DE2020645C3 - Glüheinsatz für Schalenverdampfungsölbrenner mit einer Umfangslöcher für den Eintritt von Primärluft aufweisenden Verdampfungszone und einer darüberliegenden, Umfangslöcher für den Eintritt von Sekundärluft aufweisenden Verbrennungszone - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen

Clüheinsatz der eingangs beschriebenen Art konstruk-

derart zu verbessern, daß in jedem Brennertyp eine

*'-' Itftandsfreie Verbrennung des Öldampf-Luft-Gemi-

«hes erreichbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsge- s

β dadurch gelöst, daß die Glühelemente, /wischen "i¹. _mi_ndestens radial außen und oben offene Zwi- ^$'henräume definierend, um den Durchlaß in der Form *? Kranzes angeordnet sind und bis in die Nähe des !'"ennermantels reichen. ι ο

Bei diese; Konstruktion wird somit für die erforderlihe intensive Aufheizung der Sekundärluft mit Hilfe HerGlühelemente dem aufsteigenden brennenden Gas-Wärme entzogen und in den unmittelbaren Bereich der in dem Brenne-mantel liegenden Umfangslöher abgeleitet, wobei eine Wärmeleitung zur Wandung des Ölbrenners nicht stattfinden kann, da die hocherhitzten Glühelemente vor der inneren Mündung , *~ Umfangslöcher enden. Die Sekundä-luft strömt in A't mindestens radial außen und oben offenen, von dan Clühelementen definierten Zwischenräume ein und nach oben ab, so daß der Kontakt der Sekundärluft mit den erhitzten Flächenteilen der Glühelemente auf einem verhältnismäßig stark ausgedehnten Bereich aufrecht erhalten bleibt. Von den Zwischenräumen aus kann der Weg zu dem den zentralen Durchlaß des Glüheinsatzes durchströmenden, brennenden Gasstrom frei sein, so daß bereits im unteren Bereich der Verbrennungszone bzw. des Glüheinsatzes eine intensive Vermischung der vorgewärmten Sekundärluft mit dem aufsteigenden, entzündeten Gasstrom erfolgen und dadurch der Verbrennungsprozeß optimiert und dabei der CÖ2-Gehalt der Abgase wesentlich erhöht werden kann.

Dabei gehört ein Schalenverdampfungsolbrenner be- ^ reits zum Stande der Technik, der mit etagenweise übereinander angeordneten Einsätzen ausgestattet ist, die Metallstreifen aufweisen die in sternförmiger, schräger Anordnung um einen Durchlaß herumgrupniert sind, bis in die Nähe des Brennermantels reichen und von Etage zu Etage gegeneinander versetzt sind (vgl. CH-PS 4 81 348).

Diese Einsätze sind jedoch bei dieser Konstruktion innerhalb der Verdampfungszone vorgesehen und ihre Aufgabe besteht unter anderem darin, die über die Vielzahl der in der Wandung des ölbrenners vorhandenen öffnungen für die Primärluft eindringenden Luftströme innerhalb des Brennertopfes derart umzulenken, daß eine Vermischung der aufsteigenden, bereits entzündeten öldämpfe mit Luftsauerstoff zustande kommt. so

Zu diesem Zweck ist je Umfangsloch fu. den Lufteintritt ein durch einen Metallstreifen gebildetes Glühelement in derartiger Anordnung vorgesehen, daß es sich mit seinem äußeren Ende in einer Ebene oberhalb des betreffenden Umfangsloches befindet und dieses nach s> beiden Seiten hin überdeckt, so daß die eindringenden Luftströme an einem sofortigen Aufsteigen gehindert und zwangsläufig mit den vom Brennerboden aufsteigenden, entzündeten öldämpfen vermischt werden.

Weiterhin sollen die Metallstreifen nach unten, das <n heißt in Richtung des Brennerbodens, Wärme abstrahlen, um den Vergasungsprozeß am Brennerboden zu verbessern.

Bei dieser Konstruktion kommen demgemäß die Elemente ausschließlich in der Verdampfungszone zur <_vs Wirkung, wobei die Zufuhr der Sekundärluft in die sich darüber befindende Verbrennungszone über zwischen hpiHpn Zonen vorhandene Einlaßstutzen ohne jegliche Vorwärmung erfolgt.

