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Beschreibung
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Druckverdampferbrenner Die Erfindung betrifft einen Druckverdampferbrenner
für flüssige Brennstoffe mit einer Hauptbrenneinrichtung mit Verdampferkammer und
einer Vorheizkammer zum Aufheizen der Hauptbrenneinrichtung bei Betriebsbeginn.
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Ein solcher Druckverdampferbrenner ist beispielsweise aus der deutschen
Patentschrift 25 43 964 bekannt Als Vorhelzeinrichtung wird bei diesem vorbekannten
Druckverdampferbrenner ein Topfverdampfungsbrenner verwendet.
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In diesen Topf wird eine geringe Menge des flüssigen Brennstoffes
eingefüllt1 der dort mit einer Lunte oder einer anderen Zündvorrichtung angezündet
werden muß. Dabei sind Zündvorrichtungen notwendig1 die einen hohen Wärmeinhalt
aufweisen1 andernfalls ist eine Entzündung des flüssigen Brennstoffes nicht möglich
Ohne ausreichenden Kaminzug, der beim Betrieb von solchen Druckverdampferbrennern
häufig nicht vorhanden ist; muß dem Topfverdampferbrenner während der Vorheizzeit
durch geeignete Düsen ständig Verbrennungsluft aus einem Luftvorrat zugeführt werden1
um eine einwandfreie Verbrennung des verdunstenden Brennstoffes zu erzielen. Die
dabei entstehende Flamme ist in der Regel eine Diffusionsflamme und
hat
deshalb keine große-Wärmedichte. Das Vorheizen der Verdampferkammer bzw. der Hauptbrenneinrichtung
dauert deshalb entsprechend lange; dies erfordert wiederum einen großen Luftvorrat.
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Nachteilig ist darüber hinaus bei bekannten Einrichtungen dieser Art
auch, daß zur Bedienung eine Vielzahl von Regeleinrichtungen für verschiedene Düsen
und Ventile notwendig sind. Die Bedienung eines solchen Gerätes erfordert deshalb
genaue Kenntnisse über die Vorgänge in diesem Gerät und ist entsprechend kompliziert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Druckverdampferbrenner
derart zu verbessern, daß eine Inbetriebnahme in einfacherer Weise als bisher und
in einer kürzeren Zeit möglich ist. Insbesondere soll auch erreicht werden, daß
die Inbetriebnahme mit Hilfe einer schwachen Zündquelle, zum Beispiel mit Hilfe
eines brennenden Streichholzes, erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird bei einem Druckverdampferbrenner der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorheizkammer einen zur Hauptbrenneinrichtung
führenden Kanal aufweist, in dem eine den Brennstoff in einem divergierenden Strahl
in den Kanal einbringende Druckzerstäuberdüse angeordnet ist, und daß ein von dem
zur Druckzerstäuberdüse strömenden Brennstoff durchflossener Wärmetauscher im Kanal
vorgesehen ist, der ein in Strahlrichtung stromabwärts der Druckzerstäuberdüse beginnendes,
sich im wesentlichen parallel zum Kanal erstreckendes Rohr umgibt und sich zwischen
dem Rohr und der Kanalaußenwand in dem Raum befindet, der bei kaltem Brennstoff
von den von der Druckzerstäuberdüse abgegebenen Brennstofftröpfchen erreicht wird.
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Diese Ausgestaltung der Vorheizkammer führt zu einem besonders raschen
und für die Bedienungsperson in einfacher Weise durchzuführenden
Vorheizen
des Druckverdampferbrenners, wobei bereits nach kurzer Zeit stabile Brennverhältnisse
erreicht werden, die eine Zufuhr von zusätzlicher Brennluft nicht mehr notwendig
machen.
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Durch die anfängliche Zerstäubung des kalten Brennstoffes läßt sich
dieser leicht mit Hilfe eines in den Kanal gehaltenen Streichholzes oder dergleichen
entzünden, die dabei entstehenden Brenngase heizen den Brennstoff in dem Wärme tauscher
auf, welcher der Druckzerstäuberdüse zugeführt wird. Dadurch wird dieser auf dem
Wege zur Zerstäuberdüse bereits verdampft1 so daß schließlich aus der Düse ein scharf
gebündelter Strahl des verdampften Brennstoffes mit hoher Geschwindigkeit austritt,
der im Raum vc- der Düse entzündet wird. Die dadurch gebildeten, scharf gebündelten
Flammen treten in das vom Wärmetauscher umgebene Rohr ein und werden in diesem bis
zur Hauptbrenneinrichtung geführt.
