DE3316229A1 - Vorrichtung zum vorwaermen von fluid-brennstoff wie oel - Google Patents

Vorrichtung zum vorwaermen von fluid-brennstoff wie oel

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William Stephen Salem Mass. Fumarola jun.
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KLEIN LOTHAR SWAKOPMUND NA
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KLEIN LOTHAR SWAKOPMUND NA
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    • F23DBURNERS
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Description

OO
-A-
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vorwärmer für Fluid-Brennstoffe, insbesondere auf einen Vorwärmer für gasförmige und flüssige Brennstoffe zum Vorbereiten der Verbrennungsvorgänge derselben.
Die zunehmende Knappheit und die Kosten von Brennstoffen für Heiz- und Motorzwecke haben zu Versuchen geführt, die Vollständigkeit der Verbrennung des Brennstoffs zu verbessern und dementsprechend den Brennstoffverbrauch zu vermindern. So kommen beispielsweise flüssige Heizbrennstoffe, wie öl, an dem Ölbrenner in verschiede-, nen Viskositätsgraden an. Dieses beruht auf Veränderungen der öltemperatur bei der Zulieferung zu dem Speichertank, der Temperatur des Tanks und Veränderungen der ölkomponenten selbst. Der ölbrenner wird in Verbindung mit einer ölauslaßdüse benutzt, die beispielsweise in einer Brennkammer angebracht ist. Das öl wird von einem Speichertank über eine Brennstoffleitung durch eine Pumpe zu der Düse geleitet, die das Öl in einen Sprühnebel von kleinen Tröpfchen (bei Vorhandensein einer Luftzufuhr) für den Verbrennungsvorgang in der Brennkammer umsetzt oder aufbricht. Je größer die Viskosität des Öles ist, desto größer sind die Düsenöffnung sowie die Tröpfchen und desto weniger vollständig ist die Verbrennung (und desto kleiner ist die Temperatur hiervon). Dementsprechend ist bei Öl relativ großer Viskosität, wie bei dem Heizöl mit der Nr. 2, wegen der geschilderten unvollständigen Verbrennung ein größerer Ölverbrauch als- bei Viskositatsverminderung erforderlich, um die erwünschten Heiz- oder Wärme- bzw. BTU-Pegel zu erzielen.
Wenn das Öl oder ein anderer Brennstoff vor dem Eintreten in den Brenner vorgewärmt v/ird, führen der verbesserte Heizwirkungsgrad und die Brennstoffeinsparung zu folgenden Vorteilen: Das Erhitzen vermindert die Viskosität des Öls, vergrößert das Volumen sowie den Druck und ermöglicht die Verwendung einer Düse mit kleineren Öffnungen und einem größeren Ablenkwinkel, so daß das Öl zu einem Nebel kleinerer und"zahlreicherer Tröpfchen für einen größeren Oberflächenkontakt mit einer Luftzufuhr zerstäubt wird, um eine
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vollständigere Verbrennung bei einer heißeren Temperatur zu erhalten. Demnach führt in der Theorie das Vorwärmen des Öles zu einem Reduzieren der Viskosität und zu einer Verminderung der Düsengröße, um einen reduzierten Ölverbrauch und eine vollständigere Verbrennung des Öles zu erhalten.
Es wurden Versuche zum Vorwärmen von Brennstoff unternommen, aber diese Versuche schlugen wegen der bestehenden Beschränkungen bezüglich der obigen Theorie fehl. Beispielsweise offenbart das USP
2 625 211 von H S Hill einen öl- und Luft-Vorwärmer für Ölbrenner. Der Hill Vorwärmer 30 ist durch einen Damm 35 in eine Einlaßkammer 36 und eine Auslaßkammer 37 unterteilt, deren Oberflächen in Figur 4 dargestellte vorspringende Rippen haben, die den ölstrom behindern. Dadurch werden eine Sedimentablagerung bzw. -anreicherung und eine Abscheidung der Ölkomponenten höherer und niedriger Viskosität begründet, was zu einer ungleichen Viskosität des der Brennerdüse zugeführten Öls führt und eine relativ große Düse für die Komponenten höherer Viskosität erforderlich macht, um ein Verstopfen derselben zu vermeiden. Ferner wird der Hill Vorwärmer 30 am Boden erwärmt und an der Oberseite gekühlt, was das Öl weiter in Komponenten großer und kleiner Viskosität trennt. Dementsprechend ist eine solche Vorrichtung mit einer Sedimentansammlung und Verstopfungsproblemen wie auch mit dem Erfordernis einer größeren Brennerdüse verbunden, was einen vergrößerten Brennst c:;':7-verbrauch, einen Sprühnebel größerer öltröpfchen und eine dementsprechend -unvollständige Verbrennung (und eine größere Anzahl von Verunreinigungen in dem Abgas) bedeutet.
Eine andere Veröffentlichung, die USP 3 300 620 von Ellis (1964), offenbart einen Brennstoff-ölvorwärmer, bei dem in Figuren 2 und
3 dargestellte Heizstangen 22 und 23 angewendet werden, die jedoch in dem Öl positioniert sind und das Strömen desselben stören. Ferner führen die Heizstangen 22 und 23 zu einem ungleichmäßigen Erwärmen des Öls, das in unmittelbarer Nähe hierzu stärker als das weiter entfernte öl erhitzt wird. Dieses führt zu Viskositätsveränderungen bzw. -unterschieden in dem Öl und begründet einen 'Tunneleffekt1, der gemäß Spalte 3, Zeilen 40 bis 57 und Figur 3 die Installation von Ablenkplatten 45 erfordert. Dementsprechend
j · -,- j ο ι υ t- L· ο
treten bei einem solchen Vorwärmer Ölstrom-Störprobleme und eine Neigung zu einer Sedimentanreicherung einschließlich eines 'Bakkens' sowie einer Verfestigung von Kohlenstoffablagerungen unter Wärme auf.
Dementsprechend besteht ein Bedarf und.ein Markt für einen Fluidbrennstoff-Vorwärmer, der die oben erwähnten Strömungs-, Ablagerungs- und Komponenten-Viskositätstrennprobleme vermeidet.
