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Brennvorrichtung zum russfreien Verbrennen von flüssigen Brennstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum russfreien Verbrennen von flüssigen
Brennstofft:n mittels einer in ein Luftzuführungsrohr eingesetzten, in den Brennraum
feuernden Zerstäuberdüse.
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Um eine russfreie und monoxydarme Verbrennung zu erreichen, ist es
erforderlich, den aus einer Zerstäuberdüse austretenden Brennstoffnebel intensiv
mit der zugeführten Verbrennungsluft zu mischen. Dazu werden bei Öldruckzerstäuberbrennern
vielfach siebartig gelochte oder ungelochte Stauscheiben als Mischvorrichtungen
vorgesehen.
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Diese Mischvorrichtungen stellen aber lediglich Flammenschikanen dar,
mit denen zwar eine gute Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft zu
erreichen ist, der eigentliche Verb-ennungsvorgang kann auf diese Weise aber nur
wenig beeinflusst werden. Vor allem aber ist es nicht möglich, zu vermeiden, dass
sich Ölnebel bilden, die die Verbrennung ungünstig beeinflussen und im Kessel kondensieren.
Eine
russfreie Verbrennung ist mit derartigen Brennvorrichtungen somit oftmals nicht
zu erzielen. Auch sind diese Brennvorrichtungen nur bei Kesseln verwendbar, die
einen entsprechend grossen Feuerraum aufweisen.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Brennvorrichtung zum russfreien
Verbrennen von flüssigen Brennstoffen bestehend aus einer in ein Luftzuführungsrohr
eingesetzten, in den Brennraum feuernden Zerstäuberdüse zu schaffen, mittels der
auf äusserst einfache Weise die Ausbildung der Flamme und somit der Verbrennungsvorgang
derart beeinflusst werden kann, dass eine nahezu stöchiometrische Flamme erreicht
wird und somit eine russfreie Verbrennung statt findet. Dabei soll vor allem verhindert
werden, dass sich Ölnebel bilden, so dass die Brennerflamme stets blau aufgelöst
wird und somit eine saubere Verbrennung und ein sehr wirtschaftlicher Betrieb einer
Heizanlage gegeben ist. Des weiteren soll auch eine vielseitige Verwendbarkeit bei
nahezu allen Kesseln möglich sein.
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Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Flamme ein
diese einschliessender Flammenhaltering zugeordnet ist.
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Der Flammenhaltering, der in einfacher Weise an dem Luftzuführungsrohr
befestigt werden kann und somit mit diesem eine Baueinheit bildet, ist zweckmässigerweise
zylinderförmig auszugestalten und in seinem Innendurchmesser derart zu bemessen,
dass die Flamme an dessen Innenmantelfläche anliegt.
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Durch den gemäss der Erfindung vorgesehenen, der Brennerflamme zugeordneten
Flammenhaltering ist es möglich, den Wirkungsgrad einer Anlage günstig zu beeinflussen.
Durch den Flammenhaltering wird nämlich die Flamme zusammengehalten,
sie
wird kurz und buschig geformt, so dass durch diesen die Zwiebelform einer Flamme
unterstützt wird und die Verbrennungsgase in der Flamme rezirkulieren können.
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Unverbrannte Ölteile in Form eines Ölnebels, die sich ohne den Flammenhaltering
an der Kesselwandung niederschlagen 4 würden, werden zuverlässig zurückgehalten
und verbrennen mit, so dass eine vollkommene Verbrennung des aus der Zerstäuberdüse
austretenden Brennstoffes bei kurzer Flamme erreicht wird.
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Der Bauaufwand, der erforderlich ist, um somit gegenüber den bekannten
Brennvorrichtungen eine bessere Verbrennung zu erreichen, ist äusserst gering, da
lediglich die Flamme mit einer Ummantelung zu versehen ist. Der Brennvorgang kann
auf diese Weise derart beeinflusst werden, dass der gesamte aus der Zerstäuberdüse
austretende Brennstoff vollständig verbrannt und die Flamme blau aufgelöst wird,
ohne dass es zu einer Russ- und/oder Ölnebelbildung kommt.
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Eine gelbe Flamme lässt sich mit Hilfe des Flammenhalteringes leicht
vermeiden. Eine russfreie Verbrennung ist somit ohne Schwierigkeiten zu erzielen.
Des weiteren ist auch ein geringerer Verbrauch als bei den bekannten Brennvorrichtungen
feststellbar und es ist eine bessere Energieausnutzung, da eine isolierende Russ-
und Ölschicht nicht auftritt, gegeben.
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Da ausserdem die Flamme kurz und buschig geformt wird, ist es möglich,
eine derartige Brennvorrichtung auch bei Kesseln zu verwenden, bei denen nur ein
kleiner Brennraum zur Verfügung steht.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Flamme eine vorzugsweise
in den Flammenhaltering zentrisch eingesetzte Flammenverteilerscheibe zugeordnet
werden.
