DE1501845C - Topfbrenner für flüssigen Brennstoff - Google Patents

Description

F i g. 3 eine vergrößert perspektivische Darstellung eines Zünd- oder Hilfsbrennerteiles in dem erfindungsgemäßen Topfbrenner.

Der Topfbrenner nach der vorliegenden Erfindung hat einen Brennertopf mit einem wannenartigen ausgebildeten Bodenteil 3, der eine flache Verdampfer-Ringwanne bildet und einen nach oben ragenden Umfangsrand aufweist, an den sich nach oben ein Mantelteil 2 anschließt, auf dem ein kräftig ausgeführter Brennerring 1 ruht. Der Bodenteil 3 hat an einer Stelle seines äußeren Umfangs einen Brennstoff-Zuleitungsanschluß 4,· der mit einer geeigneten Brennstoffquelle, beispielsweise einem Brennstofftank, verbunden ist. Die Bodenfläche des Bodenteils 3 steigt nach der Mitte hin etwas an. Der Bodenteil 3 weist an derjenigen Stelle, an der der Brennstoff durch den Brennstoffanschluß 4 zugeführt wird, eine Vertiefung 18 auf, die einen »ölsumpf«bildet.

In dem äußeren Mantelteil 2 des Brennertopfes sind längs paralleler Umfangskreislinien zahlreiche, relativ kleine Lufteintrittsöffnungen 6 bis 11 vorgesehen, von denen die Lufteintrittsöffnungen 6 und 7 im oberen Wandteil schräg nach aufwärts gerichtet sind, um der Brennerflamme sekundäre Verbrennungsluft zuzuführen; die . öffnungen 8, 9 und 10 sind horizontal gerichtet, um primäre Luft in den oberen Teil des Brenners hineinzuleiten, und die öffnungen 11 im unteren Teil des Mantelteils 2 sind nach abwärts gerichtet, um die Verbrennungsluft bis in den Bodenteil des Brenners hineinzuführen.

Zwischen den Lufteinlaßöffnungen 10 und 11 ist ein Schirm- oder Leitring 25 angeordnet, dessen äußerer Durchmesser ein wenig kleiner ist als der innere Durchmesser des äußeren Mantelteils 2 des Brennertopfes, und der auf Zapfen 25 α ruht, die von der Innenseite des äußeren Mantelteils 2 radial nach innen vorspringen. Auf der Mitte des Bodenteils 3 ist eine äußere zylindrische Rohrhaube 13 angebracht, die sich mit allseitigem radialem Abstand durch die zentrale öffnung 25 b des Leitringes 25 bis zu einer Höhe erstreckt, die im wesentlichen gleich dem Höhenniveau der oberen Lufteintrittsöffnungen 6 und 7 entspricht. Diese zylindrische Rohrhaube 13 hat im Umfangsbereich ihrer oberseitigen Abschlußklappe Kränze von Sekundärluft-Austrittsöffnungen 14, 15, 16 und 17; sie ist außerdem in ihrem unteren Bereich innerhalb eines Sektors ihrer Wandung unterhalb des Leitringes 25 mit radial nach außen führenden Luftzufuhröffnungen 20 versehen.

Ein an beiden Enden offenes Innenrohr 12 ist mit Abstand innerhalb der zylindrischen Rohrhaube 13 in den zentralen Teil des Bodenteils 3 eingeschweißt, und zwar an der inneren Randkante eines zentralen Durchbruches 3 a, der innerhalb einer Halterung 27 für die äußere Rohrhaube 13. am Bodenteil 3 vorgesehen ist. Das oberseitig offene Ende des Innenrohres 12, das von dem Bodenteil 3 senkrecht nach oben ragt, mündet in den oberen Abschnitt der äußeren zylindrischen Rohrhaube 13.

