DE19743087A1 - Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen - Google Patents
Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen BrennstoffenInfo
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- F23D—BURNERS
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- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
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- F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
- F23D11/441—Vaporising devices incorporated with burners
- F23D11/448—Vaporising devices incorporated with burners heated by electrical means
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen von
flüssigen Brennstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die rückstandslose Verdampfung von flüssigen Kohlenwasser stoff-Brennstoffen, wie z. B. Heizöl und Dieselkraftstoff im Gramm-Bereich stellt ein bisher nicht zufriedenstellend gelös tes technisches Problem dar. Die Verdampfung solcher Brenn stoffe verläuft in einem Temperaturbereich von 160 bis 380° C, was für eine vollständige Verdampfung Temperaturen der Wärme übertragungsflächen von mehr als 200 bis 450° C erfordert. Um bei den Verdampfern die Wandtemperatur niedrig zu halten, werden geringe Temperaturdifferenzen verwendet und die Wärme übertrager werden großflächig und/oder großvolumig ausgebil det.
Die rückstandslose Verdampfung von flüssigen Kohlenwasser stoff-Brennstoffen, wie z. B. Heizöl und Dieselkraftstoff im Gramm-Bereich stellt ein bisher nicht zufriedenstellend gelös tes technisches Problem dar. Die Verdampfung solcher Brenn stoffe verläuft in einem Temperaturbereich von 160 bis 380° C, was für eine vollständige Verdampfung Temperaturen der Wärme übertragungsflächen von mehr als 200 bis 450° C erfordert. Um bei den Verdampfern die Wandtemperatur niedrig zu halten, werden geringe Temperaturdifferenzen verwendet und die Wärme übertrager werden großflächig und/oder großvolumig ausgebil det.
Die thermische Belastung von Heiz- und Dieselöl führt bei
längeren Einwirkungszeiten zu Polymerisationen und Verklumpun
gen der Makromoleküle, die sich auf den Wärmeübertragungs
flächen absetzen. Am Ende der Siedezone lagern sich zusätzlich
die nichtverdampften Restfraktionen ab. Diese Ablagerungen
können eine Wärmeisolation bewirken, die eine weitere Tempera
turerhöhung zur Folge hat. Dadurch treten Verkokungen auf und
ein verstärktes Ablagern der Verklumpungen, was zur Verstop
fung der Strömungskanäle führen kann.
Großvolumige Verdampfer finden als sogenannte Schalenbrenner
in Ölöfen der Haustechnik Verwendung. Hier erfolgt die Ver
dampfung an der freien Oberfläche der flüssigen Brennstoff
phase. Die entstehenden Ablagerungen setzen sich am Boden ab
und werden periodisch entsorgt.
Aus der DE 32 43 395 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs
genannten Gattung bekannt. Der Brennstoff wird in einem Rohr
verdampft, welches direkt oder indirekt elektrisch beheizt
wird. Das Rohr ist großvolumig mit einem relativ großen Innen
durchmesser ausgebildet. Es sind Wandtemperaturen von mehr als
1000°C vorgesehen, dementsprechend werden über die Rohrwan
dung sehr hohe Wärmestromdichten übertragen. Aufgrund der
relativ langen Verweilzeit des Brennstoffes in dem Rohr und
aufgrund der hohen Wandtemperaturen treten Ablagerungen an der
Rohrwand auf. Das als Verdampfungskammer dienende Rohr weist
starke Querschnittsänderungen auf, die ungünstige Strömungs
verhältnisse mit toten Winkeln verursachen, was weiter die
Bildung von Ablagerungen begünstigt. Es ist daher vorgesehen,
das Rohr periodisch in einer Reinigungsphase stark aufzuhei
zen, um die Ablagerungen zu Asche zu verbrennen und dann aus
dem Rohr in den Brennraum auszublasen.
