CH663265A5

CH663265A5 - Verfahren zum betrieb eines vergasungsbrenners fuer fluessigen brennstoff sowie vergasungskammer und steuergeraet zur durchfuehrung dieses verfahrens.

Info

Publication number: CH663265A5
Application number: CH6001/83A
Authority: CH
Inventors: Jorgen Hartvig Petersen; Peter Johan Mads Clausen; Hilmar Orum Rasmussen
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1987-11-30
Also published as: IT8368231A0; JPH0228921U; IT1159643B; AT391543B; FR2536507B1; FR2536507A1; DK526083D0; SE8306418L; SE454368B; NL8304013A; GB2130707A; DE3243395C2; GB8331202D0; DK158243B; DK526083A; US4472133A; DE3243395A1; ATA378083A; GB2130707B; JPS59107109A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Vergasungsbrenners für flüssigen Brennstoff, der einer Vergasungskammer zugeführt, dort bis zur Vergasung beheizt und dann im wesentlichen als Gas in einen Brennraum abgegeben wird sowie auf eine Vergasungskammer und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einem bekannten Vergasungsbrenner dieser Art (VDI-Berichte Nr. 423, 1981, Seiten 175-180) besteht die Vergasungskammer aus einer Vielzahl von Kanälen kleinen Querschnitts, die in einem Hohlzylinder untergebracht sind, der am äusseren Umfang eine elektrische Heizwicklung trägt. Der gasförmige Brennstoff tritt durch Löcher am Umfang des Hohlzylinders aus, vermischt sich dort mit der in einem Ringstrahl zugeführten Verbrennungsluft und bildet dann in einem durch eine Flammrohrwand umschlossenen Brennraum die Flamme. Es findet eine Rezirkulation durch das Innere des Hohlzylinders zur Zufuhrstelle der Verbrennungsluft statt. Ein Steuergerät schaltet die Heizvorrichtung ab, nachdem ein stabiler Betriebspunkt erreicht ist. Wenn sich bei dieser Konstruktion in der Vergasu ngskammer Rückstände bilden, insbesondere Ölkoks, können die Kanäle kleinen Querschnitts verstopfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dem eine selbsttätige Reinigung der Vergasungskammer möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vergasungskammer in einer Reinigungsphase, die während einer Unterbrechung der Brennstoffzufuhr stattfindet, auf eine Reinigungstemperatur beheizt wird, bei der Ablagerungen an der Kammerwand zu Asche verbrennen, und die Asche in den Brennraum ausgeblasen wird.

Durch die Beheizung der Vergasungskammer ohne Brennstoffzufuhr und ohne die damit verbundene Wärmeabfuhr lassen sich sehr leicht Reinigungstemperaturen erzielen, bei denen die Ablagerungen, die überwiegend aus Kohlenstoff bestehen, zu Asche verbrennen, die Asche lässt sich dann verhältnismässig leicht im wesentlichen vollständig ausblasen. Durch diese Selbstreinigung sind die Wände der Vergasungskammer so sauber, dass beim anschliessenden Vergasungsbetrieb ein sehr guter Wärmeübergang auf den zu vergasenden Brennstoff erfolgt. Infolge dieser Reinigung können auch minderwertige, stark verschmutzte Brennstoffe mit hoher Viskosität und/oder hoher Dichte verfeuert werden.

Vorzugsweise wird die Asche bei der nächsten Brennstoffzufuhr vom dann sich entwickelnden Gas ausgeblasen. Es brauchen daher keine besonderen Massnahmen für diesen Ausblasevorgang getroffen zu werden.

Das Einschalten einer solchen Reinigungsphase erfolgt zweckmässigerweise automatisch. Beispielsweise kann jeder Einschaltphase eine Reinigungsphase vor- oder jeder Ausschaltphase eine Reinigungsphase nachgeschaltet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Reinigungsphase in Abhängigkeit von einem Betriebszeiten kennzeichnenden Signal eingeleitet wird, also beispielsweise nach einer bestimmten Zahl von Betriebsstunden, nach einer bestimmten Zahl von Einschaltvorgängen oder nach Erreichen einer bestimmten Menge des zugeführten flüssigen Brennstoffes. Die Reinigungsphase kann auch in Abhängigkeit von einem die Grösse der Ablagerung kennzeichnenden Signal eingeleitet werden, z.B. bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur an der Wand der Vergasungskammer, bei einer ungewöhnlichen Temperatursteigerung in der Vergasungskammer während des Anlaufs, bei einer durch die Ablagerung bewirkten, zu hohen elektrischen Leitfähigkeit längs der Wand der Vergasungskammer oder bei bestimmten Änderungen in der Flamme oder im Rauchgas.

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Besonders empfehlenswert ist es, wenn die Reinigungsphase, gefolgt von einer Einschaltphase, in Abhängigkeit von einem Fehler, dargestellt durch ein ein- oder mehrmaliges Zünd- oder Flammenversagen, eingeleitet wird. In vielen Fällen ist nämlich ein Zündversagen beim Anlauf oder ein Flammenabriss im Betrieb auf Ablagerungen zurückzuführen, so dass mit der an die Reinigungsphase anschliessenden Einschaltphase wieder ein normaler Betrieb möglich ist. Aus diesem Grund kommt es häufig nicht mehr zu der sonst bei solchen Fehlern automatischen Ausschaltung mit manueller Wiedereinschaltung.

