DE3314326A1

DE3314326A1 - Stufenlos regelbarer oelgeblaesebrenner

Info

Publication number: DE3314326A1
Application number: DE19833314326
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr.-Ing. 6330 Wetzlar-Steindorf Noack
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-25

Description

Stufenlos regelbarer Ölgebläsebrenner
Die Erfindung betrifft einen stufenlos regelbaren Ölgebläsebrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein Brenner dieser Art ist beispielsweise der DE-OS 31 23 078 zu entnehmen. Bei diesem Brenner wird das Öl durch Zentrifugalkraft auf die zylindrische Innenfläche einer beheizten, zum Brennraum hin offenen Verdampfungseinrichtung geschleudert.
Nach dem Verdampfen erfolgt eine Vermischung mit Verbrennungsluft und eine Verbrennung am Austritt der topfförmigen Verdampfungseinrichtung.
Für das Verdampfen des Öles muß eine verhältnismäßig große Wärmemenge in Form von elektrischer Energie aufgebracht werden.
Bei dem genannten Brenner wäre dieses während der gesamten Brennerlaufzeit erforderlich, wobei Energieverluste durch eine äußere Isolierung der Heizelemente vermieden werden könnten.
Um während der Brennphasen die Wärme der Flamme zur Verdampfung nutzen zu können, wurde schon eine Wärmerückführung aus der Flamme zur Verdampfungseinrichtung vorgesschlagen. Als Beispiel seien Ausführungen nach der DE-OS 32 20 482 und der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 32 47 507.1 genannt. In beiden Fällen muß nur in der Startphase des Brenners die volle Energie durch die elektrischen Heizelemente aufgebracht werden, während nach einiger Zeit teilweise oder ganz auf eine elektrische Beheizung verzichtet werden kann.
Die Funktion des Brenners und sein Aufbau soll so sein, daß eine noch stärkere Nutzung der Wärme aus der Brennerflamme zur Einsparung von elektrischer Energie ermöglicht wird. Dabei soll ferner die Verbrennung selbst verbessert werden.
Gemäß der Erfindung erfolgt dieses durch die Funktion und den Aufbau des Brenners in der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Weise.
Die rotierende Wand übernimmt bei diesem Brenner die Verteilung des Öles in dem engen, großflächigen Spalt zwischen beiden Wänden, von denen während des Betriebes jeweils eine beheizt ist.
Das Öl verdampft im Spalt und wird am Austritt des Spaltes verbrannt. Da zwischen den beiden Wänden eine fortwährende Relativbewegung vorhanden ist, entsteht eine starke Verwirbelung des Öles im Spalt. Das fördert die Verdampfung und verhindert das Entstehen von Anbackungen aflden Wänden.
Infolge der Verbrennung des Öldampfes am Austritt des Spaltes kann die Brennerflamme so gelenkt werden, daß eine der beiden Wände im direkten Einwirkungsbereich derselben liegt. Somit muß die andere Wand nur während der Startphase des Brenners mit elektrischer Energie beheizt werden. Nach kurzer Brennerlaufzeit reicht die Wärme der Brennerflamme bereits zur Verdampfung des Öles aus.
Es ist möglich, die rotierende Wand durch die elektrischen Heizelemente zu beheizen. Dabei ist eine indirekte Beheizung zu empfehlen. Die benachbarte Wand ist dann die rückwärtige Brennraumbegrenzung, welche von der Brennerflamme beheizt wird.
Es ist auch möglich, eine Rückwand durch die elektrischen Heizelemente zu beheizen. In diesem Fall wird die vor dieser Rückwand rotierende Wand von der Brennerflamme beheizt. Die Verdampfung wird in beiden Fällen durch ein Divergieren des Spaltes zum Austritt hin gefördert.
Es empfiehlt sich, die Wände im wesentlichen quer zur Brennerachse anzuordnen. Neben einer ebenen Ausbildung ist eine Gestaltung der Wände in Form einer Kalotte oder eines Kegelstumpfes möglich, und zwar vom Brennraum her gesehen mit positiver oder negativer Ausrichtung. Infolge der Rotation der einen Wand wird das Öl durch Zentrifugalkraft nach außen geschleudert. Es kommt zu einer starken Verwirbelung und wegen der Krümmung der Wände zu einer sehr intensiven Berührung des Öles mit den Wärmeaustauschflächen. Das führt zu einer schnellen Verdampfung des Öles. Die volle Nutzung der Wärme der Brennerflamme erlaubt eine Abschaltung der elektrischen Heizelemente kurz nach dem Brennerstart.
Das Öl ist in bekannter Weise durch die hohle Antriebswelle der rotierenden Wand in den zentralen Bereich des Spaltes einzuspeisen. Eine zum Spalt hin sich konisch erweiternde Antriebswelle hat dabei den Vorteil, daß das Öl infolge der Rotation zum Spalt hin getrieben wird. Es staut sich somit kein Öl in der Antebswelle, welches nach dem Abstellen des Brenners noch in den Spalt strömen und dort verkrusten könnte. Zur Vermeidung des Nachströmens von Öl bei der Beendigung des Brennerlaufes empfiehlt es sich, am Beginn der Erweiterung ein federbelastetes Kugelventil anzuordnen. Sobald der Öldruck absinkt, schließt das Ventil die weitere Ölzufuhr. Die konische Antriebswelle wird jedoch noch entleert, bevor der Brennerantrieb völlig zum Stillstand kommt.
Die Verbrennungsluft kann in bekannter Weise durch ein auf der Welle der rotierenden Wand angeordnetes Gebläse gefördert werden. Sie gelangt durch einen nngförmigen Luftkanal zu LuStdüsen am Austritt des Ringspaltes. Das hat den Vorteil, daß die Verbrennungsluft fein dosiert genau an der richtigen Stelle zugeführt wird. Das verdampfte Öl verbrennt sofort nach dem Austritt aus dem Ringspalt im Nahbereich einer der Wände, um diese gleichzeitig aufzuheizen.
Die beigefügte Zeichnung stellt in 3 Figuren drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, und zwar jeweils Längsschnitte durch den Verdampfungsbereich eines Ölbrenners.
Das Öl strömt durch die hohle Antriebswelle 1 einer rotierenden Wand 2 zu einem Spalt 3 zwischen dieser Wand 2 und einer zugeordneten festen Wand. Gemäß Fig. 1 und 2 ist die feste Wand die hintere Brennraumbegrenzung 4 , welche zum Brennraum hin offen und von dort her beheizt wird. Die Beheizung der rotierenden Wand 2 erfolgt hier indirekt durch eine isolierte Rückwand 5 mit eingelagerten Heizelementen 6 Gemäß Fig. 3 ist die feste Wand die isolierte Rückwand 5 mit den elektrischen Heizelementen 6 selbst. Hier wird die rotierende Wand 2 durch die Brennerflamme beheizt.
Am Austritt 7 des Spaltes 3 gelangt das verdampfte Öl in den Bereich einer Kette von Luftdüsen 8 , so daß hier in unmittelbarer Nähe der Verdampfungseinrichtung die Verbrennung stattfindet. Die VerbrennungsluSt wird durch ein auf der Antriebswelle 1 der rotierenden Wand 2 sitzendes Gebläse 9 über einen Luftkanal 10 den Luftdüsen 8 zugeführt. Um Abdichtprobleme zwischen der Antriebswelle 1 und der elektrisch beheizten Rückwand 5 zu vermeiden, wird Luft aus dem Luftkanal 10 durch einzelne Düsen 11 in den weitgehend geschlossenen Raum 12 hinter der Rückwand 5 geleitet. Ein Einströmen von Öl in diesen Raum 12 wird dawodurch verhindert.
Als Besonderheit zeigt Fig. 3 noch die konische Erweiterung der Antriebswelle 1 zum Spalt 3 hin. Am Beginn der Erweiterung sitzt hier ein federbelastetes Kugelventil 13 , welches die Ölzufuhr ganz unterbrechen kann. Die in dieser Figur dargestellte Ausbildung erlaubt eine Lenkung des Öldampfes am Austritt 7 des Spaltes 3 , wodurch das direkte Beheizen der rotierenden Wand 2 durch die Brennerflamme möglich wird.
Der relativ große Querschnitt am Austritt 7 läßt Feststoffpartikel wie Petrolkoks leicht aus dem Spalt 3 austreten, die dann vom Verbrennungsluftstrom weiter transportiert werden.

