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Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Olzerstäuberbrennern Öle,
insbesondere Schweröle, enthalten unter anderem P'henole und andere Verunreinigungen,
.die durch dauernd auf sie einwirkende Hitze in Verbindung mit Kohlenstoff zum Verkoken
neigen. Dadurch geliert die Öle :lnlaß zur Bildung von koksartigen Ausscheidungen
an der Brennerdüse, die schließlich zii Düsenverstopfungen führen. Die bekannten
Ölfeuerungen haben den Nachteil, daß sie diese Verkokungen und `'erstopfurigen nicht
verhindern. Außerdem haben sie den Nachteil, daß das 01
nicht in der idealen
Weise verbrannt und ausgenutzt wird.
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Die 1?rfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zum Betrieb von Olzerstäuberbrennern mittels .Druck, insbesondere
für Schweröle. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das Öl vor Eintritt
in die Zerstäuberdüse des Brenners unter Druck mit Luftzusatz zu Schaum aufbereitet
wird. Dadurch wird eine feine Verteilung des Öles für die Verbrennun gf erreicht
und eine Verkokung vermieden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei so durchgeführt werden,
daß die Aufbereitung mittels Zerschlagens, Zerschneidens, Zerreibens, Zerquirlens
oder mittels Zerteilens durch Bürsten erfolgt. Durch diesen Aufbereitungsvorgang
wird der Ölschaum erwärmt, so daß die Zähflüssigkeit 'herabgesetzt wird. Dieser
Ölschaum wird unter hohem
Druck durch eine Brenndüse gedrückt, die
das Öl zerstäubt. Dadurch, daß die in dem unter Druck stehenden 01 enthaltenen
starkkomprimierten Luftbläschen nach .dem Austreten aus der Brenndüse auseinanderplatzen,
wird eine überaus feine Zerstäubung des Öles und damit eine einwandfreie Verbrennung
erzielt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf unterschiedliche Art und Weise
durchgeführt werden. Eine besonders zweckmäßige Vorrichtung besteht darin, daß zur
Aufbereitung mehrere auf einer gemeinsamen Achse angeordnete, mehrfach mit zylindrischen
oder konischen, parallel zurAchse verlaufenden Bohrungen versehene umlaufende Scheiben
vorgesehen sind, die zwischen ebensolchen, aber feststehenden Scheiben mit geringem
Spiel rotieren, wobei diese Vorrichtung zwischen mehrere Pumpen, z. B. Zahnradpumpen,
oder Pumpenstufen geschaltet ist. Die Vorrichtung (besteht also aus einem Stator
und einem Rotor. Das Öl wird, gegebenenfalls mit etwas Luft vermischt, in die Aufbereitungsvorrichtung
hineingedrückt. In dieser wird das 01 zerteilt, wobei es sich erwärmt, und
innig mit Luft gemischt.
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Zur Vereinfachung der Vorrichtung können die Aufbereitungsvorrichtung,
die Pumpen und gegebenenfalls auch ein Luftkompressor zur Erzeugung eines zur Reinigung
des Brenners dienenden Luftstromes auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.
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Eine Verkokungsgefahr besteht, wenn dieAnlage, die zweckmäßig durch
Thermostaten gesteuert wird, abgeschaltet wird. Der Öldruck läßt beim Auslaufen
des Antriebsmotors langsam nach, wobei naturgemäß auch die Zerstäuibung geringer
wird, so daß schließlich nur noch ein feiner Ölstrahl aus dem Brenner austritt.
Dies führt zu einer unvollständigen Verbrennung, die eine Verkokung oder andere
Störungen zur Folge haben kann. Um dies zu vermeiden, kann vor oder in der Zerstäuberdüse
des Brenners ein vorzugsweise unterhalb eines bestimmten Öldruckes sich selbsttätig
schließendes Absperrventil angeordnet sein. Dieses Ventil unterbricht die Zerstäubung
schlagartig. Derart wird auch das Auftreten von Koksgebilden auf dem Heizkesselboden
vermieden, die durch eine unvollständige Verbrennung des dort auftretenden Ölstrahles
entstehen.
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Um einen übermäßigen Druckanstieg in der Zuleitung zum Brenner zu
verhindern, kann weiterhin vor dem Absperrventil eine Rücklaufleitung abgezweigt
sein, die bei geöffnetem Absperrventil geschlossen ist und beim Abschließen dieses
Ventils geöffnet wird.
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Beim Stillstand der Anlage wirkt die Rückstrahlwärme des Feuerungsraumes
auf die Zerstäuberdüse des Brenners. Um zu vermeiden, daß das in dieser Düse befindliche
Öl verkokt, kann eine zusätzliche Druckluftanlage vorgesehen sein, die unmittelbar
nach Abschließen des @Schnellschlußventils hinter diesem schlagartig einen Preßluftstrom
durch die Zerstäuberdüse treten läßt. Dadurch werden Ölreste aus der Brennerdüse
ausgeblasen. Dazu kann eine Vorrichtung dienen, bei der die Zerstäuberdüse über
ein vorzugsweise sich unterhalb eines bestimmten Öldruckes selbsttätig öffnendes
Absperrventil mit einem Preßluftbe'hälter, -kompressor od. dgl. verbunden ist.