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Diese Führung gewährleistet, daß die Temperatur des Brennstoffes im
Wärmetauscher nicht über einen maximal zulässigen Wert ansteigt außerdem werden
durch die Führung im Rohr die mit sehr hoher Geschwindigkeit in den Kanal einströmenden
Brenngase abgebremst, so daß die Flamme nicht abreißt.
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Die beschriebene Einheit regelt sich selbst auf einen stabilen Brennzustand
ein, da bei zu geringer Wärmezufuhr an den Wärmetauscher der Brennstoff wieder flüssig
aus der Düse austritt und zerstäubt wird, so daß eine stärkere Aufheizung des Wärmetauschers
auftritt.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Druckzerstäuberdüse eine weitkegelige
Hohlkegelzerstäuberdüse ist.
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Insbesondere dann¢ wenn sich die Druckzerstäuberdüse an dem der Hauptbrenneinrichtung
abgewandten Ende des Kanals bei in det, läßt sich der Brennstoff in der Vorheizkammer
leicht entzünden.
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Vorzugsweise ist der Kanal beidseitig offen und ist im wesentlichen
horizontal an die Hauptbrenneinrichtung angesetzt.
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Günstig ist es, wenn das Rohr stromabwärts der Druckzerstäuberdüse
in einem Abstand beginnt, der so gewählt ist, daß einerseits die Zerstäubung des
flüssigen Brennstoffs bei der Inbetriebnahme nicht behindert wird, der Abstand also
nicht zu klein ist, und daß andererseits zumindest der größte Teil des aus der Düse
austretenden Dampfstrahls vom Rohr eingefangen wird, der Abstand also nicht zu groß
ist.
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Vorzugsweise sind das Rohr und die Zerstäuberdüse im wesentlichen
koaxial angeordnet.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Wärmetauscher durch die wendelförmig
gewickelte Brennstoff zufuhrleitung zur Druckzerstäuberdüse gebildet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Durchmesser
des Rohres wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des ihn umgebenden Wärmetauschers.
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Der Kanal mündet vorzugsweise in ein im wesentlichen senkrecht stehendes,
zylindrisches Gehäuse ein, welches die Hauptbrenneinrichtung enthält.
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Es ist dabei günstig, wenn das Rohr bei der Einmündung des Kanals
in das Gehäuse endet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Rohr an seinem Ende
tangential in das Gehäuse einmündet.
Dadurch wird in dem zylindrischen
Gehäuse eine kreisförmige Strömung der Brenngase erzeugt, die somit wendelförmig
an den Innenwänden des Gehäuses nach oben geführt werden.
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Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus dickwandigem Material hoher Wärmeleitfähigkeit,
beispielsweise aus Kupfer.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß in dem
Teil des Gehäuses, in welches der Kanal einmündet, gegenüber der Kanaleinmündung
eine Halbschale aus dünnwandigem, feuerfestem1 schnell glühendem Material im geringen
Abstand vor der Wand des zylindrischen Gehäuses angeordnet ist.
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Die Umlenkung der Brenngase in das Gehäuse wird dadurch verbessere,
daß im Einmündungsbereich des Kanals Leitflächen an der Gehäusewand bzw. an der
vorgesetzten Halbschale angeordnet sind, welche den aus dem Kanal austretenden Brenngasstrom
längs der Gehäuseinnenwand wendelförmig nach oben umlenken.
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Mit der Wand des Gehäuses kann eine Brennstoffzufuhrleitung für die
Hauptbrenneinrichtung in gutem wärmeleitendem Kontakt stehen. Dadurch wird der Brennstoff
bereits vor dem Einleiten in die Verdampferkammer vorgewärmt. Es kann vorgesehen
sein, daß das zylindrische Gehäuse an seinem oberen Ende einen sich trichterförmig
erweiternden Rand hat.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Hauptbrenneinrichtung eine ringförmige, koaxial zu einem Brenner in geringem
Abstand über diesem angeordnete Verdampferkammer aufweist und daß die Brenngase
aus dem Brenner seitlich unterhalb der Verdampferkammer austreten.
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Günstig ist es, wenn an der Unterseite der Verdampferkammer mehrere
jalousienartige Ringbleche angebracht sind, die schräg seitlich nach unten weisen,
wobei sich die Unterkante eines Ringbleches in Achsrichtung gesehen etwa mit der
Oberkante des nächstäußeren Ringbleches deckt. Diese Ringbleche bestehen vorzugsweise
aus dünnwandigem, feuerfestem Material.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn an der Oberseite der Verdampferkammer
in geringem Abstand eine konzentrisch angeordnete, ringförmige Abdeckung vorgesehen
ist.
