DE1451363A1 - Stufenlos regelbarer Verdampfungs-OElbrenner - Google Patents

Description

Dipi.-Ing;» Günter Fuchs in Schwarsenbach an der Saale "Stufenlos regelbarer 7erdampfun^s-Clbrenner"

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Der Ver dampf unf;c-Ölbrenn er hat gegenüber den anderen C!brenner-Tiu^.rten den I^chteil, daß man ir η nur ir.it großen Schwierigkeiten und unter Preisgo.be seiner wichtigsten Vorzüge für größere Leistung und f-Jr vollautoina tischen Petrieb bauen kann . Er hat jedoch andererseits große Vorzüge vor ihnen . Die wichtigsten. sind, da G er einfach und billig ist, da Γ er leise läuft und daß er sich stufenlos regeln läßt . Sie sind der Grund, daß er f^:ir ölgefeuerte Einzelöfen, bei denen eine hohe leistung und vollautomatische Regelung nicht nötig sind, fast ausschließlich verwendet wird . Zwar nicht so sehr der leise Lauf und auch nicht so entscheidend der niedrige Preis, aber die stufenlose Regelbarkeit wäre auch für kleine Zentralheizungen von größter Wichtigkeit, weil stufenlose Änderung der Leistung die Voraussetzung für gleichmäßige Heizwirkung und Vermeidung des unangenehmen und ungesunden Dampfheizungskiimas ist . Für solche kleinen Zentralheizungen reiciit die mögliche Höchstleistung einfacher Verdampfungsbrenner auch noch ohne weiteres aus .Nur bau'- man die Trenner für diesen "Zweck im Gegensatz zu den ölofenfcrennern, die gewöhnlich mit natürlichem Zug arbeiten, fast immer mit einem kleinen Gebläse zur Zufuhr der notwendigen größeren Mengen Verbrennungsluft . Dadurch ist es "aber nicht rnelo? ohne weiteres möglich, den Brenner stufenlos regelbar zu machen . Die öl- und die Luftzufuhr müssen nämlich für jede Leistung zur Erzielung rußfreier, vollkommener Verbrennung sera? genau aufeinander abgestimmt werden . Das ergibt sich bei natürlichem Zug in gewissem Umfang von selbstf bei künstlichem Zug aber !ringt die ölzufuhr von der üffnur.g des Ventils und dem Niveauunterschied am Ventil ab, die Luftzufuhr aber in sehr komplizierter V/eise von der elektrischen Spannung am Gebläsemotor und dessen Charakteristik . Ss gibt zwar Drehwiderstände für den Gebläse*- motor.» die durch Kurvenscheiben und ähnliche Mittel mit dem .' ölrege!ventil verbunden sind* meist aber verzichtet man auf diese Komplikationen, die den Verdampfungsbrenner nur des wichtigsten Vorteils, nämlich seiner Einfachheit berauben und doch nicht genau genug sind, und begnügt sich mit einer zweistufigen "Pilot-Voll''-Regelung . Dazu kommt, daß man einen Zentralheizungsbrenner, weil er gewöhnlich im Keller angeordnet ist, wenn auch nicht unbedingt automatisch regeln - das ist bei der Möglichkeit stufenloser Änderung der Leistung nicht notig -, aber doch «.us der .Ferne steuern können sollte . Das ist zwar bei zweistufiger Regelung noch verhältnismäßig einfach möglich, - ~"~"~

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würde aber bei stufenloser Regelung nach den bisherigen der Technik einen Aufwand erfordert haben, bei den; der Verctanpfuri/TS brennt?; gegenüber nnderen Brenner t ^u-rrten nicht mehr hätte bestehen kqnnen .

Der :renner nach der Erfindung stellt einen 7er dnmnfun gs- Öl brenner mit Verbrennungcluftgeblase dar, der im Aufbnu kaum weniger einfach als ein V er dampf ungsorenner für kleine Zentr^lheizun.^en mit VerbrennungsluftgeDläse und lediglich zweistufiger Regelung ist und dpimoch stufenlos und aus der Ferne und in einer Weise gesteuert werden kann, da^R das Verhältnis von v)lzufuhr zu Luftzufuhr bei ^ieder beliebigen eingestellten Leistung ctimmt .