Es wurde nunmehr ein Fluidbrennstof^^/orwäriner geschaffen, der den hindurchgelangenden Brennstoff.gleichförmig erwärmt und für einen ungehinderten Durchgang sorgt, äer ferner Brennstoffablagerungen vermindert oder vermeidet und. der"· eine Viskositätstrennung von Brennstoffkomponenten unterbindet sowie für einen Ausfluß von vorgewärmtem Brennstoff verminderter Viskosität sorgt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet somit allgemein einen Vorwärmer für Fluid-Brennstoffe mit einer Kammer, einer Einlaßmündung, die mit der Kammer nahe dem Einlaßende verbunden ist, und einer Auslaßmündung, die mit der Kammer nahe dem Austrittsende verbunden ist, wobei die Mündungen in einer Fluid-Brennstoffleitung anschließbar sind. Die Kanuner hat eine größere Querschnittsfläche als die Brennstoffleitung. Das Austrittsende verjüngt sich zu der Auslaßmündung, und es sind Mittel zum Heizen der Kammer zumindest am Austrittsende derselben vorhanden. Bei einer Ausführungsform hat der Vorwärmer eine Kammer, die sich zu einer Auslaßmündung verjüngt-
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in e'iner perspektivischen Ansicht einen an einem Brennstoff-Brenner befestigten Vorwärmer nach der vorliegen-
_ —j
den Erfindung,
Figur 2 - den Vorwärmer aus Figur 1 in einer teilweise geschnittenen Ansicht,
Figur 3 - einen anderen Vorwärmer nach der vorliegenden Erfindunc in einer teilweise geschnittenen Ansicht,
Figur 4 - den in Figur 3 dargestellten Vorwärmer in einem Schnitt; längs der Linie 4-4 und in Blickrichtung der Pfeile,
Figur 5 - in einer perspektivischen Ansicht den an einem Brenn-
i stoff-Brenner befestigten Vorwärmer gemäß einer anderen!
Ausführungsform,
Figur 6 - in einer teilweise geschnittenen fragmentarischen Ansicht eine andere Ausführungsform des Vorwärmers nach ■ der vorliegenden Erfindung,
Figur 7 - in einer teilweise schematischen Ansicht eine andere Ausführungsform des Vorwärmers nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 8 - in einer teilweise geschnittenen Ansicht eine andere Ausführungsform des Vorwärmers nach der vorliegenden j Erfindung,
Figur 9 - den in Figur 8 dargestellten Vorwärmer der Erfindung in einer Querschnittsansicht längs der Linie 9-9 und in Blickrichtung der Pfeile,
Figur 10 - in einer teilweise geschnittenen Ansicht eine weitere Ausführungsform des Vorwärmers nach der vorliegenden Erfindung und
Figur 11 - den in Figur 11 dargestellten Vorwärmer in einer Querschnittsansicht längs der Linie 11-11 und in Blickrich-■ tung der Pfeile.
Gemäß den Zeichnungen wird in einem Brennstofftank 10 gespeicherter flüssiger Brennstoff, beispielsweise Öl, von einer Brennstoffpumpe 12 über eine Brennstoffleitung 14 durch die Pumpe angesaugt und durch eine Puinpenauslaß leitung 19, einen Brennstoff-Vorwärmer 16, eine Brennstoff-Zufuhrleitung 27 und in einen Brennstoff-Brenner sowie eine Brennstoff-Düse 25 geleitet, wie es in Figur 1 dargestellt ist.
Wie es klarer aus Figur 2 ersichtlich ist, befindet sich der
Brennstof f-Vorwärmer 16 aus Figur λ1;:..in einem Gehäuse 57, und er hat einen Nippel bzw. Ansatz 15 sowie eine mit der Pumpenauslaßleitühg 19 verbundene gebogene Brennstoffeinlaßleitung 11.An der Auslaßseite des Vorwärmers 16 ist ein Nippel bzw. Ansatz 17 mit einer Leitung 27 verbunden. Wenn es erwünscht ist, ist ein Ein/ Aus-Ventil 23 vorgesehen, um den Strom von dem Vorwärmer 16 zu dem Brenner zu steuern und einen solchen Strom erforderlichenfalls abzusperren, wenn der Brenner'abschaltet. Der Vorwärmer ist mit elektrischen Temperatursteuermitteln verbunden, wie es noch näher beschrieben wird, beispielsweise im Zusammenhang mit den Figuren 3, 4 und 5.
Der Brennstoff-Vorwärmer 16 enthält eine Büchse oder Trommel 22, einen verjüngten bzw. abgeschrägten Einlaßabschnitt 24, der mit dem Nippel oder Ansatz 15 am Einlaßende hiervon zusammenhängend ausgebildet ist, und am Austrittsende einen Trichter- oder Verjüngungsabschnitt 26, der mit dem Nippel oder Ansatz 17 zusammenhängend ausgebildet ist, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Dementsprechend bildet das Innere der Trommel 22 zusammen mit den verjüngten Endabschnitten 24 und 26 eine hiervon umschloss.ene Kammer 28 des Brennstoff-Vorwärmers 16, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Der Nippel 15 stellt eine Verbindung mit der Brennstoffleitung 14 dar, während der Nippel 17 mit der Brennstoffleitung 18 verbunden ist, wie es in den Figuren 3 und dargestellt ist.
Gemäß der Darstellung in den Figuren. 3 und 4 ist ein Folienheizmantel 30 um das gerade Segment der Trommel 22 gewickelt.
Eine Ein/Aus-Temperatursteuerungs- bzw. -regelungsschaltung 32 ist über eine elektrische Leitung 31 mit einem Brennstoff-Temperaturfühler 33 verbunden, der gemäß der Darstellung in Figur 3 an die Kammer 28 des Vorwärmers angrenzend im mittleren Bereich des Heizmantels 30 angeordnet ist. Die über Leitungen 34, 36, 38 und 40 mit dem Folienheizmantel 30 verbundene Schaltung 32 steuert bzw. regelt "die Temperatur des Folienheizmantels 30 und somit der Kammer 28 des Vorwärmers auf einen erwünschten Temperaturbereich, wie es in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellt ist.
Eine Signalschaltung 42 überwacht den Betrieb des Heizkreises und sorgt für ein Illuminieren einer oder mehrerer der folgenden Signallampen: 44 - Netz-Einschaltlampe; 46 - Niedrigwärmebetrieb, beispielsweise wenn der Brenner nicht läuft; 48 - Hochwärmebetrieb, das heißt wenn der Brennstoff durch den Vorwärmer zu dem Betriebsbrenner strömt; und 50 - eine Lampe, die signalisiert, daß·ein positives Abschalten des Heizkreises und somit des Heizmantels 3 0 aufgetreten ist. Dieses ist in Figur 3 schematisch dargestellt. .