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Die Zuleitung und die Ableitung der Verdampferkammer sind im Bereich
der Hauptflammenbeaufschlagung vorzugsweise mit einer Abschirmung aus feuerfestem
Material versehen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Regelung
der Vorheizung und der Hauptbrenneinrichtung ein einziger Drehknopf vorgesehen,
der auf einer Spindel drehfest und axial verschieblich gelagert ist. Dabei ist durch
Verdrehung der Spindel ein Ventil in der Brennstoffzufuhrleitung der Hauptbrenneinrichtung
betätigbar, wobei der Drehumfang des Drehknopfes durch einen Anschlag auf eine volle
Umdrehung begrenzt ist. Weiterhin ist der Drehknopf bei geschlossenem Ventil in
axialer Richtung eindrückbar und durch eine Bajonettverriegelung nach einer geringfügigen
Drehung in der eingedrückten Stellung fixierbar, wobei der Drehknopf in der eingeschobenen
Stellung ein Ventil in der Brennstoffzufuhrleitung zur Vorheizung öffnet, während
das Ventil in der Brennstoff zufuhrleitung zur Hauptbrenneinrichtung bei der geringfügigen
Drehung des Drehknopfes noch verschlossen ist.
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Vorzugsweise ist der Drehknopf in der Stellung, bei welcher das Ventil
der Vorheizkammer geöffnet ist, in axialer Richtung noch weiter verschiebbar und
öffnet dabei ein Ventil
in einer Druckluftleitung1 durch welche
Druckluft in den Kanal einströmen kann; diese weitere Verschiebung erfolgt dabei
gegen die Kraft eines elastischen Kraftspeichers. Dadurch wird das Druckluftventil
beim Loslassen des Drehknopfes automatisch geschlossen.
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Günstig ist es, wenn die BaJonettverriegelung den Drehknopf bei einer
weiteren Verdrehung wieder freigibt und die öffnung des Ventils der Brennstoffzufuhr
zur Hauptbrenneinrichtung erst bei noch weiterer Verdrehung einsetzt. Bei dieser
Ausführungsform wird die Hauptbrenneinrichtung erst in Betrieb genommen wenn die
Vorheizeinrichtung nach Erreiciien der gewünschten Temperatur in der Hauptbrenneinrichtung
abgeschaltet ist. Der in die Hauptbrenneinrichtung eintretende flüssige Brennstoff
wird aufgrund der starken Erwärmung der Hauptbrenneinrichtung dort sofort verdampft.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß
die Bajonettverriegelung sich winkelmäßig so weit erstreckt, daß der Drehknopf beim
Drehen in öffnungsrichtung über eine Zwischenstellung verdrehbar ist1 in welcher
sowohl das Ventil der Vorheizkammer als auch das Ventil der Brennstoffzufuhr zur
Hauptbrenneinrichtung geöffnet sind, und daß die Bajonettverriegelung den Drehknopf
erst bei einer weiteren Verdrehung des Drehknopfes wieder freigibt. Bei dieser Ausführungsform
tritt bereits während des Betriebs dor Vorheizung Brennstoff in die Hauptbrenneinrichtung
ein, so daß die Hauptbrenneinrichtung bereits in Betrieb genommen wird1 ehe die
Vorheizung abgeschaltet wird. Es gibt hier also einen Zwischenbereich; in dem beide
Heizsysteme in Betrieb sind.
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Der gesamte Betrieb des Druckverdampferbrenners kann somit einschließlich
der Anheizphase mit einem einzigen Drehknopf geregelt werden.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Figur
1 eine schematische Längsschnittansicht eines Druckverdampferbrenners; Figur 2 eine
schematische Draufsicht auf die Vorheizkammer des Druckverdampferbrenners der Figur
1 und Figur 3 eine schematische Längsschnittansicht einer Einhanddrehknopfbedienung
für den Druckverdampferbrenner.
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Der in der Zeichnung dargestellte Druckverdampferbrenner umfaßt ein
senkrecht stehendes zylindrisches Gehäuse 1, in dessen unteren Teil ein horizontal
angeordneter Kanal 2 mit rechteckförmigem Querschnitt einmündet. Das Gehäuse 1 nimmt
eine Hauptbrenneinrichtung auf, der Kanal 2 eine Vorheizkammer.