Weiter ist es bekannt, Verdampfer mit einer großen Wärmeüber
tragungsfläche und kleinen Abmessungen dadurch zu bilden, daß
der Brennstoff durch ein Geflecht von Whisker-Fäden geführt
wird (z. B. H. Schladitz "Brennstoffaufbereitung und Umwelt
schutz" in "Öl- und Gasfeuerung", 1973, Heft 3, Seite 164 bis
168). Das Whisker-Geflecht bildet eine Struktur mit hoher
Porosität und somit einem großen Porenvolumen und einer großen
Wärmeübertragungs-Oberfläche. Die metallische Whisker-Fäden
können direkt als elektrische Widerstandsheizung verwendet
werden. Das Durchströmen der feinporigen Struktur führt in
Verbindung mit dem relativ großen Volumen zu langen Verweil
zeiten des Brennstoffes, was wiederum die Ablagerung von hö
hersiedenden oder festen Bestandteilen und vercrackten Makro
molekülen in dem porösen Whiskerskelett zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Verdampfen von flüssigen Brennstoffen zur Verfügung zu stel
len, die eine möglichst rückstandslose Verdampfung kleiner und
kleinster Mengen von flüssigen Brennstoffen im Gramm-Bereich
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrich
tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, den flüs
sigen Brennstoff in einem beheizbaren Kapillarrohr zu verdamp
fen, wobei der Innendurchmesser des Kapillarrohres möglichst
klein gehalten wird. Um die notwendige Wärmeübertragungsfläche
zu erhalten, wird die Länge des Kapillarrohres entsprechend
groß dimensioniert. Um trotz der großen Länge des Kapillar
rohres einen Verdampfer mit geringen Bauabmessungen herstellen
zu können, wird das Kapillarrohr vorzugsweise in Windungen
angeordnet, um eine große Länge des Kapillarrohres in einem
kleinen Volumen unterzubringen. Die Beheizung des Kapillar
rohres kann entweder direkt erfolgen, indem das Kapillarrohr
selbst als Heizleiter verwendet wird, oder indirekt, indem das
Kapillarrohr mit einer Heizpatrone in Berührung steht.
Die Verringerung des Innendurchmessers des Rohres, durch wel
ches der Brennstoff zur Verdampfung durchgeleitet wird, zu
einem Kapillarrohr führt überraschenderweise nicht zu einem
schnellen Zusetzen und Verstopfen des Kapillarrohres, wie dies
nach dem Stand der Technik zu erwarten gewesen wäre. Es hat
sich vielmehr gezeigt, daß eine weitgehend rückstandslose
Verdampfung erreicht werden kann und auch über längere Be
triebsdauern keine Ablagerungen auftreten, die den engen Quer
schnitt des Kapillarrohres zusetzen. Es wird angenommen, daß
dies darauf beruht, daß durch die Verengung des Innendurch
messers die Durchlaufzeiten wesentlich verkürzt werden, wobei
außerdem das lange Kapillarrohr keinerlei Querschnittssprünge
aufweist, welche zu Strömungsablösungen und Strömungsschatten
führen könnten. Die große Länge und der kleine Querschnitt des
Kapillarrohres sowie periodisch geringe Änderungen der
Heizleistung und des Massenstromes führen zu zeitlichen
Schwankungen der Verteilung der Wärmestromdichte über die
Länge des Kapillarrohres, was wiederum zur Folge hat, daß die
kritische Zone, in welcher die flüssige Phase des Brennstoffs
in die Dampfphase übergeht zeitlich stromauf und stromab in
dem Kapillarrohr wandert. Ablagerungen in einem bestimmten
Längenbereich werden dadurch vermieden.
Erfindungsgemäß weist das Kapillarrohr einen Innendurchmesser
von etwa 0,3 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 1,3 mm auf.
Das Verhältnis der Länge des Kapillarrohres zu seinem Innen
durchmesser liegt im Bereich von etwa 500 bis 3000, vorzugs
weise von 900 bis 2300. Bei dieser Dimensionierung ergeben
sich Verweilzeiten des Brennstoffes in dem Kapillarrohr, die
im Bereich von Millisekunden liegen.