Gemäß der Darstellung in den Figuren 3 und 4 ist eine positive Wärmeschaltungs-Abschaltsteuerung 52 mit dem Heizkreis verbunden und7ein zuverlässiger Schalter, der öffnet, wenn der Heizmantel 30 der Brennstoffvorwärmer-Kammer 28 übermäßig viel Wärme zuführen sollte, wenn also der Brennstoff über den erwünschten Bereich vorgewärmt wird. Dann erfolgt ein Zwangsabschalten des Heizkreises einschließlich der Elemente 32, 42, 52 und 30, wie es in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellt ist. Wenn diese Abschaltsteuerung 52 aktiviert wird, erfolgt durch die. Signalschaltung ^L ein Aktivieren einer Warnlampe 50, wie es oben erörtert wurde.
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Die so abgeschaltete Schaltung wird so lange nicht reaktiviert, bis der gesamte Brennstoff-Vorwärmer 16, einschließlich der' Schaltungselemente 32, 42, 52 und 30 inspiziert und erforderlichenfalls repariert sind, wonach die Schaltungsanordnung, einschließlich der Schalter der Abschaltsteuerung 52, zurückgesetzt werden kann, um—j die gesamte Heizschaltung des Brennstoff-Vorwärmers 16 zu reaktivieren bzw. wieder einzuschalten.
Wenn im Betrieb der Starterschalter {nicht dargestellt) des Brenners 20 aktiviert wird, beispielsweise durch einen Thermostaten (nicht dargestellt), wird über einen Leiter 21 ein Signal zu dem Vorwärmer 16- geleitet, wodurch die Heizschaltung 29 aktiviert wird, einschließlich des Heizmantels 30, wie es in den Figuren 1, • 3 und 4 dargestellt ist.
Es wird auch die Brennstoffpumpe 12 aktiviert, die den Brennstoff von der Brennstoffeinlaßleitung 14 in die Heizkammer 28 pumpt und Copy
s··-· JJ l
diese ausfüllt, wobei dia Kammer ,von dem Folienheizmantel 30 erwärmt wird, wie es oben ausgeführt.und in Figur 3 dargestellt ist. Der vorgewärmte Brennstoff wird dann.von der Brennstoffpumpe 12 aus der Kammer 28 und in die Düse"(nicht dargestellt) des Brenners
20 gesaugt, wie es in den Figuren';; fc-und .3 dargestellt ist.
Der Brennstoff wird in dem erwünschten Ausmaß erwärmt, so lange der Brenner 20 arbeitet. Wenn dieser abschaltet, beispielsweise als Ergebnis eines Signals von einem Thermostaten (nicht dargestellt) , werden die Pumpe 1,2 abgeschaltet, und der Vorwärmer 16 von seinen entsprechenden SchaltungsSteuerungen bzw. -regelungen auf eine niedrigere oder WartetempJeratur gesetzt, bis der Brenner wieder aktiviert wird, wodurch, die-Temperatur des Vorwärmers 16 erhöht, die Brennstoffpumpe 12 aktiviert und der Betriebszyklus wiederholt werden.
Vorzugsweise ist ein Absperrventil·'^ in der Brennstoffleitung angeordnet, wie es in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, um nach dem Abschalten des Brenners 20 den gesamten Brennstoffstrom in diesen abzusperren. Ein solches'Absperrventil kann jedoch wahlfrei eingesetzt werden, da der größte Teil des BrennstoffStroms von dem Vorwärmer 16 nach dem Abschalten der Brennstoffpumpe aufhört.
Sofern der Brennstoff-Vorwärmer nach der vorliegenden Erfindung zu einem Überheizen des Brennstoffs neigt, wird der Vorwärmer 16 einschließlich der Heizschaltung 29 sofort durch den Schalter der betriebssicheren Abschaltsteuerung^ 52 abgeschaltet, wie es oben erörtert wurde. Das öl strömt jedoch weiterhin durch den entaktivierten bzw. abgeschalteten Vorwärmer für Verbrennungszwecke zu dem Brenner.
Die in Figur 3 schematisch und in Figur 1 bei 55 allgemein dargestellten Signallampen 44, 46, 48 und 50 ergeben eine optische Anzeige des Zustandes der Vorwärmer-Schaltung 29 für tiberwachungszwecke.
Der Vorwärmer 16 befindet sich in einem Gehäuse 56, das ferner
eine Isolation 58 zum Halten der Wärme von dem Heizmantel 30 enthält, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt- ist. Isolationsscheiben 60 sorgen für ein positionsmäßiges Halten der Trommel 22 in dem Gehäuse 56, wie es in Figur 3 dargestellt ist.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoff-Vorwärmers 16. ist dieser zu der Einlaßseite der Pumpe verschoben, j das heißt zwischen der Pumpe 12 und dem Brennstofftank 10 angeord-1 net, wie es in Figur 5 dargestellt ist.· Bei dieser Ausführungsform wird der Brennstoff in dem Vorwärmer 16 vorgewärmt, bevor er die Brennstoffpumpe 12 durchströmt und dann durch die Pumpenauslaß.leitung 13 sowie in den Brenner 20 gelangt, wie es in Figur 5 dargestellt ist. Die Ausführungsform aus Figur 5 ist weniger bevorzugt
.. __ als die Ausführungsform aus Figur 1, da der aus dem Vorwärmer 16 ■ von Figur 5 austretende vorgewärmte Brennstoff einen längeren Weg bis zum Brenner 20 vorfindet. Der erfindungsgemäße Vorwärmer kann jedoch in Abhängigkeit von der erwünschten Lage desselben im Rahmen der vorliegenden Erfindung an der Einlaß- oder der Auslaßseite der Brennstoffpumpe installiert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Vorwärmer 16 in der Bren nertrommel 66 in der Brennstoffleitung 68 zwischen der Brennstoffauslaßdüse 70 und der Brennstoffpumpe 72 angebracht, wie es in Figur 6 dargestellt ist. Die Brennstoffpumpe 72 ist ihrerseits mit einem Brennstofftank (nicht dargestellt) verbunden. Der Vorwärmer 16 ist von dem Heizmantel 74 umhüllt, der über eine Leitung 76 mit einer Heizsteuerungs- bzw. -regelungsschaltung (nicht dargestellt) verbunden ist, wie es in Figur 6 dargestellt ist. Eine funkenerzeugende elektrische Zündvorrichtung 78 ist an die Brennstoffdüse 70 angrenzend ebenfalls in der Trommel 66 angebracht, die sich gemäß der Darstellung in Figur 6 in die Brennkammer 80 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Vorwärmer 16 nahe •an der Brennstoffauslaßdüse 70 angebracht, und dazwischen befindet sich vorzugsweise ein in Figur 6 dargestelltes Ventil, das beim Einschalten des Brenners öffnet und beim Ausschalten des Brenners schließt, wie es zuvor beschrieben wurde.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der erfindungsgemäße Vor-Copy ■ .