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An dem dem Gehäuse 1 abgewandten Ende des an beiden Stirnseiten offenen
Kanals 2 ist zentral eine Druckzerstäuberdüse 3 angeordnet1 die vorzugsweise als
weitkegelige Hohlkegeldüse ausgebildet ist. Die Druckzerstäuberdüse 3 steht über
eine Brennstoffleitung 4 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennstoffguelie
in Verbindung. Diese Brennstoffleitung tritt von der offenen1 dem Gehäuse abgewandten
Stirnseite des Kanals 2 her parallel zur oberen Wand und dicht an dieser in den
Kanal ein und wird in Form einer Wendel 5 wieder aus dem Kanal heraus zu der Druckzerstäuberdüse
3 geführt. Die Wendel 5 erstreckt sich über einen wesentlichen Teil der gesamten
Kanallänge und umgibt im Abstand ein Rohr 6, welches stromabwärts der Druckzerstäuberdüse
3 beginnt und beim Eintritt des Kanals 2 in das Gehäuse 1 endet. Das Rohr besteht
aus einem dünnwandigen; feuerfesten Material und verläuft im wesentlichen koaxial
zu der Wendel 5.
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Die Längsachse der Wendel und des Rohres 6 sind dabei ebenso wie die
Längsachse der Druckzerstäuberdüse 3 derart gerichtet, daß aus dem Rohr 6 austretende
Verbrennungsgase tangential in das zylindrische Gehäuse 1 eintreten (Figur 2).
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Neben der Brennstoffleitung 4 führt eine Druckluftleitung 7 in den
Kanal 2 durch die dem aus der Druckzerstäuberdüse 3 austretenden Brennstoff zusätzlich
Verbrennungsluft zugeführt werden kann
Sowohl in der Druckzerstäuberdüse
3 als auch in der Druckluftleitung 7 befinden sich Dosierventile 8 bzw. 9.
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Das Gehäuse 1 besteht aus einem dickwandigen, gut wärmeleitenden Material,
beispielsweise aus Kupfer. Es ist auf der Unterseite verschlossen. In dem dem Eintritt
des Kanals 2 in das Gehäuse 1 gegenüberliegenden Bereich ist der Wand des Gehäuses
1 eine Halbschale 10 in dichtem Abstand vorgesetzt; diese Halbschale besteht aus
einem dünnen, feuerfesten Material.
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Sie trägt mehrere schräg angeordnete Leitbleche 11, welche die Aufgabe
haben, einen aus dem Kanal austretenden Gasstrom in eine wendelförmige Strömung
umzulenken, bei welcher der Gasstrom an der Innenwand des Gehäuses entlang nach
oben steigt.
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Das Gehäuse 1 ist an seiner oberen Stirnseite offen und weist einen
trichterförmig nach außen gerichteten Rand 12 auf. In diesem Bereich ist zentral
ein kegelförmiger Brennerkopf 13 angeordnet. Oberhalb des Brennerkopfes befindet
sich eine ringförmige Verdampferkammer 14, die koaxial zum Brennerkopf 13 in geringem
Abstand oberhalb desselben angeordnet ist. Zwischen Brennerkopf 13 und Verdampferkammer
14 sind mehrere ringförmige, jalousienartige Leitbleche 15 vorgesehen, die schräg
seitlich nach außen weisen. Die Unterkante eines solchen Leitbleches ist etwa mit
der Oberkante des nächstäußeren Leitbleches ausgerichtet.
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Auf der Oberseite der Verdampferkammer 14 ist in geringem Abstand
eine konzentrische, ringförmige Abdeckung 16 angeordnet, welche die Verdampferkammer
gegen Erwärmung auf zu hohe Temperaturen schützt.
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Eine Brennstoffzufuhrleitung 17 mit einem Dosierventil 18 ist zunächst
wendelförmig an der Außenseite des Gehäuses 1 entlang geführt und steht in diesem
Bereich in engem Wärmekontakt
mit dem Gehäuse 1, beispielsweise
durch Verschweißung mit diesem. Diese Brennstoffleitung führt anschließend zu der
Verdampferkammer 14 und von dieser über eine Injektordüse 19 zum Brennerkopf 13.
Im Bereich der Einleitung in die Verdampferkammer und der Ausleitung aus derselben
ist die Brennstoffzufuhrleitung 17 mit einer Abschirmung 20 aus feuerfestem Material
umgeben.
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Im Betrieb des erfindungsgemäßen Druckverdampferbrenners wird zunächst
bei geschlossenem Ventil 18 in der Brennstoffzufuhrleitung 17 der Druckzerstäuberdüse
3 über die Brennstoffleitung 4 kalter Brennstoff, beispielsweise Heizöl, unter Druck
zugeführt. Die Druckzerstäuberdüse zerstäubt den Brennstoff in einen sich stromabwärts
öffnenden, keaclförmigen Bereich. Der Brennstoff läßt sich in diesem Bereich leicht
anzünden, beispielsweise durch ein in den offenen Kanal hineingehaltenes Streichholz.
