EP1162403A1 - Verdampferkammer für Ölverdampfer-Vormischbrenner - Google Patents

Verdampferkammer für Ölverdampfer-Vormischbrenner Download PDF

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EP1162403A1
EP1162403A1 EP01890159A EP01890159A EP1162403A1 EP 1162403 A1 EP1162403 A1 EP 1162403A1 EP 01890159 A EP01890159 A EP 01890159A EP 01890159 A EP01890159 A EP 01890159A EP 1162403 A1 EP1162403 A1 EP 1162403A1
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evaporator chamber
jacket
evaporator
burner tube
combustion gases
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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
    • F23D11/441—Vaporising devices incorporated with burners

Definitions

  • the invention relates to an evaporator chamber according to the Preamble of claim 1.
  • a corresponding evaporator chamber is made up of one principle Burner known from WO 0012935 A. With such burners amount of oil distributed according to the burner's output distributed in the evaporator chamber, brought to evaporation by the supply of heat and with that of one Combustion air supplied to the blower is still within the also under the Designation "flame holder" known burner tube mixed. To the The oil vapor-air mixture emerges from the wall openings of the burner tube ignited and brought to combustion. The one for the evaporation of the heating oil The required thermal energy is generated in the start-up phase by the electrical resistance heating generated and during normal operation by heating the Evaporator chamber via the redirected hot combustion gases or Flames fed.
  • the known evaporator chamber is relatively small Thermal efficiency of the electric heater for evaporation and needed therefore a higher electrical connected load.
  • a relative must greater proportion of the hot combustion gases to the outside of the evaporator chamber be redirected to the sufficient in continuous operation To ensure evaporation and preheating of the heating oil.
  • DE 42 38 718 A is the two-part design of the evaporator chamber known.
  • the electrical resistance heating also provided here is provided in the form of tubular radiators in the bottom of the lower part Grooves used. This lower part is from the attached coat by one insulating liner separated so that the heater is essentially only for Heating the lower part is used.
  • JP 59009418 A is also a two-part evaporator chamber the heating in downwardly open grooves one opposite the bowl-shaped Lower part of the thickened jacket part attached.
  • the object of the invention is therefore to an evaporator chamber create that with high utilization of the supplied electrical energy for the Evaporation task a protected housing of the electrical resistance heating guaranteed and even during continuous operation Heating the inside of the evaporator chamber while avoiding Overheating spots resulting in sooting enables this as well Continuous operation, the introduction of sufficiently high, z. B. in the order of magnitude of 350 ° C heating temperatures of the evaporator chamber from the Secures combustion.
  • the electric heater is by the closed channel protected from external influences and ensures a favorable heating of both parts of the evaporator chamber.
  • the evaporator chamber insulation ring enclosing at a distance during continuous operation the proportion of the burner tube used to heat the evaporator chamber hot combustion gases to be discharged are reduced and these cool down Gases on heat exchanger surfaces of a boiler or the like, in which the burner is largely avoided.
  • the jacket of the evaporator chamber can improve the heat transfer be formed according to claim 2.
  • This surface coating can be a powder coating or an oxidation layer that is as dark as possible.
  • An oil evaporator premix burner 2 is in a heating boiler 1 used, which essentially consists of an air supply device with a fan 3, a fuel supply device 4 and an evaporator chamber 5, a bottom opening 6 for the fuel supply to an atomizer having.
  • a burner tube 8 is attached, which has openings in its jacket and that is surrounded in the lower area by a diversion apron 9, which is a part the combustion gases down around the jacket of the evaporator chamber 5 derives.
  • a diversion apron 9 which is a part the combustion gases down around the jacket of the evaporator chamber 5 derives.
  • an insulation ring 10 is attached, a cooling of these redirected combustion gases on the heat exchanger surfaces of the boiler prevented.
  • the evaporator chamber of interest here is shown in FIGS. 2 and 3 from a bottom part 11 and a jacket 12, which are tightly connected to each other are and one of annular grooves 13, 14 of the two parts enclosed Include duct 15, in which - embedded in a heat conducting mass - an electrical resistance heater is housed, the connection ends 16 are led out to one side, the lead-out according to FIG. 3 via a side collar 17 and, according to FIG. 4, again between bottom 11 and jacket 12 enclosed grooves complementing each other to channels.
  • the interior of the jacket 12 is graduated several times.
  • this jacket 12 is a groove 18 for receiving the lower end of the Burner tube 8 is provided, which is at the upper end with a bevel 19 expanded inwards, the inserted burner tube 8 through in holes 20 inserted pins or screws can be secured.
  • the base 11 equipped with guide ribs 21, 22, to improve the heat transfer from the hot combustion gases.
  • the faces of the cavity 23 of the evaporator chamber Bottom 11 and the shell 12 are made with a surface coating a material that increases the radiation emissivity.
  • the evaporator chamber 5 is inserted at the bottom of the boiler 1 through openings 24 Screws attached.

