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PATENTANSPRÜCHE
1. Brennertopf für flüssige Brennstoffe mit einem Boden, einem zylindrischen Mantel, in dem sich auf mehreren Mantelkreisen Öffnungen für den Luftzutritt befinden, sowie mit zumindest einem im Topfinneren eingelegten Brennerring, der im Abstand von der Innenfläche des Mantels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Brennerringe (18, 20) im Abstand zueinander und jeweils im Abstand (a) zu der In nenfläche des Mantels (14) angeordnet sind, dass das Profil des oberen Brennerringes (18) V-förmig und das Profil des unteren Brennerrings (20) U-förmig ausgebildet ist, wobei die Brennerringejeweils von Lochreihen (30, 32; 26,28) umgeben sind.
2. Brennertopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Brennerring (18) aus drei konzentrisch zueinander angeordneten Abschnitten (46,48, 50) besteht, von denen die inneren Abschnitte (46,48) zueinander und zum Brennertopfradius einen Winkel einschliessen.
3. Brennertopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Brennertopfinneren zugewandte Abschnitt (46) zum Brennertopfradius einen Winkel zwischen 20 und 15 , vorzugsweise von 18 umschliesst.
4. Brennertopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite jedes der äusseren Abschnitte (48, 50) in etwa gleich und ihre Summe geringer als die halbe Breite des inneren Abschnitts (46) ist.
5. Brennertopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Abschnitt (50) parallel oder nahezu parallel zum Brennertopfboden (52) verläuft.
6. Brennertopfnach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Brennertopfring (20) aus einem parallel zum Brennertopfboden (42) verlaufenden Bodenabschnitt (54) mit zwei parallel zueinander angeordneten, nach oben ge richteten Schenkeln (58, 56) besteht.
7. Brennertopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Schenkeln (56, 58) fünfbis sechsfach grösser als die jeweilige Schenkelhöhe ist.
8. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser eines jeden Loches (28, 30) zwischen den Brennerringen (18,20) gleich oder nahezu gleich ist.
9. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser einesjeden Loches (26, 28, 30) unterhalb des oberen Brennerringes (18) gleich oder nahezu gleich ist.
10. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser eines Loches (34 beziehungsweise 32 beziehungsweise 30 beziehungsweise 28) im Vergleich zu einem unterhalb von diesem angeordneten Loch (32 beziehungsweise 30 beziehungsweise 28 beziehungsweise 26) zumindest gleich oder grösser ist.
11. Brennertopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Brennerringen (18,20) zwei Reihen von Löchern (28,30) angeordnet sind, wobei die Summe aller Lochflächen einer Reihe von der Summe aller Lochflächen der anderen Reihe um weniger als 10% abweicht.
12. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aller Lochflächen der unmittelbar oberhalb des oberen beziehungsweise der unmittelbar unterhalb des unteren Brennerrings (18 beziehungsweise 20) angeordneten Reihen von Löchern (32 beziehungsweise 26) gleich oder nahezu gleich ist.
13. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass der Brennertopf fünf Reihen (26, 28,30,32, 34) von Löchern aufweist, von denen die Summe der Lochflächen der obersten Reihe (34) grösser als die
Summe der Lochflächen jeder der anderen Reihen von Löchern (26 beziehungsweise 28 beziehungsweise 30 beziehungs weise 32) ist.
14. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, dass die Lochreihen (26, 28, 30, 34) zum Teil in Sicken, vorzugsweise in Aussensicken (36, 38, 40, 44) angeordnet sind.
15. Brennertopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalen (126, 128, 130, 134) der Löcher (26, 28, 30, 34) auf die Mittelachse des Brennertopfes (10) gerichtet sind und mit Ausnahme der untersten Reihe von Löchern (26) parallel zum Brennertopfboden (43) oder zum oberen Bereich des Brennertopfes (10) orientiert verlaufen.
16. Brennertopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalen (132) jedes der unmittelbar oberhalb des oberen Brennerrings (18) angeordneten Löcher (32) parallel oder nahezu parallel zum Brennertopfboden (42) verlaufen.
17. Verfahren zur Herstellung des Brennertopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher in Reihen in die Mantelfläche gestanzt und anschliessend Sicken im Bereich der Löcher zur Erzielung einer gewünschten Orientierung der Löchernormalen gebildet werden.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennertopf für flüssige Brennstoffe mit einem Boden, einem zylindrischen Mantel, in dem sich auf mehreren Mantelkreisen Öffnungen vorzugsweise in Form von in Reihen angeordneten Löchern für den Luftzutritt befinden, sowie mit zumindest einem im Topfinnern eingelegten Brennerring, der im Abstand von der In nenfläche des Mantels angeordnet ist. Gleichzeitig bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des Brennertopfes.
