DE3318636A1

DE3318636A1 - Verdampfungs-oelbrenner

Info

Publication number: DE3318636A1
Application number: DE19833318636
Authority: DE
Inventors: Kazuharu Nakamura; Yoshimasa Nagoya Aichi Tsuboi; Tooru Yoshino
Original assignee: Toyotomi Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyotomi Co Ltd
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1983-05-21
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE3318636C2; CA1203469A; FR2527745A1; JPS6262247B2; JPS58210408A; FR2527745B1; BE897283A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Verdampfungs-Ölbrenner und im besonderen einen Verdampfungs-Ölbrenner, der augenblicklich löschbar ist, unter gleichzeitiger Verhinderung des Entstehens von üblem Geruch während des Auslöschvorganges.

Wie im Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, besitzt ein Verdampfungs-Ölbrenner im allgemeinen einen solchen Aufbau, daß der Brennstoff, wie etwa Kerosin, unmittelbar einem Topf zugeführt wird, wo die Verdampfung, die Vermischung, und eine teilweise Verbrennung des Brennstoffes stattfindet. Ein herkömmlicher ölbrenner dieser Art vermag während des regulären Betriebes eine normale Verbrennung sicherzustellen. Die herkömmlichen ölbrenner besitzen jedoch den Nachteil, daß es praktisch unmöglich ist, die Verdampfung, das Mischen und die Verbrennung augenblicklich während des Löschvorganges einzuhalten, so daß der Löschvorgang eine relativ lange Zeit in Anspruch nimmt, was zu einer unstabilen Verbrennung und der Bildung eines üüßn Geruches führt.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der aufgezeigten Nachteile, den ölbrenner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich der Löschvorgang augenblicklich vollziehen läßt, ohne daß dabei ein übler Geruch entsteht.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung der Verdampfungsölbrenner so ausgebildet sein, daß eine abnormale Verbrennung innerhalb des Topfes in einer einfachen Weise unterbunden werden kann, während sich der Löschvorgang augenblicklich vollziehen lassen soll»

Schließlich soll der Verdampfungs-Ölbrenner gemäß der Erfindung die Erzeugung eines üblen Geruches vollständig

unterbinden können, beim augenblicklichen Durchführen des Löschvorganges.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch einen ölbrenner mit einem Topf mit einer hierin angeordneten Heizeinrichtung sowie einer Mehrzahl von Löchern in seiner Seitenwandung zur Durchführung der Verdampfung, der Vermischung und der Entzündung des zugeführten Brennstoffes, mit einer. Einrichtung zur Zuführung von Luft zum Topf, mit einer Einrichtung zur Zuführung des Brennstoffes zum Topf, mit einem Luftzuführungsrohr zur Zuführung eines Zuluftanteils zum Topf und einem ölzuführungsrohr zur Zuleitung des Brennstoffes von der ölzuführeinrichtung zum Topf, wobei das Luftzuführungsrohr sowie das ölzuführungsrohr in ein einziges Rohr einmünden, das sich bis zum Topf erstreckt und am Ende eine Düse trägt, die in den Topf hineinragt, zur Injektion des von der Luft getragenen Brennstoffes in der Form feiner Partikel mit einer hohen Geschwindigkeit von der Düse in den Topf. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Düse durch eine öffnung in der Seitenwandung des Topfes eingeführt, die einen größeren Durchmesser besitzt als der Durchmesser der Düse, so daß ein Spalt hierzwischen gebildet wird, zur Zuführung von Luft von der Luftzuführeinrichtung zu dem Topf.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergebai sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Diese zeigt einen Vertikalschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Verdampfungsölbrenners gemäß der Erfindung.

Es soll nun im einzelnen der Verdampfungs-ölbrenner gemäß der Erfindung,unter Bezugnahme auf die Zeichnung,näher erläutert werden.

