Ölbrenner Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölbrenner, der eine Brennkammer und einen ringförmigen Gas entwicklungsraum mit vorzugsweise bodenseitiger Ölzufuhr aufweist, wobei zumindest eine der diesen Raum innen und aussen begrenzenden Wände mit Lufteintrittsöffnungen für Vergasungsflammen aus gestattet ist, und bei dem ferner der Gasentwicklungs- raum durch eine, eine Düse aufweisende Trennwand von der Brennkammer getrennt ist.
Bei derartigen Brennern sind: durch den Gasen.t- wicklungsraum die Gefahren explosionsartiger Ent zündungen verringert, jedoch sind die Brenner nach wie vor recht stark von dem jeweiligen Kaminzug ab hängig. Als nachteilig kommt bei den bekannten Brennern ferner hinzu, dass sie mit der Zeit verrussen und daher des öfteren gereinigt werden, müssen, was sehr lästig ist. Nicht zuletzt muss gesagt werden, dass bei Brennern der erwähnten Art die Gefahr des Aus blasens der Flamme, z. B. durch Windstösse im Kamin, recht gross ist und- die Brennstoffausnutzung infolge unzureichender Vergasung zu wünschen übrig lässt.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile und sie besteht darin, dass der Gasentwick- lungsraum mindestens einen schraubenlinienartig auf steigenden Gang bildet, der in einen zur Düse ko axialen und unmittelbar unter der Düse liegenden Gasrotationsraum mündet, in welchem die Gase ro tierend von aussen nach .innen zur Düse strömen, um diese dann rotierend zu durchsetzen.
Während bei den bekannten Brennern das Öl nur einen relativ kurzen Weg bis zu der Brennerdüse zurückzulegen hat und daher lediglich verdampft wird, ergeben sich bei der erfindungsgemässen Ausführung durch den oder die Gänge relativ lange Aufheizwege, die zu einer vollständigen, sich von einer Verdampfung grundsätzlich unterscheidenden Vergasung des Öles führen.
Dies isst aber nicht der einzige Vorteil, viel mehr wird sogar bei niedrigen Brennern durch den relativ langen Aufheizweg und den sich daraus er gebenden hohen Temperaturunterschieden im oberen und unteren Bereich des Brenners eine sehr hohe Strömungsgeschwindigikeit der Gase erzielt, die auf den Kamin eine gelbläseartige Wirkung hat, so dass auch bei schlechten Zugverhältnissen im Kamin eine einwandfreie Funktion des jeweiligen Brenners .ge- währleistet ist.
Diese gebläseartige Wirkung hat aber auch noch den Vorteil, dass weder kräftige Windstösse noch schnell .geöffnete Türen die Flamme zum Er löschen ,bringen; können. Ob man einen, zwei oder mehr Gänge anordnet und ob man die Windungszahl mehr oder weniger gross wählt, richtet sich nach den gegebenen Zugverhältnissen, der geforderten Flam mentemperaturen und der Bauhöhe des Brenners.
Das übergehen des oder der Gänge in einen, Gas- rotationsraum wiederum hat den Vorteil, dass die er fahrungsgemäss sich nur in kalten Zonen bildenden Russteilchen infolge ihrer Masse und der Zentrifugal- kraft so lange von der Düse abgehalten; werden, bis sie verglühst sind, das heisst, bis ihre Masse abgebaut ist, was. z.
B. etwa 6 bis 8 Sekunden in Anspruch nimmt. Bei dem hier behandelten Ölbrenner bedeutet dies, dass die gegebenenfalls im Bereich der Ölzufuhr gebildeten Russteilchen durch die Turbowirkung nach oben gerissen, werden und im Gas.rotationsraum wegen ihrer Masse ganz aussen bleiben und dort verglühen, während das auf dem relativ langen Aufheizweg voll kommen vergaste Öl in rotierender Bewegung zur Düse hinstrebt und durch diese in die Brennkammer gelangt,
um anschliessend mit einer russfreien, sehr heissen und vor allem lebhaften Flamme zu verbren nen. Die Verbrennung wird auch noch dadurch ver bessert, dass die Gase sich nach ihrem rotierenden Durchtritt durch die Düse aufweiten, was darauf be- ruht, dass die innerhalb des Gasrotationstraumes zu der Düse hin zunehmende Rotationsgeschwindigkeit in der Düse zu einer nachher nach aussen wirkenden Energiespeicherung führt.
Die Gänge können z. B. durch schraubenlinien- artige, an einem Einsatz angeordnete, beispielsweise aus Blechstreifen bestehende Vorsprünge gebildet sein. Da ein derartiger Aufbau lediglich Schweiss- oder Gussarbeiten erfordert, zeichnet er sich durch einen niedrigen Preis aus.