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wärmer in der Brennstoffeinlaßleitung eines Verbrennungsmotors installiert sein. Dementsprechend ist ein Vorwärmer 16 in einer
Kraftstoffleitung 8 8 zwischen einem Kraftstofftank 90 und einem
Vergaser 92 eines Verbrennungsmotors eingebaut, wie es in Figur 7 dargestellt ist. Der Kraftstoff-Vorwärmer 16 kann wiederum in der oben beschriebenen Weise überwacht und gesteuert bzw. geregelt
werden, beispielsweise durch ein Steuerungs- bzw. Regelungssystem 94, wobei ferner an einem Instrumentenbrett angebrachte Indikatoren bzw. Anzeigeelemente 96 und eine manuelle Steuerung 98 vorgesehen sind., wie es in Figur 7 dargestellt ist.
Ein derartiger Vorwärmer 16 und der' zugeordnete Aufbau dienen zum Vorwärmen des Kraftstoffs, bevor dieser zu dem Vergaser gelangt,
um eine vollständigere Verbrennung in den Verbrennungskammern des zugeordneten Motors, ferner eine größere Streckenausbeute pro Liter und einen geringeren Anteil an unverbrannten Verunreinigungsstoffen in den Abgasemissionen zu erhalten.
Der erfindungsgemäße Vorwärmer hat bezüglich der Brennstoff- bzw. Kraftstoff-Verbrennung zahlreiche und unter anderem folgende Vorteile:
a) Er bildet ein betriebsbereites Brennstofferwärmungsmittel
(hilfreich für die anfängliche Verbrennung) und sorgt für eine größere Wärme, wenn es erwünscht ist, sowie für eine verbesserte Verbrennung beim Betrieb eines Brenners, wobei kleinere
Brennstofftröpfchen und eine gründlichere Verbrennung vorgesehen werden;
b) er reduziert die Viskosität von Brennstoffen und ermöglicht somit die Verwendung von schwereren Brennstoffen, beispielsweise bei Motoren und Brennern, wie es noch beschrieben wird;
c) er sieht· Temperatursteuerungs- bzw. -regelungsmittel vor, die
die Temperatur der Verbrennung auf einen erwünschten Bereich
steuern oder regeln;
d) und er kann benutzt werden, um bestimmte hindurchströmende
Flüssigkeiten beispielsweise für Verbrennungszwecke zu verdampfen. ■
Der erfindungsgemäße Vorwärmer kann auch benutzt werden, um andere
Flüssigkeiten als Brenn- oder Kraftstoffe zu erwärmen, beispielsweise zum Erwärmen von Flüssigkeiten wie Kaffee, Tee, Suppe und dergleichen oder zum Vorwärmen dieser Flüssigkeiten vor dem Einführen in ein sekundäres Heizmittel.
Die Heizkammer 28 (beispielsweise Figur 3) ist gemäß Darstellung stromlinienförmig. Sie hat einen abgeschrägten Einlaßabschnitt 24, einen geraden Trommelabschnitt 22 und einen abgeschrägten Auslaßabschnitt 26, was einen'ungehinderten Durchfluß des Brenn- bzw. Kraftstoffs ermöglicht. Es sind keine Vorsprünge für ein Ablagern und Anreichern von Sedimenten in der Vorwärmer-Kammer 28 vorhanden. Alle Komponenten des vorgewärmten Brennstoffs werden an dem abgeschrägten bzw. sich verjüngenden Abschnitt 26 der Trommel trichterartig gesammelt, um eine Viskositätstrennung hiervon zu vermeiden, so daß eine relativ gleichförmige Mischung von vorgewärmtem Kraftstoff durch den Nippel 17 in die Brennstoffeinlaßleitung 18 austritt und dann zu der Düse (nicht dargestellt) des Brenners 20 gelangt.
Ein bevorzugtes Heizmittel für den erfindungsgemäßen Vorwärmer ist ein Induktionsheizmittel. Dementsprechend ist ein Vorwärmer 116, der einen Einlaßnippel 115 und einen Auslaßnippel 117 hat, von einem Isolationsrohr 102 und einer Induktionsspule 100 umgeben, die von einer Wechselstromquelle 104 gespeist wird, wie es in den Figuren.8 und 9, dargestellt ist. Ein Steuermittel 105, wie ein SCR bzw. siliziumgesteuerter Gleichrichter, steuert die Impulsrate des Stromes in der Spule und somit genau sowie schnell den Brennstoffwärmepegel in dem Vorwärmer. 116, Der Vorwärmer ist von den Brennstoffleitungen 114 und 118 durch nichtleitende Kupplungen 106 und 108 elektrisch isoliert, wie es in Figur 8 dargestellt ist.
Die Kammer des Brennstoff-Vorwärmers ist bezüglich ihres Querschnitts größer als die Brennstoff-Leitungszuführung, wobei die Kammer als Brennstoffreservoir wie auch als Vorwärmer fungiert. Die Vorwärmer-Kammer kann aus Metall bestehen, wie es beispielsweise in den Figuren 4 und 10 dargestellt ist, und sie kann verschiedene Formen annehmen, so lange der Kraftstoffdurchtritt un-
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gehindert ist, wobei sie beispielsweise sphärisch, zylindrisch, rechtwinklig, eiförmig sein oder eine kombinierte Form hiervon haben kann. Die Enden der Kammer sind vorzugsweise stromlinienförmig, das heißt sie sind in einer geraden oder gebogenen Linie von der Einlaßmündung zu der Auslaßmündung abgeschrägt, um Rücken, Ecken oder Nuten zu vermeiden, in denen Ablagerungen oder ein Anreichern von BrennstoffSedimenten auftreten kann. Die Strömungsachse der Vorwärmer-Kammer kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung gerade oder gebogen oder sogar winklig, einschließlich stumpfwinklig, sein. Vorzugsweise ist die Brennstoff-Strömungsachse eine gerade Linie.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorwärmer-Kammer ist eine solche, wie sie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Demnach ist eine zylindrische Trommel vorhanden, die in einem kegelstumpfförmigen oder trichterartigen Einlaß und einem trichterartigen Auslaß endet. Abgesehen davon können im Rahmen der Erfindung verschiedene andere stromlinienförmige Kammerformen angewendet werden, die zu dem Auslaßende verjüngt sind.
