während der rechte Einla.ss nur Zündbrennstoff erhält und normalerweise ausschliesslich zur Luftzufuhr .dient.
Die Einlässe sind geneigt zur Horizontal ebene angeordnet, derart, dass der rechte Ein lass, durch, welchen normalerweise nur Luft zugeführt wird, in Flucht mit .dem Boden 15 der .Schale 10, wie bei 16 angedeutet, einmündet, während der linke, Luft sowie Brennstoff führende Einlass in einem Ab stand vom Boden einmündet, wie durch strichpunktierte Linien 17 gezeigt wird. Die Neigung der Einlässe zur Horizontalebene, das heisst der Winkel a kann zum Beispiel zwischen 5 und 25, zweckmässig 8 und 12 Grad schwanken.
Flüssiger Brennstoff wird von einem nicht dargestellten Brennstoffbehälter zu geführt, einerseits .durch das durch ein Ab sperr- bezw. Einstellorgan 18 geregelte Rohr 19 dem linken Einlass 14 an einem von dessen äusserer Öffnung in einiger Entfer nung liegenden .Stelle, anderseits durch das durch ein Absperrorgan 21 regelbare Rohr 22 dem rechten Einlass 14 in der Nähe @dessen äusserer Öffnung.
Der Boden 15 der Schale 10 ist mit einer zentralen Öffnung 24 versehen, durch .die Zusatzluft durch eine Leitung 25 zugeführt wird. Zur Ki;hlung des Bodens 15 ist in die Leitung 25 eine Kühlkammer 26 ein geschaltet, die sich über einen grösseren oder kleineren Teil des Bodens erstreckt und die mit einem durch ein Ventil 27 geregelten Einla.ss 28 versehen ist. Durch Zusammen schalten dieses Ventils 27 mit dem Ventil 18 in zweckmässiger Weise können diese Ventile :abhängig voneinander -derart eingestellt wer den, dass das geeignete Verhältnis zwischen Luft und Brennstoff erhalten wird.
Das Ein lassrohr 25 erstreckt sich etwas in die Schale <B>10</B> hinein, so dass ein als Überlauf für etwaigen Überschuss an Brennstoff dienender Kragen 29 entsteht. Überschüssiger Brenn stoff kann dann durch einen an .der niedrig- stün Stelle des Rohres 25 angeordneten Aus lass 30 ausströmen.
Ausser durch das Zentralrohr 25 ist die Kammer 26 mit dem Innern der Schale 10 durch mehrere Kanäle 31 verbunden, um die Verteilung der Zusatzluft zu erleichtern. Wie in der Zeichnung dargestellt, verlaufen diese Kanäle 31 windschief zur vertikalen Achse der Schale 10 und zur Horizontalen geneigt durch den Boden 15 .der Schale, so dass dem in die Schale 10 eintretenden Luftstrom eine kreisende Bewegung erteilt wird. Die Nei gung der Kanäle ist so gewählt, dass .die Be- wegun.gsrichtung der Zusatzluft derjenigen der durch .die Einlässe 14 zugeführten Haupt luft entgegengesetzt ist.
Vorkehrungen sind betroffen, um Brenn- sioff vom Boden aufzusaugen und zu bewir ken, da.ss die Flamme in einem Abstand vom Boden entfernt gebildet wird, wodurch der Boden vor unmittelbarer Berührung mit .der Flamme geschützt wird und dessen Tempe ratur verhältnismässig niedrig gehalten wer den kann. Bei der dargestellten Ausführungs- form ist zu diesem Zweck auf dem Boden, konzentrisch zur zentralen Öffnung 24, ein halbzylindrisches Organ 35 vorgesehen, daz eine Docht- oder Kapillarwirkung auszuüben imstande ist.
Das Organ 35 ist auf den Boden frei aufgesetzt und besteht aus einem Ring aus Metallblech, .der an seinem untern Teil mit Einschnitten versehen ist, so dass- er durch Oberflächenspannungswirkung Brenn stoff in Form einer dünnen Schicht auf saugen kann. Er kann .aber auch aus einem Ring aus Drahtnetz oder -gewebe bestehen, das dieselbe Wirkung durch Docht- oder Kapillarwirkung ausübt.
Die Temperatur des Bodens 15 darf die unter den Betriebsverhältnissen ,des Brenners herrschende Zündtemperatur des Brenn stoffes nicht überschreiten. Diese Temperatur schwankt je nach der Beschaffenheit des Brennstoffes, dem Verhältnis zwischen Luft und Brennstoff, der Natur des Materials des Organes 35 usw. und kann zum Beispiel 125, 150, 175,<B>200'C</B> betragen.
Der Ring<B>315</B> soll ausserdem aus einem Material bestehen, das bei der während des Betriebes des Brenners herrschenden Tem peratur nicht verbrennt.
Um die Zündung ,des Brenners zu erleich tern, ist im rechten Einlass 14 ein Organ 40 von relativ .grosser Oberfläche vorgesehen, wobei beim Anzünden des Brenners der durch die Leitung 22 zugeführte Brennstoff auf dieses Organ tropft bezw. strömt und sich über dese.en Oberfläche verteilt, so dass er leicht angezündet werden kann.