Die erwähnten Gänge können aber auch dadurch geschaffen werden., dass man ein, zwei oder mehr Rohre schraubenlinienartig wickelt und die einander berührenden Rohrteile fest miteinander verbindet. Diese Ausführung hat gegenüber der bereits behan delten Ausführung den Vorteil, dass Einsätze und Mäntel zur Bildung eines gemäss Erfindung ausgebil deten Gasentwicklungs,raumes überflüssig werden.
Bei Gängen aus Rohren ist eine Ausführung zu bevorzugen, bei der die Luftteintrittsöffnungen für die Vergasungsflammen schräg nach oben gerichtet sind, da dadurch die Vergasungsflammen den Gasstrom beschleunigen.
Im Hinblick auf eine gute und rückstandsfreie Verbrennung empfiehlt es sich, der die Düse auf weisenden Wand ein Luftleitblech zuzuordnen, das mit der Wand eine von einer kalten Zone ausgehende Luftführung bildet. Die Luftführung bewirkt dabei einen Querstrom auf das aus der Düse ausströmende Gas, so dass das Gas bis zu seinem Kern mit Brenn luft durchsetzt wird: und daher restlos verbrennen kann. Mit der Luftführung lässt sich auch, wenn er forderlich, die Trennwand kühlen, was bei Gastem peraturen über 1000 C mit Rücksicht auf eine gute Verbrennung von Vorteil sein kann.
Das Leitblech und die Düsenwand schliessen auch noch ein Luft polster ein, das beim Aufheizen des Brenners isolie rend wirkt und das Hochfahren des Brenners be günstigt.
Nach einer weiteren günstigen Ausbildung ist so wohl die Luft für die Vergasungsquerflammen als auch die Verbrennungsluft für die Brenndüse sowie die Zusatzluft zum entwickelten Gas in an sich be kannter Weise mit Dreh-, Ring- oder Flanschschie- bern regelbar, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass der Benutzer des neuartigen Brenners jederzeit in der Lage ist,
einerseits den Brenner den jeweiligen Zug verhältnissen im Kamin anzupassen und anderseits die Möglichkeit hat, durch Luftregulierung ein rasches Aufheizen des Raumes oder ein: Drosseln des Bren ners zu erzwingen.
Der ringförmige Gasentwicklungsraum kann sich von unten nach oben konisch erweitern, wobei dann ein dieser Form angepasster Einsatz von Hand oder selbsttätig, z. B. unter Verwendung von Bi-Metallen, gegebenenfalls vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Hebeleinrichtung anhebbar ist. Diese Ausfüh rung ist vor allem bei grösseren Brennern zu empfeh len, weil es dort vorkommen kann, dass beim An heizen des Brenners durch die relativ langen Gänge sich das Gas an der Brennerdüse erst verspätet ent zündet.
Bei der erwähnten Ausführung ist das nicht zu befürchten, da beim Anheben des Einsatzes (bei einem Bi-Metall ist er im kalten Zustand angehoben) ein Spalt entsteht, in dem die Zündflammen bis zur Brenne,rdüse hochschlagen können. Wenn man ein Anheben des Einsatzes vermeiden will, besteht auch die Möglichkeit, ein die Gänge überbrückendes Zünd- rohr vorzusehen.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass dem Brenner eine Frischluftzuführung zugeordnet wird, die in den B:rennerdüsenquerschnitt mündet. Auf diese Weise schafft man einen Brenner, bei dem die rückstandslose Verbrennung weitgehend gefördert ist.
Das in den Brennerdüsenquerschnitt mündende Rohr bewirkt nämlich, dass die aus der Brennerdüse herausbrennende Flamme nicht nur von aussen, sondern auch von innen mit Sauerstoff aus reichend versorgt wird und daher die Flamme nicht nur russfrei brennt, sondern auch noch eine weitere Steigerung in ihrer Temperatur erfährt, mithin der neue Brenner bei niedrigem Ölverbrauch eine vor zügliche Heizwirkung hat.
Die Frischluftzuführung kann als den Unterteil des Brenners von unten nach oben durchsetzendes Rohr ausgebildet sein; das Rohr ist nicht nur ein fach einzubauen, sondern auch billig, so dass trotz einer verbesserten Wirkungsweise praktisch keine höheren Herstellungs- und Materialkosten in Kauf genommen werden müssen.
Um eine möglichst günstige Frischluftverteilung zu erzwingen:, .ist es zweckmässig, das in den Bren- nerdüsenquerschnitt mündende Ende des Rohres nach Art eines Sprühkopfes mit radialen und ge- gebenenfalls stirnseitigen Bohrungen auszuführen, was aber nicht ausschliesst, dass das in den Düsen querschnitt hineinragende oder an den Düsenquer schnitt herangeführte Rohr im Bereich seines oberen Endes aus seiner Mantelfläche herausragende, in ein und derselben Umfangsrichtung verlaufende und öff- nungen abdeckende Leitflächen aufweist.