Vorzugsweise wird die Wärme gleichförmig- auf das Gehäuse der Vorwärmer-Kammer aufgebracht, um eine möglichst gleichförmige Wärmeverteilung zu erzielen und 'eine Viskositätstrennung des darin vorgewärmten Brennstoffs zu vermeiden.
Das sich verjüngende Auslaßende der Kammer dient zum Wiedervermischen jeglicher Kraftstoffkomponenten, die sich aufgrund verschiedener Viskositäten abgeschieden haben könnten, um so die Viskosität von sich langsamer bewegenden Komponenten zu erhöhen, die sich sonst in dem Strom von vorgewärmtem Kraftstoff zu der nächsten Stufe abscheiden oder verzögern könnten. Ferner wird eine mittlere Viskosität des vorgewärmten Brennstoffs aufrechterhalten, wenn dieser von der Vorwärmer-Kammer austritt.
Es können verschiedene Heizmittel zum gleichförmigen Aufbringen von Wärme auf das Kammergehäuse angewendet werden, beispielsweise um das Gehäuse verteilte Flammen, oder heiße Fluide oder Flüssigkeiten, die zum Umströmen des Gehäuses veranlaßt werden, wie in
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einer dieses umschließenden Umhüllung, oder ein oder mehrere das
Gehäuse umgebende elektrische Spulen. Die letztgenannte Lösung ist bevorzugt, und zwar insbesondere eine elektrische Folie, die als
ein Mantel um das Gehäuse paßt, wie es im Beispiel aus den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Ein noch bevorzugteres Heizmittel ist
eine das Kammergehäuse erhitz· ende Induktionsspule, wie es oben ; ausgeführt wurde. Ein solcher elektrischer Folienmantel oder eine' Induktionsspule sorgt für eine schnelle Hochtemperatur-Erhitzung, die gleichförmig und leicht aufwärts oder abwärts steuerbar sowie ein- oder ausschaltbar ist.
Der Brennstoff in der vorgewärmten Kammer wird auf einen erwünschten Bereich vorgewärmt, und zwar in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Brennstoffs, einschließlich der Viskosität seiner . Komponenten, der Flüchtigkeit seiner Komponenten, seines Entflammungspunktes und seines flüssigen oder gasförmigen Zustands. Beispielsweise sind Mittel vorgesehen, um die Vorwärmer-Kammer für
Öl mit der Nr. 2 in einem Bereich zwischen 700C bis 3 000C zu erwärmen. Es ist erwünscht, daß solches Brennstofföl auf über 300°C erhitzt wird, wo die Viskosität der Komponenten bedeutend reduziert ist und der Brennstoff leicht durch eine Düse strömt. Im
Falle von natürlichem Gas wird der Brennstoff in der Vorwärmer-Kammer auf einen Bereich zwischen 700C und 3000C erwärmt.
Vorzugsweise wird der Vorwärmer ständig eingeschaltet oder erwärm wobei das Öl beispielsweise auf eine.Temperatur unterhalb des Entflammungspunktes von 650C während des Ausschaltzyklus des zugeordneten Brenners vorgewärmt und über seinen Entflammungspunkt auf
zwischen 1210C und 3000C vorgewärmt wird, wenn der Brenner eingeschaltet ist.
Verschiedene Arten von Fluid, einschließlich Kohlenwasserstoffen, können mittels des erfindungsgemäßen Vorwärmers vorgewärmt werden einschließlich Gas-Brennstoffen, synthetischen oder natürlichen, beispielsweise Naturgas, und flüssigen Brennstoffen, beiepielswei se öl verschiedener Qualitäten. Öl niedriger Qualität, wie Öl mit den Nr. 4 und 6, das gewöhnlich nicht brennt, wenn es direkt zu
einem (häuslichen oder leicht kommerziellen) Brenner geleitet wir<j
kann durch den Vorwärmer der vorliegenden Erfindung temperaturmässig erhöht, viskositätsmäßig reduziert und strömungsfähig sowie brennbar gemacht werden.
Außerdem kann Staub von Biomasse oder Kohle, der in unter Druck gesetztem Fluid, wie Luft oder flüssigem Brennstoff oder kolloidalem Brennstoff feinverteilt ist und durch Brennstoffleitungen sowie den Vorwärmer geblasen wird, benutzt werden. 'Biomasse' umfaßt Pflanzenabfälle, Sägestaub, Papiere, Abfälle, wie Küchenabfälle, und dergleichen, die pulverisiert und beispielsweise durch ein Sieb mit der Siebfeinheit 200 bis 230 behandelt sind, beispielsweise für Woodex (Warenzeichen). '
Der erfindungsgemäße Vorwärmer kann beispielsweise unter Verwendung vorhandener Ölbrenner und eines Heizöles von der Nr. 2 angewendet werden, um die Temperatur anzuheben und die Viskosität des Öles zu reduzieren. Das Absenken der ölviskosität durch den erfindungsgemäßen Vorwärmer führt zu folgendem:
a) Die Fließfähigkeit des Brennstoffs wird vergrößert, so daß eine Brennstoffdüse mit kleineren Öffnungen und einem vergrößerten Ablenkwinkel benutzt werden kann;
b) es kann ein Öl schwererer Qualität als Brennstoff benutzt werden;
c) das Verstopfen einer solchen Düse mit Brennstoffkomponenten großer Viskosität wird reduziert oder eliminiert;
d) das Rauchmaß wird vermindert;'
e) der CO--Pegel wird beibehalten oder gesteigert;
f) im Falle von Gas-Brennstoffen (einschließlich flüssiger Brennstoffe, wie Öl, die bis zu der Dampfphase bei 1800C bis 3000C erhitzt werden) können größere Düsen benutzt werden, wobei der Druck oder Überdruck von der Pumpe zu der Düse reduziert werden kann;
g) der Brennstoffverbrauch wird beträchtlich reduziert.
