DE7713840U1

DE7713840U1 - Verbrennung von leichtem oder extra leichtem heizoel zur waermeerzeugung in der groessenordnung von 6.000 bis 25.000 kcal/h

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Publication number: DE7713840U1
Application number: DE19777713840U
Authority: DE
Original assignee: SCHWARZ ANTON INNSBRUCK (OESTERREICH)
Current assignee: SCHWARZ ANTON INNSBRUCK (OESTERREICH)
Priority date: 1976-11-12
Filing date: 1977-05-02
Publication date: 1979-04-19
Also published as: ATA846076A; BE860807A; DE2719573A1; AU3058177A; AU512672B2; DE2719573C2

Description

Die jeweils verwendete Größe der Druckzerstäuberdüse
hängt von der beabsichtigten Größe der Wärmeerzeugung
ab. Die Düsen sind dabei klassifiziert nach dem
erreichbaren stündlichen Durchtrittsvolumen gemessen
in gal/h. Grundsätzlich verhält es sich so, daß
für die Erzeugung geringer Wärmemengen Düsen mit entsprechend geringem stündlichen Durchsatzvolumen
auszuwählen sind. Derartige Düsen sind zwar bei
Einhaltung einer verhältnismäßig kleinen Stufung
für zahlreiche stündliche Durchtrittsvolumina im

67-\

Die Neuerung betrifft einen ölbrenner mit einer

DruckZerstäuberdüse kleiner als 1,0 gal/h (3,8 l/h)

insbesondere mit einer DruckZerstäuberdüse zwischen

0,5 bis 0,6 gal/h zur Verbrennung von leichtem oder

extra leichtem Heizöl, dessen Viskosität bei 20 C j

unter 12 cSt liegt. f

Bei Ölheizungsanlagen, in denen ein leichtes oder * |

extra leichtes Heizöl mit niederer Viskosität ver- If

brannt wird, wird von ölbrennern Gebrauch gemacht, - |

die nach dem Druckzerstübungsprinzip arbeiten. '

Hierzu ist dann vorgesehen eine Förderpumpe

für das Öl, die letzteres mit einem Druck in

der Regel in der Größenordnung von 1o atü einer >}

Druckzerstäuberdüse zuführt. In dieser Druckzer- ^

Stäuberdüse ist eine Wirbelkammer vorgesehen, der

das Öl von außen nach innen längs etwa spiralförmig jj

zu bezeichnender Bahnen zugeführt wird, so daß I

das öl in der Wirbelkammer eine Rotationsbewegung ?

ausführt und an der unmittelbar nachgeschalteten

Düsenaus tr it tsöff η up.g austritt. Der Austritt des *

verwirbelten und ir. Rotation stehenden Öls erfolgt k

dabei in der Forni air.es mehr oder weniger dicken ρ

Wirbelfilms längs der Wandung der Austrittsöffnung. f|

■i it-

Handel erhältlich. Die Verwendung sehr kleiner Düsen, d.h. die Verwendung von Düsen mit einem kleinen stündlichen Durchtrittsvolumen, bereitet jedoch in der Praxis sehr erhebliche Schwierigkeiten. Zum einen sind diese Düsen nur sehr schwierig herstellbar, und zwar wegen des kleinen Durchmessers ihrer Austrittsöffnung. Zum anderen neigen diese Düsen zu einer verhältnismäßig schnellen Verstopfung, beispielsweise infolge zu grober Bestandteile des jeweils verwendeten Öls oder infolge evtl. Ablagerungen an der Innenwandung der Austrittsöffnung. Andererseits besteht bei kleiner werdenden Düsen eine Tendenz zur Verschlechterung des Zerstäubungseffektes. Die Güte des Zerstäubungseffektes ist jedoch für die Güte der Verbrennung sowohl hinsichtlich der Ausnutzung der im öl zur Verfügung stehenden chemischen Verbrennungsenergie als auch hinsichtlich der Sauberkeit der Verbrennung von maßgeblicher Bedeutung. Im übrigen ist bei kleiner werdendem Durchmesser der Düsenaustrittsöffnung zu beobachten, daß die Zerstäubungsgüte abnimmt, weil das öl zu zäh ist, um den angestrebten Grad der Verwirbelung erreichen zu lassen.

