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Einrichtung zur Speisung von Brennern mit flüssigem Brennstoff aus
einem Vorratsbehälter Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speisung von Brennern
mit flüssigem Brennstoff aus einem Vorratsbehälter, bei welcher zwischen dem Vorratsbehälter
und dem Brennei ein Druckgefälle besteht und schlägt vor, in der Verbindungsleitung
zwischen Brennstoffbehälter und Brenner eine Schwelle anzuordnen, die in ihrer Höhenabmessung
derart bemessen ist, daß sie vom flüssigen Brennstoff durch die Volumensvergrößerung
der in der zur Schwelle führenden, durch die Brennerflamme unmittelbar oder mittelbar
beheizten Steigleitung stehenden Flüssiglceitssäule beim Betrieb des Brenners fortlaufend
überschritten wird.
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Durch diese Maßnahme wird mit Sicherheit erreicht, daß die Brennstofförderung
zum Brenner aufhört, sobald die Brennerflamme erlischt. Des weiteren erreicht man
durch die erfindungsgemäße Anordnung ohne die Einschaltung mechanisch bewegter Teile
eine fortlaufende und stetige Versorgung des Brenners, die ausschließlich von der
Beheizung der Steigleitung, also von der willkürlich einzustellenden Brennerleistung
abhängig ist.
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Vorzugsweise bildet die Steigleitung den einen Schenkel einer U-förmigen
Leitung, deren anderer Schenkel an das Vorratsgefäß angeschlossen ist. Die Schwelle
befindet sich zweckmäßig in einem mit dem Brenner in Verbindung stehenden Aufnehmergefäß,
das bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes einen einen
höchsten Flüssigkeitsstand begrenzenden Überlauf aufweist, der mit einer Leitung
zur Abführung der überlaufenden Flüssigkeit in Verbindung steht. Um zu verhindern,
daß die vorzugsweise in den Vorratsbehälter zurückgeleitete überschüssige Flüssigkeit
Wärme in den Vorratsbehälter mitschleppt, wird die Überlaufleitung zweckmäßig mit
Vorrichtungen zur Wärmeabführung versehen.
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An das Aufnehmergefäß wird zweckmäßig ein Verflüssigerrohr zum Niederschlagen
der aus der Steigleitung austretenden Dämpfe angeschlossen. Das Aufnehrnergefäß
selbst steht zweckmäßig oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes mit den Abgaswegen
der Brennerfeuerung in offener Verbindung. Das Aufnehmergefäß kann auch im Brennstoffbehälter
selbst angeordnet sein. Die Steigleitung und die Überlaufleitung werden vorzugsweise
in einem dicht in den Brennstoffbehälter eingesetzten Schacht angeordnet.
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Weitere Erfindungsmerkmale sind der nachfolgenden Beschreibung zu
entnehmen, die sich auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
bezieht. Es zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig.2 einen Teil einer
etwas abgeänderten Ausgestaltung der Anlage nach Fig. 1, Fig. 3 bis 5 verschiedene
Einzelheiten, Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform und Fig. 7 eine etwas abgeänderte
Teilgestaltung der Anlage nach Fig. 6, Fig. 8 und 9 veranschaulichen ein drittes
und viertes Ausführungsbeispiel.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.1 wird in einem Vorratsgefäß 10
durch eine in bekannter Weise mit einem Ventil 12 versehene Sturzflasche
11 (Mariottesche Flasche) ein im wesentlichen gleichbleibender Brennstoffaufwand
s-s aufrechterhalten, da aus dem Inhalt der Flasche ständig Brennstoff nachfließt,
sobald die Flüssigkeit im Gefäß 10 abzusinken beginnt. In dieses Gefäß ist
eine U-förmige Leitung angeschlossen, deren Schenkel von einem nach abwärts gerichteten
Fallrohr 14 und von einer zum Teil im Wärmebereich einer Feuerung angeordneten Steigleitung
15 gebildet wird. Die Mündung 16 dieser Steigleitung befindet sich so hoch
über dem Flüssigkeitsstand s-s, daß nur der in der Steigleitung erwärmte und somit
spezifisch leichtere Brennstoff unter dem Einfluß der im Fallrohr 14 und im Gefäß
10 befindlichen, zwar etwas kürzeren, aber unbeheizten und deshalb spezifisch
schwereren Brennstoffsäule in ein Aufnehmergefäß 20 ausfließen kann. Mindestens
eine Teilmenge dieses geförderten Brennstoffes dient zur Versorgung der nachstehend
beschriebenen Feuerung; ein etwa vorhandener Überschuß wird durch eine Überlaufleitung
18 in das Vorratsgefäß 10 zurückgeführt. Um eine unerwünscht starke
Erwärmung des Brennstoffvorrates zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Inhalt der
Überlaufleitung 18 beispielsweise durch die dargestellten Rippen 19 zu kühlen.