Was nun den erfindungsgemäßen Glüheinsatz betrifft, so läßt sich dessen Wirkung noch durch einen in die Verdampfungszone reichenden Glühschaft mit mindestens einem zum Durchlaß koaxialen Durchgang verbessern. Es wird dadurch eine besonders ^inc Füliun? der Verdampfungszone, insbesondere unterhalb eines gegebenenfalls vorhandenen Brennerringes, sowie eine verlängerte Ausbrandzeii des Gasgemisches erreicht, so daß eine Drosselung der Ölzufuhr möglich ist. Darüber hinaus wird eine Unempfindlichkeit des Ölbrandes gegen starke Auftriebsänderungen im Schornstein sowie ein Frei- bzw. Klarhalten von Ofensichtfenstern erreicht Eine vorteilhafte Weiterbildung eines derart ausgebildeten Glüheinsatzes kann hierbei darin bestehen, den Glühschaft durch zwei ineinander angeordnete, zwischen sich einen Ringraum bildende Schraubenfedern zu bilden, von denen die innere Schraubenfeder in die Verbrennungszone hineinragt. Eine derartige Ausbildung des Glühschafies gesialiet den Verbrennungsprozeß besonders ruhig.

Wie oben bereits ausgeführt worden ist, soll der erfindungsgemäße Glüheinsatz in jeden Ofentyp, das heißt in Öfen ohne oder mit Brennerring einsetzbar sein. Im ersteren Falle läßt sich die Anordnung des Glüheinsatzes in der Verbrennungszone z. B. mit entsprechenden Haltegliedern bewerkstelligen, die beispielsweise in einige der zahlreich vorhandenen Umfangslöcher für den Lufteintritt eingesteckt werden können. Im letzteren Falle kann der Brennerring als Haltemittel benutzt werden, indem der Glüheinsatz auf die auf der Ringoberseite liegende Ringkante der Ringausnehmung lose aufgesetzt wird. Wesentlich günstiger ist es jedoch, wenn der Brennerring mit dem Glüheinsatz einstückig ausgebildet ist, so daß diese Teile einen Ofeneinsatz bilden, durch den gewißermaßen ein Brennerring ersetzt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Glühelemente im wesentlichen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildet und derart angeordnet, daß sich die Hypotenuse des Dreiecks in Richtung des Brennermantels von oben schräg nach unten erstreckt, wobei sie vorteilhaft durch Blechflügel gebildet sind. Diese Konstruktion stellt sicher, daß die Glühelemente in erhitztem Zustand über ihren gesamten Bereich eine im wesentlichen gleiche Temperatur haben.

Eine besonders intensive Mischung bzw. Verwirbelung von öldämpfen und Luftsauerstoff läßt sich hierbei erreichen, wenn die Blechflügel Durchströmöffnungen aufweisen und zur Bildung der letzteren in den Blechflügeln aus diesen seitlich wegstehende Lappen herausgestanzt sind.

Bei einer weiteren, mit Vorzug zu gebrauchenden, konstruktiv vereinfachten Bauform bestehen die Gluhelemente aus einer zu einem Ring geformten Drahtwendel. Diese Konstruktionsform bietet insbesondere den Vorteil, daß der Glühkörper in seiner Gestalt durch Auseinanderziehen oder Zusammendrücken den Abmessungen eines ölbrenners angepaßt werden kann. Die Glühelemente können zu diesem Zweck auch aus ein- oder mehrteiligen Gebilden aus Stahldraht hergestellt sein. Schließlich ist es möglich, daß mindestens ein Teil der Glühelemente durch ein aus Keramik bestehendes Formteil gebildet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des brfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 einen Längsschnitt durch das Unterteil eines Schalenverdampfungsölbrenners, dessen Verdamp-

fungskammer von der Verbrennungskammer durch einen Brennerring getrennt ist, der ein erstes Ausführungsbeispiel eines Glüheinsatzes trägt.

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Glüheinsatz gemäß Fig. 1,

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Glüheinsatzes im Längsschnitt,

Fig.4 eine Draufsicht auf den Glüheinsatz gemäß F i g. 3.