Der Anzünd- und Zünddocht 19 taucht mit seinem unteren Ende in das öl ein, das sich in der ölsumpf-Vertiefung 18 befindet; dieser Docht ist aus einem hitzebeständigen Material hergestellt, etwa aus rostfreien Stahlfäden, die zu einem beispielsweise flachen Docht miteinander verwebt oder verflochten sind. Die Luftzufuhröffnungen 20 im unteren Teil der Wand der Rohrhaube 13 liegen innerhalb des dem Docht 19 zugewandten Sektors und münden in einen den Docht enthaltenden Hilfsbrennraum, der durch eine obere waagerechte Deckwand 21 über dem oberen Ende des Dochtes 19 und beiderseits der Zufuhröffnungen 20 vorgesehene seitliche Abschlußwände 35, 35' abgeteilt ist. Dieser Hilfsbrennerraum ist sektorförmig ausgebildet und liegt unterhalb des Leitringes 25. Die Abschlußwände 35, 35' verlaufen vom Umfang der Rohrhaube 13 radial und lassen in der Nähe des äußeren Mantelteils 2 des Brennertopfes zwei öffnungen 22, 22' frei. In den Abschluß- ' wänden sind Luftdurchtrittsöffnungen 24 und 26 vorgesehen, wobei die öffnungen 26 in zur Freigabe der öffnungen 22, 22' abgebogenen bzw. halbkreisförmigen Leitblechen der Abschlußwände 35, 35' sitzen.

Der Anzünd- und Zünddocht 19 ist mit der Deckwand 21 über radial angeordnete, mit Löchern 23 a oder kleinen öffnungen versehene Leitbleche 23 verbunden; gegenüber dem Docht 19 ist in der äußeren Mantelwand eine Anzündöffnung 5 vorgesehen.

Bei der soeben beschriebenen Brennerausführung tritt Luft aus dem Bereich um den Brennertopf herum durch die Lufteintrittsöffnungen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 in den Mantelteil 2 und auch durch das an beiden Seiten offene Innenrohr 12 und dann durch die Sekundärluft-Austrittsöffnungen 14, 15, 16, 17 in der Rohrhaube 13 unter der Wirkung des Zuges eines Schornsteins oder eines Lüfters in den Innenraum des Brennertopfes und durch die Luftzufuhröffnungen 20 in den Hilfsbrennraum.

Wenn eine geringe Menge flüssigen Brennstoffs durch den Brennstoffanschluß 4 in den Bodenteil 3 eingeführt wird, fließt dieser Brennstoff zunächst in die den ölsumpf bildende Vertiefung 18, tränkt den in diesen ölsumpf eintauchenden Docht 19 und wird an der Oberfläche des Dochtes verdampft. Der so gebildete Brennstoffdampf wird mit der Luft im Bereich des Dochtes oder der durch die Luftzufuhröffnungen 20 zuströmenden Luft gemischt, so daß er beim Eindringen einer Zündflamme durch die Zündöffnung 5 leicht entzündet werden kann.

Die durch die Luftzufuhröffnungen 20 in dem Docht 19 zugewandten Umfangssektor der Rohrhaube 13 einströmende Luft verteilt sich in dem sektorförmigen Hilfsbrennraum (F i g. 3) nach rechts und nach links. Durch Anordnen des Dochtes 19 an einer Stelle, an der sich diese Luftströmung seitlich teilt und ihre Geschwindigkeit relativ gering ist, kann der Docht sicher durch ein brennendes Zündholz durch die Zündöffnung 5 gezündet werden. Die erste Flamme brennt ruhig weiter, da die oben erwähnten geteilten Luftströme durch die Leitbleche 23 etwas abgelenkt und von dem - brennenden Docht ferngehalten werden. Mit dem Verbrennungsbeginn an dem Docht 19 steigt die Temperatur des flüssigen Brennstoffs, der sich in der ölsumpf-Vertiefung 18 befindet; dieser Brennstoff verdampft, und die Flamme breitet sich über die gesamte Brennstoffoberfläche innerhalb des Hilfsbrennraumes aus. Da in diesem Hilfsbrennraum die heißen Verbrennungsgase der an dem Docht 19 brennenden Flamme in Richtung auf den äußeren Umfang des Brenners oder Brennertopfes strömen, wird der als ölverdampfungswanne dienende Bodenteil 3 des Brennertopfes wirksam erwärmt, was die stetige Ausbreitung der Flamme in dem Hilfsbrennraum begünstigt. Wenn der Brennstoff nur in geringer Menge zugeführt wird, spielt sich die Verbrennung in dem Hilfsbrennraum lediglich in der Nähe der Lu/tzufuhröffnungen 20 der

Rohrhaube 13 ab. Wenn jedoch die Zufuhr von flüssigem Brennstoff erhöht wird, breiten .sich die Flammen in derjenigen Richtung aus, in der die Luft durch die Luftzufuhröffnungen 20 einströmt, d. h. in Richtung auf die öffnungen 22, 22' des Hilfsbrenners.

