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Schalenbrenner Die Erfindung bezieht sich auf Schalenbrenner, bei
denen sich eine Verdampfungsschale in einem topfartigen Behälter befindet, auf welcher
das Öl unter Zuführung von Luft verbrennt. Derartige Brenner eignen sich zum Gebrauch
in verschiedenen Heizungsvorrichtungen, beispielsweise bei zentralen oder örtlichen
Raumheizeinrlchtungen und für Wasserheizer. Bei diesen Schalenbrennern hat man bereits
oberhalb der Verdampfungsschale einen mit Luftzufuhröffnungen versehenen Brennereinsatz
vorgesehen, in welchen durch ein mittiges Rohr die Luft eingeleitet und von dort
in den Brennraum verteilt wird. Hierfür sind in dem Brennereinsatz bekannter Ausführungen
meist an allen Seiten zahlreiche düsenförmige Öffnungen angeordnet. Bei einem anderen
bekannten Sehalenbremier ist ebenfalls auf einem die Brennerschale mittig durchbrechenden
Luftzufuhrstutzen über der Brennersahale ein Düsenkopf vorgesehen, über welchem
die Verbrennungsluft zugeführt wird. Bei diesen bekannten Ausführungen von Brennereinsätzen
sind somit lediglich Mittel vorgesehen, durch welche die Verbrennungsluft gleichmäßig
im Brennraum verteilt werden soll.
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Demgegenüber soll der Schalenbrenner nach der Erfindung so ausgebildet
werden, daß er bei jeder Belastung, die auf der Schale befindliche kleine oder größere
Ölmenge im richtigen Mischungsverhältnis mit Luft verbrennt. Hierzu muß die Vermischung
zwischen Verbrennungsluft und Öldampf bei allen Belastungen des Brenners möglichst
gleichmäßig stark sein, so daß stets eine vollständige Verbrennung dieses Gemisches
stattfinden kann.
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Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Brenner läßt sich die Heizleistung
in einem überraschend großen Bereich steuern, ohne daß dabei die Güte der Verbrennung
vermindert wird. Der Schalenbrenner nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitte der unteren Wandung des Düsenkopfes nach oben hochgezogen ist, während
der äußere Rand des Düsenkopfes bis zu einem kleinen Abstand gegenüber der Brennersahale
nach unten gezogen ist, so daß ein durch den ringförmigen Spalt nach außen hin begrenzter,
genügend großer Verdampfungsraum geschaffen ist, und daß die Wandung des als geschlossenes
Gehäuse ausgebildeten Düsenkopfes im Bereich des Ringspaltes Öffnungen für den Lufteintritt
in den Spalt aufweist.
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Der Spalt zwischen der Wand des Düsenkopfes und dem Boden der Brennerschale
wird zweckmäßig möglichst klein gehalten, so daß die Öldämpfe, die in dem innenliegenden,
durch den ringförmigen Spalt begrenzten Verdampfungsraum entstehen, zwangläufig
und in dünner Schicht mit der in diesen Spalt austretenden Verbrennungsluft vermischt
werden. Um eine genügend große Oldampfmenge auf diese Weise mit Luft zu vermischen,
wird man vorteilhaft den engsten Querschnitt zwischen Düsenkopfwandung und Schalenboden
möglichst weit an den äußeren Rand der Brennerschale hinlegen, wobei jedoch beachtet
werden muß, daß noch genügend Verdampf ungsfläche für den Vollastbetrieb des Brenners
verbleibt.
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In der den Spalt gegenüber der Brennerschale bildenden Wandung des
Düsenkopfes können mehrere Reihen düsenförmiger Luftöffnungen vorgesehen sein. Vorzugsweise
sind die unteren Öffnungen direkt gegen den Brennerboden und die darüberliegenden
Öffnungen schräg gegen die strömenden Dämpfe gerichtet. Es ist aber auch denkbar,
daß alle Öffnungen schräg nach unten zum Schalenboden gerichtet sind.
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In weiterer Ausbildung des neuen Düsenkopfes wird der zwischen ihm
und dem Brennertopfmantel befindliche Verbrennungsraum durch einen an sich bekannten
Brennerring derart abgedeckt, daß die Flammengase unmittelbar über der Schalenoberfläche
gehalten und zum Umströmen des Düsenkopfes veranlaßt werden. Gleichzeitig wird hierdurch
erreicht, daß die Wandungen des Düsenkopfes und damit die in ihn einströmende Verbrennungsluft
erwärmt werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Der vorzugsweise topfartig gestaltete Brenner wird von-einem Außenmantel
10 umschlossen. Zwischen dem Außenmantel 10 und der topfartig ausgebildeten Wandung
des Gehäuses 11 befindet sich ein ringförmiger Luftzufuhrspalt 12, in welchem die
Luft unter Wirkung des Kaminzuges aufwärts strömt und oberhalb des nach der Erfindung
verbesserten Düsenkopfes in den Brenner einströmt. Der größte Teil der zur Verbrennung
benötigten Luft tritt durch eine im Behälter 11 vorgesehene, mittigliegende untere
Öffnung 13 ein. Ein Teil dieser Luft gelangt in den Ringraum 14,
der
von dem Brennertopfmantel7 und dem ebenfalls topfartigen Gehäuse 11 begrenzt wird.
