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Schalenbrenner Die Erfindung betrifft einen Schalenbrenner, bestehend
aus einer topfartigen, in ihrer Mantelwand über die ganze Höhe Luftzuführungsöffnungen
aufweisenden Schale, der das zu verbrennende Öl im mittleren Teil des Schalenbodens
zugeführt wird und einem zylindrischen, die Schale umgebenden, doppelwandigen, am
unteren Ende offenen, am oberen Ende zu einem Düsenkranz verengten Luftzuführungsmantel,
durch welchen die durch Kaminsog angesaugte Verbrennungsluft den Luftzuführungsöffnungen
der Mantelwand und den darüber angeordneten, schräg nach unten gerichteten Öffnungen
eines Düsenkranzes zugeführt wird, sowie mit zum Schalenboden zentralem Luftzuführstutzen,
aus dein Luft zum Schalenboden hin zuführbar ist und einem oberhalb des Luftzuführungsstutzens
angeordneten, mit abfallender Neigung nach außen konischen Flammenleitring, der
mit einem Abstand vom Düsenkranz des Schalenbodens angeordnet ist, welcher um ein
Mehrfaches größer ist als sein Abstand vom Schalenboden.
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Schalenbrenner bekannter Art weisen eine zu große Mindestleistung
auf. Dies ist dadurch bedingt, daß im unteren Leistungsbereich zuviel Öl zugeführt
werden muß, um eine saubere und rußfreie Verbrennung zu erzielen. Darüber hinaus.
ist beim Anheizen als auch beim Abstellen immer eine Periode vorhanden, in welcher
der Brenner durch unsauberes Brennen Ruß absetzt. Diese Schalenbrenner können nur
auf ein Drittel oder ein Viertel des Ölverbrauches bei Nenn-Heizleistung bei kleiner
Brennereinstellung reduziert werden. Daraus ergibt sich nicht nur ein unwirtschaftlicher
Ölverbrauch, sondern auch eine zu hohe Wärmeabgabe, welche besonders in der übergangszeit
im Frühjahr und Herbst als unangenehm empfunden wird. Versuche, diese Kleinbrandölmenge
zu verringern, scheiterten bisher immer daran, daß die Einrichtung, die in dem Brennertopf
vorgesehen wurde, um diese Aufgabe zu lösen, sich ungünstig auf die Verbrennung
bei Großbrand bzw. mittlerer Einstellung der Heizleistung auswirkte.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalenbrenner
zu schaffen, der so gestaltet ist, daß die Sparbrennerfunktion das Arbeiten des
Brenners bei mittlerer und großer Einstellung nicht beeinflußt. Es sollen in einem
solchen Schalenbrenner auch verhältnismäßig kleine Ölmengen, zum Beispiel 0,8 Liter
in 10 Stunden, einwandfrei und sauber verbrannt werden können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mittlere Teil des in an
sich bekannter Weise nach oben gewölbten Schalenbodens horizontal verläuft und über
eine Rundsicke in einen flachkonischen Teil mit nach außen abfallender Neigung übergeht
und daß auf dem Luftzufuhrstutzen ein hohler, durch einen mit einem an sich bekannten
nach unten gerichteten Rand versehenen Schirm abgedeckter; Luftaustrittsdffnungen
aufweisender, außen komischer Körper angeordnet ist, dessen Durchmesser sich zum
Schirm hin stetig vergrößert.
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Bei den Schalenbrennern, deren Schalenboden nach oben gewölbt ist,
wird das Öl vom Schalenmantel her oder über ein Rohr zugefühzt, das den Luftzufuhrstutzen
umfaßt. Im ersten Fall gelangt Öl praktisch nie in den mittleren Bereich des Schalenbödens,
im zweiten Fall wird das Öl, das die überlaufkante erreicht hat, sofort nach außen
abgeführt. Bei dem vorstehend zuletzt erwähnten Schalenbrenner ist in dem Luftzufuhrstutzen
ein pilzförmiger Körper angeordnet, der an seiner unteren, den Luftführungsstutzenkanal
mit Abstand überdeckenden Seite eine Lenkfläche aufweist, durch die die Luft gegen
ein den mittleren Teil des Schalenbodens abdeckendes Ölverteilerblech gelenkt wird.
Dadurch wird die zugeführte Luft, die überhaupt nur durch den zentralen Luftzufuhrstutzen
zugeführt wird, durch einen verhältnismäßig dicken Ringstrahl zum Topfboden umgelenkt.