Die Fißur zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen

.7·

Verddampfungs-Ölbrenners, wobei der ölbrenner allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Bei dem dargestellten ölbrenner handelt es sich um einen ölraumheizer des Glühtyps, wobei jedoch festzuhalten ist, daß die Erfindung nicht auf ein solches Raumölheizgerät beschränkt ist.

Der Brenner 10 umfaßt einen Topf 12, in welchem die Verdampfung, die Vermischung und die Entzündung des Brennstoffes, wie etwa Kerosin, das dem Topf zugeführt wird, in einer nachfolgend noch zu beschreibenden Weise durchgeführt wird. Der Topf 12 besitzt eine untere Kammer 14 sowie eine obere Kammer 16, die durch eine horizontale Unterteilungswand -17 voneinander getrennt sind, die eine öffnung 18 im mittleren Bereich aufweist, durch welche die beiden Kammern 14 und 16 miteinander in Verbindung stehen. In der unteren Kammer 14 ist eine Heizeinrichtung 20 vorgesehen, die dazu dient, den Brennstoff aufzuheizen und zu verdampfen, wie auch den verdampften Brennstoff zu entzünden, so daß ein Teil hiervon verbrennt, unter Einsatz von Luft, die im wesentlichen durch Löcher 22 zugeführt wird, die in der Seitenwandung ausgebildet sind. Die elektrische Heizeinrichtung befindet sich vorzugsweise im Bereich der Bodenfläche der unteren Kammer 14, um sie auf eine höhere Temperatur aufzuheizen, so daß der hierauf aufgebrachte Brennstoff wirkungsvoll verdampft wird. Die obere Kammer 16 ist mit einer Mischvorrichtung 24 versehen, die sich oberhalb der öffnung 18 befindet. Die Mischeinrichtung 24 dient zur Erzeugung eines brennbaren Gases durch die gleichförmige Diffusion des in der unteren Kammer 14 verdampften Brennstoffes in der oberen Kammer 16, wobei der diffundierte Brennstoff mit Luft vermischt wird, die der Kammer 16 durch eine Mehrzahl von Löchern 26 zugeführt wird, die in der Seitenwandung der Kammer 16 ausgebildet sind.

Der ölbrenner 10 umfaßt auch eine Luftzufuhreinrichtung zur Zuführung von Luft zu dem Topf 12, mit einem Ventillator 28,

der außerhalb des Brenners angeordnet ist, sowie einem Zuluftdurchlaß 30, der an den Ventillator angeschlossen ist und mit dem Inneren des Topfes 12 über die Löcher 22 und 26 des Topfes in Verbindung steht, während außerdem ein Luftzuführrohr 32 neben dem Durchlaß 30 von dem Ventillator zum Topf führt.

Außerdem umfaßt der ölbrenner 10 eine ölzuführeinrichtung zur Zuführung des Brennstoffes zu dem Topf 12 mit einem Öltank 34- sowie einem ölreservoir 36. Das ölreservoir 36 ist so aufgebaut, daß es den Tank 34 trägt und von diesem von oben beschickbar ist, in einer Weise, daß-.das Niveau des Brennstoffes hierin im wesentlichen,konstant ist. Das ölreservoir 36 steht mit dem Topf 12 über ein ölzuführrohr 38 in Verbindung, durch welches der^yBrennstoff von dem Reservoir 36 dem Topf zugeleitet werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das öl mit Hilfe einer elektromagnetischen Pumpe 40 gefördert, die zwischen dem ölzuführrohr 38 und dem Reservoir 36 angeordnet ist.

