EP0220301B1 - Heizgerät mit einem brenner und einem wärmetauscher - Google Patents

Heizgerät mit einem brenner und einem wärmetauscher Download PDF

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EP0220301B1
EP0220301B1 EP86903312A EP86903312A EP0220301B1 EP 0220301 B1 EP0220301 B1 EP 0220301B1 EP 86903312 A EP86903312 A EP 86903312A EP 86903312 A EP86903312 A EP 86903312A EP 0220301 B1 EP0220301 B1 EP 0220301B1
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EP
European Patent Office
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heater
chamber
combustion
ignition
heat exchanger
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP86903312A
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English (en)
French (fr)
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EP0220301A1 (de
Inventor
Karl-Heinz Francke
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to AT86903312T priority Critical patent/ATE55180T1/de
Publication of EP0220301A1 publication Critical patent/EP0220301A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0220301B1 publication Critical patent/EP0220301B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/06—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners
    • F23Q7/08—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners for evaporating and igniting liquid fuel, e.g. in hurricane lanterns

Definitions

  • the invention relates to a heater with a burner for liquid or gaseous fuels with a combustion chamber, an ignition chamber open to the combustion chamber, an ignition device in the ignition chamber, devices for supplying fuel and air to the ignition chamber and a heat exchanger connected to the combustion chamber.
  • the invention relates to a heater for heating living rooms, e.g. in oil heaters for residential buildings.
  • Known heaters rely on sensitive nozzles or atomizers for the mixture preparation, which can wear out and are susceptible to faults. They take up a lot of space and can generally only be used for certain fuels.
  • the opening for supplying the liquid fuel to the preheating chamber is expediently arranged above the glow plug, the ignition chamber with the glow plug also being arranged essentially horizontally. This arrangement ensures that in the start-up phase the liquid fuel first drips onto the wall area of the preheating chamber that is preheated by the glow plug and through the openings onto the glow plug itself. This ensures safe evaporation from the start and thus also a reliable ignition .
  • the small openings for the passage of the fuel mixture into the ignition chamber are expediently evenly distributed over the greater part of the length of the ignition chamber, possibly even over the entire length of the ignition chamber, whereby according to a further feature, these openings can be arranged in helical rows, which creates a twist in the flame that stabilizes it.
  • these openings can be arranged in helical rows, which creates a twist in the flame that stabilizes it.
  • other known means for generating a swirl in the flame gases could also be provided.
  • the opening provided for the transfer of the combustion gases from the combustion chamber to the heat exchanger is expediently arranged near the ignition chamber.
  • the instruction to arrange the transfer opening next to the ignition chamber should generally be understood to mean that this opening should be provided near the end of the combustion chamber on the ignition chamber side so that the countercurrent described can occur therein.
  • liquid fuels especially those with high heat of vaporization
  • the arrangement is expediently such that the liquid fuel is essentially evaporated during normal operation of the device before it reaches the combustion zone or, even better, before it is combined with the combustion air.
  • the air duct mentioned is expediently arranged on the side facing away from the heat exchanger.
  • it can also be provided that it essentially surrounds the combustion chamber or that the water space of the heat exchanger borders the combustion chamber on more than one side and the air duct is provided on the other sides.
  • the heat exchanger which is rectangular or round in cross section, completely surrounds the combustion chamber and the air and fuel supply pipes are guided through the combustion chamber.
  • an essentially square housing 1 In an essentially square housing 1, four elements with essentially the same length and width (measured transversely to the plane of the drawing in Fig. 1) are arranged side by side, namely an element forming the air duct 2, 3, the combustion chamber 4, the heat exchanger 5 and a room 6 to accommodate the pump and blower and, if necessary, other additional parts.
  • the ignition chamber 10 which is delimited by a tube 11 which is fastened to the left combustion chamber wall 12, extends centrally in the longitudinal direction of the combustion chamber 4 and is open at its free end 13. It is surrounded by a second tube 14, which forms a double jacket with the first tube 11, which encloses an annular space 15 which is closed at the tube ends and forms the preheating chamber explained above.
  • This is connected via the short duct 16 to the opening 8, so that the air preheated in the ducts 2, 3 can flow through the opening 8 and the short duct 16 into the preheating chamber 15 which surrounds the ignition chamber 10.
  • in the short channel 16 opens a tube 17 which forms the feed lines for the liquid fuel, for example diesel oil.