Bei Heizungsanlagen xür beispielsweise Einfamilienhäuser, die lediglich einen Wärmebedarf von etwa 6.000 bis 25.ΟΟΟ Kcal/h (24oookJ-1oooookj) haben, wäre daher an sich die Verwendung von Düsen mit o,3 bis o,75 gal/h (1,15l/h-2,85l/h) erforderlich, die bei einer Temperatur des Öls von 10 C und einem Förderdruck von Io atü (11bar) einem öldurchsatz von 1,1 bis 2,9 kg/h ergeben würden, so daß zwar insgesamt in etwa die angetrebte geringe Wärmeerzeugung erreichbar wäre. Der Betrieb einer Heizungs

- ·5

anlage bzw. eines Brenners mit einer Düse in der Größenordnung von weniger als o,5o gal/h (1,9l/h bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten der oben angegebenen Art. So ist ein sicherer Betrieb mit o,3 und o,4 gal/h (1,151/h und 1,51/h) -Düsen bei einer öltemper-atur von 10⁰C und einem Öldruck von 1o atü (11bar) überhaupt nicht möglich; sogar o,5 und 0,6 gal/h (1,9l/h und 2,261/h)-Düsen machen die Anwendung höherer Drücke erforderlich, um eine brauchbare Zerstäubungsgüte erreichen zu können. Höhere Drücke führen jedoch zu größeren stündlichen Gewichtsdurchsätzen, so daß stets Wärme in zu großer Menge erzeugt wird. Im übrigen besteht gegenwärtig die Erkenntnis, daß bei stündlichen Durchsatzgewichten von weniger als 2 kg keine brauchbare Zerstäubung erreichbar ist.

Aus diesem Grunde wird in Hinblick auf die betriebssichere Betreibung einer entsprechenden Heizungsanlage bei Einfamilienhäusern Gebrauch von Heizkesseln und Brennerdüsen gemacht, die an sich überdimensioniert sind. Insbesondere werden ungern Düsen unter o,5o gal/h(1,9l/h) verwendet, da die Betriebssicherheit ansonsten nicht gewährleistet wäre. Demzufolge wird also zum einen ein zu großer Heizkessel verwendet und zum anderen überhaupt zuviel Öl verbrannt. Die zuviel erzeugte Wärme wird in Form übermäßig heißer Abgase an die Umwelt abgegeben. Demzufolge Bind also die bisher zum Einsatz gebrachten Heizungsanlagen von Einfamilienhäusern mit geringen Leistungen hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit vollständig unbefriedigend. Im übrigen besteht stets eine erhebliche Umweltbelastung bei jeder Neueinschaltung der Heizanlage, da während der Anlaufphase ganz besonders schlechte Verbrennungsbedingungen herrschen, die zu einer unvollkommenen Verbrennung führen.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner für leichtes oder extra leichtes Heizöl «insbesondere zwecks Erzeugung einer Wärme in der Größenordnung von etwa 6.OOO bis 25.O00 Kcal/h anzugeben, dem die vorstehend angegebenen Nachteile nicht anhaften.

Pie Neuerung geht dabei von üer Erkenntnis aus, daß die erzeugte Wärmemenge eine direkte Funktion des der Verbrennung zur Verfügung gestellten Ölgewichtes ist. Das durch eine Druckzerstäuberdüse durchtretende Ölgewicht ist jedoch einerseits eine Funktion des stündlichen Durchtrittsvolumens der Düse, also eine Funktion der jeweils gewählten Düse, und andererseits eine Funktion des Drucks, unter dem das öl der Düse zugeführt wird. Des weiteren besteht jedoch eine eindeutige Funktion zwischen der Temperatur und der Viskosität des Öls. Da die Viskosität des Öls ein sehr erhebliches Kriterium für das bei einer bestimmten Düse durchtretende ölgewicht ist, besteht somit eins klare gegenseitige Beeinflussung zwischen den folgenden Größen, nämlich der öltemperatur, dem ölzuführungsdruck, der jeweils gewählten Düse und der erreichten Wärmeerzeugung.

Zur Lösung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe sieht die Neuerung vor, daß vor der Zerstäuberdüse eine Heizeinrichtung angeordnet ist, welche das Heizöl zur Verringerung des stündlichen Gewichtsdurchsatzes auf eine Tempertur bis zu ca. 150 C, jedoch unterhalb der Verkokungs- bzw. Verkrackungstemperatur entsprechender Bestandteile vorwärmt.

