DE3927159C2

DE3927159C2 - Druckverdampferbrenner, insbesondere für Feldkochherde

Info

Publication number: DE3927159C2
Application number: DE3927159A
Authority: DE
Inventors: Juergen Binder; Michael Boehm; Dieter Dipl Ing Endtner; Roland Dipl Ing Schick; Helmut Dipl Ing Stelzmueller
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2009-08-18
Also published as: EP0413214B1; EP0413214A2; DE3927159A1; EP0413214A3; DE59007996D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckverdampferbrenner, ins besondere für Feldkochherde, mit einem im wesentlichen zy lindrischen, senkrechten, von einer Wand umgebenen, an der Unterseite offenen Brennraum, mit einem im Brennraum ange ordneten, flüssigen Brennstoff aus einer Zufuhrleitung führenden Verdampfer, mit einer an der Unterseite des Brennraums angeordneten Zuführung für flüssigen Brennstoff für den Vorheizungsbetrieb und einer Hauptdüse für ver dampften Brennstoff aus dem Verdampfer für den Normalbe trieb, sowie mit einem Diffusor am offenen, oberen Ende des Brennraums.

Ein derartiger Druckverdampferbrenner ist bekannt. Er wird beispielsweise in Feldkochherden eingesetzt, bei denen lediglich flüssiger Brennstoff zur Verfügung steht. In der Vorheizphase kann mittels der am Ende der Zuführung angeordneten Düse ohne weiteres der flüssige Brennstoff entzündet werden, der dann flüssigen Brennstoff in dem Verdampfer aufheizt, bis dieser verdampft. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird der verdampfte Brennstoff durch die Düse in den Brennraum eingeleitet und trägt ab diesem Zeitpunkt den Brennvorgang, so daß nach der Beendung der Vorheizphase die Düse als reine Verdampferdüse betrieben werden kann (DE 37 18 994 A1).

Außerdem ist ein in Feldkochherden einsetzbarer Verdampfungsölbrenner bekannt, der eine Starter-Zerstäuberdüse für flüssigen Brennstoff und eine Hauptdüse für verdampften Brennstoff aufweist und bei dem nach der Vorheizphase die Zerstäuberdüse geschlossen wird (DE 32 23 108 C2).

Es sind daneben Brenner bekannt, die außer mit flüssigem Brennstoff auch mit Gas betrieben werden können.

Bei einem bekannten Brenner ist dazu ein Gasbrenner-Umrüsteinsatz vorgesehen, der in eine Brennkammer eingebaut werden muß, wenn auf Gasbetrieb umgestellt werden soll (DE-OS 36 04 314). Dies ist umständlich und ermöglicht nicht sofort die Um stellung von flüssigem Brennstoff auf gasförmigen Brenn stoff.

Bei einem anderen bekannten Brenner ist eine separate Ringkammer vorgesehen, durch die alternativ gasförmiger Brennstoff zugeführt werden kann (DE-PS 2 71 636). Dies bedingt gegenüber einem reinen Brenner für flüssige Brennstoffe eine erhebliche Abänderung der Konstruktion, die durch die genannte Ringkammer wesentlich komplizier ter wird.

Bei einem weiteren be kannten Brenner ist eine separate, zwischen zwei Blenden ange ordnete Kammer für eine zusätzliche Gaszufuhr vorgesehen (EP 0 048 438 B1).

Eine Brenneranordnung, bei welcher sowohl Haupt brennergasöffnungen als auch Heizöleinspritzdüsen vorge sehen sind, ist aus der DE 28 20 702 C2 bekannt; es handelt sich dabei aber nicht um einen Druckverdampfer brenner.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen an sich für flüssigen Brennstoff konzipierten Druckverdampferbrenner der gattungsgemäßen Art so abzuändern, daß bei geringstem Kon struktionsaufwand wahlweise auch ein Betrieb mit gasförmi gem Brennstoff möglich ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß bei einem solchen Betrieb flüssiger Brennstoff im Ver dampfer zersetzt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckverdampferbrenner der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Ausbildung der Zuführung für flüssigen Brennstoff als Druckzerstäuberdüse und für verdampften Brennstoff als Hauptdüse an der Unterseite des Brennraums eine Gasdüse angeordnet ist, die aus einer unabhängigen Versorgungs leitung mit gasförmigem Brennstoff gespeist ist und an die sich unmittelbar ein den Brennraum durchsetzendes, bis an dessen oberes Ende unterhalb des Diffusors reichendes Rohrstück anschließt.

Dieses Rohrstück führt den gasförmigen Brennstoff von der Düse bis zum Diffusor, so daß erst im Bereich des Diffu sors eine Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes er folgt. Dadurch wird vermieden, daß im Bereich des Verdam pfers besonders hohe Temperaturen entstehen, die den im Verdampfer verbliebenen flüssigen Brennstoff zersetzen können. Der flüssige Brennstoff im Verdampfer bleibt in seiner Zusammensetzung erhalten, so daß jederzeit wieder auf Betrieb mit flüssigem Brennstoff umgestellt werden kann, ohne daß eine Verkokung der Verdampferleitung erfolgen wird.

Der Druckverdampferbrenner ermöglicht es, ohne Umbauten wahlweise als Brenner für Flüssigbrenn stoff oder als normaler Gasbrenner eingesetzt zu werden, wobei die Umstellung jederzeit allein durch Öffnen und Schließen der entsprechenden Zufuhrleitungen vorgenommen werden kann. Die Konstruktion ist außerordentlich robust und daher auch für den praktischen Einsatz in Feldkochherden gut geeignet.

Es ist vorteilhaft, wenn das Rohrstück in seinem un teren Endbereich Wanddurchbrechungen aufweist. Durch diese Wanddurchbrechungen wird Luft angesaugt, so daß das Rohr stück als Mischstrecke für den gasförmigen Brennstoff dient, der auf diese Weise bereits im brennfähigen Ver hältnis das Ende des Rohrstückes erreicht.

Es kann vorgesehen sein, daß die Druckzerstäuberdüse, die Hauptdüse, die Gasdüse und gegebenenfalls eine Luftdüse in einem ge meinsamen Düsenblock am unteren Ende des Brennraumes ange ordnet sind. Dadurch wird eine kompakte und sehr leicht montierbare Konstruktion erreicht.

Der Verdampfer kann von einer schraubenlinienförmig an der Wand des Brennraumes entlanggeführten Rohrleitung gebildet sein.

Vorteilhaft ist es auch, wenn sich an der Innenseite des Verdampfers ein Einsatz in Form eines konzentrisch zur Wand des Brennraumes angeordneten Rohrstückes befindet, welches vorzugsweise den Diffusor trägt.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Druckver dampferbrenners für kombinierten Einsatz mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und

Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Druckverdampferbrenner umfaßt einen Düsenblock 1 mit einer senkrecht nach oben gerichteten Hauptdüse 2 für dampfförmigen Brennstoff, die diesen in einen sich nach oben kegelförmig erweiternden Bereich abgibt. Außerdem ist in dem Düsenblock eine Druck zerstäuberdüse 3 angeordnet, die über eine Zufuhrleitung 4 unmittelbar mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratsquelle für flüssigen Brennstoff verbunden ist. Da neben ist in dem Düsenblock weiterhin eine Luftdüse 5 vor gesehen, die ihrerseits über eine Luftleitung 5a mit einer in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Quelle für komprimierte Luft verbunden ist, beispielsweise einem Tank für komprimierte Luft oder einer Luftpumpe.

Oberhalb des Düsenblocks 1 ist konzentrisch zur Achse der Hauptdüse 2 eine zylinderförmige Wand 6 angeordnet, die von dem Düsenblock 1 einen Abstand hat und an der Unter seite offen ist. Im Inneren dieser Wand 6 befindet sich koaxial zu dieser ein weiteres zylinderförmiges Rohrstück (Innenwand) 7, die von der Wand 6 einen Abstand einhält, so daß zwischen der Wand 6 und der Innenwand 7 ein Ringraum 8 ausgebildet ist. Die Innenwand 7 steht nach unten aus der Wand 6 hervor und weist einen gegenüber der Längsachse abgeschrägten unteren Rand 9 auf. Dadurch ist die Innenwand 7 auf einer Seite weiter heruntergezogen, diese Seite liegt der Position der Druckzerstäuberdüse 3 und der Luftdüse 5 diametral gegenüber, die ihrerseits von der von der Hauptdüse 2 definierten Mittelachse der Innenwand 7 einen Abstand einnehmen. Die Druckzerstäuberdüse 3 und die Luftdüse 5 sind in Richtung auf die Achse der Hauptdüse 2 etwas geneigt, so daß die aus ihnen austretenden Strahlen in den Brennraum (Innenraum) 10 eintreten können, der durch die Innenwand 7 definiert wird. Durch die Abschrägung der Innenwand 7 wird dieser Eintritt möglich, obwohl die Druckzerstäuberdüse 3 und die Luftdüse 5 seitlich gegenüber der Längsmittelachse des Innenraumes 10 versetzt sind.

Der Ringraum 8 ist an der Oberseite verschlossen, die nach oben über die Wand 6 hervorragende Innenwand 7 trägt einen sich erweiternden Diffusor 11 mit seitlichen Flamm austrittsöffnungen 12.

Eine Zufuhrleitung 13 für flüssigen Brennstoff ist in dem Ringraum 8 in Form einer Wendel, die als Verdampfer 14 dient, verlegt und führt über eine Verbindungsleitung 15 zu der Hauptdüse 2.