Oberhalb des Topfes 12 befindet sich eine Brennkammer 46, in welcher das in der oberen Kammer 16 gebildete brennbare Gas verbrennt, unter Zusatz von Verbrennungsluft, die über den Durchlaß 30 durch die Löcher 26 zugeführt wird, unter gleichzeitigem Einsatz der Wärme, die durch die Verbrennung des Brennstoffes in dem Topf 12 entstanden ist. Die Brennkammer 46 besitzt einen äußeren perforierten Verbrennungszylinder 48 sowie einen inneren perforierten Verbrennungszylinder 50, die beide aus einem keramischen Material bestehen. Das der Brennkammer 46 zugeführte brennbare Gas wird an der äußeren Oberfläche des inneren Zylinders 50 sowie an beiden Oberflächen des äußeren Zylin-ders 48 verbrannt, wobei die Zylind« 48 und 50 zum Glühen gebracht werden, wodurch die beiden Zylinder Wärme abstrahlen. Der äußere Verbrennungszylinder 48 ist von einem transparenten wärmedurchlässigen Zylinder ^lj? umgeben, der aus einem wärmewiderstandsfähigen Glas besteht, durch welches die von den Zylindersn abgestrahlte

Wärme zum Äußeren des Brenners abgegeben wird. Oberhalb der Brennkammer 46 kann eine (nicht dargestellte) Zusatzbrennkammer angeordnet sein, die hiermit in Verbindung steht. Die Zusatzbrennkammer dient zur vollständigen Verbrennung von brennbaren Restgasen und ähnlichen, die in dem Abgas noch enthalten sein können, das in der Brennkammer 46 entsteht.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemaßen ölbrenners, wie er oben beschrieben ist, liegt darin, daß das Luftzuführungsrohr 32 und das ölzuführungsrohr 38 in ein einziges Rohr 54 einmünden, das sich zum Topf hin erstreckt, so daß der Brennstoff zu dem Topf 12 zusammen mit Luft zugeführt wird,' wobei das ölzuführungsrohr 32 oder das Rohr 5^- an seinem Ende, das sich durch die Seitenwandung des Topfes 12 hindurcherstreckt, mit einem Düsenrohr 56 versehen ist, das einen wesentlich kleineren Durchmesser besitzt und in der Lage ist, den mit Luft gemischten und von dieser getragenen Brennstoff in der Form feiner Partikel in den Topf zu injizieren. Das Düsenrohr 56 ist vorzugsweise so angeordnet, daß der von der Düse ejizierte Brennstoff über die gesamte Bodenfläche des Topfes dispergiert wird, so dal: er augenblicklich von dem beheizten Boden und der Heizeinrichtung verdampft wird. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich die Düse 56 in der Nähe der Bodenfläche des Topfes 12 und ist leicht nach unten in Richtung auf die Bodenfläche geneigt, so daß hierdurch vernebelter Brennstoff, der aus der Düse ejiziert wird, auf die gesamte Bodenfläche aufgesprüht wird. Das Düsenrohr 56 ist vorzugsweise lose durch eine öffnung 58 eingeführt, die an der Seitenwandung des Topfes 12 ausgebildet ist und größere Dimensionen bzw. einen größeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des Düsenrohres 56, mit einem Spalt 60 hierzwischen, um hierdurch eine abnormale Verbrennung zu verhindern, die in der unteren Kammer auftreten kann, wenn die Zufuhr des Brennstoffes plötzlich vermindert wird, so daß sich eine

unstabile Verbrennung vermeiden und der Feuerlöschvorgang leicht durchführen läßt.

Es soll nun der Betrieb des Verdampfungsölbreimers näher erläutert werden.

