DE1805931A1

DE1805931A1 - Brennertopf fuer fluessige Brennstoffe

Info

Publication number: DE1805931A1
Application number: DE19681805931
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kneip; Ferdinand Selzer; Oskar Walter
Original assignee: Niederscheld Armaturwerk GmbH
Current assignee: Niederscheld Armaturwerk GmbH
Priority date: 1968-07-31
Filing date: 1968-10-30
Publication date: 1970-02-26
Also published as: FR2014043A1; AT281253B

Description

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PATENTANWÄLTE DIPL.-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU · DR. INQ. ARNO SCHMIDT, MÜNCHEN

«45 HANAU· FRANKFURTER LANDSTR. I · POSTFACH 7»J · TEL. »0105 · TIP LEQRAMME: HANAUFATtNT

Armaturenwerk Niederscheid GmbH 29. Oktober 1968

634 Dillenburg/Hessen Str/Jg - 10 067

Brennertopf für flüssige Brennstoffe

Die Erfindung bezieht sich auf die Vervollkommnung von Brennertöpfen für flüssige Brennstoffe, wie sie beispielsweise in ölofen benutzt werden.

Derartige Brennertöpfe werden ohne besondere Zuluftförderung durch einen Lüfter oder ähnliches betrieben und enthalten einen Boden und einen im wesentlichen zylindrischen Mantel, in dem sich auf mehreren Mantelkreisen öffnungen befinden, die dem Luftzutritt dienen und teilweise zum Topfradius geneigt sind. Im Brennertopf werden ein oder mehrere Brennringe oder Flammeη-leitringe angeordnet, die den Innenraum in mehrere Kammern teilen.

Derartige Brennertöpfe sind in zahlreichen Abwandlungen bekannt. Es sind immer wieder Versuche gemacht worden, hinsichtlich des Zugbedarfs, des Rußwerts, des Regelbereichs und hinsichtlich der Verminderung der Brennergeräusche Verbesserungen zu erzielen. Bei der Auslegung und dem Entwurf neuer Brennertöpfe wird jedoch besonderes Gewicht auf eine geringe Rückstandebildung und auf •inen geringen Kohleneonoxid-Gehalt der Brenngase gelegt. Diese beiden zuletzt erwähnten Forderungen werden erfindungegeroäß in hohem Maße unter Wahrung der ve« stand der Technik erzielten günstigen Werte für die anderen aufgeführten Kriterien dann erfüllt, wenn ein Brennertopf der eingangs· erwähnten Bauart »o gestaltet wird, dafl sieh in Brennertopf da· Voluaen oberhalb elηsigen Brennringes zu den Voluaen unterhalb des Brennringes

irr. Verhältnis 1 : 2 bis 1 : 3 halt und caß sich die Surur.c aller Lochflächen unterhalb des Brennrings zu uer Summe a<ller Lochflächen oberhalb ces Brennrings im Verhältnis 1 : 2 bis 1 : 4 hält.

In grober Annäherung besteht die gefundene Lösung darin, aie Lochreihen mit aen Öffnungen für den Luftzutritt und aen Drennring, aer den Topfinhalt in eine obere und eine untere Kammer teilt, so anzuordnen, daß sich die Volumina der Kammern ungekehrt proportional verhalten wie cie Sumren der in den betreffenden Kammern vorgesehenen Lochflächen. In der Praxis darf allerdings fe die Grenze dieser Proportionalität nicht scharf gezogen weraen, und es müssen nach oben und nach unten Toleranzen für eine gewisse Abweichung von aer strikten Proportionalität zunelassen weraen. Versuche haben jedoch gezeigt, daß die Kohlenmonoxid-Bi ldung weit unter der zulässigen Grenze bleibt und daß aie Rückstandsbildung erheblich unter den bisher erzielbarer. Werten bleibt, wenn sich oberhalb aes Brennrings 2fi,5 ϊ ti* 33,') * des Volumens, aber 70,5 % bis 7G,3 % der Lochflächen befinden. Unterhalb des Brennrings liegen dann 67,0 % bis 7 3,5 't aes Volumens und 23,7 % bis 29,5 % der Lochflächen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher auch auf die Zeichnung W Bezug genommen wird.

Es zeigen

Flg. 1 einen Teilschnitt, Fig. 2 eine ausschnittweise Ansicht und Fig. 3 eine graphische Darstellung.

Ein Brennertopf 10 besteht aus einem ringförmigen Brennerbbden 12, auf dem ein Brennermantel 14 aufgesetzt ist. Flüssiger Brenn stoff, beispielsweise leichtes Heizöl, tritt über eine Zuleitung ein. Im nicht dargestellten Teil der Zuleitung befindet sich ein Regelventil zur Einstellung der Menge des zufließenden Brenn-

BAD ORlQINAt 009809/08f$

stoffes uau uamit auch zur Einstellung eier ilei ziel stunq irr Keyeluorei ch.

