DE19627278A1

DE19627278A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Brennstoffschichtengemisches

Info

Publication number: DE19627278A1
Application number: DE1996127278
Authority: DE
Original assignee: GRUENEWAELDER DIETER 90480 NUERNBERG DE
Current assignee: GRUENEWAELDER DIETER 90480 NUERNBERG DE
Priority date: 1996-07-06
Filing date: 1996-07-06
Publication date: 1998-01-15
Also published as: EP0829685A2; EP0829685A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Brennstoffschichtengemisches für wärmetechnische Anlagen mit Reizölfeuerung in Industrie und Haushalten.

Es ist allgemein bekannt, Brennerdüsen von Verbrennungsan lagen für Flüssigbrennstoffe wie Heizöl mit druckbeaufschlag tem Brennstoff zu versorgen und komprimierten Sauerstoff der Verbrennungskammer zuzuführen, um den Verbrennungsvorgang so weit wie möglich zu optimieren.

In diesem Zusammenhang ist aus der Patentschrift DE 42 27 716 eine Ölzuführungseinrichtung für eine Brennerspeiseeinrich tung bekannt, die mit einer Zahnradpumpe mit räumlich ver änderlicher Verbrennungskammer versehen ist.

Nach der Patentschrift DE 44 04 517 ist auch eine Ölversor gungsvorrichtung für Ölbrenner mit einer Brennerdüse vor einer motorbetriebenen Pumpe mit einem Steuerventil zur do sierten Steuerung der Ölzufuhr bekannt.

Ebenfalls ist aus der Patentschrift DE 44 21 145 bekannt, ein Brennstoffzuführungselement für flüssigen Brennstoff ein zusetzen, welches eine Einspritzeinrichtung mit einer nach dem Energiespeicherprinzip arbeitenden Pumpe verwendet. Die Brennstoffmenge wird stoßartig dosiert der in der Verbren nungskammer befindlichen Einspritzdüse zugeführt und ver sprüht. Die Verwendung zuvor beschriebener Brennstoffzufüh rungen in wärmetechnischen Anlagen mit Heizölfeuerung führt zu einem hohen Brennstoffverbrauch. Diese Anlagen produzie ren infolge unvollkommener Verbrennungsprozesse Abgase mit zu hohem Schadstoffausstoß, welcher zu erheblicher Umweltbe lastung beiträgt.

Weiterhin ist in der Patentschrift DE 42 13 782 eine Gastur bine mit rotierender Einspritzung für flüssigen Brennstoff bekannt, bei der wahlweise flüssiger oder gasförmiger Brenn stoff verbrannt werden kann. Hierzu sind turbinenseitig im primären Einspritzbereich mehrere axialgerichtete über den Umfang verteilt angeordnete mit mehreren Düsenlöchern ver sehene Glaslanzen vorgesehen. Die Abströmrichtung der Düsen löcher ist in einem definierten Winkel zur Achse radial nach außen geneigt. Im kritischen Bereich der primären Verbren nungszone wird dadurch eine optimale Verbrennung mit hohen Ausbrandwerten, das heißt eine gute Verbrennungsqualität des Brennstoff-Luftgemisches, erreicht.

Die technischen Maßnahmen zur optimalen Gestaltung des Ver brennungsprozesses bei Gasturbinen lassen sich infolge ihrer Spezifik auf wärmetechnische Anlagen für Industrie und Haus halte nicht übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Brennstoff-Luftgemisches für wärmetechnische Anlagen mit Heizölfeuerung in Industrie und Haushalte zu schaffen, mit der bei niedrigem Betriebsdruck der Verbrennungsprozeß optimal gestaltet und der Schadstoffausstoß sowie der Brenn stoffverbrauch erheblich gesenkt werden und die eine Nach rüstbarkeit bei Verbrennungsanlagen älteren Types ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale der Ansprüche 1 bis 6 gelöst.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 die Seitenansicht im Schnitt.

Die Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 5 mit einem Gehäusedeckel 6, einem Flügelrad 3 und einem Elek tromotor 1.