Der erfindungsgemäße Vorwärmer ermöglicht die Verwendung schwererer Öle, als sie in Turbogeneratoren, Strahltriebwerken und in allen Arten von Transportfahrzeugen normal sind. Das Ersetzen der leichteren Brennstoffe durch die schwereren Brennstoffe hat den
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Vorteil eines vergrößerten Wärme- bzw. BTU-Gehalts pro Liter (britische Wärmeeinheit pro Gallone) und somit eine höhere Leistungsabgabe solcher Maschinen.
Im Ergebnis werden durch das Vorwärmen des Brennstoffs die Viskosität desselben vermindert und das Volumen sowie der Druck vergrößert, und es kann eine kleinere Düse mit vergrößertem Ablenkwinkel benutzt werden, um einen Nebel von kleineren und zahlreicheren öltröpfchen (was zu einer beträchtlichen Oberflächensteigerung des Brennstoffs zum Zeitpunkt der Verbrennung führt) zu erzeugen-, ' .. der heißer und vollständiger verbrennt und weniger Brennstoff benötigt, um einen erforderlichen Wärmeinhalt- bzw. BTU-Pegel als Antriebsenergie oder andere Energie vorzusehen.
Der Überdruck zwischen der Brennstoffpumpe und den Brennstoffaus- j lassen (beispielsweise der Düse oder dem Vergaser) einschließlich ! in dem Vorwärmer der Erfindung kann von 14,06 bis 0,007 kg/cm2 (200 bis 0,1 psig) reichen. Ein bevorzugter Bereich des Überdrucks ist derjenige zwischen 10,55 und 1,055 kg/cm2 (150 bis 15 psig). Zu den Faktoren, die diesen Druck beeinflussen, gehören die Düsengröße und die Brennstoffviskosität.
Wie es oben erwähnt wurde, wird der erfindungsgemäße Vorwärmer vorzugsweise mit einer Heizsteuerungs- bzw. -regelungsschaltung verbunden,, wobei eine Ein/Aus-Steuerung die Temperatur des Heizmantels in einem gewünschten Temperaturbereich hält, und zwar in Zusammenarbeit mit einem Erwärmungssensor, der entweder in dem Heizmantel angebracht ist sowie das Karnmergehäuse berührt oder sich in die Vorwärmerkammer selbst erstreckt und der Heizschaltung signalisiert, wann ein Abschalten und Anschalten nach Art einer thermostatischen Regelung erfolgen soll. Eine solche Heizschaltung beispielsweise die Schaltung 32, die in Figur 3 als Block dargestellt ist, wird durch ein Signal von dem Brenner aktiviert, wenn dieser und die Brennerpumpe von einem externen Thermostaten oder einer anderen Steuerung aktiviert werden. Zweckmäßigerweise hat der erfindungsgemäße Vorwärmer einen betriebssicheren Steuerschalter, der dann, wenn ein überhitzen oder ein Erwärmen über den erwünschten Bereich in der Vorwärmerkammer erfaßt wird, in der oben Copy
OO IUZ.Z.J
- 13 -
beschriebenen Weise den Strom zu dem Heizmantel abschaltet. Ferner wird der erfindungsgemäße Vorwärmer vorzugsweise durch Signallampen unterstützt, die den Zustand des Vorwärmers während des Brerinerbetriebes und der Abschaltung signalisieren.
Die obigen Schaltungen sind in den Figuren 3 und 4 als Blöcke dargestellt und können verschiedene herkömmliche oder neue Schaltungen sein, die arbeiten, um die Temperatur des Brennstoff-Vorwärmers zu regulieren und den Zustand desselben durch Lampen oder andere Indikatoren wiederzugeben oder um die Schaltung abzuschalten, wenn der erwünschte Temperaturbereich überschritten ist. Wenn die Temperatur der Vorwärmer-Kammer unter den erwünschten Bereich fällt, wird natürlich der elektrische Strom aktiviert bzw. eingeschaltet, um den Mantel in der beschriebenen Weise über die Ein/ Aus-Schaltung zu erhitzen.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Vorwärmer mit den obigen Hilfsschaltungen verbunden, die jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung weggelassen werden können, wenn dieses erwünscht ist und wenn elektrische oder andere Heizmittel bei dem Brennstoff-Vorwärmer der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher beschreiben und in keiner Weise beschränken.
Beispiel I
Der erfindungsgemäße Vorwärmer wurde an einem in einer Kesselkammer angebrachten neuen Brenner befestigt. Der Vorwärmer wurde in einer Ölleitung zwischen der ölpumpe (Auslaßseits) und der Düse des neuen Brenners installiert. Wasser wurde durch eine in der Kesselkammer über der Brennerdüse angeordnete Rohrschlange gepumpt, zu Bodenheizern zirkuliert und in einem geschlossenen Kreis zurückgeführt.
Die Ölleitung hatte einen Innendurchmesser von 6,35 mm (1/4 Zoll) und war mit dem erfindungsgemäßen Vorwärmer verbunden, der gemäß der Darstellung in den Figuren 1 sowie 2 ausgebildet und gemäß
der Darstellung in den Figuren 3 und 4 angeschlossen war.
Der Vorwärmer bestand aus Metall, beispielsweise Edelstahl, war zylindrisch und hatte Trichterenden. Der zylindrische Abschnitt war 197 mm (7 3/4 Zoll) lang und hatte einen Innendurchmesser von 25,4 mm (1 " Zoll). Ein elektrischer Folienmantel war um den zylindrischen Abschnitt des Gehäuses des Brennstoff-Vorwärmers gewickelt, und dieser Mantel wurde auf 1210C (250°F) erhitzt. Es wurde.eine Brennerdüse mit der Größe 1 Gallone/Stunde benutzt. Die Wasser-Rohrschlange in der Kesselkammer bestand aus einem Metallrohr mit einem Innendurchmesser von 14,3 mm (9/16 Zoll), und das Wasser zirkulierte durch dieses Rohr mit einer Geschwindigkeit von 1/9 Gallonen/Minute.