Ein Brennertopf der eingangs genannten Art ist zum Beispiel dem DE-GM 71 39 671 zu entnehmen. Derartige Brennertöpfe werden ohne besondere Zuluftförderung durch einen Lüfter oder ähnliches betrieben, und beispielsweise in Ölöfen und Ölkesseln benutzt. Die zur Verbrennung notwendige Zuluft wird durch den vom Kamin erzeugten Unterdruck, durch im zylindrischen Mantel auf mehreren Mantelkreisen befindlichen Öffnungen, angesaugt. Dabei sind die Löcher derart im Mantel angeordnet, dass die Luftzufuhr in etwa tangential zu der Mantelinnenfläche verläuft. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine gute Verwirbelung zwischen den aufsteigenden Öldämpfen und der eintretenden Luft im Randbereich erfolgen kann. Dieser Verbrennungszustand lässt sich optimal nur für eine bestimmt Ölmenge und einen bestimmten Schornsteinzug erreichen.
In der Praxis kann ein bestimmter Schornsteinzug nicht definiert werden und die Ölmenge wird entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf dosiert zugeführt.
Dies bedeutet beispielsweise, wenn ein hoher Schomsteinzug vorhanden ist, die benötigte Ölmenge jedoch relativ gering ist, dass die Verbrennung einen hohen Luftüberschussanteil aufweist, der wiederum einen schlechten Wirkungsgrad des Gesamtgerätes hervorruft. Umgekehrt führt ein geringer Schornsteinzug, in Verbindung mit einer grösseren Olmenge, zur unvollständigen Verbrennung und damit zur CO-Bildung, die ebenfalls einen schlechten Wirkungsgrad hervorruft und gleichzeitig erheblich zur Umweltverschmutzung beiträgt.
Wird eine grössere Ölmenge einem bereits in Betrieb befindlichen heissen Brennertopf zugeführt, kann diese sofort verdampfende Menge sich nicht vollständig mit der Zuluft vermischen, ein Teil des Öldampfes geht unverbrannt in den Schornstein und führt durch Kondensation an den Schornsteinwandungen zu Versottungserscheinungen und gleichzeitig zur Energieverschwendung, da die in diesem Ol vorhan
dene Heizkraft nicht ausgenutzt wird. Bei Versuchen musste man immer wieder feststellen, dass besonders bei Brennertöpfen mit grösserem Aussendurchmesser und hoher Leistung, wie sie vorzugsweise in Warmwassererzeugern und Warmluftgeräten verwendet werden, unverbranntes Öl im Abgas vorhanden war. Herstellungstechnisch zeigen die eingangs genannten Brennertöpfe die Schwierigkeit, dass die Löcher zunächst in die Mantelfläche gestanzt werden, um diese zur Er Erzielung der gewünschten Strömungsrichtung der eintretenden Luft zu verschränken. Diese Tätigkeit wird von Hand oder von einer Maschine Loch für Loch durchgeführt, wodurch die Herstellung eines entsprechenden Brennertopfes sehr zeitund damit kostenaufwendig ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brennertopf der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass sichergestellt ist, dass sowohl bei kleinster als auch bei grösster Brennerstellung, weitestgehend unabhängig von einem durch den Schornstein gebildeten Unterdruck, eine vollständige Verbrennung der Öldämpfe erfolgt, so dass demzufolge kein unverbranntes Öl in die Abgase gelangen kann.
Ausserdem soll der CO2-Gehalt wesentlich erhöht werden, wodurch der Wirkungsgrad des ölbeheizten Geräts optimiert und damit Energie eingespart wird. Schliesslich soll erzielt werden, dass durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Brennertopfes eine einfachere und zeitsparende Herstellung möglich wird, um einen kostengünstigen Brennertopf zur Verfügung stellen zu können. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwei Brennerringe im Abstand zueinander und jeweils im Abstand zu der Innenfläche des Mantels angeordnet sind, dass das Profil des oberen Brennerrings V-förmig und das Profil des unteren Brennerrings Uförmig ausgebildet ist, wobei die Brennerringejeweils von Lochreihen umgeben sind.
Durch den erfindungsgemässen Brennertopf hat man im Gegensatz zu dem deutschen Gebrauchsmuster 71 39 671 erneut den Gedanken aufgegriffen, anstelle eines einzigen Brennerringes zwei Brennerringe oder Flammleitringe in den Brennertopf anzuordnen. Dabei hat manjedoch die Brennerringe derart ausgestaltet, dass die eintretende Luft einerseits eine vollständige Verwirbelung, sowohl im Randbereich als auch in der Mitte des Brennertopfes, mit den aufsteigenden Öldämpfen herbeiführt, andererseits durch Wirbelbildung einen Luftüberschuss vermeidet, so dass auch bei den zuvor beschriebenen Extrembedingungen eine vollständige Verbrennung und damit eine Energieeinsparung erfolgt und darüberhinaus die Umweltverschmutzung reduziert wird. Dieses Ergebnis war von vornherein nicht zu erwarten und daher überraschend.
