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Einrichtung zum Verbrennen von flüssigem Brennstoff für Raum- und
Freiluftheizungen Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Olofen, der sich sowohl
für die Verwendung als Heizofen in geschlossenen Räumen als auch in Plantagen, Weinbergen
usw. als dem Frostschutz dienender Freilandofen eignet.
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Das Heizöl wird bei diesen Ofen in einen Kessel eingefüllt und durch
Bildung und Unterhaltung einer Flamme auf dem Ölspiegel vergast. Das aus dem Kessel
aufsteigende Olgas wird in einer über dem Kessel angeordneten Brennkammer verbrannt.
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Die Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß für die Betriebssicherheit
und die Wirtschaftlichkeit solcher Olofen eine Reihe von Bedingungen erfüllt sein
müssen, von denen die wesentlichsten folgende sind: Das im Kessel befindliche 01
muß bei jeder Füllhöhe bei abgedecktem Kessel leicht zu entzünden und nach Einsregelung
des Ofens die, der Vergasungsflamme zugeführte Luftmenge pro Zeiteinheit während
der ganzen Betriebsdauer möglichst gleichbleibend sein.
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Ferner muß die in den Kessel eingeführte Luft vollständig von der
die Vergasung unterhaltenden Flamme aufgebraucht werden.
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Zur Erfüllung der erstgenannten Bedingungen hat man vorgeschlagen,
das Öl dem Kessel durch
eine Pumpe zuzuführen und den Ölstand im
Kessel durch ein Schwimmerventil auf gleicher Höhe zu halten, wobei außerdem auch
die Verbrennungsluft bzw. Sauerstoff unter Druck in den Kessel eingeführt wird.
Ein solcher Aufwand an Hilfsmitteln lohnt sich nur für industrielle Feuerungen.
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Demgegenüber handelt es sich im Falle vorliegender Erfindung um einfache
Ölöfen für Raum-und Freiluftheizung, deren Ölkessel erst wieder aufgefüllt werden,
nachdem ihr Inhalt verbraucht ist, und bei denen die Verbrennung auf dem allmählich
absinkenden Ölspiegel vorzugsweise durch atmosphärische Außenluft unterhalten wird.
Um auch bei solchen Ölöfen die gestellte Bedingung erfüllen zu können, ist erfindungsgemäß
eine oder mehr als eine Lüfteintrittsöffnung im Ölkessel dicht über dem Ölspiegel
und entsprechend dessen Absinken verlegbar angeordnet.
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Da es an einer durch Druckluft od. dgl. betriebenen Ölzerstäubungseinrichtung
bei den hier in Frage stehenden Ofen fehlt, so ist außerdem für ihren rationellen
Betrieb Bedingung, daß Vorsorge für eine innige Vermischung der Ölgase mit der Verbrennungsluft
getroffen und gegebenenfalls der Weg der Verbrennungsgase durch den Ofen so verlängert
wird, daß ihr Wärmeinhalt vollständig ausgenutzt wird.
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Die zur Erfüllung der weiteren obengenannten Bedingungen getroffenen
Maßnahmen sowie weitere Einzelheiten der Erfindung sind hierunter an Hand zweier
Ausführungsbeispiele des neuen Ölofens in einer schematisch darstellenden Zeichnung
beschrieben.
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In dieser ist Fig. i der Aufriß eines Ölofens, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie 1-I der Fig. i, Fig. 3 ein senkrechter Schnitt
durch die andere Ausführung eines Ölofens nach der Erfindung, Fig. 4 ein Querschnitt
nach der Linie II-II der Fig. 3 und Fig. 5 das System der Luftleitungen nach den
Fig. 3 und 4, in einer Ebene ausgebreitet.
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Bei beiden Beispielen dient zur Aufnahme einer für eine gewünschte
Maximadbetriebsdauer ausreichenden Menge Öls ein Kessel i, der gemäß der Ausführung
nach den Fig. i und 2 mit einem Sockel 2 lose oder fest verbunden ist, dessen zylindrische
Wandung von Lufteinlaßöffnungen 3 unterbrochen ist. Am Kesselboden ist ein Drehschieber
4 konzentrisch angeordnet, dessen Löcher 5 sich mittels eines Handgriffes 6 regulieren
oder vollständig schließen lassen. Mit diesen Löchern 5 steht in offener Verbindung
ein am Kesselboden konzentrisch befestigtes, oben und unten offenes Rohr 7. Erfindungsgemäß
ist über dieses Rohr 7 eine unten offene Glocke 8 gestülpt, die mit Hilfe von Schwimmkörpern
g auf der Öloberfläche schwimmt. Am -unteren Rand der Glocke. 8 sind zwischen den
Schwimmkörpern g Schlitze io angeordnet, die über den Ölspiegel ragen und durch
seitliche Leitbleche i i begrenzt sind, die zugleich die Glocke 8 konzentrisch zum
Rohr 7 halten. Die Glocke 8 ragt in einen Verdrängungskörper 12, der so bemessen
ist, daß sich die Glocke 8 bei wechselndem Ölstand in senkrechter Richtung in ihm
frei auf und ab bewegen kann.