Dies erfordert die Verwendung eines Gebläses, es reicht also der Kaminsog zum Ansaugen
der Verbrennungsluft nicht aus. Dadurch, daß der nach oben gewölbte Schalenboden
in zwei Teilflächen geteilt ist, von denen die mittlere kreisringscheibenförmig,
die äußere flachkonisch ist, die beide bei größter Heizleistung des Brenners mit
Öl versorgt werden, während bei kleiner Heizleistung des Brenners nur der eine Teil,
und zwar der mittlere, mit Öl versorgt wird und dadurch, daß ein hohler, durch einen
mit einem nach unten gerichteten Rand versehenen Schirm abgedeckter, Luftauftrittsöffnungen
aufweisender, außenkonischer Körper auf dem Luftzufuhrstutzen angeordnet ist, wird
erreicht, daß der Schalenbrenner gemäß der Erfindung eine Art Brenner in einem Brenner
darstellt und dadurch die Nachteile
bisher bekannter Schalenbrenner
vermieden werden.
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Das dem mittleren Teil des Schalenbodens zuzuführende Öl kann in an
sich bekannter Weise dadurch zugeführt werden, daß der Luftzufuhrstutzen im unteren
Teil als Doppelrohr gestaltet ist und das Außenrohr über den mittleren Teil der
beiden Teilflächen des Schalenbodens in diesen übergeht. Der Boden des Schalenbrenners
kann in an sich bekannter Weise doppelwandig und der dadurch gebildete Raum mit
einem isolierenden Stoff ausgefüllt sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Der eingangs erwähnte bekannte Schalenbrenner, der aus einer topfartigen,
in ihrer Mantelwand 1 Luftzuführungsöffnungen 2 mit 2' aufweisenden Schale besteht,
der das zu verbrennende Öl zugeführt wird und der ein zylindrischer, die Schale
umgebender, am unteren Teil offener, am oberen Teil zu einem Düsenkranz 3 verengter
Luftzuführungsmantel 4 zugeordnet ist, durch welchen die Verbrennungsluft den Luftzuführungsöffnungen
2 und 2' der Mantelwand 1 und den darüber angeordneten, schräg nach oben gerichteten
Öffnungen 5 des Düsenkranzes 3 zugeführt wird, ist erfindungsgemäß mit einem nach
oben gewölbten Boden 6 versehen, der im mittleren Bereich zu einer Rundsicke 7 verformt
ist. Über einen horizontal liegenden mittleren Teil 8 geht der Schalenboden 6 in
ein Außenrohr 9 über, welches mit einem Luftzufuhrstutzen 10 einen Hohlraum 11 bildet,
dem über einen Anschluß 12 Öl zugeführt werden kann. Der horizontal liegende mittlere
Teil 8 bildet die eine, der nach außen abfallende, flachkonische Schalenboden 6
die andere Teilfläche des eigentlichen Bodens der Schale.
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Auf dem Luftzufuhrstutzen 10 ist ein hohler, außen konischer Körper
13 angeordnet, der außer Luftaustrittsöffnungen 14 einen ihn abdeckenden
Schirm 15 trägt, der so gestaltet ist, daß über die Bohrungen 16 zugeführte Luft
in Richtung auf den Schalenboden 6 umgelenkt wird. Der Durchmesser des konischen
Körpers 13 vergrößert sich zum Schirm 15 hin stetig.
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Oberhalb des Schirmes 15 ist ein hohlkonischer, eine mittlere Öffnung
17 aufweisender Flammenleitring 18 angeordnet, dessen Abstand vom Schalenboden
6 wesentlich geringer ist als sein Abstand vom Düsenkranz 3 des Schalenbrenners.
Die in der Mantelwand 1 zwischen dem Boden 6 und den Flammenleitring 18 vorgesehenen
Lufteintrittsöffnungen 2' sind in an sich bekannter Weise so gestaltet, daß
die durch sie eintretende Luft ebenfalls in Richtung auf den Schalenboden gelenkt
wird.
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Zur Isolierung und Wärmehaltung ist in an sich bekannter Weise der
Schalenboden 6 doppelwandig gestaltet und der dadurch gebildete Hohlraum mit Asbest
oder sonstigem schlecht wärmeleitendem Material 19 ausgefüllt.
