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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Brenngemischführung bei
einem Schalenbrenner für flüssige Brennstoffe mit einem sich nach außen erweiternden
Bodenteil, welches außer einer im Bodenbereich vorgesehenen Brennstoffzuführung
nach oben und innen gerichtete Verbrennungsluft-Durchtrittsöffnungen und einen anschließenden,
sich bis zur Brennermündung verengenden Oberteil aufweist.
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Bei einer vorbekannten Einrichtung dieser Art ist ein im Querschnitt
W-förmiges Bodenteil mit einem sich zur Brennermündung. verengenden Oberteil vorgesehen,
an welch letzteres eine hohlzylindrische Verlängerung anschließt. Eine solche Einrichtung
weist nun den Nachteil auf, daß sie nur mit gelber Flamme zu brennen vermag, denn
es sind in dem Bodenteil nicht nur nach oben und innen gerichtete Verbrennungsluft-Durchtrittsöffnungen
vorgesehen, sondern auch solche, die nach oben und außen gerichtet sind, was eine
Zersetzung des Brennstoffgemisches zur Folge hat.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur
Brenngemischführung bei einem Schalenbrenner für flüssige Brennstoffe zur Verfügung
zu stellen, die bei natürlichem Zug über den gesamten Regelbereich mit einer blauen,
also rußfreien Flamme brennt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man das Bodenteil
im Querschnitt im wesentlichen V-förmig ausbildet und daß man an dieses Bodenteil
ein im Querschnitt in entsprechender, umgekehrter V-Form bis zur Brennermündung
gestaltetes Oberteil ohne Verbrennungsluft Durchtrittsöffnungen anschließt, so daß
Bodenteil und Oberteil einen im- Querschnitt im wesentlichen rautenförmigen Raum
einschließen. Durch eine solche Formgebung der Einrichtung, die also bei runder
Ausführung des Schalenbrenners doppelt kegelstumpfförmig ist, erhält man also eine
über den ganzen Leistungsbereich des Schalenbrenners blau brennende Flamme, was
noch näher beschrieben werden soll.
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Da bei Ausbildung als runde Schalenbrenner die Leistung der Einrichtung
dadurch beschränkt wird, daß bei Vergrößerung die zugeführte Luft schon bald die
Brennermündung nicht mehr abdeckt, empfiehlt es sich, einen in der Horizontalen
langgestreckten Schalenbrenner zu verwenden, so daß die Einrichtung dann ein im
wesentlichen muldenförmig nach oben und außen divergierendes Bodenteil und ein im
wesentlichen dachförmiges, nach oben zur Mittelebene hin konvergierendes Oberteil
aufweist. Hierdurch wird dann eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die praktisch
für jede gewünschte Leistung je nach dem . Verwendungszweck in einfacher Art und
Weise gefertigt werden kann; soll diese Einrichtung eine sehr große Leistung bringen,
dann versieht man die Brennermündung mit einer Verlängerung, in welcher dann ebenfalls
VerbrennungsIuft-Durchtrittsöffnungen vorgesehen werden, dabei sollen die Längswände
dieser Verlängerung einen solchen gegenseitigen Abstand aufweisen, daß die Brennermündung
von den durch die Luftzufuhröffnungen eintretenden Luftströmen größtenteils abgedeckt
wird, ohne daß die Luftströme auf die gegenüberliegende Wand auftreffen. Bei einer
solchen Ausführung wird dann bei einem Brennen mit voller Leistung in dem Bodenteil
für eine Vormischung des Brennstoffgemisches gesorgt, und in der Brennermündung
erfolgt dann die eigentliche Verbrennung, in welchem Zusammenhang es sich noch für
vorteilhaft erweist, für einstellbare Einrichtungen die Verbrennungsluft-Durchtrittsöffnungen
in den Wänden der Verlängerung abschließbar auszugestalten, so daß bei geringer
Leistung eine zu große Luftzufuhr verhindert wird.