Die Überlauf-
Leitung kann auch in die Falleitung 14 einmünden oder
gemäß Fig. 2 mit dieser durch ein Ventil 17 absperrbaren Leitung in Verbindung stehen.
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Der Nutzbrennstoff wird beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dem Aufnehmer
20 durch Düsen 21 und 22 entnommen, die in eine durch einen Rohrstutzen 23 mit dem
Aufnehmer in offener Verbindung stehende Kammer 24 ausmünden. Der beiderseits offene
Rohrstutzen 23 dient zum Druckausgleich zwischen der Kammer 24 und dem Aufnehmergefäß
20 und verhindert damit, daß ein in den Entnahmeleitungen 25 und 26 durch den ablaufenden
Brennstoff entstehender unterschiedlicher Druck den Flüssigkeitsdurchgang durch
die Düsen 21 und 22 beeinflussen kann. Da somit nur die im Aufnehmergefäß 20 vorhandene
geringe Flüssigkeitshöhe für den Brennstoffdurchfluß maßgebend ist, kann der Düsenquerschnitt
verhältnismäßig groß bemessen werden, so daß sie sich nicht durch Ablagerungen aus
dem Brennstoff verstopfen können.
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Die an die Entnahmeleitungen angeschlossenen Brenner 30 und 31 bestehen
aus ringzylindrischen und am Mantel mit zahlreichen Luftzuführungsöffnungen 29 versehenen
Gefäßen. Sie sind von einem. Mantel 27 umgeben, an den ein Luftstutzen 28 angeschlossen
ist. Dieser Mantel bildet den Unterteil eines als einfacher Schacht 32 dargestellten
und mit einem Abgasrohr 33 verbundenen sowie mit einer verschließbaren Bedienungsöffnung
34 versehenen Heizofens, in dem sich ein zu beheizender Teil der Steigleitung 15
befindet.
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Infolge der beim Entzünden .eines der beiden Brenner, z. B. 30, entstehenden
Temperaturerhöhung wird, wie bereits dargelegt wurde, die in der Steigleitung befindliche
Brennstoffsäule leichter als die Flüssigkeitssäule im Fallrohr 14 und im Gefäß
10. Erforderlichenfalls kann die Erhitzung bis zur Dampfblasenbildung gesteigert
werden, die - eine auch zur überwindung größerer Höhenunterschiede ausreichende
Thermosyphonförderung zur Folge hat. Durch zweckmäßige Anordnung der Steigleitung
15 kann eine unerwünscht starke Erhitzung des Brennstoffes und vor allem eine unnötig
große Dampfbildung vermieden werden: Um das Austreten, von Dämpfen zu vermeiden,
ist das Aufnehmergefäß 20 durch einen Deckel 35 abgeschlossen, in den ein zur Verflüssigung
von Dämpfen -geeignetes Rohr 36 eingesetzt -ist. Dieses Rohr kann am oberen Ende
abgeschlossen sein; beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist es, ebenso wie eine
im Gefäß 10 mündende Leitung 37, an das Abzugsröhr 33 angeschlossen.
