DE3600597A1 - Brenner fuer fluessige brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige Brennstoffe, mit einer von einer Pumpe zu einer Düse führenden Brennstoffleitung.

Wenn bei einem Brenner das Brennstoffgemisch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit hat, besteht eine Schwierig­ keit darin, die Flamme zu zünden. Es ist bekannt, zum Zünden der Flamme einen zusätzlichen Zündbrenner einzu­ setzen, aus dem Brennstoff mit relativ geringer Ge­ schwindigkeit austritt und der sich demnach leicht zün­ den läßt. Mit der Flamme des Zündbrenners wird dann die Flamme des Hauptbrenners gestartet. Eine leichtere Zün­ dung erfolgt auch, wenn man beim Start kurzfristig das Brennstoff/Luft-Gemisch anfettet, d.h. den Brennstoff­ anteil erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit ein­ fachen Mitteln auch bei hohen Ausströmgeschwindigkeiten des Brennstoffs aus der Düse eine sichere Zündung ermög­ licht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß zwischen der Pumpe und der Düse ein Druckspeicher und ein Ventil an die Brennstoffleitung angeschlossen sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Brenner wird vor dem Zünden bei geschlossenem Ventil, d.h. bei abgesperrter Brenn­ stoffleitung, der von der Pumpe geförderte Brennstoff in den Druckspeicher geleitet, der sich dadurch auf­ lädt. Wird das Ventil schlagartig geöffnet, dann ent­ lädt sich der Druckspeicher über das Ventil zur Düse, so daß kurzzeitig eine Anfettung des Brennstoff/Luft- Gemisches, das aus der Düse austritt, entsteht. Dieses Gemisch ist leicht zündbar. Beim normalen Betrieb des Brenners wirkt sich der an die Brennstoffleitung ange­ schlossene Druckspeicher nicht aus. Das Ventil, das vorzugsweise ein Schaltventil ist, bleibt geöffnet.

Vorzugsweise ist der Druckspeicher als Gasdruckspeicher ausgebildet, der ein komprimierbares Gasvolumen ent­ hält.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Pumpe eine Verdrängerpumpe, die von einer ein druck­ abhängig öffnendes zweites Ventil enthaltenden Rücklauf­ leitung überbrückt ist. Die Verdrängerpumpe, z.B. eine Zahnradpumpe oder eine Kolben-Pumpe, liefert ein der Pumpendrehzahl proportionales Brennstoffvolumen an die Brennstoffleitung. Wenn das in der Brennstoffleitung liegende erste Ventil geschlossen ist, baut sich vor diesem Ventil ein Druck auf, durch den der Druck­ speicher aufgeladen wird. Bei geöffnetem ersten Ventil wird der Düse der Brennstoff in einer Menge zugeführt, die von der Pumpendrehzahl abhängig ist. Um bei geschlossenem ersten Ventil einen zu hohen Druckanstieg am Pumpenauslaß zu vermeiden, ist der Rücklaufzweig vorgesehen, der durch das zweite Ventil überbrückt ist.

Der Druckspeicher und das zweite Ventil können als gemeinsame Baugruppe ausgeführt sein, wobei das zweite Ventil gleichzeitig die Funktion des Druckspeichers übernimmt. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß das zweite Ventil einen federgespannten Kolben aufweist, der in einem Zylinder bewegbar ist und zusammen mit diesem den Druckspeicher bildet, und daß der Zylinder eine mit dem Pumpeneinlaß verbundene Öffnung aufweist, die mit dem Pumpenauslaß verbunden wird, wenn der Druck am Pumpenauslaß den Kolben über die Öffnung hinweg zurückdrängt.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Brenners mit Gasdruck­ speicher und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform mit federgespanntem Druck­ speicher.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 führt eine Brennstoffleitung 10 von einer Verdrängerpumpe 11 zu der Düse 12. Die Düse 12 ist mit einem Mantel 13 um­ geben, der an einen Luftkanal 14 angeschlossen ist und in der Nähe der Düsenöffnung einen Auslaß 15 aufweist. Der aus der Düsenöffnung austretende Brennstoff ver­ mischt sich mit der aus dem Auslaß 15 austretenden Luft. Eine Elektrodenanordnung 16 dient zur Erzeugung eines Lichtbogens zum Zünden der Flamme. Die Brennstoff­ leitung 10 enthält ein Ventil 17, das als Schaltventil ausgebildet ist und von einer Steuerung 18 eine vorgege­ bene Zeit lang geöffnet werden kann. Ferner ist im Strömungsweg vor dem Ventil 17 an die Brennstoffleitung 10 der Druckspeicher 19 in Form eines Gasdruckspeichers angeschlossen. Der Gasdruckspeicher enthält ein Gasvo­ lumen 20, das von der Brennstoffleitung 10 durch eine flexible und dehnbare Membran 21 oder einen frei beweg­ baren Kolben abgeschlossen ist.

