CH626703A5

CH626703A5 - Burner for liquid fuels, in particular oils

Info

Publication number: CH626703A5
Application number: CH1316977A
Authority: CH
Inventors: German Munding; Gerrit Lammers
Original assignee: Messerschmitt Boelkow Blohm
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1981-11-30
Also published as: SE425930B; SE7711990L; DE2649669A1; DE2649669C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige Brennstoffe, insbesondere Öle, vom Verdampfungstyp. The invention relates to a burner for liquid fuels, in particular oils, of the evaporation type.

Bei ölbetriebenen Heizungen, insbesondere solchen, die beispielsweise bei solarbeheizten Wohnanlagen als Zusatzheizungen anzutreffen sind, besteht vielfach Bedarf an Brennern für Massendurchsätze in der Grössenordnung von lkg/h und darunter. Wo dies der Fall ist, finden bis heute zumeist Verdampfungsbrenner Anwendung. Die bekannten Verdampfungsbrenner dieser Leistungsklasse vermögen jedoch den erhöhten Anforderungen, die heutzutage an sie gestellt werden, nicht gerecht zu werden. Als nachteilig wird vor allem die aufwendige Wartung und der schlechte Ausbrenngrad derselben empfunden. In the case of oil-operated heating systems, in particular those which can be found as additional heating systems in solar-heated residential complexes, there is often a need for burners for mass flow rates in the order of magnitude of 1 kg / h and below. Where this is the case, evaporative burners are mostly used to this day. The known evaporation burners of this performance class, however, are unable to meet the increased demands placed on them today. The main disadvantage is the complex maintenance and the poor burnout rate of the same.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen für grosse, mittlere und kleine Massendurchsätze bis herab zur Grössenordnung von beispielsweise 1 kg/h in gleicher Weise geeigneten Brenner eingangs genannter Gattung zu entwickeln, der Forderungen nach einer Regelbarkeit der Durchsatzleistung in weiten Grenzen, einer Dauerbetriebsmöglichkeit, einer Verwendbarkeit von Heizölen unterschiedlicher Viskosität, einer geringen Schadstoffemission, einem hohen Ausbrenngrad, einem geringen Energiebedarf, einem niedrigen Geräuschpegel, einer hohen Betriebssicherheit bei geringem Wartungsaufwand und einer Anbaumöglichkeit an bereits vorhandene Heizungsanlagen optimal gerecht zu werden vermag. The present invention is therefore based on the object of developing a burner of the type mentioned at the outset which is suitable for large, medium and small mass throughputs down to the order of magnitude of, for example, 1 kg / h, the requirements for controllability of the throughput capacity within wide limits, one Continuous operation, the usability of heating oils of different viscosities, a low pollutant emission, a high degree of burnout, a low energy requirement, a low noise level, a high level of operational safety with low maintenance requirements and an option to add to existing heating systems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, According to the invention, this object is achieved by

dass er in konzentrischer Anordnung zu einem ringförmigen Flammenhalter zum Erzeugen einer Rezirkulation heisser Verbrennungsgase unter Wahrung eines radialen Abstands zu diesem einen becherförmigen Rotor veränderlicher Drehzahl mit, vom Rotorboden ausgehend, sich konisch verjüngendem Mantel zur Brennstoffverdampfung an dessen Innenfläche im Wärmeaustausch mit heissen Verbrennungsgasen aufweist, wobei der Rotor entweder selbst als Brennkammer ausgebildet oder in einer Brennkammer angeordnet ist und der Flammenhalter als Ringhalsejektor zum Ansaugen eines Gemisches aus rezirkulierenden Verbrennungsgasen und dampfförmigem Brennstoff aus dem becherförmigen Rotor in den Flammenkern mittels Verbrennungsluft aus einem Luftkanal auf der Aussenseite der Brennkammer ausgebildet ist. that it has in a concentric arrangement to an annular flame holder for generating a recirculation of hot combustion gases while maintaining a radial distance from this a cup-shaped rotor of variable speed with, starting from the rotor bottom, a conically tapered jacket for fuel vaporization on the inner surface thereof in the heat exchange with hot combustion gases, whereby the rotor is either itself designed as a combustion chamber or is arranged in a combustion chamber and the flame holder is designed as an annular neck ejector for sucking in a mixture of recirculating combustion gases and vaporous fuel from the cup-shaped rotor in the flame core by means of combustion air from an air channel on the outside of the combustion chamber.