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Um auch das Verkoken etwa noch vorhandener Ölreste zu vermeiden, kann
zwischen Zerstäuberdüse und Feuerraum eine Schutzklappe vorgesehen sein, die nach
Außerbetriebsetzung der Aufbereitungsvorrichtung selbsttätig schließt und so die
Zerstäuberdüse gegen weitere Wärmeeinwirkungen des Feuerraums und den Feuerraum
vor weiterem Kaltlufteintritt schützt. Diese Klappe kann dabei in irgendeiner Form
selbsttätig gesteuert sein. Sie kann z. B. gemeinsam mit dem vor oder in der Zerstäuberdüse
angeordneten Absperrventil gesteuert werden. Auch diese Steuerung kann selbsttätig
sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Vorrichtung im Betrieb,
Abb.2 die gleiche Vorrichtung im Auslauf bzw. Stillstand.
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Die gestrichelten Pfeile zeigen den Weg der Preßluft, die ausgezogenen
Pfeile den Weg des Öles bzw. Ölschaumes an.
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Die Anlage besteht zweckmäßig aus einer Zahnradpumpenstufe i zum Ansaugen
des Öles, der Aufbereitungsvorrichtung 2 und einer zweiten Zähnradpumpenstufe 3
zum Drücken des Ölschaumes in die Zerstäuberdüse des Brenners. Die einzelnen Stufen
können gegebenenfalls mit einem Luftkompressor 4 zur Zerstäuberdüsenreinigung auf
einer gemeinsamen Welle oder einzeln oder in anderer Reihenfolge angeordnet werden.
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Die Aufbereitungsvorrichtung 2 besteht zweckmäßig aus einer oder mehreren
rotierenden Scheiben 5, dem Rotor, und einer oder mehreren feststehenden Scheiben
6, dem Stator. Zwischen den rotierenden Scheiben befinden sich die feststehenden
Scheiben. Das Spiel zwischen den Scheiben ist möglichst gering. Sämtliche Scheiben
sind parallel zur Achse konisch oder zylindrisch durchbohrt. Die Anzahl und Größe
der Löcher 7 sind beliebig.
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Das 01 wird von der ersten Pumpenstufe i, gegebenenfalls mit
etwas Luft, angesaugt und durch die Eintrittskammer 8 in die Löcher 7 gedrückt.
Durch die scharfen Kanten des Rotors und des Stators wird das 0I fortwährend zerschnitten,
erwärmt sich hierbei und wird innig mit Luft gemischt, so daß ein unter starkem
Druck befindlicher Ölschaum entsteht. Der Ölschaum sammelt sich in der Austrittskammer
9, wird von der zweiten Zahnradpumpenstufe 3 angesaugt und zur Zerstäuberdüse gedrückt.
Bei Austritt des Ölschaumes aus der Zerstäuberdüse platzen die komprimierten Luftbläschen
und reißen die feinen Öltröpfchen auseinander, so daß ein kaum sichtbarer Ölnebel
entsteht, der zur einwandfreien Verbrennung führt und eine Verkokung während des
Betriebes verhindert.
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Vor der Zerstäuberdüse ist ein Ventil io angeordnet, das in der einen
Stellung die zur Zerstäuberdüse führende Leitung und in der anderen Stellung eine
Rücklaufleitung abschließt. Das Ventil
kann auch als Rückschlagventil
ausgebildet sein. Beim Abstellen der Anlage bzw. beim Absinken des Druckes in der
Ölleitung unter einen bestimmten Wert schließt dieses Ventil io die zur Zerstäuberdüse
führende Leitung ab, so daß die Zerstäubung schlagartig abgebrochen und ein Verkoken,
insbesondere des Heizkesselbodens, durch die in sich zusammenfallende Zerstäubung
verhindert wird.
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Um ein Verkoken der Zerstäuberdüse bei Stillstand durch das in ihr
befindliche Restöl durch Riickstrahlwä rme zu verhindern, kann die Düse durch einen
Preßluftstrahl gereinigt werden. Ein kleiner Luftkompressor q. drückt die Luft in
einen Sammell)ehiilter t i , der gegen Überdruck durch ein nicht gezeichnetes Sicherheitsventil
gesichert ist. Durch Abschalten der Anlage wird das Ventil i2 betätigt und gibt
den Preßluftstrahl frei. Zwischen dein Ventil 12 und der Zerstä uberdüse ist zweckinäfiig
ein Rückschlagventil i3 angeordnet.
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Um die Zerstäuberdüse nicht der Rückstrahlwärme auszusetzen und um
bei Stillstand ein -Nachströmen kalter Luft in den Feuerraum zu vermeiden, schließt
zweckmäßig eine zwischen der Zerstäuberdüse und (lein Feuerraum angeordnete Klappe
14, gegebenenfalls mit Verzögerung, den Feuerraum ab.
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Sowohl das Ventil 12 als auch das Ventil ia sowie die Klappe 14 werden
zweckmäßig durch einen gemeinsamen oder mehrere getrennte Elektromagneten oder durch
andere Vorrichtungen betätigt.