  • this tube Since this tube is in heat exchange with the gases in the combustion chamber 4, the oil produced therein is preheated before it exits into the short channel 16 at the end of the tube 17.
  • the arrangement is expediently such that the fuel still flows into the channel 16 in liquid form. Together with the combustion air, it is then fed into the preheating chamber 15 and from there through a plurality of small openings 18 in the inner tube 11 into the ignition chamber 10.
  • the device works in the following way.
  • the glow plug 20 is switched on in the starting phase, which quickly heats the surrounding part of the tube 11. If liquid fuel from line 17 now drips through the short channel 18 onto this wall and through the openings 18 onto the glow plug, it is rapidly evaporated and the ignition takes place without any problems, while combustion air is conveyed through the suction fan 25.
  • the combustion air in the channels 2, 3 is heated through the wall 9 from the combustion chamber 4.
  • the fuel in line 17 is preheated. Air and fuel together are then further heated in the preheating chamber 15 because the tubes 11 and 14 are exposed to the fuel gases.
  • Both the combustion chamber and the heat exchanger can consist of commercially available square tube, for example 50x50 mm, which lie one on top of the other so that the combustion chamber is at the top and the heat exchanger at the bottom .
  • the two square tubes are closed with a continuous sheet and are firmly connected in this way.
  • the longitudinal surfaces are also screwed together on each side by means of continuous sheets, which can be made of aluminum for better heat conduction, while the heat is immediately removed parts made of steel, possibly stainless steel.
  • the four side panels protrude from the combustion chamber part and thus form the preheating ducts for the combustion air.
  • the rectangular cross sections allow a particularly compact design.
  • the fuel supply via the glow plug should only be supplied during the ignition phase and when using liquid fuel. This is no longer absolutely necessary in full operation.
  • the combustion chamber 104 is surrounded on all sides with the exception of the longitudinal ends by the heat exchanger 105, which has a rectangular cross section in the case of FIG. 5 and a round cross section in the case of FIG. 6.
  • the combustion chamber side walls 128 are therefore cooled uniformly by the heat carrier (for example water) contained in the heat exchanger 105. If desired, this direct cooling can also be extended to the end walls of the combustion chamber.
  • the combustion air is supplied through the pipe 102, which is guided through the combustion chamber 104, so that the combustion air is preheated before it reaches the preheating chamber 115 through the duct 116.
  • a reversal of direction takes place in the combustion chamber 104, so that the combustion gases, which are still in the imperfect combustion stage, are enclosed by a jacket of essentially completely burned gases. They pull through an opening 122, which is provided uniformly over the circumference of the combustion chamber, into the annular feed chamber 123 of the heat exchanger, from which they pull the heat exchanger through exchanger tubes 124 before they leave the device through the hood 125.
  • a suction fan (not shown) or preferably a pressure fan for the combustion air can be provided.
  • both reactants are heated up to very high before the combustion process in such a way that the energy which still needs to be used for their chemical activation in the combustion process is reduced, so that the combustion process can proceed very quickly and completely and the proportion of unburned Products in the exhaust gas is lowered.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät mit einem Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe mit einem Brennraum, einer zum Brennraum offenen Zündkammer, einer Zündeinrichtung in der Zündkammer, Einrichtungen zum Zuführen von Brennstoff und Luft zur Zündkammer und einem an den Brennraum angeschlossenen Wärmetauscher.
  • Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Heizgerät für die Beheizung von Aufenthaltsräumen, z.B bei Ölheizungen für Wohnhäuser.
  • Bekannte Heizgeräte sind für die Gemischaufbereitung auf empfindliche Düsen oder Zerstäuber angewiesen, die verschleißen können und störanfällig sind. Sie haben hohen Platzbedarf und sind im allgemeinen nur für bestimmte Brennstoffe verwendbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Platzbedarf zu verringern, die Bauweise zu vereinfachen, die Gemischaufbereitung und die Abgaswerte zu verbessern, empfindliche und verschleißanfällige Funktionsteile zu vermeiden und/ oder ein in bezug auf die Brennstoffeigenschaften breitbandiges Verbrennungsverhalten zu erreichen, ohne die Betriebssicherheit zu beeinträchtigen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Zündkammer, die mehrfach länger als breit ist, von einer Vorwärmkammer umgeben ist, der sowohl die Luft als auch der Brennstoff zuführbar ist und daß die diese Kammern trennende Wand eine Vielzahl von kleinen Öffnungen für den Durchtritt des Brenngemischs in die Zündkammer enthält.