Die erfindungsgemäss ergriffenen Massnahmen lassen sich ohne grossen Aufwand verwirklichen. Geschieht dies, ist das Resultat eine Brennerbauweise, die ausser für grosse und mittlere Massendurchsätze insbesondere auch für kleine Massendurchsätze, beispielsweise solchen der Grössenordnung von 1 kg/h oder gar unter 1 kg/h, hervorragend geeignet ist. Dabei erweist sich die spezielle Ausbildung und getroffene Zuordnung von Verdampferrotor und Flammenhalter in vielerlei Hinsicht als vorteilhaft. Zu den angesprochenen Vorteilen zählen folgende: Als Brennstoffe kommen u. a. neben niedrigviskosen Heizölen auch solche höherer Viskosität in Betracht. Letztere können nämlich ebenso wie erstere ohne weiteres an der Innenfläche des rotierenden Rotoren- The measures taken according to the invention can be implemented without great effort. If this happens, the result is a burner design that is outstandingly suitable in addition to large and medium mass throughputs, in particular also for small mass throughputs, for example those of the order of 1 kg / h or even below 1 kg / h. The special training and assignment of evaporator rotor and flame holder has proven to be advantageous in many ways. The advantages mentioned include the following: a. In addition to low-viscosity heating oils, those with a higher viscosity can also be considered. The latter, like the former, can easily be attached to the inner surface of the rotating rotor

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mantels zu einem Film ausgebreitet und derart ausgebreitet durch Verdampfen im Wärmeaustausch mit rezirkulierenden Verbrennungsgasen auf wirtschaftliche Art und Weise aufbereitet werden. Eine Leistungssteuerung bei Dauerbetrieb ist im Fall des erfindungsgemässen Brenners auf dem Wege über 5 eine Drehzahländerung der Brennstoffpumpe realisierbar, was bei der vorhandenen Technologie keinen nennenswerten Kostenaufwand erfordert. Von Bedeutung für diese einfache Art der Leistimgssteuerung ist dabei die konische Ausbildung des Rotormantels. Dadurch ist nämlich sichergestellt, dass io sich mit der pro Zeiteinheit dem rotierenden Verdampferrotor zufliessenden Menge flüssigen Brennstoffs dessen Verdampfungsoberfläche und somit auch die pro Zeiteinheit erzeugte Menge Brennstoffdampf ändert. Demzufolge bedarf es keines nennenswerten zusätzüchen Steuerungsaufwandes, 15 um auch im Teillastbereich für eine Konstanthaltung des optimalen Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu sorgen. Der über einen weiten Lastbereich konstant hohe Ausbrenngrad und die entsprechend niedrige Schadstoffemission des erfindungsgemässen Brenners erklären sich aus dieser Konstanthaltung 20 des optimalen Luft/Brennstoff-Verhältnisses und den in der Brennkammer geschaffenen Strömungsverhältnissen. Auf letztere ist auch der niedrige Geräuschpegel zurückzuführen. Schliesslich macht sich das Fehlen verstopfungsgefährdeter Bauteile und die Frischluftkühlung der Brennkammer in einer 25 hohen Betriebssicherheit bei niedrigem Wartungsaufwand positiv bemerkbar. Bleibt noch die kompakte Bauweise des erfindungsgemässen Brenners zu erwähnen, derzufolge ein Brenneranbau an vorhandene Heizungsanlagen keinerlei Probleme aufwirft. 30 can be spread out into a film and processed in such a way by evaporation by heat exchange with recirculating combustion gases in an economical manner. In the case of the burner according to the invention, a power control during continuous operation can be implemented via 5 to change the speed of the fuel pump, which does not require any noteworthy costs in the existing technology. The conical design of the rotor shell is important for this simple type of power control. This ensures that the amount of liquid fuel flowing into the rotating evaporator rotor per unit of time changes its evaporation surface and thus also the amount of fuel vapor generated per unit of time. Accordingly, no significant additional control effort is required to ensure that the optimum air / fuel ratio is kept constant even in the partial load range. The constant high burnout rate over a wide load range and the correspondingly low pollutant emission of the burner according to the invention can be explained by this constant maintenance 20 of the optimal air / fuel ratio and the flow conditions created in the combustion chamber. The low noise level is also due to the latter. Finally, the lack of constipated components and the fresh air cooling of the combustion chamber have a positive effect on the high level of operational safety with low maintenance requirements. All that remains to be mentioned is the compact design of the burner according to the invention, according to which a burner attachment to existing heating systems does not pose any problems. 30th