Um eine wenibwtens teilweise Verdampfung des Brenn stoffes schon vor dessen Eintritt in das Innere des Brenners und eine innige Mischung des Brennstoffdampfes mit der Verbrennungsluft hervorzurufen., ist ein solches Verteilungs- organ 40 auch im linken Einlass 14 vor gesehen.
Flüssiger Brennstoff wird diesem Organ durch die Leitung 19 zugeführt und über dasselbe ausgebreitet, so dass eine grosse Berührungsfläche mit der Luft entsteht, wo durch eine .innige Mischung von Brennstoff dampf und Luft gewährleistet wirrt. Diese Verdampfung- ist indessen nur teilweise, indem stets ein grösserer oder kleinerer Teil des Brennstoffes in flüssigem Zustand bleibt,
welcher Brennstoff von der innern Öffnung des linken Einlasses 14 hinabströmt und sich über den Sehalenboden 1,5 verteilt. Die Ver teilungsorgane 40 können aus jedem belie bigen Material bestehen und jede beliebige Form haben.
Die Wirkungsweise des Brennens ist wie folgt: Das Ventil 18 wird geöffnet und ein gestellt, um durch die Leitung 19 die ge wünschte Brennstoffmenge in Form eines dünnen Strahls oder tropfenweise dem linken Einlass 14 zuzuführen, und eine für die Zün dung des Brenners ausreichende Brennstoff menge wird durch Öffnen des Ventils 21 dem rechten Einlass 14 durch die Leitung 22 abgegeben. Die Zündung kann in beliebiger Weise stattfinden, zum Beispiel durch ein Zündhölzchen, einen elektrischen Funken oder dergleichen.
Wenn der über das Organ 40 verteilte Brennstoff angezündet ,ist, wird das Ventil 21 geschlossen, und es wird nun Brennstoff ausschliesslich durch die Leitung 19 zugeführt. Die Gesamtmenge des durch die Leitung 19 zugeführten Brennstoffes mit Ausnahme des schon im Einlass verdampften Brennstoffes, sammelt sich am Boden der Schale 10, von wo er durch die Dochtwirkung des Ringes 35 aufgesaugt und verdampft wird. Die Brennstoffdämpfe werden mit den durch die Einlässe 14 eintretenden umlau fenden oder turbulenten Luftströmen,
sowie mit der durch die Leitung 25 eintretenden Luft innig .gemischt. Wenn nach kurzer Zeit der Brenner normal brennt, wird eine spiral förmige und vollständig russfreie Flamme ungefähr an der obern Kante des Ringes 35 erhalten.
Die Flamme brennt somit nicht unmittel bar am Boden des Brenners, das heisst die auf diesem Boden vorhandene Brennstoff- schieht selbst wird nicht brennen. Hierdurch wird eine flammenlose Verdampfungszone unmittelbar oberhalb des Bodens und der darauf liegenden Brennstoffschicht erhalten.
Diese flammenlose Verdampfungszone wird vor allem durch,die Doehtwirkung des Orga- nes 35 erreicht, insbesondere wenn der Docht aus einem Material hoher @,#Tärmele.itungs- fähigkeit, zum Beispiel Metall, besteht, aber die Bildung einer solchen Zone wird auch dadurch unterstützt' dass die Brennstoff schicht und der untere Teil des Dochtes 35 durch Luft abgekühlt werden,
die .durch die Einlässe 14 und die zentrale Öffnung 24 ein tritt und dem Boden 15 und dem Docht 35 entlang strömt. Dadurch, dass die Flamme nicht unmittelbar am Boden 15 oder an der Oberfläche des Brennstoffes brennt, bleibt die Temperatur der Verdampfungszone und des Bodens verhältnismässig niedrig. Dies ist von grosser Bedeutung, um die Zündung der Brennstoffschicht zu verhindern, was zu einer Verkokung und einer russenden Flamme und sogar zu einem Verbrennen des Bodens und zur Zerstörung des Brenners führen würde.
Das Gehäuse 10 der in F.ig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsform besitzt ähn liche Einlässe 14 wie der eben beschriebene Brenner. Wie in Fig.4 gezeigt ist, ist der ee <B>e</B> Einlass 14 an seinem innern Ende mit r 'ht einer verstellbaren Klappe 50 zur Regelung der zugeführten Luftmenge und an seinem äussern Ende mit als Schalldämpfer für die eintretende Luft wirkenden Führungsplatten 51 versehen.
Das Gehäuse 10 ist unten in der Haupt sache offen und weist einen ebenen Flansch 52, sowie einen nach unten sich erstrecken den, eine kreisförmige Öffnung 54 begren zenden Stutzen 53 auf. Mit seinem Flansch 52 ruht das Gehäuse auf einem Flansch 55 eines untern, zylindrischen Gehäuses 56, das einen Boden 57 und eine zentrale Öffnung in diesem Boden aufweist. Das Gehäuse 56 hat einen Auslass 58 zur Wegführung darin angesammelten Brennstoffes, ,sowie mehrere Öffnungen 60, die durch einen -Schieberring 61 geregelt werden können.
Ein am Boden 57 vorgesehener Brennstoffbehälter 62 ist mit einem Zufuhrrohr 63 versehen und durch eine auf dem Rohr 63 sitzende Mutter 6.1 am Boden 57 des Gehäuses befestigt. Das knieförmige Rohr 63 ist mittels einer mit einer Über@vurfmutter 65 ,angesehlossenen Lei tung mit der Brennstoffquelle verbunden, wie # an hand der Feg. 7 und 8 näher beschrieben wird.