Ein automatisches Ausschalten des Brenners sollte jedoch dann erfolgen, wenn eine vorgegebene Zahl von Reinigungsund Einschaltphasen durchlaufen und der Fehler noch vorhanden ist. Die vorgegebene Zahl kann eins oder grösser sein. Das Ausschalten ist daher auf diejenigen Fälle beschränkt, in denen die Reinigungsphase noch keine Abhilfe geschaffen hat.

Vorzugsweise liegt die Reinigungstemperatur zwischen 700 und 1400°C. In diesem Temperaturbereich ergibt sich eine hohe Sicherheit dafür, dass alle Rückstände auf der Vergasungskammerwand verbrennen. Das Verbrennen zu Asche setzt das Vorhandensein von Sauerstoff voraus. In den meisten Fällen genügt hierfür der in der Vergasungskammer beim Stillstand des Brenners vorhandene Luftsauerstoff, gegebenenfalls unter mehrmaliger Wiederholung der Reinigungsphase. In manchen Fällen empfiehlt es sich jedoch, der Vergasungskammer in der Reinigungsphase eine Luftmenge von einem kleinen Bruchteil der gesamten Verbrennungsluftmenge zuzuführen. Diese Luftmenge soll allerdings so gering sein, dass sie beim normalen Betrieb der zu vergasenden Flüssigkeit und den Kammerwänden praktisch keine Wärme entzieht und keine unvergaste Flüssigkeit aus der Vergasungskammer hinausbläst. In der Praxis haben sich Luftmengen von weniger als 1,9%, vorzugsweise in der Grös-senordnung von 0,2 bis 0,5% der maximalen Verbrennungsluftmenge als ausreichend gezeigt, um den Belag in fast völlig verstopften Vergasungskammern in wenigen Minuten zu Asche zu verbrennen. Durch diese Luft wird auch die Zündsicherheit vergrössert, da die Luft im Rohr sowohl die Pilotflamme als auch die Zeit ihrer Existenz vergrössert, bevor sie vom nachfolgenden Brennstoffgas erstickt ist. Besonders bei kleinen Leistungen wirkt die sekundär zugeführte Reinigungsluft auch als eine Art von Traggas, wodurch eine ausreichende Gasgeschwindigkeit an der Mündung des Vergasungsrohres aufrechterhalten werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Bereich nahe der Mündung der Vergasungskammer zumindest zu Beginn der Betriebsphase bis auf Glühtemperatur beheizt. Da die Heizvorrichtung bereits so ausgelegt ist, dass der Belag zu Asche verbrennen kann, lässt sich ohne Mehraufwand auch die Glühtemperatur erreichen. Dies hat zur Folge, dass beim Einschalten des Brenners das erste sich bildende Brennstoffgas mit der in der Vergasungskammer befindlichen Luft ein zündfähiges Gemisch bildet, das an dem glühenden Bereich gezündet wird, worauf die so gebildete Flamme von dem anschliessend entwickelten Brennstoffgas nach aussen in den Brennraum gedrückt wird. Dies führt zu einem sanften Anlass ohne Pulsationen, wobei von Beginn der Anlaufphase an eine vollständige Verbrennung ohne Russbildung, also mit einer blauen, durchsichtigen Flamme, erfolgt.

Die erfindungsgemässe Vergasungskammer ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasungskammer ( 1, 101,201, 301 ) im wesentlichen durch ein koaxial zum Kanalsystem (10) verlaufendes Vergasungsrohr (2, 102,202,302) gebildet ist und dass der Querschnitt der mindestens einen Austrittsöffnung mindestens 5% des Innenquerschnitts des Vergasungsrohres beträgt.

Das Vergasungsrohr hat einen im Vergleich zu mehreren parallel geschalteten Vergasungskanälen grossen Querschnitt. Auch der Austrittsquerschnitt ist dementsprechend gross, auf jeden Fall um Grössenordnungen grösser als die bei Zerstäubungsbrennern üblichen Düsen. Da die mindestens eine Austrittsöffnung darüber hinaus direkt in den Brennraum führt, kann die Asche ohne Schwierigkeiten ausgeblasen werden. Eine Verstopfung der Öffnungen ist nicht zu befürchten.

Es empfiehlt sich, dass der Querschnitt jeder Austrittsöffnung grösser als 1 mm2, vorzugsweise mindestens 3 mm2, ist. Die Asche ist dann sehr rasch ausgeblasen.

Bei einer Ausführungsform ist das Vergasungsrohr am brennerraumseitigen Ende offen. Dementsprechend kann die Asche ohne jeglichen Widerstand ausgeblasen werden.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass das Vergasungsrohr am brennraumseitigen Ende mit einer Stirnplatte versehen ist, die wenigstens eine Austrittsöffnung aufweist, deren Querschnitt 5 bis 40% des Innenquerschnitts des Vergasungsrohres beträgt. Die Stirnplatte behindert das Ausblasen der Asche nur wenig, bildet aber gegenüber noch nicht verdampften Brennstofftröpfchen eine Barriere, die eine grössere Verweilzeit zwecks vollständigerer Vergasung sicherstellt.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist dafür gesorgt, dass das Vergasungsrohr eine das brennraumseitige Ende wenigstens teilweise verschliessende Stirnplatte und Austrittsöffnungen in der Umfangswand aufweist. Die Austrittsöffnungen in der Umfangswand erlauben es, die Asche unter Berücksichtigung ihres Eigengewichts vollständig auszublasen. Ausserdem wird das austretende Brennstoffgas gleichmässig in die zugeführte Verbrennungsluft eingemischt.

