SE445948B - Forstoftningsbrennare for oljebrennaranleggningar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7904168-7 2 en isolering. Vid höljets utsida är en strömställare och stick- proppshylsa för elektrisk effekttillförsel anordnad. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att angiva en för- stoftningsbrännare av inledningsvis nämnt slag, vid vilken erhål- les ett optimalt utnyttjande av förvärmningsvärmeeffekten vid minsta möjliga platsbehov.

Detta löses enligt uppfinningen medelst kännetecknen enligt efterföljande krav 1.

Vid uppfinningen sker uppvärmningen av oljan omedelbart före förgasningen, så att temperaturen och viskositeten som oljan har när den lämnar PTC-motståndskroppen, också huvudsakligen fort- farande föreligger vid förstoftningen. Emedan PTC-motstàndskrop- pen ligger fullständigt i bränsleröret respektive i den oljeström som skall uppvärmas, är värmeavgivningen till oljan bra och värme- avgivningen till omgivningen liten. Vidare kan PTC-motstândskrop- pen tillföras en förhållandevis stor effekt, emedan den alltid automatiskt genom temperaturhöjningen begränsar effekten när denna effekt inte bortledes från oljan. Allt detta tillsammans tillåter, att PTC-motståndskroppen hålles så liten att den kan anordnas i bränslerörets begränsade mått framför munstycket. Härvid störes motstândskroppen ej heller av den omedelbara närheten till mun- stycket, som vid drift starkt uppvärmes, emedan PTC-materialet utan vidare klarar av sådan temperatur och vid för stark uppvärm- ning begränsar egenuppvärmningen genom motstândshöjningen. Använ- dandet av fler än en kanal för oljepassagen säkerställer, att oljan, som i sig är en dålig värmeledare, kan uppvärmas tillräck- ligt över en förhållandevis kort kanallängd. Emedan PTC-motstânds- kroppen högst har ett litet avstånd från munstycket och uppfyller en del av bränslerörets tvärsnitt, är den uppvärmda oljevolymen liten. Vid förvärmning kommer därför p.g.a. den termiska utvidg- ningen ingen olja att tryckas ur munstycket. Emedan uppvärmnings- anordningen inte har någon värmeackumulator utan består av en PTC-motståndskropp, vars halvledarmaterial har mycket liten värme- ackumuleringsegenskap, föreligger också ingen risk, att efter pumpens avstängning och efter fläktens avstängning olja p.g.a. en efterföljande uppvärmning utvidgar sig och tryckes ut ur mun- stycket såsom "efterdroppning". 10 15 20 25 30 35 7904168-7 Vid en föredragen utföringsform, vid vilken munstycket är utbildat i en munstyckskropp med ett bakåt öppet hålrum, är PTC- motståndskroppen åtminstone till en del anordnad i detta hâlrum.

Härigenom erhålles en närhet till munstycket som tidigare ej varit möjlig att uppnå. Vidare är detta hålrum på grund av nämnda skäl tillräckligt för att upptaga PTC-motstândskroppen även om hålrummet ej har en större diameter än i storleksordningen 10 mm.

PTC-motståndskroppen kan ha med varandra och med munstycks- axeln parallella genomströmningskanaler. Tvärsnittet för dessa kan speciellt vara sexkantigt. På detta sätt gives ett uppvärm- ningselement med en, relativt sin volym, mycket stor utsida (värmeyta).

Som regel har munstycket ett förkopplat filter med filter- öppningar av viss storlek. När genomströmningskanalerna har ett minimitvärsnitt i storleksordningen motsvarande filteröppningarna, kan PTC-motståndskroppen övertaga filtrets funktion helt eller delvis. _ Den enkla konstruktionen enligt en särskild utföringsform ger vidare den fördelen, att enbart en elektrisk matningsledning mäste anslutas till PTC-motstândskroppen, emedan den andra till- förselledningen kan förenas med bränsleröret eller munstycks- kroppen i det fallet att PTC-motstândskroppen hålles i elektrisk kontakt med bränsleröret eller munstyckskroppen. I regel räcker det att anordna PTC-motstándskroppen i friktionsingrepp med t.ex. hålrummet i munstycket, varigenom samtidigt den elektriska kon- takten erhålles. Vidare kan vid denna anordning bränsleröret och munstyckskroppen hållas jordad.