In der untern Öffnung 54 des Gehäuses 10 und getrennt davon ist ein Brennstoff- verteiler angeordnet, der denselben Zweck- wie der Boden 15 in der ersten Ausführungs form erfüllt. Dieser Verteiler besteht aus zwei ringförmigen Rinnen 66 und 67, :die bonzentrisch zur Achse des Gehäuses an geordnet sind und durch Querrinnen 68 mit einander kommunizieren. Diese letzteren Rin nen 68 :sind mit dem Brennstoffsammler 62 durch :senkrechte Rohre 70 verbunden, durch welche somit beide Rinnen 66 und 67 aus dem Sammler gespeist werden.
Bei dieser Ausführungsform wird kein Brennstoff zusammen mit der Verbrennungs luft duroh die Einlässe 14 zugeführt, son dern der Brennstoff strömt ausschliesslich von unten durch .die Rohre 70 in den Brennstoff verteiler 66, 67, 68 ein. Die Querschnitte der Rinnen sind einander gleich und halb kreisförmig, wie aus Fing. 5 hervorgeht; mit ihren obern Kanten liegen sie auf :derselben Höhe, aber sie können auch von verschie denen Volumen und auf verschiedener Höhe ja nach .den herrschenden Verhältnissen an geordnet sein.
Gemäss Fig. 5 besteht das Dochtorgan zum Aufsaugen von Brennstoff vom Ver teiler aus einer Drahtnetz- oder -gewebe- einrichtung, die aus zwei zylindrischen Rin gen 80 und 81 und diese Ringe verbindenden Querwänden 82 besteht (siehe nuoh Fig.4). Die Abmessung des Dochtorganes ist derart gewählt, dass, wenn es seine wirksame Stel lung im Verteiler eintauchend einnimmt, der Zylinder 80 in die Rinne 66, der Zylinder 81 in die Rinne 67 eingreift und die ,
Querwände <B>82</B> in die Querrinnen 68 eingreifen. Die Zy linder 80 und 81 können dieselbe Höhe haben, aber gemäss Fig. 3 und 5 ist der innere Zylin der 81 etwas höher als der äussere Zylinder,80. Die Höhen,der Dochtzylinder,80 und 81 sollen selbstverständlich der Form und Grösse der Drennstoffrinnenderart angepaC3t werden, dal3 die bestmögliche Verteilung,des Brennstoffes erreicht wird.
Anstatt zylindrisch können die Doehtteile auch kegelförmig nach innen oder nach aussen sein, und ihre im Brenn stoff eintauchenden Kanten können gebogen oder in anderer Weise .geformt sein, um eine gute Dochtwirkung zu gewährleisten.
Die durch die Öffnungen 60 ,eintretende Luft strömt erstens durch den ringförmigen Raum 71 zwischen der äussern Rinne 66 und dem Flansch 53 des Gehäuses 5-6, zweitens durch die kreisbogenförmigen, zwischen den Rinnen 66 und<B>67</B> durch die Querrinnen 68 gebildeten Öffnungen 72 und .drittens :durch den Raum innerhalb der innern Rinne 67.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, Zusatzluft durch ein Rohr 74 zuzuführen, dass innerhalb der Innenrinne 67 etwa auf derselben Höhe wie die obern Kanten der Rinnen ausmündet (siehe Fig. 5) und durch eine mit einer Bohrung 76 versehene Mutter 75 an der Wand des untern Gehäuses 5,6 befestigt ist.
Die Wirkungsweise dieses Brenners ist hauptsächlich derjenigen des in Fig. 1 und 2 dargestellten Brenners gleich. Der Brenner wird zum Beispiel durch ein in Berühnxug mit dem Brennstoff in der Aussenrinne 66 geführtes Zündhölzchen angezündet, wobei der Luftkanal 60 offen ist. Dieser Brenner erfordert somit keine besondere Zündeinrich tung.
Die -durch die Einlässe .14 eintretende Luft wird hauptsächlich oberhalb bezw. in Flucht mit den obern Kanten der Brennstoff rinnen 66 und 67 zugeführt, während die du@rclr die Öffnungen 60 und Rohr 74 ein- tretende Luft von unten zugeführt wird und die Oberflächen des Verteilers, sowie des Dochtorganes bestreicht.
Auch in diesem Falle wind während. :des Betriebes .des Bren ners eine flammenlose Zone gebildet, und zwar infolge der Wirkung des Dochtorganes und/oder der Kühlwirkung der Luft, ins besondere derjenigen, die von unten ,durch die Luftspalte des Verteilers zugeführt wird, wodurch die Flamme von der Brennstoff schicht sozusagen weggeblasen wird. Gewisse geeignete Abmessungsverhält nisse zwischen :
dem Dechtorgan und den Verteilungsrinnen sollen anhand der Fig. 6 näher beschrieben werden, die i.m grösseren Massstabe einen Querschnitt der Aussenrinne 66 und des Aussenzylinders 80 darstellt. LTm eine gute und russfre.ie Verbrennung zu er halten, hat es sich in der Praxis als vorteil haft erwiesen, wenn die Höhe a :
des Dochtes, das heisst der oberhalbdes Niveaus der obern Kanten der Rinne 66 bezw. der Brennstoff- oberfläche .sich erstreckende Teil des Doch tes 1 bis 4 in gewissen Fällen bis 8- bis 10mal die lichte Weite b der Rinne beträgt. Anderseits soll der in .die Rinne eintauchende Teil c des Dochtzyli.nders 1- bis 0,3:5mal die lichte Weite b der Rinne sein. Die Wand stärke der Rinnen soll verhältnismässig klein sein, zum Beispiel 0,3 bis 1,8 mm betragen.