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Abstract

Eine Verdampferkammer (5) in Ölverdampfer-Vormischbrennern ist in Grundform einer zylindrischen Schale (11, 12) aus einem Unterteil (11) und einem angesetzten Mantel (12) gebildet, besitzt eine Bodenöffnung (6) für die Brennstoff- und Luftzuführungen und eine in Ringnuten (13, 14) eingesetzte elektrische Widerstandsheizung. Ein hohlzylindrisches Brennerrohr (8) ist an den Mantel (12) ansetzbar. Äußere Leiteinrichtungen (9) führen einen Teil der Verbrennungsgase vom Brennerrohr (8) zum Mantel (12). Der Unterteil (11) ist als Boden (11) der Schale ausgebildet, die Ringnuten (13, 14) für die Widerstandsheizung sind zu deren Schutz und zur Verbesserung der Wärmeübergabe zueinander offen im Boden (11) und Mantel (12) vorgesehen und bilden miteinander einen geschlossenen Kanal (15). Ein die Verdampferkammer (5) mit Abstand umschließender Isoliationsring (10) dient zur Konzentration der Wärmeabgabe der heißen Verbrennungsgase auf die Verdampferkammer (5). <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdampferkammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine entsprechende Verdampferkammer ist dem Prinzip nach aus einem Brenner nach der WO 0012935 A bekannt. Bei derartigen Brennern wird die nach Leistung des Brenners dosierte Ölmenge in der Verdampferkammer verteilt, durch Wärmezufuhr zur Verdampfung gebracht und mit der von einem Gebläse zugeführten Verbrennungsluft noch innerhalb des auch unter der Bezeichnung "Flammenhalter" bekannten Brennerrohres gemischt. An den Wandungsöffnungen des Brennerrohres tritt das Öldampf-Luftgemisch aus, wird gezündet und zur Verbrennung gebracht. Die für die Verdampfung des Heizöles benötigte Wärmeenergie wird in der Startphase durch die elektrische Widerstandsheizung erzeugt und während des Normalbetriebes durch Aufheizung der Verdampferkammer über die umgeleiteten heißen Verbrennungsgase bzw. Flammen zugeführt. Die bekannte Verdampferkammer hat einen relativ geringen Wärmewirkungsgrad der Elektroheizung für die Verdampfung und benötigt daher eine höhere elektrische Anschlußleistung. Überdies muß auch ein relativ größerer Anteil der heißen Verbrennungsgase zu der Außenseite der Verdampferkammer umgeleitet werden, um im Dauerbetrieb die ausreichende Verdampfung und Vorerhitzung des Heizöles zu gewährleisten.
Aus der DE 42 38 718 A ist die zweiteilige Ausführung der Verdampferkammer bekannt. Die auch hier vorgesehene elektrische Widerstandsheizung ist in Form von Rohrheizkörpern in an der Unterseite des Unterteiles vorgesehene Nuten eingesetzt. Dieser Unterteil ist vom angesetzten Mantel durch eine isolierende Zwischenlage getrennt, so daß die Heizung im wesentlichen nur zur Erhitzung des Unterteiles dient.
Nach der JP 59009418 A ist bei einer ebenfalls zweiteiligen Verdampferkammer die Heizung in nach unten offenen Nuten eines gegenüber dem schalenförmigen Unterteil verdickten Mantelteiles angebracht.
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges der heißen Verbrennungsgase auf den Mantel der Verdampferkammer ist es schließlich aus der EP 0 220 384 A bekannt, diesen Mantel mit die Wärmeübergangsfläche vergrößernden Rippen zu versehen.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Verdampferkammer zu schaffen, die bei hoher Ausnützung der zugeführten elektrischen Energie für die Verdampfungsaufgabe eine geschützte Unterbringung der elektrischen Widerstandsheizung gewährleistet und auch beim Dauerbetrieb eine gleichmäßige Erwärmung der Innenseite der Verdampferkammer unter Vermeidung von Versottungen ergebenden Überhitzungsstellen ermöglicht sowie bei diesem Dauerbetrieb die Einbringung hinreichend hoher, z. B. in der Größenordnung von 350 °C liegender Erhitzungstemperaturen der Verdampferkammer aus der Verbrennung sichert.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Elektroheizung durch den geschlossenen Kanal vor äußeren Einflüssen geschützt und gewährleistet eine günstige Erwärmung beider Teile der Verdampferkammer. Durch den die Verdampferkammer mit Abstand umschließenden Isolationsring wird beim Dauerbetrieb der Anteil der zur Erhitzung der Verdampferkammer vom Brennerrohr abzuleitenden heißen Verbrennungsgase verringert und eine Abkühlung dieser Gase an Wärmetauscherflächen eines Kessels od. dgl., in den der Brenner eingebaut wird, weitgehend vermieden.
