DE1803815C - Gasification insert for burner devices for burning liquid fuels - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vergasungseinsatz für Brennereinrichlungen zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen, der im Brennraum angeordnet ist.The present invention relates to a gasification insert for burner devices for combustion of liquid fuel, which is arranged in the combustion chamber.

F.s ist bekannt, daß bei Brennkammern, und zwar sowohl bei Druckzerstäuberbrennern für Hausheizungen als auch bei Heizeinrichtungen für Kraftfahrzeuge infolge einer schlechten und ungleichmäßigen Verbrennung eine Verkokung eintritt. In Brennkammern treien insbesondere an deren Wandung im Verlauf der Gemischaufbcreitung von eingespritztem Brennstoff und Verbrennungsluft sowie bei der Verbrennung und dem Warmluftausstoß verschiedene Temperaturen auf. In diesem Verlauf gibt es eine Temperatur, bei der das Brennstoff-Luftgemisch einerseits nicht vollkommen verbrennt, aber andererseits Verkokungspmdukte ausscheidet. Diese Ausschcidungsprodiiktc, wie z. B. Hartasphalt, setzen sich an einer gewissen Stelle der Brennkammerwandung ab, wodurch der Verbrennungsablauf erheblich gestört wird. Durch diesen gestörten Verbrennungsablauf entsteht auch das Qualmen bzw. Nachquaimen der Brennkammern, was insbesondere bei in Kraftfahrzeugen verwendeten motorunabhängigen Heizungsanlagen zu einer Verschmutzung der Umgebungsluft beiträgt. Außerdem verlangt die Verkokung eine erhöhte Wartungstätigkeit, denn die Ablagerungen müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden, z. B. durch Auskratzen, wobei der Zeitpunkt dadurch bestimmt wird, daß der Gcsamlwirkungsgrad der Brennkammer so weit absinkt, daß diese nicht mehr weiter betrieben werden kann.It is known that in combustion chambers, both in pressure atomizer burners for domestic heating as well as heating devices for automobiles as a result of poor and uneven combustion coking occurs. In combustion chambers, in particular, on their walls in the course of the Mixture preparation of injected fuel and combustion air as well as during combustion and the warm air output on different temperatures. In this course there is a temperature at which on the one hand does not completely burn the fuel-air mixture, but on the other hand it burns coking products ruled out. These Auscidungsprodiiktc such. B. Hard asphalt, sit down at a certain Put down the combustion chamber wall, which significantly disrupts the combustion process. This disturbed combustion process also causes the combustion chambers to smoke or quaim, which is particularly true of engine-independent heating systems used in motor vehicles contributes to pollution of the ambient air. In addition, coking requires increased maintenance work, because the deposits have to be removed from time to time, e.g. B. by scraping, the point in time being determined by the fact that the overall efficiency of the combustion chamber drops so far, that this can no longer be operated.

Nachdem gefunden wurde, daß diese Verkokung primär auf die unterschiedliche Temperatur entlang der Brennkammererstreckung zurückzuführen ist, wurde versucht, durch geeignete Einbauten eine Verbesserung zu erzielen.After it was found that this coking is primarily due to the different temperature along the combustion chamber extension, attempts have been made to improve it by means of suitable built-in components to achieve.

So wurde z. B. versucht, durch den Einbau von Kupferleitelementen eine Verbesserung herbeizuführen. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß Kupfer eine so niedrige Zunderungstemperatur besitzt, daß diese Einbauten in kurzer Zeit verbrennen. Andere als geeignet erscheinende Materialien waren entweder zu teuer oder aber sie verfügten über eine zu geringe Leitfähigkeit Es sind bereits Vergasungseinsätze für Brennereinrichlungen bekanntgeworden. So beschreibt z. B. das deutsche Gebrauchsmuster 1 785 296 einen glühfähigen Einsatz für Ölofen aus Guß- oder Schmiedeeisen, der die Flammen von der Mittelöffnung des unteren Brennerringes ableiten soll, um so eine bessere Verbrennung und eine ölvorwärmung zu erreichen. Hierbei tritt jedoch ein Temperaturab-So was z. B. tried to bring about an improvement by installing copper conductive elements. It has been found, however, that copper has such a low scale temperature that incinerate these internals in a short time. Other materials that appeared suitable were either closed expensive or their conductivity is too low. There are already gasification inserts for Burner equipment became known. So describes z. B. the German utility model 1 785 296 a glowable insert for oil stoves made of cast or wrought iron, which the flames from the central opening of the lower burner ring is intended to lead to better combustion and oil preheating to reach. However, a temperature drop occurs here.

fall entlang des Einsatzes auf, so daß einer Verkokung eher Vorschub geleistet als diese verhindert wird.fall along the insert, causing coking rather a boost is provided than it is prevented.