Der waagrechte Abstand zwischen der Aussen rinne 66 und ,dem Flansch 53 kann 1/.1- bis lma:l die liclite Weite b der Rinne betragen, und der waagrechte Abstand e zwischen den beiden Rinnen 66 und 67 kann auch 1/.1- bis 1mal diese Weite b betragen. Die Tiefe der Rinnen kann grösser oder kleiner als in der Zeichnung gezeigt sein.
Wie schon erwähnt, wird als Material für -den Docht vorteilhaft Netz oder Gewebe, zweckmässig aus Metall, :gewählt. Ein Netz oder Gewebe aus einem Metalldraht eines Durchmessers von 0,15 bis 0,30, zweckmässig 0,20 bis 0,22 mm, und mit 40 bis 70, zweck mässig 50 bis 55 Maschen per Zoll, hat sich in der Praxis bewährt. :
Selbstverständlich können Drahtnetze verschiedener Maschen grösse und/oder verschiedener Drahtdurch messer für die einzelnen Teile des Dochtes verwendet werden, zum Bespiel ein fein maschiges Drahtnetz für den Dochtzylinder 67 und ein verhältnismässig grobmaschiges Netz für den Dochtzylinder 66 oder um gekehrt.
In Fig. 7 und 8 ist ein Brenner gemäss der Erfindung in einem Kochherd eingebaut dargestellt, welcher Brenner- hauptsächlich. des in Fig.3, 4 und 5 gezeigten Typs ist. Der Kochherd besteht aus isolierten Wänden, nämlich einer waagrechten obern Wand 100, senkrechten Seitenwänden 101, 102, 103, 104, einer Zwischenwand 105 und einer waag rechten Bodenwand. 107, von welchen die Seitenwand 101 sich nach unten nur bis auf etwa die halbe Höhe des Herdes erstreckt.
Der Brenner und zugehörige Teile sind in dem Raum 109 unterhalb der Seitenwand 101 und zwischen der Zwischenwand 105 und einer äussern Platte 108 angeordnet. An seiner linken Seite ist der Herd mit einem Warmwasserbehälter 110 und an seiner rech ten Seite mit einem Brennstoffbehälter 111 versehen. Bei der dargestellten Ausführungs form ist die obere Wand<B>100</B> mit :drei kreis förmigen Öffnungen zur Aufnahme von Kochplatten 112, 113 und 114 versehen, die an ihrer Unterseite in an sich bekannter Weise mit Flanschen oder dergleichen ver sehen sein können, um die Wä.rmeaufnahme- fläche zu vergrössern.
In gewöhnlicher Weise kann die obere Wand (selbstverständlich nicht die darin vorgesehenen Öffnungen) durch. eine Herdplatte 115 gedeckt sein, die sieh auch über den Warmwasserbehälter 110 und den Brennstoffbehälter 111 er strecken kann.
Die Wände<B>101</B> und 105 bilden zwischen sich einen senkrechten Kanal 120, der :durch Öffnungen 121 und 122 mit einem waag rechten Raum 123 in Verbindung steht, :der zwischen der obern Wand 100 und einer waagrechten, unterhalb dieser Wand an geordneten Platte 124 gebildet ist. Zwischen :der Zwischenwand 105 und :der Seitenwand 103 .ist ein Brat- oder Backofen 1225 an geordnet, der oben au den Raum 1.24 .grenzt und seitlich, sowie unten von einem Raum 127 umgeben ist, :
der mit einem Fuchskanal 129 in Verbindung steht. Der Kanal 129 weist eine Öffnung 130 auf, die mit ,einer entsprechenden Öffnung 132 in der Platte 1-24 zusammenwirkt.
Eine Sehwimmerventileinrichtung bekann ter Bauart ist mit ihrem Gehäuse 135 in zwei an der Platte 108 befestigten Konsolen 1316 und 1.37 drehbar gelagert. Diese Ein- richtung ist mit dem Brennstoffbehälter 111 durch ein Rohr 138 verbunden, :das sich durch ein Lager 13,9 am obern Ende des Ge häuses ;
l35 erstreckt, so,dass es die Schwin gung des Gehäuses 135 nicht hindert. Das Gehäuse 135 hat zwei rohrförmige Arme, mittels welchen es den Brenner trägt, und zwar einen obern Arm 140, dessen Bohrung die Schwimmerkammer mit dem Brennstoff zufuhrrohr 63 des Brenners verbindet, und einen untern Arm 1.41, :dessen Bohrung den Auslass 58 des untern -Gehäuses 56 :des Bren ners mit dem Gehäuse 1,35 verbindet.
Der Brennstoffspiegel in der Schwimmerkammer soll so hoch liegen, ,dass in den Rinnen -66, 67, 68 ein Flüssigkeitsspiegel etwas unter halb dir obern Kanten dieser Rinnen erhalten wird. An ,seinem untern Ende ist das Ge häuse 135 mit einem Loch 142 versehen, und die untere Konsole 137 weist ein Auslassrohr 143 für überschüssigen Brennstoff auf.