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Der Luftzuführungsmante14 istebenfallsmiteinem Öffnungen
20 aufweisenden Boden 21 versehen, dem eine Öffnungen 22 aufweisende
Scheibe oder ein Schieber 23 zugeordnet ist, so daß in an sich bekannter Weise der
Luftzutrittsquerschnitt regelbar ist.
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Beim Inbetriebsetzen des Schalenbrenners wird dem mittleren Teil des
Schalenbodens Öl zugeführt und in bekannter Weise entzündet, beispielsweise dadurch,
daß ein an einem Ende entzündeter Wachsdocht so auf den Schalenboden gelegt wird,
daß das brennende Ende dieses Dochtes außerhalb der Rundsicke 7 liegt. Das nicht
brennende Ende zeigt zum konischen Körper 13 hin. Das nun einlaufende Öl, welches
noch nicht verbrennen kann, verteilt sich auf dem mittleren Teil 8 innerhalb der
Rundsicke 7. Inzwischen hat die Flamme, die ja an dem Wachsdocht entlangkriecht,
die Rundsicke 7 erreicht und damit auch den Teil des Schalenbodens, welcher durch
die Flamme bestrichen wurde, erwärmt. Das Öl verdampft also an dieser Stelle jetzt,
wo die Flamme auf das Öl trifft und die Flamme vergrößert sich allmählich. Da zunächst
mehr 0I zuläuft als verbrennen kann, läuft das Öl auch über die Rundsicke 7 hinaus
zum äußeren Rand des Schalenbodens. Sowie das Öl brennt, wird nur so viel Öl zugeführt,
wie dies für das Sparsambrennen vorgesehen ist. In diesem Fall verdampft das Öl
innerhalb des mittleren Teiles 8, der durch die Rundsicke 7 begrenzt ist. Die durch
den Luftzufuhrstutzen 10 einströmende Luft wird durch den Schirm 15 direkt
auf diesen Teil der Bodenfläche gelenkt, um die hier entstehenden Öldämpfe intensiv
mit Sauerstoff zu vermischen, damit ein brennfähiges Öldampf-Luftgemisch entsteht.
Auch von den Seiten wird über Luftzuführungsöffnungen 2' Luft nach unten auf den
Schalenboden gelenkt, so daß auch die am Rande auftretenden Öldämpfe, welche von
der mittleren Luftzuführung nicht erfaßt werden, ebenfalls mit Sauerstoff vermischt
werden, so daß auch bei Kleinstbrand eine einwandfreie Verbrennung erreicht wird.
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Wenn aus dieser Brennereinstellung heraus die Ölzufuhr erhöht wird,
d. h., der Schalenbrenner auf irgendeine Heizstufe eingestellt wird, so läuft das
Öl über die Rundsicke 7 hinaus in den äußeren schwachkonischen Schalenboden hinein.
Die sich jetzt bildenden Öldämpfe können aber mit dem Sauerstoff, welcher unterhalb
des Flammenleitringes 18 zugeführt wird, und zwar über den konischen Körper
13 und die Luftzuführungsöffnungen 2', in der Mantelwand 1 nicht gesättigt werden,
so daß im Bereich unterhalb des Flammenleitringes 18 keine Verbrennung mehr stattfinden
kann, da die Öldämpfe ungenügend mit Sauerstoff gesättigt sind (Überfettung). Durch
die Vergrößerung der Flamme wird der Kaminsog durch die höhere Kamintemperatur erhöht
und somit auch der Unterdruck im Schalenbrenner. Hierdurch entsteht nunmehr in dem
Raum unter dem Flammenleitring 18 eine derart hohe Luftgeschwindigkeit, daß
die vom Schalenboden aufsteigenden Ölgase durcheinandergewirbelt und mitgerissen
werden.
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Die gute Durchwirbelung wird dadurch erreicht, daß die Gegenströmungen,
welche einmal durch die einströmende Luft durch den konischen Körper, ein anderes
Mal durch die Luftzuführungsöffnungen der Mantelwand gebildet werden, in dem schmalen
Raum, welcher durch den Flammenleitring 18 und den konischen Körper 13 mit Schirm
15 gebildet wird, aufeinandertreffen. Man erzielt eine saubere Verbrennung und beeinflußt
den Verbrennungsvorgang dahingehend, daß die Verbrennung nicht plötzlich, sondern
weich, geräuschlos und brennerschonend abläuft.