  • Durch diese Merkmale wird eine Intensivierung der Verbrennung erreicht, die es gestattet, die Maße der Zündkammer und der Brennkammer wesentlich zu reduzieren. Dadurch wird nicht nur der Raumbedarf des Geräts insgesamt verringert, sondern kann auch sein Aufbau vereinfacht werden, weil es leichter ist, einen hoch belasteten, kleineren Brennraum sicher abzuschirmen als einen großen, weniger belasteten. Auch läßt sich die Sicherheit gegen Verpuffungen bei einem kleineren Brennraum leichter verwirklichen als bei einem großen.
  • Die schlanke Ausbildung der Zündkammer, die vorteilhafterweise durch eine mindestens dreimal so große Länge wie Weite charakterisiert ist, hat erstens den Vorteil eines besseren Einschlusses der Flamme und damit einer höheren Zündtemperatur und sichereren Zündung. Das gilt nicht nur für den laufenden Betrieb, sondern auch für den Brennerstart. Die Konzentration der Wärme in der Zündkammer hat eine sehr gleichmäßige Erwärmung der diese umgebenden Vorwärmkammer zur Folge, die wiederum eine sehr gleichmäßige Vorwärmung und Zufuhr des Luft/Brennstoffgemischs und damit eine sehr gleichmäßige Flammenbildung ermöglicht. Weil die Vorwärmkammer (entsprechend der kleinen Zündkammer) sehr klein ist, wird sie intensiv durchströmt und bilden sich weniger leicht tote Winkel, in denen Überhitzungsgefahr entstehen könnte. Auch die Mischung von Luft und Brennstoff wird durch die intensive Durchströmung begünstigt. Dabei ist die Anordnung wegen der Möglichkeit, eine Vielzahl kleiner Durchtrittsöffnungen von der Vorwärmkammer zur Zündkammer sowie eine hohe Durchtrittsgeschwindigkeit vorzusehen, sicher gegen ein Zurückschlagen der Flamme in die Vorwärmkammer. Die Vorwärmung des Brenngemischs trägt zur gleichmäßigen Flammenbildung und vollständigen Verbrennung und damit auch zur Vermeidung der Bildung von Verbrennungsrückständen bei.
  • Die Zündeinrichtungen der Zündkammer wird zweckmäßigerweise - wie an sich bekannt - von einer langgestreckten Glühkerze gebildet, die in Längsrichtung der Zündkammer mit geringem Abstand von deren Wand vorgesehen ist. Der geringe Abstand der Zündkammerwand von der Glühkerze der in der Größenordnung einiger Millimeter liegt, begünstigt erstens eine intensive Erhitzung der Zündkammerwand und damit gleichzeitig der Vorwärmkammer, so daß von Anfang an eine hinreichende Brennstoffvergasung bzw. -vorwärmung stattfindet, wobei gleichzeitig zweitens infolge des geringen Durchmessers des zu erwärmenden Wandteils dessen Wärmekapazität auf ein Minimum reduziert wird und dadurch die Vorwärmzeit verringert bzw. die innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erreichbare Vorwärmtemperatur erhöht wird.
  • Da die Glühkerze am geschlossenen Ende der Zündkammer angeordnet sein muß und also in demjenigen Bereich, in welchem die Flamme noch nicht vollständig entwickelt sein kann, ist sie trotz der engen Ausführung der Zündkammer und trotz der intensiven Wärmenutzung in der Startphase vor Überhitzung während des laufenden Betriebs geschützt.
  • Zweckmäßigerweise ist die Öffnung zur Zuführung des flüssigen Brennstoffs zur Vorwärmkammer oberhalb von der Glühkerze angeordnet, wobei ferner die Zündkammer mit der Glühkerze im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Diese Anordnung gewährleistet, daß in der Startphase der flüssige Brennstoff zunächst auf denjenigen Wandbereich der Vorwärmkammer tropft, der durch die Glühkerze vorgewärmt ist, sowie durch die Öffnungen hindurch auf die Glühkerze selbst. Dadurch wird sichere Verdampfung von Anfang an gewährleistet und damit auch eine sichere Zündung.