Die Reinigungstemperatur kann mit Hilfe einer elektrischen Heizvorrichtung erzielt werden, die das Vergasungsrohr aussen umgibt. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn das Vergasungsrohr aus elektrisch leitendem Material besteht und Anschlüsse für die Stromzufuhr vorgesehen sind. Hierdurch wird die Reinigungstemperatur besonders rasch erreicht. Dies liegt einerseits daran, dass die Wärme direkt von der Heizvorrichtung, nämlich dem Vergasungsrohr, auf die Koksablagerungen daran, dass die Wärme direkt von der Heizvorrichtung, nämlich dem Vergasungsrohr, auf die Koksablagerungen übertragen wird, und zum anderen daran, dass auch die Koksablagerung leitend ist und durch Anlage an dem leitenden Vergasungsrohr selbst von einem Heizstrom durchflössen wird.

Besonders günstig ist es, wenn das Material des Vergasungsrohres einen höheren elektrischen Widerstand hat als Koks. Der überwiegende Teil des Heizstromes fliesst dann direkt durch die Ablagerung und heizt diese rasch bis zur Reinigungstemperatur auf.

Insbesondere kann das Vergasungsrohr aus Siliziumkarbid bestehen, das durch Tränkung mit Silizium gasdicht gemacht ist. Siliziumkarbid widersteht einerseits den hohen Temperaturen und hat andererseits die erforderliche elektrische Leitfähigkeit. Das Vergasungsrohr aus Siliziumkarbid kann auch dadurch gasdicht gemacht werden, dass es einen Belag aus Silizium-Oxynitrid trägt. Dieser Belag erhöht auch die Lebensdauer, weil er gegenüber oxidierenden und reduzierenden Atmosphären beständig ist. Darüber hinaus hat er elektrisch isolierende Eigenschaften.

Die Anschlüsse sind zweckmässigerweise mittels eines Silizium-Lots angelötet. Derartige Anschlüsse sind trotz der hohen Temperaturen beständig.

Bei einer Ausführungsform ist dafür gesorgt, dass das Ver4

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gasungsrohr mit einer Wärmeisolationsschicht umgeben ist, die Anschlüsse sich aber in einem isolationsfreien Raum befinden. Auf diese Weise kann einerseits das Vergasungsrohr die Reinigungstemperatur rasch erreichen. Andererseits unterliegen aber die Anschlüsse einer gewissen Kühlwirkung.

Bei einer Ausgestaltung trägt das Vergasungsrohr am brennraumseitigen Ende aussen einen Ring aus elektrisch leitendem Material, nahe dessen äusseren Umfang ein Anschluss angebracht ist. Dieser Anschluss liegt im Abstand vom Vergasungsrohr und in der Nähe des Kanalsystems. Daher ist seine Temperaturbelastung gering.

Der Ring kann auch eine vorstehende Nase aufweisen und selbst als Glühkopf dienen, beispielsweise indem im Nasenbereich dünnere Wandstärken zu einer stärkeren Beheizung führen.

Insbesondere kann die Vergasungskammer über mindestens eine Drosselöffnung mit dem Kanalsystem verbunden sein. Über diese Drosselöffnung strömt eine begrenzte Sekundärluftmenge in der Nähe des Brennstoff-Zuleitungs-rohres in die Vergasungskammer und fördert die Reinigung.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn das Vergasungsrohr aus einem ersten Rohr und einem von dessen dem Brennraum abgewandten Ende übergrif-fenen zweiten Rohr kleineren Durchmessers besteht und zwischen beiden Rohren mindestens ein Stützring mit ein-gangsseitig mit dem Kanalsystem verbundenen Drosselöffnungen angeordnet ist. Dies ergibt eine einfache Möglichkeit, kleinste Mengen an Verbrennungsluft in das Vergasungsrohr einzuleiten. Ausserdem kann das Ölzuführungs-rohr, das einen noch kleineren Durchmesser hat, besser in das hintere Ende des Vergasungsrohres eingesetzt werden.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Vergasungsrohr von einem konzentrisch im Abstand hiervon gehaltenen und stirnseitig mit ihm elektrisch verbundenen, elektrisch leitenden Mantelrohr umgeben ist und wenn beide Anschlüsse an dem dem Brennraum abgewandten Ende von Vergasungsrohr bzw. Mantelrohr angebracht sind. Auf diese Weise liegen beide Anschlüsse in einer kühleren Zone.

Des weiteren ist es möglich, dass der Ringspalt zwischen den beiden Rohren als Luftkanal dient, der durch eine Öffnung im Mantelrohr am brennraumseitigen Ende mit dem Kanalsystem und durch eine Öffnung im Vergasungsrohr am entgegengesetzten Ende mit der Vergasungskammer verbunden ist. Auf diese Weise ist Luft, die der Vergasungskammer im Betrieb oder bei der Reinigungsphase zuströmt, vorgewärmt.

Um eine elektrische Isolierung zwischen dem Vergasungsrohr und dem Brennstoffzufuhrsystem zu erzielen, ist es ferner günstig, wenn das Vergasungsrohr mit einem Brenn-stoff-Zuleitungsrohr über einen rohrförmigen Halter und weitere Verbindungsmittel verbunden ist und Halter und/ oder Verbindungsmittel aus elektrisch isolierendem Material bestehen. Die Verbindungsmittel können z.B. ein Glas-Lot umfassen. Das gewöhnlich aus Metall gefertigte Brennstoff-Zuleitungsrohr ist daher elektrisch gegenüber dem Vergasungsrohr isoliert.

Ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens, mit einem ersten Ausgang zur Steuerung der Brennstoff-Zufuhr zum Vergasungsbrenner, einem zweiten Ausgang zur Steuerung der Leistung der elektrischen Heizvorrichtung und mit Eingängen für den Betrieb beeinflussende Kenngrössen und mit einer Programmschaltung zur zeitrichtigen Ansteuerung der Ausgänge, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltung so ausgelegt ist, dass beim Vorhandensein eines Sperrsignals am ersten Ausgang und Auftreten eines Reinigungssignals der zweite Ausgang ein Schaltsignal abgibt, aufgrund dessen der Heizvorrichtung

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eine zum Verbrennen von Ablagerungen in der Vergasungskammer ausreichende elektrische Leistung zugeführt wird.

Durch diese Ausgestaltung des Steuergerätes wird der Aufwand für den korrekten Ablauf der Reinigungsphase auf ein Minimum reduziert. Denn die Reinigungsphase wird unter Ausnutzung bereits im Steuergerät vorhandener Informationen lediglich in Abhängigkeit vom Auftreten eines Reinigungssignals abgewickelt.

Die Programmschaltung kann so ausgelegt sein, dass in zeitlicher Überlappung mit dem Schaltsignal der dritte Ausgang ein Freigabesignal abgibt, aufgrund dessen dem Vergasungsbrenner Sekundärluft zugeführt wird. Auf diese Weise wird auch Reinigungsluft zur Verbesserung der Reinigungswirkung automatisch zugeführt.

Für die Erzeugung des Reinigungssignals gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Wenn die Programmschaltung für den zeitrichtigen Ablauf einer den Vergasungsbrenner in Betrieb setzenden Einschaltphase ausgelegt ist, kann das Reinigungssignal vor Beginn der Einschaltphase von der Programmschaltung selbst erzeugt werden. Wenn die Programmschaltung für den zeitrichtigen Ablauf einer den Vergasungsbrenner ausser Betrieb setzenden Ausschaltphase ausgelegt ist, kann das Reinigungssignal nach Ablauf der Ausschaltphase von der Programmschaltung selbst erzeugt werden. Zur Abgabe des Reinigungssignals kann aber auch eine Betriebszeiten des Vergasungsbrenners kennzeichnende Messvorrichtung vorgesehen sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin zur Abgabe des Reinigungssignals eine die Grösse der Ablagerung in der Vergasungskammer direkt oder indirekt feststellende Messvorrichtung vorzusehen.

Bei einem Steuergerät mit einem Sicherheitskreis, der beim Auftreten eines Fehlers, dargestellt durch ein- oder mehrmaliges Zünd- oder Flammenversagen, ein Fehlersignal abgibt, empfiehlt es sich, dass die Programmschaltung einen Steuerkreis aufweist, der beim Auftreten des Fehlersignals die Erzeugung des Sperrsignals und des Schaltsignals und damit eine Reinigungsphase verursacht und anschliessend unter Wegfall des Sperrsignals eine Einschaltphase einleitet. Häufig genügt der Reinigungsvorgang, um den zuvor vorhandenen Fehler zu beseitigen. Wenn das Steuergerät eine Ausschaltvorrichtung besitzt, die von einem Ausschaltsignal ausgelöst wird, sollte der Steuerkreis das Ausschaltsignal abgeben, wenn eine vorgegebene Zahl von Reinigungs- und Einschaltphasen durchlaufen und das Fehlersignal vorhanden ist. Nur dann, wenn durch die Reinigungsphasen der Fehler nicht beseitigt werden konnte, ergibt sich die automatische Ausschaltung, bei der ein Wiedereinschalten durch eine manuell lösbare Sperre verhindert ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Vergasungsbrenners

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Vergasungskammer mit zugehörigen Bauteilen,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Vergasungskammer mit zugehörigen Bauteilen und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch noch eine Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird eine Vergasungskammer 1 im wesentlichen durch ein Vergasungsrohr 2 gebildet, das am hinteren Ende über einen rohrförmigen Halter 3 mit einem Brennstoff-Zuleitungsrohr 4, beispielsweise einem Standard-Kapillarrohr aus rostfreiem Stahl, verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende bildet eine grosse Austrittsöffnung 5 und weist in einen Brennraum 6, von

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einem hohlzylindrischen Brennerrohr 7 umgeben ist. Das Vergasungsrohr 2 trägt am Ende 5 aussen einen Ring 8 und ist über fast seine gesamte Länge von einer Wärmeisolation 9 umgeben. Ein Kanalsystem 10 zur Zuführung von Verbrennungsluft wird zwischen einem die Wärmeisolation 9 umgebenden Gehäuse 11 und einer mit einem tangentialen Zuflussstutzen 12 versehenen Mantel 13 gebildet. An diesem Mantel ist mittels Gewinde 14 ein Brennerkopf 15 befestigt, der vorn eine Konusfläche 16 trägt. Das Gehäuse 11 ist mit äusseren Ring 8 über einen Verbindungsring 17 mit einer äusseren Konusfläche 18 verbunden. Die beiden Konusflächen definieren einen konusförmigen Ringspalt 19 für den Luftaustritt, der durch Verschrauben des Brennerkopfes 15 in seiner Weite verändert werden kann. Durch eine Drosselöffnung 35 im Gehäuse 11 und eine Drosselöffnung 36 im Vergasungsrohr 2, die über einen Freiraum in der Wärmeisolation 9 miteinander verbunden sind, wird Reinigungsluft vom Kanalsystem 10 zur Vergasungskammer 1 geleitet.