Der Heizeinrichtung 20 wird elektrischer Strom zugeführt, um die untere Kammer 14 und im besonderen deren Bodenfläche auf eine vorbestimmte Temperatur aufzuheizen, während Luft durch den Zuluftdurchlaß 30 mit Hilfe des Ventillators 28 eingeleitet wird. Dann wird der Brennstoff von dem Reservoir 36 durch das ölzuführungsrohr 38 der Düse 56 des Rohres 54 mit Hilfe- der elektromagnetischen Pumpe 40 zugeführt, während gleichzeitig Luft von dem Luftdurchlaß 30 durch das Luftzuführungsrohr 32 dem Düeenrohr 56 zugeleitet .wird, so daß der Brennstoff von der Luft in dem Rohr getragen und in Form feine Partikel von dem Düsenrohr in die untere Kammer 14 des Topfes 12 mit einer hohen Geschwindigkeit ejiziert wird, da die Düse einen wesentlich kleineren Durchmesser besitzt. Der in die untere Kammer 14 injizierte Brennstoff wird über die ge samte Bodenfläche des Topfes 12 dispergiert und von der beheizten Bodenfläche und der Heizeinrichtung 20 augenblicklich verdampft. Die Heizeinrichtung 20 dient auch dazu, den verdampften Brennstoff zu entzünden, so daß ein Teil des verdampften Brennstoffes in der unteren Kammer 14 verbrennt, unter Einsatz der Zuluft, die durch den Luftdurchlaß 30 und durch die Löcher 22 in der unteren Kammer 14 zugeführt wird. Der verdampfte Brennstoff wird dann durch die mittige öffnung 18 der Teilungswandung 17 in die obere Kammer 16 eingefühi't und mit Luft vermischt, die von dem Durchlaß 30 durch die Löcher 26 in der Seitenwandung der Kammer 16 zugeführt wird, um ein brennbares Gas zu bilden. Das so entstandene brennbare Gas wird dann der Brennkammer 4G zusammen mit dem verdampften Brennstoff zugeführt, der in der unteren Kammer entzündet worden ist, so daß die Verbrennung in der Brenn-

kammer 46 stattfindet, unter Einsatz der Verbrennungsluft, die von dem Durchlaß 30 über die Löcher 26 der oberen Kammer 16 der Kammer 46 zugeführt wird. Die Verbrennung in der Kammer 46 führt dazu, daß die Zylinder 48 und 50 zum Glühen gebracht werden und Wärmestrahlen abstrahlen, die durch den wärmedurchlässigen Zylinder 42 in den Außenraum übertreten.

Das in der Brennkammer 46 erzeugte Abgas wird durch eine obere öffnung 62 der Brennkammer nach außen abgeleitet. Das Abgas kann durch eine Zusatzbrennkammer gereinigt werden, die gewünscht enf alls oberhalb der Brennkammer 46 angeordnet ist.

Bei dem Verdampfungs-ölbreimer gemäß der Erfindung, entsprechend der oben beschriebenen Art, münden das ölzuführungsrohr 38 und das Luftzuführungsrohr 32 in ein einziges Rohr 54, das sich zum Topf 12 hin erstreckt, wobei das Rohr 54 an seinem Ende ein Düsenrohr 56 trägt, das sich in den Topf hineinerstreckt, so daß der von der Luft mit einer hohen Geschwindigkeit in dem Düsenrohr getragene Brennstoff in Form feiner Partikel aus dem Düsenrohr ejiziert wird. Dementsprechend wird ein nebelartiger Brennstoff aus dem Düsenrohr ejiziert und schlägt sich auf der gesamten Bodenfläche der unteren Kammer 14 nieder, die durch die Heizeinrichtung auf eine hohe Temperatur gebracht ist, so daß er augenblicklich verdampft. Dieses verhindert wirkungsvoll, daß die Bodenfläche des Topfes von dem flüssigen Brennstoff benetzt wird, so daß der Boden stets in einem trockenen Stadium gehalten wird. Hieraus ergibt sich, daß es gemäß der Erfindung in einer einfachen Weise augenblicklich das Feuer zu löschen, ohne daß ein übler Geruch entsteht, wenn immer man die Zufuhr des Brennstofes einhält, ermöglicht wird.