Zur Unterstützung der Verbrennung wird in dieser Phase außerdem über die Druckluftleitung
7 zusatzliche Verbrennungsluft in den Kanal eingeführt.
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Durch die heißen Brenngase, die insbesondere die zwischen dem Rohr
6 und der Wand des Kanals 2 angeordnete Wendel 5 beaufschlagen, wird der Brennstoff
in der Wendel erwärmte und zwar so weit, daß er schließlich verdampft. Der dampf
förmige Brennstoff tritt mit hoher Geschwindigkeit und scharf gebündelt aus der
Druckzerstäuberdüse 3 aus und gelangt vorwiegend in das Rohr 6, welches durch die
entsprechende scharf gebündelte und eine hohe Wärmedichte aufweisende Flamme im
Innern des Rohres auf hohe Temperaturen aufgeheizt wird. Es heizt daher durch Wärme
strahlung die umgebende Wendel und gewährleistet so, daß der zugeführte Brennstoff
vor dem Austritt aus der Düse 3 verdampft wird. Andererseits verhindert dieses Rohr
jedoch auch, daß die Wendel zu sehr aufgeheizt wird, da die Flamme im Innern des
Rohres lokalisiert wird und in dieser Betriebsphase
die Wendel
nicht mehr beaufschlagt. Es wird dadurch verhindert, daß sich der Brennstoff in
der Wendel thermisch zersetzt.
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Sobald das Verdampfen des Brennstoffes eingesetzt hat, kann im übrigen
die Druckluftzufuhr über die Leitung 7 unterbrochen werden.
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Das beschriebene Vorheizungssystem regelt sich selbst auf einen stabilen
Betriebszustand ein. Wenn die Wärmezufuhr an die Wendel nicht ausreicht, um den
Brennstoff zu verdampfen, zerstäubt die Düse 3 den flüssigen Brennstoff in dem Bereich
der Wendel, so daß die Wendel unmittelbar von den entsprechenden Flammen aufgeheizt
wird. Diese Aufheizung erfolgt jedoch nur so lange, bis wieder eine Verdampfung
des Brennstoffes eintritt, dann werden wieder scharf gebündelte Flammengase in das
Rohr geleitet, so daß eine weitere Aufheizung der Wendel vermieden wird.
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Das Rohr hat dabei zusätzlich noch den Vorteil, daß die aus der Düse
mit hoher Geschwindigkeit austretenden Brennstoffdämpfe abgebremst werden, so daß
ein Abreißen der Flamme vermieden wird.
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Der Abstand zwischen dem Rohr 6 einerseits und der Druckzerstäuberdüse
3 andererseits ist dabei so zu wählen, daß einerseits die Zerstäubung des flüssigen
Brennstoffs bei der Inbetriebnahme nicht behindert wird, der Abstand also nicht
zu klein ist, und daß andererseits zumindest der größte Teil des Dampf strahles
vom Rohr eingefangen wird, der Abstand also nicht zu groß ist.
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Sobald das Vorheizsystem mit dampf förmigem Brennstoff arbeitet, wird
der Brennstoffdurchsatz bei konstantem
Druck durch die Öffnung
der Düse 3 auf einen Bruchteil dessen reduziert, der im kalten, d.h. flüssigen Zustand
des Brennstoffes vorliegt. Da das Rohr 6 für den gebündelten Dampfstrahl zudem eine
Injektorwirkung zur Ansaugung von Umgebungsluft hat, ist in dieser Phase die Zugabe
von Verbrennungsluft überflüssig. Dadurch kann auch der Druckluftvorrat sehr klein
gehalten werden, der zum Betrieb einer solchen Anordnung notwendig ist.
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Das Rohr 6 hat den weiteren Vorteil, daß es die Vorheizflamme gezielt
über eine bestimmte EntEernung transportiert und sie dort mit einer hohen Wärmedichte
der Hauptbrenneinrichtung zuführt Durch das Rohr 6 treten die Brenngase in dieser
Betriebsphase tangential in den unteren Teil des Gehäuses 1 ein und werden durch
die Leitbleche 11 wendelförmig nach oben geleitet Sie erwärmen dabei zunächst rasch
die Halbschale 10, die schnell zu glühen beginnt und ihre Wärme an die dicke, aus
gut wärmeleitendem Material hergestellte Wand des Gehäuses abgibt. Dies führt gleichzeitig
zu einer Erwärmung des Brennstoffes in der in engem Wärmekontakt an der Wand des
Gehäuses 1 anliegenden Brennstoffzufuhrleitung 17 und schließlich zu einer Verdampfung
des Brennstoffes in dieser Leitung.