Det är också möjligt att anordna ett metalliserat, skivfor- migt filter mellan munstycket och PTC-motståndskroppen och ut- nyttja denna såsom en mellankopplad kontaktelektrod.

Vidare finns den möjligheten att ansluta en regulator till PTC-motståndskroppen, som reglerar effekttillförseln i beroende. av en av förbränningen kännetecknande storhet såsom t.ex. slam- temperaturen eller 02-innehållet i rökgasen. Genom minskning av effekttillförseln kan oljans temperatur nedsättas och därigenom kan viskositeten anpassas, vilket är en nödvändig förutsättning för en optimal förbränning.

I stället härför eller därtill kan oljepumpens drift påver- kas medelst en regulator, som reglerar finfördelningstrycket L 10 15 20 25 30 35 7904168-7 beroende av en för förbränningen kännetecknande storhet såsom t.ex. flamtemperatur eller 02-innehåll i rökgasen. Då med hjälp av uppvärmning av oljan det tillåtna tryckområdet för pumpen väsentligt vidgas, kan man inställa optimala förhållanden inom detta tryckområde genom regleringen.

Emedan oljan starkt upphettas omedelbart före finfördel- ningen, erhålles en utomordentligt låg viskositet, i extremfall kan uppvärmningen ske ända upp till strax under förkoksnings- temperaturen. Följaktligen är det därför möjligt vid lättolje- brännaranordningar att inställa oljepumpen på ett tryck lägre än 5 bar och företrädesvis lägre än 2 till 3 bar och på detta sätt rökfritt förbränna hitintills ouppnådda värden av genom- strömmad olja per tidsenhet.

För sådana låga tryck räcker också en elektromagnetiskt ma- növrerad membranpump såsom oljepump. Dessa är i jämförelse med kugghjulspumpar mycket billiga och kräver framför allt ingen förbindning längre med den nu enbart för fläkten erforderliga elektriska motorn. Detta leder till en minskning av pumpens driv- effekt och ger en större frihetsgrad vid den konstruktiva utform- ningen av brännaren. Vidare är det lämpligt att anordna en tids- styranordning, vilken pålägger spänningen på PTC-motståndskrop- pen något före tidpunkten för start av tillförsel av olja till munstycket. När en förspolning förefinnes kan särskilt PTC-mot- ståndskroppen vara inkopplingsbar samtidigt med fläkten. På det- ta sätt erhålles en upphettningstid, som säkerställer att redan den första ur munstycket utsprutade oljan är tillräckligt upp- värmd och att risken för en rökbildning minskas. Tidslängden för uppvärmningen är icke kritisk, emedan PTC-motståndskroppen auto- matiskt är begränsad i temperaturen.

För att å ena sidan uppnå en optimal uppvärmning och å and- ra sidan förhindra en störning genom förkoksning, är det lämp- ligt att välja materialet för PTC-motståndskroppen så att gräns- temperaturen så inställer sig vid utebliven kylning medelst ol- jan att denna temperatur kommer att ligga något under förkoks- ningstemperaturen.

PTC-motståndskroppen kan också tjäna såsom ett förkopplat motstånd för en kiselkarbidglödstav utgörande en tändanordning och använda den oundgängliga förlusten för oljeuppvärmning.

Uppfinningen visas i bifogade ritningsfigur såsom en före- 10 15 20 25 30 35 7904168-7 dragen utföringsform och kommer i det följande närmare att be- skrivas.

Fig. 1 visar därvid schematiskt delarna för oljetillför- sel för en förstoftningsbrännare enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar i förstorad skala området kring ett munstycke.

Fig. 3 visar en andra utföringsform av en PTC-motstånds- kropp med tillhörande elektroder.

Fig. 4 visar temperaturförloppet hos PTC-motståndskroppen efter inkopplingen.

