DE1196603B

DE1196603B - Infrarotbrenner fuer fluessige Brennstoffe

Info

Publication number: DE1196603B
Application number: DEB60275A
Authority: DE
Inventors: Willi Broedlin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-11-29
Filing date: 1960-11-29
Publication date: 1965-07-15
Also published as: US3254695A

Description

Infrarotbrenner für flüssige, Brennstoffe Die Erfindung betrifft einen Infrarotbrenner für flüssige Brennstoffe mit einer Verteilungskammer, die durch eine Sieblochplatte abgedeckt ist, über der das Brennstoff-Luftgemisch verbrennt, und einem in die Verteilungskammer hineinragenden Mischrohr.
Infrarotbrenner für die Strahlungsheizung sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie arbeiten mit elektrischer Energie oder mit Gas.
Infrarotbrenner werden meistens mit Stadtgas, Propan oder anderen geeigneten Gasen versorgt. Das Gas strömt durch einen Injektor in eine mit einer Sieblochplatte abgedeckten Verteilungskammer und saugt durch den Injektor die Verbrennungsluft an. Als Sieblochplatten sind insbesondere keramische Platten bekannt, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Kanälen aufweisen, deren Durchinesser bei 1 mm oder unter 1 mm liegen. Außen liegt über der Sieblochplatte mit Abstand ein feinmaschiges Gitter aus nicht oxydierendem Werkstoff, z. B. hochlegiertem Chromstahl. Das Gas verbrennt fast unsichtbar über der Sieblochplatte, die gemeinsam mit dem Gitter die Infrarotwärine abstrahlt.
Infrarotbrenner, die mit handelsüblichem Heizöl beheizt werden, sind nicht bekannt. Jedoch liegt es dem Fachmann nahe, die bekannten Infrarotgasbrenner statt mit Gas mit Heizöl zu betreiben. Dabei ist festgestellt worden, daß die Umstellung nicht ohne weiteres möglich ist, da ein Infrarotgasbrenner das ihm zugeführte Heizöl nicht vergast und infolgedessen funktionsunfähig ist. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Infrarotbrenner zu schaffen, der mit üblichem Heizöl rußfrei betrieben werden kann.
Die Erfindung besteht darin, daß mit Abstand von dem Mischrohr eine Düse für Luft und flüssige Brennstoffe angeordnet ist, aus der ein Zweitluft ansaugender Heizöl-Luft-Nebelstrahl in das Mischrohr strömt, und daß das Mischrohr und die Verteilungskammer aus gut wärmeleitendem Werkstoff hergestellt ist, wobei das Mischrohr und die Verteilungskammer bei Verwendung von leichtem Heizöl eine Temperatur von etwa 200 bis 300' C aufweist. Beim Anfahren des Infrarotbrenners mit leichtem Heizöl ist das Mischrohr und die Verteilungskammer auf 200 bis 300' C vorzuwärmen. Wird an Stelle leichten Heizöles ein anderer flüssiger Brennstoff verwendet, so ändert sich der angegebene Temperaturbereich. Er wird im einzelnen bestimmt durch die kritischen Temperaturen, bei denen einerseits eine vollständige Verdampfung des flüssigen Brennstoffes eintritt und andererseits die Zündgeschwindigkeit so hoch wird, daß Rückzündung beim Brenner auftritt. Nachstehend sind einige Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 aufgezählt. Die Verteilungskammer kann über die Sieblochplatte vorgezogen sein, so daß der vorgezogene Rand als Wärmeleitfläche wirkt. Damit kann der vorgezogene Rand Strahlungswärme aufnehmen, die sich dann auf die gesamte Verteilungskammer und das Mischrohr ausbreitet. Dabei können zwischen Düse und Mischrohr Mittel vorgesehen sein, mit denen die Zweitluftmenge einstellbar ist. Um das Anfahren des Infrarotbrenners zu erleichtern, kann in der Verteilungskammer eine Heizeinrichtung und vor der Sieblochplatte eineZündeinrichtung angeordnet sein. Ferner kann vor der Sieblochplatte ein Gitter und schließlich können vor der Sieblochplatte und gegebenenfalls vor dem Gitter Stabilisierungslamellen angeordnet sein.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß der erfindungsgemäße Infrarotvergasungsbrenner mit flüssigen Brennstoffen, insbesondere leichtem Heizöl, rußfrei arbeitet, da das dem Brenner zugeführte Heizöl restlos vergast wird und als reine, blaue Gasflammenschiebt über der Sieblochplatte verbrennt.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Infrarotbrenner nach der Erfindung entsprechend der Schnittlinie A-A in F i g. 2, F i g. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie B-B in F ig. 1, F i g. 3 in gegenüber den F i g. 1 und 2 starker Vergrößerung eine Draufsicht einer Düse für Luft und flüssigen Brennstoff, nachstehend kurz Heizölzerstäubungsdüse bezeichnet, in Richtung des Pfeiles C in Fig.1, F i g. 4 den erfindungsgemäßen Infrarotbrenner von unten und ein Anlagenschema mit dem Brenner nach der Erfindung.