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In dieser Phase kann die Hauptbrenneinrichtung il, Betrieb genommen
werden, bei welcher aufgrund der Vorheizung sofort dampfförmiger Brennstoff verbrannt
wird. In dieser Betriebsphase kann die Vorheizeinrichtung durch Schließen des Dosierventils
8 außer Betrieb genommen werden.
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Die heißen Gase des Brennerkopfes 13 heizen beim weiteren Betrieb
den Brennstoff in der Verdampferkammer auf und verdampfen
ihn
dort. Die Verdampferkammer wird dabei gegen allzu hohe Temperaturen einerseits durch
die jalousieartigen, ringförmigen Leitbleche 15 und andererseits durch die Abdeckung
16 geschützt. Die heißen Flammengase treten im wesentlichen seitlich unterhalb der
Verdampferkammer aus. Aufgrund des geringen Abstands zwischen Verdampferkammer 14
und Brennerkopf 13 bildet sich eine Rezirkulation von heißen Brenngasen aus, die
zu einer optimalen Verbrennung, d.h. einer blauen Flamme, führt. Der trichterförmig
nach außen weisende Rand 12 des Gehäuses 1 gewährleistet, daß auch während der Hauptbetriebsphase
von der Hauptflamme Wärme zur Vorwärmung des flüssigen Brennstoffes zugeführt wird.
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Besonders ist noch darauf hinzuweisen, daß die- tangentiale Einführung
der heißen Brenngase in der Vorheizphase und die dadurch bedingte Ausbildung eines
sich wendelförmig nach oben erstreckenden Gasstromes dazu führt, daß einerseits
der Brennerkopf und die ihm zugeordnete Düse relativ wenig erwärmt und somit geschützt
werden, andererseits aber die Verdampferkammer besonders effektiv beaufschlagt wird,
so daß die Wärme der Brenngase zum allergrößten Teil zur Verdampfung des kalten
Brennstoffes verwendet werden kann.
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Die Bedienung des beschriebenen Druckverdampferbrenners erfolgt durch
zeitlich aufeinander abgestimmte Betätigung der Ventile 8, 9 und 18. Diese Betätigung
kann vorzugsweise mit der in Figur 3 dargestellten Einhandknopfanordnung erfolgen.
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In einem Schaltergehäuse 21 mit einem mittigen Vorsprung 22 sind in
dem Vorsprung und zu beiden Seiten des Vorsprungs je eine Sacklochbohrung 23, 2
bzw. 25 angeordnet. Die mittlere
Sacklochbohrung 23 steht über
eine Öffnung 26 in ihrem Boden mit einem Hohlraum 27 im Schaltergehäuse in Verbindung,
der zwischen den beiden Sacklochbohrungen 24 und 25 angeordnet ist. In eine von
der Vorderseite des Schaltergehäuses 21 in den Hohlraum führenden Bohrung 28 ist
eine Führungshülse 29 eingesetzt durch welche eine Spindel 30 in den Hohlraum 27
eingeführt ist. Auf der Spindel 30 ist eine Gewindebuchse 31 aufgeschraubt, die
mittels einer Keilnutführung 32 gegen eine Verdrehung gesichert ist. In das gegenüberliegende
Ende der Gewindebuchse 31 ragt ein nadelförmiger Ventilkörper 33, der in der Nähe
seines Endes eine breite Nut 34 aufweist.
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In diese Nut 34 taucht ein Mitnehmer 35 an der Innenseite der Gewindebuchse
31 ein, der in axialer Richtung des Ventilkörpers 33 eine geringere Ausdehnung hat
als die Nut 34.
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Der Ventilkörper 33 ragt durch die öffnung 26 in die Sacklochbohrung
23 hinein, welche mittels eines Stopfens 36 verschlossen ist. Der Stopfen 36 weist
eine mit der Spitze des nadelförmigen Ventilkörpers 33 zusammenwirkende Ventilsitzfläche
37 auf, die in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit der Brennstoffleitung
17 des Druckverdampferbrenners verbunden ist.
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In die konische Ventilsitzfläche 37 wird der Ventilkörper 33 durch
eine Druckfeder 38 hineingedrückt, die sich einerseits an einer Schulter 39 am Ventilkörper
und nndererseits am Boden der Sacklochbohrung 23 abstützt. In die einerseits von
ihrem Boden und andererseits von dem Stopfen 36 begrenzte Sacklochbohrung führt
eine Brennstoff zufuhrleitung 40, die in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise
mit einer Brennstoffguelle verbunden ist.