Die Wirkung der Gasströme auf die Frischluft wird einem dann besonders klar, wenn man die Anordnung mit den bekannten Wasserstrahlpumpen vergleicht; hier ist besonders :die Rotationsenergie wirksam.
Die erwähnten Leitflächen können von aus dem Mantel des Rohres herausgebogenen, vorzugsweise leicht ansteigenden Lappen gebildet werden, die ge gebenenfalls durch obere und untere Abschirmungen zu Kanälen geformt sind.. Die Leitflächen durch aus dem Material des Rohres herausgestanzte Lappen zu bilden, hat wirtschaftliche Vorteile, während die Ab schirmung der Lappen zu einer Ausführung führt, die das Ausströmen bzw. das Heraussaugen der Frisch luft aus dem Rohr behindernde Wirbel vermeidet.
Das Rohr kann aber auch an seinem Austritts ende als axial gerichtete Düse ausgebildet werden. Zweckmässig ist es ferner, wenn man an der Luft eintrittsseite des Rohres ein Regulierorgan z. B. in Form eines Drehschiebers vorsieht, da auf diese Weise bequem die der Flamme von innen zugeführte Verbrennungsluft geregelt werden. kann.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfin- dung durch mehrere Ausführungsbeispiele veran schaulicht.
Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemässen Brenner in Seiten ansicht und im Schnitt, Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 geänderte Ausfüh rungsform, ebenfalls in Seitenansicht und .geschnit- ten, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, teilweise aufgebrochen, Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer Ab wandlung des Brenners nach Fig. 1, Fig. 5 einen Ölbrenner mit Düsen-Frischluft zuführung in Seitenansicht und im Schnitt,
Fig. 6 eine gegenüber Fig. 5 geänderte Einzelheit im Schnitt, Fig. 7 eine weitere Abänderung der erwähnten Einzelheit, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, besitzt der Bren ner 1 eine Brennkammer 2 und eine Gas.entwick- lun.gskammer 3. Die Gasentwicklungskammer 3 wird von einem topfähnlichen Gebilde 4 begrenzt, das oben eine Trennwand 5 trägt, die die lichte Weite eines äussern Mantels 6 ausfüllt.
In der Gasent- wicklungskammer 3 befindet sich ein geschlossener Einsatz 7, so dass zwischen Einsatz 7 und der Wand des Teiles 4 ein ringförmiger Raum 8 verbleibt, der einen Gasentwicklungs,raum darstellt. Der topfähn liche Teil 4 weist an seiner Mantelfläche zahlreiche Bohrungen 9 auf, durch die Luft angesaugt wird, die nicht dargestellte quergerichtete Vergasungsflammen mit Sauerstoff speist.
Die durch die Bohrungen 9 ein strömende Luft ist mittels eines Ringschiebers 10 steuerbar, der je nach seiner Stellung Öffnungen 11 des Mantels 6 freigibt oder verschliesst. Der Teil 4 trägt ferner einen Zündstutzen 12. Ein in diesen ein gesetzter Flanschteil 13 trägt eine schwenkbare Platte 14, die wiederum zur Luftregulierung dient bzw. eine Dosierung der Zusatzluft zu dem in dem Raum 8 erzeugten Gas gestattet.
Der Einsatz 7, unter dem übrigens ein Ölzufüh- rungsrohr 15 mündet, trägt ein schraubenlinienförmig gewundenes Band 16, so dass der Raum 8 in einen schraubenlinienförmigen Gang umgewandelt wird, dessen Bedeutung bereits erläutert wurde.
Die Trenn wand 5 weist eine Düse 17 auf und dient ausserdem als Widerlager .für ein Leitblech 18, das eine Öffnung 19 aufweist. Der von der Trennwand 5 und dem Luftleitblech 18 gebildete Luftspalt 20 ist über Boh rungen 21 mit der Aussenatmosphäre verbunden, wo bei die Bohrungen 21 wieder mit einem nicht dar gestellten Drehschieber geöffnet oder geschlossen wer den können.
Der Raum 8 mündet oben in einen unmittelbar unter der Düse 17 angeordneten, zu dieser koaxialen Gasrotationsraum R, in welchem die Gase rotierend von aussen nach innen zur Düse 17 strömen, um diese dann rotierend zu durchsetzen.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 unter <B>e</B> säch,vonidem nach Fig.1wesentlichen dadurch, dass der Einsatz 7 die Öffnungen 9 aufweist und dem zufolge die durch die Öffnungen 9 strömende Luft für die quergerichteten Flammen in den Einsatz 7 eingeführt werden muss. Zu diesem Zweck sind Boh rungen 22 vorgesehen, die sich mit einem Drehschie ber 23 öffnen oder schliessen lassen. Die Zusatzluft zum Gas ist hier durch einen Drehschieber 24 steuer bar, der :Öffnungen 25 schliesst bzw. freigibt.