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Wie aus diesem Ausführungsbeispiel hervorgeht, können durch mehrere
Düsen 21 und 22 von einem Aufnehmergefäß 20 mehrere zu je einem Brenner
30
undt31 führende Brennstoffentnahmeleitungen 25 und 26 versorgt werden.
Der Brenner 30,kannbeispielsweiso die Dauerheizleistung übernehmen, während dem
Brenner 31 die gelegentliche Lieferung einer größeren Wärmemenge zufällt. Die gezeichnete
Anordnung ergibt den Vorteil, daß der Brenner 31 durch die Flamme des Brenners 30
in ständiger Betriebs- und Zündbereitschaft gehalten wird und daher selbsttätig
an der Wärmelieferung teilzunehmen beginnt, sobald der Flüssigkeitszutritt zur Düse
22 z. B. durch ein -Brennstoffventil 38 selbsttätig oder durch Handverstellung
freigegeben wird. Selbstverständlich können die beiden Leitungen 25. und 26 auch
an einen einzigen Brenner -so angeschlossen werden, daß der Brennstoff in den Zeiten
normalen Wärmebedarfes nur von der Düse 21 und der-Leitung 25, bei erhöhtem Wärmebedarf
dagegen von beiden Düsen und Leitungen diesem Brenner zugeliefert wird. In den meisten
Fällen dürfte allerdings eine einzige Zuführungsleitung (z.B. Leitung 25 mit Brenner
30) ausreichen, zumal der Erfindungsgegenstand - wie aus den weiteren Ausführungsbeispielen
hervorgehen wird - mehrere sehr einfache, zweckmäßige und; betriebssichere Wege
für die Zuleitung und Regelung der Brennstoffmenge erschließt.
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Zunächst sei darauf hingewiesen, daß die thermische Brennstofförderung
gemäß der Erfindung ohne besondere Vorkehrungen eine geregelte Brennstoffzufuhr
bedingt, denn einerseits werden während. des Zünd- und Anheizvorganges infolge der
vergleichsweise großen Zähigkeit des kalten Brennstoffes zunächst noch geringe Mengen
durch die Düse gefördert, die auch bei schwacher Luftzufuhr noch rauch- und rußfrei
verbrennen können, und andererseits steigt mit zunehmender Erwärmung des Brennstoffes
die Menge des durch die Düse fließenden leichtflüssigeren Brennstoffs. Die Förderung
paßt sich also den Anfahrverhalten der Schornsteine zweckmäßig an.
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Die Brennstoffzufuhr kann weiterhin durch die Düsen 21 und 22 genau
bemessen werden. Der freie Durchgangsquerschnitt dieser Düsen ist verhältnismäßig
groß, da die wirksame Flüssigkeitshöhe im Aufnehmergefäß 20 durch die Überlaufleitung
18 begrenzt ist. Eine Verstopfung des Durchgangsquerschnittes ist also kaum zu befürchten.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Auslaßquerschnitt für den Nutzbrennstoff
auch regelbar sein. In den Boden des Aufnehmergefäßes 20 ist eine Kappe 42 eingeschraubt,
deren Ende eine Öffnung hat. In dieser Öffnung befindet sich eine mit einer Nut
41 versehene Spindel 40, die durch ein Steilgewinde 44 mittels einer Handhabe 45
verstellbar angeordnet ist. Falls eine selbsttätige Regelung erwünscht ist, kann
die Spindel auch längs verschiebbar angeordnet und mit einem selbsttätig wirkenden
Verstellglied, beispielsweise mit einem Thermostaten an sich bekannter Art, verbunden
sein. Eine Längsbohrung 43 in der Spindel 40 verbindet die von der Kappe
42 gebildete Kammer mit dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Aufnehmergefäß
20 -und dient somit dem gleichen Zweck wie der Rohrstutzen 23 in Fig. 1. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 fließt der vom Steigrohr 15 geförderte Brennstoff in einen durch eine
Zwischenwand46 abgestellten Raum des Aufnehmergefä.ßes 20. Die Wand 46 bildet 'einen
überlauf; der überlaufende Brennstoff wird durch die Leitung 18 in der bereits
beschriebenen Weise zurückgeführt, während der durch die Nut 41 hindurchfließende
Brennstoff dem an die Leitung 25 angeschlossenen Brenner zugeführt wird.