Die gute Verwirbelung ist möglicherweise dadurch zu erklären, dass nicht nur die Brennerringe unterschiedliche Formen aufweisen, was an und für sich bekannt ist, sondern dass insbesondere der untere Brennerring U-förmig ausgebildet ist. Verstärkt wird die Wirkung des unteren Brennerrings durch die V-förmige Ausgestaltung des oberen Brennerringes.
Dieser besteht vorzugsweise aus drei konzentrisch angeordneten Abschnitten, von denen die inneren Abschnitte zueinander und zum Brennertopfradius einen Winkel einschliessen.
Mit anderen Worten zeigen Abschnitte des oberen Brennerrings einen Anstellwinkel zu dem Brennerradius, so dass auf diese Flächen auftreffende Zuluft abgelenkt und zum Topfinneren geführt wird, wodurch erkennbar auch im Mittenbereich des Brennertopfes eine gute Verwirbelung erzielt wird.
Eine gute Vermischung zwischen Öldampf und Zuluft hat sich dann gezeigt, wenn der dem Brennertopfinnern zugewandte Abschnitt zum Brennertopfradius einen Winkel zwischen 20 und 15", vorzugsweise von 18 umschliesst. Des weiteren hat sich herausgestellt, dass besonders gute Verbrennungsergebnisse erzielt werden, wenn die Breite jedes der äusseren Abschnitte des oberen Brennerrings in etwa gleich und ihre Summe geringer als die halbe Breite des inneren Abschnitts ist. Dabei verläuft der äussere Abschnitt vorzugsweise parallel oder nahezu parallel zum Brennertopfboden.
Der untere Brennertopfring, der - wie erwähnt - U-förmig ausgebildet ist, besteht aus einem parallel zum Brennertopfboden verlaufenden Bodenabschnitt mit zwei parallel zueinander angeordneten, nach oben gerichteten Schenkeln. Die Optimierung der Verwirbelung wird dann erreicht, wenn der Abstand zwischen den Schenkeln 5 bis 6-fach grösser als die jeweilige Schenkelhöhe ist.
Die Funktionstüchtigkeit des erfindungsgemässen Brennertopfes hängt auch entscheidend von der Anordnung und Ausgestaltung der in dem Mantels Brennertopfes angeordneten Löcher ab. So werden überaus gute Verbrennungser gebnisse erzielt, wenn der Durchmesser eines jeden Loches unterhalb des oberen Brennerringes gleich oder nahezu gleich ist. Vorzugsweise sollte in Bezug auf sämtliche Löcher der Durchmesser eines Loches im Vergleich zu einem unterhalb von diesem angeordneten Loch gleich oder grösser sein.
Nach der Lehre ist es angebracht, dass zwischen den Brennerringen zwei Reihen von Löchern angeordnet sind, wobei die Summe aller Lochflächen einer Reihe von der Summe aller Lochflächen der anderen Reihe um weniger als 10% abweicht. Aber auch die Summe aller Lochflächen der unmittelbar oberhalb des oberen beziehungsweise unmittelbar unterhalb des unteren Brennerrings angeordneten Reihen von Löchern beeinflusst den Wirkungsgrad des erfindungsgemässen Brennertopfes nicht unwesentlich. Daher sollte deren Summe jeweils gleich oder nahezu gleich sein.
Bei der Überprüfung hinsichtlich des Zugbedarfs, der Russbildung, des Regelbereichs und hinsichtlich der Optimierung des Wirkungsgrades hat sich herausgestellt, dass der Brennertopf vorzugsweise fünf Reihen von Löchern aufweist, von denen die Summe der Lochflächen der obersten Reihe grösser als die Summe der Lochflächen jeder anderen Reihe von Löchern ist.
Damit die Zuluft unter gewünschtem Winkel zum Brennerradius in dem Brennertopf eindringen kann, sind die Lochreihen zum Teil in Sicken, vorzugsweise in Aussensicken angeordnet. Dabei sind die Löcher innerhalb der Sicken derart vorgesehen, dass die Normalen der Löcher auf die Mittelachse des Brennertopfes gerichtet sind und mit Ausnahme der untersten Reihe von Löchern parallel zum Brennertopfboden oder zum oberen Bereich des Brennertopfs orientiert verlaufen. Um den Anstellwinkel der Abschnitte des oberen Brennerringes in Bezug auf den Brennerradius zur Verwirbelung der Zuluft auszunutzen, ist vorzugsweise die Normale jedes der unmittelbar oberhalb des oberen Brennerrings angeordneten Löcher parallel zum Brennertopf orientiert.