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Zur Vergrößerung des Regelbereiches war es bekannt, in Einrichtungen
der hier angesprochenen Art den durch das Boden- und das Oberteil gebildeten Topfraum
durch eine oder mehrere Zwischenwiderstandswände zu unterteilen. Erfindungsgemäß
wird nun vorgeschlagen, eine solche Zwischenwiderstandswand dachförmig von den schräg
nach außen verlaufenden Seitenwänden des Bodenteils ausgehen und mit dem letzteren
jeweils einen Raum umschließen zu lassen, der im wesentlichen mit dem des ganzen
Brenners gleichförmig ist, wobei die in der Zwischenwiderstandswand vorgesehenen
Flammenöffnungen in an sich bekannter Weise von unten nach oben in der Größe oder
Breite zunehmen. Um eine solche Zwischenwiderstandswand bzw. -wände nun in einfacher
Art und Weise anordnen zu können, wird vorgeschlagen, die Seitenwände des Bodenteils
treppenförmig verlaufend auszubilden, wobei die Anzahl der Stufen der Anzahl der
Räume entspricht, in die der Brennerraum durch die Zwischenwiderstandswände unterteilt
ist. Die Luftzufuhröffnungen des Bodenteils sollten dann in oder nahe den Scheiteln
der von den Stufen gebildeten Winkel vorgesehen und ihre Mittellinien sollten nach
den Flammenöffnungen bzw. der Brennermündung oder nach einem nahe darunter gelegenen
Punkt hingerichtet sein. Durch diese Maßgabe wird eine sehr günstige Einströmung
der Luft mit möglichst geringem Widerstand erreicht. Die Luftzufuhröffnungen in
den sich von der Brennermündung aufwärts erstreckenden Wänden sollten genau oder
versetzt einander gegenüberliegen, sie weisen also horizontale oder im wesentlichen
horizontale Mittellinien auf, und zwischen diesen Luftzuführungsöffnungen können
dann zusätzlich auch noch solche vorgesehen sein, deren Mittellinien schräg nach
oben gerichtet sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch
eine Einrichtung zur Brenngemischführung mit einem in der Horizontalen langgestreckten
Schalenbrenner mit zwei Zwischenwiderstandswänden und einem äußeren Luftführungsmantel
und F i g. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach F i g. 1 unter Weglassung
des Luftführungsmantels. In das erfindungsgemäß im Querschnitt im wesentlichen V-förmig
ausgebildete Bodenteil l des muldenförmigen, in der Horizontalen langgestreckten
Schalenbrenners wird in bekannter Art und Weise der Brennstoff eingeführt und in
diesem zur Verdampfung gebracht. Die nach oben und außen divergierenden Seitenwände
dieses Bodenteils 1 sind mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet, ihre gestrichelt eingezeichneten
Verlängerungen 2 a gehen in eine kurze senkrechte Wand 3 a, 3 über, an welche sich
das nach oben zur Mittelebene hin unter einem Winkel von etwa 50° konvergierende,
im wesentlichen dachförmige Oberteil 4 anschließt. Dieses Oberteil
4 ist also in seinem Querschnitt mit dem Bodenteil in entsprechender, umgekehrter
V-Form gebildet, es reicht bis zur Brennermündung 5, über welcher eine Verlängerung
6
mit senkrechten Wänden und einem nach außen stehenden Kragen 7 angeordnet ist.
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Die vorstehend beschriebene einfache Ausführungsform einer Einrichtung
zur Brenngemischführung bei einem Schalenbrenner für flüssige Brennstoffe, deren
Bodenteil und Oberteil einen im Querschnitt im wesentlichen rautenförmigen Raum
einschließen, wird nun im Ausführungsbeispiel zur Vergrößerung des Regelbereiches
durch Zwischenwiderstandswände 13, 17 vervollständigt, die dachförmig von den schräg
nach außen verlaufenden Seitenwänden 2, 2a des Bodenteils 1, 2, 3 ausgehen. Zum
Zwecke der Unterstützung solcher Zwischenwiderstandswände sind nun die Seitenwände
des Bodenteils treppenförmig verlaufend ausgebildet, wobei die Anzahl der Stufen
2, 8 bzw. 11, 9 bzw. 12, 10 der Anzahl der Räume entspricht, in die der Brennerraum
durch die Zwischenwiderstandswände 13, 17 unterteilt werden soll. Aus der Zeichnung
ist nun erkennbar, daß die Zwischenwiderstandswände 13, die unter einem Winkel von
etwa 40° stehen und eine Flammenöffnung 14 bilden, mit dem Bodenteil einen Raum
umschließen, der im wesentlichen mit dem des ganzen Brenners gleichförmig ist. In
oder nahe der Scheitel der von den Stufen 2, 8 gebildeten Winkel sind nun Luftzufuhröffnungen
15 vorgesehen, die unter einem Winkel von etwa 50° eingebohrt sind, so daß ihre
Mittellinien 16 nach der Flammenöffnung 14 oder nach einem nahe darunter gelegenen
Punkt hin gerichtet sind. Die kuppelförmig ausgebildeten Zwischenwände 17 werden
unterstützt von den Stufen 9, 12, sie bilden eine Flammenöffnung 18, die in an sich
bekannter Weise größer bzw. breiter ist als die Flammenöffnung 14 der Zwischenwiderstandswände
13, jedoch kleiner bzw. enger als die Brennermündung 5. Mit den gestrichelt eingezeichneten
Verbindungslinien 19, die etwa unter einem Winkel von 50° stehen, wird auf die gleichförmige
Unterteilung des Brennerraumes hingedeutet. Mit 20 und 22 sind weitere Luftzufuhröffnungen
bezeichnet, deren Mittellinien 21 bzw. 23 unter einem Winkel von 45° stehen, so
daß auch hier dafür Vorsorge getroffen ist, daß die durch diese Öffnungen eintretenden
Luftströme nach der Flammenöffnung 18 bzw. der Brennermündung 5 oder nach einem
nahe darunter gelegenen Punkt hin ausgerichtet sind. In den Wänden der Brennermündung
5 sind schließlich noch Luftzufuhröffnungen 24 vorgesehen, die, wie insbesondere
aus F i g. 2 erkennbar, versetzt einander gegenüberliegen und horizontale oder im
wesentlichen horizontale Mittellinien 24a aufweisen. Zwischen diesen Luftzufuhröffnungen
24 können zusätzlich solche vorgesehen sein, deren Mittellinien 24a unter einem
Winkel von 60 bis 70° schräg nach oben gerichtet sind (siehe F i g.1), dabei sollen
die Längswände der Verlängerung 6 zweckmäßigerweise einen solchan gegenseitigen
Abstand aufweisen, daß die Brennermündung 5 von den durch die Luftzufuhröffnungen
eintretenden Luftströmen größtenteils gitterartig abgedeckt wird, ohne daß die Luftströme
auf die gegenüberliegende Wand auftreffen.