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An Stelle des in Fig. 1 gezeigten Ventils 38 kann die Brennstoffzufuhr
zum Brenner auch durch ein Tauchrohr ein- und ausgeschaltet werden. Ein derartiges,
beispielsweise längs schiebbar angeordnetes Tauchrohr kann auch zur Regelung der
Brennstoffmenge herangezogen werden. Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung dieses
Grundgedankens zeigt Fig. 4. Ein -in das Aufnahmegefäß 20 hineinragendes Ende der
Leitung 25 besteht aus einem biegsamen Schlauch 47, dessen Mündung mit einer Düse
48, versehen durch einen schwenkbar gelagerten Hebel 49, mittels eines Verstellgliedes
50 gehoben oder gesenkt werden kann. Ein Verbindungsrohr 23 sorgt für die Herstellung
gleicher Drücke vor und hinter der Düse 48. Zum Abstellen der Brennstoffzufuhr wird
die Düsenmündung 48 über den Flüssigkeitsstand im Gefäß
20 angehoben.
Das Verstellglied 50 kann mit einem nicht dargestellten Bedienungsglied oder mit
einem Thermostaten verbunden sein.
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Schließlich kann, wie aus Fig.5 hervorgeht, die Brennstoffzufuhr zum
Brenner auch durch Verändern des Flüssigkeitsstandes im Aufnehmer 20 gesteuert werden.
Am Boden des durch die Wand 46 abgegrenzten Teiles des Aufnehmergefäßes, in dem
sich die Mündung 16 der Steigleitung 15 befindet, mündet ein Nebenauslaß 52, der
durch ein Ventil 51 mehr oder weniger mit geöffnet oder auch ganz abgeschlossen
werden kann. Ein an dem Ventil 51 angebrachter und längs verschiebbar gelagerter
Schaft 53 steht in kraftschlüssiger Verbindung mit einem einarmigen Hebel 54, auf
den ein Thermostat 55 bekannter Art einwirkt. Der Nebenauslaß 52 kann an die Überlaufleitung
18 oder an das Vorratsgefäß 10 angeschlossen werden.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 zeigt, daß der Erfindungsgegenstand
auch mit Vorteil zur Brennstoffversorgung von Verdampferbrennern benutzt werden
kann. Der ringzylindrische Verdampfer 60, zu dessen Vorwärmung bei Inbetriebnahme
in die Schale 64 eine geringe Brennstoffmenge eingefüllt und angezündet wird, steht
durch die Leitung 25 mit dem Aufnehmergefäß 20 in Verbindung, der durch die teilweise
im Heizrohr 57 eines Wassererhitzers 58 angeordnete Steigleitung 15 mit Brennstoff
versorgt wird. Der im Verdampfer 60 entstehende Brennstoffdampf steht unter dem
Druck der Flüssigkeitssäule in der Leitung 25 und strömt unter diesem Druck aus
der Düse 61 aus. Die Brennstoffzufuhr wird durch eine Düse 62 geregelt. Der Brennstoffvorrat
befindet sich in einem Vorratsgefäß 10, an dessen Boden das Fallrohr14 angeschlossen
ist und dessen Hohlraum oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes durch eine Leitung
37 mit Kühlrippen 63 mit dem Abzugsrohr 33 in Verbindung steht. Außerdem ist an
diesen Behälter die Überlauf leitung 18 angeschlossen.