üei Inbetriebnahme wire der Brennstoff gezündet. !Jnchf ließenüer Brennstoff verdampft. Dieser Dampf mischt sich rr.i t durch 'Jf fnuncjen in Mantel 14 eintretender Luft, und aas Gemisch brennt uann als lleizflanme je nach Stellunc» des Regelventils in oder über cerr. Brenner topf lü.

Die öffnungen ir. Mantel 14 sind auf Mantelkreisen in Form von Lochreihen angeordnet. Die Lochdurchmesser einer Lochreihe λ sind wie üblich gleichbleibend und haben regelmäßige Abstände. Von der Verteilung unu Große der Löcher hangt wesentlich das Betriebsverhalten ces Brennertopfes in einem Ofen ab. Das bedeutet, daß

a) aer Rußwert in den Abgasen,

b) die Brennergera"u.sche,

c) uie Heizleistung und der Regelbereich, bezogen auf ei α Topfgrüße, sowie

α) ein niedriger CO-Gehalt und

e) die Rückstandsbildung im Brennertopf

im entscheidenden Maße von der Verteilung und Größe der Luftzutrittsöffnungen abhängt.

Ein einziger Brennring 20, der nach der Erfindung verhältnismäßig hoch angeordnet ist, liegt auf einem ringsherum verlaufenden Rand 18 auf und teilt den Brennertopfinhalt in eine untere Kammer 22 und eine obere Kammer 24. Im 3ereich der unteren Kammer 24 befinden sich die Lochreihen 1 bis 4 und im Bereich der oberen Kammer die Lochreihen 5 bis 6.

Im folgenden werden drei praktisch erprobte Ausführungsbeispiele beschrieben:

BAD ORIGINAL ₄ -009809/089G

Beispiel

Ls handelt sich um einen Urenncrtopf mit einem Durchmesser von α = 153 nun, uie Gesanthche Ii betrügt 130 mm, und der mittlere Abstand f des Hrennrings 20 vor, oberen Ranci betragt 30 mm; cie übrigen Einzelheiten bezüglich cer Verteilung der Lufteintrittsöffnungen lassen sich uer Tabelle 1. entnehmen:

	1	Anzahl der Löcher	9	Loch- durch- messer (nur.)	Abstand vom oberen Rand (mm) ¹I - ¹S	,5	Summe aller Loch flächen (mm²)	Winkel zur Hori zontalen	■	-
Lochreihe	2a	27	27	2	81		84,8	-79 °	+69 °
Lochreihe	2	-	27	-	-		-	-
Lochreihe	3	-	1,7	61		20,4
Lochreihe	4	75	1,8	55	,5	68,6	+44 °
Lochreihe	5a	75	1,8	32	,5	68,6	_
Lochreihe	5	-		-
Lochreihe	6	2,7	16	429,0
Lochreihe	1,6	7	150,8

P In der vorstehenden wie auch in den folgenden Tabellen wird der 1,'eigungswinkel eier Löcher zur Horizontalen als positiv bezeichnet, wenn die Luft von unten nach oben einströmen kann, da diese neigung die normale ist, um die Luft in die nach oben gerichteten Brenngase einzutreiben. Nur die unterste Lochreihe ist zumeist umgekehrt geneigt, was deshalb als negativer Winkel angegeben wird. Die entgegengesetzte Neigung der unteren Brennreihe ist dafür vorgesehen, daß die Zuluft zum Entzünden auch nach unten in den Brennerboden 12 gelangen kann und damit auch am Boden eine gute Durchmischung erfolgt.

Das Verhältnis aer Volumina oberhalb und unterhalb des Brennrings 20 beträgt im vorliegenden Beispiel 1 : 2,6 oder, in Prozentzahlen ausgedrückt, befinden sich 27,6 % des Topfvolumens

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oberhalb des Brennrings 2ü und 72,4 % unterhalb des Brennrinqs. Das Verhältnis der Lochflächen ist annähernd umgekehrt proportional. Oberhalb des Brennrings 20 befinden sich 70,5 % aller Lochflächen, und unterhalb des lirennrings liegen 29,5 % der Lochflächen. Das Verhältnis beträgt hier 1 : 2,39. Die Messungen haben ergeben, daß der Kohlenmonoxid geringer ist als beim Stand der Technik, und die Rückstandsbildung ist ebenfalls erheblich verbessert.

• Beispiel 2

Es handelt sich um einen Brennertopf nit einem Durchmesser von d = 176 nun und einer Gesamthöhe von h - 157 mm; der Abstand f des Brennrings vom oberen Rand ist 41,5 mm. Die übrigen Einzelheiten bezüglich der Lufteintrittsöffnungen sind der nachstehenden Tabelle 2 zu entnehmen.