  • Die kleinen Öffnungen für den Durchtritt des Brenngemischs in die Zündkammer sind zweckmäßigerweise über den größeren Teil der Länge der Zündkammer, ggf. sogar über die gesamte Länge der Zündkammer, gleichmäßig verteilt, wobei nach einem weiteren Merkmal diese Öffnungen in schraubenförmig verlaufenden Reihen angeordnet sein können, wodurch in der Flamme ein Drall erzielt wird, der sie stabilisiert. Selbstverständlich könnten auch andere, bekannte Mittel zur Erzeugung eines Dralls in den Flammengasen vorgesehen sein.
  • Bekannt ist auch eine Zündanordnung für einen Topfbrenner (US-A 29 66 943), die in einer seitlich an den Brennertopf angesetzten, rohrförmigen Kammer einen zylindrischen, zu der Kammer koaxialen Verdampfer enthält, der von mehreren Lagen Drahtnetz gebildet ist, eine elektrisch beheizte Zündwendel enthält und durch einen von außen dagegen gerichteten Strahl flüssigen Brennstoffs beaufschlagt wird. Nach der Zündung ergibt sich eine aus der Kammer in den Brennertopf gerichtete Flamme, die den in dem Brennertopf befindlichen Brennstoffzündet. Vollkommene Verbrennung innerhalb der Zündanordnung wird nicht angestrebt; im Gegenteil kann unverbrannter Brennstoff von dort in den Brennertopf ablaufen. Hochwertige Gemischaufbereitung und eine Verbesserung der Abgaswerte bei geringem Raumbedarf lassen sich auf diese Weise nicht erreichen.
  • In vielen Fällen reicht die Beaufschlagung der Vorwärmkammer mit Wärme von der Zündkammer her aus. Wenn flüssige Brennstoffe verwendet werden, die eine verhältnismäßig hohe Verdampfungswärme benötigen, wie beispielsweise Dieselöl, so kann es zweckmäßig sein, die Vorwärmkammer nicht nur von innen, sondern auch von außen dadurch zu erhitzen, daß die Vorwärmkammer auch auf ihrer Außenseite von den Brenngasen durchspült wird. Dies gelingt in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch, daß ein die Vorwärmkammer bildender Doppelmantel frei im Brennraum angeordnet ist.
  • Der Wärmetauscher ist zweckmäßigerweise ein Röhrenwärmeaustauscher, beispielsweise mit quer zum Weg der Brenngase (verbrannte Gase) verlaufenden Wasserrohren, die auch berippt sein sein können. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von Austauscherröhren, die in Richtung der Brenngasströmung verlaufen, wodurch die Strömungsverluste gering gehalten werden. Dabei kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß das Brenngas die Röhren durchströmt die ihrerseits in einem Wasserraum gelegen sind. Dieser grenzt zweckmäßigerweise an den Brennraum, so daß erteilweise von der Brennraumwand begrenzt ist und auch ein direkter Wärmeaustausch durch die Brennraumwand hindurch erfolgen kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die für den Übertritt der Brenngase aus dem Brennraum zum Wärmetauscher vorgesehene Öffnung nahe der Zündkammer zweckmäßigerweise seitlich von dieser angeordnet. Das bedeutet, daß die Brenngase nach dem Verlassen der Zündkammer im Brennraum ihre Richtung umkehren müssen. Dadurch wird zum einen der Verbrennungsvorgang intensiviert, weil die Verbrennungsgase gut durchwirbelt werden und vor Abschluß der Verbrennung von den kühlen Brennraumwänden ferngehalten sind. Dies trägt dazu bei, daß die Brennraumabmessungen klein gehalten werden können. Ferner hat dies den Vorteil, daß die Gefahr einer Ablagerung von Verbrennungsrückständen, insbesondere unverbrannten oder halb verbrannten Rückständen wie Ruß, reduziert wird. In diesem Zusammenhang versteht es sich, daß die Anweisung, die Übertrittsöffnung neben der Zündkammer anzuordnen, allgemein dahin zu verstehen ist, daß diese Öffnung nahe dem zündkammerseitigen Ende des Brennraums vorgesehen sein soll, damit der geschilderte Gegenstrom darin zustande kommen kann.