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Ventilkörper 33 und Ventilsitzfläche 37 bilden zusammen ein Nadeldosierventil
für die Brennstoffzufuhr der Hauptbrenneinrichtung, das durch Verdrehen der Spindel
30 in seiner Öffnung veränderbar ist. Diese Anordnung entspricht dem Dosierventil
18 in der Darstellung der Figur 1.
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Die Sacklochbohrung 24 ist mittels eines Stopfens 41 verschlossen,
in welchem eine Führungsstange 42 längsverschieblich gelagert ist. Die Führungsstange
42 ragt dabei in einen sich an die Sacklochbohrung 24 anschließenden Hohlraum 43
hinein und tritt durch eine Bohrung 44 an der Vorderseite des Schaltergehäuses aus
diesem aus. Die durch ihren Boden einerseits und den Stopfen 41 andererseits begrenzte
Sacklochbohrung 24 steht über eine Leitung 45 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Druckluftquelle in Verbindung, der Hohlraum 43 ist mit der Druckluftleitung 7 verbunden.
Die Führungsstange 42 trägt einen Ventilteller 46, der mittels einer die Führungsstange
umgebenden Feder 47, die sich einerseits an dem Ventilteller 46 und andererseits
an dem Stopfen 41 abstützt, gegen die die Sacklochbohrung mit dem Hohlraum 43 verbindene
Öffnung gepreßt wird und diese Öffnung abdichtend verschließt. Durch Eindrücken
der Führungsstange entgegen der Wirkung der Druckfeder 47 läßt sich eine Verbindung
zwischen diesen beiden Hohlräumen herstellen.
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Eine genau gleiche Ventilvorrichtung ist in der Sacklochbohrung 25
angeordnet, diese enthält in vergleichbarer Weise einen Stopfen 48, eine Führungsstange
49, einen Hohlraum 50, eine Bohrung 51, einen Ventilteller 52 sowie eine Druckfeder
53.
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Eine in die Sacklochbohrung 25 führende Zufuhrleitung 58 ist mit der
Brennstoffquelle verbunden, der Hohlraum 50 steht mit der Brennstoffleitung 4 der
Vorheizkammer in Verbindung.
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Auf das auf der Vorderseite des Schaltergehäuses überstehende Ende
der Spindel 30 ist ein Drehknopf 54 gegen eine Drehung gesichert aufgeschoben der
auf der Spindel in axialer Richtung frei verschieblich ist. Dieser Drehknopf weist
eine zu dem Schaltergehäuse hinweisende Ringnut 55 auf 1 die an ihrem Innenrand
über einen bestimmten Umfangsbereich eine überstehende Kante 56 trägt. Diese Kante
56 bildet zusammen mit einem mit einem Kopf versehenen Stift 57 an der Vorderseite
des Schaltergehäuses eine Bajonettverriegelung.
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Der Drehknopf 54 hat einen so großen Durchmesser, daß er beim axialen
Verschieben in Richtung des Schaltergehäuses an den aus dem Schaltergehäuse hervorstehenden
Führung stangen zur Anlage kommt und diese einschieben kann. Dabei steht die Führungsstange
der Ventilanordnung in der Sacklochbohrung 25, die dem Dosierventil 8 im Ausführungsbeispiel
der Figur 1 entspricht, weiter aus dem Schaltergehäuse hervor als die Führungsstange
der Ventilanordnung in der Sacklochbohrung 241 die dem Dosierventil 9 im Ausführungsbeispiel
der Figur 1 entspricht.
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Wenn der erfindungsgemäße Brenner außer Betrieb ist, ist die Spindel
30 so verdreht, daß der nadelförmige Ventilkörper 33 an der Ventilsitzfläche 37
dichtend anliegt und somit die Brennstoffleitung 17 verschließt. Der Druckknopf
befindet sich in der vom Schaltergehäuse entfernten Stellung, so daß auch die Ventilanordnungen
in den Sacklochbohrusn 24 und 25 geschlossen sind.
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Zur Inbetriebnahme des Brenners wird zunächst aus dieser Stellung
heraus der Druckschalter in Richtung des Schaltergehäuses auf der Spindel 30 verschoben1
bis er an der Führungsstange der Ventilanordnung in der Sacklochbohrung 25 zur Anlage
gelangt und diese Ventilanordnung öffnet. -Damit
wird die Zufuhr
von Brennstoff zur Zerstäuberdüse 3 eingeleitet. Beim Vorschieben des Druckknopf
es taucht der Kopf des Stiftes 57 in die Ringnut 55 des Druckknopfes ein.