Abstand Anzahl Loch- vom

der durch- oberen Löcher messer Rand (mm) (mm) 1, - 1,

Summe
aller
Loch

Winkel zur

flächen Horizontalen (mm²)

Lochreihe	1	29	2	106	91
Lochreihe	2a	-	-	-	-
Lochreihe	2	12	1,5	81	21,1
Lochreihe	3	24	1,5	71	42,2
Lochreihe	4	24	2,4	58	108,5
Lochreihe	5a	24	1,5	36,5	42,2
Lochreihe	5	88	2,8	18	541,6
Lochreihe	6	88	1,7	7,5	199,8

-79

+72

+69

+44

Das Verhältnis der Volumina oberhalb zu unterhalb des Brennrings 20 beträgt 1 : 2,8 oder, anders ausgedrückt, 26,5 % des Volumens liegen oberhalb und 73,5 % des Volumens liegen unterhalb des Brennrings 20.

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-G-

üje Gesamtfläche aller Loche ffnuncer oberhalb des Brcnr.r j ng« 2<J beläuft sich auf 783,6 mr.", und cje Lcchflächo unterhalt co« Brennring? ergibt 26 2,3 r-r;^A.

Sorbit liegen ca. 75 5 (genau 74,8 ΐ.) der Lochquer^cl.r.i tt?f Π ehe oberhalb Cos Brennringp ure; ca. 25 Ί, (genau 25,2 ) car'intcr. Ls ergibt sich annähernc. c i c. ur.gekehrte Proportion zur Volurinaverteilung, nämlich 1:3.

Außer einer niedrigen Pück^t.incsbi ldung ir, .rennort^rif f. rqaL sich ein erheblich verbesserter CJ-Cehalt, wie er eier qranhi scher, jarstellung in Ficj. j ent nor;.-.en ',/ercer kann. ^ualajch zc:in-t sich, uaß der bisher nachteilig auf t.as Brennverhalten ei r.v-j r/.er.tr i<egelberei ch äen CO-r.ehalt kaur. noch beeinflußt.

Im folgenden Beispiel wird gezeigt, daß auch r?rö8er . .,ronntcpfe nach der Urfindung r.i t guten Lrfolg ausgelegt wen.cn Jur.ner.. Ls handelt sich uir. einen Brenntopf mit einem Durchr-ii??or v«. r, d = 203 mm und einer Gesairthöhe h von 173 nnv; der r.ittlcrti Abstand des Brennrings vom oberen Rand beträgt 59 v.r. 'Mo weiteren einzelheiten sind der folgenden Tai2e_l_le_ 3 zu cntr.nhrer.:

	1	Anzahl der Löcher	00	Loch durch messer (mr)	Abstand vom oberen Rand (rar.) ¹I - h	Sunr.e aller Loch- flachen (r.ir,²)	,.ir.knl zur . ; :;rri mentalen S
Lochreihe	2a	36	2	126	113	-71 °
Lochreihe	2	12	1,5	112	21,1	-
Lochreihe	3	12	1,5	93	21,1	-
Lochreihe	4	36	2	84	113	+64. °
Lochreihe	5a	27	2,2	63	102,6	+79 °
Lochreihe	5	13	1,8	40	33,1	-
Lochreihe		100	3,4	21	907,5	+44 °
LoehreÜftö		100	1,8	11	254,3
	9 809/	0896		) ORiGINAt 7 -

— / —

33 « des CeSaii.tvolumen« licyon oberhalb des Iirennrjngp und 67 % ir.i unteren Teil des Topfeg. F;a? Veriiältnis der Voluii.ina kann deshalb auch r;it 1 ; 2 angegeben werden.

Das Veri.^ltnis der Lochfliichen unterhalb des Drar.nrir.gs zur oberen Ri nq ist im vorliegenden Fall geringfüqig größer, niiir.lich 1 : l,2~; hier liegen 76,3 % der Lochflächen oberhalb de-s Brennrings una 2 3,7 % unterlialb aes Ürennri ng'-. Die für den CO-Gehalt gemessenen V.'erte entsprechen auch in vorliegenden Fall etwa der Kurvendarstellung in Fig. 3.

In bezug auf den Vergleich der Rückstandsbildung zwischen den herkömmlichen Brennertöpfen und denjenigen, die nach der vorliegenden Lrfindung ausgebildet sind, haben Messungen unter gleichen Bedingungen ergeben, daß nach einem Verbrauch von 500 1 Heizöl bei herkömmlichen 3rennertcpfen 28 g Rückstand anfallen, dagegen fanden sich nur 12 g Rückstand in Brennertöpfen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung i<*t der, daß nach einer grundsätzlichen technischen Regel, wie sie hier aufgestellt worden ist, Brennertöpfe für verschiedene Heizleistungen nach einem einheitlichen Prinzip in einfacher Weise ausaelegt werden können, was den Entwurf und die Herstellung uerartiaer Brennertopfe erheblich vereinfacht.