  • Bei Verwendung von flüssigen Brennstoffen, insbesondere solchen mit hoher Verdampfungswärme, kann es zweckmäßig sein, den Brennstoff schon vorzuwärmen, bevor er die Vorwärmkammer erreicht. Dies gelingt nach der Erfindung dadurch, daß ein Rohr für die Zuführung von flüssigem Brennstoff zur Vorwärmkammer durch den Brennraum geführt ist. Die Anordnung ist dabei zweckmäßigerweise so getroffen, daß der flüssige Brennstoff im Normalbetrieb des Geräts im wesentlichen verdampft ist, bevor er die Brennzone erreicht oder besser noch bevor er mit der Verbrennungsluft zusammengeführt wird.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann angrenzend an den Brennraum und im Wärmeaustausch mit diesem ein Luftzuführungskanal vorgesehen sein. Zum einen ermöglicht dieses Merkmal eine Vorwärmung der Verbrennungsluft mit minimalem konstruktiven Aufwand. Zum anderen schirmt der Luftführungskanal die heiße Brennraumwand gegenüber der Außenfläche des Gehäuses ab, wodurch die sonst für Wärmedämmung notwendigen Maßnahmen entfallen können. Der Luftzuführungskanal kann auch durch den Brennraum hindurchgeführt sein.
  • Wenn die Brennkammer und der Wärmetauscher seitlich voneinander angeordnet sind, ist der genannte Luftführungskanal zweckmäßigerweise auf der dem Wärmetauscher abgewandten Seite angeordnet. Jedoch kann auch vorgesehen sein, daß er den Brennraum im wesentlichen umgibt oder daß der Wasserraum des Wärmetauschers an mehr als einer Seite an den Brennraum grenzt und der Luftführungskanal an den anderen Seiten vorgesehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umgibt der im Querschnitt rechteckige oder runde Wärmetauscher den Brennraum vollständig und sind die Luft- und Brennstoffzuführungsrohre durch den Brennraum geführt.
  • Bei der erwähnten Nebeneinander-Anordnung von in Breite und Länge aufeinander abgestimmten Brennräumen, Wärmetauschern und ggf. Luftführungskanälen ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion, wenn diese Komponenten mit jeweils rechteckigem Querschnitt innerhalb eines gemeinsamen, flachen Gehäuses untergebracht sind. Auch das Gebläse und ggf. eine Wasserpumpe für den Wärmetauscher können in diesem Gehäuse platz finden, und zwar zweckmäßigerweise in Fortsetzung der Haupterstreckungsebene der drei anderen Komponenten, damit die Breite des Geräts in Richtung seiner geringsten Dimension nicht dadurch vergroßert wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung veranschaulicht. Darin zeigen:
    • Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform,
    • Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie 11-11 der Fig. 1,
    • Fig. einen Schnitt gemäß Linie 111-111 der Fig. 1,
    • Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform und
    • Fig. 5 u. 6 Querschnitte durch zwei Alternativen der Ausführungsform gemäß Fig. 4 längs der Linie V-VI der Fig. 4.
  • In einem im wesentlichen quadrischen Gehäuse 1 sind vier Elemente mit im wesentlichen gleicher Länge und gleicher Breite (gemessen quer zurZeichenebene in Fig. 1) nebeneinander angeordnet, nämlich ein die Luftführungskanäle 2, 3 bildendes Element, der Brennraum 4, der Wärmetauscher 5 und ein Raum 6 zur Aufnahme von Pumpe und Gebläse und ggf. weiteren Ergänzungsteilen.
  • Durch eine Öffnung 7 tritt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in das Gehäuse ein, verteilt sich auf die beiden Luftführungskanäle 2, um schließlich sich im Luftführungskanal 3 wieder zu vereinigen, der in einer Öffnung 8 endet, die die Wand 9 durchbricht, die die Kanäle 2, 3 von der Brennkammer 4 trennt. Durch die Wand 9 findet Wärmeaustausch und somit Vorwärmung der Verbrennungsluft von dem Brennraum 4 her statt.