Der Brenner und die ölpumpen wurden eingeschaltet, jedoch nicht der Vorwärmer, und es wurde Öl bei einem überdruck von 7,03 kg/cm2 (100 psig) während 30 Minuten durch den Vorwärmer gepumpt. Während dieses Betriebes trat das Wasser in der Schlange bei einer Temperatur von 400C (1040F) in die Kesselkammer ein, um diese bei einer Temperatur von 87°C (1900F) zu verlassen. Während dieses 30-minütigen Betriebes wurden 1,79 kg (3,937 lbs) zum Erwärmen des zirkulierten Wassers benötigt. Das benutzte Öl war häusliches Heizöl mit der Nr. 2.
Der obige 30-minütige Test wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß der Vorwärmer eingeschaltet und auf 1210C (2500F) erhitzt wurde. Das durch die Kesselkammer zirkulierende Wasser wurde wie zuvor von 400C (1040F) auf 87°C (1900F) erhitzt. Bei diesem Betrieb waren 1,22 kg (2,687 lbs) Brennstoff erforderlich, um das Wasser während der 30-minütigen Periode in der genannten Weise zu erhitzen.
Aus den obigen beiden Versuchen ergibt sich somit, daß bei eingeschaltetem Vorwärmer zum Erhitzen derselben Menge an zirkuliertem Wasser eine BrennstoffVerbrauchsminderung von 31,8 % selbst ohne eine Düsenveränderung eintrat. Das öl durchlief den Vorwärmer bei demselben überdruck wie in dem vorherigen Test.
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_ "iff" —
Die beiden obigen Versuche wurden dann·zehnmal wiederholt, wobei sich eine mittlere Ölverbrauchsminderung von 35 % ergab.
Aus dem obigen Beispiel ist ersichtlich, daß beim Installieren des erfindungsgemäßen Vorwärmers in einer Brennstoffleitung in Verbindung mit einer passenden Brennerdüse oder mit einem Motor eine Brennstoffverbrauchsreduzierung auf der Basis Liter/Stunde zwischen 20 bis 50 % erzielbar ist.
Wie es oben angegeben wurde, kann der Brennstoff-Vorwärmer der Erfindung· bei verschiedenen Brennstoffen für' Heizzwecke wie auch für Motoren von Fahrzeugen oder Maschinen angewendet werden. Beispielsweise kann der Vorwärmer bei folgenden neuen oder vorhandenen Einrichtungen installiert werden:
a) Ölbrennern beispielsweise für
öl 2 (häuslich und leicht kommerziell) Öl 4 (leicht kommerziell und schwer kommerziell)
b) Fahrzeugmotoren einschließlich
1) Benzinmotoren für Automobile und Lastkraftwagen
2) Dieselmotoren für Automobile und Lastkraftwagen
c) Schiffs- sowie Flugzeugmotoren und im allgemeinen alle stationären oder bewegbaren Motoren, wie auch Generatoren, Luftkompressoren und dergleichen.
Es werden nunmehr unter Bezugnahme auf die.Figuren 10 und 11 weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Ein anderes bevorzugtes Heizmittel für den erfindungsgemäßen Vorwärmer ist ein PTC-Widerstand. Hierbei handelt es sich um ein Heizelement, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, welches bezüglich des elektrischen Widerstandes einen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) hat.
Dementsprechend ist der Vorwärmer 120, der einen Einlaßnippel und einen Auslaßnippel 124 hat, von einem eng passenden und aus einem PTC Widerstandsmaterial bestehenden Mantel 125 umgeben, der über einen Ein/Aus-Schalter 128 von einer Wechselstromquelle 126 gespeist wird, wie es in den Figuren 10 und 11 dargestellt ist.
Der PTC Widerstandsmantel kann den Vorwärmer 120 gemäß der Darstellung in den Figuren 10 und 11 in einer kontinuierlichen Umwicklung einschließen/ oder der Mantel kann gemäß der Darstellung in Figur 11 unterbrochen sein, beispielsweise durch eine Trennstelle oder einen Ritz 131, dessen Breite durch gestrichelte Linien 130 und 132 dargestellt ist. Der Vorwärmer 120 ist von den Brennstoffleitungen 134 und 136 durch nichtleitende Kupplungen 138 und 140 elektrisch getrennt, wie es in Figur 10 dargestellt ist.
Das obige Heizelement ist gemäß Angabe ein PTC Widerstand, der aus einem oder mehreren elektrisch leitenden Materialien besteht, die einen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) des elektrischen Widerstandes haben und elektrisch leitendes Keramikmaterial einschließen, wie es nachfolgend beschrieben wird. Wenn elektrischer Strom durch einen solchen PTC Widerstand geleitet wird, wird dieser erwärmt, was zu einer Vergrößerung des spezifischen Widerstandes führt, bis eine Anomalie-Temperatur erreicht ist, wonach ein steller oder anomaler Anstieg des spezifischen elektrischen Widerstandes auftritt, der hindurchfließende Strom bedeutend reduziert wird, das Ausmaß der Wärmeerzeugung durch einen solchen Widerstand vermindert wird und eine Stabilisierungstemperatur erreicht werden kann. Somit kann ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendeter PTC Widerstand als ein Strombegrenzungsglied und als ein selbstregulierender Heizer dienen.
Dementsprechend wird das in einem solchen PTC Widerstand benutzte Material so gewählt, daß bei einer ausgewählten Anomalie-Temperatur eine starke oder anomale Steigerung des spezifischen Widerstandes auftritt, um das Erhitzen eines solchen Widerstandes und somit des Brennstoff-Vorwärmers bei einer erwünschten Temperatur zu stabilisieren, während auch der hindurchfließende Strom bei einer solchen· Stabilisierungstemperatur auf einen niedrigen Pegel reduziert wird. Die Stabilisierungstemperatur liegt gewöhnlich einige wenige Grade über der Anomalie-Temperatur, beispielsweise 1°C bis 100C darüber. Für den Brennstoff-Vorwärmer der Erfindung ist eine Anomalie-Temperatur von 1000C bis 3000C, einschließlich 1200C, und vorzugsweise von 1800C bis 3000C erwünscht, wobei je-' '
doch im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Temperaturen angewendet werden können/ wenn dieses erwünscht ist.
