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Druckverdampferbrenner für flüssigen Brennstoff
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Die Erfindung betrifft einen mit flüssigen Brennstoffen im Siedekennziffer-Bereich
bis zu 4000C gespeisten Druckverdampferbrenner, mit einer Verdampferkammer, der
Brennstoff mittels Druckluft zugeführt wird, und einer Anzündvorrichtung.
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Druckverdampferbrenner der vorbeschriebenen Art sind in den verschiedensten
Ausführungen bekannt. Bedingt durch die vielfältigen Einsatzgebiete ist neben der
Ausführung die Zu- und Anordnung der verschiedenen Brennerelemente sehr unterschiedlich
gelöst. Dies betrifft vor allem die Anordnung und Beheizung des Verdampfers. Da
Druckverdampferbrenner sehr of auch zur Verbrennung von flüssigen Brennstoffen verschiedener
Siedekennziffern und Viskosität geeignet sein sollen, sind Einrichtungen zur Änderung
der Verdampfertemperatur vorgesehen. Diese reichen von speziellen Flammenleitvorrichtungen
bis zur Aufteilung und besonderen Zuordnung bestimmter Brennerteile, z.B. Brennerköpfen,
für den Verdampfer.
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Das Anzünden des Druckverdampferbrenners ist in der Regel so gelöst,
daß Vorwärmbrennstoff, vorzugsweise Spiritus, in eine unterhalb des Verdampfers
bzw. der Verdampferkammer gelegenen Schale gegossen und gezündet wird. Die Verwendung
eines speziellen Vorwärmbrennstoffes dient vor allem dem Zweck, die Inbetriebsetzungszeit
des Druckverdampferbrenners zu beschleunigen und diese Phase der Vorwärmung des
sich in der Verdampferkammer befindlichen Brennstoffes möglichst ohne Rußbildung
zu überbrücken.
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Diese Notwendigkeit des Mitführens eines speziellen Vorwärmbrennstoffes
zum Anzünden des Verdampferbrenners ist aber sehr nachteilig. Der Nachteil ist besonders
groß, wenn der Verdampferbrenner, z.B. in fahrbaren Kücheneinrichtungen, wie Feldküchen
und dergleichen eingesetzt wird. A-uf der anderen Seite kann aber gerade bei diesen
Einsatzbereichen eine längere Vorwärmzeit und eine Rußphase, wie sie z.B. beim Anzünden
des Druckverdampferbrenners wit Heizöl unter den vorgegebenen Bedingungen unumgänglich
sein würde, sowohl aus Gründen des Umweltschutzes als auch aus Sicherheitsgründen
nicht hingenommen werden.
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Darüber hinaus ist es wichtig, den Druckverdampferbrenner mit allen
Zusatzeinrichtungen, wie Brennstoffversorgung und dergleichen, zu einem kompakten
Aggregat zusammenzufassen. Gerade im militärischen Bereich, bei Feldküchen und dergleichen,
muß noch die Möglichkeit gegeben sein, kurzfristig auch auf feste Brennstoffe umschalten
zu können. Aus diesem Grunde muß es für das Bedienungspersonal möglich sein, ohne
großen geistigen und körperlichen Aufwand einen Ausbau des Druckverdampferbrenner-Aggregates
in kürzester Zeit vorzunehmen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckverdampferbrenner
zu schaffen, der mit dem gleichen Brennstoff,
der auch für den Betrieb
des Brenners vorgesehen ist, vorgewärmt und gezündet wird. Dessen Vorwärmzeit aber
auch beim Einsatz von Brennstoffen mit einer hohen Siedekennziffer ebenfalls nur
wenige Minuten beträgt und ohne, oder ohne unzumutbare Rußbildung abläuft. Ferner
soll ein kompaktes Druckverdampferbrenner-Aggregat gestaltet werden, das neben dem
eigentlichen Brenner auch die entsprechende Versorgungseinrichtungen, Armaturen
und dergleichen in einer Baueinheit enthält. Diese Baueinheit soll so ausgeführt
werden, daß sie sich leicht in entsprechende Führungen oder Einhängevorrichtungen
der zugehörigen Kücheneinheit oder dergleichen einbringen läßt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anzündvorrichtung
aus einem zusätzlichen Topf-Verdampferbrenner besteht, der außen mit einer Luftkammer
umgeben ist, deren primärseitige Luftansaugöffnung mit einer Luftquelle in Verbindung
steht.
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Diese Luftquelle kann sowohl die umgebende Atmosphäre als auch, wie
z.B. bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die Druckluftquelle des
Druckverdampferbrenners selbst sein.
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Dafür ist die primärseitige Luftansaugöffnung der Topf-Verdampfungsbrenner-Luftkammer
als Injektor ausgebildet, der eine Luftdüse vorgeordnet ist, die ihrerseits mit
der Druckluftquelle des uruckverdamprerbrenners in Verbindung steht.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der Druckverdampferbrenner
der Brennstoffversorgungseinrichtung und den entsprechenden Armaturen, Ventilen,
Zu- und Verbindungsleitungen und dergleichen, zu einem gemeinsamen Aggregat zusammengefaßt
und auf einem Träger montiert, wobei ihrerseits wiederum die Bedienungselemente
innerhalb einem gemeinsamen Bedienungsbereich angeordnet sind. Die Träger des Druckverdampferbrenner-Aggregates
besitzt Gleitschienen, Rollen oder dergleichen zum Einschieben des gesamten Aggregates
in entsprechende Führungen der zu beheizenden Einrichtung.