In Ausgestaltung der Erfindung ist der becherförmige Rotor mit dem dem Brennkammeraustritt abgewandten Rotorboden konzenrisch um den Ringhalsejektor angeordnet, und zwar unter Belassung eines exialen Abstands zwischen Ringhalsejektor und Rotorboden, wobei lezterer zugleich als vor- 35 dere Brennkammerstirnwand dient und der Rotormantel mit einem rohrförmigen Fortsatz den Brennkammermantel bildet. Das Ergebnis ist eine Brennerausführung, bei welcher die rezirkulierenden Verbrennungsgase auf ihrem Weg durch den innen vom Ringhalsejektor und aussen vom Rotormantel be- 40 grenzten Ringraum zum Rotorboden den an der Innenfläche des letztgenannten Mantels zu einem Film ausgebreiteten Brennstoff verdampfen. Da besagter Mantel auf seiner Aussenseite eine Kühlung durch Frischluft erfährt, läuft er auch nicht Gefahr, bei Teillast im nicht vom Brennstoff benetzten 45 Bereich so stark erwärmt zu werden, dass es bei einer Wie-derbenetzung desselben zu einer Brennstoffverkokung käme. In an embodiment of the invention, the cup-shaped rotor with the rotor base facing away from the combustion chamber outlet is arranged concentrically around the ring neck ejector, leaving an exial distance between the ring neck ejector and the rotor base, the latter also serving as the front combustion chamber end wall and the rotor jacket with a tubular extension Combustion chamber casing forms. The result is a burner design in which the recirculating combustion gases on their way through the annular space, which is delimited on the inside by the ring neck ejector and on the outside by the rotor shell to the rotor bottom, evaporate the fuel spread out on the inside surface of the latter shell to form a film. Since the jacket on the outside is cooled by fresh air, it does not run the risk of being heated to such an extent under partial load in the area not wetted by the fuel that fuel coking would occur if it were rewetted.

Gemäss weiteren ausgestaltenden Erfindungsmerkmalen ist der becherförmige Rotor mit dem dem Brennkammeraustritt zugewandten Rotorboden konzentrisch im Ringhals- 50 ejektor angeordnet, und zwar unter Belassung eines axialen Abstandes zwischen Rotorrand und einer feststehenden vorderen Stirnwand der Brennkammer. Das Ergebnis ist eine Brennerausführung, bei welcher es nicht nur um den Ringhalsejektor, sondern auch auf der Aussenseite des Rotor- J5 bodens zu einer Rezirkulation von Verbrennungsgasen kommt. Die auf der Aussenseite des Rotorbodens rezirkulierenden Verbrennungsgase sind es, die in diesem Fall die Wärme zur Verdampfung des Brennstoff-Films auf der Innenseite des Rotormantels liefern. In Anbetracht dessen sind Rotorboden 6Q und Rotormantel aus gut wärmeleitendem Werkstoff gefertigt. Fine für die Verdampfung des Brennstoff-Films ausreichende Erwärmung des Rotormantels lässt sich auch auf andere Weise sicherstellen. Der becherförmige Rotor braucht lediglich nach dem Prinzip eines Wärmerohres mit im Be- gJ reich des Rotorbodens liegender Verdampfungszone und im Bereich des Rotorrandes liegender Kondensatorzone aufgebaut zu sein. According to further features of the invention, the cup-shaped rotor with the rotor base facing the combustion chamber outlet is arranged concentrically in the ring neck ejector, while leaving an axial distance between the rotor edge and a fixed front end wall of the combustion chamber. The result is a burner design in which there is recirculation of combustion gases not only around the ring neck ejector, but also on the outside of the rotor J5 bottom. It is the combustion gases recirculating on the outside of the rotor base which in this case supply the heat for evaporating the fuel film on the inside of the rotor shell. In view of this, the rotor base 6Q and the rotor jacket are made of a good heat-conducting material. Fine heating of the rotor shell sufficient for the evaporation of the fuel film can also be ensured in another way. The cup-shaped rotor need only be constructed on the principle of a heat pipe with an evaporation zone located in the area of the rotor base and a condenser zone located in the area of the rotor edge.

Mit Wärmerohr («heat pipes») werden in der einschlägigen technischen Literatur längliche, insbesondere rohrförmige Behältnisse bezeichnet, die mit kapillaren Strukturen, wie poröser Keramik oder engmaschigem Geflecht aus feinen 5 Drähten, ausgekleidet sind und kondensierbaren Dampf, bei-ä spielsweise Natriumdampf, enthalten. Wie bereits an anderer Stelle angedeutet, fungiert das eine Behältnisende als Verdampfer, das andere als Kondensator. Der Dampftransport vom Verdampfer zum kälteren Kondensator wird dabei von 10 der aus dem herrschenden Temperaturunterschied resultierenden Dampfdruckdifferenz aufrechterhalten.. Den bei kontinuierlichem Betrieb erforderlichen Kondensattransport in entgegengesetzter Richtung stellt die Kapillarwirkung der Behältnisauskleidung sicher. In the relevant technical literature, heat pipes are used to denote elongated, in particular tubular containers which are lined with capillary structures, such as porous ceramics or a fine mesh of fine 5 wires, and contain condensable steam, for example sodium steam . As already indicated elsewhere, one end of the container functions as an evaporator, the other as a condenser. The vapor transport from the evaporator to the colder condenser is maintained by the vapor pressure difference resulting from the prevailing temperature difference. The condensate transport required in the opposite direction during continuous operation ensures the capillary action of the container lining.