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Der Verdrängungskörper 12 bildet einen oben geschlossenen Rohrstutzen,
dessen unterer Rand mit Öffnungen 13 versehen ist. Er sitzt lose auf einem oben
offenen Leitkegel i.[, der fest mit dem Deckel 15 des Kessels i verbunden ist.
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Der Kesseldeckel 15 wird in den Rand des Kessels i eingesetzt, wobei
der Deckelrand auf der Sicke 16 des Kesselrandes aufsitzt und eine Abtropfkan.te
bildet, die verhindert, daß Öltropfen aus dem Ofen herausspritzen können.
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Konzentrisch zum Leitkegel 14. und Verdrängungskörper 12 ist ein Schlitzring
17 auf den Kesseldeckel 15 lose aufgesetzt, der auf dem ganzen Umfang mit einer
großen Anzahl von Schlitzen 18 versehen ist, deren eine Kante muldenförmig nach
innen gedrückt ist, so daß segmentförmige Öffnungen entstehen.
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Auf den oberen Kesselrand ist ein Rohrschieber aufgesetzt, der aus
einem Festring ig besteht, dessen zylinderförmige Wand so durchbrochen ist, daß
aus dem Material der öffnungen 2o nach innen gerichtete Leitbleche 2i entstehen.
Über diesen Festring i9 ist ein Drehring 22 geschoben, mit dem die Öffnungen 2o
des Festringes ig teilweise oder ganz verdeckt werden können. Der Drehring 22 lagert
auf Winkelblechen 23 und kann - mit dem Handgriff 24 bewegt werden. Der Raum zwischen
Schlitzring und Rohrschieber wird nach oben durch den Boden 25 einer Heizkammer
29 abgeschlossen.
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Der Kesseldeckel 15 besitzt zwei verschließbare Öffnungen 26 und 27.
Die eine Öffnung 26 dient zum Anzünden des im Kessel i befindlichen Öles, während
unter der anderen., 27, ein unten und oben offener Rohrstutzen 28 befestigt ist,
der zum Nachfüllen des Öles während des Betriebes dient. Über dem Heizkammerboden
25 befindet sich die Heizkammer 29, die durch Rauchrohr 30 mit dem Schornstein
verbunden wird.
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Der Ofen wird durch Entzünden des im Kessel i befindlichen Öles in
Betrieb gesetzt.
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Die Zündung erfolgt z. B. mittels einer in die Öffnung 26 eingeschobenen
brennenden Lunte oder eines eine Stichflamme erzeugenden Gerätes. Nach der Zündung
wird die Öffnung 26 durch den Deckel 31 geschlossen.
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Die zur Erhaltung des eingeleiteten Ölbrandes auf dem Ölspiegel notwendige
Erstluft wird unter Einfluß des natürlichen Zuges des Ofens durch die Schlitze 3
und die Löcher 5 in das Rohr 7 gesaugt, in der Glocke 8 umgelenkt und durch die
Schlitze io auf die Oloberfläche geleitet. Da das auf dem Ölspiegel schwimmende
Umleitrohr (Glocke 8) mit dem absinkenden. Ölspiegel sich nach unten bewegt, so
bleiben seine Luftdurchtrittsschlitze io bei gleichbleibendem Öffnungsquerschnitt
immer dicht über den Ölspiegel. Infolgedessen bleibt während des Betriebes nach
Einregelung des Ofens die dem
Kessel zugeführte Luftmenge pro Zeiteinheit
und damit die Olgaserzeugung gleich. Ferner wird die eingeführte Luftmenge vollständig
zur Erzeugung der zur Vergasung des Öles dienenden Flamme aufgebraucht.