In der Zone, in welcher die flüssige Phase in die Dampfphase
übergeht, verdampfen zunächst die niedrigsiedenden Fraktionen
und bilden eine achsnahe Dampfströmung in der Kapillare. Die
höhersiedenden Fraktionen werden dadurch gegen die Wand des
Kapillarrohres gedrängt, so daß diese verstärkt erhitzt werden.
Die Mitnahme der hochsiedenden Fraktionen bei Geschwindig
keiten bis zu 160 m/s verhindern Ablagerungen von Restfraktio
nen. Im Hinblick auf die Schwankung der Verdampfungszone und
zur Sicherstellung der Strömungsstabilität ist am Austritt
sende des Kapillarrohres eine Überhitzungs-Länge vorgesehen,
in der außerdem auch der erforderliche Mindest-System-Druck
von ca. 1 bis 2 b erzeugt wird.
Der erfindungsgemäße Kapillarrohr-Verdampfer kann in allen
Anwendungsfällen eingesetzt werden, in welchen eine möglichst
rückstandslose Verdampfung von Kohlenwasserstoff-Gemischen
angestrebt wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung als Heiz
ölverdampfer zur Aerosolbildung mit der Verbrennungsluft in
Vorgemisch-Brennern eingesetzt werden. Ebenso ist ein Einsatz
als Heizölverdampfer zur Brennstoff-Luft-Gemischbildung in
Brennerköpfen mit und ohne Injektor oder in Kombination mit
Luftdüsen mit integrierter Drallerzeugung möglich. Da der
Verdampfer insbesondere in einem Massenstrom-Bereich von 0,1
bis 4,0 kg/h wirksam arbeitet, eignet er sich insbesondere für
den Einsatz in Feuerungen mit einer Wärmeleistung unter 10 kW.
Bei Feuerungen größerer Leistungen kann der Kapillarrohr-Ver
dampfer als Zünd- und Pilotbrenner eingesetzt werden. Schließ
lich ist auch ein Einsatz möglich als Heizölvorwärmer zum
Einbau in Druckzerstäuber-Düsenschäften.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 schematisch ein Kapillarrohr, wie es erfindungsgemäß
verwendet wird,
Fig. 2 das Kapillarrohr in einer ersten Ausführung,
Fig. 3 die komplette Vorrichtung in der ersten Ausführung,
Fig. 4 die Vorrichtung in der ersten Ausführung in einen
Brenner eingebaut,
Fig. 5 die Vorrichtung in der ersten Ausführung in einer
modifizierten Einbausituation,
Fig. 6 eine Abwandlung der ersten Ausführung der Vorrich
tung,
Fig. 7 eine vergrößerte Detaildarstellung der Fig. 6,
Fig. 8 eine zweite Ausführung des Kapillarrohres,
Fig. 9 eine dritte Ausführung des Kapillarrohres,
Fig. 10 eine vierte Ausführung des Kapillarrohres und
Fig. 11 eine fünfte Ausführung des Kapillarrohres.
Fig. 1 zeigt ein Kapillarrohr, wie es erfindungsgemäß für die
Vorrichtung zum Verdampfen von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen,
wie Heizöl und Dieselöl in einem Massenstrom-Bereich von 0,1
bis 4,0 kg/h, vorzugsweise von 0,2 bis 2,4 kg/h verwendet
wird.
Das Kapillarrohr 10 weist einen Innendurchmesser d auf, der
zwischen 0,3 und 2,0 mm vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,3 mm
liegt. Das Verhältnis von Wandstärke des Kapillarrohres 10 zu
dessen Innendurchmesser beträgt 0,2 bis 0,5. Die Länge L des
Kapillarrohres 10 beträgt das 500- bis 3000fache des Innen
durchmessers d, vorzugsweise das 900- bis 2300fache.
Die Wandung des Kapillarrohres 10 wird in später beschriebener
Weise beheizt. Der flüssige Brennstoff Mf wird in das Kapil
larrohr 10 eingeleitet, durchströmt das Kapillarrohr 10 und
tritt als Dampf MD aus dem Kapillarrohr 10 aus.