Einer der Gründe, warum die herkömmlichen Verdampfungs-ölbr enner eine lange Zeit zur Durchführung des Löschens benötigen, liegt darin, daß Brennstoff, der in einem ölzuf'iihrungnrohr verbleibt, verdampft und in einem auf eine

hohe Temperatur erhitzten Topf verbrannt wird. Dieser Nachteil des Standes der Technik wird durch die Erfindung wirkungsvoll eliminiert, da das Düsenrohr eine schmale Fläche aufweist, die ausreicht, um den. Wärmeübergang von dem Topf hierauf wirkungsvoll zu vermindern, während es außerdem stets gekühlt wird durch den Brennstoff und die Luft, die hierdurch gefördert werden, so daß das Düsenrohr nicht auf eine Temperatur erhitzt wird, die zu den oben aufgezeigten Nachteilen führt. Im besonderen wird gemäß der Erfindung dieser Nachteil dadurch wirkungsvoll behoben, daß das Düsenrohr mit einem geringen Durchmesser am Ende des Rohres angeordnet ist, wobei der von dem Luftstrom getragene Brennstoff- mit einer hohen Geschwindigkeit durch das Düsenrohr gefördert wird, so daß während des Feuerlöschvorganges kein wesentlicher Teil des Brennstoffes in dem Düsenrohr verbleibt.

Ein Verdampfungs-Ölbrenner ist im allgemeinen so aifgebaut,. daß die Verbrennung innerhalb des Topfes minimiert wird, während die wesentliche Verbrennung in einer Brennkammer ausgeführt wird. Wenn jedoch bei einem Verdampfungs-Ölbrenner die ölzufuhr plötzlich und wesentlich vermindert wird, tritt die Verbrennung hauptsächlich in dem Topf ein. Dies führt dazu, daß feine Brennstoffpartikel in dem ölzuführungsrohr auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, so daß ein Sieden eintritt, wodurch die ölzufuhr unterbrochen wird, was wiederum dazu führt, daß die Verbrennung unstabil wird. Gemäß der Erfindung läßt sich in einer wirkungsvollen Weise eine derart hervorgerufene unstabile Verbrennung verhindern, indem das Düsenrohr lose durch die öffnung des Topfes hindurchgeführt wird, unter Freilassung eines Spaltes zwischen dem Düsenrohr und der öffnung, durch welche Luft in den Topf hineingeführt werden kann. Im einzelnen bewirkt eine ungleichförmig ablaufende Verbrennung, daß der Boden und die untere g der, Topfes auf eine beträchtlich hohe Tempera-

tür gebracht wird. Der erfindungsgemäße Brenner ist jedoch so aufgebaut, daß das Düsenrohr nicht unmittelbar mit dem Topf in Kontakt steht, um den Wärmeübergang hierzwischen gering zu halten, während die Luft durch den Spalt in den Topf einströmt, um die äußere Oberfläche des Düsenrohres zu kühlen, so daß die Düse nicht wesentlich durch die ungleichförmig ablaufende Verbrennung erhitzt wird. Es ergibt sich somit, daß die oben beschriebene unstabile Verbrennung aufgrund der ungleichförmig ablaufenden Verbrennung wirkungsvoll verhindert werden kann und der Feuerlöschvorgang leicht zur Ausführung kommen kann, indem man die Brennstoffzufuhr unterbricht, auch wenn die ungleichförmige Verbrennung eintritt.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, gestattet die Erfindung in einer wirkungsvollen Weise die eingangs genannte Aufgabe zu lösen, da die Bodenfläche des Topfes stets in' einem trockenen Zustand gehalten wird, und die Brennstoffzufuhr während des Löschvorganges einfach durch das Düsenrohr unterbrochen wird, so daß der Feuerlöschvorgang augenblicklich ausgeführt werden kann, ohne daß übler Geruch erzeugt wird, mittels eines einfachen Vorganges.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich erwähnt werden, daß es sich lsi der vorangehende! Beschreibung ledig-?· lieh um die Erläuterung eines Ausführungsbeispieles handelt, daß eine Vielzahl anderer Ausführungsformen möglich ist, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentanwalt Dipl.-Ing. Gerd Lange

D-4950 Minden/Westf.