PeiiH Brenner nach der Krfindung wird zur Steuerung der ölzufuhr erfindungßgemäß der luftdruck verwendet, den das- Yerlrermungs-· luftgeblise im Verbindungsraum zwischen dieser- Gebläse und den Lufteintrittsoffnungen zu:r: Vernrennurgsrpum erzeug . Dier kann, zum £ei8-oiel_t durch eine Weinbrand öse geachei'er, die mit diesem Saum verbunden ist und in t ihrem beweglichen "eil das Ol^ur-la¹?- ventil eines Schwimmerregler:-;, wie er bei Verd'-Tipfungs—.'lbrennern Ublicn ist» betätigt . Der Druck im Kaum vor den Lui'teintrittaöffnungen steht in engem Zusammenhang ir.it der YerirrRnnungrluftzufu.hr . Die der '/erbrennung zu^ef"'a*te ,erbrennun^rluftmenge hungt im wesentlichen, dac iieiPt, wenn man von rien sehr viel kleineren Druckunterschieden absieht, die der natürliche Schornsteinzug im I'rennerinn^nraum hervorrufen k'ini¹, nur von diesem Druck und dem Ge samt querschnitt der Verirermungsluf tö'ffnungen ab . Ist dieser unveränderlich, wie das konstruktiv kaum anders h ist, dann ist die Vertrennungf-luftmenge nur von dem abhängig und ungefähr proportional seine·:- Quadrat . Wenn er'^:2itir !fet nt igung des ül ventil? verwendet wird, dnnn kann bei en⁴:?: kochender Ausbildung des Durch tr i-itaur^^chni ttes im Clauslaf'ventil erreient werden, dar- sich durch jede Änderung des Druckes der Verbrennungsluft an der' beschriebenen stelle nicht nur din V(Tr-Mr i ι ya ng.·-:^luftzufuhr, sonileri nnch die ölzufuhr, und zv/'ir beide in jede-n gewünschten VerhMltni." zuc i -"-mler, rtufen-" los ander ι Linien ♦ Dar hei^t, daP durch Änderung der: 7errrcnnungs luft drucke ο die Leistung den Bronners ge.-'t j ort ver !en k°nn . Der /er<.rennung: luftdruck fc'nn -iber durc!^ iJrof-relung der Luftzufuhr vor äo. ■> Gebl u;e oder dui'cn Dreliz·;· 1 ;ⁱTierung den Geblüsemotors durc'; e Liien vers-'tellb'iren /orv.'ide-r··.-"⁴:· nd i^ehr leicht st"i:'enloR /:e ändert v/erden . -. -"—*

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■Rei den bekannten Reglern wird der Ölstand vor dem ölauslaßventil durch einen Schwimmer gehalten und der DurchtrittsquerschniVt Ina Ventil oder die Höhe eines Überfalls geändert . Fei einer bevorzugten Ausf uhr unp-sf orm des Brenners nach der Erfindung wird aber gemäß weiterer Erfindung der Ölstand oder der Öldruck vor einer unveränderlichen Düse geändert und zwar eben durch den Luftdruck im.Raum vor den Lufteintrittsöffnungen zum 7ertrennungeraum . Grundsätzlich ist auch das auf verschiedene Art möglich . Es kann, zum Beispiel, das zu diesem Zweck mit elastischen Leitungen angeschlossene Schwimmergehäuse pneumatisch, etwa durch die Ausdehnung einer Membrandose, auf der es ruht, gehoben"und gesenkt werden . Es kann, zum anderen ?ei— ε Diel, auch der Ölstand im einen Schenkel eines U-Rohres oder eines entsprechenden Systems kommunizierender Gefäße dadurch verändert werden, daß man den Luftdruck auf die Oberfläche des Öls wirken läßt, das im anderen Schenkel durch einen unter höherem Druck stehenden Zulauf und einen Überlauf auf gleicher Höhe gehalten wird -.