Diese Ausbildung des Ölbrenners macht sich also die verschiedenen oben angesprochenen gegenseitigen Abhängigkeiten zunutze und bietet jetzt erstmalig eine Möglichkeit, Düsen mit beispielsweise o,5o gal/h (1,91/h) zu verwenden, ohne daß die angegebenen entsprechenden Nachteile zu beobachten sind. Eine Verbrennung mit dem neuerungsgemäßen Ölbrenner unter Verwendung einer Düse mit

«I >

⁷ ~

o,5e gal/hd,9 l/h) ist dabei sogar einer her- |

kömmlichen Verbrennung Tinter "Verwendung einer Düse f

mit nur o,4o gal/h (1,5 l/h) in Hinblick auf die |

angestrebte geringe Wärmeerzeugung überlegen, wozu die f

weitere Überlegenheit hinzutritt, daß jetzt erstmalig |

S eine absolut betriebssichere Verbrennung durch ver- j

besserte Zerstäubungsgüte möglich ist. Die Betriebs— i

sicherheit einer Verbrennung ist in Iceineswegs zu unter- ; schätzender Weise von erheblicher Bedeutung, da Heizungs—
anlagen bzw. die zugehörigen Brenneranlagen auch in
Hinblick auf die Kostert nur einmal jährlich inspiziert
werden sollten. Im übrigen muß während des gesamten
Jahres, also sowohl während kalter als auch während
warmer Jahreszeiten, eine einwandfreie Betriebsweise
bei gleichzeitig einwandfreier umweitschonender Verbrennung gewährleistet sein.

Wird mit dem neuerungsgemäßen Ölbrenner mit einer solchen
Vorwärmung des Öls gearbeitet, daß der gewichtsbezogene
stündliche Durchsatz der Zerstäuberdüse um etwa 2o% reduziert ist, was allein bereits durch die Tatsache der Erwärmung erreichbar ist, so ist dann insgesamt eine Reduzierung des gewichtsbezogenen stündlichen Durchsatzes
um etwa 4o% möglich. Diese weitere Reduzierung beruht auf
dem Umstand, daß bei reduzierter Viskosität das Öl
ohne Beeinträchtigung der Verwirbelungsgüte und damit
der Zerstäubungsgüte unter einem geringeren Druck der
Druckzerstäuberdüse zugeführt werden kann. Da sich bei
reduzierter Druckzuführung jedoch ein geringerer gewichtsbezogener stündlicher Durchsatz einstellt, ergibt sich
bei identischer Düse insgesamt ein um etwa 4o% reduzierter

—» Ö· — ·

gewichtsbezogener stündlicher Durchsatz/ so daß erstmalig in betriebssicherer und umweltschonender Weise Wärme in der gewünschten kleinen Größenordnung und gleichzeitig unter wirtschaftlichen Bedingungen erzeugbar ist. Dabei tritt als keinesfalls zu unterschätzender Nebeneffekt eine erhebliche Geräuschreduzierung ein, die auf der Absenkung des ölzuführungsdrucks beruht. Geräuschmessungen allerdings bei gleichbleibender Wärmeerzeugung, also bei Verwendung einer hinsichtlich ikre.s stündlichen Durchtrittsvolumens größeren Düse bei Vorwärmung bzw. entsprechend reduzierter Viskosität des Öls und Reduzierung des Ölzuführungsdrucks, haben ergeben, daß der Geräuschpegel von 66 db auf 56 db reduziert wird, was eine sehr erhebliche Geräuschminderung darstellt.