Um ein einfaches Anordnen der Löcher in der Mantelfläche und eine gewünschte Einstellung der Löchernormalen zum Brennerradius herbeizuführen, ohne dass eine aufwendige, von Hand oder von einer Maschine durchzuführende Verschränkung der Löcher erfolgen muss, werden nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Löcher in Reihen in die Mantelfläche gestanzt und anschliessend Sicken im Bereich der Löcher zur Erzielung einer gewünschten Orientierung der Löchernormalen gebildet. Bei diesen Sicken handelt es sich vorzugsweise um Aussensicken.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt des erfindungsgemässen Brennertopfes,
Fig. 2 eine ausschnittsweise Ansicht des Brennertopfes nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen im oberen Bereich des Brennertopfs angeordneten Brennerring,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 3,
Fig. 5 einen im unteren Bereich des Brennertopfs angeordneten Brennerring und
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 5.
Ein Brennertopf 10 besteht aus einem ringförmigen Brennerboden 12, auf dem ein Brennermantel 14 aufgesetzt ist.
Flüssiger Brennstoff, beispielsweise leichtes Heizöl, tritt über eine Zuleitung 16 ein. Im nicht dargestellten Teil der Zuleitung befindet sich ein Regelventil zur Einstellung der Menge des zufliessenden Brennstoffes und damit auch zur Einstellung der Heizleistung im bestimmten Regelbereich. Bei Inbetriebnahme wird der Brennertopf gezündet. Nachfliessender Brennstoff verdampft und mischt sich mit durch Öffnungen im Mantel 14 eintretender Luft. Das Gemisch brennt dann als Heizflammeje nach Stellung des Regelventils im oder über dem Brennertopf 10. Die Öffnungen im Mantel 14 werden durch Löcher 26,28, 30,32, 34 gebildet, die auf Mantelkreisen in Form von Lochreihen angeordnet sind. Die Lochdurchmesser einer jeden Lochreihe sind üblicherweise gleichbleibend und die Löcher haben regelmässige Abstände zueinander.
Die Verteilung und Grösse der Löcher sowie der Verlauf deren Normalen zum Brennerradius ist von wesentlicher Bedeutung für das Betriebsverhalten des Brennertopfs in einem Ofen. Das bedeutet, dass der Russwert in den Abgasen, die Brennergeräusche, die Heizleistung und der Regelbereich, bezogen auf die Topfgrösse, ein hoher COrGehalt, die Rückstandsbildung im Brennertopf sowie das Verhindern bei Vorliegen von unverbranntem Ol im Abgas davon abhängen. Des weiteren ist der Fig. 1 zu entnehmen, dass zwei Brennerringe 18 und 20 in einem Abstand a zu dem Brennermantel 14 und im Abstand zueinander im Inneren des Brennertopfes 10 angeordnet sind. Dabei ist das Profil des oberen Brennerringes 18 V-förmig und das Profil des unteren Brenneringes 20 Uförmig ausgebildet.
Die Brennerringe 18 und 20 liegen auf in das Brennertopfinnere hineinragenden Vorsprüngen in Form von zum Beispiel Stiften oder Nieten 22 beziehungsweise 24 auf.
Der obere Brennerring 18 besteht aus drei Abschnitten 46, 48 und 50. Dies ist insbesondere den Fig. 3 und 4 zu entnehmen. Der innere Abschnitt 46 beschreibt vorzugsweise zu dem Brennertopfradius einen Winkel von 18". Die Breite des inneren Abschnitts 46 ist so gewählt, dass sie doppelt so gross ist, wie die Summe der Breiten der äusseren Abschnitte 48 und 50.
Dabei sind die letzteren Abschnitte 48 und 50 so gebildet, dass der äussere Abschnitt parallel oder nahezu parallel zum Brennertopfradius verläuft, wohingegen der mittlere Abschnitt gleichfalls einen Winkel zu diesem umschliesst. Damit der Brennerring 18 auf den Halterungen 22 gut aufliegen kann, sind an der Unterseite des Brennerringes spezielle Profile 52 eingelassen, die gewährleisten, dass der Brennerring 18 sicher auf den Halterungen 22 aufliegt.
Der untere Brennerring 20 ist - wie bereits erwähnt förmig ausgebildet. Dies ist insbesondere den Fig. 5 und 6 gut zu entnehmen. Der Brennerring weist auf einer Peripherie zusätzliche Ausnehmungen 16 auf, die erforderlich sind, um den Brennerring 20 von oben über die Halterung 22 in den Bereich der unteren Halterung 24 einlegen zu können. Die Uförmige Gestaltung des unteren Brennerrings 20 wird durch einen Bodenbereich 54 mit zwei parallel zueinander angeordneten nach oben gerichteten Schenkeln 56 und 58 gebildet.
Um eine gute Verwirbelung der einströmenden Zuluft mit den aufsteigenden Öldämpfen zu erzielen, ist der Abstand zwischen den Schenkeln 56 und 58 fünf- bis sechsmal grösser als die jeweilige Schenkelhöhe 56 beziehungsweise 58.