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Die Leitbleche i i lenken die Luft und die Flamme und damit die aufsteigenden
Ölgase so, daß diese in einem Wirbel in den Leitkegel 14 aufsteigen. Durch diese
Flammenführung wird die Wand des Kessels - i thermisch gleichmäßig belastet. Und
insofern hat die zentrale Zuführung der Erstluft in den Kessel auch eine über den
Rahmen der vorliegenden Erfindung hinausgehende Bedeutung für solche Ölöfen, bei
denen die Lufteintrittsöffnung nicht entsprechend dem Ölstand im Kessel örtlich
verlegbar ist.
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Ein Teil des erzeugten Ölgases tritt sofort durch die Öffnungen. 13
des Verdrängungskörpers 12 aus, während der größere Teil zunächst in dem Verdrängungskörper
12 aufsteigt -und dort weiter erhitzt wird, da der Verdrängungskörper 12 während
des Betriebes glüht. Auch dieser Teil des Ölgases verläßt den Verdrängungskörper
12 durch die Öffnungen 13 und tritt in die Brennkammer 39 ein, die durch den Ringkanal
zwischen Verdrängungskörper 12, Leitkegel 14 und Schlitzring 17 gebildet wird. Durch
den natürlichen Zug des Ofens wird die zur Verbrennung des Ölgases in der Brennkammer
notwendige Zweitluft angesaugt, deren Menge durch Verstellung des Drehringes 22
geregelt werden kann. Die tangentiale Ablenkung dieser Zweitluft an dem Schlitzring
17 durch die Leitbleche 21 und die tangentialeEinführung durch die Schlitze 18 erzeugen
in der Brennkammer 39 einen spiralförmig aufsteigenden in dem Olgas und Luft innig
vermischt werden.
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Die Durchmisch.ung wird noch durch die nach innen stehenden Mulden
der Schlitze 18 unterstützt. Die in der Höhe des Leitkegels 14 angebrachten Schlitze
18 des Schlitzringes 17 sorgen für eine Durchspülung des sonst hier entstehenden
Tortraumes mit Zweitluft, so daß sich kein Ölruß hier anhäufen. kann.
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Entweder durch aus dem Kessel i hochschlagende Flammen oder durch
eine besondere Zündung am Schlitzring 17, wird das Ölgas-Luft-Gemisch in der Brennkammer
39 entzündet. Durch entsprechende Regelung der Erst- und Zweitluft lassen sich stöchiometrische
Ölgas-Luft-Gemische herstellen., die. dann im Ofen vollkommen, d. h. rauchlos verbrennen.
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Weiterhin lassen sich durch diese voneinander unabhängigen Regelungen
der Erstluft und Zweitluft verschiedene: Heizleistungen einstellen.
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Das Nachfüllen von Öl während des Betriebes geschieht durch die Öffnung
27. Der Rohrstutzen 28 leitet das Öl auf den Kesselboden und verhindert das Eintreten
von. Störluft.
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Drehring 22 sowie Festring ig mit Leitblechen 21 können aus blankem
Aluminium bestehen und verhindern so Wärmeverluste durch Strahlung nach außen. In
der Heizkammer 29 kann die in der Brennkammer 39 eingeleitete spiralförmige Gasführung
durch feste oder bewegte Leitbleche unterstützt werden, so daß lange Abgaswege entstehen.
Das Abgas verläßt den, Ofen durch das Rauchrohr 30.
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Um die wärmeabgebende Oberfläche. der Heizkammer 29 zu vergrößern,
kann diese mit Sicken (Rippen oder Zapfen) versehen sein. Auf die zeichnerische
Darstellung der Leitbleche und Sicken ist in Fig. i und 2 aus Gründen der Übersicht
verzichtet worden.
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In den Fig. 3 bis 5 ist eine verhältnismäßig sehr einfache Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Während der erstbeschriebene Ofen vorzugsweise für Raumbeheizung
mit Schornsteinanschluß bestimmt ist, sollen bei dem Ofen nach Fig. 3 bis 5 die
Abgase frei in. die Luft treten. Solche Ofen finden vorzugsweise in Neubauten als
Trocknungsöfen und im Freien in Plantagen als Frostschutzöfen Verwendung. Sie sind
infolge ihrer einfachen Bauart und Handhabung preiswert und bei z. B. Verheizung
von Altölen sehr wirtschaftlich.