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Die Anordnung des zu beheizenden Teiles der Steigleitung im Bereich
der Brennerflamme bereitet mitunter bauliche Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten
können gemäß Fig. 7 dadurch vermieden werden, daß die außerhalb des unmittelbaren
Wärmebereiches der Brennerflamme angeordnete Steigleitung 15 mit einem in den Flammenbereich
hineinragenden Wärmeleitstab 65 verbunden ist, durch den die für die thermische
Förderung erforderliche Wärme zugeführt wird. Um die durch diesen Wärmeleitstab
aufgenommene Wärme möglichst vollkommen für den Fördervorgang auszunutzen, sind
dieser Körper oder Steg sowie die Steigeleitung 15 mit wärmedämmenden Hüllen 66
und 67 umkleidet. Die in Fig. 7 dargestellte Anordnung hat den Vorteil, daß das
Heizgerät (z. B. ein Wassererhitzer 58 oder ein Heizofen) sowie der Brenner mit
seiner Fördereinrichtung je für sich als bauliche Einheit hergestellt und versandt
werden können, und daß der Aufbau und die Fertigung erheblich vereinfacht werden.
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Fig. 8 zeigt, daß die thermische Brennstofförderung gemäß der Erfindung
mit Vorteil auch bei solchen Brennern angewendet werden kann, die mit erheblichem
Überdruck betrieben werden. Bei der gezeichneten Ausführungsform ist ein teilweise
mit einer Wärmedämmstoffhülle 66 versehener Wärmeleitstab 65 in einem Vorratsgefäß
10 eingetaucht, in dem in bekannter Weise durch eine Luftpumpe 68 ein auf den Brennstoffinhalt
einwirkender Druck erzeugt wird. Eine am unteren Ende des Wärmeleitstabes
65
ausmündende Längsbohrung und ein mit ihr in offener Verbindung stehendes
Rohr bilden die Steigleitung 15, die in das tassenförmige Aufnehmergefäß 20 ausmündet.
Durch eine dicht über dem Boden dieses Gefäßes endigende Entnahmeleitung 25 wird
der in den Aufnehmer geförderte flüssige Brennstoff einem Verdampfer 60 zugeführt.
Der unter dem Behälterdruck stehende und aus der Düse 61 austretende Brennstoffdampf
speist die Brennerflamme, die zur Erzeugung der Nutzwärme sowie zum Warmhalten des
Verdampfers 60 und des Wärmeleitstabes 65 dient. Auch dieses Ausführungsbeispiel
hat genau wie vorher beschriebene Ausführungsformen den Vorteil, daß dem Brenner
flüssiger Brennstoff erst dann zugeführt wird oder werden kann, wenn nach Entzünden
einer in die Schale 64 eingegossenen Anwärmbrennstoffmenge die Vorbedingung für
einen einwandfreien Betrieb des Brenners und für die Zündung des Brennstoffes geschaffen
sind.
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Das letzte Ausführungsbeispiel nach Fig.9 zeigt, daß der Erfindungsgegenstand
auch zur Brennstoffversorgung von Vergaserbrennern mit unter dem Brenner angeordneten
Brennstoffbehälter dienen und dabei die für dieses Anwendungsgebiet bisher ausschließlich
verwendeten Dochtförderer mit ihren bereits erwähnten Nachteilen vermeiden kann.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Wärmeleitstab 65 mit seiner wärmedämmenden
Hülle 66, die mit ihm wärmeleitend verbundene Steigleitung 15 sowie die Überlaufleitung
18 in einen Luftschacht 69 des ringzylindrischen Brennstoffvorratsgefäßes 10 angeordnet.
Das Aufnehmergefäß 20 ist unmittelbar mit einem Wandteil 71 eines bereits in Fig.
1 hergestellten ringzylindrischen Brenners 30 verbunden, so daß zur Zuführung des
Brennstoffes lediglich eine WandÖffnung 70 benötigt wird. Über eine zweite WaridÖffnung
72 werden beim Fördervorgang entstehende Dämpfe in die Flamme abgeleitet. Am Boden
des Brennergefäßes 30 befindet sich ein zur Inbetriebsetzung, gleichmäßigen Verteilung
und Vergasung des Brennstoffes dienender Stoff, z. B. Asbestwolle 73. Ein Sieb 74
(vgl. auch Fig. 8) soll verhindern, daß Unreinigkeiten in die Steigleitung 15 eindringen
können.