Zufolge seiner Aufhängung im !Schwim- merventilgehäuse 135 kann der Brenner somit geschwenkt werden, und zwar in Uhrzeiger drehrichtung in Fig. 7 von der in der Zeich nung dargestellten wirksamen Stelilung, wo sein oberer Flansch 11 gerade unterhalb der untern Öffnung des senkrechten Kanals 120 liegt:, in eine Stellung, wo der Brenner be sichtigt werden kann.
Die Verbindung des senkrechten Kanals 120, das heisst des Brenners, mit dem Heiz- iaum 123 und dem Ofenheizraum 127, ist durch eine Klappeneinrichtunggeregelt, die aus einem waagrechten Flügel 145 und einem senkrechten Flügel 146 besteht. Die Flügel sind auf einer gemeinsamen Spindel 147 be festigt, die sich durch die Decke 100 und die Herdplatte 115 erstreckt und oben mit einem Griff 148 versehen ist. In der auf der Zeich nung dargestellten Stellung isst die Öffnung 132 in der Platte 124 durch :den Flügel 145 abgedeckt.
Die Verbrennungsgase strömen dabei vom senkrechten Kanal 120 aus durch die Öffnungen 12.1 und 122 in den Heizraum 123 ein, um dort die Unterseite der drei Kochplatten 112,<B>113,</B> 114 zu bestreichen, dann durch den Raum 127 und schliesslich durch den Fuchskanal 129 heraus. In dieser Stellung werden somit alle drei Kochplatten, sowie der Backofen beheizt.
Wenn der Griff in Uhrzeigerdrehrichtung in Fig. 8 um 90 geschwenkt wird, wird der Flügel 145 die Öffnung 132 in der Platte 1'24 freilegen und der Flügel 145 die Öffnung 122 schliessen, so dass -die vom Kanal 1'20 kommenden Ver brennungsgase unmittelbar in den Fuchs kanal 129 ausströmen können.
In dieser Stellung wird somit nur die Kochplatte 112 beheizt. Wenn schliesslich die Klappenein- richtung derart .geschwenkt wird, dass der senkrechte Flügel 146 die Öffnung 121 schliesst, in welcher @Stellung die Öffnung 132 offen ist, ,strömen die Verbrennungsgase vom senkrechten Kanal 120 durch die Öff nung 12$ und bestreichen die Unterseite der drei Kochplatten 112, 1,13 und 114,
um dann durch den Kanal 129 unmittelbar auszuströ men, ohne,den Heizraum 127 des Backofens 125 zu passieren.
Liquid fuel burners for heating purposes. The present invention relates to burners for liquid fuel for heating purposes, so-called oil burners, which are intended to be used as a heat source in ovens, stoves, as well as in boilers, in particular for central heating. Such burners can of course also be used for other heating purposes.
The purpose of the invention is to create a burner: which allows complete combustion without coking and with a soot-free flame, even with a soot-free flame, so far without a special compressed air tank or other means for supplying compressed air or mechanically driven means to cause pressure pull or to feed the fuel under pressure could not be burned, such as the higher fractions in:
the distillation of petroleum or petroleum, which usually borrow from crude oil, furnace oil, diesel oil and mountain.
This purpose is achieved according to: the invention in that the burner has a fuel-fed distributor and a wick element immersed in the fuel bath in the distributor, as well as a supply device for combustion air, wherein: this supply device: the air in such a cooling contact with the distributor leads: that during operation of the burner above: the liquid tank:
ie @ gels a flameless zone is formed in the distributor, so that previously not completely combustible and soot-producing fuels, without pressure, burn soot-free with natural draft.
The formation of such a flameless evaporation zone above: the fuel level in the distributor can be further facilitated by the fact that combustion air is fed to the distributor and to the wick organ in such a way that they are cooled by this air, whereby the fuel, the distributor and also the lower parts of the wick member are kept at a temperature which is insufficient to cause ignition of the fuel.
The distributor can, for example, have a recess for receiving the fuel, which is completely or partially surrounded by air gaps through which combustion air flows in the form of relatively thin strips, which ensures effective cooling of the distributor and the fuel contained therein . This cooling effect can at least partially be achieved by a circulating or turbulent air flow that brushes the distributor and the wick organ and gives the flame a spiral shape.
The subject matter of the invention will be described in more detail, for example, with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 is a vertical right cross-section of a burner according to the invention along the line 1-1 in F'ig. 2, which shows the corresponding top view: Figure 3 is a vertical cross section of a second embodiment of the invention.
Fig. 4 is a horizontal section along the line 4-4 in Fig. 3, the wick member being omitted and indicated only by dashed lines. Fig. 5 is a vertical cross-section of the wick organ of this embodiment.
Fig. 6 is a vertical cross-section of part, the manifold and the wick member on a larger scale. Fig. 7 is a vertical cross-section of a cooking range with a burner of the type described in egg. 3 to 5 shown type .equipped. Fi.g. 8 is a plan view of this cooking range.
According to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the burner consists of a shell-shaped housing 10 of refractory material, for example cast iron. The shell has a circular cross section and is tapered upwards. At its upper end, the housing 1.0 is provided with a flange 11,! The connection with a more or less perpendicular pipe or housing 12 for guiding the flame or. the exhaust gases to the point where the heat is to be used.