In einem ersten eintrittsseitigen Längenabschnitt L1 wird der
zugeführte flüssige Brennstoff durch die beheizte Wand des
Kapillarrohres 10 bis zu seinem Siedepunkt aufgeheizt. In
einem anschließenden Längenabschnitt L2 verdampft der Brenn
stoff beginnend mit den niedrigsiedenden Fraktionen. In einem
letzten austrittsseitigen Längenabschnitt L3 ist der flüssige
Brennstoff vollständig verdampft und wird zusätzlich über
hitzt. Die Beheizung der Wandung des Kapillarrohres 10 führt
zu einer zeitlichen schwankenden Wärmeerzeugung über die Länge
des Kapillarrohres 10. Außerdem schwankt die Temperatur des
zugeführten flüssigen Brennstoffs. Dadurch ergibt sich eine
zeitlich schankende axiale Lage der Verdampfungszone L2. Die
der Verdampfungszone L2 nachgeschaltete Überhitzungszone L3
stellt sicher, daß trotz der Schwankungen der Verdampfungszone
L2 der Brennstoff beim Austritt aus dem Kapillarrohr 10 zu
verlässig vollständig verdampft ist. Außerdem wird durch die
Überhitzungszone L3 gewährleistet, daß der Brennstoffdampf mit
stabiler Strömung und dem erforderlichen Mindest-System-Druck
von 1 bis 2 b aus dem Kapillarrohr 10 austritt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführung der Vorrich
tung.
Um das lange Kapillarrohr 10 platzsparend in einem Brenner
unterbringen zu können, ist das Kapillarrohr 10 schraubenli
nienförmig zu einer Wendel gebogen. Das austrittseitige Ende
des Kapillarrohres 10 ist dabei so gebogen, daß es in der
Mittelachse der Wendel verläuft. Das eintrittseitige Ende des
Kapillarrohres 10 ist ebenfalls in die Mittelachse der Wendel
gebogen. An das eintrittseitige Ende schließt sich ein Über
gangsrohrstück 12 an, welches dazu dient, den Querschnitt der
Brennstoffzuführleitung auf den kleinen Querschnitt des Kapil
larrohres 10 zu reduzieren. Das Übergangsrohrstück 12 geht
eintrittsseitig in eine Gewindemuffe 14 über, die mit einem
Bund 16 und einer auf dem Außengewinde der Gewindemuffe 14
sitzenden Gegenmutter 18 zum Einschrauben der Vorrichtung in
das Schott eines Brenners dient.
Fig. 3 zeigt, wie das in Fig. 2 dargestellte Kapillarrohr 10
in einen kompletten Verdampfer eingebaut wird. Hierzu wird das
gewendelte Kapillarrohr 10 in eine Schutzhülse 20 eingesetzt,
deren Innenwandung durch eine Isolierhülse 22 isoliert ist. In
das austrittsseitige Ende der Schutzhülse 20 ist ein Isolier
einsatz 24 eingesetzt, der achsmittig von dem austrittsseiti
gen Ende des Kapillarrohres 10 durchsetzt wird. Das Übergangs
rohrstück 12 mit der anschließenden Gewindemuffe 14 wird zen
triert in einem Isolierkörper 26 gehalten. Eintrittsseitig ist
die Schutzhülse 20 zwischen dem Bund 16 und der Gegenmutter 18
auf der Gewindemuffe 14 festgelegt. In den Isolierkörper 26
sind radial Steckverbinder-Anschlußkontakte 28 und 39 einge
setzt. Der Steckverbinder-Anschlußkontakt 28 ist mit einem
achsparallel in den Isolierkörper 26 geführten elektrischen
Leiter 32 verbunden. Dieser Leiter 32 führt achsparallel durch
die Wendel des Kapillarrohres 10 und ist mit seinem vorderen
Ende in dem Isoliereinsatz 24 festgelegt. Das vordere Ende des
Leiters 32 ist unmittelbar hinter dem Isoliereinsatz 24 mit
tels einer Anschlußklemme 34 elektrisch leitend mit dem Aus
trittsende des Kapillarrohres 10 verbunden. Der zweite Steck
verbinder-Anschlußkontakt 30 führt radial durch den Isolier
körper 26 und kontaktiert elektrisch leitend das Übergangs
rohrstück 12.