Bei einer noch weiter bevorzugten Ausf ührungsf orm des "Brenners nach der Erfindung wirkt der zur Steuerung der Ölzufuhr verwendete Luftdruck jedoch gemäß weiterer Erfindung auf die öloberflache und den Schwimmer in .dem zu diesem Zweck oben luftdicht geschlossenen und mit dem Raum vor den Lufteintritteöffnungen durch einen Schlauch oder ein Rohr verbundenen Schwimmergelruise eines Schwimmerreglers . Diesem Schwimmerregler wird das für den Brenner bestimmte Öl über ein Einlaßventil zugeführt, das vom Schwimmer so gesteuert wird, da? das öl im Schwimmer ge hau se auf einem gleichbleibenden Stand gehalten wird . Das öl verläßt das Schwimmergehäuse wieder über eine Düse, die nach den Ölverbrauch des Brenners bei Höchstleistung und einem Öldruck vor der Düse bemessen ist, der gleich ist dem Luftdruck, der vor den Lüfte intrittsoffnungen zum Verbrennungsraum dann herrscht, wenn gerade so viel Verbrennungsluft zugeführt wird, wie der Brenner bei Höchstlast zu rüPfreier, vollkommener Verbrennung braucht . Die Düse ist so angeordnet, daß ihre Einmündung ein Stück unter dem Ölspiegel und ihre Ausmündung unmittelbar über dem ölspiegel im Schwimmergehäuse liegt .

Γη Betrieb" steht das Öl im Schwimmergehäuse also immer bis unmittelbar an den unteren Rand der Düse . Der Ölstand wird durch den Schwimmer, der beim geringsten Absinken das Ventil aus dem Zulauf vom Ölvorratsbehälter öffnet, gleichbleibend geheIten .

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Durch die Düse kann so zunächst noch kein Öl in die Leitung zum Topfboden oder der Verdampferpfanne des Brenners austreten . Erst wenn das Verbrennungsluftgebläse abgestellt wird und sich infolgedessen in dem Roum zwischen dfem Gebläse und den Eintritüsöffnungen für die Verbrennungsluft zum Topfinnenraum ein Luftdruck bildet, tritt Öl durch die Düse und fließt zum Verdampfer des Brenners . Der Luftdruck pflanzt sich nämlich durch die Schlauch- oder Rohrverbindung in den im übrigen luftdicht geschlossenen Luftraum über dem Ölspiegel und dem Schwimmer im Schwi-nmergehäuse fort . Dort drückt er auf den Ölspiegel und auf den Schwimmer . Weder der Schwimmer noch der ölspiegel ändert dadurch seine Lage . Der Schwimmer wird zwar schwerer, taucht aber trotzdem nicht tiefer in das öl ein, weil im gleichen MaPe der Auftrieb des Öls größer wird . Was sich ändert, ist (ier Druck im öl . Er steigt um den auf der Oberflache lastenden Luftdruck . An der Düse wirkt sich das so aus. aln wenn das Öl im Schwimmergehäuse jetzt um so viel höher stände, als die Ölsäule hoch ist, die dem steuernden Luftdruck entspricht . Dieser Luftdruck kann verändert werden, indem man, zum Beispiel, die Luftzufuhr zum Gebläse mehr oder weniger stark drosselt oder die Drehzahl des Gebläses durch einen verstellbaren Vorwiderstand verändert . Dann ändert sich nicht nur die Verbrennungsluftzufuhr, sondern auch die Ölzufuhr zum Brenner . Beide ändern eich im gleichen Verältnis, weil be'ide in gleicher Weise vom Luft- beziehungsweise Öldruck abhängig sind, nämlich sich ungefähr proportional der Wurzel aus dem Überdruck ändern . Üci3 heißt, daß man auf diese Weise die Leistung des Brenners stufenlos verändern kann, ohne daß sich dadurch das günstigste Mischungsverhältnis zwischen Öl und Luft, die sogenannte Luftüberschußzahl, ändert . Y>enn man zur Änderung, wie das bevorzugt vorgeschlagen wird, einen Regelwiderstand vor dem Gebläsemotor verwendet, kann man den Brenner aus beliebiger Entfernung fernsteuern .

Die Abbildung zeigt beispielsweise einen Pfannen-Verd^mpferBrenner nach der Erfindung in der als bevorzug beschriebenem Ausfährungsform .