15 Konstruktiver Aufbau und Leistungssteuerung erfahren bei beiden vorbeschriebenen Brennerausführungen eine weitere Vereinfachung, wenn in Weiterbildung der Erfindung der becherförmige Rotor zur Brennstoffverdampfung mit dem Rotorboden an der Welle eines der Brennkammer vorgeord-20 neten Gebläses steuerbarer Drehzahl zum Fördern von Frischluft in den Luftkanal auf der Aussenseite des Brennkammer-mantels befestigt ist, auf derselben Welle eine Brennstoffpumpe sitzt und besagte Welle eine hohle Ausbildung für eine Zufuhr des von der Pumpe geförderten flüssigen Brennstoffs 25 zur Mantelinnenfläche des becherförmigen Rotors aufweist. The design and power control of the two burner designs described above are further simplified if, in a further development of the invention, the cup-shaped rotor for fuel evaporation with the rotor base on the shaft of a blower controllable speed for conveying fresh air into the air duct on the outside is arranged in front of the combustion chamber of the combustion chamber jacket is fastened, a fuel pump is seated on the same shaft and said shaft has a hollow design for supplying the liquid fuel 25 conveyed by the pump to the jacket inner surface of the cup-shaped rotor.

Wird Wert darauf gelegt, den Brenner sowohl mit gelber als auch mit blauer Flamme betreiben zu können, braucht im Luftkanal auf der Aussenseite des Brennkammermantels stromabwärts von Mantelöffnungen für eine Primärluftzu-30 fuhr zum Ringhalsejektor lediglich eine verstellbare Drosselrichtung für Sekundärluft angeordnet zu werden. If it is important to be able to operate the burner with a yellow as well as with a blue flame, all that is required is an adjustable throttle direction for secondary air in the air duct on the outside of the combustion chamber jacket downstream of jacket openings for a primary air supply to the ring neck ejector.

Bei Brennerausführungen, deren becherförmiger Rotor zur Brennstoffverdampfung konzentrisch um den Ringhalsejektor angeordnet und mit dem Rotorboden an einer für die 35 Brennstoffzufuhr ins Rotorinnere hohl ausgebildeten Gebläsewelle befestigt ist, kann der Zünd- und Anwännvorgang mit einfachen Mitteln intensiviert werden. Hierzu genügt es, im becherförmigen Rotor zwischen Rotorboden und Ringhalsejektor mit radialem Abstand zum Rotormantel ein an 40 das rohrseitige Ende des Wellenhohlraumes angeschlossenes Rohr radialer Längserstreckung, und zwar ein solches, das ausser seiner dem Rohrmantel gegenüberliegenden stirnseitigen Auslassöffnung für Brennstoff im in Drehrichtung gesehen hinteren Rohrmantelbereich eine weitere Auslassöffnung 45 gleicher Zweckbestimmung aufweist. Der während des Zünd-und Anwärmvorganges über letztgenannte Auslassöffnung austretende flüssige Brennstoff wird durch das rotierende Rohr zerstäubt und auf diese Art für ein zündfähiges Gemisch aufbereitet. Sobald genügend Wärme für die Brenn-50 Stoffverdampfung vorhanden ist, kann besagte Auslassöffnung geschlossen werden, beispielsweise mittels einer längsverschiebbar um den Rohrmantel angeordneten Hülse und eines Bimetalls zum Längsverschieben der letzteren. In burner designs, whose cup-shaped rotor for fuel evaporation is arranged concentrically around the ring neck ejector and fastened with the rotor base to a blower shaft hollow for the fuel supply into the rotor interior, the ignition and warming-up process can be intensified with simple means. For this it is sufficient to have a radial radial extension connected to the pipe-side end of the shaft cavity in the cup-shaped rotor between the rotor base and the ring neck ejector at a radial distance from the rotor casing, specifically one that, in addition to its front-side outlet opening for fuel in the rear pipe casing area as seen in the direction of rotation, is located opposite the pipe casing has a further outlet opening 45 for the same purpose. The liquid fuel escaping through the latter outlet opening during the ignition and heating process is atomized by the rotating tube and processed in this way for an ignitable mixture. As soon as there is sufficient heat for the fuel vaporization, said outlet opening can be closed, for example by means of a sleeve which can be displaced longitudinally around the tubular jacket and a bimetal for longitudinally displacing the latter.