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges kann der Mantel der Verdampferkammer gemäß Anspruch 2 ausgebildet werden.
Die üblicherweise für die Herstellung der Verdampferkammer eingesetzten Materialien, nämlich hitzebeständiger Stahlguß oder spanabhebend bearbeiteter hitzebeständiger Stahl, haben an sich einen relativ geringen Emissionsgrad für Strahlungswärme. Es wird deshalb eine Weiterbildung gemäß Anspruch 3 vorgesehen. Diese Oberflächenbeschichtung kann eine Pulverbeschichtung oder auch eine möglichst dunkle Oxidationsschicht sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen
Fig. 1
in schematisierter Darstellungsweise einen Teillängsschnitt durch einen mit einem Ölverdampfer-Vormischbrenner ausgestatteten Heizungskessel,
Fig. 2
eine Ausführungsform der Verdampferkammer im Längsschnitt nach der Linie II-II der Fig. 3,
Fig. 3
eine Draufsicht auf die Verdampferkammer nach Fig. 2 und
Fig. 4
eine Ausführungsvariante des Ausleitungsbereiches der Heizeinrichtung in der Fig. 3 entsprechender Darstellungsweise.
In einen Heizungskessel 1 ist ein Ölverdampfer-Vormischbrenner 2 eingesetzt, der im wesentlichen aus einer Luftzuführungseinrichtung mit Gebläse 3, einer Brennstoffzufuhreinrichtung 4 und einer Verdampferkammer 5 besteht, die eine Bodenöffnung 6 für die Brennstoffzufuhr zu einem Zerstäuber aufweist. An die Verdampferkammer 5 ist innerhalb des Verbrennungsraumes 7 ein Brennerrohr 8 angesetzt, das in seinem Mantel Öffnungen aufweist und das im unteren Bereich von einer Umleitschürze 9 umgeben ist, welche einen Teil der Verbrennungsgase nach unten um den Mantel der Verdampferkammer 5 ableitet. Mit Abstand von dieser Schürze 9 ist ein Isolationsring 10 angebracht, der eine Abkühlung dieser umgeleiteten Verbrennungsgase an den Wärmetauscherflächen des Kessels verhindert.
Die hier interessierende Verdampferkammer besteht nach den Fig. 2 und 3 aus einem Bodenteil 11 und einem Mantel 12, die miteinander dicht verbunden sind und einen von Ringnuten 13, 14 der beiden Teile umschlossenen Kanal 15 einschließen, in dem - in eine wärmeileitende Masse eingebettet - eine elektrische Widerstandsheizung untergebracht wird, deren Anschlußenden 16 nach einer Seite herausgeführt werden, wobei die Herausführung nach Fig. 3 über einen Seitenbund 17 und nach Fig. 4 über wieder zwischen Boden 11 und Mantel 12 eingeschlossene, einander zu Kanälen ergänzende Nuten erfolgt. Der Innenraum des Mantels 12 ist mehrfach abgestuft. Im oberen Randbereich dieses Mantels 12 ist eine Nut 18 zur Aufnahme des unteren Endes des Brennerrohres 8 vorgesehen, die sich am oberen Ende mit einer Abschrägung 19 nach innen erweitert, wobei das eingetzte Brennerrohr 8 durch in Bohrungen 20 eingesetzte Stifte oder Schrauben gesichert werden kann. Außenseitig sind der Mantel 12 und gemäß Fig. 2 auch der Boden 11 mit Leitrippen 21, 22 bestückt, um den Wärmeübergang von den heißen Verbrennungsgasen zu verbessern. Die zum Hohlraum 23 der Verdampferkammer weisenden Flächen des Bodens 11 und des Mantels 12 sind mit einer Oberflächenbeschichtung aus einem den Strahlungsemissionsgrad erhöhenden Material versehen. Die Verdampferkammer 5 ist am Boden des Kessels 1 mit durch Öffnungen 24 eingesetzten Schrauben befestigt.