Über die Steckverbinder-Anschlußkontakte 28 und 30 kann das Kapillarrohr 10 an eine Stromversorgung angeschlossen werden.
Über die Steckverbinder-Anschlußkontakte 28 und 30 kann das Kapillarrohr 10 an eine Stromversorgung angeschlossen werden.
Beispielsweise wird an den Steckverbinder-Anschlußkontakt 28
die Phase und an den Steckverbinder-Anschlußkontakt 30 die
Masse eines Niederspannungsnetzes von bis zu 42 V angelegt.
Das Kapillarrohr 10 besteht in dieser Ausführung aus einem
Heizleiter-Metall, z. B. aus einem Chrom-Nickel-Stahl. In die
ser Ausführung wird das Kapillarrohr 10 durch den das Kapil
larrohr 10 durchfließenden Strom direkt beheizt.
Fig. 4 zeigt den Einbau der Vorrichtung der Fig. 2 und 3
in ein Brennerrohr. Die Vorrichtung ist mit ihrer Schutzhülse
20 koaxial in die Nabe einer Luftdüse 36 eingesetzt, und mit
tels eines Klemmringes 38 in der Luftdüse 36 festgelegt. Die
Luftdüse 36 weist außerdem einen die Nabe koaxial umschließen
den Drallkörper 40 auf. Die Luftdüse 36 ist zentrisch in ein
Schott 42 eingesetzt, welches wiederum in einem Brenner-Stamm
rohr 44 sitzt und dieses bis auf die Luftdüse 36 verschließt.
Das Brenner-Stammrohr 44 ist an einen Brenner-Gebläsestutzen
46 angesetzt. An das stromabliegende Ende des Brenner-Stamm
rohres 44 ist ein Flammrohr 48 angesetzt, welches zur Erzeu
gung einer Injektor-Wirkung seitliche Rezirkulationsöffnungen
aufweist. In das Schott 42 sind außerdem eine Flammen-Überwa
chungssonde 50 und ein Zündelektrodenpaar 52 eingesetzt. Von
der Verdampfer-Vorrichtung abgesehen ist der Aufbau des Bren
nerrohres an sich bekannt.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Einbausituation der Fig. 4,
in welcher die Verdampfer-Vorrichtung stromabgerichtet axial
über die Luftdüse 36 hinausragt, wobei auf die Luftdüse 36
axial ein Fangrohr 54 aufgesetzt ist.
In dem Aufbau der Fig. 4 wird die Verbrennungsluft über die
Luftdüse 36 konisch und mittels des Drallkörpers 40 mit Drall
beaufschlagt in den aus dem Kapillarrohr 10 austretenden
Brennstoff-Dampfstrahl eingeleitet, um eine intensive Durch
mischung von Verbrennungsluft und Brennstoffdampf zu erzielen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird die drallbehaftet über
die Luftdüse 36 zugeführte Verbrennungsluft in dem Fangrohr 54
so gelenkt, daß sie drallbehaftet über das sich stromab er
weiternde Fangrohr 54 austritt und mit dem Brennstoffdampf
vermischt einen sich erweiternden Flammkegel bildet.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Abwandlung der ersten Aus
führung der Vorrichtung, wobei der Anschluß und Einbau des
wendelförmig gebogenen Kapillarrohres 10 modifiziert sind.