Vom Pumpenauslaß 11 b führt der Rücklaufzweig 22 zum Pumpeneinlaß 11 a. Der Rücklaufzweig 22 enthält ein federgespanntes Rückschlagventil 23, das nur vom Pumpenauslaß 11 b zum Pumpeneinlaß 11 a öffnet, wenn der Druck am Pumpenauslaß einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 23 ist so bemessen, daß das Rückschlagventil öffnet, wenn der Druckspeicher 19 seine maximale Flüssigkeitsmenge aufgenommen hat. Auf diese Weise wird eine Überlastung der Brennstoffleitung 10, des Druckspeichers 19 und des Ventils 17 vermieden.

Zum Zünden der Flamme wird das Ventil 17 geschlossen, so daß die Pumpe 11 Brennstoff von der Zuführleitung 24 zur Brennstoffleitung 10 fördert und hierbei der Druck­ speicher aufgeladen wird. Nachdem der Druckspeicher 19 aufgeladen ist, wird das Ventil 17 schlagartig geöff­ net, so daß der Druckspeicher 19 sich in die Brenn­ stoffleitung 10 hinein zur Düse 12 entlädt und zusätz­ lich zu dem Fördervolumen der Pumpe 11 kurzfristig ein weiteres Brennstoffvolumen zur Verfügung stellt. Während die Luftmenge, die dem Einlaß 14 des Mantels 13 zugeführt wird, konstant bleibt, erhöht sich die Brenn­ stoffmenge vorübergehend, so daß ein angefettetes Gemisch in den Brennraum einströmt, welches durch die Elektrodenanordnung 16 leicht gezündet werden kann.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gleicht weitgehend demjenigen der Fig. 1, so daß die nachfolgende Beschrei­ bung sich auf die Erläuterungen der Unterschiede be­ schränkt. Gemäß Fig. 2 enthält der Druckspeicher 19 eine Feder 25, die einen im Rücklaufzweig 22 angeord­ neten Kolben 26, welcher in einem Zylinder 27 bewegbar ist, in Richtung auf die Brennstoffleitung 10 drückt. Der Zylinder 27 weist eine seitliche Öffnung 28 auf, über die der Kolben 26 durch den Druck der Brennstoff­ leitung 10 hinweggedrängt werden kann, so daß der Rücklaufzweig 22 geöffnet und der Pumpenauslaß 11 b mit dem Pumpeneinlaß 11 a verbunden wird. Die Feder 25 drückt den Kolben 26 gegen einen Anschlag 29. Da der Kolben 26 abdichtend an der Wand des Zylinders 27 an­ liegt, kann bei entlasteter Feder 25 kein Brennstoff vom Pumpeneinlaß 11 a über den Rücklaufzweig 22 zum Pumpenauslaß 11 b fließen. Der Druckspeicher 19 über­ nimmt daher zusätzlich die Funktion des Rückschlag­ ventils 23 in Fig. 1.

Die Feder 25 ist an dem kolbenartigen Abstützorgan 30 abgestützt, das mit einem Gewindebolzen 31 in ein Gewinde in der Stirnwand 32 des Zylinders 27 eingreift.

Durch axiales Verstellen des Stützorgans 31 kann die Vorspannung der Feder 25 verändert werden.

Wenn bei der Einrichtung in Fig. 2 das Zünden erfolgen soll, wird das Ventil 17 abgesperrt. Durch den Betrieb der Verdrängerpumpe 11 erhöht sich der Druck in der Brennstoffleitung 10, wodurch der Druckspeicher 19 auf­ geladen wird, d.h. der Kolben 26 wird entgegen der Kraft der Feder 25 von dem Anschlag abgedrängt. Über­ steigt der Druck den durch die axiale Stellung des Stützorgans 30 vorgegebenen Schwellenwert, dann wird der Rücklaufzweig 22 durch Zurückweichen des Kolbens 26 geöffnet und die Pumpe 11 fördert in geschlossenem Kreislauf. Wenn das Ventil 17 geöffnet wird, drückt die Feder 25 durch den Kolben 26 die in dem Druckspeicher gespeicherte Flüssigkeitsmenge durch die Brennstoff­ leitung 10 zur Düse 12.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wird die von dem Druckspeicher 19 aufzunehmende Flüssigkeitsmenge durch Öffnung des Rücklaufzweiges 22 begrenzt.

Claims (5)

1. Brenner für flüssige Brennstoffe mit einer von einer Pumpe zu einer Düse führenden Brennstoff­ leitung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pumpe (11) und der Düse (12) ein Druckspeicher (19) und ein Ventil (17) an die Brennstoffleitung (10) angeschlossen sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (19) ein Gasdruckspeicher ist.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pumpe (11) eine Verdrängerpumpe ist, die von einem ein druckabhängiges öffnendes zweites Ventil (23, 25, 26) enthaltenden Rücklauf­ zweig (22) überbrückt ist.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (25, 26) einen federge­ spannten Kolben (26) aufweist, der in einem Zylin­ der (27) bewegbar ist und zusammen mit diesem den Druckspeicher (19) bildet und daß der Zylinder (27) eine mit dem Pumpeneinlaß (11 a) verbundene Öffnung (28) aufweist, die mit dem Pumpenauslaß (11 b) verbunden wird, wenn der Druck am Pumpen­ auslaß den Kolben (26) über die Öffnung (28) hinweg zurückdrängt.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem federgespannten Druckspeicher (19) die Feder (25) von einem ver­ stellbaren Stützorgan (30) abgestützt ist.