Enligt vad som framgår av fig. 1 är en elektromagnetisk oljepump 1 anordnad, vilken uppvisar en med impulser matad elekt- romagnet 2, vars ankare 3 förflyttar ett membran 4 upp och ned, varvid pumprummet 5 omväxlande förstoras och förminskas. Härav kommer olja att sugas ut ur tanken 6 via en sugventil 7 och av- ges genom en tryckventil 8 in i en tryckledning 9. Exempelvis uppvisar magasinet 10 en elastisk vägg, som står under ett gas- tryck eller är belastad av en fjäder. Tryckledningen leder till en tryckreglerings- och klippventil 11, från vilken Överskotts- oljan strömmar in i tanken 6 genom en returledning 12 och från vilken bruksoljan når munstycket 14 via en ledning 13. Ändstyck- et av ledningen 13 bildar ett bränslerör 15, i vilket befinner sig en PTC-motståndskropp 16 såsom värmeelement kort framför mun- stycket. Medelst detta värmeelement kommer oljan att starkt upp- värmas omedelbart innan den i form av en strâlkon 17 utträder ur munstycket 14.

Effekttillförseln sker medelst en regulator 18, som via klämmorna 19 ansluter till nätspänningen, är förbunden med en 02-sond 20 för inställning av en för förbränningen känneteck- nande storlek och därutöver kan styra membranpumpens 1 elektro- magnet 2. Genom ändring av effekttillförseln till PTC-motstånds- kroppen 16 kan temperaturen och därmed oljans viskositet ändras, och genom ändring av effekten respektive frekvensen av den till elektromagneten 2 tillförda impulsen kan det av oljepumpen 1 alstrade trycket ändras för uppnående av en optimal förbränning (varvid visserligen tryckregleringsfunktionen hos ventilen 11 måste bortfalla).

I fig. 2 visas munstycksområdet i förstorad skala. Munstyck- et 14 är vid främre änden försedd med en munstyckskropp 21 som baktill uppvisar ett hålrum 22. I detta hålrum är i form av en 10 15 20 25 30 35 .-- .._. . ._ _ 7904168-7 cylinder PTV-motståndskroppen 16 friktionsmässigt insatt. Denna kropp består av ett poröst, keramiskt material, vid vilket porer- na är förbundna med varandra och därigenom har genomgångskanaler, vilka kanaler har ett sådant litet tvärsnitt, att kroppen 16 sam- tidigt tjänar såsom filter. PTC-motståndskroppen 16 är vid den från munstycket vända frontsidan försedd med en elektrod 23 som medelst en ledning 24, som sträcker sig genom bränsleröret 15 ge- nom en genomföring 25, är förenad med den ena nätklämman 19. Den andra sidan av kroppen 16 är elektriskt förenad med munstyckskrop- pen 21 på grund av friktionsanslutningen och munstyckskroppen 21 är förenad med bränsleröret 15. Den vid detta bränslerör anslut- na returledningen 26 står i förbindelse med den andra nätklämman 19 via en tändanordning 27 i form av en kiselkarbidglödstav 28.

Kiselkarbiden har en NTC-motståndskarakteristika och kräver där- för ett driften stabiliserande motstånd, som här bildas av PTC- motståndskroppen 16. De normalt i ett sådant motstånd uppträdande förlusterna användes för värmning av oljan. Motståndsvärdet väl- jes så, att kiselkarbidglödstaven 28 i normaldrift glöder och att PTC-motståndskroppen 16 tillräckligt uppvärmer oljan.

Vid utföringsformen enligt fig. 3 har PTC-motstândskroppen ett flertal parallella genomgångskanaler 30, som är parallella med varandra och med munstycksaxeln. Vidare är en elektrod 31 an- ordnad vid den ena frontsidan. Den andra elektroden bildas av en filterskiva 32 av metalliserade trådar, som är fastklämda mellan andra frontsidan av PTC-motstândskroppen och hâlrummets 22 botten- yta.

Fig. 4 visar PTC-motståndskroppens 16 temperatur T relativt tiden t. När PTC-motstândskroppen 16 vid tidpunkten to pâlägges spänning, t.ex. samtidigt med fläktmotorn, växer temperaturen för PTC-motståndskroppen 16 till ett gränsvärde T , som ligger G något under förkoksningstemperaturen T . När vid tidpunkten t1 oljetillförseln börjar genom öppnande ív klippventilen 11, är den PTC-motståndskroppen 16 omgivande oljan starkt upphettad och finfördelas med motsvarande mindre rymd och viskositet, varvid sotriskan minskas. Omedelbart därefter sjunker temperaturen T på grund av värmeavgången men förblir sedan vid ett konstant vär- .de.

