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Vorrichtung zur Erwärmung einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur ErwSrmung einer Flüssigkeit mit einem Tauchbrenner, ier ein
am unteren Ende geschlossenes Tauchrohr, einen am oberen Ende des Tauchrohres angebrachten
und in dieses hineinreichenden Brenner, zwischen oberem und unterem Ende des Tauchrohres
befindliche Gasaustrittöffnungen sowie Zuleitungen für Brennstoff und Luft aufweist.
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Es sind Tauchbrenner bekannt, bei denen das Tauchrohr an seinem unteren
Ende offen ist. Bei einer solchen Anlage
feuert der Brenner von
oben in das Tauchrohr hinein, wobei die am unteren Ende des Tauchrohres austretenden
heißen Rauchgase das P4lUssigkeitsbad erwärmen. Bei leistungsstarken Tauchbrennern
muß aufgrund der Länge der 3rennerflamme das in die FlUssigkeit hineinreichende
Tauchrohr entsprechend verlängert werden. Dadurch vergrößert sich jedoch der am
unteren Ende des Tauchrohres vorliegende statische Flüssigkeitdruck, so daß sehr
starke Luftgebläse benötigt werden, um ein Eindringen der FlUssigkeit in das Tauchrohr
zu verhindern.
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Weiterhin ist es Vermeidung dieser Schwierigkeiten bekannt, das Tauchrohr
am unteren Ende geschlossen zu halten und Rauchgasabzugslöcher zwischen oberem und
unterem Sunde des Tauchrohres vorzusehen. Dadurch wird der dem aebläsedruck entgegenwirkende
statische Druck er Flüssigkeit verringert, so daß für den Betrieb solcher Tauchbrenner
leistungsschwächcre Crebläse verwendet werden können.
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Der Flachteil dieser Vorrichtungen liegt darin, daß während des Startes
der Anlage nur diejenige Flüssigkeitsmenge durch das Gebläse herausgedrückt wird,
die sich zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und der Höhe der im Tauchrohr befindlichen
Rauchgasabzugsöffnungen befindet.
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Die zwischen den Öffnungen und dem unteren Ende des Tauchrohres befindliche
Flüssigkeitsmenge wird nur zu einem geringen Teil ausgeblasen. Sie muß dberwiegend
verdampft werden. Diese Verdampfung kostet zum einen zusätzliche Wärme und zum anderen
verstopft entstehender Dampf einen Teil der zum Austritt der heißen ITauchgase dienenden
Öffnungen und behindert dadurch deren Austritt. Dies hat eine Behinderung des Verbrennungsluftdurchsstzes
zur Folge, so daß es innerhalb des Tauchrohres nur zu einer unvollständigen Verbrennung
des im Brenner verfeuerten Brennstoffes und somit zu einer Verunreinigung der rauchgase
und damit auch der zu erwärmenden Flüssigkeit kommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erwärmen
einer Flüssigkeit mittels Tauchbrenner herzustellen, die diese Nachteile nicht enthält.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am unteren Ende des Tauchrohres
eine Entleerungsleitung mit einem Ventil angebracht ist.
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Eine derartige erfinderische Ausgestaltung einer Tauchbrenneranlage
beseitigt auf einfachste leise die oben dargestellten ochwierigkeiten.
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Vor dem Start der Anlage ist das Ventil geschlossen.
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Sobald das Luftgebläse, das noch vor dem Brenner gestartet wird, jedoch
einen dem Staudruck der zu erwärmenden Plussigkeit analogen oder etwas größeren
Druck innerhalb des Tauchrohres erzeugt hat, wird das Ventil des Entleerungsrohres
geöffnet. Auf diese Weise drückt der Gebläsedruck die im unteren Teil des Tauchrohres
befindliche Flüssigkeitsenge heraus und verhindert gleichzeitig ein Eindrigen von
Flüssigkeit durch die Rauchöffnungen des Tauchrohres.
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Sobald das Tauchrohr vollständig geleert ist, wird der Brenner angezündet
und das Ventil des Entleerungsrohres wieder geschlossen. Dadurch, daß, nach einem
weiteren erfinderischen Merkmal, die Entleerungsleitung zumindest teilweise durch
die zu erwärmende Flüssigkeit hindurchführt, wird ein Wärmeverlust der Anlage durch
Wärmeleitung entlang der Entleerungsleitung weitgehend verhindert. Außerdem wird
das Ventil in der Entleerungsleitung vor schädlicher Uberhitzung bewahrt.
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Weitere erfindungsgemäße Merkmale, wie das Anbringen eines Druckwächters
in der Luftzufuhrleitung und einer Fianunenüberwachungsvorrichtung in der Nähe des
Brenners, wobei sowohl der Druckwächter als auch die Flammenüberwachungsvorrichtung
gegebenenfalls mit dem Ventil in der Enbleerungsleitung regelbar in Verbindung stehen,
ermöglichen eine
weitgehende Automatisierung der Inbetriebnahme
des erfindungsgemäßen Tauchbrenners.