In der USA.-Patcntschrift 2 396577 schließlich ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher eine Verdampfungskammer angeordnet ist, in die der Brennstoff zu-Finally, US Pat. No. 2 396577 shows an arrangement in which an evaporation chamber is arranged in which the fuel is

is geführt und der verdampfte Brennstoff zur Brenndüse abgeführt wird. Diese sehr aufwendige Lösung kann die Verkokung jedoch nicht verhindern.is led and the evaporated fuel to the burner nozzle is discharged. However, this very complex solution cannot prevent coking.

Schließlich ist in der USA.-Patentschrift 2 418 704 eine Anordnung beschrieben, bei welcher ein VerFinally, US Pat. No. 2,418,704 describes an arrangement in which a Ver

ίο dampfungieinsat/ in Siebform als Strahlungsclemcm angeordnet ist. Dieser im Brennraum angeordnete Strahlungskörper soll zu einer Vergleichsmäßigung der Flammenbildung beitragen, er verhindert jedoch die Verkokung ebenfalls nicht.ίο dampfungieinsat / in screen form as a radiation clamp is arranged. This radiation body arranged in the combustion chamber is intended to equalize the Contribute to the formation of flames, but it also does not prevent coking.

»5 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergasungscinsatz so zu verbessern, daß durch eine gleichmäßige Temperaturverteilung eine Verkokung verhindert und ein Blaubrennen des flüssigen Brennstoffes erreicht wird.»5 The present invention is based on the object to improve a Vergasungscinsatz so that by a uniform temperature distribution coking is prevented and the liquid fuel burns blue.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vergasungseinsatz als Wärmerohr ausgebildet ist mit einem metallischen Mantel, der einen Hohlraum allseitig dicht umschließt, in dem eine kleine Menge verdampfbare Flüssigkeit eingebracht und an dessen innerer Oberfläche ein metallisches feines Gewebe mit Kapillarwirkung angeordnet ist. Als Flüssigkeit kommt z. B. flüssiges Natrium in Frage. Diese Flüssigkeit verdampft bei Erwärmung und verteilt durch die kapillare Wirkung, z.B. des ander inneren Oberfläche angeordneten V2a-Geflechts, die Wärme an der ganzen Oberfläche des Wärmerohres gleichmäßig, so daß der Temperaturgradient nahezu Null ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines derartigen Wärmerohres kann der Brennkammerraum in seiner ganzen Erstreckung auf gleichmäßig hoher Temperatur gehalten werden, so daß die Temperatur, bei der die unerwünschte Verkokung stattfindet, nicht mehr auftritt. Es tritt vielmehr nach der Luftdüse und der Gemischaufbereitung ein plötzlicher Wärmesprung von z. B. 50 auf 700° C ein, wobei dieser Wärmesprung jedoch von der Gestaltung der ganzen Brennkammer-Einrichtung abhängt. Es ist bekannt, z. B. aus der Zeitschrift Scient. American, 1968, S. 38 bis 46, daß das Wärmeleitvermögen derartiger Wärmerohrc bis zu dem lOOOOfachcn des Wärmeleitvermögens von Kupfer beträgt.This object is achieved according to the invention in that the gasification insert is designed as a heat pipe is with a metallic jacket that tightly encloses a cavity on all sides, in which one introduced a small amount of vaporizable liquid and on its inner surface a metallic fine Tissue is arranged with capillary action. The liquid z. B. liquid sodium in question. This liquid evaporates when heated and is distributed by the capillary action, e.g. of the other inside Surface arranged V2a braid, the warmth on the whole surface of the heat pipe uniformly so that the temperature gradient is almost zero. By the arrangement according to the invention such a heat pipe can be the combustion chamber space be kept in its entire extent at a uniformly high temperature, so that the Temperature at which the undesired coking takes place no longer occurs. Rather, it follows the air nozzle and the mixture preparation a sudden heat jump from z. B. 50 to 700 ° C, wherein However, this jump in heat depends on the design of the entire combustion chamber device. It is known, e.g. B. from Scient magazine. American, 1968, pp. 38 to 46 that the thermal conductivity of such Heat pipe is up to 10000 times the thermal conductivity of copper.