In F i g. 1 ist das Unterteil eines als Ganzes mit 10 bezeichneten Mantels eines zylindrischen Brennertopfes eines Schalenverdampfungsölbrenners gezeigt, der an seinem unteren Ende durch einen den Brennertopfboden 12 bildenden Napf verschlossen ist. In der unteren Hälfte des Brennertopfes weist der Mantel 10 an is seinem Innenumfang eine Ringwulst 14 auf, auf der ein Brennerring 16 aufliegt. Derselbe ist nach oben leicht konisch ausgebildet. Oberhalb des Brennerringes 16 sind im Mantel 10 Umfangslöcher 18 angeordnet. Mit 20 bezeichnete Umfangslöcher befinden sich auch unterhalb des Brennerringes 16 im Mantel 10.

Mit 22 ist als Ganzes ein erstes Ausführungsbeispiel eines Glüheinsatzes bezeichnet, der einen Glühschafl 26 aufweist. Der Glüheinsatz 22 ist auf die obere Ringkante 28 der zentralen Ausnehmung 30 des Brcnnerringes 16 lose aufgelegt. Der Glühschaft 26 des Glüheinsatzes 22 ragt hierbei in die mit 32 bezeichnete Verdampfungszone des Brennertopfes hinein, während sich der Glüheinsatz 22 als solcher in dessen mit 34 bezeichneter Verbrennungszone befindet. Wie aus F i g. 1 und 2 deutlich zu ersehen ist, weist der Glüheinsatz 22 eine Vielzahl von durch Blechflügel 36 gebildeten Glühelementen auf, die einen zentralen Durchlaß 38 definieren (s. F i g. 2), von dem sich die Blechflügel 36 radial nach außen wegerstrecken. Die Blechflügel 36 sind im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet und derart in Form eines Kranzes um den Durchlaß 38 angeordnet, daß sie sich einerseits in radialer und andererseits in Achsrichtung ausdehnen und dabei zwischen sich radial außen sowie oben offene Zwischenräume definieren. Der Glüheinsatz 22 hat damit eine sich nach oben konisch verjüngende Gestalt.

Die einzelnen Blechflügel 36 sind an einem unteren und oberen Trägerring 40, 42 zusammengehalten und mit einer Vielzahl von Durchströmöffnungen 44 verse- _4S hen. die durch ausgestanzte und zur Seite hin abgebogene Blechlappen 47 gebildet sind. Diese Durchströmöffnungen 44 und Lappen 47 begünstigen die Vermischung des öldampfes mit dem in die Verbrennungszone einströmenden Luftsauerstoff. Der Glühschaft 26 ist so durch zwei gegenläufig und ineinander angeordneten Schraubenfedern 46 und 48 gebildet. Während sich die äußere Schraubenfeder 46 lediglich nach unten und damit durch den Brennerring 16 hindurch in die Verdampfungszone 32 hineinerstreckt ist die innere ^s Schraubenfeder 48 auch nach oben durch den Glüheinsatz 22 hindurchgeführt und ragt in die Verbrennungszone 34 hinein. Sie verjüngt sich nach oben konisch. Beide Schraubenfedern 46,48 bilden Glühorgane, die in ihrem Durchmesser derart gewählt sind, daß sich zwi- (,₀ sehen diesen ein Ringraum befindet. Das durch die Schraubenfeder 48 gebildete innere Glühorgan definiert außerdem noch einen zentralen Durchgang. Der so ausgebildete Glühschaft 26 begünstigt die Erhitzung der über die Ausnehmung 30 des Brennerringes 16 nach oben abziehenden Öldämpfc.

Durch die sich radial vom Glühschaft 26 wegerstrekkenden und bis in die Nähe der Umfangslöcher 18 reichenden Blechflügel 36 wird der durch die Umfangslöcher 18 in die Verbrennungskammer 34 einströmende Luftsauerstoff unmittelbar nach seinem F.inströmen mit erhitzten Flächenteilen des Glüheinsatzes 22 in Berührung gebracht und hierbei während des Aufsteigens in der Verbrennungszone 34 intensiv vorgewärmt, wobei mi; Hilfe der Durchströmöffnungen 44 und der durch die Blechlappen 47 gebildeten Schikanen eine wirksame Verwirbelung von öldämpfen und Luftsauerstoff und somit eine vollständige Verbrennung des Gemisches erzielt wird, so daß sich die Umfangslöcher 18 nicht mit Ruß zusetzen können. Auf Grund dessen, daß der Glüheinsatz eine Vorwärmung des Luftsauerstoffes in einem großen Bereich oberhalb des Brennerringes 16 ermöglicht, wird damit eine wesentliche Steigerung der Heizleistung des ölbrenners erzielt.