In denn Brennertopfmantel7 sind mehrere Reihen von vorzugsweise düsenförmigen Luftdurchtrittsöffnungen
9, 9', 9", über welche die Verbrennungsluft in den Brennraum eintreten kann. In
seinem unteren Teil ist der Brennertopf zu einer Brennerschale 1 ausgebildet, in
welche eine Brennstoffzuführung 15 mündet. Die Brennerschale 1 wird durchsetzt von
einem mittigliegenden Luftzufuhrstutzen 2, der mindestens bis in die Höhe der in
den Brennraum 8 einmündenden Luftdurchtrittsöffnungen 9 führt. Die über diesen Stutzen
einströmende Verbrennungsluft gelangt in den erfindungsgemäß vorgesehenen, allseitig
geschlossenen Düsenkopf 3. Er ist auf den Luftzufuhrstutzen 2 vorzugsweise mit Hilfe
eines Handgriffes 16 abnehmbar aufgesetzt.
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Nach einem Merkmal der Erfindung ist dieser Düsenkopf 3 so gestaltet,
daß er den Raum oberhalb der Brennerschale 1 in zwei Teile, nämlich den Brennraum
8 und einen Verdampfungsraum 8' derart trennt, daß zwischen beiden Räumen 8, 8'
ein möglichst enger, vorzugsweise ringförmiger Spalt 4 verbleibt. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Mitte der unteren Wandung 3 a des Düsenkopfes 3 nach oben hochgezogen
ist, «nährend der äußere Rand des Düsenkopfes bis zu einem kleinen Abstand gegenüber
der Brennerschale nach unten gezogen ist.
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In diesen Ringspalt 4 münden nach der Erfindung eine Reihe Düsenbohrungen
5, welche senkrecht oder schräg gegen die Brennerschale 1 gerichtet sind. Weitere
Düsenbohrungen 5', vorzugsweise in schräger Richtung, können unmittelbar unterhalb
eines über dem Spalt angeordneten Ringes 17 vorgesehen sein.
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Die in den Düsenkopf 3 einströmende Luft wird in diesem erwärmt und
tritt durch die Bohrungen 5 bzw. 5' in den engen Ringspalt, durch welchen die Öldämpfe
strömen müssen. Durch die Brennstoffzuführung 15 gelangt andererseits das Öl auf
die Brennerschale 1 unterhalb des Düsenkopfes 3 und verdampft dort. Die Öldämpfe
müssen durch den engen Spalt 4, der durch den Düsenkopf 3 und die Brennerschale
1 gebildet wird, hindurchtreten und mischen sich zwangläufig mit der dort aus dem
Düsenkopf austretenden Luft.
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In diesem Spalt entsteht eine kräftige Verwirbelung, und dadurch wird
eine gute Mischung zwischen Brennstoffdampf und vorgewärmter Verbrennungsluft erzielt.
Die oberen Bohrungen 5' im Düsenkopf bewirken eine weitere, zusätzliche Verwirbelung
des Gas-Luft-Gemisches. Auch das Umströmen der Kante des Ringes 17 wirkt sich günstig
auf die Vermischung der Flammengase aus.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß oberhalb des Brennraumes 8 ein Brennerring
6 vorgesehen, welcher sich schräg ansteigend von dem Brennertopfmantel 7 nach der
Mitte des Brenners erstreckt. Der Brennerring 6 bewirkt, daß die im unteren Teil
des Brennerstoffes unmittelbar oberhalb der Brennerschale 1 entstehende Flamme in
den Raum 8 zusammengehalten wird. Ferner werden durch den schräg angeordneten Brennerring
6 die Brenngase gegen die Wandungen des Düsenkopfes 3 gleitet, wodurch dieser in
jedem Belastungszustand hoch erhitzt wird und damit eine dauernde, vom Belastungszustand
weitgehend unabhängige Vorwärmung der in den Düsenkopf ein-'> strömenden Verbrennungsluft
gewährleistet ist.
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Die Erfindung ist auf das Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. So
ist es beispielsweise denkbar, daß statt des durchgehenden Ringspaltes 4 einzelne
Bohrungen oder sonstwie gestaltete DurchtrittsöfFnungen vorgesehen sind, durch welche
der Öldampf hindurchtreten muß.