In einer Weiterführung der vorliegenden Erfindung hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, daß das Wärmerohr ringförmig ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrad erreicht, und sie trägt besonders zur Erzielung des Blaubrcnneffektes bei.In a further development of the present invention, it has been found to be useful that the heat pipe is annular. This measure will further improve the Achieved efficiency, and it contributes particularly to the achievement of the blue-brown effect.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß erfindungsgemäß an dem Wärmerohr auf der Wärmezuführungsseile bzw. an dem Ringraumwärmerohr Einrichtun-,gen zur erhöhten Wärmezufuhr, z. B. Rippen, angeordnet sind Diese Maßnahme hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, da hierdurch eineFurthermore, it is expedient that, according to the invention, on the heat pipe on the heat supply cables or on the annulus heat pipe facilities for increased heat supply, z. B. ribs arranged are This measure has been found to be particularly useful because it creates a

gutequality

misches durch die Zündkerze 6 erfolgt. Über die Zuführung? wird die Verbrennungsluft zum Brennraum 1 geleitet. Die Ableitung der erhitzten Verbren-Mixing takes place through the spark plug 6. About the feeder? the combustion air is directed to combustion chamber 1. The dissipation of the heated combustion

vurteilhaft erwiesen, daß nungsgase erfolgt über die Flammendüse 8. In F i g. 2It has been convincingly proven that nungsgase takes place via the flame nozzle 8. In F i g. 2

5 ist die Anordnung in Verbindung mit einem Schwingrohr 9 dargestellt. Bei dieser Anordnung ragt die Zündkerze 6 in ein mit Rippen versehenes Flamnien-5 shows the arrangement in connection with an oscillating pipe 9. In this arrangement, the Spark plug 6 in a ribbed flame

icHciiu viirniinripn ict κΛ-t λ· ' ^ronr Ό, während die Brennkammer 11 mindestensicHciiu viirniinripn ict κΛ-t λ · ' ^ronr Ό, while the combustion chamber 11 at least

hindert werden H₃R η ^d!^e^^rMaßnahme kann ver- teilweise mit dem Wärmerohr 2 ausgekleidet ist und rußung stattfindet. Haushaltsöfen eine Ver- io mit dem Flammrohr 10 in wärmeleitender Verbin-be prevented H ₃ R η ^d ! ^e ^ ^r can measure is comparatively partially lined with the heat pipe 2 and held rußung. Household stoves a Ver io with the flame tube 10 in a thermally conductive connection

Außerdem Wt ^ · η ■ ^dun8 ^stent· Die Verbrennungsluft wird über das Verniedrigen Wirk, π^ογοη" "I¹¹.⁶¹¹"="¹ verhältnismäßig brennungsluftventil 12 zugeführt. Die Brennstoff. durch dL^Annrn^{8 arbeitende}n Haushaltölöfen führung erfolgt über den Anschluß 13. Die Anwensamtwirkunp^rnH? λ !!"? ^Verbesseru"g des Ge- dung der vorliegenden Erfindung ist für das Hu^- «5 /Γ? ^{daS er2ielba}re Blaubren- .5 haltsgebiet schließlich in Fig.3 dargestellt. Hk-_!;*i senkt werden kann Heizmittelverbrauch ge- handelt es sich um einen Brennertopf 14, wie er /. B.In addition, Wt ^ · η ■ ^dun 8 ^stent · The combustion air is via the lowering effect, π ^ ογοη "" I ¹¹ . ⁶¹¹ "=" ¹ relatively combustion air valve 12 is supplied. The fuel. through dL ^ Annrn ^{8 working} n domestic oil stoves management takes place via connection 13. The law enforcement agency? λ !! "? ^{Improvement of} the purpose of the present invention is for the Hu ^ -« 5 / Γ? ^{the sustainable blue} bear area is finally shown in Fig. 3. _HK!; * i can reduce the consumption of heating medium. It is a burner pot 14, as he /. B.