  • Unterhalb der Öffnung 8 befindet sich die Zündkammer 10, die von einem Rohr 11 begrenzt ist, das dicht an der linken Brennraumwand 12 befestigt ist, sich mittig in Längsrichtung des Brennraums 4 erstreckt und an seinem freien Ende 13 offen ist. Es wird umgeben von einem zweiten Rohr 14, das mit dem ersten Rohr 11 einen Doppelmantel bildet, der einen an den Rohrenden geschlossenen Ringraum 15 einschließt, der die oben erläuterte Vorwärmkammer bildet. Diese steht über den kurzen Kanal 16 mit der Öffnung 8 in Verbindung, so daß die in den Kanälen 2, 3 vorgewärmte Luft durch die Öffnung 8 und den kurzen Kanal 16 in die Vorwärmkammer 15 strömen kann, die die Zündkammer 10 umgibt. indem kurzen Kanal 16 mündet ein Rohr 17, das die Zuleitungen für den flüssigen Brennstoff, beispielsweise Dieselöl, bildet.
  • Da dieses Rohr im Wärmeaustausch mit den Gasen im Brennraum 4 steht, wird das darin geförderte Öl vorgewärmt, bevor es am Ende des Rohrs 17 in den kurzen Kanal 16 austritt. Zweckmäßigerweise ist die Anordnung so getroffen, daß der Brennstoff noch flüssig in den Kanal 16 gelangt. Zusammen mit der Verbrennungsluft wird er dann in die Vorwärmkammer 15 und von dieser durch eine Vielzahl kleiner Öffnungen 18 in dem inneren Rohr 11 in die Zündkammer 10 geführt.
  • Diese enthält die Glühkerze 20, die mindestens während der Zündphase, ggf. auch während der gesamten Betriebsdauer beheizt wird, um die Zündung sicherzustellen.
  • In der Zündkammer 10 bildet sich infolge von deren im Verhältnis zur Länge geringen Weite eine schlanke Flamme 21 aus, die mit hoher Geschwindigkeit in den Brennraum 4 austritt. Die Brenngase werden dann in Pfeilrichtung gewendet, um durch die Öffnung 22 überzutreten in den Zuführungsraum 23 des Wärmetauschers 5. Dieser enthält in einem Wasserraum ein Rohrbündel 24, durch das die Brenngase mit geringem Druckverlust durch das Sauggebläse 25 abgesaugt werden können. Das in dem Wasserraum zu erhitzende Wasser wird durch Anschlußstutzen 26 mittels einer Pumpe 27 durch strichpunktiert angedeutete Leitungsführungen zirkuliert.
  • Der Brennraum 4 und der Wasserraum des Wärmetauschers 5 stehen auch durch die gemeinsame Wand 28 im Wärmeaustausch. Ferner kann Wärmetransport durch dicke Bleche 29 aus gut wärmeleitendem Metall vermittelt werden. Zwischen den Wänden des Brennraums 4 sowie ggf. den Blechen 29 einerseits und dem Gehäuse 2 andererseits kann eine in Fig. 3 schraffiert angedeutete Wärmedämmung vorgesehen sein, wenn dies erforderlich erscheint.
  • Das Gerät arbeitet in folgender Weise. Zunächst wird in der Startphase die Glühkerze 20 eingeschaltet, die den sie umgebenden Teil des Rohrs 11 rasch erhitzt. Wenn nun flüssiger Brennstoff aus der Leitung 17 durch den kurzen Kanal 18 auf diese Wand und durch die Öffnungen 18 hindurch auf die Glühkerze tropft, so wird er rasch verdampft und die Zündung erfolgt problemlos, während Verbrennungsluft durch das Sauggebläse 25 gefördert wird. Während des Betriebs wird die Verbrennungsluft in den Kanälen 2, 3 durch die Wand 9 hindurch vom Brennraum 4 her erhitzt. Ferner wird der Brennstoff in der Leitung 17 vorgewärmt. Luft und Brennstoff zusammen werden dann weiter in der Vorwärmkammer 15 erhitzt, weil die Rohre 11 und 14 den Brenngasen ausgesetzt sind. Infolge der geringen Strömungsquerschnitte werden sie in der Vorwärmkammer gut durchmischt und gelangen durch die Öffnungen 18 in die Zündkammer, wo die Verbrennung dank der Vorwärmung, Vergasung und gleichmäßigen Durchmischung sehr gleichmäßig und intensiv erfolgen kann. Die Brenngase kehren dann in Pfeilrichtung um, so daß sie mit den kühlen Wänden 28 erst dann in Berührung kommen, wenn die Verbrennung weitgehend abgeschlossen ist, so daß sich keine unverbrannten Produkte niederschlagen. Andererseits findet noch während des Verbrennungsprozesses eine Strahlungskühlung statt, so daß das Reaktionsgleichgewicht zu niedrigen CO-Werten hin verschoben wird und der CO-Gehalt im Abgas entsprechend niedrig liegt. Dann geben die Gase im Wärmetauscher 4 ihre Wärme ab und entweichen durch den Druckstutzen des Gebläses 25. Sowohl der Brennraum als auch der Wärmetauscher können aus handelsüblichem Vierkantrohr, beispielsweise 50x50 mm bestehen, die so aufeinanderliegen, daß sich oben der Brennraum und unten der Wärmetauscher befinden. An den offenen Enden sind die beiden Vierkantrohre mit einem durchgehenden Blech verschlossen und auf diese Weise fest miteinander verbunden. Die Längsflächen sind ebenfalls auf jeder Seite miteinander mittels durchgehender Bleche verschraubt, die zwecks besserer Wärmeleitung aus Aluminium bestehen können, während die der Hitze unmittelbar ausgesetzten Teile aus Stahl, ggf. Edelstahl bestehen können. Die vier Seitenbleche überragen den Brennraumteil und bilden auf diese Weise die Vorwärmkanäle für die Verbrennungsluft. Die rechteckigen Querschnitte erlauben eine besonders kompakte Bauweise.