Ein Beweis für die absolute Überlegenheit der Neuerung ist die Tatsache, daß in einer auf "ish'77" ausgelegten Werbeschrift eines der namhaften ölbrennerhersteller angegeben worden ist, daß im Leistungsbereich von I0.000 bis 20.000 Kcal/h (4ooookJ/h-8ooookJ/h) derzeit Ölbrenner angeboten würden, die die erforderliche Zerstäubung des Öls mittels Düsen von o,4 gal/h ( 1,51/h) {und weniger) oder Rücklaufdüsen erzielen wollen, daß jedoch die Ansicht vertreten werde, mit den vielfach daraus resultierenden Schwierigkeiten könne keine dauerhafte Lösung erreicht v/erden, weshalb seitens der diese Auffassung vertretenden Firma auf der Messe keine entsprechenden ölbrenner vorgestellt würden. Zur Entwicklung eines entsprechenden Brenners sei es erforderlich/ die bisherige Brennertechnik durch eine besser geeignete Technologie zu ersetzen. Es müsse nämlich ein Brenner geschaffen werden, der in Verbrennungsqttalität und Betriebssicherheit dem heutigen Stand der Technik bei größeren Brennern entspreche. Eine

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solche neue Technologie ist durch den Ölbrenner gemäß der Neuerung geschaffen worden.

Bevorzugt ist , daß die Heizeinrichtung als ■unmittelbar vor der Zerstäuberdüse angeordneter Durchlauferhitzer ausgebildet ist.

Es ist vorteilhaft, wenn dem einer Druckzerstäubungsdüse unmittelbar zugeordneten Bereich der ölzuführungsleitung eine Behexzungseinrichtung zugeordnet ist und daß Druckzerstäubungsdüsennxppel, ölzuführungsleitung und Beheisungseinrichtung zu einer insgesamt austauschbaren Baueinheit zusammengefaßt sind.

Durch diese Ausbildung des Öldurchlauferhitzers wird die Möglichkeit geschaffen, das Öl in der gewünschten Weise zu erwärmen, bzw. die Ölsviskosität in der gewünschten Weine reduzieren, und zwar dort, wo die höhere Temperatur bzw» die reduzierte Viskosität des Öls benötigt wird, nämlich im Ver^rennungsbereich. Es wird also auch nur dasjenige öl erwärmt, das tatsächlich anschließend der Verbrennung zugeführt wird, also nicht dasjenige Öl, das im Überschuß mittels der Zuführungspumpe herbeigeführt wird und wieder zum Tank zurückzuführen ist.

Für die Beheizungseinrichtung kommt insbesondere eine elektrisch beheizbare Einrichtung in Frage, da eine derartige Einrichtung in sehr kleiner Baugröße realisierbar ist und daher nur einen geringen Platzbedarf beansprucht.

Der Durchlauferhitzer kann in Weiterbildung einen gut wärmeleitenden Block aufweisen, in dem die ölzuführungsleitung und ein Anschlußnippel für die Zerstäuberdüse ausgebildet sind, wobei der Block mit einem elektrischen Heizkörper in Verbindung steht. Dies ergibt dann insgesamt eine extrem

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kleine Baug-röße des Durchlauferhitzers, so daß dessen Einbau im Brennkopf keinerlei Schwierigkeiten bereitet.

Die Beheizungseinrichtung kann andererseits aber auch in einem Heizblock bestehen, der außenseitig von der Ölzuführung umgeben ist. Dabei kann dann insbesondere vorgesehen sein, daß der Heizblock in einem Ölbad angeordnet ist, das die ölzuführungsleitung darstellt. In diesem Fall erfolgt also die Wärmezufuhr vom Zentrum des Heizblocks aus in das diesen umgebende Heizöl, so daß die gesamte Wärme des Heizblocks an das Heizöl abgegeben wird.

Andererseits kann es günstig sein, wenn der Block und die schraubenförmig ausgebildete Ölzuführungsleitung den Heizkörper umgeben. Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß es zu keinem Wärmestau in bestimmten Bereichen eines Ölbades oder dergleichen kommt, da das Öl ja fortlaufend durch die Leitungsschlange hindurchgeführt wird, also in ständiger Bewegung steht.

Der BeheiZungseinrichtung kann gegebenenfalls in zweckmäßiger Weitergestaltung ein Thermostat zugeordnet sein, der andererseits an die Energiezuführung zur Beheizungseinrichtung angeschlossen ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Beheizungseinrichtung so zu regeln, daß das Öl unabhängig von der jeweiligen Durchflußmenge stets mit konstanter Temperatur an der Druckzerstäuberdüse austritt. Andererseits ist es aber auch möglich, die Beheizungseinrichtung selbst auf einer konstanten Temperatur zu halten, so daß bei einem aus irgendeinem Grunde erhöhten Öldurchfluß, dann nur die gleiche Heizleistung zur Verfügung gestellt wird, die Öltemperatur absinkt. Im übrigen ist es bei der Verwendung eines Thermostaten jederzeit möglich, Ver-~ zögerungsschaltungen oder anderweitige Regelungseinrichtungen zusätzlich vorzusehen/ so daß in Abhängigkeit vonder jeweils über den Thermostat festgestellten Temperatur