Ferner hat Qirh ' . bei Haushaltölöfen anzutreffen ist. In ciiV. ;iFurthermore has Qirh '. is found in household oil stoves. In ciiV. ; i

eines Zerslänhprh™ ^ZCIgt'· · ^{vor den} Brennerkopf . Brennertopf 14 ist eine Brennstoffverdampfung;:;;',-konzenSsci Zn ^C'" ⁿⁿS^förmi8« Wärmerohr 15 mit Abstand zu dem Brennertopf 14 angcord«.-, DiesrAnordn_Un^tr-^re _t ^{nner an}8^cordne» ^wer^» kann. *° Die Zuführung des Brennstoffes erfolgt übe, _t-i,,„ serunc bei und Lv"^agi_t ^{ZU eine} _u ^{r Wlrku}"gsgradverbes- Anschluß 13'. Die erforderliche Verbrennung^ Brenistoffes"™^ _f T ^* ^Vcrß^asil»S ^d" tritt über einen Stutzen 16 ein. In bekannter V.Viv; nendeFlamme entsteht '° °'^Π° ^blaubren- ^{sitzt au}.^{f dem} Verbrennungsluftzuführtopf 17 ,inof a Zerslänhprh ™ ^ZCIgt '· · in ^{front of the} burner head. Burner pot 14 is a fuel evaporation;: ;; ', - konzenSsci Zn ^C '" ⁿⁿ S ^shaped 8" heat pipe 15 with a distance to the burner pot 14 angcord ".-, DiesrAnordn _U n ^ tr- ^re _t ^{nner an} 8 ^cordne " ^who ^ »Can. * ° The supply of fuel takes place via, _t -i ,," serunc at and Lv " ^ag i _t ^{ZU an} _u ^{r Wlrku} " gsgradverbes- connection 13 '. The required combustion ^ fuel "™ ^ _f T ^ * ^Vcr ß ^asil "S ^d " enters via a connection 16. In the well-known V.Viv; nende flame arises '° °' ^Π ° ^{blue burn} - ^{sits on the} combustion air supply pot 17, in

In den Fig l bis 4 ist rii<> Frf· 1 u ■ ■ , Flammring 18, auf welchem ein Flammhalter 19 ,.,.-,-In FIGS. 1 to 4, rii <> Frf · 1 u ■ ■, flame ring 18, on which a flame holder 19,., .-, -

und vereinfichi Hp ^{Sl aie} trtmdung beispielsweise 25 geordnet ist. Das Wärmerohr 20 ist in leitender V, · una vereinfacht dargestellt. Dabe, zeigt g_{indung zwischcn dem} Flammhalter 19 und :,,-and for simplicity, Hp ^{Sl aie} trtmdung is for example 25 ordered. The heat pipe 20 is shown simplified in conductive V, · una. There, shows _{between the} flame holder 19 and: ,, -

,_nvV I' ^Wl!· ^{Sie vorzu}g^sweise bei Brennstoffverdampfungsschale 15 angeordnet, u.,ivi -.\erwcnclung findet, bei welcher die zur Erhöhung des Wirkungsgrades Wärmerippe,-. Ii cesnarten"Rau'm Λ J'^⁰¹J» ^{Zundkerzc in} «--inen aus- angeordnet sind. In der F i g. 4 ist ein möglicher ni„;h- fTb 2 ei„ ί ⁿⁿ8^fo7'ß^cn Wärmerohres ragt, 30 träglicher Einbau in bereite vorhandene konvem „-eher das Wärmcrnhr'¹"; ," ^norclnung, bei wel- „eile Heizungen vereinfacht und schematisch da,,cgeordnetist " ^Brcnnkan"nerhaJs an- stellt. Dabei ist der Brennraum 1 mit dem Abzug/22, _n vV I ' ^Wl ! · ^{It is preferably arranged at the fuel evaporation tray} 15, u., ivi -. Ii cesnarten "Rau'm Λ J '^ ⁰¹ J" ^{Zundkerzc in} "--inen aus- are arranged. In Fig. 4 a possible ni"; h- fTb 2 ei "ί ⁿⁿ 8 ^fo 7'ß ^cn heat pipe protrudes, 30 subsequent installation in already existing convem "- rather the heat pipe ' ¹ "; , "^ standardization, in which heating systems are simplified and schematically arranged because" Brcnnkan "is ^{employed in the} years to come. The combustion chamber 1 with the vent / 22

pi a T eini> u;pi_tPr„ λ ι ^πι1Γ angedeutet. Der Zerstäuberbrenner 23 ist derartpi a T eini>u; pi _tP r "λ ι ^πι1Γ indicated. The atomizing burner 23 is such