Der Anschluss eines Rohres letztbeschriebener Zweckbe-S5 Stimmung an den der Brennstoffzufuhr ins Rotorinnere dienenden Wellenhohlraum erübrigt sich, wenn der becherförmige Rotor zur Brennstoffverdampfung — wie bereits an anderer Stelle beschrieben — konzentrisch im Ringhalsejektor angeordnet ist. In diesem Fall wird während des Zünd-und An-60 wärmvorganges dem Rotor soviel flüssiger Brennstoff zugeführt, dass der sich am Rotormantel ausbreitende Brennstoff-Film bis an den Rotorrand heranreicht. Von dort wird der flüssige Brennstoff — bedingt durch die Rotation des Rotormantels — in Form von Tropfen weggeschleudert. Falls bei Verwen-6S dung von höher viskosem Öl auf diesem Weg keine genügende Aufbereitung für ein zündfähiges Gemisch erzielbar ist, besteht die Möglichkeit, den becherförmigen Rotor mit Hilfe einer elektrischen Widerstandsheizung für den Anfahrvorgang The connection of a tube of the last-described Zweckbe-S5 tuning to the shaft cavity which serves to supply fuel to the inside of the rotor is superfluous if the cup-shaped rotor for evaporating fuel - as already described elsewhere - is arranged concentrically in the ring neck ejector. In this case, so much liquid fuel is supplied to the rotor during the ignition and heating process that the fuel film spreading out on the rotor shell reaches as far as the rotor edge. From there, the liquid fuel - due to the rotation of the rotor shell - is thrown out in the form of drops. If, with the use of more viscous oil, it is not possible to achieve sufficient preparation for an ignitable mixture, the cup-shaped rotor can be started up using an electrical resistance heater

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anzuwärmen. Die dafür notwendige elektrische Energie lässt sich ohne weiteres über die Gebläsewelle zuführen. Eine andere Möglichkeit zur Anwärmung des becherförmigen Rotors wird dadurch erzielt, dass der Rotor eine Wirbelstromscheibe aufweist. 5 to warm up. The electrical energy required for this can easily be supplied via the fan shaft. Another possibility for heating the cup-shaped rotor is achieved in that the rotor has an eddy current disk. 5

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of schematic drawings. Show it:

Fig. 1 in Form einer Prinzipskizze einen Verdampfungsbrenner und io Fig. 1 in the form of a schematic diagram an evaporation burner and io

Fig. 2 ebenfalls in Form einer Prinzipskizze eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Brennerausführung. Fig. 2 also in the form of a schematic diagram of a burner version modified compared to Fig. 1.

