DE2350258A1

DE2350258A1 - Fallstrom-oelbrenner mit umkehrspuelungsbrennkammer

Info

Publication number: DE2350258A1
Application number: DE19732350258
Authority: DE
Inventors: Hans Karl Dr Leistritz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-02-14
Filing date: 1973-10-06
Publication date: 1975-04-17

Description

Dr.Hans Karl Le

D 7891 Küssaberg 2 2.10.1973

Beschreibung

einer Patentanmeldung (Zusatz zu P 15 76 77^·5) mit der Bezeichnung "Fallstrom-Ölbrenner mit Umkehrspülungsbrennkammer"

Qlfeuerungsautomaten besitzen zwei wesentliche Schwächen in ihrer herkömmlichen Bauweise : erstens ihre Abhängigkeit vom Stromnetz, zweitens ihre unvollkommene Funktion in unteren Hegelbereichen. Letzteres hat seine Folgen vor allem in der nicht vollkommenen Verbrennung. Herkömmliche Ölbrenner liefern ein umso saubereres Abgas, je mehr sie sich ihrer oberen Belastungsgrenze nähern. Beide Kachteile sind verfahrensbedingt. Das im folgenden beschriebene Verfahren beseitigt die beschriebenen Nachteile, enthält wesentliche Vereinfachungen der Hegeltechnik und ist billiger herzustellen als eine vergleichbare Ölbrennereinheit einschließlich Motor, Steuergerät,Flammenfühler und Zündtransformator« Grundlage des folgenden Verfahrens ist ein im Wesentlichen ausgereifter Stand der Abgasnachverbrennungstechnik bei Hubkolbenmotoren, wie sie in den erteilten Patenten des Anmelders (z.B.österreichisches Patent Kr. 2^8 802, DDR-Patent Kr. ^K 138, schwedisches Patent Kr.323396, französisches Patent Kr.1 336 918) beschrieben wurde. Es wird hierbei von einer' Umkehrspülungsbrennkammer ausgegangen, welche in Gegenstromanordnung einen Brennkammerverlängerungsraum aufweist, der stromabwärts von einem der Wärmestrahlung ausgesetzten sog.Tertiärluftstrom durchflossen wird, wie dies in Anspruch 1 der Hauptanmeldung P 157677*»-· 5 beschrieben ist. Insbesondere bei Zweitaktindustriemotoren ist dieses Kachverbrennungsverfahren hinsichtlich Kachbrennerstart und einfacher Hegeltechnik vom Leerlauf bis zu Vollastzuständen hoher Drehzahl derart ausgearbeitet, daß es sich als Basis für eine (Steuerungstechnik anbietet.

Die beigefügte Schemazeichnung zeigt in einer Gehäusewandung 1 eine zweistufige Verbrennung. Aus einem Mischrohr 12 tritt, wenn zunächst nur die Abgasnachverbrennung berücksichtigt wird, da» stromaufwärts durch die Rohre 11 eingetretene Abgas und die aus der Sekundärluftvorwärmkammer 16 durch den Lochblechkonus eingetretene Sekundärluft in

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Teiletrombündeln, die ineinandergreifen und turbulent weiterströmen, in den stromaufwärtigen Bereich des Brennraumes 13 ein, inweichem sich, in der Halterung 6 befestigt, das Zündelement befindet. Wie in den Grundpatenten im einzelnen beschrieben, erfolgt an der Wandung 15 eine Strömungsumkehr, und es hängt von der Energiebelaßtung der Brennkammer ab, wie weit noch Flamme in den stromabwärtigen Teil des Brennraumes 13 hineinreicht. Die Wandung des Brennraumes 13 ist doppelwandig gemäß P 23 25 895·9 ausgeführt, wobei die innere Wandung aus Lochblech besteht und die äußere Wandung eine Wärmetauschwandung auf einlaufendes Abgas darstellte Dieser Wärmetauschringraum 8, von dem bei der Öffnung 3 einlaufenden Abgas durchströmt, ist von einem Kühlluftmantel (Gebläseluft) 18 umgeben. Diese sog,Tertiärluftmenge, bei dem Stutzen 2 einströmend, tritt durch den Lochblechring 19 mit einem aus dem ganzen Umfang zentrisch zuströmenden Teilstrombündel in den stromabwärtigen Teil des Saumes 13 ein«. Die Beschickung der Brennkammer mit Öl erfolgt durch die Leitung h, welche mit ihrer Öffnung in den stromaufwärtigen Teil, d.h. den Lochblechkonus des Mischrohres 12 mündet und im Fallstrom zunächst in. ein Teilstrombündel Sekundärluft, alsdann in die Turbulenzzone gelangt, welche hinter den Auslaßöffnungen der Abgaszuführungsröhre 11 beginnt. Hier erfolgt die erststufige Aufbereitung der flüssig einlaufenden Brennstoffmenge, und zwar dreifach : Überführung durch die im Mischrohr 12 aus der Abgasnachverbrennung stammende Wärme in den aaszustand, unterstochiometrische Einmischung von Zusatzluft und teilweiser Beginn des Verbrennungsvorganges in der Turbulenzzone. Infolge der Umkehr dee Gemisches an der Wandung 15 erfolgt eine innige Durchmischung seiner verschiedenen Bestandteile, wie sie für eine kurz zu haltende Flammenlänge erforderlich ist, auf der Wegstrecke durch den Baum 13, an dessen Ende alt einer knapp Uberstöchiometrisch gehaltenen Luftmenge, welche in einer Vielzahl feinster Teilströme durch die Lochungen 19 eintritt, in zweiter Stufe der Hauptbrennvorgang einsetzt. Form und Größe des bei 7 beginnenden Ölbrennrauaes hängt von der Auslegung und Zweckbestimmung des Gerätes ab·