The tube 12 can be provided with a device for adjusting the train (not shown ge). In the flanges 11, 11 'holes 13 are provided for the supply of secondary air to the pipe 12. One or more inlet pipes 14 for air or air and fuel open into .die .Schale 10, which pipes communicate with the external air and are arranged in such a way that the air resp. the fuel-air mixture is given a circular motion that occurs within the
Sehale continues in a circumferential or turbulent movement along the inside wall of the shell and upwards. For this purpose, the inlets open tangentially into the shell.
The liquid fuel to be burned in the burner, for example crude oil, is introduced into an inlet 14, zwecl,: # moderately, such that it flows into the burner by its own weight, for example from a fuel container that is on a higher level than the burner.
In the embodiment shown, when two inlets are pulled together, operating fuel is fed through the left inlet, while the right inlet receives only pilot fuel and is normally used exclusively for supplying air.
The inlets are inclined to the horizontal plane in such a way that the right inlet, through which normally only air is supplied, opens in alignment with .dem bottom 15 of .Schale 10, as indicated at 16, while the left, air and fuel inlet leading to a distance from the bottom opens, as shown by dash-dotted lines 17 is shown. The inclination of the inlets to the horizontal plane, that is to say the angle α, can vary, for example, between 5 and 25, expediently 8 and 12 degrees.
Liquid fuel is fed from a fuel tank (not shown), on the one hand .by being blocked by a lock or. Adjusting element 18 regulated pipe 19 to the left inlet 14 at one of its outer opening some distance away, on the other hand through the pipe 22, which can be regulated by a shut-off element 21, to the right inlet 14 near its outer opening.
The bottom 15 of the shell 10 is provided with a central opening 24 through which additional air is supplied through a line 25. To cool the base 15, a cooling chamber 26 is connected in the line 25, which extends over a larger or smaller part of the base and which is provided with an inlet 28 regulated by a valve 27. By switching this valve 27 together with the valve 18 in an expedient manner, these valves can be set depending on one another in such a way that the appropriate ratio between air and fuel is obtained.
The inlet tube 25 extends somewhat into the shell 10, so that a collar 29 is created which serves as an overflow for any excess fuel. Excess fuel can then flow out through an outlet 30 arranged at the lowest point of the tube 25.
In addition to the central tube 25, the chamber 26 is connected to the interior of the shell 10 by several channels 31 in order to facilitate the distribution of the additional air. As shown in the drawing, these channels 31 are skewed to the vertical axis of the tray 10 and inclined to the horizontal through the base 15 of the tray, so that the air flow entering the tray 10 is given a circular motion. The inclination of the channels is selected so that the direction of movement of the additional air is opposite to that of the main air supplied through the inlets 14.
Precautions are taken to suck up fuel from the ground and to ensure that the flame is formed at a distance from the ground, whereby the ground is protected from direct contact with the flame and its temperature is kept relatively low can. In the embodiment shown, a semi-cylindrical member 35 is provided for this purpose on the floor, concentric to the central opening 24, so that a wick or capillary action is able to exert a wicking effect.
The organ 35 is freely placed on the floor and consists of a ring made of sheet metal, the lower part of which is provided with incisions, so that it can suck up fuel in the form of a thin layer through the effect of surface tension. It can .aber also consist of a ring of wire mesh or mesh that exerts the same effect through wick or capillary action.
The temperature of the bottom 15 must not exceed the ignition temperature of the fuel under the operating conditions of the burner. This temperature varies depending on the nature of the fuel, the ratio between air and fuel, the nature of the material of the organ 35, etc. and can be, for example, 125, 150, 175, <B> 200'C </B>.
The ring <B> 315 </B> should also consist of a material that does not burn at the temperature prevailing during operation of the burner.
In order to facilitate the ignition of the burner, an organ 40 of relatively large surface area is provided in the right inlet 14, the fuel supplied through the line 22 dripping onto this organ when the burner is ignited. flows and spreads over the surface so that it can be easily lit.
Such a distribution element 40 is also provided in the left inlet 14 in order to bring about a little partial evaporation of the fuel before it enters the interior of the burner and an intimate mixture of the fuel vapor with the combustion air.
Liquid fuel is fed to this organ through the line 19 and spread over the same, so that a large contact area with the air is created, where an .innige mixture of fuel vapor and air confuses guaranteed. This evaporation, however, is only partial, as a larger or smaller part of the fuel always remains in the liquid state,
which fuel flows down from the inner opening of the left inlet 14 and is distributed over the neck base 1,5. The United distribution organs 40 can be made of any material and have any shape.
The mode of operation of the burning is as follows: The valve 18 is opened and turned on in order to supply the desired amount of fuel through the line 19 in the form of a thin jet or dropwise to the left inlet 14, and a sufficient amount of fuel for the ignition of the burner is delivered to the right inlet 14 through line 22 by opening valve 21. Ignition can take place in any desired manner, for example by a match, an electric spark or the like.