Wie bereits erwähnt, gibt Fig. 1 einen Verdampfungsbrenner 1 wieder. Dieser weist in einem Gehäuse 2 mit einem düsenförmig erweiterten hinteren Endabschnitt 3 eine 15 Brennkammer 4 und auf der Aussenseite der letzteren einen Frischluftkanal 5 auf. Im vorderen Bereich ist die Brennkammer als Verdampferrotor 6 mit vom Rotorboden 7 zum Rotorrand 8 sich konisch verjüngendem Rotormantel 9 ausgebildet. Ein rohrförmiger Fortsatz 10 des Rotormantels 9 bil- 2Q det zusammen mit letzterem den Brennkammermantel. In dem Verdampferrotor 6 ist unter Belassung eines radialen Abstandes 11 zum Rotormantel 9 und eines axialen Abstands 12 zum Rotorboden 7 ein Flammenhalter 13 zum Erzeugen einer Rezirkulation 14 heisser Verbrennungsgase konzentrisch 25 angeordnet. Besagter Flammenhalter 13 weist eine Ausbildung als Ringhalsejektor zum Ansaugen eines Gemisches aus rezirkulierenden Verbrennungsgasen und dampfförmigem Brennstoff in den durch Pfeile 15 gekennzeichneten Flammenkern auf, wobei als Treibmittel Verbrennungsluft dient. 30 Die Verbrennungsluft nimmt dabei ihren Weg in Pfeilrichtung 16 über Öffnungen 17 im Rotormantel 9 zu Lufteinlässen 18 auf der Aussenseite des Ringhalsejektors 13 und von dort in Pfeilrichtung 19 zur Ringdüse 20 auf der Innenseite des Ringhalsejektors 13, der mittels Rippen 21 am Rotonnantel 35 fixiert ist. Der Rotorboden 7 steht über eine Welle 22 in Antriebsverbindung mit einem Elektromotor 23 steuerbarer Drehzahl. Auf der gleichen Welle 22 sitzt eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Brennstoffpumpe und ein Radialgebläse 24 zum Fördern von Verbrennungsluft in den Luftkanal 5. Dieser weist stromabwärts der Mantelöffnungen 17 für die Primärluftzufuhr zum Ringhalsejektor 13 eine verstellbare Drosselvorrichtung 25 für Sekundärluft und in Höhe des Brennkammeraustritts Drallschaufeln 26 auf. Die Drallschaufeln 26 sind am Gehäuse 2 fixiert. Sie sorgen dafür, dass der Sekundärluftstrom einen Weg in Pfeilrichtung 27 nimmt. As already mentioned, FIG. 1 shows an evaporative burner 1. This has a combustion chamber 4 in a housing 2 with a rear end section 3 which is enlarged in the shape of a nozzle, and a fresh air duct 5 on the outside of the latter. In the front area, the combustion chamber is designed as an evaporator rotor 6 with a rotor jacket 9 which tapers conically from the rotor base 7 to the rotor edge 8. A tubular extension 10 of the rotor casing 9 forms the combustion chamber casing together with the latter. A flame holder 13 for generating a recirculation 14 of hot combustion gases 25 is arranged concentrically 25 in the evaporator rotor 6, leaving a radial distance 11 to the rotor casing 9 and an axial distance 12 to the rotor base 7. Said flame holder 13 is designed as a ring neck ejector for sucking in a mixture of recirculating combustion gases and vaporous fuel in the flame core identified by arrows 15, combustion air serving as the blowing agent. 30 The combustion air takes its way in the direction of arrow 16 via openings 17 in the rotor jacket 9 to air inlets 18 on the outside of the ring neck injector 13 and from there in the direction of arrow 19 to the ring nozzle 20 on the inside of the ring neck injector 13, which is fixed to the rotor jacket 35 by means of ribs 21 . The rotor base 7 is connected via a shaft 22 in drive connection with an electric motor 23 controllable speed. On the same shaft 22 sits a fuel pump (not shown for reasons of clarity) and a radial fan 24 for conveying combustion air into the air duct 5. This has an adjustable throttle device 25 for secondary air and at the level of the combustion chamber outlet downstream of the jacket openings 17 for the primary air supply to the ring neck ejector 13 Swirl blades 26. The swirl blades 26 are fixed to the housing 2. They ensure that the secondary air flow takes a path in the direction of arrow 27.

Wie aus Fig. 1 des weiteren ersichtlich ist, erfolgt die Zufuhr flüssigen Brennstoffs aus einer von der Brennstoffpumpe kommenden Leitung 28 in den becherförmigen Rotor 6 über eine berührungslos arbeitende Ringdichtung 29, eine Wellenringnut 30, eine davon ausgehende Längsbohrung 31 der Welle 22 und ein an deren rotorseitiges Bohrungsende angeschlossenes Rohr 32 mit Auslassöffnungen 33 und 34. Auf die Zweckbestimmung dieses Rohres 32, einer längsverschieb- ^ bar um dessen Mantel 35 angeordneten Hülse 36 und eines letzterer zugeordneten Bimetalls 37 ist bereits an anderer Stelle ausführlich eingegangen worden, so dass es sich hier erübrigt. Zur Zündung ist schliesslich zu bemerken, dass sie mittels einer Hochspannungsfunkenstrecke erfolgt. Zu diesem Zweck sind in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zwei Zündelektroden 38, 39 durch die Welle 22 ins Rotorinnere geführt. Die Spannungsübertagung von einer Hochspannungsquelle 40 auf diese Elektroden 38, 39 erfolgt berührungslos, und zwar über Ringe .41, 42. As can also be seen from FIG. 1, the liquid fuel is supplied from a line 28 coming from the fuel pump into the cup-shaped rotor 6 via a non-contact ring seal 29, a shaft annular groove 30, a longitudinal bore 31 of the shaft 22 extending therefrom and on the rotor-side bore end connected tube 32 with outlet openings 33 and 34. The intended purpose of this tube 32, a longitudinally displaceable sleeve 36 arranged around its jacket 35 and a bimetal 37 associated with the latter has already been discussed in detail elsewhere, so that it superfluous here. Finally, it should be noted that the ignition takes place by means of a high-voltage spark gap. For this purpose, two ignition electrodes 38, 39 are guided through the shaft 22 into the interior of the rotor in the manner shown in FIG. 1. The voltage transmission from a high-voltage source 40 to these electrodes 38, 39 takes place without contact, specifically via rings .41, 42.