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Der Topf-Verdampfungsbrenner ist zweckmäßigerweise unterhalb der Druckverdampferbrenner-Achse
angeordnet. Die Brennstoffzuführung tum Topf-Verdampfungsbrenner kann manuell erfolgen,
d.h., es kann eine von der Brennerleistung und Brennstoff art abhängige Brennstoffmenge
in bekannter Weise in denselben eingegossen werden.
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Der Topf-Verdampfungsbrenner kann aber auch über eine Zumeßeinrichtung
mit dem Brennstoffbehälter in Verbindung stehen und den Brennstoff von dort automatisch
zugeführt bekommen. Die Brennstoffversorgungseinrichtung des Druckverdampferbrenners
besteht bei einer vorzugsweisen Ausführungsform desselben aus zwei Behältern. Von
diesen Behältern, die zweckmäßigerweise links und rechts neben dem Druckverdampferbrenner
angeordnet sind, enthält der eine den Brennstoff, wahrend der andere mit unter Druck
stehender Luft gefüllt ist. Durch eine Verbindungsleitung ist der Luftraum des Druckluftbehälters
in bekannter Weise mit dem Brennstoffbehälter verbunden und befördert somit den
Brennstoff über ein Tauchrohr im Brennstofftank zur Verdampferkammer bzw. zur Zumeßeinrichtung
für den Topf-Verdampfungsbrenner. Eine weitere Verbindungsleitung führt vom Druckluftbehälter
über ein zwischengeschaltetes Absperrventil zur Luftdüse des Topf-Verdampfungsbrenners.
Diese Anordnung und Verbindung bewirkt, daß nach dem Zünden des Topf-Verdampfungsbrenners
eine auf die eingegebene Brennstoffmenge abgestimmte Druckluftmenge aus dem Druckluftbehälter
über die Luftdüse in den Injektor der primärseitigen Luftansaugöffnung des Topf-Verdampfungsbrenners
einströmt, nach dem Strahlpumpenprinzip weitere Verbrennungsluft ansaugt und damit
eine intensive und optimale Verbrennung bewirkt.
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Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen und die nachfolgende
Beschreibung weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht des Druckverdampferbrenner-Aggregates
mit dem Trägerrahmen und den Bedienungsteilen, Fig. 2 eine schematische Gesamtdarstellung
des Druckverdampferbrenners und die
Fig. 3 den Topf-Verdampfungsbrenner
mit Injektor und Luftdüse in vergrößerter Darstellung.
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Der erfindungsgemäße Druckverdampfungsbrenner 1 besteht aus dem Hauptbrennerteil
2 mit Mischkammer 3, Injektor 4 und Regulierventil 5, der Verdamrkammer 6, dem Topf-Verdampfungsbrenner
7 mit Brennerring 8, Luftkammer 9, Injektorteil 10, Luftdüse 11 und Absperrventil
12 sowie der Brennstoffversorgungseinrichtung 13, bestehend aus Brennstoffbehälter
14 und Druckluftbehälter 15. Vom Druckluftbehälter 15 führt eine Druckluftleitung
16 zum Brennstoffbehälter 14. In diese Druckluftleitung ist eine Überdrucksicherung
17, ein Manometer 18 und ein Luft-Einfüllstutzen 19 eingebaut.
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Eine weitere Druckluftleitung 20 führt zum Absperrventil 12 der Luftdüse
11. Der Brennstoffbehälter 14 ist über die Brennstoffleitung 21 mit der Verdampferkammer
6 verbunden. In der Brennstoffleitung 21 sind eine Zündsicherung 22 und ein Brennstoffventil
23 angeordnet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (auf der Zeichnung
nicht dargestellt) führt eine weitere Brennsurffleitung mit einem entsprechenden
Absperrventil vom Brennstoffbehälter 14 zur Brennstoff-Zumeßeinrichtung des Topf-Verdampfungsbrenners
7. Von der Verdampferkammer 6 führt eine Ö1-dampfleitung 27 zum Brennstoff-Regulierventil
5 des Hauptbrennerteils 2. Der Druckverdampferbrenner 1 besitzt außerdem noch Flammenleitvorrichtungen
28 sowie nicht dargestellte Mittel, die ein Öffnen des Brennstoff-Regulierventils
5 nur dann gestatten, wenn der Brennstoff in der Verdampferkammer 6 ausreichend
verdampft ist. Die Aussenfläche der Verdampferkammer 6 ist mit Rippen, Nadeln oder
dergleichen^31, die als Heizflächenvergrdßerung dienen, versehen. Der Druckverdampferbrenner
1 ist mit der Brennstoffversorgungseinrichtung 13 zu einem Druckverdampferbrenner-Aggregat
zusammengefaßt, das auf einem gemeinsamen Trägerrahmen 32 montiert ist. Ein Teil
des Aggregates bildet der Bedienungsbereich 33, in dem vorzugsweise alle Bedienungsarmaturen
zusammengefaßt sind. Der
Trägerrahmen 32 enthält Gleitschienen,
Rollen oder dergleichen zum Einschieben des gesamten Aggregates in entsprechende
Führungen der zu beheizenden Einrichtung.
