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Vergasungsbrenner für Öl Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergasungsbrenner
für 01, der aus einem Ölzuführungsrohr und einer an deren Ende angeordneten Zerstäuberdüse
besteht und in einen Brennkopf eingesetzt ist, und betrifft eine äusserst zweckmässige
Ausgestaltung eines derartigen Brenners.
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Um eine russfreie monoxydarme Verbrennung von Heizöl mit blauer Flamme
zu erreichen, ist es erforderlich, den aus einer Zerstäuberdüse austretenden Brennstoffnebel
intensiv mit der zugeführten Verbrennungsluft zu vermischen. Bei Öldruckzerstäuberbrennern
ist es dazu bereits bekannt, Stauscheiben als Mischvorrichtungen vorzusehen, die
in zylindrische oder trichterartig erweiterte Brennermundstücke eingesetzt sind.
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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, eine blaue Flamme
kann damit jedoch nicht erzielt
werden, da die Zerstäubung des aus der Zerstäuberdüse austretenden Ölnebels nicht
zu beeinflussen ist. Eine russfreie Verbrennung ist mit den bekannten Brennvorrichtungen
somit nicht zu erzielen.
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Um die Zerstäubung von Schweröl, vor allem bei Inbetriebnahme einer
Heizanlage zu erleichtern, ist des weiteren bereits bekannt, das dem Ölzuführungsrohr
zuströmende Öl mittels der Ölförderpumpe nachgeschalteter ausserhalb des Brennraumes
angeordneter und mit Heizelementen ausgestatteter Durchlauferhitzer zu erwärmen.
Eine Vergasung des Heizöles ist mittels derartiger Durchlauferhitzer trotz des erheblichen
zusätzlichen Bauaufwandes nicht zu bewerkstelligen, vor allem aber kann das Ö1 sehr
leicht verkraken, da es unmittelbar mit den Heizelementen, die eine hohe Oberflächentemperatur
aufweisen, in Berührung kommt.
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Ferner ist ein Heizelement aus einer Vielzahl von kleinen einander
berührenden elektrisch leitenden Teilen zum raschen Aufheizen von Gasen und Flüssigkeiten
mittels elektrischer Energie bekannt geworden. Diese Teilchen bestehen hierbei aus
einer Vielzahl miteinander verfilzter und an den Berührungsstellen metallisch miteinander
verbundenen Haaren, Nadeln, Stäbohen oder Whiskern, wobei der Filz mit Elektroden
versehen oder innerhalb einer Induktionsspule angeordnet ist.
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Eine derartige Heizvorrichtung ist zwar zum Erhitzen von strömenden
Medien geeignet, ob eine Vergasung von Heizöl zu erreichen ist, muss bezweifelt
werden. Ausserdem ist der Bauaufwand ausserordentlich gross, auch kommt das zu erhitzende
Medium
unmittelbar mit den Heizelementen in Berührung, so dass bei
Verwendung als Wärmetauscher für 1 eine Verkrakung nicht auszuschliessen ist. Des
weiteren muss zum Betrieb eines derartigen Durchlauferhitzers zusätzliche elektrische
Energie zur Verfügung gestellt werden.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen Vergasungsbrenner zum
russfreien Verbrennen von flüssigen Brennstoffen mittels einer in den Brennraum
feuernden Verstäuberdüse zu schaffen, mittels dem auf äusserst einfache Weise eine
Vergasung des zu verbrenrienden Öles zu erreichen ist, so dass zuverlässig eine
nahezu stöchiometrische Flamme erreicht wird und somit eine absolut russfreie Verbrennung
stattfindet. Die in dem Brennstoff vorhandenen Stickoxyde sollen dabei verbrannt
und die Brennerflamme soll blau aufgelöst werden, so dass mit geringem Bauaufwand
ein wirtschaftlicher Betrieb einer Heizanlage gewährleistet ist.
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Gemäss der Erfindung wird ein Vergasungsbrenner für Ö1, mittels dem
dies zu erreichen ist, dadurch geschaffen, dass in dem Brennkopf vor der Zerstäuberdüse
ein Wärmetauscher angeordnet ist, mittels dem das Öl vor Eintritt in das Ölzuführungsrohr
erhitzbar ist.
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Eine einfache bauliche Ausgestaltung ist in der Weise zu erreichen,
dass der Wärmetauscher konzentrisch in dem Brennkopf an einer in diesen eingesetzten
Stauscheibe in Form eines Lochbleches gehalten wird.
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Der Wärmetauscher ist hierbei in vorteiihafter Weise als ein sich
axial erstreckender mit Stahlwolle oder poröser Watte gefüllter geschlossener Hohlkörper
aus hitzebeständigem Material auszubilden.