Die Flammenausbreitung nach rechts und links entsprechend der Luftströmung wird durch die Leitbleche 23 begünstigt. Die Ausbildung und Ausbreitung der Flamme bzw. der Verbrennung innerhalb des Hilfsbrennraumes kann in der jeweils ge wünschten günstigsten Weise durch Regeln der Brennstoffzufuhr in den Hilfsbrennraum eingestellt werden; der ausnutzbare Regelbereich der Brennstoffzufuhrmenge ist sehr breit. Es sei noch darauf hingewiesen, daß eine gleichmäßige Lufteintrittsströmung in den Hilfsbrenner vor allem dann in besonders günstiger Weise erzielt werden kann/ wenn die Luftzufuhröffnungen 20 in der Rohrhaube 13 in seitlich symmetrischen senkrechten Reihen und mit gleichmäßigen Abständen in vertikaler Richtung angeordnet werden, wie dies die F i g. 1 und 2 erkennen lassen; dabei wird die Luft mit dem an der Öloberfläche des ölsumpfes 18 verdampfenden Brennstoff gleichmäßig durchgemischt und die Erzeugung von Ruß bei der Verbrennung auf einen Kleinstwert herabgesetzt. Außerdem bilden die seitlichen Abschlußwände 35, 35' kein Hindernis für das Ausbreiten der Verbrennung innerhalb des Hüfsbrennerraumcs, weil das Volumen des zwischen ihnen iiegenden Raumes von der Wand der Rohrhaube 13 in Richtung auf den Mantelteil des Brennertopfes stetig zunimmt; infolgedessen ist es möglich, eine sehr stabile Verbrennung zu erhalten, die in keiner Weise gestört wird. Dies trägt ebenfalls dazu bei, die Rußbildung ganz entscheidend zu verringern.

Die in dem Hilfsbrennraum gebildeten Verbrennungsgase mit hoher Temperatur berühren bei ihrem Ausströmen den Mantelteil 2 und den unteren Umfangswandteil des Brennerbodenteils 3 und heizen so den unteren Bodenteil 3 des Brenners auf. Die Erwärmung des unteren Bodenteils 3 des Brennertopfes wird dann besonders kräftig, wenn die Verbrennung im Bereich der Öffnungen 22, 22' erfolgt und die Flamme direkt die Umfangswand des Bodenteils 3 bestreicht. Infolgedessen kann der Bodenteil 3 in kurzer Zeit ausreichend vorgeheizt werden, um die Verdampfung des in ihm enthaltenen flüssigen Brennstoffs zu bewirken. ,Wenn also der flüssige Brennstoff dann mit einem größeren Durchsatz eingespeist wird, verdampft er schnell und vollständig an der zur Verdampfung bestimmten inneren Oberfläche des unteren Bodenteils 3, und die Flamme breitet sich schnell über den gesamten Querschnitt

ίο des Topfbrenners aus. Diese Verbrennung heizt den Bodenteil 3 weiter auf, so daß der Übergang zur vollen Brennerleistung mit · am oberen Teil des Brennertopfes brennender Flamme erfolgt. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß bei dem erfindungsgemäßen Topf brenner — wie dies oben bereits erläutert wurde — der Übergang von der Zündflamme an dem Zünddocht zum normalen Brennbetrieb des Topfbrenners in einer sehr sicheren und besonders günstigen Weise erfolgt, was insbesondere auf die Ausgestaltung des Hilfsbrennraumes zurückzuführen ist.