Claims (3)

  1. Verdampferkammer für die Verdampfung von Heizöl "extra-leicht" in Ölverdampfer-Vormischbrennern, welche Verdampferkammer (5) in Grundform einer zylindrischen Schale (11, 12) zweiteilig aus einem Unterteil (11) und einem angesetzten Mantel (12) gebildet ist, eine Bodenöffnung (6) für die Brennstoff- und Luftzuführungen und im unteren Bereich eine in Ringnuten (13, 14) eingesetzte elektrische Widerstandsheizung aufweist und an deren Mantel (12) ein hohlzylindrisches, selbst Wandöffnungen aufweisendes Brennerrohr (8) ansetzbar ist, wobei äußere Leiteinrichtungen (9) einen Teil der heißen Verbrennungsgase vom Brennerrohr (8) zum Mantel (12) der Verdampferkammer (5) leiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil der Verdampferkammer (5) als Boden (11) der Schale ausgebildet ist, die Ringnuten (13, 14) für die Widerstandsheizung zueinander offen im Boden (11) und Mantel (12) vorgesehen sind und miteinander einen geschlossenen Kanal (15) bilden und daß ein die Verdampferkammer (5) mit Abstand umschließender Isolationsring (10) zur Konzentration der Wärmeabgabe der heißen Verbrennungsgase auf die Verdampferkammer (5) vorgesehen ist
  2. Verdampferkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Mantel (12) der Verdampferkammer (5) mit die Wärmeübergangsfläche zu dem vom Brennerrohr (8) abgeleiteten Teil der heißen Verbrennungsgase vergrößernden Rippen (21) versehen ist.
  3. Verdampferkammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Innenflächen des Bodens (11) und Mantels (12) der Verdampferkammer (5) eine den Strahlungs-Emissionsgrad erhöhende Oberflächenbeschichtung aufweisen.
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