Wie bereits mehrmals ausgeführt worden ist, ist mit von ausschlaggebender Bedeutung für die Verwirbelung und demzufolge für den Wirkungsgrad des ölbeheizten Geräts die Anordnung der Löcher in der Mantelfläche. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist der erfindungsgemässe Brennertopf 10 fünf Lochreihen auf, in denen die Löcher 26 beziehungsweise 28 beziehungsweise 30 beziehungsweise 32 beziehungsweise 34 angeordnet sind. Die Normalen der entsprechenden Löcher sind mit den Bezugszeichen 126, 128, 130, 132 und 134 bezeichnet. Die Normalen der Löcher 26,28, 30 und 34 beschreiben zu dem Brennertopfradius einen Winkel. Um die entsprechende Orientierung der Normalen zu erzielen, sind die Löcher auf Sicken, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf Aussensicken 36, 38,40,44 angeordnet.
Dadurch wird auf einfache Weise der Einstellwinkel der Lochnormalen eingerichtet. Mit Ausnahme der Löcher 26 der untersten Lochreihe beschreiben die oberen auf Sicken 38,40,44 angeordneten Normalen 128, 130, 134 der Löcher 28, 30 und 34 einen Winkel zum Brennerradius, der positiv orientiert ist, also zur oberen Öffnung des Brennertopfes 10 hinweist. Dagegen weisen die Normalen 126 der unteren Löcher 26 in Richtung auf den Brennertopfboden 42.
Nachstehend wird ein praktisch erprobtes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es handelt sich um einen Brennertopf mit einem Aussendurchmesser von 178 mm und einer Gesamthöhe h von 158 mm Die Brennerringe 18 und 20 sind im Abstand a = 2,12 mm von der Innenfläche des Brennermantels 14 angeordnet. Der Brennertopf 10 besteht aus insgesamt fünf Lochreihen, deren Abstand vom oberen Rand des Brennertopfes 10 wie folgt gewählt ist:
Lochreihe 1 1(Löcher 26) = 106,28 mm
Lochreihe 12 (Löcher 28) = 80,98 mm
Lochreihe 13 (Löcher 30) = 58,68 mm
Lochreihe 14 (Löcher 32) = 40,40 mm
Lochreihe 15 (Löcher 34) = 22,10 mm
Die Anzahl der Löcher pro Lochreihe beläuft sich auf:
11 = 30 Stück mit Durchmesser 2,0 mm
12 = 19 Stück mit Durchmesser 2,0 mm
13 = 18 Stück mit Durchmesser 2,0 mm
14 = 19 Stück mit Durchmesser 2,5 mm
15 = 88 Stück mit Durchmesser 2,9 mm
Daraus ergibt sich die Summe aller Lochflächen in mm2 von:
: 11= 94,20mm2
12 = 59,66 mm2
13 = 56,52 mm2
14= 93,29mm2 = = 581,68 mm2
Die Brennerringe 18 und 20 haben folgende Masse:
Unterer Brennerring 20:
Aussendurchmesser = 172 mm
Innendurchmesser = 115 mm
Höhe der Schenkel = 5 mm
Der obere Brennerring 18 weist gleichfalls einen äusseren Durchmesser von 172 mm auf, wohingegen der innere Durchmesser 122 mm beträgt. Die Höhe des Brennerringes im Bereich des inneren Abschnitts 46 beläuft sich auf maximal 7 mm, wobei die Höhe des Brennerrings 18 im mittleren Abschnitt (48) 3 mm misst.
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PATENT CLAIMS
1. burner pot for liquid fuels with a bottom, a cylindrical casing, in which openings for air access are located on several casing circles, and with at least one burner ring inserted in the pot interior, which is arranged at a distance from the inner surface of the casing, characterized in that two burner rings (18, 20) at a distance from one another and each at a distance (a) to the inner surface of the jacket (14) that the profile of the upper burner ring (18) is V-shaped and the profile of the lower burner ring (20) Is U-shaped, the burner rings being surrounded by rows of holes (30, 32; 26, 28).
2. Burner pot according to claim 1, characterized in that the upper burner ring (18) consists of three concentrically arranged sections (46, 48, 50), of which the inner sections (46, 48) form an angle with one another and with the burner pot radius.
3. Burner pot according to claim 2, characterized in that the portion (46) facing the inside of the burner pot encloses an angle between 20 and 15, preferably 18, to the burner pot radius.
4. Burner pot according to claim 2 or 3, characterized in that the width of each of the outer sections (48, 50) is approximately the same and their sum is less than half the width of the inner section (46).
5. Burner pot according to claim 2, characterized in that the outer section (50) runs parallel or almost parallel to the burner pot base (52).