Die Höhe des beiderseitig offenen Innenrohres 12 wird so bestimmt, daß von der durch dieses Rohr einströmenden Verbrennungsluftmenge stets ein zumindest für die Anfangszündung oder das Aufrechterhalten der Zündflamme ausreichender Luftanteil durch die Luftzufuhröffnungen 20 in den Hilfsbrennraum abgezweigt wird. Eine weitere kleinere Verbesserung der Zündflammen-Einstellung kann entweder dadurch vorgenommen werden, daß man die Gestalt der Leitbleche 23 ändert oder ein Metallnetz an diesen Führungsgliedern.yorsieht.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Topfbrenners für einen Warmwasserbereiter, bei dem das Wasser dauernd heiß gehalten werden soll, muß der Brenner in der Lage sein, intermittierend zu arbeiten. Eine solche intermittierende Arbeitsweise kann automatisch erzielt werden, indem man in dem Hilfsbrennraum dem Zündflammdocht eine geringe »LeerlaufÄ-Brennstoffmenge zuführt, wenn eine normale Beheizung mit hoher Brennstoffzufuhr nicht notwendig ist. Beim Übergang auf größere Brennerleistung spielen sich die Vorgänge in der gleichen Weise ab, wie sie oben für die erste Zündung beschrieben wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Mantelteils des Brenners Durchgänge für die ZuPatentansprüche: führung von Luft aufweisen. Bei diesem bekannten Brenner erfolgt die Zuführung von Luft aus dem

1. Topfbrenner für flüssigen Brennstoff mit Hauptbrennraum bei angezündetem ölsumpf durch einer gesonderten Luftzuführung zu einem Zünd- 5 die radial innenliegende offene Seite des ersten bereich des Brennertopfes, der aus einem die Schutzblechs. Die Luft strömt aus diesem hauben-Außenwand eines ringwannenfürmigen Bodenteils arigen Hilfbrennraum in übersättigtem Zustand nach oben verlängernden Mantelteil mit zahl- wieder heraus und wird im Bereich zwischen dem reichen Lufteintrittsöffnungen und einem senk- ersten und dem zweiten Schutzblech durch zusätzliche recht in dem Bodenteil sitzenden, beiderseits io Luft, die durch die hinteren öffnungen des zweiten offenen Innenrohr besteht, das von einer Rohr- Schutzbleches eintritt, in dem Maße vermischt, daß haube mit Abstand umschlossen ist, in deren eine Verbrennung des so gebildeten Gemisches zwizylindrischem Abschnitt Luftzufuhröffnungen an- sehen dem ersten und dem zweiten Schutzblech ein-

. geordnet sind, dadurch ge kennzeichnet, treten kann. Nachteilig ist hierbei, daß die aus dem

daß die gesonderte Luftzuführung ausschließlich 15 Hauptbrennraum in den Hilfsbrennraum bei an-

über die im zylindrischen Abschnitt der Rohr- gezündetem ölsumpf einströmende Luft bei größe-

haube vorgesehenen öffnungen erfolgt, die samt- rem Luftdurchsatz der aus diesem Hilfsbrennraum

Hch in einen ringsektorförmigen Hilfsbrennraum austretenden übersättigten Luft entgegengerichtet ist,

münden, der den Zündbereich umschließt und wodurch keine eindeutigen Strömungsverhältnisse

von einer oberen Deckwand (21) mit zwei seit- 20 vorhanden sind, was zu unstabilen Verbrennungs-

lichen Abschlußwänden (35, 35') begrenzt ist, die vorgängen führen kann.

von der Rohrhaube (13) bis zum Mantelteil (2) Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem Topfreichen, daß die Abschlußwände (35, 35') am brenner der eingangs erläuterten Art einen Hilfs-Mantelteil (2) je eine öffnung (22, 22') mit einem brenn- und Zündraum so zu gestalten, daß nicht nur nach außen gebogenen Leitblech aufweisen und 35 ein sicherer Anzündvorgang und ein rußfreier Bedaß innerhalb des Hilfsbrennraumes in radialer trieb bei Sparflamme ermöglicht wird, sondern daß Richtung einen Docht (19) einschließende, auf die auch der Übergang von dem Sparbetrieb auf eine öffnungen (22, 22') weisende Leitbleche (23) vor- Verbrennung mit größerer Brennerleistung langsam gesehen sind. und stetig erfolgt und dabei die Hauptverbrennung

