DD112306B1

DD112306B1 - Oelvergasungsbrenner

Info

Publication number: DD112306B1
Application number: DD17713074A
Authority: DD
Inventors: Heinz Schulz; Hartwig Ziemann
Original assignee: Komb Schienenfahrzeugbau Veb
Priority date: 1974-03-12
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1986-10-29
Also published as: SU737700A1; DD112306A1

Description

darunter liegen soll, mit der Flüssigkeitsseite des Verdampfers verbunden. Im Gassammler ist ein Sekundärluftrohr angeordnet und mittig zu diesem befindet sich ein Mischrohr, wobei durch das Sekundärluftrohr und das Mischrohr ein Ringquerschnitt gebildet wird. Mischrohr und Sekundärluftrohr liegen stromab der Düse. Alle drei Bauteile haben eine gemeinsame Mittellinie. Stromab von Mischrohr und Sekundärluftrohr befindet sich die Brennkammer, die von Strahlungsblechen begrenzt ist, wobei diese den Verdampfer, die Kondensatleitung, die Verbindungsleitung, die Gasrohre und das Zuleitungsrohr gegenüber der Brennkammer abdecken. In den oberen Strahlungsblechen sind Öffnungen vorgesehen. Im Gassammler sind mindestens zwei Sekundärluftrohre jeweils mit Mischrohr und Düse angeordnet.

Die ökonomischen Vorteile der Erfindung bestehen im wesentlichen darin, daß ein universell einsetzbarer (^vergasungsbrenner geschaffen wurde, der ohne Hilfsenergie betreibbar ist und der eine rußfreie Verbrennung, einfache Bedienung bei hohem Wirkungsgrad aufweist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Oberhalb des Brenners, der aus der Düse 1, dem Sekundärluftrohr 2, dem Mischrohr 3, dem Ringquerschnitt 4 und dem Düsenventil 5 besteht, ist der Brennstofftank 6 angeordnet. In Flußrichtung des Brennstoffes liegt vor dem Brenner der Vorwärmer? und das Verdampfersystem 20, das aus den Zuleitungsrohren 15, dem Verdampfer 9, den Gasrohren 14, dem Gassammler 10, den Verbindungsleitungen 13 und den Kondensatleitungen 12 besteht. Zwischen Vorwärmer? und Brennstofftank 6 sind ein Brennstoffilter23 und ein Ventil 22 in dem Brennstoffrohr 16 angeordnet. Mit dem Vorwärmer? bildet die Brennschale 8 baulich eine Einheit. Die Strahlungsbleche 18 bilden mit der zum Verdampfer 9 gerichteten Stirnseite des Gassammlers 10 die Brennkammer 26.

In dem Verdampfer 9 ist ein Niveauregler 17 angeordnet. Jeder Verbindungsleitung 13, Düsenrohrleitung 11 und Kondensatleitung 12 kann eine Reinigungsleitung zugeordnet werden, die durch Stopfen verschlossen ist. Das Verdampfersystem 20 mit dem Brenner, den Düsenrohrleitungen 11 und den Kondensatleitungen 12 bildet baulich eine Einheit. Vor Inbetriebnahme des Brenners wird das Verdampfersystem 20 durch Öffnen der Düsenventile 5 entlüftet. Danach wird Brennstoff vom Brennstofftank 6 durch Öffnen der Ventile 22 in die Brennschale 8 gelassen. Nach dem Füllen der Brennschale 8 mit Brennstoff wird dieser mittels einer brennenden Lunte g ezündet. Danach wird die Lunte entfernt Durch die vorliegende Wärmeentwicklung nach dem Zünden wird der im Verdampfersystem vorliegende Brennstoff vergast. Hierbei bildet sich folgender Brennstoffkreislauf im Verdampfersystem 20 und von den Düsenventilen 5 aus:

Der flüssige Brennstoff wird oberhalb der Brennschale 8 in den Verbindungsleitungen 13 und den Kondensatleitungen 12 erwärmt und teilweise verdampft. Im Verdampfer 9, dem ebenfalls Wärme zugeführt wird, wird das Brennstoffgas vom flüssigen Brennstoff durch den Niveauregler 17 getrennt. Vom Dampfraum 25 des Verdampfers 9 wird das Brennstoffgas zum Gassammler 10 durch die Gasrohre 14 geleitet. Ein Teil des Brennstoffgases wird hier an den kalten Wandungen des Gassammlers 10 kondensiert und als Kondensat wieder den Verbindungsleitungen 13 zugeführt. Der im Gassammler 10 nicht kondensierte Teil des Brennstoffgases strömt durch die Düsenrohrleitungen 11 den Düsenventilen 5 zu. Auch hier findet wieder eine Kondensation des Brennstoffgases an den kalten Wandungen statt. Das Kondensat fließt von den Kondensatleitungen 12 wieder nach der Erwärmung und teilweisen Vergasung dem Verdampfer 9 zu.