6. Burner pot according to claim 1, characterized in that the lower burner pot ring (20) consists of a parallel to the burner pot base (42) extending bottom portion (54) with two mutually parallel, upward directed legs (58, 56).
7. Burner pot according to claim 6, characterized in that the distance between the legs (56, 58) is five to six times greater than the respective leg height.
8. Burner pot according to one of claims 1 to 7, characterized in that the diameter of each hole (28, 30) between the burner rings (18, 20) is the same or almost the same.
9. Burner pot according to one of claims 1 to 8, characterized in that the diameter of each hole (26, 28, 30) below the upper burner ring (18) is the same or almost the same.
10. Burner pot according to one of claims 1 to 9, characterized in that the diameter of a hole (34 or 32 or 30 or 28) compared to a hole arranged below this (32 or 30 or 28 or 26) at least equal or larger is.
11. Burner pot according to claim 1, characterized in that between the burner rings (18, 20) two rows of holes (28, 30) are arranged, the sum of all perforated areas of one row from the sum of all perforated areas of the other row by less than 10 % deviates.
12. Burner pot according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sum of all the perforated areas of the rows of holes (32 or 26) arranged immediately above the upper or the immediately below the lower burner ring (18 or 20) is the same or almost the same .
13. Burner pot according to one of claims 1 to 12, characterized in that the burner pot has five rows (26, 28, 30, 32, 34) of holes, of which the sum of the hole areas of the top row (34) is larger than that
Sum of the perforated areas of each of the other rows of holes (26 or 28 or 30 or 32).
14. Burner pot according to one of claims 1 to 13, characterized in that the rows of holes (26, 28, 30, 34) are partially arranged in beads, preferably in outer beads (36, 38, 40, 44).
15. Burner pot according to claim 14, characterized in that the normals (126, 128, 130, 134) of the holes (26, 28, 30, 34) are directed to the central axis of the burner pot (10) and with the exception of the bottom row of Holes (26) run parallel to the burner pot base (43) or to the upper area of the burner pot (10).
16. Burner pot according to one of claims 1 to 15, characterized in that the normals (132) of each of the holes (32) arranged directly above the upper burner ring (18) run parallel or almost parallel to the burner pot base (42).
17. A method for producing the burner pot according to one of claims 1 to 16, characterized in that the holes are punched in rows in the lateral surface and then beads are formed in the area of the holes to achieve a desired orientation of the hole normals.
The invention relates to a burner pot for liquid fuels with a bottom, a cylindrical casing, in which openings are preferably arranged in rows in the form of holes arranged in rows for air access, and with at least one burner ring inserted in the pot inside, which is spaced apart is arranged from the inner surface of the jacket. At the same time, the invention relates to a method for producing the burner pot.
A burner pot of the type mentioned can be found, for example, in DE-GM 71 39 671. Such burner pots are operated without special supply of air by a fan or the like, and are used, for example, in oil stoves and oil boilers. The supply air required for combustion is sucked in by the negative pressure generated by the chimney through openings in the cylindrical jacket on several jacket circles. The holes are arranged in the jacket in such a way that the air supply runs approximately tangentially to the jacket inner surface. This arrangement has the advantage that there is good swirling between the rising oil vapors and the incoming air in the edge area. This combustion state can only be optimally achieved for a certain amount of oil and a certain chimney draft.
In practice, a specific chimney draft cannot be defined and the amount of oil is metered in according to the respective heat requirement.
This means, for example, if there is a large chimney intake, but the amount of oil required is relatively small, that the combustion has a high excess of air, which in turn causes poor efficiency of the overall device. Conversely, a small chimney draft, in conjunction with a larger amount of oil, leads to incomplete combustion and thus to the formation of CO, which also causes poor efficiency and at the same time contributes significantly to environmental pollution.
If a large amount of oil is fed into a hot burner pot that is already in operation, this immediately evaporating amount cannot mix completely with the supply air, some of the oil vapor goes unburned into the chimney and leads to sooting phenomena and condensation on the chimney walls and, at the same time, to energy waste because existing in this oil
whose heating power is not used. During tests, it had to be found again and again that unburned oil was present in the exhaust gas, especially in burner pots with a larger outside diameter and high performance, as are preferably used in hot water generators and hot air devices. In terms of production technology, the burner pots mentioned at the outset show the difficulty that the holes are first punched into the lateral surface in order to cross them in order to achieve the desired direction of flow of the incoming air. This activity is carried out hole by hole by hand or by a machine, which means that the production of a corresponding burner pot is very time-consuming and therefore costly.
It is therefore an object of the present invention to design a burner pot of the type mentioned at the outset in such a way that it is ensured that both with the smallest and with the largest burner position, a complete combustion of the oil vapors takes place, largely independently of a negative pressure formed by the chimney, so that consequently no unburned oil can get into the exhaust gases.