Fig. 2 stellt einen gegenüber Fig. 1 abgewandelten Verdampfungsbrenner 51 dar. Dieser weist in einem Gehäuse 52 mit einem düsenförmig erweiterten hinteren Endabschnitt 53 wiederum eine Brennkammer 54 und auf der Aussenseite der letzteren einen Luftkanal 55 auf. Diesmal ist aber die Brennkammer 54, deren Mantel und vordere Stirnwand in der genannten Reihenfolge mit 56 und 57 bezeichnet sind, ebenso wie das Gehäuse 53 feststehend. Sie weist im vorderen Bereich, in dem ein Ringhalsejektor 13 der in Fig. 1 beschriebenen Art angeordnet ist, auch keine Ausbildung als Verdampferrotor auf. Stattdessen ist ein becherförmiger Rotor 58 zur Brennstoffverdampfung mit vom Rotorboden 59 zum Rotorrand 60 sich konisch verjüngendem Rotormantel 61 als gesondertes Bauteil in der dargestellten Weise konzentrisch im Ringhalsejektor 13 angeordnet, und zwar unter Belassung eines radialen Abstandes 62 zwischen letzterem und Rotormantel 61 und eines axialen Abstandes 63 zwischen Rotorrand 60 und Brennkammerstirnwand 57. Der Rotorboden 59 verursacht auf seiner Aussenseite eine Rezirkulation 64 heisser Verbrennungsgase und erfährt dadurch eine starke Erwärmung. Es kommt folglich durch Wärmeleitung auch zu einer entsprechenden Erwärmung des Rotormantels, was zu einer Verdampfung des Brennstoff-Films an der Innenfläche des letzteren führt. FIG. 2 shows an evaporation burner 51 modified compared to FIG. 1. This has a combustion chamber 54 in a housing 52 with a rear end section 53 which is enlarged in the form of a nozzle, and an air duct 55 on the outside of the latter. This time, however, the combustion chamber 54, the jacket and front end wall of which are designated 56 and 57 in the order mentioned, and the housing 53 are stationary. In the front area, in which an annular neck injector 13 of the type described in FIG. 1 is arranged, it also has no design as an evaporator rotor. Instead, a cup-shaped rotor 58 for fuel evaporation with a rotor jacket 61 tapering conically from the rotor bottom 59 to the rotor rim 60 as a separate component is arranged concentrically in the illustrated manner in the ring neck ejector 13, namely leaving a radial distance 62 between the latter and the rotor jacket 61 and an axial distance 63 between the rotor edge 60 and the combustion chamber end wall 57. The rotor base 59 causes a recirculation 64 of hot combustion gases on its outside and is thereby strongly heated. Consequently, heat conduction also leads to a corresponding heating of the rotor shell, which leads to evaporation of the fuel film on the inner surface of the latter.

Der becherförmige Rotor 58 ist — wie aus Fig. 2 ersichtlich — mit seinem Rotorboden 59 an einem im Durchmesser reduzierten Abschnitt 65 einer mit einem Elektromotor 67 steuerbarer Drehzahl in Antriebsverbindung stehenden Welle 66 befestigt, auf der wiederum eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Brennstoffpumpe und ein Radialgebläse 68 sitzen. Über eine zwischen Gebläse 68 und Brennkammerstirnwand 57 angeordnete, berührungslos arbeitende Ringdichtung 69, Wellenringnut 70 und Wellenbohrungen 71, 72, 73 erfolgt die Zufuhr flüssigen Brennstoffs von einer Pumpendruckleitung 74 ins Innere des becherförmigen Rotors 58. Besagtes Gebläse 68 dient der Frischluftzufuhr in den Luftkanal 55 auf der Aussenseite des Brennkammermantels 56. Dieser Luftkanal 55 weist an den gleichen Stellen wie derjenige der Brennerausführung gemäss Fig. 1 eine Drosselvorrichtung 75 und Drallschaufeln 76 für Sekundärluft auf. The cup-shaped rotor 58 is - as can be seen from FIG. 2 - attached with its rotor base 59 to a reduced-diameter section 65 of a shaft 66 which is in drive connection with a speed controllable by an electric motor 67 and on which in turn a fuel pump and not shown for reasons of clarity a radial fan 68 sit. Liquid fuel is supplied from a pump pressure line 74 into the interior of the cup-shaped rotor 58 via a non-contacting ring seal 69, shaft ring groove 70 and shaft bores 71, 72, 73 arranged between the fan 68 and the combustion chamber end wall 57. Said fan 68 serves to supply fresh air to the air duct 55 on the outside of the combustion chamber casing 56. This air duct 55 has a throttle device 75 and swirl vanes 76 for secondary air at the same locations as that of the burner design according to FIG. 1.