Das durch die innere Schraubenfeder 48 gebildete Glühorgan des Glühschaftes 26 kann so angeordnet sein, daß es axial verstellbar ist. um damit die Schaftlänge den jeweiligen baulichen Gegebenheiten von Brennertöpfen anpassen zu können. Außerdem ist es denkbar, die Trägerringe 40 und 42 aus einem hitzebe ständigen, jedoch gut verformbaren Material herzustellen, so daß sich die Umfangsform des Glüheinsat/e^ 22 durch Zusammendrücken oder Auseinanderziehen der jeweiligen Umfangsform eines Brennertopfes leicht anpassen läßt.

Bei der in F i g. 3 und 4 gezeigten Konstruktion^ anante ist der Glüheinsatz durch eine Drahtwende! gebildet, deren als Glühelemente wirkende einzelne Windungen 52 eine im wesentlichen dreiecksförmige Gestalt haben, so daß dieser Glüheinsatz in der seitlichen Projektion auf eine Ebene im wesentlichen die gleiche Form wie der Glüheinsatz 22 gemäß F i g. 1 und 2 aufweist. Die einzelnen Windungen 52 der Drahtwendel sind an einem gemeinsamen Trägerring 54 befestigt. An diesem Trägerring 54 ist auch die äußere Schraubenfeder 56 des als Ganzes mit 58 bezeichneten Glühschaftes angeordnet, während dessen innere Schraubenfeder 60 am unteren Ende der äußeren Schraubenfeder 56 befestigt ist. Gegebenenfalls kann auch eine Verankerung der inneren Schraubenfeder 60 an einer der Windungen 52 der Drahtwendel oder sowohl dort ais auch am unteren Ende der äußeren Schraubenfeder 56 vorgesehen sein. Die durch die Windungen 52 der Drahtwendel gebildeten Glühelemente können auch ovaler oder rhombischer Gestalt sein, so daß sich durch Zusammendrücken oder Auseinanderziehen in axialer Richtung die Abmessungen des Glüheinsaizes verändern und den baulichen Gegebenheiten eines Brennertopfes anpassen lassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Glüheinsatz für einen Schalenverdampfungsölbrenner mit einer Umfangsiöcher für den Eintritt von Primärluft aufweisenden Verdampfungszone und einer darüberliegenden, Umfangsiöcher für den Eintritt von Sekundärluft aufweisenden Verbrennungszone, welcher mit dem Brennerboden berührungslos im oberen Bereich des Brenners gehalten ist und mindestens einen in Achsrichtung des Brenners verlaufenden zentralen Durchlaß aufweist, von dem sich im Bereich der Verbrennungszone zum Brennermantel hin Glühelemente radial erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühelemente (36, 52), zwischen sich mindestens radial außen und oben offene Zwischenräume definierend, um den Durchlaß (38) in der Form eines Kranzes angeordnet sind und bis in die Nähe des Brennermantels (10) reichen.

2. Glüheinsatz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in die Verdampfungszone (32) reichenden Glühschaft (2(5) mit mindestens einem zum Durchlaß (38) koaxialen Durchgang.

3. Glüheinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühschaft (26) durch zwei ineinander angeordnete zwischen sich einen Ringraum bildende Schraubenfedern (46, 48; 56. 60) gebildet ist, von denen die innere Schraubenfeder (48, 60) in die Verbrennungszone (32) hineinragt.

4. Glüheinsatz nach einem der Ansnrüche 1 bis 3. zur Verwendung in einem Brenner mit einem zwischen Verdampfungs- und Verbrennungszone angeordneten Brennerring, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerring (16) mit dem Glüheinsalz (22) einstückig ausgebildet ist.

5. Glüheinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühelemente (36, 52) im wesentlichen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildet und derart angeordnet sind, daß sich die Hypotenuse des Dreiecks in Richtung des Brennermantels (10) von oben schräg nach unten erstreckt.

6. Glüheinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühelemente (36) durch Blechflügel gebildet sind.

7. Glüheinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechflügel Durchströmölfnungen (44) aufweisen.

8. Glüheinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der in den Blechflugeln vorhandenen Durchströmöffnungen (44) aus diesen seitlich wegstehende Lappen (47) ausgestanzt sind.

9. Glüheinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühelemente (52) aus einer zu einem Ring geformten Drahtwendel bestehen.

10. Glüheinsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühelemente (52) aus ein- oder mehrteiligen Gebilden aus Stahldraht hergestellt sind.

11. Glüheinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Glühelemente (36, 52) durch ein aus Keramik bestehendes Formteil gebildet ist.

Die Erfindung betrifft einen Glüheinsatz für einen Schale nverdampfur.gsölbrenner mit einer Umfangsiöcher für den Eintritt von Pirmärluft aufweisenden Verdampfungszone und einer darüberhe-enden, Umfangs-Inrber für den Eintritt von Sekundärluft aufweisenden Verbrennungszone, welcher mit dem Brennerboden berührungslos im oberen Bereich des Brenners gehallen ist und mindestens einen in Achsrichtung des Brenners verlaufenden zentralen Durchlaß aufweist, von dem sich im Bereich der Verbrennungszone zum Brennermantel hin Glühelemente radial erstrecken.

Ein Glüheinsatz der eingangs beschriebenen Art im bereits bekannt (FR-PS 13 02 164).

Dieser bekannte Glüheinsatz weist einen aus einem Drahtgitter hergestellten, aufrecht stehenden und hohlzylindrischen Glühkörper auf. der an seinen Stirnenden =e ein flaches scheibenförmiges Drahtgitter trägt, dessen Durchmesser größer ist als der des Glühkörpers. Der letztere sitzt zum Zwecke seiner aufrecht stehenden Anordnung im Brenner mit dem einen Drahtgitter über Stützen auf dem inneren Ringrand eines die Verdampfungszone von der Verbrennungszone trennenden Brennerringes auf, während das andere Drahtgitter mit geringem Radialabstand von einem weiteren, Jen Hauptteil der Verbrennungszone nach oben begrenzenden Brennerring umgeben ist. Der hohlzylindrische Glühkörper dieses Glüheinsatzes befindet sich demgemäß innerhalb der Verbrennungszone und bildet einen Kamin in dem ein Teil des aus der Verdampfungszone entweichenden, brennenden Gases, die Verbrennungszone passierend, gebündelt hochsteigt. Der Mantel des Glühkörpers befindet sich dabei in einem verhältnismäßig großen Radialabstand zu der die Umfangsiöcher für den Eintritt der Sekundärluft aufweisenden Brennerwandung, so daß die einströmende kalte Sekundärluft im wesentlichen nur durch Wärmestrahlung des Glühkörpers erhitzt wird und eine Berührung derselben mit erhitzten Flächenteilen des Glüheinsatzes im unteren Bereich der Verbrennungszone kaum zustande kommt. Die Strahlungswärme vermag aber in der kurzen Zeil. während der die einströmende Sekundärluft in der Verbrennungszone verbleibt, diese nicht in dem für eine optimale, das heißt, rückstandsfreie Verbrennung notwendigen Maße zu erhitzen, so daß die Umfangsiöcher für die Sekundärluft verrußen, was wiederum die Luftzufuhr und damit die Wärmeleistung beeinträchtigt. Außerdem macht diese Konstruktion für die Vermischung der innerhalb des Glühkörpers hochsteigenden. brennenden Gase mit der Sekundärluft die Anordnung des die Verbrennungszone nach oben begrenzenden weiteren Brennerringes notwendig, der die Sekundär luft zwingt, den zwischen sich und dem oberen scheibenförmigen Drahtgitter des Glüheinsatzes verhandenen Ringspalt sowie auch das glühende Drahtgitter zu passieren, wodurch zwar geringfügig eine weitere Erwärmung der Sekundärluft aber keine befriedigende Vermischung der letzteren mit den brennenden heißen Gasen erreicht wird, die den als Kamin wirkenden zentralen Durchlaß des Glüheinsatzes, wie erwähnt, gebündelt durchströmen.

Dieser bekannte Glüheinsatz ist schließlich nicht :'iir jeden Typ von Schalenverdampfungsölbrenner verwendbar, da zwei Brennerringe benötigt werden, die in ihren Abmessungen dem Durchmesser des ölbrennos angepaßt und für deren Einbau entsprechende Halteglieder vorgesehen sein müssen, ganz abgesehen von der verhältnismäßig geringen Lebensdauer des aus einem Drahtnetz hergestellten Glüheinsatzes.