Ss sind verschiedenste Beschickungestufen möglich. Der Schnellstart basiert völlig bzw. hauptsächlich auf dem Abgasnachbrenner, also entweder ohne jeden Ölzusatz durch die Leitung K oder mit nur geringen*

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Ein sehr breiter Heizleistungsbereich ist stufenlos einfach durch Drehzahlsteigerung des Motors (Erhöhung der Sekundär- und-Tertiärluftmenge) und Vergrösserung der durch die Leitung 4 einlaufenden Ölmenge erzielbar. Auf dieser Basis ist eine nächste Vergrösserung des Heizvolumens dadurch möglich, daß bei noch weiter vermehrtem Ölzulauf durch die Leitung k der ahsonst infolge Luftmangel erstickende Brennvorgang im Mischrohr 12 dadurch aufrechterhalten und verstärkt wird, daß ein zweifacher Schaltvorgang richtig abgestimmt einsetzt : in den Wärmetauschraum 8 läuft durch den Stutzen 3 nicht mehr das .Motorabgas ein, sondern eine aus der Gebläseluftleitung 2 bezogene Quartärluftmenge. Letztere wird ,durch die beiden Wärmetauschkammern 8 und 10 erhitzt und sorgt zugleich für die notwendige Kühlung der ersten Verbrennungsstufe, um preislich erschwingliche Materialqualitäten verwenden zu können. Das durch die Leitung h zulaufende Öl gelangt hierdurch in seiner Aufbereitungsphaee in eine Heißluftwirbelzone, wobei der Brennvorgang (mit Hilfe der durch die Bohre 11 zulaufenden Heißluft) lediglich auf das Niveau zu treiben ist, daß die für die Hauptverbrennung am stromabwärtigen Teil des Raumes 13 notwendige Verdampfungeleistung erzielt wird. Der zweite Schaltvorgang besteht darin, daß das Motorabgas durch irgendeine Nebenleitung direkt dem Brennkammerverlängerungsraum 13 zugeführt wird. Hinsichtlich seiner Heizleistung ist es gering gegenüber der Energiemenge, die aus dem Ölzulauf gewonnen wird. In dieser dritten Beschickungsphase handelt es sich praktisch um eine zweistufige Ölverbrennung, und zwar fast ausschließliche Der Verbrennungsmotor wäre bei diesem Betriebszustande abschaltbar, wenn es aus irgendwelchen Gründen empfehlenswerter sein sollte, für die Gebläseleistung einen Elektromotor (Großheizungen) einzusetzen» Die in diesem Betriebszustande notwendige höhere Kühlung ergibt sich durch die größere Luftmenge, die schon unter den stöchiometrischen Bedingungen des Hauptbrenners erforderlich ist, von selbst, und zwar sowohl für den Hingraum 8 wie für den Ringraum 10 und den Äussenmantelrauai 18·

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Claims

Pgtentaneprdche

(1.iÖlbrenner für Heizzwecke in zweistufiger Auslegung mit einer Umkehrspülungsbrennkammer gemäß österreichischem Patent Mr.2Ί88Ο2 (insbes.den Ansprüchen 1,17,22 und 23) und gemäß französischem Patent Nr.1.33&.9i8 (insbes.den Ansprüchen 1 bis 5, 8,11,12, 36 und 38), in welche das Abgas eines Verbrennungsmotors zwecks Nachverbrennung einläuft, dadurch gekennzeichnet, daß bei etwa vertikaler Stellung des Mischrohres (12) mit seinem stromaufwärtigen Ende in oberer Position ein regelbarer Ölzulauf an diesem stromaufwärtigen Teil des Mischrohres vorgesehen ist.
2. rallstromölbrenner gemäß Anspruch 1 und Hauptpatentanmeldung P 157677^» gemäß welcher ein Tertiärluftstrom den Brennkammerverlängerungsraum (13) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das zulaufende Öl im Tailstrom in die Turbulenzzonen einströmender Heißluft-^ und/oder Abgasteilstrombündel einläuft»
3. rallstromölbrenner nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Tertiärluftstrom am stromabwärtigen Ende des Brennraumes (13) durch an dessen Umfang gleichmässig verteilte Zulauföffnungen vor der Eintrittsöffnung (7) in eine Ölverbrennungskammer zweiter Brennstufe in die Umkehrspülungsbrennkammer eintfitt.
h. Fallstromölbrenner nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (8), dessen Wärmetauscherwandung zugleich Wandung des Brennraumes (13) ist, und den**Kingraumi$ (1O), der das Mischrohr (12) und/oder die Sekundärluftvorwärmkammer (i6)· ganz oder teilweise umgibt und aus dem die Bohre (11) in das Mischrohr führen, zusätzlich oder im Regelvorgang ausschließlich mit Gebläseluft anstatt Motorenabgasjbeschickt wird·
5· Fallstromölbrenner nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzulaufleitung in ihrer hauptsächlichen Erstreckung innerhall der Sekundär luftzuleitung (5) bzw. der Sekundärluftvorwärinkammer (16) gelegen ist.
6. Fallstromölbrenner nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspülungsbrennkammer (13) konstruktiv gemäß den Patentanmeldungen P 20^6803, P 2202297, P 2208927 bzw. P 2325895 ausgeführt ist.

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