Claims

Patentansprüche 0 Stufenlos regelbarer Ölgebläsebrenner mit einer beheizbaren Verdampfungseinrichtung zum Verdampfen des in regelbarer Menge zugeführten Öles, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung in einem engen Spalt (3) zwischen zwei benachbarten Wänden (4,2 oder 2,5) stattfindet, wobei eine Wand (2) in der Ebene der anderen Wand (4 oder 5) rotiert und mindestens eine Wand beheizbar ist.

2. Olgebläsebrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung durch elektrische Heizelemente (6) und/oder durch die Brennerflamme erfolgt.

5. Ölgebläsebrenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Wände durch elektrische Heizelemente (6) und die andere durch die Brennerflamme zu beheizen ist.

4. Ölgebläsebrenner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Brennerflamme zu beheizende Wand im direkten Einwirkungsbereich der Brennerflamme liegt.

5. Ölgebläsebrenner nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Wand (2) durch die elektrischen Heizelemente (6) und die andere, als rückwärtige Brennraumbegrenzung ausgebildete Wand (4) durch die Brennerflamme zu beheizen ist (Fig. 1 und Fig. 2).

6. Ölgebläsebrenner nach den Ansprüchen 1 bis , dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Wand (2) durch die Brennerflamme und eine dahinter angeordnete Rückwand (5) durch die elektrischen Heizelemente (6) zu beheizen ist (Fig. 3).

7. Ölgebläsebrenner nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (4,2 oder 2,5) und der zwischen ihnen gebildete Spalt (3) im wesentlichen quer zur Brennerachse angeordnet sind.

8. Ölgebläsebrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (4,2 oder 2,5) kalottenförmig ausgebildet sind.

9. Ölgebläsebrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (4,2 oder 2,5) kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

10. Ölgebläsebrenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hohle, zum Spalt (3) hin sich konisch erweiternde Antriebswelle (1) der rotierenden Wand (2) mit einem am Beginn der Erweiterung angeordneten, bei sinkendem Öldruck selbsttätig schließenden Verschlußorgan (13).

11. Ölgebläsebrenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf der Antriebswelle (1) der rotierenden Wand (2) angeordnetes Gebläse (9) mit einem zu Luftdüsen (8) am Austritt (7) des Spaltes (3) führenden Luftkanal (10).

12. Ölgebläsebrenner nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Düsen (11) vom Luftkanal (10) zum Raum (12) hinter der Rückwand (5).