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Mittels der Flammenverteiler- oder Stauscheibe ist es insbesondere
in Verbindung mit dem Flammenhaltering möglich, eine Flamme zu gestalten und deren
Zwiebelform und damit die Verbrennung zu beeinflussen. Auch ist auf diese Weise
leicht zu verhindern, dass die Flamme auf der Rückwand eines Kessels aufschlägt.
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Weitere Einzelheiten sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
einer Brennvorrichtung zur russfreien Verbrennung flüssiger Brennstoffe zu entnehmen.
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Die mit 1 bezeichnete, teilweise im Schnitt dargestellte Brennvorrichtung
zum Beheizen eines nur teilweise gezeigten Kessels 2 besteht im wesentlichen aus
einem, an einer Brennerplatte 4 gehaltenen Brennergehäuse 5, in das wiederum eine
in den Brennraum 3 feuernde Zerstäuberdüse 6 eingesetzt ist. Der Brennstoff wird
der Düse 6 über eine Leitung 7 zugeleitet.
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Ausserdem ist die Düse 6 von einem Luftzuführungskanal 9 umgeben,
der durch ein Rohr 8 gebildet ist und dem die Frischluft von einem in dem Brennergehäuse
5 eingebauten Gebläse 10 zugeführt wird.
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Die den Luftkanal 9 durchströmende Luft ist mittels eines axial verstellbaren
Vergaserkopfes 12 regelbar. Ausser den in diesen eingearbeiteten Durchtrittsöffnungen
13 bildet der Vergaserkopf 12 mit dem Luftzuführungsrohr 8 eine Drosselstelle 14,
mittels der die zuzuführende Luftmenge eingestellt werden kann.
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Bei Inbetriebnahme der Brennvorrichtung 1 wird ein Motor und ein Zündtransformator
(nicht dargestellt) eingeschaltet, um eine Vorlüftung und eine Vorzündung zu erreichen.
Während dieser Voriüftungszeit saugt bereits die zugeordnete Pumpe Brennstoff aus
einem Tank und fördert diese zu der Zerstäuberdüse
6. Ein in die
Zuführungsleitung 7 eingeschaltetes nicht gezeigtes Mabnetventil, das in diesem
Betriebszustand noch geschlossen ist, verhindert, dass der Brennstoff zur Zerstäuberdüse
6 austritt. Nach kurzer Zeit öffnet jedoch das Ventil, der Brennstoff gelangt zur
Düse 6, wo er zerstäubt und mit Luft vermischt, mittels der Zündelektrode 11 gezündet
wird.
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Sollte es aus irgend einem Grund nicht zur Bildung der Flamme 15 kommen
oder erlöscht die Flamme 15 wieder, so wird die Brennstoffzufuhr nach kurzer Zeit
abgestellt und die Brennvorrichtung 1 geht auf Störung.
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Das besondere an der Brennvorrichtung 1 ist nun, dass die Flamme 15
in ihrer Ausbildun auf einfache Weise beeinflusst werden kann, so dass der aus der
Zerstäuberdüse 6 austretende Brennstoff vollkommen verbrannt wird und somit eine
russfreie Verbrennung und ohne dass sich Ölnebel bilden können, gewährleistet ist.
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Dazu ist der Flamme 15 ein Flammenhaltering 21 zugeordnet.
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Der mittels eines Steges 22 an dem Luftzuführungsrohr 8 befestigte
Flammenhaltering 21 ist zylinderförmig ausgebildet und in seinem Innendurchmesser
derart bemessen, dass die Flamme 15 an dessen Innenmantelfläche 23 anliegt. Der
Flammenhaltering 21 bildet somit mit dem Luftzuführungsrohr 8 eine Baueinheit.
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Durch den Flammenhaltering 21 wird zuverlässig verhindert, dass unverbrannte
Ölteile in Form eines Ölnebels sich an der Wandung des Kessels 2 niederschlagen
und dort kondensiert. Die Flamme 15 wird vielmehr durch den Flammenhaltering
21
zusammengehalten, sie wird kurz und buschig als Zwiebel geformt, so dass eine Rezirkulation
gegeben ist und der aus der Zerstäuberdüse 6 austretende Brennstoff vollkommen und
russfrei verbrannt wird.
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In den Flammenhaltering 21 ist des weiteren mittels eines Steges 25
eine Flammenverteilerscheibe 24 eingesetzt, die als Prallscheibe wirkt. Mit Hilfe
der Flammenverteilerschieber 24 ist es im Zusammenwirken mit dem Flammenhaltering
21 leicht möglich, die Flamme 15 zwiebelförmig zu gestalten und zu verhindern, dass
die Flamme 15 auf die Rückwand des Kessels 2 auftrifft. Auch durch diese Massnahmen
wird die russfreie Verbrennung des aus der Zerstäuberdüse 6 austretenden Brennstoffes
günstig beeinflusst und unterstützt.