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Die Wirkungsweise des Aggregates ist nun wie folgt: Nachdem der Brennstoffbehälter
14 mit Brennstoff und der Druckluftbehälter 15 mit Druckluft aufgefüllt wurden,
strömt Brennstoff über die Brennstoff leitung 21 und über das geöffnete Brennstoffventil
23 inie Verdampferkammer 6. Das Brennstoff-Regulierventil 5 bleibt dabei geschlossen.
Der vorbeschriebene Ablauf kann natürlich entsprechend den Anforderungen, die an
das Bedienungspersonal gestellt werden können, so ablaufen, daß zunächst auch das
Brennstoffventil 23 geschlossen bleibt und der Brennstoff zur Verdampferkammer 6
erst dann freigegeben wird, wenn diese ausreichend erwärmt ist. Es ist auch möglich,
das Brennstoff-Regulierventil 5 während der Vorwärmphase bei allerdings geschlossenem
Brennstoffgventil 23 geöffnet zu halten.
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Die Verdampferkammer 6 wird dadurch sehr schnell aufgeheizt, so daß
der Brennstoff nach dem Öffnen des Brennstoffbentils 23 beim Einfliessen in dieselbe
sofort verdampft.
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Bei Druckverdampferbrennern, die mit einer Zumeßeinrichtung für den
Topf-Verdampfungsbrenner 7 ausgestaæt sind, fließt ebenfalls Brennstoff über die
weitere Brennstoff leitung und das zugeordnete Absperrventil aus dem Brennstoffbehälter
14 zur Zumeßeinrichtung.
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Danach wird der Topf-Verdampfungsbrenner 7 gezündet. Gleichzeitig
mit dem Zünden des Topf-Verdampfungsbrenners 7 strömt Druckluft über die Druckluftleitung
20 aus dem Druckluftbehälter 15 über das Druckluftventil 12 zur Luftdüse 11. Von
der Luftdüse strömt die Druckluft in das Injektorteil 10 der Luftkammer 9 und von
dort durch die Frischluftöffnungen 30 in den Topf-Verdampferbrenner 7.
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Nach dem Prinzip der Strahlpumpe wird weitere Frischluft an der Injektordffnung
angesaugt, so daß sich in kürzester Zeit eine intensive Verbrennung des Brennstoffes
im Topf-Verdampfungsbrenner ergibt. Durch die dadurch erzeugte Wärme wird die Verdampferkammer
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erwärmt und der sich darin befindtliche Brennstoff verdampft.
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Nach Erreichen einer vorbestimmten Temperatur, geben die Mittel zum
Öffnen des Regulierventils die Öffnung des Brennstoff-Regulierventils die Öffnung
des Brennstoff-Regffierventils 5 frei, so daß der Brennstoffdampf über dieses Ventil
und den Injektor 4 in die
Mischkammer 3 einströmt. Dieser Brennstoffdampf
mischt sich in der Mischkammer 3 durch die Injektorwirkung mit Luft, wodurch das
Brennstoffdampf-Luftgemisch aus dem Brennermund der Mischkammer 3 ausströmt und
durch die Brennerflamme des Topf-Verdampfungsbrenners 7 gezündet wird.
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Nachdem das Hauptbrennerteil 2 des Druckverdampferbrenners 1 sicher
in Betrieb gesetzt ist, schaltet sich der Topf-Verdamfpungs.
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brenner 7 aus und die Druckluftleitung 20 wird geschlossen. Diese
Funktionen können sowohl automatisch erfolgen als auch durch Quantitierung der Brennstoff-
und Druckluftmenge erreicht werden. Die Abläufe können selbstverständlich auch vollständig
manuell steuerbar eingerichtet werden. Außerdem ist es möglich und gehört zum Gegenstand
dieser Erfindung, daß die Erzeugung des Druckluftstromes für den Injektor 10 des
Topf-Verdampfungsbrenners 7 auch auf andere Weise, z.B. über einen Blasebalg oder
dergleichen erfolgt. Denkbar ist ebenfalls, bei bestimmten Voraussetzungen auch
auf die Luftdüse 11 vollständig zu verzichten und anstelle des Injektors 10 eine
größere Frischluftöffnung zur Luftkammer 9 vorzunehmen.
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Da das Druckverdampferbrenner-Aggregat auf dem Träger 32 montiert
ist und alle Versorgungs- und Bedienungseinheiten enthält, läßt sich dasselbe in
kürzester Zeit in eine zu beheizende Einrichtung ein- und ausbauen.
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L e e r s e i t e