Das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendete Heizelement oder PTC Widerstandsglied kann in Form eines Rohr- oder Mantelgliedes ausgebildet werden, das den Vorwärmer vollständig umgibt, oder es kann in Form eines Heizelements ausgebildet werden, das den Vorwärmer teilweise umgibt. Vorzugsweise umgibt der PTC Widerstand den Vorwärmer vollständig oder nahezu vollständig.
Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendete Heizelement oder der PTC Widerstand enthält vorzugsweise ein leitendes Keramikmaterial, beispielsweise Bariumkarbonat, Bariumtitanat, Titandioxid oder Kombinationen hiervon, wobei kleine Mengen an Material, beispielsweise die seltenen Erdelemente, hinzugefügt sind, um die Anomalie-Temperatur hiervon im erwünschten Maße einzustellen. Wenn solche Materialien geformt und durch in der Technik bekannte Methoden gesintert werden, härten sie, um zu einem leitenden keramischen Heizelement zu werden, das als ein PTC Widerstand arbeitet.
Da in der oben beschriebenen Weise der PTC Widerstand als ein selbstregulierender Heizer dienen kann, kann die .oben offenbarte Steuer- bzw. Regelschaltung, wie sie beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist, stark reduziert oder eliminiert werden, während beispielsweise der Ein/Aus-Schalter und die Zustandssignalindikatoren beibehalten werden, wenn dieses erwünscht ist, wodurch die Größe und die Kosten des Brennstoff-Vorwärmers nach der vorliegenden Erfindung bedeutend reduziert werden.
- Leerseite -

Claims (2)

G 53838 -su I.LOTHAR KLEIN, 13 Feld Street, SWAKOPMÜND, Süd-West-Afrika 2.Wiliam Stephen Fumarola, Jr., 8 Arbella Street, Salem, Mass., USA Vorrichtung zum Vorwärmen von Fluid-Brennstoff wie Öl Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Vorwärmen von Fluid-Brennstoffen mit einer Kammer/ mit einer Einlaßmündung nahe dem Einlaßende derselben und mit einer Auslaßmündung, nahe dem Austrittsende derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen in einer Fluid-Brennstof fleitung anschließbar sind, daß die Kammer (28) eine größere Querschnittsfläche als die Brennstoffleitung hat, daß sich das Austrittsende zu der Auslaßmündung (17) verjüngt und daß die Vorwärmer-Vorrichtung (16) zumindest nahe ihrem Austrittsende Heizmittel zum Erwärmen der Kammer (28) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Kammer (28) langgestreckt und hindernisfrei ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmittel die Kammer (28) zumindest an deren Austrittsende gleichförmig erhitzt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (28) rohrförmig ist und sich verjüngende Enden hat.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmittel ein die Kammer (28) umgebender elektrischer Heizmantel (30) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmittel den Brennstoff auf 70° bis 3000C erhitzt.
7ο Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmittel Mittel zum Erwärmen des Brennstoffs auf
eine erste oder Warte- bzw. Betriebsbereitschaftstemperatur und Mittel zum Erwärmen des Brennstoffsteine zweite oder Betriebstemperatur enthält. /auf
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmündung (15) mit einer Brennstoffversorgung und die Auslaßmündung (17) mit einem Brennstoff-Verbrennungsmittel verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmündung (17) mit einer Brennstoff-Sprühdüse in einem Brenner verbunden ist7 wobei die Düse■einen Ablenkungswinkel von 30 bis 90 Grad hat.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmündung (17) mit einem Brennstoff-Ansaugkanal eines Motors verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluid-Brennstoff ein flüssiger Brennstoff ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff öl ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluid-Brennstoff Gas ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff natürliches oder synthetisches Gas ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet/ daß ein elektrisches Steuerungs- bzw. Regelungsmittel (29) zum Beeinflussen des Heizmittels vorhanden ist, um die Kammer auf einen erwünschten Temperaturbereich zu erwärmen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 oder 8, gekennzeichnet durch ein Unterbrechungsmittel (42) zum Abschalten des Heizmittels,
wenn übermäßige Wärme auf die Kammer (28) aufgebracht wird, und durch Signalmittel (44, 46, 48, 50) zum-Anzeigen dieses Zustandes.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßmündungen (15, 17) mit der Kammer .(28) zusammenhängend ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß das Heizmittel ein der Kammer (28) benachbart angebrachtes induktives Heizmittel ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff ein in Luft feinverteilter Staub von Biomasse ist.
20- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff ein in Luft feinverteilter Kohlestaub ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmittel ein PTC Widerstand (125) ist, der die Kammer (28) zumindest teilweise umgibt.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990000440A1 (en) * 1988-07-14 1990-01-25 Fuel Tech, Inc. Method for the reduction of sulfur trioxide in an effluent
FR2638732A1 (fr) * 1988-11-07 1990-05-11 Marketing Produit Organisation Dispositif electrique autonome, prechauffeur-reducteur de viscosite et de debit des combustibles liquides, dont le fuel oil domestique
FR2663719A1 (fr) * 1990-06-24 1991-12-27 Danfoss As Dispositif pour eviter l'egouttement du mazout a partir de la buse du bruleur d'une installation de chauffage au mazout.
US6350116B1 (en) * 1996-09-12 2002-02-26 Stephan Herrmann Pre-vaporizing and pre-mixing burner for liquid fuels
DE102008057828A1 (de) * 2008-11-18 2010-05-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Fluggasturbinen-Ölsystemerwärmung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990000440A1 (en) * 1988-07-14 1990-01-25 Fuel Tech, Inc. Method for the reduction of sulfur trioxide in an effluent
FR2638732A1 (fr) * 1988-11-07 1990-05-11 Marketing Produit Organisation Dispositif electrique autonome, prechauffeur-reducteur de viscosite et de debit des combustibles liquides, dont le fuel oil domestique
FR2663719A1 (fr) * 1990-06-24 1991-12-27 Danfoss As Dispositif pour eviter l'egouttement du mazout a partir de la buse du bruleur d'une installation de chauffage au mazout.
US6350116B1 (en) * 1996-09-12 2002-02-26 Stephan Herrmann Pre-vaporizing and pre-mixing burner for liquid fuels
DE102008057828A1 (de) * 2008-11-18 2010-05-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Fluggasturbinen-Ölsystemerwärmung
US8479486B2 (en) 2008-11-18 2013-07-09 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Oil system heating for aircraft gas turbines

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