Durch die bei der Brennstoffvergasung bedingte starke Volumenzunahme wird ein Teil des flüssigen Brennstoffes durch den Niveauregler 17 über die Zuleitungsrohre 15 durch den Vorwärmer? und das Brennstoffrohr 16 zum Brennstofftank 6 zurückgedrängt. Der vorliegende Gasdruck im Verdampfersystem 20 ist gleich der hydrostatischen Druckhöhe 27 zwischen dem Flüssigkeitsstand 24 im Verdampfersystem 20, der durch den Niveauregler 17 gegeben ist, und dem Flüssigkeitsstand 24 im Brennstofftank 6.

Nachdem genügend Brennstoffgas erzeugt worden ist, tritt aus dem geöffneten Düsenventil 5 Brennstoffgas aus. Der Betrieb des Brenners wahlweise mit einer Düse 1 oder auch mit mehreren Düsen 1 läuft wie folgt ab: Dem aus der Düse 1 austretenden freien Brennstoffgasstrahl wird eine durch die Abmessungen des Mischrohres 3 bestimmte Luftmenge beigemischt, die so bemessen ist, daß das Brennstoffgas Luftgemisch in dem Mischrohr 3 noch nicht brennt. Nach der Anlenkung des Strahlkegels, der aus dem Brennstoffgas-Luftgemisch besteht, im Mischrohr 3 findet in der nachfolgenden Strecke eine weitere innige Mischung zwischen dem Brennstoffgas und der Luft statt. Beim Austritt dieses Gasgemisches aus dem Mischrohr 3 liegt eine Sekundärluftzuführung durch den Ringquerschnitt 4, der aus dem Sekundärluftrohr 2 und dem Mischrohr 3 gebildet wird, vor. Unmittelbar nach Zuführung der Sekundärluft ist das im Mischrohr 3 gebildete Brennstoffgas-Luftgemisch zündfähig und wird gezündet. In der nachfolgenden Brennkammer 26, in der eine starke Verwirbelung stattfindet, erfolgt dann die Verbrennung. Die in der Brennkammer 26 vorliegenden hohen Verbrennungstemperaturen führen zur Aufheizung der Strahlungsbleche 18, die einen Teil der aufgenommenen Wärme an die brennstofführenden und durch sie abgedeckten Teile des Verdampfersystems 20 abgeben. Die Verbrennungsgase treten seitlich aus der Brennkammer 26 und durch Öffnungen 19 in den Strahlungsblechen 18 in den Brennraum aus und tragen zu einer weiteren Brennstofferwärmung im Verdampfersystem 20 bei. Hierbei wird in den Gasrohren 14 das Brennstoffgas überhitzt. Im Verdampfersystem 20 zu und von den Düsenventilen 5 liegt bei diesem Betrieb der gleiche Brennstoffkreislauf vor, wie er bereits zuvor beschrieben wurde. Da der Vorwärmer 7 im Brennraum liegt, wird dem Verdampfßrsystem 20 bereits vorgewärmter Brennstoff zugeführt. Zur besseren Erwärmung der unterhalb des Brenners im Brennraum angeordneten Brennstoff führenden Bauteile, ist der Brenner um ca. 10° zur Brennkammer 26 geneigt angeordnet.