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Claims

PATENTANWÄLTE ^ DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU · DR. INQ. ARNO SCHMIDT, MÜNCHEN HANAU · FRANKFURTER LANDSTR. t · POSTFACH 7»J · TEL f0«01 -TEtEQRAMME: HANAUPATENT Armaturenwerk Hiederschelci GmbH 29. Oktober 1968 Dillenburrj/Hessen Str/Jg - 10 067 Ansprüche

1. Brennertopf für flüssige Brennstoffe mit einem Boden, einem zylindrischen Mantel, in dem sich auf mehreren Mantelkreisen Öffnungen für den Luftzutritt befinden, die teilweise zum Topfradius geneigt sina, sov/ie mit zumindest einem im Topfinneren eingelegten Brennring, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Urennertopf (10) das Volumen (24) oberhalb des einzigen Brennrings (20) zu dem Volumen (22) unterhalb des Brennrings (20) im Verhältnis 1 : 2 bi ff 1 : 3 hält und daß sich die Summe aller Lochflachen unterhalb des Brennrings (20) zu der Summe aller Lochflachen oberhalb des Brennrings (20) im Verhältnis 1 : 2 bis 1 : 4 hält.

2. Brennertopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet α u r c h folgende Größen:

Topfdurchmesser 153 mm, Gesamthöhe 130 mm, mittlerer Abstand des Brennrings (20) vom oberen Rand 36 mm;

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Lochreihe 1: 27 Löcher von 2 r,x.\ Durchmesser ::.i t .abstand von 31 ITJi vom eueren Rand;

Lochreihe 2: 9 Löcher von 1,7 mn Durchmesser mit Abstand von Gl,5 mm vom oueren Rand;

Lochreihe 3: 27 Löcher von 1,8 nri Durchmesser ni t Abstand von 55 mir; vom oberen Rand;

Lochreihe 4: 27 Löcher von 1,8 nm Durchmesser r.i-t Abstand von 32 mn vor.i oberen Rand;

Lochreihe 5; 75 Löcher von 2,7 mm Durchmesser ~.j t Abstand von 16,5 mm vom oberen Rand;

Lochreihe 6: 75 Löcher von 1,6 mm Durchmesser mit Abstand von ^ 7,5 mm vom oberen Rand.

3. Brennertopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Größen:

Topfdurchmesser 176 mm, Gcsamthöhe 157 mm, mittlerer Abstand des Brennrings (20) vom oberen Rand 41,5 mn;

Lochreihe 1; 29 Löcher von 2 mn Durchmesser mit Abstand von 106 nun vom oberen Rand;

Lochreihe 2: 12 Löcher von 1,5 mm Durchmesser nit Abstand von 81 ram vom oberen Rand;

Lochreihe 3: 24 Löcher von 1,5 mm Durchmesser mit Abstand von ^ 71 nun vom oberen Rand;

Lochreihe 4: 24 Löcher von 2,4 mm Durchmesser mit Abstand von 58 nun vom oberen Rand;

Lochreihe 5at 24 Löcher von 1,5 mm Durchmesser mit Abstand von 36,5 mm vom oberen Rand;

Lochreihe 5: 88 Löcher von 2,8 mm Durchmesser mit Abstand von , 18 mm vom oberen Rand;

Lochreihe 6: 88 Löcher von 1,7 mm Durchmesser mit Abstand von 7,5 mm vom oberen Rand.

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4. Brennertopf nach Anspruch 1, durch folgende Größen:

qekennzei c h η e t

Topfdurchmesser 203 nun, Gesamthöhe 178 nun, mittlerer Abstand des Brennrings (20) vom oberen I:anc 59 nun;

ijochreihe 1: 36 Löcher von 2 nur. Durchmesser .ni t Abstand von 126 luii von; oberen Rand;

Lochreihe 2a: 12 Löcher von 1,5 mm Durchmesser mit Abstand von 112 ram vom oberen Rand;

Lochreihe 2: 12 Löcher von 1,5 mir. Durchmesser nit Abstand von 93 mn vom oberen Rand;

Loohreihe 3: 36 Löcher von 2 mr; Durchmesser mit Abstand von 84 nun vom oberen Rand;

Lochreihe 4: 27 Löcher von 2,2 mm Durchmesser njt Abstand von 63 nun vom oberen Rand;

Loqhreihe 5a: 13 Löcher von 18 mm Durchmesser .τ it Abstand von 40 nun vom. oberen Rand;

Lochreihe 5: 100 Löcher von 3,4 nun Durchmesser nit Abstand von 21 mn vom oberen Rand;

Lochreihe 6: 100 Löcher von 1,8 mm Durchmesser mit Abstand von 11 ram vom oberen Rand.

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