Mit 26 ist ein Ring bezeichnet, der ein Ausfliessen von durch ein Rohr 27 zugeführtem Öl durch die Löcher 25 ver hindert. Das Anheizen dieses Brenners erfolgt durch die Öffnungen 25, wobei zur Schaffung eines grösse ren Raumes zumindest im Bereich eines Loches der Ring 26 etwas nach innen eingezogen sein kann, wie dies durch gestrichelte Linien angedeutet ist.
Dieser Brenner hat gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 den Vorteil, dass der Aussenmantel 6 in Fortfall kommt. Zum besseren Verständnis sind für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 eingetra gen. Zusätzlich ist noch ein Drehschieber 28 an gedeutet, der ein Steuern der Verbrennungsluft für die eigentliche, aus der Düse 17 hochsteigende heiz- flamme gestattet.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführung, die sich von der zuvor behandelten und aus der Fig. 2 hervorgehenden Ausführung vor allem dadurch unterscheidet, d.ass der schraubenlinienförmig gewundene Vergasungsraum 8 von Rohrwendeln 29 gebildet wird, die auch auf ihren nach innen gerichteten Seiten die Bohrungen 9 für die quergerichteten Vergasungsflammen aufwei sen. Die in den vorhergehenden Figuren mit 5 und hier mit 30 bezeichnete Trennwand hat eine leicht konische Form, wodurch die Konzentration der Gase in bezug auf die Düse 17 leichter zu erreichen ist, als wenn eine gerade Form vorgesehen wäre.
An sonsten ist das Ausführungsbeispiel gleich der Aus führung nach Fig. 2.
Das sich aus Fig. 4 ergebende Ausführungsbei spiel ist aufbaumässig der Ausführung nach Fig. 1 gleichzusetzen, das heisst, die in Fig. 4 behandelte Ausführung weicht nur insofern von jener Ausfüh- rung ab, dass die Teile 4, 6, 7 eine konische Form haben und der Teil 7 mit einer als Hebeeinrichtung wirkenden.
Hebelanordnung 31 ausgestattet ist, mit dem Ziel, beim Anheizen des Brenners den langen kegelschraubenlinienförmigen Weg auszuschalten und eine möglichst kurze Entflammungsstrecke vom Stutzen. 12 zur Düse 17 zu erzeugen.
Der Fig. 5 ist zu entnehmen, dass der Brenner 1 wieder eine Brennkammer 2 und eine Gasentwick- lungskammer 3 besitzt, wobei die letztere von einem topfähnlichen Gebilde 4 und einer oberen Trennwand 5 begrenzt wird. In der Gasentwicklungskammer 3 ist auch hier ein Einsatz 7 vorgesehen, der ein schraubenlinienförmig gewundenes Band 16 trägt und .einen verhältnismässig kleinen Vergasungsraum 8 schafft.
Der Brenner 1 ist jedoch von unten her bis zur Düse 17 von einem Rohr 32 durchsetzt, das an sei nem oberen Ende als axial gerichtete Düse 33 aus gebildet ist, während das untere stirns.eits verschlos sene Ende 34 einen Dreh- bzw. Ringschieber 35 zur Regulierung des Lufteintrittes durch die Bohrungen 36 trägt.
Die Fig. 6 zeigt ein Rohr 32, dessen oberes Ende im Gegensatz zu Fig. 5 nach Art eines Sprühkopfes mit radialen und stirnseitigen Bohrungen 37 aus gestattet ist. Bei den Ausführungsformen des Rohres 32 nach den Fig. 7 und 8 sind die Bohrungen durch Schlitze 38 ersetzt, die dadurch entstehen, d'ass aus gestanzte Lappen 39 aus der Mantelfläche des Rohres 32 herausgebogen sind.
Diese als Leitflächen wir kende Lappen 39 bewirken, dass bei in Richtung des Pfeiles 40 fliessenden Gasströmen, diese mit ausrei chenden Mengen Frischluft von innen her durchsetzt werden. Die Lappen 39 können auch leicht nach oben, das heisst in Fig. 7 nach links gerichtet sein (nicht dargestellt), so dass die austretende Frischluft fliessend in den Gasstrom übergehen kann.
Mit den Konturen 41 ist in Fig. 8 angedeutet, dass die Lappen 39 mit oberen und unteren Abschirmungen versehen sein können, die dann zusammen mit den Lappen 39 in Richtung der Gasströme weisende Kanäle ergeben.