In addition, the CO2 content should be increased significantly, which optimizes the efficiency of the oil-heated device and thus saves energy. Finally, it is to be achieved that the design of the burner pot according to the invention enables simpler and time-saving production in order to be able to provide an inexpensive burner pot. The object is achieved according to the invention in that two burner rings are arranged at a distance from one another and in each case at a distance from the inner surface of the jacket, that the profile of the upper burner ring is V-shaped and the profile of the lower burner ring is U-shaped, the burner rings each being surrounded by rows of holes are.
In contrast to the German utility model 71 39 671, the inventive burner pot has once again taken up the idea of arranging two burner rings or flame guide rings in the burner pot instead of a single burner ring. However, the burner rings have been designed in such a way that the incoming air on the one hand causes complete swirling, both in the edge area and in the center of the burner pot, with the rising oil vapors, and on the other hand avoids excess air by creating swirls, so that even under the extreme conditions described above, complete combustion and thus an energy saving takes place and furthermore the pollution is reduced. This result was not to be expected from the start and was therefore surprising.
The good swirling can possibly be explained by the fact that not only do the burner rings have different shapes, which is known per se, but in particular that the lower burner ring is U-shaped. The effect of the lower burner ring is enhanced by the V-shaped design of the upper burner ring.
This preferably consists of three concentrically arranged sections, of which the inner sections form an angle with one another and with the burner pot radius.
In other words, sections of the upper burner ring show an angle of incidence with respect to the burner radius, so that supply air impinging on these surfaces is deflected and led to the inside of the pot, so that good swirling is also clearly achieved in the central area of the burner pot.
A good mixture between oil vapor and supply air has been shown if the section facing the inside of the burner pot to the burner pot radius encloses an angle between 20 and 15 ", preferably of 18. It has also been found that particularly good combustion results are achieved if the width of each of the outer sections of the upper burner ring is approximately the same and their sum is less than half the width of the inner section, the outer section preferably running parallel or almost parallel to the burner pot base.
The lower burner pot ring, which - as mentioned - is U-shaped, consists of a bottom section running parallel to the burner pot bottom with two parallel, upwardly directed legs. The swirl is optimized when the distance between the legs is 5 to 6 times greater than the respective leg height.
The functionality of the burner pot according to the invention also crucially depends on the arrangement and configuration of the holes arranged in the burner pot. Very good combustion results are achieved if the diameter of each hole below the upper burner ring is the same or almost the same. With respect to all holes, the diameter of a hole should preferably be equal to or larger than a hole arranged below it.
According to the teaching, it is appropriate that two rows of holes are arranged between the burner rings, the sum of all perforated areas of one row deviating from the sum of all perforated areas of the other row by less than 10%. However, the sum of all the perforated areas of the rows of holes arranged immediately above the upper or immediately below the lower burner ring also has a significant influence on the efficiency of the burner pot according to the invention. Therefore, their sum should be the same or almost the same.
When checking the train requirement, soot formation, the control range and optimizing the efficiency, it was found that the burner pot preferably has five rows of holes, of which the sum of the perforated areas of the top row is greater than the sum of the perforated areas of each other row of holes.
So that the supply air can penetrate into the burner pot at the desired angle to the burner radius, the rows of holes are partly arranged in beads, preferably in outside beads. The holes within the beads are provided such that the normals of the holes are directed towards the central axis of the burner pot and, with the exception of the bottom row of holes, run parallel to the burner pot base or to the upper region of the burner pot. In order to utilize the angle of attack of the sections of the upper burner ring in relation to the burner radius for swirling the supply air, the normal of each of the holes arranged immediately above the upper burner ring is preferably oriented parallel to the burner pot.
In order to bring about a simple arrangement of the holes in the lateral surface and a desired setting of the hole normals to the burner radius, without the need for complex, manual or machine-based interlocking of the holes, the holes are punched in rows in the lateral surface using the method according to the invention and then beads are formed in the area of the holes to achieve a desired orientation of the hole normals. These beads are preferably outside beads.
Further details, advantages and features of the invention result from the following description of the drawing.
Show it:
1 shows a partial section of the burner pot according to the invention,
2 is a partial view of the burner pot according to FIG. 1,
3 shows a plan view of a burner ring arranged in the upper region of the burner pot,
4 shows a section along the line A-B of FIG. 3,
5 shows a burner ring arranged in the lower region of the burner pot and
FIG. 6 shows a section along the line A-B of FIG. 5.
A burner pot 10 consists of an annular burner base 12 on which a burner jacket 14 is placed.
Liquid fuel, for example light heating oil, enters via a feed line 16. In the part of the supply line, not shown, there is a control valve for setting the amount of fuel flowing in and thus also for setting the heating power in the specific control range. The burner pot is ignited when starting up. The flowing fuel evaporates and mixes with air entering through openings in the jacket 14. The mixture then burns as a heating flame depending on the position of the control valve in or above the burner pot 10. The openings in the jacket 14 are formed by holes 26, 28, 30, 32, 34, which are arranged on jacket circles in the form of rows of holes. The hole diameters of each row of holes are usually constant and the holes are regularly spaced from one another.