Toyotomi Kogyo Co., Ltd. Anwaltsakte: 530.214

1-6 Aza Yobitsugi, Atsuta Higashi-machi,

Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken,

Japan. 20. Mai 1983

Verdampfungs-Ölbrenner

Ansprüche:

y Verdampf ungs-Ölbrenner, gekennzeichnet durch:

einen Topf (12) mit einer hierin angeordneten Heizeinrichtung (20) sowie einer Mehrzahl von Löchern (22, 26) in seiner Seitenwandung, zur Durchführung der Verdampfung, der Vermischung und der Entzündung des zugeführten Brennstoffes,

eine Einrichtung C28) zur Zuführung von Luft zum Topf (12), eine Einrichtung (n(j) zur Zuführung des Brennstoffen zum

Ά-

Topf (12),

ein Luftzuführungsrohr (32) zur Zuführung eines Zuluftanteils zum Topf (12) und

ein ölzuführungsrohr (38) zur Zuleitung des Brennstoffes von der Einrichtung (40) zum Topf (12), wobei

das Luftzuführungsrohr (32) sowie das ölzuführungsrohr (38) in ein einziges Rohr (5^·) einmündet, das sich bis zum Topf (12) erstreckt und am Ende einer Düse (56) trägt, die in den Topf (12) hineinragt, zur Injektion des von der Luft getragenen Brennstoffes in der Form feiner Partikel mit einer hohen Geschwindigkeit von der Düse (56) in den Topf (12).
2. Verdampfungs-ölbreimer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtung (20) angrenzend an die Bodenfläche des Topfes (12) angeordnet und die Düse (56) auf die Bodenfläche des Topfes (12) gerichtet ist, so daß die feinen Brennstoffpartikel gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche des Topfes (12) dispergierbar sind.
3. Verdampfungs-ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Düse (56) lose durch eine öffnung (58) innerhalb der Seitenwandung des Topfes (12), die einai größeren Durchmesser besitzt als derjenige der Düse (56), eingeführt ist, unter Bildung eines Spaltes (60) hierzwischen, durch welchen Luft von der Luftzufuhreinrichtung (28) zu dem Topf (12) führbar ist.
4. Verdampfungs-ölbrenner nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet , daß der Topf (12) in eine untere Kammer (14) und eine obere Kammer (16) durch eine horizontale Unterteilungswand (12) aufgeteilt, ist, die im mittleren tiereich eine Öffnung (18) aufweist, über welche

die untere und die obere Kammer (14, 16) miteinander in Verbindung stehen, wobei die Heizeinrichtung (20) im Bodenbereich der unteren Kammer (14·) angeordnet ist, während die Düse (56) in die untere Kammer (14·) eingeführt ist.
5. Verdampfungs-ölbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

einen Topf mit einer Mehrzahl von Löchern, die in dessen Seitenwand ausgebildet sind, wobei der Topf in eine untere und eine obere Kammer aufgeteilt ist, die miteinander in Verbindung stehen,

eine elektrische Heizeinrichtung zum Aufheizen des Topfes auf eine Temperatur, die ausreicht, den der unteren Kammer zugeführten Brennstoff zu verdampfen, wobei die Heizeinrichtung im Bodenbereich der unteren Kammer des Topfes angeordnet ist,

eine Luftzuführungseinrichtung zur Zuführung von Luft zu dem Topf,

eine öl-Zuführungseinrichtung zur Zuführung von Brennstoff zu dem Topf,

ein Luftzuführungsrohr zur Zuführung eines Teils der Zuluft von der Luftzuführungseinrichtung und

ein Ölrohr zur Zuführung des Brennstoffes von der Öl-Zuführungseinrichtung zu dem Topf, wobei

das Luftzuführungsrohr und das Öl-Zuführungsrohr in ein einziges Rohr/ einmünden, das sich zur unteren Kammer des Topfes hin erstreckt, wobei das Rohr an seinem Ende eine Düse trägt, die in die untere Kammer des Topfes hineinragt, und

■ k-

die Düse lose durch eine öffnung eingeführt ist, die in der Seitenwand der unteren Kammer ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser besitzt als derjenige der Düse, zur Bildung eines Spaltes hierzwischen, durch welchen Luft von der Luftzufuhreinrichtung der unteren Kammer zuführbar ist.