Die Verdampf er pfanne 1 sitzt in der äiitte des Topf genannten Verbrennungsräumes 2, dessen Mantel '-5 an bestimmten Stellen durchlocht ist, um durch diese Öffnungen 4 die Verbrennungsluft einzulassen . Dir 'brennungsluft wird den Verbrennungsluft-

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öffnungen 4 durch einen Hohlraum oder Vert-indungskr-nr-'l 5 zugeführt, in den sie durch einen von einem Kotor 6 angetriebenen Lüfter 7 gedrückt wird. . Der Lüfter entnimmt die Verbremnungs- · luft den: hinteren Hohlraum 8 des irenners ...Sie strömt ihm durch die öffnung 9 zu . Im hinteren Trerinerhohlrfcum β befindet sich ein Schwimmerregler 10, dem das Ol durcl· eine Leitung 11 vom 01-vorrrii. π behälter unter Druck, oder mit Gefälle zuf lieft . Er ist dazu bestimme, dan.Öl vor dem Eintritt in die Verdampferpfanne 1 auf einen; gleichmäßigen Stand 17 zu halten . Das geschieht du rc ή einen Schwimmer 12, dessen Spindel 1"5 bei der kleinsten Senkung des Cl3t:indes einen Ventilkegel 14, der bei dieser beicsnieliuveisen Ausführung durch eine Feder 15 in die Austrittsöffnung 16 des ülzvflusses 11 gedrückt wird, gefer. den Druck dieser Feder abhebt . Wenn ds α Öl im Schwimmer gehäuse 10 wieder seinen bestimmten Stand 17 erreicht hat, d-\nn "hebt sich die Schwimmer spindel 1*5 von der Feder 15 ab, und das Einlaßventil 1/1-16 schließt sich wieder . An der Au Penwand des Schwimmer geil·" ir. π es 10 iet eine Düse 13 angeirächt, deren Eintrittsöffnung ein Stück unternalb und deren Austrittsoffnung unmittelbar über dem ölsniegel 17 liegt . Durch diese Düse tritt also im Ruheznnt'u;d des iTenners kein Ol aus . In Y/irkliclikeit brauchen die beiden öffnungen der D'ise übrigen« nicht auf i^:o verecl'ierlener Hohe zu liefen, wie es der Anschaulichkeit weren und beis^roie3.sv/eiRO rezeiclmet ist . Aucii v.enn fio -uf ^leich.er Pöhe lieren, liegt infoliie der KapillarvvirkuniT des en^en Zwischenraums zwischen Schwimmer und Gehäuse die Eintritts öffnung: schon eir. Stück unter dem ι "¹Is pie ^eI, wenn die Austritt soff nun« noch, was die Wirkung· betrifft, darüber liegt, so da^ kein 01 austritt . Wird " ,■jedoch zum Betrieb des Brenners der Lüfter 7 durch Einschalten seines ?/!otors 6 in Gang gesetzt, dann bildet sich in dem Raum ein luftdruck aus, der sici' über die Jchlauch- oder Rohrleitung

19 in den oberen, im übrigen allseiti/f verschlossenen Luftraum

20 des Schwimmer geh aises fortpflanzt . £r bewirkt eine τ e lastung des Schwimmers 12, aber gleichseitig eine Erhöhung des Druckes des im Schwimmergehause 10 stehenden 01ε . Dadurch ändert sich weder der Ölsuiegel noch die Eintauchtiefe des Schwimmers, aber es steigt der Druck im öl . Das hat ?n der Düse die gleiche Wirkung, wie wenn der Ölsniegel stiege . Es fließt Öl durc. die Düse. 18 aus und durch die Schlauch- oder Rohrleitung