besondere Reqelungsweisen ausführbar sind. So
kann dann beispielsweise bei Feststellung eines
Abfalls der Temperatur entweder die Heizleistung entsprechend erhöht v/erden, um die an sich

gewünschte Temperatur wieder einzuregeln, oder die J

Heizleistung noch weitergehend erhöht werden, um |

bedingt durch diese über die ursprüngliche |

Temperatureinstellung hinausgehende Temperatur- j

erhöhung den gewichtsbezogenen Durchsatz durch j

die Düse zu reduzieren. κ

In den in den Druckzerstäuberdüsennippel einmündenden "* Teil der ölzuführungsleitung kann in besonders vorteilhafter

Weise ein Abschlußventil eingebaut werden, was allerdings |

nur notwendig ist, wenn das ölvoiomen so groß ist, 5

daß ein Nachtropfen an der Düse bei Abschaltung der I

ölzuführungspumpe auftreten würde. In diesem Fall ist dann »

das Abschlußventil an der ölzuführungspumpe zu entfernen. ;

Gleichzeitig kann vorgesehen v/erden, daß das Abschluß- |

ventil durch den Öldruck sowohl schließend als auch j

öffnend steuerbar ist, so daß stets ein exakter |

Abschluß gewährleistet ist. |

Als Kaltstartverriegelung kann ein Thermostat vorgesehen |

sein, der als Schließkontakt ausgebildet ist, der seiner- "

seits den Stromkreis erst dann freigibt, wenn die gewünschte |

Starttemperatur des Öls bzw. des Durchlauferhitzers er- f| reichtest.

Das Abschlußventil kann auch ein Magnetventil sein, so daß
eine einfache Anschließung an den Thermostat oder an das
Ölzuführungsrelais ?.ur Regelung der Öffnung des Ventils
möglich ist.

Generell sollte im übrigen vorgesehen werden/ daß die Druckzerstäüberdüse über ihren Nippel in gut wärmeleitfähiger Verbindung mit der Beheizungseinrichtung steht, da etwa zwei Drittel des vorzuwärmenden Öls in Düse und Düsennippel enthalten sind. Hieraus ist zu ersehen, daß Düse und Düsennippel eine wichtige Rolle bei der ölerwärmung in der Start- und in der Betriebsphase spielen. Beim Start ist also jeder einzelne öltropfen bereits erwärmt, und während des Betriebs wird beim Durchlauf durch Düsennippel und Düse das öl endgültig auf seine notwendige Betriebstemperatur erwärmt. Es ist also verhindert, daß in der ersten Phase jedes einzelnen Anfahrvorganges nicht vorgewärmtes öl zur Verfügung steht, was zu Startschwierigkeiten führen würde. Auch ist verhindert, daß eine Abkühlung des nachfolgend zugeführten vorgewärmten Öls unter die Vorwärmtemperatur eintritt, wodurch der gewichtsbezogene Durchsatz des Öls durch die Düse gesteigert würde, so daß möglicherweise eine zu schlechte Zerstäubung vor der Düse gegeben v/äre, und zwar mit der Folge einer äußerst mangelhaften Verbrennung. Im übrigen ist die wärmeleitfähige Verbindung zwischen dem Druckzerstäuberdüsennippel und der Beheiz-ungseinrichrichtung auch für eine bessere Erwärmung des Öls vorgesehen, da der Nippel Bestandteil des Durchlauferhitzers ist.