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Aus der Zeichnung ist schließlich noch erkennbar, daß an den Kragen
7 ein die Luftzufuhr begrenzender Außenmantel 26 anschließt, dieser Außenmantel
verläuft zunächst im Abstand von und parallel zu den Seitenwänden des Oberteils
4, dann von diesem leicht divergierend bis zu einer Krümmung 27, über welche er
in ein unteres, gerade oder nahezu gerade zur Grundfläche des Brenners hin verlaufendes
Teil 28 zur Abschirmung des Bodenteils 1, 2, 3 übergeht. Mit 29 sind flache Stirnwände
bezeichnet, gegenüber welchen die Zwischenwiderstandswände der zur Erleichterung
der Montage zweckmäßigerweise aus zwei Teilen hergestellten Einrichtung festgelegt
sind, die zwei Teile der Einrichtung sind bei 30 miteinander verbunden. Mit Pfeilen
31 wird noch auf die Strömungsrichtung der Luftströme hingewiesen, in welchem Zusammenhang
erkennbar ist, daß diese nur über zwei leichte Krümmungen von weniger als 90° umgelenkt
werden, demzufolge nur einen geringen Widerstand erfahren, so daß bereits bei geringem
Zug sehr kräftige Luftströme durch die Luft-Durchtrittsöffnungen in den Brennerraum
eintreten und hier in gewünschter Richtung bei hohen Geschwindigkeiten ausgerichtet
sind.
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Die vorbeschriebene Einrichtung zur Brenngemischführung bei einem
Schalenbrenner für flüssige Brennstoffe arbeitet nun wie folgt. Bei voller Leistung
sind die Klappen 25, wie in F i g. 1 gezeigt, geöffnet, und der Brennstoff verdampft
zunächst in dem muldenförmigen Bodenteil 1, 2. Die aufsteigenden Brennstoffdämpfe
erfahren dann mit der durch die Durchtrittsöffnungen 15, 20 und 22 eintretenden
Luft eine Vermischung und durch die durch die Öffnungen 24 der Verlängerung 6 einströmende
Luft wird dann die Verbrennung dieses Brennstoff-Luft-Gemisches im Bereich der Brennermündung
5 herbeigeführt. Dabei kann man nun festhalten, daß unterhalb der Flammenöffnungen
14 und 18 Vormischungs- und Voroxydationsräume gebildet werden, während unterhalb
der Brennermündung 5 ein Misch- und Voroxydationsraum gebildet ist, so daß insbesondere
wegen der in der Verlängerung 6 vorgesehenen Luft-Durchtrittsöffnungen eine nahezu
horizontale, blaue Flamme in der Brennermündung entsteht, welche rußlos brennt.
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Wird die Einrichtung heruntergeregelt, dann senkt sich diese blaue
Flamme allmählich, von einem bestimmten Zeitpunkt an brennt sie zunächst nur noch
im Bereich der Flammenöffnung 18 und dann im Bereich der Flammenöffnung 14. Dabei
können dann die Luftdurchtrittsöffnungen 24 durch die Klappen 25 geschlossen werden,
um das Ansaugen von Falschluft zu verhindern, die durch die Luftdurchtrittsöffnungen
15, 20 und 22 eintretende Luft reicht also aus, das Blaubrennen der Flamme zu gewährleisten.
Damit ist aufgezeichnet, daß die beschriebene Einrichtung über einen Regelbereich
in der Größenordnung von 1: 10 mit einer stabilen blauen Flamme zu arbeiten vermag,
was ausschließlich darauf zurückzuführen ist, daß die Zwischenwiderstandswände mit
dem Bodenteil jeweils einen Raum umschließen, der im wesentlichen mit dem durch
Oberteil und Bodenteil gebildeten Raum des ganzen Brenners gleichförmig ist, wobei
die in den Zwischenwiderstandswänden vorgesehenen Flammenöffnungen in an sich bekannter
Weise von unten nach oben in der Größe oder Breite zunehmen und Verbrennungsluft-Durchtrittsöffnungen
nur in dem Bodenteil und gegebenenfalls in der Verlängerung der Brennermündung vorgesehen
sind.