  • Nur während der Zündphase und bei Benutzung flüssigen Brennstoffs soll die Brennstoffzufuhr über der Glühkerze zugeführt werden. Im vollen Betrieb ist dies nicht mehr unbedingt erforderlich.
  • In der Ausführung gemäß Fig. 4 bis 6 gleichen Aufbau und Funktion, soweit aus dem folgenden oder der Zeichnung nicht anders ersichtlich, denjenigen der ersten Ausführungsform.
  • Der Brennraum 104 ist auf allen Seiten mit Ausnahme der Längsenden von dem Wärmetauscher 105 umgeben, der im Falle der Fig. 5 rechteckigen und im Falle der Fig. 6 runden Querschnitt hat. Die Brennraumseitenwände 128 werden daher gleichmäßig von dem im Wärmetauscher 105 enthaltenden Wärmeträger (beispielsweise Wasser) gekühlt. Gewünschtenfalls kann diese direkte Kühlung auch auf die Endwände des Brennraums ausgedehnt werden.
  • Die Verbrennungsluft wird durch das Rohr 102 zugeführt, das durch den Brennraum 104 geführt ist, so daß die Verbrennungsluft vorgewärmt wird, bevor sie durch den Kanal 116 zu der Vorwärmkammer 115 gelangt.
  • Das Brennstoffrohr 117 ist gleichfalls durch den Brennraum 104 geführt und mündet bei 103 in dem Luftkanal 102. Dies ist auch bei flüssigem Brennstoff wie leichtes Heizöl dank seiner Vorwärmung möglich, zumal er auch im Luftkanal 102, soweit er noch nicht vergast sein sollte, auf die vom Brennraum direkt beheizte Wand des Kanals gelangt und von dort rasch verdampft. Der Brennstoff gelangt dann mit der Verbrennungsluft in die Vorwärmkammer 115 und die Zündkammer 110. Damit er auch in der Anfahrphase zur Vorwärmkammer gelangt, kann der Luftkanal von der Mündungsstelle 103 bis zur Vorwärmkammer 115 geneigt sein.
  • Im Brennraum 104 findet auch bei dieser Ausführungsform eine Richtungsumkehr statt, so daß die noch im Stadium unvollkommener Verbrennung befindlichen Brenngase von einem Mantel von im wesentlichen vollständig verbrannten Gasen umschlossen sind. Sie ziehen durch eine Öffnung 122, die gleichmäßig über den Umfang des Brennraums vorgesehen ist, in den ringförmigen Zuführungsraum 123 des Wärmetauschers ab, von dem aus sie den Wärmetauscher durch Austauscherrohre 124 durchziehen, bevor sie das Gerät durch den Abzug 125 verlassen.
  • Es kann ein nicht dargestelltes Sauggebläse oder vorzugsweise ein Druckgebläse für die Verbrennungsluft vorgesehen sein.
  • Die dank der Erfindung erreichbare hohe Qualität des Verbrennungsvorgangs erkennt man daran, daß die Flamme auch bei Verwendung von Heizöl vollständig blau ohne gelben Anteil brennt und daß das Gerät mit sehr geringem Luftüberschuß betrieben werden kann.