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Um bei einem solchen Ofen die eingangs gekennzeichnetem Forderungen,
wenn auch nicht so vollkommen, so doch annähernd zu befriedigen, sind mehrere Schlitzrohre
32, 33 und 34 auf dem Umfang des Kesseldeckels gleichmäßig verteilt in den Kessel
i eingelassen. Jedes dieser Schlitzrohre besitzt koaxiale Schlitze, deren obere
Begrenzung in verschiedener Höhe vom Kesselboden aus gemessen liegt. Durch einen
auf dem Kesseldeckel 15 liegenden Ringschieber 35 mit nur einer Öffnung 36 kann
je nach Ölstand am Schlitzrohr 32, 33 oder 34 die Erstluft geregelt werden. Auf
eine Zwe:itluftregelung wurde hier verzichtet. Eine weitere konstruktive Vereinfachung
ist durch das Zusammenfassen von Schlitzring 17 und Heizkammer 40 in einem Stück
erreicht.
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Die Zündung dieses Ofens erfolgt durch eines der Schlitzrohre, dessen
Schlitz etwas über dem Ölstand endet. Haben dann die aufsteigenden Ölgase in. der
Brennkammer 39 gezündet, so ist durch den Drehschieber 35 an dem gewählten Schlitzrohr
die Erstluftmenge so zu regeln, daß die erzeugte Ölgasmenge mit der vorgegebenen
Zweitluftmenge ein stöchiometrisches Gemisch ergibt und damit vollkommen rauchlos
verbrennt. Der Ofen ist durch die Anzahl und Größe der Schlitze 18 im Schlitzring
17 auf einen festen Ölverbrauch abgestimmt.
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Durch die Heizkammer 40 tritt das Abgas in die Atmosphäre. Diese Heizkammer
kann. durch einen Deckel 37 abgedeckt und auch geschlossen werden. Das an diesem
Deckel 37 angebrachte Blech 38 verhindert bei Verwendung des Ofens im Freien eine
Zugverminderung durch Winddruck.
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Ein Anpassen der Erstluftzuführung an den. jeweiligen Ölstand kann
gegebenenfalls auch durch folgende technische Mittel erreicht werden: Durch ein
Schlitzrohr, bei dem die obere Begrenzung des Schlitzes durch eine bewegliche, einem
Rohrschieber angehörende Schrägkante verändert werden kann oder durch eine biegsame
oder
schwenkbare Erstluftleitung, deren Austrittsende durch Schwimmer
auf dem Ölspiegel getragen oder durch mechanische. Mittel dem Ölspiegel folgend
gesenkt oder gehaben wird usw.
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Wenn auch die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Öfen für die
Verheizung von Heizöl jeder Art schlechthin bestimmt sind, so sind sie ganz besonders
auch für die Verheizung von Altölen geeignet. In diesem Anwendungsfalle wird das
in den Kessel i eingefüllte Altöl mit einem leicht brennbaren., flüssigen oder festen
Brennstoff überdeckt, durch dessen. Entzündung die Altöloberfläche so weit und so
lange erhitzt wird, bis sich die gaserzeugende Flamme aus dem erhitzten Altöl selber
unterhält. Oder es wird ein lötlampenartiges, eine Stichflamme erzeugendes Gerät
verwendet, das, in, eine der Öffnungen des Kesseldeckels eingesetzt, die Entzündung
des Altöles einleitet..
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Von größter Bedeutung für eine sichere Betriehsweise solcher Kesselöfen,
besonders bei Verwendung von Altöl, ist es, daß beim Abstellen des Ofens die Gasentwicklung
auf der auch nach dem Abstellen der Erstluft und dem Erlöschen. der Flamme noch
weiterkochenden Öloberfläche möglichst schnell unterbunden wird, damit nicht unverbrannte
Ölgase in den Schornstein gelangen.
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Es hat sich gezeigt, daß das Öl unterhalb des Ölspiegels verhältnismäßig
kühl bleibt, wenn zur Zeit der Abstellung des Ofens noch ein genügend großer Ölvorrat
sich im Kessel i befindest, und daß man daher durch Ummischen des Öles die NTachvergasung
fast augenblicklich zum Stillstand bringen kann.
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Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, irgendeines der in das Öl eintauchenden
Luftleitrohre oder den Schwimmer zum Mischwerkzeug auszubilden oder ein besonders
für diesen Zweck vorgesehenes Bauelement einzusetzen, mit denen man das Öl durchmischen
kann.
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Ist die Ölfüllung im Ofen zur Zeit der Abstellung nicht mehr groß
genug, um nach dem hierüber angegebenen Verfahren das Nachverdampfen von Öl sofort
zu unterbinden, so kann diese durch Nachfüllen. von kalten Flüssigkeiten (z. B.
kalten Öl) und Vermischen mit dem restlichen heißen. Öl erreicht werden.