21 zun; /er dampf er 1, wo es in Üblicher Wr. ±_{Pe m}it einem Fidibus

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oder e ner Lunte entzündet werden kann . Der auf diese Weise in betrieb gesetzte I τ eimer kann nun in seiner Leietu-ig einfach dadurch gesteuert v/erden, daß durch einen veränderlichen Vorwiderntand die Leistung dec Verbrennungsluftge!läses 6-7 verändert wird . Steigt die Leistung dea Gebläses, so wird durch den steinenden Luftdruck in den Räumen 5 und 20 nicht nur der Verbrennung me la* Luft zugeführt, sondern es fliegt ihr -mch mehr Öl zu . Das Verhältnis von Luft zu Öl bleibt d^-oi gleich, v/eil die Menge bei beiden nach dem gleichen Gesetz vein Druck a 1 hängig ist . Man kann jedoch, wenn nötig, auch eine Verschiebung des Verhältnisses dadurch erreichen, dai? man den OlsOiegel höher oder tiefer legt oder der Düse eine Form gibt, bei der die durchströmende Menge nicht einfach mit dem Quadrat des Drucker sich ändert . In der Zeichnung ist außerdem noch ein elektrischer Kontakt 22 angedeutet, der so liegt, d.i^R er von der Schwimmerspindel 13 geöffnet wird, wenn der ölßoiegel 17 im Schwimmer gehäuse durch eine Unc'ichtheit am Einlaßventil 14-16 über die vorgesehene II;he steigen sollte . Durch das öffnen des Kontaktet: kann ein Magnetventil geschlossen oder sonst eine Sicherheitsniaßnahme eingeleitet werden, die den Ölzufluß unterbricht und verhindert, da,? die Ver dam ufer pfanne 1 überläuft .

Die Erfindung bezieht sich η Lent nur auf Verdampfungnölbrenner mit Pfannenverdampfer, sondern kann auch bei einfachen tferdampfungsbrennern angewandt werden, bei denen die Verdampfung auf dem Topfboden stattfindet . Bei solchen Brennern ist der Prennertopf nicht mit liegender Achse, wie in der Zeichnung, sondern stehend angeordnet . Statt des gezeichneten Öleinlaßventils am .Schwimmerregler kann aucü ein gegen den Ölstrom sich öffnendes Ventil oder überhaupt ein ganz anderes Ventil verwendet werden . Der Ölstand braucht überhaupt nicht durch einen Schwimmerregler gehalten zu sein . Ls Kann stattdessen eine Uberlaufeinrichtung mit Rückführung den Öls zum Vorratsbehälter verwendet werden . Statt daß durch den Luftdruck der Öldruck erhöht wird, kann auch der Ölspiegel gehoben werden . In allen fällen aber wird der Ölzufluß zum Verdampfer 1 durch d en Luftdruck im Haum 5 zwischen dem Verbrerinungsluftgebläse 6-7 und den Eintrittsöffnungen 4 für die Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum 2 des Premiers gesteuert ·

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Claims (5)

1. Patent- beziehungsweise Schutzansprüche

   Verdampfungs-Ölbrenner mit einem Gebläse 7 zur Zufuhr der co ~ Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, da P die Ölzufuhr Γ*} zum Verdampfer 1 des Brenners durch den Druck der Verbren- *— nungsluft in dem Raum 5 zwischen dem Gebläse 7 und den Ein- -^- tritt.söffnungen 4 für die Verbrennungsluft in den Verbren^r~ nungsraum 2 des Brenners gesteuert ist .
2. 2. Verdampfungs-Ölbrenner nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Verbrennungsluft zu einer Änderung des ölstandes oder Öldruckes vor einer im Ölzufluß zum Verdampfer des Brenners liegenden, in ihrem Querschnitt gleichbleibenden Düse 18 verwendet ist .
3. 'i. Verdampfungs-Ölbrermer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-' net, daß sich die Düse 18 im Ausfluß eines Schwimmerreglers 10 für den Ölstand befindet, dessen Gehäuse allseitig luftdicht geschlossen ist und dessen dichter oberer Luftraum 20 mit dem Raum 5 vor den VerbrennungsluftÖffnungen durch eine Luftleitung verbunden ist .
4. 4. Verdanrofungs-Ölbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse 18 mit ihrer Eintritts öffnung unter und, mit ihrer Austritts öffnung unmittelbar über dem Ölspiegel im Schwimmerregler 10 liegt .
5. 5. Verdampfungs-Ölbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr durch Änderung der Drehzahl des GeblAsemotors 6 ein Regelwider stand vorgesehen ist .

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