Der in den Figuren dargestellte Infrarotbrenner dient zur Strahlungsheizung und wird mit handelsüblichem leichtem Heizöl betrieben. Er besteht im grundsätzlichen Aufbau aus einer Verteilungskammerl und einer diese abdeckende Sieblochplatte2.
Die Verteilungskammer 1 sitzt auf einem langgestreckten dickwandigen Mischrohr3, das bei Betrieb eine Temperatur von etwa 200 bis 300' C aufweist. Vor diesem Mischrohr 3 befindet sich mit Abstand eine Heizölzerstäubungsdüse4.
Das Mischrohr3, das grundsätzlich auf verschiedene Weise beheizt werden kann, ragt bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel in die Verteilungskammer mit einem Teila hinein und ist dadurch von der in die Verteilungskammer ausgestrahlten Wärme der Sieblochplatte 2 beaufschlagt.
Das Mischrohr 3 besteht aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, wie Kupfer oder Messing, und ist derart dickwandig ausgeführt, daß es solche Wärmemengen an den in das Mischrohr eintretenden Heizöl-Luft-Nebelstrahl abgeben kann, daß der Brennstoff vor der Verbrennung verdampft. Je nach der durchgesetzten Ölmenge ist daher die Wandstärke entsprechend zu wählen, was leicht durch Versuche festgestellt werden kann. Die Verteilungsk2mmer 1 ist über die Sieblochplatte 2 vorgezogen, so daß der vorgezogene Rand als Wärmeleitfläche wirkt. In dem in dieVerteilungskammer hineinragenden Teil a weist das Mischrohr 3 eine Vielzahl von radialen Kanälen 5 auf, von etwa 1 bis 4 mm Durchmesser. Das Mischrohr3 außerhalb der Verteilungskammer, Teil b, ist nicht mit Kanälen versehen. Auf diese Weise wird eine Durchmischung in der Verteilungskammer 1 erzielt. Dadurch wird eine Rußbildung verhindert. Dabei wird angestrebt, daß der strichpunktiert angedeutete kegelige Heizöl-Luft-Nebelstrahl 6, der die Heizölzerstäubungsdüse 4 verläßt, im Bereich der radialen Kanäle 5 auf die Wand des Mischrohres 3 auftrifft. Die Wandtemperatur des Mischrohres 3 soll über seine ganze Länge in dem angegebenen Bereich von 200 bis 300' C liegen.
Die Heizölzerstäubungsdüse 4 ist eine an sich bekannte Niederdruckzerstäubungsdüse. Im Mittelkanal 4a tritt das Heizöl aus, und aus dem Ringspalt 4b entweicht die komprimierte Luft, Treibluft. Die Anordnung kann aber auch umgekehrt getroffen sein, so daß die Luft am Mittelkanal 4 a und das Heizöl am Ringspalt 4 b austritt. Günstig haben sich Drücke von 0,1 bis 0,5 atü bei Treibluft und Heizöl erwiesen. Dabei wird eine feine Zerstäubung des flüssigen Brennstoffs erreicht, so daß die zerstäubten Heizölteilchen in ruhender Luft, fast nebelartig, schweben. Diese feine Zerstäubung fördert die angestrebte Verdampfung des Heizöls.
Die Treibluftmenge der Heizölzerstäubungsdüse beträgt etwa 4 bis 6% der für die Verbrennung notwendigen Luftmenge. Der Heizöl-Luft-Nebelstrahl fördert die für die vollständige Verbrennung noch nötige Sekundärluft in das Mischrohr 3. Heizölmenge, Treibluftmenge und Sekundärluftinenge sind einstellbar.
Die Verbrennungsluftmenge soll etwa der für die Verbrennung stöchiometrisch erforderlichen Luftmenge entsprechen. Mit Luftüberschuß zu arbeiten, empfiehlt sich bei den üblichen Heizölqualitäten nicht. Zwischen dem Mischrohr 3 und der Heizölzerstäubungsdüse 4 ist eine dünnwandige Siebkappe 1 vorgesehen, deren freier Durchtrittsquerschnitt entsprechend der notwendigen Sekundärluftmenge bemessen ist. Die Siebkappe 7 ist dünnwandig, um zu verhindern, daß die Heizölzerstäubungsdüse 4 erwärmt wird.
Die Verteilungskammer 1 und die Sieblochplatte 2 können beliebig gestaltet sein. Die Verteilungskammer ist etwa als Zylinderausschnitt dargestellt, der durch die Sieblochplatte 2 abgeschlossen ist. Die Sieblochplatte kann aber auch gewölbt sein. In der Verteilungskammer 1 ist eine elektrische Heizvorrichtung 9 angeordnet, durch die die Verteilungskammer und das Mischrohr auf etwa 200 bis 300' C erhitzt werden kann. Zwischen dem feimnaschigen Gitter 10 und der Sieblochplatte 2 ist eine Zündeinrichtung 11, z. B. eine Glühwendel oder eine Funkenstrecke, vorgesehen. Anschließend an das feinmaschige Gitter 10 sind noch Stabilisierungslamellen 12 aus einem nichtoxydierenden Blech angeordnet.
Die Brennstofförderung kann ein einfaches. Schwingankergerät 13 übernehmen, das in einen Heizölvorratsbehälter 8 Luft bis zu einem Druck von 0,1 bis 0,3 atü hineindrückt und damit die Treibluft mit etwa dem gleichen Druck der Heizölzerstäubungsdüse 4 zuführt.