Die Zündung erfolgt auch hier mittels einer Hochspannungsfunkenstrecke. Die dazu erforderlichen Zündelektroden sind mit 77 und 78 bezeichnet. Sie ragen in den Zwischenraum zwischen Brennkammerstirnwand 57 und Ringhalsejektor 13 hinein, in dem den rezirkulierenden Verbrennungsgasen (Pfeile 14) der aus dem becherförmigen Rotor 58 austretende verdampfte Brennstoff (Pfeile 79) beigemischt wird. The ignition also takes place here by means of a high-voltage spark gap. The ignition electrodes required for this are designated 77 and 78. They protrude into the space between the combustion chamber end wall 57 and the ring neck ejector 13, in which the evaporated fuel (arrows 79) emerging from the cup-shaped rotor 58 is mixed with the recirculating combustion gases (arrows 14).

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Burner for liquid fuels, in particular oils, of the evaporation type, characterized in that it is arranged in a concentric arrangement with an annular flame holder (13) for generating a recirculation (14) of hot 5 combustion gases while maintaining a radial distance from this one cup-shaped rotor (6 , 58) variable speed with, starting from the rotor base (7, 59), conically tapering jacket (9, 61) for evaporating fuel on its inner surface in heat exchange with hot combustion gases, the rotor (6, 58) either itself is designed as a combustion chamber (4) or is arranged in a combustion chamber (54) and the flame holder as an annular neck ejector (13) for drawing in a mixture of recirculating combustion gases and vaporous fuel from the cup-shaped rotor (6, 58) into the flame -menkem (15) is formed by means of combustion air from an air duct (5, 55) on the outside of the combustion chamber (4, 54).

2. Burner according to claim 1, characterized in that the cup-shaped rotor (6) with the rotor base (7) facing away from the combustion chamber outlet is arranged concentrically around the ring neck ejector (13), with an axial distance (12) between the ring neck ejector ( 13) and rotor base (7), the latter also serving as the front combustion chamber end wall and the rotor casing (9) forming the combustion chamber casing together with a tubular extension (10).

3. Burner according to claim 1, characterized in

that the cup-shaped rotor (58) with the rotor base (59) facing the combustion chamber outlet (30) is arranged concentrically in the ring neck ejector (13), leaving an axial distance (63) between the rotor edge (60) and a fixed front end wall (57 ) of the combustion chamber (54) (Fig. 2). 35

4. Burner according to claim 3, characterized in

that the cup-shaped rotor (58) is constructed on the principle of a heat pipe with an evaporation zone located in the area of the rotor base (59) and a condenser zone located in the area of the rotor edge (60). 40

5. Burner according to claim 3, characterized in

that the cup-shaped rotor (58) is equipped with an electrical resistance heater.

6. Burner according to claim 3, characterized in

that the cup-shaped rotor (58) has an eddy current disk.

7. Burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cup-shaped rotor (6, 58) with the rotor base (7, 59) on the shaft (22; 65, 66) one of the combustion chamber (4, 54) upstream Blower (24, 68) variable speed for conveying fresh air in the air ducts! (5, 55) is attached to the outside of the combustion chamber casing (9, 10; 56), a fuel pump sits on the same shaft, and said shaft (22; 65, 66) has a hollow design for supplying the liquid fuel conveyed by the pump to the inner surface of the cup-shaped rotor (6, 58).

8. Burner according to claim 2, characterized in

That in the cup-shaped rotor (6) between the rotor base (7) 60 and the ring neck ejector (13) at a radial distance from the rotor casing (9) a pipe (32) connected to the rotor-side end of the shaft cavity (31) for the fuel supply is arranged a radial longitudinal extension Tube (32)

In addition to its front-side outlet opening (33) for fuel opposite the rotor jacket (9) in the rear tubular jacket region (35) as seen in the direction of the axis of rotation, it has a further opening (34) for the same purpose and the tubular jacket (35) is closed by a bimetal (37 ) longitudinally displaceable sleeve (36) for closing the latter outlet opening (34) after the ignition and heating process has been completed.

9. Burner according to claim 1 or 7, characterized in that in the air duct (5, 55) on the outside of the combustion chamber jacket (9, 10, 56) downstream of jacket openings (17) for primary air supply to the ring neck ejector (13), an adjustable throttle device ( 25, 75) is arranged for secondary air.

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