When the fuel distributed over the element 40 has been ignited, the valve 21 is closed and fuel is now supplied exclusively through the line 19. The total amount of fuel supplied through the line 19, with the exception of the fuel that has already evaporated in the inlet, collects at the bottom of the bowl 10, from where it is sucked up and evaporated by the wicking effect of the ring 35. The fuel vapors are mixed with the circulating or turbulent air currents entering through the inlets 14,
and intimately mixed with the air entering through line 25. If after a short time the burner is burning normally, a spiral-shaped and completely soot-free flame approximately at the upper edge of the ring 35 is obtained.
The flame therefore does not burn directly at the bottom of the burner, that is, the fuel that is present on this bottom itself will not burn. In this way, a flameless evaporation zone is obtained directly above the floor and the fuel layer lying on it.
This flameless evaporation zone is achieved above all by the sealing effect of the organ 35, in particular if the wick is made of a material of high thermal conductivity, for example metal, but the formation of such a zone is also supported by this '' that the fuel layer and the lower part of the wick 35 are cooled by air,
which occurs through the inlets 14 and the central opening 24 and flows along the bottom 15 and the wick 35. Because the flame does not burn directly on the bottom 15 or on the surface of the fuel, the temperature of the evaporation zone and the bottom remains relatively low. This is of great importance in order to prevent the ignition of the fuel layer, which would lead to coking and a sooty flame and even to burning of the bottom and destruction of the burner.
The housing 10 of the in F.ig. 3, 4 and 5 shown embodiment has similar Liche inlets 14 as the burner just described. As shown in FIG. 4, the inlet 14 is at its inner end with an adjustable flap 50 for regulating the amount of air supplied and at its outer end as a silencer for the incoming air acting guide plates 51 are provided.
The housing 10 is open at the bottom in the main thing and has a flat flange 52, as well as a downwardly extending, a circular opening 54 limiting nozzle 53 on. With its flange 52 the housing rests on a flange 55 of a lower, cylindrical housing 56 which has a base 57 and a central opening in this base. The housing 56 has an outlet 58 for guiding away fuel that has accumulated therein, as well as several openings 60 which can be regulated by a slide ring 61.
A fuel container 62 provided on the base 57 is provided with a feed pipe 63 and is fastened to the base 57 of the housing by a nut 6.1 seated on the pipe 63. The knee-shaped tube 63 is connected to the fuel source by means of a line attached to a union nut 65, as shown in the Feg. 7 and 8 will be described in more detail.
In the lower opening 54 of the housing 10 and separately therefrom, a fuel distributor is arranged, which fulfills the same purpose as the bottom 15 in the first embodiment. This distributor consists of two annular grooves 66 and 67: the bonzentrisch to the axis of the housing are arranged and communicate through transverse grooves 68 with each other. These latter grooves 68: are connected to the fuel collector 62 by: vertical pipes 70, through which both grooves 66 and 67 are thus fed from the collector.
In this embodiment, no fuel is fed through the inlets 14 together with the combustion air, but the fuel flows exclusively from below through the pipes 70 into the fuel distributor 66, 67, 68. The cross-sections of the gutters are the same and semi-circular, as if from Fing. 5 is apparent; their upper edges lie on top of: the same height, but they can also be of different volumes and at different heights, depending on the prevailing conditions.
According to FIG. 5, the wick organ for sucking up fuel from the distributor consists of a wire mesh or fabric device, which consists of two cylindrical rings 80 and 81 and transverse walls 82 connecting these rings (see FIG. 4). The dimension of the wick organ is chosen such that when it assumes its effective position in the manifold immersed, the cylinder 80 engages in the channel 66, the cylinder 81 in the channel 67 and the
Transverse walls 82 engage in transverse grooves 68. The cylinders 80 and 81 can have the same height, but according to FIGS. 3 and 5, the inner cylinder 81 is slightly higher than the outer cylinder 80. The heights of the wick cylinder 80 and 81 should of course be adapted to the shape and size of the fuel channel so that the best possible distribution of the fuel is achieved.
Instead of cylindrical, the doehtteile can also be conical inwards or outwards, and their edges immersed in the fuel can be bent or shaped in some other way in order to ensure a good wicking effect.
The air entering through the openings 60 flows firstly through the annular space 71 between the outer channel 66 and the flange 53 of the housing 5-6, secondly through the circular arc-shaped ones between the channels 66 and 67 through the Transverse grooves 68 formed openings 72 and third: through the space within the inner groove 67.
In some cases it can be advantageous to supply additional air through a pipe 74 that opens inside the inner channel 67 at approximately the same level as the upper edges of the channels (see FIG. 5) and through a nut 75 provided with a bore 76 on the wall of the lower housing 5,6 is attached.
The operation of this burner is mainly the same as that of the burner shown in FIGS. 1 and 2. The burner is ignited, for example, by a match held in contact with the fuel in the outer channel 66, the air duct 60 being open. This burner therefore does not require any special ignition device.
The air entering through the inlets .14 is mainly above respectively. The fuel channels 66 and 67 are supplied in alignment with the upper edges, while the air entering through the openings 60 and pipe 74 is supplied from below and brushes the surfaces of the distributor and the wick element.