Claims

Patentanspräche: 1. Infrarotbrenner für flüssige Brennstoffe mit einer Verteilungskammer, die durch eine Sieblochplatte abgedeckt ist, über der das Brennstoff-Luft-Gemisch verbrennt, und einem in die Verteilungskammer hineinragenden Mischrohr, da - durch gekennzeichnet, daß mit Abstand von dem Mischrohr (3) eine Düse (4) für Luft und flüssige Brennstoffe angeordnet ist, aus der ein Zweitluft ansaugender Heizöl-Luft-Nebelstrahl (6) in das Mischrohr (3) strömt, und daß das Mischrohr (3) und die Verteilungskammer (1) aus gut wärineleitendem Werkstoff hergestellt ist, wobei das Mischrohr (3) und die Verteilungskammer bei Verwendung von leichtem Heizöl eine Temperatur von etwa 200 bis 300' C aufweist.
2. Infrarotbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungskammer (1) über die Sieblochplatte (2) vorgezogen ist, so daß der vorgezogene Rand als Wärmeleitfläche wirkt. 3. Infrarotbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (7) zwischen Düse (4) und Mischrohr (3) vorgesehen sind, mit denen die Zweitluftmenge einstellbar ist. 4. Infrarotbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verteilungskammer (1) eine Heizeinrichtung (9) und vor der Sieblochplatte (2) eine Zündeinrichtung (11) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften-. Deutsche Patentschrift Nr. 53 410; österreichische Patentschrift Nr. 19 468; Zeitschrift »Energie,« Jg. 1957, S. 51, Bild 9.