In dieser Ausführung sitzt das wendelförmig gebogene Kapillar
rohr 10 in einer elektrisch leitenden Schutzhülse 56. Die
Schutzhülse 56 ist an ihrem stromabliegenden Ende durch eine
elektrisch leitende Kappe 58 abgeschlossen, die zentrisch das
Austrittsende des Kapillarrohres 10 aufnimmt, fixiert und
elektrisch leitend kontaktiert. Das an das eintrittsseitige
Ende des Kapillarrohres 10 anschließende Übergangsrohrstück 12
ist in eine Isolierbuchse 60 eingesetzt. Die Isolierbuchse 60
mit dem Übergangsrohrstück 12 ist mit der Gewindemuffe 14
verschraubt. Hierzu weist die Gewindemuffe 14 einen Anschluß
nippel 62 auf, auf welchen eine Überwurfmutter 64 mit einem
konischen Klemmring 66 aufgeschraubt wird. Ein elektrischer
Anschlußkontakt 68 durchsetzt isoliert die Schutzhülse 56 und
steht leitend mit dem Übergangsrohrstück 12 und damit dem
Kapillarrohr 10 in Verbindung. Der Anschlußkontakt 68 dient
zum Anschließen der Phase der Stromversorgung, während die
Schutzhülse 56 die Masseverbindung herstellt.
Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführung des Kapillarrohres 10. In
dieser Ausführung ist das Kapillarrohr 10 nicht in Form einer
Wendel sondern in Form einer Spirale gebogen. Das Übergangs
rohrstück 12 zum Zuführen des flüssigen Brennstoffes ist dabei
am Außenende der Spirale angeordnet, während das Austrittsende
mittig angeordnet ist.
Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführung des Kapillarrohres 10. In
dieser Ausführung ist das Kapillarrohr 10 in mehreren Haarna
delkrümmungen gebogen, so daß sich vor- und zurücklaufende
parallele Abschnitte des Kapillarrohres 10 ergeben. Die Haar
nadelkrümmungen können dabei so eng gebogen werden, daß ihr
Krümmungsradius R nur das dreifache des Innendurchmessers d
des Kapillarrohres 10 beträgt.
Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführung des Kapillarrohres 10,
die sich in der elektrischen Kontaktierung unterscheidet. Auf
das Kapillarrohr 10 ist koaxial ein elektrisch leitendes Man
telrohr 70 aufgeschoben. Das Mantelrohr 70 weist nur einen
geringen Außendurchmesser von z. B. 2 bis 3 mm auf und ist von
dem Kapillarrohr 10 durch eine Isolierung 72 getrennt, die
z. B. als Folie oder Lack mit geringer Stärke ausgebildet ist.
An dem Austrittsende des Kapillarrohres 10 ist das Mantelrohr
70 mit dem Kapillarrohr 10 leitend verbunden. Am eintritts
seitigen Ende ist ein Isolierstopfen 74 vorgesehen, der einen
Anschlußkontakt 76 des Mantelrohres 70 gegen das Übergangs
rohrstück 12 elektrisch isoliert, welches den zweiten elek
trischen Kontakt aufweist.
In dieser Ausführung kann das Kapillarrohr 10 mit dem Mantel
rohr 70 in beliebiger Form gebogen und eingebaut werden, ohne
daß zusätzliche Maßnahmen zur elektrischen Kontaktierung und
Stromzuführung zu dem austrittsseitigen Ende des Kapillar
rohres 10 notwendig sind.
Während in den bisher beschriebenen Ausführungen das Kapillar
rohr 10 als Heizleiter ausgebildet ist und direkt beheizt
wird, zeigt Fig. 11 eine Ausführung, bei welcher das Kapil
larrohr 10 indirekt beheizt wird. Das Material des Kapillar
rohres 10 kann daher unabhängig von seinen elektrischen Leit
eigenschaften gewählt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kapillarrohr 10 schrau
benlinienförmig auf die Mantelfläche einer zylindrischen wär
meleitenden Hülse 78 gewickelt. In die Hülse 78 wird koaxial
eine Heizpatrone 80 mit den elektrischen Leitungsanschlüssen
82 und 84 eingesetzt. Die Heizpatrone 80 beheizt über die
wärmeleitende Hülse 78 das Kapillarrohr 10 indirekt. Die Heiz
patrone 80 kann in an sich bekannter Weise für Hochspannung
oder Niederspannung ausgelegt sein.