Eine stufenlose Anpassung der Brennerleistung an den Wärmebedarf von Schwachlast bis Vollast wird durch die Anordnung von mindestens zwei Düsen 1, die einzeln oder auch insgesamt miteinander betrieben werden können, erreicht. Im Verdampfersystem 20 wird in allen Betriebsphasen von Schwachlast bis Vollast mehr Brennstoffgas erzeugt, als für die Verbrennung benötigt wird. Hierdurch findet der bereits zuvor beschriebene Brennstoff kreislauf statt. Alle vom Verbrennungsgas beaufschlagten Teile sind aus hitze- und zunderbeständigen Werkstoffen hergestellt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. (^vergasungsbrenner ohne Zusatzenergie für stationäre und instationäre Heizungsanlagen mit Brennstofftank, Vorwärmer, Verdampfersystem, Düse und Brennschale, gekennzeichnet dadurch, daß der Brennstofftank (6) niveaumäßig oberhalb des Vorwärmers (7), des Verdampfers (9) und der Düse (1) angeordnet ist, wobei der Vorwärmer (7) unterhalb des Verdampfers (9) und der Düse (1) liegt, der Brennstofftank (6) durch ein Brennstoff rohr (16) mit dem Vorwärmer (7) und dieser wiederum durch ein Zuleitungsrohr (15) mit dem Verdampfer (9) verbunden ist, in dem ein Niveauregler (17) angeordnet ist und dessen Gasseite über ein Gasrohr (14) mit einem Gassammler (10) verbunden ist, der einerseits über eine Düsenrohrleitung (11) unter Zwischenschaltung eines Düsenventils (5) mit der Düse (1) und andererseits über eine Kondensatleitung (12) mit der Flüssigkeitsseite des Verdampfers (9) und weiterhin mit seiner tiefsten, möglichst oberhalb des Flüssigkeitsniveaus liegenden Stelle gleichfalls mit der Flüssigkeitsseite des Verdampfers (9) verbunden ist, wobei im Gassammler (10) ein Sekundärluftrohr (2) und mittig und in einem Abstand zu diesem ein Mischrohr (3) so angeordnet ist, daß ein Ringquerschnitt (4) gebildet ist, wobei die Düse (1) und das stromab liegende Mischrohr (3) und Sekundärluftrohr (2) eine gemeinsame Mittellinie haben und weiter stromab die von Strahlungsblechen (18) begrenzte Brennkammer (26) angeordnet ist.
2. (^vergasungsbrenner nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Verdampfer (9), die Kondensleitung (12), die Verbindungsleitung (13), das Gasrohr (14) und das Zuleitungsrohr (15) gegenüber der Brennkammer (26) durch die Strahlungsbleche (18) abgedeckt sind.
3. (^vergasungsbrenner nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in den oberen Strahlungsblechen (18) Öffnungen (19) sind.
4. Ölvergasungsbrenner nach Pkt. 1,2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß im Gassammler (10) mindestens zwei Sekundärluftrohre (2) jeweils mit Mischrohr (3) und Düse (1) angeordnet sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Ölvergasungsbrenner für stationäre und instationäre Heizungsanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Verdampfungs- und Vergasungsbrenner, die nach ihrer Ausführung und Funktion in Topfbrenner, Rohrbrenner und in Freistrahlbrenner zusammengefaßt werden können. Die Mehrzahl dieser Brenner werden mit Hilfsenergie, z. B. Elektroenergie, die für die Förderung des Brennstoffes oder der Verbrennungsluft benötigt wird, betrieben. Bekannt ist nach DL 46739 ein Brenner, der aus einem gegenüber der Atmosphäre geschlossenem Tank besteht, in dem der Brennstoff ohne Fremdenergiezufuhr verdampft und von hier in Dampfform der Düse zugeführt wird. Ein Dauerbetrieb ist bei diesen letztgenannten Ausführungen jedoch nicht möglich, da der Brennstoff dem Verdampfer nicht kontinuierlich zufließt, so daß damit der Anwendungsbereich stark eingeschränkt ist.

Alle bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß sie für den Einsatzfall in einem handelsüblichen Zentralheizungskessel, bei dem der Brenner im Dauerbrand mit einem stufenlos regelbaren Leistungsbereich von 20 bis 100% der Nennlast und einem Schornsteinzug kleiner 2 N/m² betrieben werden muß, nicht ohne Hilfsenergie betrieben werden können bzw. ungeeignet sind. Außerdem können einige der bekannten Ölbrenner nicht für instationäre Anlagen, bei ständig sich ändernden Lagen gegenüber der Horizontalen, verwendet werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Ölvergasungsbrenner, der universell und im Dauerbetrieb für viele flüssige Brennstoffe einsetzbar ist und eine rußfreie Verbrennung, eine einfache Bedienung und einen hohen Wirkungsgrad aufweist sowie ohne Hilfsenergie betreibbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölvergasungsbrenner zu schaffen, bestehend aus Brennstofftank, Vorwärmer, Verdampfersystem, Düsen und Brennschale, bei dem eine Leistungsstufenregelung von relativ geringer (ca. 20%) bis vollständiger Auslastung möglich ist, der Brennstoffzulauf vom Tank zum Brenner und eine Trennung zwischen flüssigem und vergastem Brennstoff erfolgt und der Düse ein reines Brennstoffgas ohne Kondensat zugeführt wird, wobei das Brennstoffgas zunächst vor der Verbrennung derart gemischt wird, daß es noch nicht zündfähig ist, danach weitere Verbrennungsluft zugeführt wird und die unmittelbare Zündung einsetzt, wobei die danach folgende Verbrennung bei stabiler Flamme und nahezu stöchiometrisch erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brennstofftank niveaumäßig oberhalb des Vorwärmers, des Verdampfersystems und der Düse angeordnet ist, wobei der Vorwärmer niveaumäßig unterhalb des Verdampfersystems und der Düse liegt.

Vom Brennstofftank führt das Brennstoffrohr zum Vorwärmer. Dieser ist durch ein Zuleitungsrohr mit dem Verdampfer verbunden. Im Verdampfer ist ein Niveauregler angeordnet. Von der Gasseite des Verdampfers geht ein Gasrohr ab, das in den Gassammler mündet. Die Düsen rohrleitung verbindet einerseits den Gassammler über ein Düsenventil mit der Düse und andererseits diesen durch die Kondensatleitung mit der Flüssigkeitsseite des Verdampfers. Mit einer Verbindungsleitung ist der Gassammler nochmals von der tiefsten Stelle, die möglichst oberhalb des Flüssigkeitsniveaus oder jedoch nur geringfügig