  • Mit Hilfe der Erfindung werden beide Reaktionspartner vor dem Verbrennungsvorgang hoch bis sehr hoch derart erhitzt, daß die Energie, die zu ihrer chemischen Aktivierung im Verbrennungsprozeß noch aufgewendet werden muß, gesenkt wird, so daß der Verbrennungsvorgang sehr rasch und vollständig ablaufen kann und der Anteil unverbrannter Produkte im Abgas gesenkt wird.

Claims (17)

1. Heizgerät mit einem Brenner für flüssige, oder gasförmige Brennstoffe, insbesondere zur Beheizung von Fahrzeugen und Aufenthaltsräumen, mit einem Brennraum, einer zum Brennraum offenen Zündkammer, einer Zündeinrichtung in der Zündkammer, Einrichtungen zum Zuführen von Brennstoff und Luft zur Zündkammer und einem den Brennraum angeschlossenen Wärmetauscher, wobei die Zündkammer (10), die mehrfach länger als breit ist, von einer Vorwärmkammer (15) umgeben ist, der sowohl die Luft als auch der Brennstoff zuführbar sind, und daß die diese Kammern trennende Wand (11) eine Vielzahl von kleinen Öffnungen (18) für den Durchtritt des Brenngemisches in die Zündkammer (10) enthält.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zündkammer (10) mindestens dreimal so groß ist wie ihre Weite.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung in der Zündkammer (10) von einer langgestreckten Glühkerze (20) gebildet ist, die in Längsrichtung der Zündkammer mit geringem Abstand von deren Wand angeordnet ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (16) zur Zuführung von flüssigem Brennstoff zur Vorwärmkammer (15) oberhalb von der Glühkerze (20) angeordnet ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer (10) im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Öffnungen (18) gleichmäßig über den größeren Teil der Länge der Zündkammer (10) verteilt sind.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmkammer (15) auf ihrer Außenseite von den Brenngasen bespült ist.
8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Vorwärmkammer (15) bildender Doppelmantel (11, 14) frei im Brennraum (4) angeordnet ist.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (5) ein Röhrenwärmeaustauscher ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austauscherröhren (24) brenngasdurchströmt sind.
11. Gerat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum (4) und der Wärmetauscher (5) mit etwa gleicher Länge und Breite neben- oder untereinander angeordnet sind.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher den Brennraum im wesentlichen umgibt.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserraum des Wärmetauschers (5) teilweise von der Brennraumwand (28) mindestens großenteils begrenzt ist.
14. Gerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Übertritt der Brenngase aus dem Brennraum (4) zum Wärmetauscher (5) vorgesehene Öffnung (22) nahe dem zündkammerseitigen Ende der Brennkammer angeordnet ist.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (17) für die Zuführung von Brennstoff zur Vorwärmkammer (15) durch den Brennraum (4) geführt ist.
16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Brennraum (4) und im Wärmeaustausch mit diesen ein Luftzuführungskanal (2, 3) vorgesehen ist.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzuführungskanal (102) durch den Brennraum (104) hindurchgeht.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802423A (en) * 1987-12-01 1989-02-07 Regenerative Environmental Equipment Co. Inc. Combustion apparatus with auxiliary burning unit for liquid fluids
FR2624253B1 (fr) * 1987-12-04 1991-11-15 Gaz De France Bruleur radiant a gaz
AT397856B (de) * 1990-11-09 1994-07-25 Walter Zankl Heizungsanlage für heizung und brauchwassererwärmung
DE10333115A1 (de) * 2003-07-21 2005-03-03 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Brenneranordnung für ein Fahrzeugheizgerät

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2966943A (en) * 1957-02-11 1961-01-03 Controls Co Of America Electric ignition assembly for liquid fuel burners
US3150710A (en) * 1961-06-27 1964-09-29 Riley Stoker Corp Electrically ignited pilot burner
SE410219B (sv) * 1972-06-14 1979-10-01 Monark Crescent Ab Tendanordning vid forgasningsbrennare
DE2912082A1 (de) * 1979-03-27 1980-10-02 Smit Ovens Nijmegen Bv Brenneranordnung fuer nahezu stoechiometrische verbrennung
DE3233319C2 (de) * 1982-09-08 1986-08-07 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Verdampfungsbrenner

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