10
Kapillarrohr
12
Übergangsrohrstück
14
Gewindemuffe
16
Bund
18
Gegenmutter
20
Schutzhülse
22
Isolierhülse
24
Isoliereinsatz
26
Isolierkörper
28
Steckverbinder-Anschlußkontakt-Phase
30
Steckverbinder-Anschlußkontakt-Masse
32
Leiter
34
Anschlußklemme
36
Luftdüse
38
Klemmring
40
Drallkörper
42
Schott
44
Brenner-Stammrohr
46
Brenner-Gebläsestutzen
48
Flammrohr
50
Flammen-Überwachungssonde
52
Zündelektroden
54
Fangrohr
56
Schutzhülse
58
Kappe
60
Isolierbuchse
62
Anschlußnippel
64
Überwurfmutter
66
Klemmring
68
Anschlußkontakt
70
Mantelrohr
72
Isolierung
74
Isolierstopfen
76
Anschlußkontakt
78
Hülse
80
Heizpatrone
82
Anschluß
84
Anschluß
d Innendurchmesser
L Länge
L1 Aufheizlänge
L2 Verdampfungslänge
L3 Überhitzungslänge
d Innendurchmesser
L Länge
L1 Aufheizlänge
L2 Verdampfungslänge
L3 Überhitzungslänge
Claims (20)
1. Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen,
mit einem Rohr, durch welches der Brennstoff hindurch
geleitet wird und dessen Wandung elektrisch beheizbar
ist, um dem Brennstoff die Verdampfungswärme zuzuführen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ein Kapillarrohr
(10) ist, dessen Innendurchmesser (d) 0,3 bis 2,0 mm
beträgt und dessen Länge (L) das 500- bis 3000fache des
Innendurchmessers (d) beträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innendurchmesser (d) des Kapillarrohres (10) 0,5 bis
1,3 mm beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Länge (L) des Kapillarrohres (10) das 900- bis
2300fache des Innendurchmesser (d) beträgt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Kapillar
rohres (10) das 0,2- bis 0,5fache des Innendurchmessers
(d) beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) als
Heizleiter ausgebildet ist und zur direkten Beheizung ein
elektrischer Strom durch das Kapillarrohr (10) geleitet
wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kapillarrohr (10) aus einem CrNi-Stahl besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß an die Enden des Kapillarrohres (10) eine Nie
derspannung von weniger als etwa 50 V angelegt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet daß das austrittsseitige Ende des Kapil
larrohres (10) über einen separaten Leiter (32) an die
Spannung gelegt wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das austrittsseitige Ende des Kapil
larrohres (10) über eine Schutzhülse (56, 58) an Massepo
tential gelegt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) von einem elek
trisch leitenden Mantelrohr (70) umschlossen und durch
eine Isolierung (72) gegen das Mantelrohr (70) isoliert
ist, daß das Mantelrohr (70) am austrittsseitigen Ende
des Kapillarrohres (10) mit diesem elektrisch leitend in
Verbindung steht und daß das Mantelrohr (70) als elek
trischer Anschluß des austrittsseitigen Endes des Kapil
larohres (10) dient.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandung des Kapillarrohres (10)
durch eine elektrische Widerstandsheizung indirekt be
heizt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kapillarrohr (10) mit der Außenmantelfläche einer
Heizpatrone (80) in Berührung steht oder mit der Außen
fläche einer wärmeleitenden Hülse (78), in welche die
Heizpatrone (80) eingesetzt wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) als schrauben
förmige Wendel gebogen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) als Spirale
gebogen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) mit Haarnadel
krümmungen in parallel zueinander verlaufende Abschnitte
gebogen ist.
16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 15 als Heizölverdampfer zur Aerosolbildung mit der
Verbrennungsluft in Vorgemisch-Brennern.
17. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 15 als Heizölverdampfer zur Brennstoff-Luft-Gemisch
bildung in Brennerköpfen für Wärmeleistungen unter 10 KW.
18. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 17 mit einer
Luftdüse (36), die eine Einrichtung (40) zur Beaufschla
gung der Verbrennungsluft mit Drall aufweist.
19. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 15 als Zünd- und Pilotbrenner in Feuerungen größerer
Leistungen oder in mehrstufigen Modulbrennern.
20. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 15 als Heizölvorwärmer zum Einbau in Druckzer
stäuber-Düsenschäften.
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