Also in this case wind during. : of operation .des burner a flameless zone is formed, due to the action of the wick and / or the cooling effect of the air, in particular that which is supplied from below through the air gap of the distributor, whereby the flame from the fuel layer is blown away, so to speak. Certain suitable dimensional relationships between:
the dense organ and the distribution channels are to be described in more detail with reference to FIG. 6, which, on a larger scale, shows a cross section of the outer channel 66 and the outer cylinder 80. In order to obtain good and soot-free combustion, it has proven to be advantageous in practice if the height a:
of the wick, that is to say the one above the level of the upper edges of the channel 66 respectively. the fuel surface .sich extending part of the wick 1 to 4 in certain cases up to 8 to 10 times the clear width b of the channel. On the other hand, the part c of the wick cylinder which dips into the channel should be 1 to 0.3: 5 times the clear width b of the channel. The wall thickness of the channels should be relatively small, for example 0.3 to 1.8 mm.
The horizontal distance between the outer channel 66 and the flange 53 can be 1 / .1- to lma: l the liclite width b of the channel, and the horizontal distance e between the two channels 66 and 67 can also be 1 / .1- up to 1 times this width b. The depth of the grooves can be larger or smaller than shown in the drawing.
As already mentioned, the material chosen for the wick is advantageously mesh or fabric, suitably made of metal. A net or fabric made of a metal wire with a diameter of 0.15 to 0.30, suitably 0.20 to 0.22 mm, and with 40 to 70, suitably 50 to 55 meshes per inch, has proven itself in practice. :
Of course, wire meshes of different mesh sizes and / or different wire diameters can be used for the individual parts of the wick, for example a fine-meshed wire mesh for the wick cylinder 67 and a relatively large-meshed mesh for the wick cylinder 66 or vice versa.
In Fig. 7 and 8 a burner according to the invention is shown installed in a cooker, which burner mainly. is of the type shown in Figures 3, 4 and 5. The stove consists of insulated walls, namely a horizontal upper wall 100, vertical side walls 101, 102, 103, 104, an intermediate wall 105 and a horizontal bottom wall. 107, from which the side wall 101 extends downward only to about half the height of the hearth.
The burner and associated parts are arranged in the space 109 below the side wall 101 and between the intermediate wall 105 and an outer plate 108. On its left side, the stove is provided with a hot water tank 110 and on its right side with a fuel tank 111. In the illustrated embodiment, the upper wall <B> 100 </B> is provided with: three circular openings for receiving hotplates 112, 113 and 114, which can be seen on their underside in a known manner with flanges or the like to enlarge the heat absorption area.
Usually the top wall (of course not the openings provided therein) can through. a hotplate 115 be covered, which see also over the hot water tank 110 and the fuel tank 111 he can stretch.
The walls <B> 101 </B> and 105 form between them a vertical channel 120 which: communicates with a horizontal space 123 through openings 121 and 122: that between the upper wall 100 and a horizontal one below it Wall on ordered plate 124 is formed. A roasting or oven 1225 is arranged between: the partition 105 and: the side wall 103, which borders the space 1.24 at the top and is surrounded by a space 127 at the side and at the bottom:
which is connected to a fox channel 129. The channel 129 has an opening 130 which cooperates with a corresponding opening 132 in the plate 1-24.
A Sehwimmerventileinrichtung known design is rotatably mounted with its housing 135 in two brackets 1316 and 1.37 attached to the plate 108. This device is connected to the fuel container 111 by a pipe 138, which extends through a bearing 13, 9 at the upper end of the housing;
l35 extends so that it does not prevent the housing 135 from vibrating. The housing 135 has two tubular arms by means of which it carries the burner, namely an upper arm 140, the bore of which connects the float chamber with the fuel supply pipe 63 of the burner, and a lower arm 1.41, whose bore the outlet 58 of the lower - Housing 56: connects the burner with the housing 1.35.
The fuel level in the float chamber should be so high that a liquid level in the channels -66, 67, 68 is obtained a little below the upper edges of these channels. At its lower end, the housing 135 is provided with a hole 142, and the lower bracket 137 has an outlet pipe 143 for excess fuel.
As a result of its suspension in the float valve housing 135, the burner can thus be pivoted, namely in the clockwise direction of rotation in FIG. 7 from the effective position shown in the drawing, where its upper flange 11 lies just below the lower opening of the vertical channel 120 :, to a position where the burner can be viewed.
The connection of the vertical channel 120, that is to say of the burner, with the heating room 123 and the furnace heating space 127 is regulated by a flap device which consists of a horizontal wing 145 and a vertical wing 146. The wings are fastened on a common spindle 147 BE, which extends through the ceiling 100 and the stove top 115 and is provided with a handle 148 above. In the position shown on the drawing voltage, the opening 132 in the plate 124 eats through: the wing 145 covered.
The combustion gases flow from the vertical channel 120 through the openings 12.1 and 122 into the heating room 123 in order to coat the underside of the three hotplates 112, 113, 114, then through the room 127 and finally out through the fox channel 129. In this position, all three hotplates and the oven are heated.
If the handle is pivoted 90 in a clockwise direction in FIG. 8, the wing 145 will expose the opening 132 in the plate 1'24 and the wing 145 will close the opening 122, so that the combustion gases coming from the channel 1'20 will be immediate can flow out into the Fuchs canal 129.
In this position, only the hotplate 112 is heated. When the flap device is finally pivoted in such a way that the vertical wing 146 closes the opening 121, in which position the opening 132 is open, the combustion gases flow from the vertical duct 120 through the opening 12 $ and brush the underside of the three hotplates 112, 1,13 and 114,
in order to then immediately flow out through the channel 129 without having to pass the heating chamber 127 of the oven 125.