Das Gehäuse 5 ist eine Metallausführung und wird von einem Gehäusedeckel 6 in bekannter Technik mit Verschraubungen hermetisch verschlossen. Mittig durch den Gehäusedeckel 6 ist eine Motorwelle 2 des mit diesem verdrehfest verbunde nen Elektromotors 1 geführt, auf der ein Flügelrad 3 in be kannter Weise befestigt ist. Das Flügelrad 3 ist mit unter einem Winkel von 30° bis 40° zu ihrer Mittelachse verstellten Schaufeln 4 bestückt, die vorteilhaft abwechselnd mit 7 bis 9 Ausnehmungen 4a versehen sind. Die Ausnehmungen 4a können die verschiedensten Formen haben, sind scharfkantig ausge bildet und zu denen der benachbarten Schaufeln 4 versetzt angeordnet. Runde Ausnehmungen 4a haben vorteilhaft einen Durchmesser von 2,5 mm. Der Durchmesser des Flügelrades 3 ist kleiner als die hierfür vorgesehene Bohrung im Gehäuse 5. In dem dadurch entstehenden Luftspalt 5b sind vorzugsweise strömungstechnische Schikanen z. B. vier gleichmäßig zuein ander versetzte Prellbleche 5a derart angebracht, daß ihre geneigten Oberkanten der Drehrichtung des Flügelrades 3 entgegen laufen. Das Gehäuse 5 ist eingangsseitig mit einem Anschluß 8 für die Heizölzufuhr versehen, dessen Zuleitung an eine nicht dargestellte Brennerpumpe führt. Ausgangs seitig ist das Gehäuse 5 mit einem Anschluß 7 für die Luft zufuhr und einem Anschluß 9 versehen, dessen Leitung zur Brennerdüse einer ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungs kammer der Heizungsanlage führt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet mit dem Elektromotor 1 eine kompakte selbständige Baugruppe.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Die Vorrichtung ist zwischen einer Brennerpumpe und dem Heiz ölbrenner einer herkömmlichen Heizungsanlage angeordnet. Das Flügelrad 3 wird vom Elektromotor 1 mit einer Drehzahl von ca. 2500 Umdrehungen pro Minute bewegt. Über den Anschluß 8 strömen etwa 150 bis 250 ml druckbeaufschlagtes Heizöl und über den Anschluß 7 Sauerstoff in das Gehäuse 5 ein. Das mit hoher Drehzahl laufende Flügelrad 3 mit den erfindungsgemäß geformten Schaufeln 4 und die Prellbleche 5a bewirken einen hohen Grad der Verwirbelung des Heizöles. Im Gehäuseinneren bildet sich ein Gemisch von verschäumten Heizöltröpfchen und Tröpfchen von im Heizöl befindlichen Fremdstoffen wie geringen Mengen Wasser. Der physikalische Vorgang der Ver wirbelung trägt zur erheblichen Vergrößerung der Oberfläche der beteiligten Stoffe, insbesondere des Heizöles bei, wo durch eine größere Vernetzung mit dem Sauerstoff der zuge führten Luft erfolgt. Dieses in Schichten aufgelegte Brenn stoffgemisch gelangt mit geringerem Betriebsdruck von etwa 3 Bar zum Brenner in die Brennkammer der Heizungsanlage, wo die Umsetzung in Wärmeenergie erfolgt. Dieser Vorgang voll zieht sich effektiver, da das verdichtete Brennstoffgemisch einen hohen Sauerstoffanteil besitzt, wodurch die Verbren nung bei hohen Temperaturen nahezu rückstandsfrei als voll kommener erfolgt. Das führt zu einer erheblich geringeren Belastung der Umwelt mit Schadstoffen. Infolge der höheren Verbrennungsleistung macht sich die Umrüstung bzw. die Ver wendung einer kleineren Brennerdüse erforderlich, um eine Schädigung der Heizungsanlage durch Überhitzung zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bei älteren herkömmli chen Heizungsanlagen kostengünstig nachrüstbar. Infolge des effektiveren Verbrennungsprozesses wird der Heizölver brauch um ca. 40% reduziert. Der Schadstoffausstoß ver ringert sich um ca. 80%, wodurch eine erheblich geringere Belastung der Umwelt erfolgt.

Bezugszeichenliste

1 Elektromotor
2 Motorwelle
3 Flügelrad
4 Schaufeln
4a Ausnehmungen
5 Gehäuse
5a Prellblech
5b Luftspalt
6 Gehäusedeckel
7 Anschluß
8 Anschluß
9 Anschluß

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Brennstoffschichten gemisches für eine wärmetechnische Anlage, bei der Reizöl von einem Vorratsbehälter druckbeaufschlagt mittels Öldruckpumpe dem Brenner einer Verbrennungs kammer zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Ölzuleitung und einem Ölbrenneran schluß ein Gehäuse (5) mit einem darin drehbar gela gertem mit Ausnehmungen (4a) versehenen Schaufeln (4) bestücktes Flügelrad (3) angeordnet ist und daß im Luftspalt (5b) der Bohrung für das Flügelrad (3) Prellbleche (5a) befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4a) zu denen der benachbarten Schaufeln (4) höhenversetzt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaufeln (4) mit einer unterschied lichen Anzahl von Ausnehmungen (4a) versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Prellbleche (5a) in gleichem Ab stand zueinander im Luftspalt (5b) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das rotierende Flügelrad (3) mit den Schaufeln (4) und die Prellbleche (5a) Erzeuger eines Brennstoffschichtengemisches sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (5) mit dem Elektromotor (1) zu einer selbständigen Baueinheit vereinigt sind.