Drei Schrauben 20, von denen nur eine veranschaulicht ist, sind in Gewindelöcher 21 des Gehäuses 11 eingeschraubt und sichern die Lage des Halters 3 und damit des Vergasungsrohrs 2.

Das Vergasungsrohr 2 und der äussere Ring 8 bestehen im wesentlichen aus Siliziumkarbid, das durch Tränkung mit Silizium gasdicht gemacht worden ist. Dieses Material ist ausserdem elektrisch leitend. Statt dessen oder ausserdem kann das Siliziumkarbid mit einer Schicht aus Silizium-Oxynitrid belegt sein. Am hinteren Ende ist ein Anschlussring 22 vorgesehen, von dem eine Anschlussleitung 23 abgeht. Aussen am Ring 8 ist ein Stromanschlussring 24 vorgesehen, von dem eine Anschlussleitung 25 ausgeht. Die Anschlüsse sind mittels eines Silizium-Lots erzeugt worden.

Der Halter 3 und der Verbindungsring 17 bestehen aus einem elektrisch isolierenden und wärmeisolierenden Material, zum Beispiel keramischem Material, wie Magnesiumsilikat, Cordierit o.dgl. der Halter 3 ist gasdicht im Vergasungsrohr 2 eingesetzt. Auch die Zuleitung 4 ist gasdicht in den Halter 3 eingesetzt. Beides kann mittels eines Glas-Lots erfolgen.

Die Wärmeisolation 9 kann beispielsweise aus keramischen Fasern, Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd u.a.

bestehen.

Die beiden Anschlussleitungen 23 und 25 sind mit einer Schaltvorrichtung 26 verbunden, die ihrerseits von einer Spannungsquelle 27, z.B. einem normalen Wechselspannungsnetz, gespeist wird. Die Schaltvorrichtung 26 wird von einem Steuergerät 28 gesteuert, das nach Art eines bekannten Feuerungsautomaten aufgebaut ist und eine Programmschaltung 60 aufweist. Ein erster Ausgang 61 steuert mittels eines Sperrsignals R ein Ventil 62 für die Brennstoffzufuhr. Ein zweiter Ausgang 63 steuert mittels eines Schaltsignals T die Leistung der elektrischen Heizvorrichtung mittels der Schaltvorrichtung 26. Ein dritter Ausgang steuert mittels eines Signals U ein Ventil 65 für die Luftzufuhr zum Kanalsystem 10. Über Eingänge 66,67 und 68 werden in bekannterWeise Signale vom Kesselthermostaten, von einem Flammenwächter u.dgl. zugeführt. An einen Eingang 69 kann eine Messvorrichtung 70 angeschlossen sein, die ein Reinigungssignal S zur Einleitung einer Reinigungsphase abgibt, wenn der Belag in der Vergasungskammer 1 eine vorgegebene Dicke überschritten hat. Das Reinigungssignal S kann aber auch aus im Steuergerät 28 ohnehin vorhandenen Daten abgeleitet werden. Beispielsweise wird es vor Beginn jeder Einschaltphase, nach Ablauf jeder Ausschaltphase, nach einer bestimmten Zahl von Betriebsperioden der Anlage, beim Auftreten eines Fehlersignals, das beim Zünd- oder Flammenversagen erscheint, o.dgl. erzeugt.

Üblicherweise ist das Steuergerät 28 so ausgelegt, dass die

Einschaltphase ein-/oder mehrfach wiederholt wird, wenn ein Zündversuch ohne Erfolg bleibt oder die Flamme im Betrieb abreisst. Danach erfolgt eine endgültige Ausschaltung, wonach nur noch eine manuelle Wiedereinschaltung möglich ist. Hier ist es besonders günstig, wenn einer oder mehreren Einschaltphasen eine Reinigungsphase vorgeschaltet ist, weil hierdurch möglicherweise die Ursachen des Fehlers behoben werden und die Ausschaltung überflüssig ist.

Die Reinigungsphase wird wie folgt durchgeführt:

Die Zuleitungen 23 und 25 werden mit Spannung versorgt, ohne dass gleichzeitig Brennstoff über die Zuleitung 4 zugeführt wird. Das Vergasungsrohr 2 erhitzt sich dabei auf eine Temperatur von 700 bis 1400°C. Eventuell an seiner Innenseite haftende Koksablagerungen verbrennen unter Sauerstoffaufnahme aus der zum Vergasungsrohr geführten Reinigungsluft zu Asche. Diese Asche wird mit der Reinigungsluft durch die Austrittsöffnung 5 in den Brennraum 6 geblasen.