En ytterligare fördel med denna PTC-motstândskropp ligger däri, att samma kropp kan användas för munstycken med olika ge- 10 15 7904168-7 nomströmningsmängder, medan vid en minskning av värmebortgàngen genom mindre genomgångsmängder på grund av temperaturförhöjning- en en motståndsförhöjning uppträder, vilket automatiskt minskar tillförd effekt.

Vid en utföringsform är en membranpump 1 driven medelst ett tryck lägre än 2 bar. Ett litet munstycke användes, vilket normalt är avsett för en genomströmningsmängd av 1,25 kg/timme. Därvid kunde genom uppvärmningen och genom trycksänkningen en rökfri flamma uppnås vid en genomströmning av 0,47 kg/timme. En sådan liten bränneffekt var hitintills icke möjlig att uppnå vid för- stoftningsoljebrännare. Vid större munstycken erhålles motsvaran- de reduktion.

Regulatorn 18 kan också därtill överta funktionen för en tidsstyrningsanordning och pålägga spänningen på PTC-motstânds- kroppen 16 innan pumpen 1 inkopplas, så att därmed redan en upp- hettning sker, när första oljan når PTC-motståndskroppen.

Claims (12)

7904168-7 P A T E N T K R A V

1. Förstoftningsbrännare för oljebrännaranläggningar, med en oljepump, en fläkt, en elektrisk drivmotor, ett vid änden av ett bränslerör anordnat finfördelningsmunstycke och en bränsleröret tillordnad elektrisk uppvärmningsanordning för den tillförda oljan, k ä n n e t_e c k n a d av, att uppvärm- ningsanordningen är bildad av en med kanaler för oljegenomström- ningen försedd PTC-motstândskropp (16), som är anordnad i bränsle- röret (15) strax framför munstycket (14).

2. Brännare enligt krav 1, vid vilken munstycket vid en mun- styckskropp är utbildad med ett bakåt öppet hålrum, k ä n n e - t e c k n a d av, att PTC-motståndskroppen (16) åtminstone till en del är anordnad i hålrummet (22).

3. Brännare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att PTC-motstândskroppen (29) uppvisar med varandra och med munstycksaxeln parallella genomströmningskanaler (30).

4. Brännare enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att genomströmningskanalernas (30) tvärsnitt är ungefärligen sex- kantigt.

5. Brännare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att genomströmningskanalerna har ett minsta tvärsnitt mot- svarande storleksordningen för filteröppningar, så att PTC- motståndskroppen åtminstone delvis övertager ett filters funktion.

6. Brännare enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e t e c k - n a d av, att enbart ena elektriska tilledningen (24) är an- sluten med PTC-motståndskroppen (16), att den andra däremot är förbunden med bränsleröret (15) eller munstyckskroppen (14).

7. Brännare enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av, att munstycket (14) uppvisar ett metalliserat, skivformigt filter (32), vid vilket PTC~motstândskroppen fasthålles under elektrisk kontakt. 7904168-7

8. Brännare enligt något av kraven 1 - 7, k ä n n e t e c k - n a d av, att PTC-motståndskroppen (16) är ansluten till en regulator (18), som reglerar effekttillförseln i avhängighet av en förbränningen kännetecknande storhet såsom flamtempera- turen eller rökgasens O2~innehåll.

9. Brännare enligt något av kraven 1 ~ 8, k ä n n e t e c k - n a d av, att en tidsstyranordning (18) är anordnad, vilken pålägger spänning på PTC-motstândskroppen (16) redan någon tid före det att oljetillförseln till munstycket (14) börjar.

10. Brännare enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av, att vid en förhandenvarande förspolning av PTC-motståndskroppen (16) samtidigt härmed fläkten är inkopplingsbar.

11. Brännare enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k - n a d av, att materialet för PTC-motståndskroppen (16) så väljes, att dess gränstemperatur (TG) i vilken den vid avsak- nande av kylning från oljan är inställd, ligger något under förkoksningstemperaturen (TK).

12. Brännare enligt något av kraven 1~11, k ä n n e t e c k ~ n a d av, att PTC-motstàndskroppen (16) är inkopplad i serie med en för tändningen tjänstgörande kiselkarbidglödstav (28).