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Durch eine geringfügige Verdrëung de-s-arehknopfe-s--wi-rd-er-- erreicht,
daß der Kopf des Stiftes 57 die überstehende Kante 56 der Ringnut hintergreift,
so daß der Drehknopf in der eingeschobenen Stellung fixiert wird. In dieser Stellung
ist die Drehung der Spindel 30 durch Verdrehung des Drehknopfes so gering, daß infolge
des Spieles des Mitnehmers 35 in der Nutz 34 der Ventilkörper 33 noch in der geschlossenen
Stellung verbleibt.
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In dieser Stellung des Drehknopfes kann der von der Düse zerstäubte
Brennstoff entzündet werden. Daraufhin wird kurzzeitig der Druckknopf noch weiter
in Richtung auf das Schaltergehäuse verschoben, so daß auch die Ventilanordnung
in der Sacklochbohrung 24 geöffnet wird. Dies bewirkt eine Zufuhr von Druckluft
in den Kanal, so daß die Verbrennung gefördert wird. Um die Zufuhr von Druckluft
aufrechtzuerhalten, muß der Druckknopf gegen die Kraft der Druckfedern 58 und 47
eingeschoben werden. Sobald der Brennstoff zu verdampfen beginnt und eine im Rohr
6 konzentrierte Flamme brennt, kann der Druckknopf wieder losgelassen werden. Er
verschiebt sich unter dem Einfluß der Druckfedern 58 und 47 in seine mittlere Stellung,
in welcher er durch den Stift 57 fixiert wird. In dieser Stellung ist weiterhin
die Brennstoff zufuhr zur Düse 3 geöffnet1 die Druckluftzufuhr jedoch unterbrochen.
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Die Brennstoff zufuhr zur Hauptbrenneinrichtung ist weiterhin geschlossen.
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Sobald die Hauptbrenneinrichtung in der genügenden Weise erwärmt ist,
was beispielsweise durch Messung der Temperatur des Gehäuses 1 feststellbar ist,
wird der Drehknopf weitergedreht, bis der Stift 57 am Ende der
nur
über einen bestimmten Umfangsbereich ausgebildeten überstehenden Kante 56 wieder
freigegeben wird. In dieser Stellung wird der Drehknopf unter der Wirkung der Druckfeder
in seine vom Schaltergehäuse entfernte axiale Stellung verschoben, so daß auch die
Ventilanordnung in der Sacklochbohrung 25 wieder verschlossen wird, so daß die Brennstoffzufuhr
zur Vorheizeinrichtung unterbrochen wird.
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Die Dimensionierung kann dabei derart gewählt werden, daß bei einer
Winkelstellung des Drehknopfes, bei welcher dieser von der Bajonettverriegelung
freigegeben wird, das Ventil in der Brennstoffzufuhrleitung der Hauptbrenneinrichtung
noch nicht geöffnet ist, sondern erst bei einer weiteren Verdrehung des Drehknopfes
geöffnet wird. Bei einem solchen Betrieb arbeitet also immer nur entweder das Vorheizsystem
oder die Hauptbrenneinrichtung, wobei der flüssige Brennstoff bei der Inbetriebnahme
der Hauptbrenneinrichtung durch die zuvor erfolgte Aufheizung der Hauptbrenneinrichtung
durch das Vorheizsystem unverzüg]ich verdampft wird.
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Bei einer abgewandelten Ausführung kann jedoch vorgesehen sein, daß
der Drehknopf kurz vor dem Erreichen der Entriegelung eine Zwischenstellung erreicht,
in welcher dos Ventil des Vorheizsystems noch offen ist und das Ventil in der Zufuhrleitung
zur Hauptbrenneinrichtung bereits geringfügig geöffnet ist. Es kann somit am Ende
der Vorheizphase die Hauptbrenneinrichtung bereits in Betrieb genommen werden, so
daß ein kontinuierlicher übergang vom Vorheizsystem zur Hauptbrenneinrichtung gewährleistet
ist.
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Durch die Drehung des Drehknopfes ist gleichzeitig der Ventilkörper
33 von der Ventilsitzfläche 37 abgehoben worden, so daß nunmehr der Hauptbrenneinrichtung
Brennstoff zugeführt wird. Durch entsprechende Drehung des Drehknopfes läßt sich
der Öffnungsgrad dieser Ventilanordnung einstellen.
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Zur Außerbetriebnahme der Vorrichtung genügt es, den Drehknopf in
der entgegengesetzten Richtung bis zum Anschlag zu verdrehen.
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Man erhält also insgesamt einen Druckverdampfungsbrenner, der in einfachster
Weise durch Betätigung eines einzigen Knopfes zu bedienen ist und der eine sehr
kurze und effektive Vorheizung ermöglicht, bei welcher nur geringe Mengen an Brennstoff
und Druckluft benötigt werden.