Wenn bei Aufrechterhaltung des Schaltsignals T und damit der Beheizung das Vergasungsrohr 2 durch zutretenden flüssigen Brennstoff abgekühlt wird oder wenn bei Änderung des Schaltsignals T der Strom durch das Vergasungsrohr 2 reduziert wird, sinkt dessen Temperatur. Im Bereich der Austrittsöffnung 5, nämlich innerhalb des äusseren Ringes 8, bleibt jedoch eine ringförmige Glühzone 29. Wenn die Brennstoffzufuhr eingeschaltet wird und der erste Brennstofftropfen im Vergasungsrohr 2 vergast, ergibt sich in Verbindung mit der im Rohr befindlichen Luft ein brennfähiges Gemisch, das an der Glühzone 29 gezündet und durch den nachfolgend vergasten Brennstoff in den Brennraum 6 hinausgedrängt wird, wo dann dieses nachfolgende Gas zusammen mit der über das Kanalsystem 10 zugeführten Verbrennungsluft ein brennfähiges Gemisch ergibt, das durch die anfänglich an der Glühzone entstandene Flamme gezündet wird. Anschliessend kann die dem Vergasungsrohr 2 zugeführte elektrische Leistung weiter vermindert werden, da es auf eine Glühzone 29 nicht mehr ankommt, um eine stöchiometrische Verbrennung zu erzielen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Die nicht veranschaulichten Teile des Gesamtauf baus haben eine ähnliche Form wie in Fig. 1.

Das Vergasungsrohr 102 ist am vorderen Ende mit Stirnplatte 130 versehen, welche mehrere Austrittsöffnungen 105 aufweist. Sie liegen im Zentrum und auf einem konzentrischen Kreis. Ein aufgesetzter äusserer Ring 108 weist eine Nase 131 mit einer verdünnten Wandzone 132 auf. Wenn durch das Vergasungsrohr 102 und diesen äusseren Ring 108 Strom fliesst, erhitzt sich der Wandbereich 132 stärker, so dass dort eine Glühzone 129 entsteht.

Am hinteren Ende ist der Halter als Rohr 103 ausgebildet, das über zwei Stützringe 133 und 134 im Vergasungsrohr 102 gehalten wird. Die Stützringe weisen Drosselöffnungen 135 bzw. 136 auf, die gegeneinander versetzt angeordnet sind. Zwischen den beiden Stützringen ist ein Zwischenraum 137 vorgesehen. Das hintere Ende des Vergasungsrohres 102 ist mit dem hier nicht veranschaulichten Kanalsystem 10 verbunden. Infolgedessen tritt hier eine geringe Sekundärluftmenge aus dem Kanalsystem in die Vergasungskammer 100 ein. Das Austreten von Brennstoffgas ist jedoch verhindert, da die Stützringe 133 und 134 eine Labyrinthdichtung bilden. Durch die Austrittsöffnungen 105 ergeben sich bestimmte gewünschte Strahlformen für das Brennstoffgas. Die Konusfläche 138 des Ringes 108 hat einen etwas grösseren Konuswinkel als der Brennstoffstrahl, so dass infolge Rezirkulation Verbrennungsluft zusätzlich an die Glühzone 129 geleitet wird. Die äussere Konusfläche 118 dient der Luftführung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind um 200

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gegenüber Fig. 1 bzw. 100 gegenüber Fig. 2 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Der hintere Anschluss des Vergasungsrohres 202 ist nicht im einzelnen veranschaulicht. Das Vergasungsrohr 202 ist konzentrisch im Abstand von einem Mantelrohr 239 umgeben, das über einen hinteren Stützring 240 und einem vorderen Stützring 241 auf dem Vergasungsrohr abgestützt ist. Das Mantelrohr trägt den äusseren Ring 208, mit dem die Anordnung vorn befestigt werden kann. Der elektrische Anschluss 224 ist am hinteren Ende des Mantelrohres angebracht. Der Zwischenraum 242 zwischen den beiden Rohren dient als Luftkanal, der vorn im Mantelrohr eine Öffnung 243 besitzt, welche zum Kanalsystem 10 führt, und hinten eine Öffnung 244 im Vergasungsrohr 202, welche in den Vergasungsraum 201 führt. Infolgedessen kann sekundäre Luft, die beim Durchströmen des Kanals 242 erwärmt wird, in den Vergasungsraum eingeleitet werden. Am vorderen Ende ist eine Stirnplatte 230 mit Austrittsöffnungen 205 vorgesehen, übergreift aber die Stirnflächen von Vergasungsrohr 202 und Mantelrohr 239. Das Vergasungsrohr 202, die Stirnplatte 230 und das Mantelrohr 239 sind aus Siliziumkarbid hergestellt. Infolgedessen ergibt sich ein geschlossener Stromkreis zwischen den Anschlüssen 222 und 224, wobei sich das Vergasungsrohr, weil es mit einem grösseren elektrischen Widerstand ausgelegt ist, am stärksten erwärmt. Am vorderen Ende weist das Vergasungsrohr weitere Austrittsöffnungen 245 am Umfang auf, die über einen Ringraum 246 mit entsprechenden Umfangsöffnungen 247 im Mantelrohr in Verbindung stehen. Über diese Umfangsöffnungen lässt sich Asche bei der üblichen horizontalen Anordnung des Vergasungsrohres 202 besonders leicht ausblasen. Ausserdem werden durch die Umfangsöffnungen 245 und 247 Querschnittsverminderungen im Vergasungsrohr 202 und im Mantelrohr 239 erzielt, an denen eine stärkere Beheizung auftritt, so dass sich hier eine Glühzone 229 bildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden um 300

gegenüber Fig. 1 bzw. um 200 gegenüber Fig. 2 erhöhte Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet. Das Vergasungsrohr 302, das aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen kann, besitzt am vorderen Ende eine Stirnwand s 330 mit einer einzigen zentrischen Austrittsöffnung 305. Es ist von einem Heizwiderstand 348, z.B. aus Siliziumkarbid, umgeben, der beispielsweise die Form eines einmal über seine gesamte Länge und im übrigen mehrfach von beiden Enden her über den grössten Teil der Länge geschlitzten io Rohres haben kann. An den voneinander getrennten Enden liegen Anschlüsse an, von denen hier nur der winkelförmige Anschluss 324 gezeigt ist. Er wird durch Schrauben 349 und 350 gegen den Heizwiderstand 348 gedrückt. Die Schrauben stützen sich ihrerseits an einem Isolierrohr 351 ab, welches ls die Wärmeisolierung 309 umgibt. Eine Abstandshülse 352 aus Isoliermaterial, die im Bereich der Anschlüsse ausgespart ist, dient zur Zentrierung des Vergasungsrohres und ist durch Schrauben, 353 belastet.