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Daß nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal die Entleerungsleitungen
Uber ein Uberrohr und mit der zu erwärmenden Flüssigkeit in Wärmekontakt steht,
ist dann von Bedeutung,-wenn aus gegebenen Gründen die Dimmensionierung des die
Flüssigkeit enthaltenden Behälters eine direkte Durchführung der Entleerungsleitung
vom Bonden des Tauchrohres durch die Flüssigkeit nicht mehr erlaubt.
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Spezielle Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind
in den Figuren schematisch dargestellt.
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Fig. l Querschnitt eines erfindungsgemäßen Tauchbrenners in einem
Wasserbad; Fig. 2 Querschnitt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Tauchbrenners in einem Wasserbad.
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In Fig, 1 ist ein Wasserbehälter 12 mit einer speziellen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Tauchbrenners, der in den Wasserbehälter hineinragt, dargestellt.
Die Wasseroberfläche ist durch 15 skizziert.
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Der Brenner 1, der sich im oberen Teil eines Tauchrohres 7 befindet,
ist mit einer Brennstoffzuleitung 2 verbunden.
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Eine Flammenüberwachungsvorrichtung 3, z.B. in Form einer Fotozelle,
Uberwacht die Verbrennung, Die zur Verbrennung benötigte Lurt wird von einen Gebläse
4 über eine Luftzufuhrleitung 5 dem Brenner 1 zugeführt, wobei der Gebläsedruck
durch ein Druckwächter -) übrewacht wird. In dem Tauchrohr 7 befinden sich in einem
Bereich zwischen der Wasseroberfläche 15 und dem unteren Ende des Tauchrohres Rauchgasaustrittsöffnungen
8. Die Entleerungsleitung 9 ist am unteren Ende des Tauchrohres 7 angebracht und
führt durch das Wasserbad des Behälters 12 hindurch, so daß sie in gutem Wärmekontakt
mit dem Wasserbad steht. Ein außerhalb des Behälters in die Entleerungsleitung 9
eingebrachtes Ventil 10 ermöglicht das Uffnen ocler Schließen dieser Leitung.
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Sobald die Anlage nach einer bestlmmten Einsatzzeit abgeschaltet wird,
füllt sich das Tauchrohr 7 bis zu einer dem Niveau der Wasseroberfläche entsprechenden
höhe mit Wasser.
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Das Ventil 10 ist Jetzt geschlossen. Beim erneuten -Start der Anlage
wird zunächst das Gebläse 2S eingeschaltet. Dieses erzeugt innerhalb des Tauchrohres
einen Druck, der etwas größer ist als der Staudruck des Wassers an der Stelle der
Rauchgasaustrittsöffnungen 8,und drückt somit das Wasser
bis zu
dieser Stelle aus dem Tauchrohr heraus. Weiterhin verhindert der vom Gebläse permanent
erzeugte Innendruck ein erneutes Eindringen des Wassers in das Tauchrohr.
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Daran anschließend wird das Ventil 10 geöffnet, so daß der Rest der
noch im Tauchrohr befindlichen Wassermenge durch die Entleerungsleitung 9 vollständig
abfließt. Sobald sich kein Wasser mehr im Tauchrohr befindet und nur noch Gebläse-bzw.
Verbrennungsluft durch die Entleerungsleitung strömt, wird der Brenner 1 gezündet<
Die Flammenüberwachungs 3 kontrolliert dessen Zündung. Daran anschließend wird nun,
sobald der Brenner seinen gewünschten Funktionsgrad erreicht hat, das Ventil 10
geschlossen. Die Anlage befindet sich jetzt vollständig in Betrieb.
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Dadurch, daß nach einem erfindungsgemäßen Merkmal der Druckwächter
6 und die Flammenüberwachung 3 mit dem Ventil 10 regelbar in Verbindung stehen,
wird eine automatische Inbetriebnahme der Anlage ermöglicht.
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Sobald der Druckwächter 6 innerhalb des Tauchrohres 7 einen dem Staudruck
des Wassers an der Stelle der Rauchgasaustrittsöffnungen adäquaten Druck registriert,
gibt er dem Ventil 10 den Befehl, sich zu öffnen und veranlaßt weiterhin nach einer
gewissen Zeitverzögerung, nachdem das Tauchrohr
entleert ist, die
Zündung des Brenners, Die Flammeüberwachung 3 kontrolliert diese Zündung und Woermittelt
nun, sobald die Zündung vollstandig eingesetzt hat, dem Ventil 10 die Information,
sich wieder zu schließen.
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In Fig. 2 ist der Querschnitt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Tauchbrenners in einem Wasserbad dargestellt. Hier wird das Entleerungsrohr 9 Über
ein Überrohr 11 mit dem Wasserbad In direkten Wärmekontakt gebracht.
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Ansonsten enthält des in Fig. 2 gezeigte Beispiel die gleichen Merkmale
wie das der Fig. 1.
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Mit den nach den erfindungsgemäßen Merkmalen hergestellten Tauchbrennern
können bei maximaler Betriebssicherheit !ìd unter maximaler Ausnutzung der zur Verfügung
stellenden Energien Leistungen von mehr als 4 x 10C) Kcal/h erreicht werden.
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Damit eignen sich diese Tauchbrenner in vorteilhafter Weise z.B zur
Wiederverdampftung großer5 im flüssigen Zustand gespeicherter Srdgasmengen.
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4 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen