DE4401799C1 - Evaporator burner for heating appts - Google Patents
Evaporator burner for heating apptsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Verdampfungsbrenner für ein Heizgerät mit einem mit flüssigem Brennstoff gespeisten, im hinteren Teil einer Brennkammer angeordneten saugfähigen Körper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an evaporation burner for a heater with a liquid fuel fed, arranged in the rear part of a combustion chamber absorbent body according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 40 03 090 C1 ist ein gattungsgemäßer Verdampfungsbrenner bekannt, bei dem ein saugfähiger Körper aus einem keramischen Vliesmaterial in Form einer Scheibe ausgebildet und an seiner der Brennkammer abgewandten Rückseite von einer metallischen Lochscheibe bedeckt ist. Ein keramisches Vlies weist eine relativ geringe Standzeit auf, so daß ein derartiger Brenner einer regelmäßigen Wartung unterzogen werden muß, bei der das Vlies komplett ausgetauscht wird. Die metallische Lochscheibe leitet einen Teil der Wärme an den dahinterliegenden Träger ab. Eine solche Wärmeableitung ist für eine gute Verdampfung des Brennstoffs schädlich.From DE 40 03 090 C1 a generic evaporation burner is known in which an absorbent Body formed from a ceramic nonwoven material in the form of a disc and attached its rear facing away from the combustion chamber by a metal perforated disc is covered. A ceramic fleece has a relatively short service life, so that a such burner must be subjected to regular maintenance, in which the fleece is completely replaced. The metal perforated disc conducts some of the heat the carrier behind. Such heat dissipation is good Evaporation of the fuel is harmful.
Aus der DE 25 34 066 C2 ist ein Verdampfungsbrenner bekannt, bei dem die Herstellung eines Brennstoff-Luftgemisches aus verdampftem Brennstoff und einem Luftstrom durch ein Mischflügelrad erfolgt. Die Brennkammer wird an ihrem rückwärtigen Ende von einer durchlässigen Wand mit einem mehrschichtigen Aufbau gegrenzt, der eine Flammenlochplatte auf der Brennkammerseite, ein dahinterliegendes Drahtgewebe und eine daran anschließende gesinterte Platte umfaßt. Dieser Wandaufbau dient einer gezielten Drosselung des Brennstoff-Luftgemisches.From DE 25 34 066 C2 an evaporation burner is known in which the production of a Fuel-air mixture of vaporized fuel and an air flow through a mixing impeller he follows. The combustion chamber is at its rear end of a permeable wall with a multilayer structure, the one Flame perforated plate on the combustion chamber side, a wire mesh behind it and includes an adjoining sintered plate. This wall structure serves one targeted throttling of the fuel-air mixture.
Aus der DE-AS 21 29 663 ist ein Verdampfungsbrenner bekannt, bei dem ein hinterer Teil einer Brennkammer vollständig aus Sintermaterial gebildet wird. In diesem Sintermetallkörper aus Stahl mündet eine Brennstoffzuleitung ein. Der Sintermetallkörper dient zur Aufnahme, Verteilung und Verdampfung des eingeführten flüssigen Brennstoffes. Nachteilig an diesem Verdampfungsbrenner ist, daß der Sintermetallkörper als buchsenartiges Bauteil ein erhebliches Volumen aufweist, so daß er auch eine große Menge an Brennstoff in seinen porösen Wandungen speichert. Beim Abschalten des Heizgerätes führt dies dazu, daß der Brenner trotz Unterbrechung der Brennstoffzufuhr noch geraume Zeit unkontrolliert nachbrennt und dabei Abgas mit erhöhtem Schadstoffgehalt ausstößt. Nachteilig ist außerdem, daß jener saugfähige Körper aus Sintermetall relativ viel Wärme in das ihn tragende Blech einleitet, die dann für die Verdampfung des Brennstoffes nicht mehr zur Verfügung steht.From DE-AS 21 29 663 an evaporative burner is known in which a rear part a combustion chamber is made entirely of sintered material. A fuel feed line opens into this sintered metal body made of steel. The sintered metal body is used for Absorption, distribution and evaporation of the liquid fuel imported. A disadvantage of this evaporation burner is that the sintered metal body as Bushing-like component has a considerable volume, so that it also contains a large amount stores fuel in its porous walls. When the heater is switched off this leads to the fact that the burner is still spacious despite the fuel supply being interrupted Time burns out in an uncontrolled manner and thereby emits exhaust gas with an increased pollutant content. Another disadvantage is that that absorbent body made of sintered metal relatively much heat introduces into the sheet metal that supports it, which then does not for the evaporation of the fuel more is available.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Verdampfungsbrenner für ein Heizgerät zu schaffen, mittels dem bei hoher Standfestigkeit und Lebensdauer gute Verbrennungswerte im gesamten Betriebsbereich erzielbar sind.The invention has for its object a generic evaporative burner for a heater to create good combustion values by means of high stability and durability can be achieved in the entire operating range.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the features in claim 1.
Dadurch,
daß sich der saugfähige Körper aus einem scheibenförmigen Sinterkörper und einer
scheibenartigen Metallfasermatte zusammensetzt, wobei der Sinterkörper auf der der
Brennkammer zugewandten Seite angeordnet ist, ergeben sich folgende Vorteile:
Der scheibenförmige Sinterkörper aus metallischem Material weist eine wesentlich höhere
Standfestigkeit auf als ein keramisches Vlies.
Die scheibenartige
Metallfasermatte sorgt für eine ausgezeichnete Verteilung des Brennstoffes im
Sintermetallkörper auf der der Brennkammer abgewandten Seite. Die Metallfasermatte ist
darüber hinaus gut dazu geeignet, Fertigungstoleranzen bei der Montage des Brenners
auszugleichen, da diese Metallfasermatte kompressibel ist. Aufgrund ihrer hohen
Kapillarität dient die Metallfasermatte auch zu einer Vergleichmäßigung der
Brennstofförderung zum Sintermetallkörper bei einer diskontinuierlich fördernden
Brennstoffpumpe. Etwaige Koksrückstände lassen sich vom scheibenförmigen
Sintermetallkörper aufgrund der einzigen glatten Fläche auf der Brennkammerseite leicht
entfernen. Schließlich wird nur über die relativ schmale Umfangsseite des
Sintermetallkörpers Wärme an den diese umgebenden Halter abgegeben, so daß keine
unerwünschte Wärmeabfuhr erfolgt. Auf der Rückseite des Sinterkörpers dient die
Metallfasermatte zur thermischen Isolierung desselben gegenüber den rückwärtig davon
angeordneten Aggregaten.Because the absorbent body is composed of a disk-shaped sintered body and a disk-like metal fiber mat, the sintered body being arranged on the side facing the combustion chamber, the following advantages result:
The disc-shaped sintered body made of metallic material has a considerably higher stability than a ceramic fleece. The disc-like metal fiber mat ensures excellent distribution of the fuel in the sintered metal body on the side facing away from the combustion chamber. The metal fiber mat is also well suited to compensate for manufacturing tolerances when installing the burner, since this metal fiber mat is compressible. Due to its high capillarity, the metal fiber mat also serves to even out the fuel delivery to the sintered metal body in a discontinuously delivering fuel pump. Any coke residues can be easily removed from the disc-shaped sintered metal body due to the only smooth surface on the combustion chamber side. Finally, heat is only released to the holder surrounding it via the relatively narrow circumferential side of the sintered metal body, so that no undesired heat dissipation takes place. On the back of the sintered body, the metal fiber mat is used for thermal insulation of the same from the aggregates arranged at the rear thereof.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention are the See subclaims.
Es ist vorteilhaft, wenn der Sinterkörper und die Metallfasermatte von einem Halter zusammengehalten werden, der diese zusammenpreßt. Dadurch ergibt sich nach Fertigung derselben die Möglichkeit einer definierten Qualitätsprüfung. Die Dicke des gesamten saugfähigen Körpers läßt sich durch einen derartigen Halter exakt definieren. Ferner wird die Austauschbarkeit im Reparaturfall erleichtert. Durch den beim Zusammenpressen entstehenden innigen Kontakt zwischen Sinterkörper und Metallfasermatte wird der Brennstoffübergang zum Sinterkörper erleichtert.It is advantageous if the sintered body and the metal fiber mat are held by a holder held together by this compresses. This results in the possibility after production of the same a defined quality check. The thickness of the entire absorbent body can be precisely defined by such a holder. Furthermore, the interchangeability in the Repairs easier. Due to the intimate contact between the sintered body that occurs during compression and metal fiber mat, the fuel transfer to the sintered body is facilitated.
Für den Sinterkörper ist eine Porosität vorteilhaft, die zwischen 50% und 90% beträgt. Die Porosität wird definiert durch den Anteil der Dichte in kg/m³, den der fertige Sinterkörper bezogen auf ein vergleichbares Vollmaterial weniger aufweist. Bei einer Porosität von 90% beträgt das Gewicht des fertigen Sinterkörpers also nur noch 10% eines vergleichbaren Vollmaterials.A porosity of between 50% and 90% is advantageous for the sintered body. The porosity is defined by the percentage of density in kg / m³ the finished sintered body has less in relation to a comparable solid material. At a porosity of 90% is the weight of the finished sintered body only 10% of a comparable solid material.
Für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Verdampfungsbrenners ist es von Vorteil, daß der Sinterkörper und die Metallfasermatte aus demselben Rohmaterial bestehen. Eine Herstellung des Sinterkörpers und/oder der Metallfasermatte aus Sinterstahl hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Wenn Sinterkörper, Metallfasermatte und der beide umgebende Halter aus Stahl bestehen, bringt dies auch Vorteile für ein Recyclieren eines unbrauchbar gewordenen Verdampfungsbrenners.For the production of an evaporation burner according to the invention, it is advantageous that the sintered body and the metal fiber mat consist of the same raw material. A Production of the sintered body and / or the metal fiber mat made of sintered steel has proven to be proven particularly advantageous. If sintered body, metal fiber mat and both surrounding holder made of steel, this also brings advantages for recycling one evaporative burner that has become unusable.
Eine erleichtere Herstellbarkeit und eine exakte Abstimmung der äußeren Formen ergibt sich vorteilhaft dadurch, daß der Sinterkörper und die Metallfasermatte in einem Arbeitsgang in Form gestanzt werden. Für den Startvorgang eines erfindungsgemäßen Brenners hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Sinterkörper und die Metallfasermatte eine Aussparung für eine Verbindung der Brennkammer mit einen stromauf hinter der Metallfasermatte angeordneten Zündkammer aufweisen. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine gemeinsame Stanzformung ist es, wenn die Metallfasermatte eine Aussparung aufweist, deren Größe und Lage identisch zu der Aussparung im Sinterkörper ist. Eine derartige Aussparung dient zum Durchschlagen einer in der Zündkammer erzeugten Zündflamme zur Brennkammer, wo der über die der Brennkammer zugewandten Seite des Sinterkörpers verdampfende Brennstoff entzündet wird.Easier to manufacture and an exact coordination of the outer shapes results is advantageous in that the sintered body and the metal fiber mat in one Work step to be punched into shape. For the starting process of an inventive Brenners it has proven to be advantageous that the sintered body and the Metal fiber mat has a recess for connecting the combustion chamber with an upstream rear of the metal fiber mat arranged ignition chamber. Particularly advantageous in With regard to a common die-cutting, it is when the metal fiber mat is a Has recess, their size and location identical to the recess in the sintered body is. Such a recess serves to penetrate one in the ignition chamber generated pilot light to the combustion chamber, where the over that of the combustion chamber evaporating fuel is ignited on the side facing the sintered body.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:Below are two embodiments of the invention with reference to the drawing described. It shows:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Verdampfungsbrenners mit einer hinter der Metallfasermatte angeordneten Zündkammer und Fig. 1 shows a first embodiment of an evaporation burner with an ignition chamber arranged behind the metal fiber mat and
Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1. FIG. 2 shows a variant of FIG. 1.
Ein insgesamt mit 1 bezeichneter Verdampfungsbrenner weist eine zylindrische Brennkammerwand 2 auf, die auf ihrer Rückseite mittels einer Rückwand 3 verschlossen ist. An dieser Rückwand 3 ist außer der zylindrischen Brennkammerwand 2 auch beabstandet von dieser ein innenliegender koaxial dazu angeordneter Halter 4 befestigt, der einen saugfähigen Körper 5 fixiert. Der saugfähige Körper 5 setzt sich aus einem scheibenförmigen Sinterkörper 5A und einer ebenfalls scheibenförmigen Metallfasermatte 5B zusammen. Dabei ist die Metallfasermatte 5B mit ihrer rückwärtigen Fläche der Rückwand 3 und der Sinterkörper 5A mit seiner vorderseitigen Fläche einer Brennkammer 6 zugewandt, die von der zylindrischen Brennkammerwand 2 umgeben und begrenzt wird.A total indicated 1 evaporative burner has a cylindrical combustion chamber wall 2 which is closed on its rear side by a rear wall. 3 On this rear wall 3 , in addition to the cylindrical combustion chamber wall 2 , an inner holder 4 , which is arranged coaxially therewith and which fixes an absorbent body 5, is also fixed at a distance therefrom. The absorbent body 5 is composed of a disc-shaped sintered body 5 A and a likewise disc-shaped metal fiber mat 5 B. The metal fiber mat 5 B with its rear surface faces the rear wall 3 and the sintered body 5 A with its front surface faces a combustion chamber 6 , which is surrounded and delimited by the cylindrical combustion chamber wall 2 .
In die Rückwand 3 ist im ersten Ausführungsbeispiel eine Zündkammer 7 integriert, die insgesamt als napfförmige Vertiefung in der Rückwand 3 ausgebildet ist. Die offene Seite des Napfes wird von der Metallfasermatte 5B begrenzt. In der napfförmigen Zündkammer 7 ist eine Zündluftbohrung 8 vorgesehen. Durch eine bezüglich der Brennerachse radial in die Zündkammer 7 eingebrachte, nicht näher bezeichnete Aufnahmebohrung ragt eine strichpunktiert angedeutete Zündeinrichtung 9 in die Zündkammer 7 hinein.In the rear wall 3 in the first embodiment of an ignition chamber 7 is integrated, which is formed as a whole cup-shaped depression in the rear wall. 3 The open side of the bowl is delimited by the metal fiber mat 5 B. An ignition air bore 8 is provided in the cup-shaped ignition chamber 7 . By respect to the burner axis radially introduced into the ignition chamber 7, unspecified receiving bore a dash-dotted lines igniter 9 protrudes into the ignition chamber. 7
Dem Verdampfungsbrenner 1 wird über eine Brennstoffzuleitung 10 und eine in der Rückwand 3 achsparallel angeordnete Brennstoffbohrung 11 Brennstoff zugeführt. Die Brennstoffbohrung 11 mündet in die Metallfasermatte 5B aus. Der Brennstoff wird in der Metallfasermatte 5B verteilt und aufgrund deren Kapillarität zur Brennkammer 6 hin auf den Sinterkörper 5A übertragen. Ein Teil des Brennstoffes verdampft dabei von der Rückseite der Metallfasermatte 5B in die Zündkammer 7 hinein und bewirkt beim Start des Verdampfungsbrenners 1 in Verbindung mit der durch die Zündluftbohrung 8 eintretenden Zündluft die Entstehung eines zündfähigen Gemisches, das durch die Zündeinrichtung 9 entzündet wird. Sinterkörper 5A und Metallfasermatte 5B weisen Aussparungen 12A bzw. 12B aus, die die Zündkammer 7 mit der Brennkammer 6 verbinden und durch die die Zündflamme in die Brennkammer 6 vordringen kann. Die Zündflamme entzündet in der Brennkammer 6 den Hauptteil des verdampfenden Brennstoffes, der über die der Brennkammer 6 zugewandten Stirnfläche des Sinterkörpers 5A verdampft wird. Der Halter 4 drück den Sinterkörper 5A und die Metallfasermatte 5B zusammen, so daß ein guter Übergang des Brennstoffes von der Metallfasermatte 5B auf den Sinterkörper 5A erfolgen kann. Die von der Brennkammer 6 an den saugfähigen Körper 5 abgegebene Wärme bleibt weitestgehend im Sinterkörper 5A erhalten und dient dort zur Begünstigung der Verdampfung des flüssigen Brennstoffes. Da nur die umfangsseitige schmale Fläche des Sinterkörpers 5A mit dem Halter 4 in Verbindung steht und die Rückseite des Sinterkörpers 5A durch die Metallfasermatte 5B gegenüber der Brennkammer-Rückwand 3 thermisch isoliert ist, treten im Sinterkörper 5A nur geringe Wärmeverluste auf.Fuel is supplied to the evaporation burner 1 via a fuel feed line 10 and a fuel hole 11 arranged in the rear wall 3 in an axis-parallel manner. The fuel hole 11 opens into the metal fiber mat 5 B. The fuel is distributed in the metal fiber mat 5 B and transferred to the sintered body 5 A due to its capillarity towards the combustion chamber 6 . Part of the fuel evaporates from the rear of the metal fiber mat 5 B into the ignition chamber 7 and, when the evaporation burner 1 is started in conjunction with the ignition air entering through the ignition air bore 8 , causes the formation of an ignitable mixture which is ignited by the ignition device 9 . Sintered body 5 A and metal fiber mat 5 B have cutouts 12 A and 12 B, respectively, which connect the ignition chamber 7 to the combustion chamber 6 and through which the pilot flame can penetrate into the combustion chamber 6 . The pilot flame ignites in the combustion chamber 6 the main part of the evaporating fuel, which is evaporated via the end face of the sintered body 5 A facing the combustion chamber 6 . The holder 4 presses the sintered body 5 A and the metal fiber mat 5 B together, so that a good transition of the fuel from the metal fiber mat 5 B to the sintered body 5 A can take place. The heat given off by the combustion chamber 6 to the absorbent body 5 is largely retained in the sintered body 5 A and is used there to promote the vaporization of the liquid fuel. Since only the circumferential narrow surface of the sintered body 5 A is in connection with the holder 4 and the rear side of the sintered body 5 A is thermally insulated from the combustion chamber rear wall 3 by the metal fiber mat 5 B, only small heat losses occur in the sintered body 5 A.
Die gleichen oder ähnliche Teile sind im in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils durch ein Hochkomma und eine zur Fig. 1 analoge Bezugszahl bezeichnet. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird der saugfähige Körper 5′, bestehend aus einem Halter 4′als Baueinheit zusammengefaßt. Zur Sicherung des Sinterkörpers 5A′ gegen ein Herauswandern aus dem Halter 4′ bei hoher thermischer Beanspruchung ist ein Stützring 13 vorgesehen, der den Sinterkörper 5A′ gegenüber dem umgebördelten Rand des Halters 4′ zusätzlich abstützt. Dieser Halter 4′ weist im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel auf der von der Brennkammer 6′ abgewandten Seite eine geschlossene Rückwand auf. In diese Rückwand mündet die Brennstoffzuleitung 10′ ein. Eine Zündeinrichtung 9′ ist im zweiten Beispiel im Bereich der Brennkammer 6′ angeordnet. Sie durchdringt zu diesem Zweck die Brennkammerwand 2′.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the same or similar parts are each designated by a single quote and a reference number analogous to FIG. 1. In this second embodiment, the absorbent body 5 ', consisting of a holder 4 ' is summarized as a structural unit. To secure the sintered body 5 A 'against migrating out of the holder 4 ' with high thermal stress, a support ring 13 is provided which additionally supports the sintered body 5 A 'against the flanged edge of the holder 4 '. In contrast to the first exemplary embodiment, this holder 4 'has a closed rear wall on the side facing away from the combustion chamber 6 '. In this rear wall, the fuel feed line 10 'opens. An ignition device 9 'is arranged in the second example in the region of the combustion chamber 6 '. It penetrates the combustion chamber wall 2 'for this purpose.
Für beide Ausführungsbeispiele gilt, daß die Faserstärke der verwendeten Metallfasermatte 5B, 5B′ zwischen 10 µm und 200 µm beträgt Der Sinterkörper 5A, 5A′ weist eine Porosität zwischen 50% und 90% auf. Sinterkörper 5A, 5A′ und Metallfasermatte 5B, 5B′ bestehen aus demselben Rohmaterial, nämlich Stahl. Sie sind in einem Arbeitsgang in Form gestanzt worden, wobei die Aussparungen 12A und 12B im ersten Ausführungsbeispiel gleich mit eingeformt werden können und somit eine nach Größe und Lage identische Form aufweisen.For both exemplary embodiments, the fiber thickness of the metal fiber mat 5 B, 5 B 'used is between 10 µm and 200 µm. The sintered body 5 A, 5 A' has a porosity between 50% and 90%. Sintered body 5 A, 5 A 'and metal fiber mat 5 B, 5 B' consist of the same raw material, namely steel. They have been punched into shape in one operation, the cutouts 12 A and 12 B being able to be molded in at the same time in the first exemplary embodiment and thus have an identical shape in terms of size and position.
Die Dicke der Metallfasermatte 5B bzw. 5B′ beträgt zwischen 2 und 8 mm bei einem Flächengewicht zwischen 0,15 und 0,5 kg/m².The thickness of the metal fiber mat 5 B or 5 B 'is between 2 and 8 mm with a weight per unit area between 0.15 and 0.5 kg / m².
Die Dicke des Sinterkörpers 5A, 5A′ beträgt zwischen 0,5 und 10 mm bei einem Flächengewicht von 1,5 bis 10 kg/m².The thickness of the sintered body 5 A, 5 A 'is between 0.5 and 10 mm with a basis weight of 1.5 to 10 kg / m².
Die gesamte Dicke Y des saugfähigen Körpers 5 kann somit zwischen 2,5 und 18 mm betragen.The total thickness Y of the absorbent body 5 can thus be between 2.5 and 18 mm.
Der Verdampfungsbrenner weist über den gesamten Betriebsbereich hervorragende Brennwerte auf. Durch das verwendete Material und die Pufferwirkung der ungesinterten Metallfasermatte ist er unempfindlich in der Handhabung und flexibel in der Montage. Er ist außerdem leicht zu reinigen und im Reparaturfall leicht auszutauschen und dem Recycling-Prozeß zuzuführen. Die Lebensdauer des Verdampfungsbrenners liegt weit über den Werten, die mit üblichen saugfähigen Körpern aus Keramikvlies erreicht werden können.The evaporation burner covers the entire operating range excellent calorific values. Due to the material used and the buffering effect of unsintered metal fiber mat, it is robust and flexible Assembly. It is also easy to clean and easy to replace in the event of a repair and the recycling process. The lifespan of the Evaporation burner is far above the values with usual absorbent Ceramic fleece bodies can be achieved.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19944401799 DE4401799C1 (en) | 1994-01-22 | 1994-01-22 | Evaporator burner for heating appts |
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| DE19944401799 DE4401799C1 (en) | 1994-01-22 | 1994-01-22 | Evaporator burner for heating appts |
Publications (1)
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|---|---|
| DE4401799C1 true DE4401799C1 (en) | 1995-06-14 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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