F g 4 e ne Αηοΐΐη° ^ ""? · ^an8^cbaul' ^daß konzentrisch zur Zerstäuberdüse 24 dieF g 4 e ne Αηοΐΐη ° ^ ""? · ^At 8 ^cbaul ' ^that concentric to the atomizer nozzle 24 the

an enen ZerstSS" ⁸' ^ ^Slt' ^{a S Elnbauc}'^e'"ent 35 Vorbrennungsluftleitung 25 angeordnet ist, währe,dis arranged on an atomizer " ⁸ '^ ^Slt ' ^{a S Elnbauc} ' ^e '" ent 35 pre-combustion air line 25, d

mige Wärmerohr 2 arZ.,^^n·¹"³"¹"« -^ ^ri"^gfür- ^{Die Luftdiise 27 ist in} bekannter Weise ausgestaltet.mige heat pipe 2 arZ., ^^ n · ¹ " ³ " ¹ "« - ^ ^ri " ^gfür - ^{The air nozzle 27 is designed in a} known manner.

mif RipJ™ 3^ versenen zu? W_r?^{ieSCS Wa}™^en'^{hr 2 ist Vo}" diesem Zerstäuberbrenner ist gemäß der vorlie-mif RipJ ™ 3 ^ versenen too? W _r ? ^{ieSCS Wa} ™ ^en ' ^{hr 2 is Vo} "this atomizer burner is according to the present-

übertra^Pg^Pun_g An einer Stelle ds"«¹¹¹¹' ^der ^™⁰" ^SCnde" ^Erfindun8 ^das Wärmeringrohr 2 angcordn.i. zurückeesefzt die Vorkai λ Brennraumes I ist 40 wobei auch hier selbstverständlich wärmeleitendeübertra ^P g ^P _g un At one point ds "," ^{1111 "of the} ^ ™ ^{0" SCNDE "Erfindun 8, the} heat ring tube 2 angcordn.i. zurückeesefzt the Vorkai λ combustion chamber I 40 wherein heat-conducting also of course

ch™ übe die nVnZ ? X ^an8^eordnct' ίπ wel- Mittel zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgradesch ™ practice nVnZ ? X ^an 8 ^eordnct 'ίπ wel- means to further increase the efficiency

eingespHtz^iirdl Ä^Τί^ ^Brcm«°ⁱ⁽ vorgesehen sein können. Jedoch haben Unlerauchun-einpHtz ^ iirdl Ä ^ Τί ^ ^Brcm «° ^{i (} can be provided.

emgespritzt wird und m welcher die Zündung des Ge- gen gezeigt, daß diese nicht unbedingt nötig sind.is injected and m which the ignition of the counter shows that these are not absolutely necessary.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vergasungseinsatz für Brcnnercinrichtungen zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen, der im Brennraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergasungseinsatz als Wärmerohr (2) ausgebildet ist mit einem metallischen Mantel, der einen Hohlraum allseitig dicht umschließt, in dem eine kleine Menge verdampfbare Flüssigkeit eingebracht und an dessen innerer Oberfläche ein metallisches feines Gewebe mit Kapillarwirkung angeordnet ist.1. Gasification insert for burner equipment for burning liquid fuels, the is arranged in the combustion chamber, characterized in that the gasification insert is designed as a heat pipe (2) with a metallic one Jacket that tightly encloses a cavity on all sides, in which a small amount can evaporate Liquid introduced and on its inner surface a metallic fine tissue is arranged with capillary action. 2. Vergasungseinsatz nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (2) ringförmig ausgebildet ist.2. Gasification insert according to claim I, characterized in that the heat pipe (2) is ring-shaped. 3. Vergasungseinsatz nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wärmerohr (2) auf der Wärmezuführungsseite Einrichtungen zur erhöhten Wärmezufuhr, z. B. Rippen (J), angeordnet sind.3. Gasification insert according to claim I or 2, characterized in that on the heat pipe (2) on the heat supply side devices for increased heat supply, e.g. B. ribs (J) arranged are.