Auch mit dieser indirekten Beheizung kann die Reinigungstemperatur bzw. die Glühtemperatur im Bereich des vorderen Ende des Vergasungsrohres 302 erreicht werden. Statt des geschlitzten Rohres können auch Heizkörper aus Widerstandsdraht mit ein- oder mehrgängigen Schraubwendeln verwendet werden. Durch progressive Steigung der Schraubengänge lassen sich auch örtlich unterschiedlich starke Beheizungen erzielen.

In allen Fällen genügen sehr kleine Pumpendrücke, um den Brennstoff in das Vergasungsrohr zu fördern, beispielsweise in der Grössenordnung von 0,1 bar bis maximal 0,5 bar. Die Leistung des Brenners kann etwa im Verhältnis 1:10 geändert werden, wobei Brennstoff und Verbrennungsluft etwa im gleichen Verhältnis zueinander verstellt werden. Die Anschlüsse können nicht nur gelötet, sondern auch angeschmolzen oder angesintert sein.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zum Betrieb eines Vergasungsbrenners für flüssigen Brennstoff, der einer Vergasungskammer zugeführt, dort bis zur Vergasung beheizt und dann im wesentlichen als Gas in einen Brennraum abgegeben wird, wo es zumindest mit dem überwiegenden Teil der Verbrennungsluft vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasungskammer in einer Reinigungsphase, die während einer Unterbrechung der Brennstoffzufuhr stattfindet, auf eine Reinigungstemperatur beheizt wird, bei der Ablagerungen an der Kammerwand zu Asche verbrennen, und die Asche in den Brennraum ausgeblasen wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Asche bei der nächsten Brennstoffzufuhr vom dann sich entwickelnden Gas ausgeblasen wird.

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Öffnung (243) im Mantelrohr am brennraumseitigen Ende mit dem Kanalsystem und durch eine Öffnung (244) im Vergasungsrohr am entgegengesetzten Ende mit der Vergasungskammer (201) verbunden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einschaltphase eine Reinigungsphase vorgeschaltet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausschaltphase eine Reinigungsphase nachgeschaltet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsphase in Abhängigkeit von einem Betriebszeiten kennzeichnenden Signal eingeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsphase in Abhängigkeit von einem die Grösse der Ablagerung kennzeichnenden Signal eingeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsphase, gefolgt von einer Einschaltphase, in Abhängigkeit von einem Fehler, dargestellt durch ein ein- oder mehrmaliges Zünd- oder Flammenversagen, eingeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein automatisches Ausschalten erfolgt, wenn eine vorgegebene Zahl von Reinigungs- und Einschaltphasen durchlaufen und der Fehler noch vorhanden ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungstemperatur zwischen 700 und 1400°C liegt.

10

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergasungskammer in der Reinigungsphase eine Luftmenge von einem kleinen Bruchteil der gesamten Verbrennungsluftmenge zugeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bruchteil weniger als 1,9% beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich nahe der Mündung der Vergasungskammer zumindest zu Beginn der Betriebsphase bis auf Glühtemperatur beheizt wird.

13. Vergasungskammer eines Vergasungsbrenners, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die von einer elektrischen Heizvorrichtung beheizbar ist, mindestens eine in einen Brennraum mündende Austrittsöffnung hat und mit einem Kanalsystem zur Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasungskammer (1 ; 101 ; 201 ; 301) im wesentlichen durch ein koaxial zum Kanalsystem ( 10) verlaufendes Vergasungsrohr (2 ; 102 ; 202 ; 302) gebildet ist und dass der Querschnitt der mindestens einen Austrittsöffnung mindestens 5% des Innenquerschnitts des Vergasungsrohres beträgt.

14. Vergasungskammer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt jeder Austrittsöffnung (5 ; 105 ; 205 ; 305) grösser als 1 mm2, vorzugsweise mindestens 3 mm2, ist.

15

15. Vergasungskammer nach Anspruch 13 oder 14,

dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2) am brennraumseitigen Ende offen ist.

16. Vergasungskammer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr ( 102 ; 202 ; 302) am brennraumseitigen Ende mit einer Stirnplatte (130; 230; 330) versehen ist, die wenigstens eine Austrittsöffnung

( 105 ; 205 ; 305) aufweist, deren Querschnitt 5 bis 40% des Innenquerschnitts des Vergasungsrohres beträgt.

17. Vergasungskammer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (202) eine das brennraumseitige Ende wenigstens teilweise verschlies-sende Stirnplatte (230) und Austrittsöffnungen (245) in der Umfangswand aufweist.

18. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2;

102 ; 202) aus elektrisch leitendem Material besteht und Anschlüsse (22,24; 122,124; 222,224) für die Stromzufuhr vorgesehen sind.