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Des weiteren ist es zweckmässig, den Wärmetauscher von dem zu erhitzenden
Öl nach dem Gegenstromprinzip durchströmen zu lassen, derart, dass Öleintrittsöffnungen
an der der Zerstäuberdüse abgewandten Seite und die Ölaustrittsöffnung an der der
Zerstäuberdüse zugekehrten Seite des Wärmetauschers vorgesehen werden.
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Wird gemäss der Erfindung unmittelbar vor der Zerstäuberdüse ein Wärmetauscher
angeordnet, ist es möglich, durch die Brennerflamme das der Zerstäuberdüse zuströmende
Öl zu erhitzen, beispielsweise auf 300 bis 3600 C, und gegebenenfalls zu vergasen,
so dass Öl als Dampf aus der Zerstäuberdüse austritt.
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Auf diese Weise ist eine sehr intensive Vermischung mit der zugeführten
Verbrennungsluft möglich, so dass hinter der Stauscheibe eine Verbrennung des Gemisches
mit blauer Flamme erfolgt. Die Anteile von Stickoxyd, Monooxyd und andere Luft verunreinigende
Stoffe werden dabei fast vollkommen verbrannt und die Flamme löst sich blau auf.
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Der Bauaufwand, der erforderlich ist, um dies zu erreichen, ist äusserst
gering. Auch ist keine zusätzliche Energie zur Erhitzung des zu vergasenden Öles
zur Verfügung zu stellen, vielmehr wird der in dem Brennraum angeordnete Wärmetauscher
durch die Brennerflamme aufgeheizt, so dass ein äusserst wirtschaftlicher Betrieb
gegeben ist. Da das mittels des Wärmetauschers stark erhitzte bzw. bereits in Dampf
übergeführte Öl leicht beim Austritt aus der Zerstäuberdüse vergast, findet somit
eine russfreie Verbrennung statt, es ist ein stabiler Blaubrand gegeben. Dies wiederum
ergibt einen geringeren Verbrauch als bei den bisher bekannten Brennern und eine
bessere Energieausnutzung und somit einen wirtschaftlicheren Betrieb.
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Weitere Einzelheiten sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel,
das nachfolgend erläutert ist, zu entnehmen. Hierbei zeigt: Fig. 1 Einen Vergaserbrenner
mit vor der ZerstäuberdUse angeordneten Wärmetauscher zum Erhitzen des zu verbrennenden
Öles und Fig. 2 den Wärmetauscher nach Fig. 1 im vergrösserten Maßstab im Schnitt.
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Der mit 1 bezeichnete Vergasungsbrenner besteht aus einer in einem
Brennkopf 5 eingesetzten, aus einem Ölzuführungsrohr 3 und einer Zerstäuberdüse
4 gebildeten Düsenstange 2 und einem Wärmetauscher 11, der vor der Zerstäuberdüse
4 an der dieser zugeordneten Stauscheibe 12 befestigt ist. Die Düsenstange 2 ist
mittels einer Halterung 6 innerhalb des Brennkopfes 5 gehalten. Dem Ölzuführungsrohr
3 wird das zu verbrennende Öl von einer Pumpe 7 über eine Leitung 8 aus dem Tank
9 zugeführt.
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Um das aus der Zerstäuberdüse 4 ausströmende Öl in der Mischzone 10
vergasen zu können, ist vor der Zerstäuberdüse 4 der Wärmetauscher 11 angeordnet,
durch den das Öl im Gegenstromprinzip geleitet und in dem es durch die Brennerflamme
erhitzt wird. Der Wärmetauscher 11 ist hierbei durch einen Hohlkörper 13 gebildet,
der mit Stahlwolle 16 oder poröser Watte zur Vergrösserung der beheizten Oberfläche
ausgefüllt ist. Über Einlassöffnungen 14 strömt das Öl in den Hohlkörper 13 ein
und verlässt diesen über die Auslassöffnung 15.
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Der Hohlkörper 13, der aus hitzebeständigem Material hergestellt ist,
wird durch die sich hinter der Stauscheibe 12 bildenden Flamme aufgeheizt und über
diesen und die Stahlwolle 16 wird die aufgenommene Wärme auf das diese durchströmende
Öl übertragen. Durch die Verwendung von Stahlwolle 16 ist somit eine grosse Oberfläche
gegeben, so dass auch bei einem raschen Durchströmen gewährleistet ist, dass das
Öl eine grosse Wärmemenge aufnimmt bzw. in dem Wärmetauscher 11 bereits in Dampf
übergeführt wird. Beim Austritt des Öles aus der Zerstäuberdüse 4 kann dieses somit
sofort vergasen, eine gute Vermischung mit der zugeführten Verbrennungsluft in der
Mischzone 10 sowie eine nahezu vollkommene Verbrennung mit blauer Flamme hinter
der Stauscheibe 12 ist die Folge.