The distribution and size of the holes as well as the course of their normal to the burner radius is essential for the operating behavior of the burner pot in an oven. This means that the soot value in the exhaust gases, the burner noises, the heating output and the control range, based on the pot size, a high COr content, the formation of residues in the burner pot and the prevention of unburned oil in the exhaust gas depend on it. It can further be seen from FIG. 1 that two burner rings 18 and 20 are arranged at a distance a from the burner jacket 14 and at a distance from one another in the interior of the burner pot 10. The profile of the upper burner ring 18 is V-shaped and the profile of the lower burner ring 20 is U-shaped.
The burner rings 18 and 20 rest on projections projecting into the interior of the burner pot in the form of, for example, pins or rivets 22 and 24, respectively.
The upper burner ring 18 consists of three sections 46, 48 and 50. This can be seen in particular in FIGS. 3 and 4. The inner section 46 preferably describes an angle of 18 "to the burner pot radius. The width of the inner section 46 is selected so that it is twice as large as the sum of the widths of the outer sections 48 and 50.
The latter sections 48 and 50 are formed such that the outer section runs parallel or almost parallel to the burner pot radius, whereas the middle section likewise encloses an angle to this. So that the burner ring 18 can rest well on the brackets 22, special profiles 52 are embedded on the underside of the burner ring, which ensure that the burner ring 18 rests securely on the brackets 22.
The lower burner ring 20 is - as already mentioned - formed. This can be seen particularly well in FIGS. 5 and 6. The burner ring has additional recesses 16 on a periphery, which are required in order to be able to insert the burner ring 20 from above via the holder 22 into the region of the lower holder 24. The U-shaped design of the lower burner ring 20 is formed by a base region 54 with two upwardly directed legs 56 and 58 arranged parallel to one another.
In order to achieve a good swirling of the incoming air with the rising oil vapors, the distance between the legs 56 and 58 is five to six times larger than the respective leg height 56 or 58.
As has already been said several times, the arrangement of the holes in the lateral surface is of crucial importance for the turbulence and consequently for the efficiency of the oil-heated device. As can be seen from FIG. 1, the burner pot 10 according to the invention has five rows of holes in which the holes 26 or 28 or 30 or 32 or 34 are arranged. The normals of the corresponding holes are designated by the reference numerals 126, 128, 130, 132 and 134. The normals of holes 26, 28, 30 and 34 describe an angle to the burner pot radius. In order to achieve the appropriate orientation of the normals, the holes are arranged on beads, in the exemplary embodiment according to FIG. 1 on outside beads 36, 38, 40, 44.
As a result, the setting angle of the hole standards is set up in a simple manner. With the exception of the holes 26 of the lowest row of holes, the upper normals 128, 130, 134 of the holes 28, 30 and 34 arranged on beads 38, 40, 44 describe an angle to the burner radius which is oriented positively, that is to say to the upper opening of the burner pot 10 . In contrast, the normals 126 of the lower holes 26 point in the direction of the burner pot bottom 42.
A practical example will now be described.
It is a burner pot with an outer diameter of 178 mm and a total height h of 158 mm. The burner rings 18 and 20 are arranged at a distance a = 2.12 mm from the inner surface of the burner jacket 14. The burner pot 10 consists of a total of five rows of holes, the distance from the upper edge of the burner pot 10 is selected as follows:
Hole row 1 1 (holes 26) = 106.28 mm
Hole row 12 (holes 28) = 80.98 mm
Hole row 13 (holes 30) = 58.68 mm
Hole row 14 (holes 32) = 40.40 mm
Hole row 15 (holes 34) = 22.10 mm
The number of holes per row of holes is:
11 = 30 pieces with a diameter of 2.0 mm
12 = 19 pieces with a diameter of 2.0 mm
13 = 18 pieces with a diameter of 2.0 mm
14 = 19 pieces with a diameter of 2.5 mm
15 = 88 pieces with a diameter of 2.9 mm
This gives the sum of all perforated areas in mm2 of:
: 11 = 94.20mm2
12 = 59.66 mm2
13 = 56.52 mm2
14 = 93.29mm2 = = 581.68mm2
The burner rings 18 and 20 have the following dimensions:
Lower burner ring 20:
Outside diameter = 172 mm
Inner diameter = 115 mm
Height of the legs = 5 mm
The upper burner ring 18 also has an outer diameter of 172 mm, whereas the inner diameter is 122 mm. The height of the burner ring in the area of the inner section 46 amounts to a maximum of 7 mm, the height of the burner ring 18 in the middle section (48) measuring 3 mm.