19. Vergasungskammer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Vergasurigsrohres (2; 102; 202) einen höheren elektrischen Widerstand hat als Koks.

20

20, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2; 102; 202) aus Siliziumkarbid besteht und einen Belag aus Sili-ziumoxynitrid trägt.

20. Vergasungskammer nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2; 102; 202) aus Siliziumkarbid besteht, das durch Tränkung mit Silizium gasdicht gemacht ist.

21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (22,24; 122, 124; 222,224) mittels eines Silizium-Lots angelötet sind.

21. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 18 bis

22, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2, 202) mit einer Wärmeisolationsschicht (9) umgeben ist, die Anschlüsse (22; 222,224) sich aber in einem isolationsfreien Raum befinden.

22. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 18 bis

23, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2; 102) am brennraumseitigen Ende aussen einen Ring (8; 108) aus elektrisch leitendem Material trägt, nahe dessen äusserem Umfang ein Anschluss (24; 124) angebracht ist.

23. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 18 bis

24. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 18 bis

25

25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasungskammer eingangsseitig über mindestens eine Drosselöffnung (35,36 ; 135,136) mit dem Kanalsystem (10) verbunden ist.

25. Vergasungskammer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (108) eine vorstehende Nase (131) aufweist und selbst als Glühkopf dient.

26, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr aus einem ersten Rohr (102) und einem dessen dem Brennerraum abgewandten Ende übergreifenden zweiten Rohr (103) kleineren Durchmessers besteht und zwischen beiden Rohren mindestens ein Stützring (133,134) mit eingangsseitig mit dem Kanalsystem (10) verbundenen Drosselöffnungen (135, 136) angeordnet ist.

26. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 13 bis

27, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (202) von einem koaxial im Abstand hiervon gehaltenen und stirnseitig mit ihm elektrisch verbundenen elektrisch leitenden Mantelrohr (239) umgeben ist und dass beide Anschlüsse (222,224) am dem Brennraum abgewandten Ende von Vergasungsrohr bzw. Mantelrohr angebracht sind.

27. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 12 bis

28. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 18 bis

29. Vergasungskammer nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (242) zwischen den beiden Rohren (202,239) als Luftkanal dient, der durch eine

30. Vergasungskammer nach einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergasungsrohr (2; 102; 201 ; 302) mit einem Brennstoff-Zuleitungsrohr (4; 104; 204; 304) über einen rohrförmigen Halter (3 ; 103 ; 203 ; 303) und weitere Verbindungsmittel verbunden ist und Halter und/oder Verbindungsmittel aus elektrisch isolierendem Material bestehen.

30

31. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem der ersten Ausgang zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zum Vergasungsbrenner, einem zweiten Ausgang zur Steuerung der Leistung der elektrischen Heizvorrichtung und mit Eingängen für den Betrieb beeinflussende Kenngrössen und mit einer Programmschaltung zur zeitrichtigen Ansteuerung der Ausgänge, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltung (60) so ausgelegt ist, dass beim Vorhandensein eines Sperrsignals (R) am ersten Ausgang (61 ) und beim Auftreten eines Reinigungssignals (S) der zweite Ausgang (63) ein Schaltsignal (T) abgibt, aufgrund dessen der Heizvorrichtung eine zum Verbrennen von Ablagerungen in der Vergasungskammer ausreichende elektrische Leistung zugeführt wird.

32. Steuergerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltung (60) so ausgelegt ist, dass in zeitlicher Überlappung mit dem Schaltsignal (T) der dritte Ausgang (64) ein Freigabesignal (U) abgibt, aufgrund dessen der Vergasungskammer (1) Sekundärluft zugeführt wird.

33. Steuergerät nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltung (60) für den zeitrichtigen Ablauf einer den Vergasungsbrenner in Betrieb setzenden Einschaltphase ausgelègt ist und das Reinigungssignal (S) vor Beginn der Einschaltphase erzeugt.

34. Steuergerät nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltung (60) für den zeitrichtigen Ablauf einer den Vergasungsbrenner ausser Betrieb setzenden Ausschaltphase ausgelegt ist und das Reinigungssignal (S) nach Ablauf der Ausschaltphase erzeugt.

35. Steuergerät nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abgabe des Reinigungssignals (S) eine Betriebszeiten des Vergasungsbrenners kennzeichnende Messvorrichtung vorgesehen ist.

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60

65

36. Steuergerät nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abgabe des Reinigungssignals (S) eine die Grösse der Ablagerung in der Vergasungskammer direkt oder indirekt feststellende Messvorrichtung (70) vorgesehen ist.

37. Steuergerät nach einem der Ansprüche 31 bis 36 mit einem Sicherheitskreis, der beim Auftreten eines Fehlers, dargestellt durch ein- oder mehrmaliges Zünd- oder Flammenversagen, ein Fehlersignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmschaltung (60) einen Steuerkreis aufweist, der beim Auftreten des Fehlersignals die Erzeugung des Sperrsignals (R) und des Schaltsignals (T) und damit eine Reinigungsphase verursacht und anschliessend unter Wegfall des Sperrsignals eine Einschaltphase einleitet.

38. Steuergerät nach Anspruch 37 mit einer Ausschaltvorrichtung, die von einem Ausschaltsignal ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkreis das Ausschaltsignal abgibt, wenn eine vorgegebene Zahl von Reinigungsund Einschaltphasen durchlaufen und das Fehlersignal vorhanden ist.