In dem Düsenblock 1 befindet sich eine zusätzliche Gasdüse 16, die ebenfalls nach oben in den Innenraum 10 gerichtet ist und die über eine Gasversorgungsleitung 17 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrat für gasförmigen Brennstoff verbunden ist, beispielsweise mit einem öffentlichen Gasnetz oder einer Gasflasche. Unmittelbar an die Gasdüse 16 schließt sich ein senkrecht nach oben durch den Innenraum 10 hindurchführendes Rohrstück 18 an, welches am oberen Ende der Innenwand 7 im Bereich des Diffusors 11 endet und welches an seinem unteren, der Gasdüse 16 benachbarten Ende 19 Wand durchbrüche 20 aufweist, durch die Umgebungsluft angesaugt werden kann.

Im normalen Betrieb mit flüssigem Brennstoff muß der Brenner vorgeheizt werden. Zu diesem Zweck wird der flüssige Brenn stoff zunächst über die Druckzerstäuberdüse 3 in den einen Brennraum bildenden Innenraum 10 eingespritzt, wobei die Brennstoffteilchen durch die Druckzerstäuberdüse zu feinsten Tröpfchen zerstäubt werden. Gleichzeitig wird durch die Luft düse 5 Luft eingespritzt, dieses brennfähige Gemisch wird dann entzündet und brennt im Innenraum 10. Dabei wird die Wendel 14 aufgeheizt, in der sich ebenfalls flüssiger Brennstoff befindet. Dieser flüssige Brennstoff verdampft durch die Aufheizung, so daß nach der Beendigung der Vorheizphase und nach Öffnung der Hauptdüse 2 verdampfter Brennstoff aus dieser in den Innen raum 10 eintritt, der in diesem Innenraum 10 brennt und im weiteren Betrieb den nachgeführten flüssigen Brennstoff in der Wendel 14 laufend verdampft. Die Vorheizphase ist damit beendet, die Druckzerstäuberdüse 3 und die Luftdüse 5 können geschlossen werden, da der aus der Hauptdüse 2 austretende Strom des verdampften Brennstoffes aus der Umgebung ausreichend Verbrennungsluft ansaugt.

Wird alternativ dazu der Betrieb dieses Brenners mit gasför migem Brennstoff gewünscht, genügt es, die für den Betrieb mit flüssigem Brennstoff notwendigen Düsen zu schließen und statt dessen Gas über die Gasdüse 16 austreten zu lassen. Dieses wird durch das Rohrstück 18 bis in den Diffusor 11 ge leitet und kann dort entzündet werden, wobei die Flammen in diesem Falle nach dem Austritt aus den Flammaustritts öffnungen 12 brennen, der Diffusor 11 wirkt insoweit als Flammhalter. Das brennfähige Gasgemisch entsteht im wesentlichen bereits in dem Rohrstück 18, das durch die Wanddurchbrüche 20 Luft ansaugt und diese auf dem Weg bis zum Diffusor 11 mit dem gasförmigen Brennstoff vermischt. Eine weitere Luftansaugung erfolgt im Bereich des Austritts aus dem Rohrstück 18.

Claims

1. Druckverdampferbrenner, insbesondere für Feldkoch herde,
mit einem im wesentlichen zylindrischen, senk rechten, von einer Wand (6) umgebenen, an der Unterseite offenen Brennraum (10),
mit einem im Brennraum (10) angeordneten, flüssigen Brennstoff aus einer Zufuhrleitung (13) führenden Verdampfer (14),
mit einer an der Unterseite des Brennraums (10) angeordneten Zuführung für flüssigen Brennstoff für den Vorheizungsbetrieb und für verdampften Brennstoff aus dem Verdampfer (14) für den Normalbetrieb
sowie mit einem Diffusor (11) am offenen, oberen Ende des Brennraums (10),
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung der Zuführung für flüssigen Brennstoff als Druckzerstäuberdüse (3) und für verdampften Brennstoff als Hauptdüse (2) an der Unterseite des Brennraums (10) eine Gasdüse (16) angeordnet ist, die aus einer unabhängigen Ver sorgungsleitung (17) mit gasförmigem Brennstoff gespeist ist und an die sich unmittelbar ein den Brennraum (10) durchsetzendes, bis an dessen oberes Ende unterhalb des Diffusors (11) reichen des Rohrstück (18) anschließt.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (18) in seinem unteren Endbe reich (19) Wanddurchbrechungen (20) aufweist.

3. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzerstäuber düse (3), die Hauptdüse (2), die Gasdüse (16) und gegebenenfalls eine Luftdüse (5) in einem gemein samen Düsenblock (1) am unteren Ende des Brenn raumes (10) angeordnet sind.

4. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (14) von einer schraubenlinienförmig an der Wand (6) des Brennraumes (10) entlanggeführten Rohrleitung gebildet ist.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Innenseite des Verdampfers (14) ein Einsatz in Form eines konzentrisch zur Wand (6) des Brennraumes (10) angeordneten Rohrstückes (7) befindet.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (7) den Diffusor (11) trägt.