2. Topfbrenner nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 mit möglichst geringer Rußbildung begünstigt wird, kennzeichnet, daß die Leitbleche (23) perforiert Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gesind, löst, daß die gesonderte Luftzuführung ausschließlich

über die im zylindrischen Abschnitt der Rohrhaube

vorgesehenen öffnungen erfolgt, die sämtlich in einen

35 ringsektorförmigen Hilfsbrennraum münden, der den Zündbereich umschließt und von einer oberen Deck-Die Erfindung bezieht sich auf einen Topfbrenner wand mit zwei seitlichen Abschlußwänden begrenzt für flüssigen Brennstoff mit einer gesonderten Luft- ist, die von der Rohrhaube bis zum Mantelteil reichen, zuführung zu einem Zündbereich des Brennertopfes, daß die Abschlußwände am Mantelteil je eine öffder aus einem die Außenwand eines ringwannen- 40 nung mit einem nach außen gebogenen Leitblech aufförmigen Bodenteils nach oben verlängernden Mantel- weisen und daß innerhalb des Hilfsbrennraumes in teil mit zahlreichen Lufteintrittsöffnungen und einem radialer Richtung einen Docht einschließende, auf die senkrecht in dem Bodenteil sitzenden, beiderseits öffnungen weisende Leitbleche vorgesehen sind, offenen Innenrohr besteht, das von einer Rohrhaube Durch diese Ausgestaltung wird eine definierte mit Abstand umschlossen ist, in deren zylindrischem 45 Strömung von innen nach außen durch den sich erAbschnitt Luftzufuhröffnungen angeordnet sind. weiternden Hilfsbrennraum geschaffen, was nicht Bei einem bekannten Brenner dieser Art (USA.- nur zu einem zuverlässigen Anzündvorgang und Patentschrift 3 017 925) erfolgt die Zuführung von einem Betrieb bei Sparflamme führt, sondern sich Luft zu einem einen ölsumpf umfassenden Zünd- auch vorteilhaft auf den Betrieb des Hauptbrenhers bereich durch ein durch den Mantelteil hindurch- 5° auswirkt, der durch die Zuführung der vorgeheizten greifendes Luftzuführungsrohr, das oberhalb des Gase aus dem Hilfsbrennraum vorbereitet wird, wodurch eine Vertiefung in dem ringwannenförmigen durch ein stetiger und weitgehend rußfreier Über-Bodenteil ausgebildeten ölsumpfes ausmündet. Bei gang von einer geringen Brennerbelastung auf eine diesem Brenner ist der Zündbereich ungeschützt den . hohe Belastung. gewährleistet ist. Eine Störung der Luftströmungen im Hauptbrenner ausgesetzt, so daß 55 Verbrennung innerhalb des Hilfsbrennraumes ist auf Störungen beim Anzündvorgang eintreten können, die Grund der eindeutig festgelegten Strömungsverhältzu einer Erzeugung von- freiem Kohlenstoff oder Ruß nisse ausgeschlossen.

führen. · · · Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin.

Es ist zwar auch schon bekannt (USA.-Patent- daß die Leitbleche perforiert sind, wodurch auch bei

schrift 2 822 866), den Zündbereich durch zwei 60 größeren Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des

übereinander angeordnete Schutzbleche abzudecken, Hilfsbrenners eine stabile Zündflamme gewähr-

die am äußeren Rand des Bodenteils oberhalb eines leistet ist.

ölsumpfes eine Anzündkammer begrenzen, wobei das Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise

erste Schutzblech von einer an der Brennerwand an- dargestellt. Es zeigt

liegenden zum Zentrum des Topfbrenners hin offe- 65 Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Topf-

nen Haube und das zweite Schutzblech aus einem das brenner gemäß der Erfindung,

erste Schutzblech mit Abstand umgebenden Haube F i g. 2 einen Teilquerschnitt längs der Schnittbesteht, deren senkrechte Wände im Bereich des linie A-A der Fig. 1 und