Im folgenden wird die Neuerung weiters ins einzelne gehend und unter besonderer Bezugenahme auf die Zeichnungen beschrieben; im einzelnen zeigt:

123 :

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Druckzerstäuberdüse üblicher Bauweise, Fig. 2 ein Viskositäts-Temperatur-Diagramm für Heizöl,

Fig*. 3 ein Druck-Durchsatz-Diagramm für Druckzerstäuberdüsen,

Fig. 4. ein Durchsatz-Druck- bzw. Durchsatz-Temperatur-Diagramm für eine bestimmte Druckzerstäuberdüse, Fig. 5 ein Temperatur-Durchsatz-Diagramm für zwei bestimmte Druckzerstäuberdüsen,

Pig. 6 eine Längsansicht eines ersten Durchlauferhitzers, Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen zweiten Durchlauferhitzer,

Pig. 8 einen Längsschnitt durch einen dritten Durchlauferhitzer,

Pig. 9 einen Längsschnitt durch einen vierten Durchlauferhitzer, und

Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen fünften Durchlauferhitzer .

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen Teil einer üblichen Druckzerstäuberdüse, wie diese bei ölbrenneranlagen Verwendung findet. Dabei sind bezeichnet mit 1 der Düsenkegel, mit 2 die Düsenplatte, mit 3 die Wirbelkammer, mit 4 exzentrisch angeordnete Zuführungsschlitze, mit 5 die Düsenaustrittsbohrung, mit 6 der sich beim Ölaustritt bildende Luftkern und mit 7 die sich ausbildende Kegelschicht des zerstäubten Öls. Beachtenswert ist dabei die Ausbildung des Luftkerns 6 und die demzufolge bereits an ihrer Wurzel verhältnismäßig dünne Kegelschicht 7. Diese Erscheinungen beruhen auf

j der jeweiligen Viskosität des Öls mit der Folge, daß

Viskositätsveränderungen zu mehr oder weniger dicken und langen Luftkernen 6 und damit veränderten Kegelschichten führen. Jegliche Veränderung der Kegelschicht 7 schlägt sich sofort in einer Veränderung der Verbrennungsqualität nieder.

Fig- 2 zeigt ein Viskositäts-Temperatur-Diagramm für übliches Heizöl. Aus diesem Diagramm ist zu ersehen, daß übliches Heizöl bei 10°C eine Viskosität von etwa 1,65°E (7,45 cSt) besitzt, während bei 120⁰C lediglich eine Viskosität von 1,0⁰E (1 cSt) zu beobachten ist.

Fig. 3 zeigt ein Druck-Durchsatz-Diagramm für insgesamt sieben Druckzerstäuberdüsen unterschiedlicher stündlicher Durchtrittsvoluraina, woraus zu ersehen ist, daß mit fallendem Druck auch die gewichtsbezogene stündliche fmrchtrittsmenge abnimmt. Des weiteres ist aus diesem Diagramm zu ersehen, mit welchem Druck die einzelnen Düsen gefahren werden müssen, wenn kaltes Öl von 10⁰C bei betriebssicherem Verhalten verbrannt werden soll. Andererseits ist aber auch zu ersehen, mit welchen Drücken die verschiedenen Düsen gefahren werden können, wenn wiederum in betriebssicherer Weise gearbeitet werden soll, aber warmes öl mit einer Temperatur von 110⁰C zur Verfügung steht..

Fig. 4 zeigt ein Durchsatz-Druck-Diagramm für eine O,5 gal/h-(1,9 l/h)Düse bei 10 atü und ein Durchsatz-Temperatur-Diagramm für die gleiche Düse bei 110⁰C. Aus dem Durchsatz-Temperatur-Verlauf (obere Linie) ist zu ersehen, daß bei einer Temperatursteigerung um 100⁰C bei gleichbleibendem Betriebsdruck von 10 atü (11 bar) bei einer 0,50 gal/h-Düse (1,9 l/h) der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz um etwa 18,3% reduziert wird. Aus dem Durchsatz-Druck-Verlauf ist zu ersehen, daß bei einer öltemperatur von 110⁰C in Verbindung mit einer 0,50 gal/h-(1,9 l/h) Düse bei einer Druckreduzierung um 5 atü (5 bar) eine Reduzierung des gewichtsbezogenen stündlichen Durchsatzes um etwa 29,3% erreichbar ist. Beide Durchsatzreduzierungen gemeinsam bedeuten eine Gesamtreduzierung von etwa 42,7%.

Fig. 5 zeigt ein Temperatur-Durchsatz-Diagramm für zwei verschiedene Düsen bei gleichen Betriebsdrücken. Aus dem entsprechenden Verlauf ist zu ersehen, daß jede dieser ganz speziellen Düsen eines einzigen bestimmten Herstellers, dessen Düsen für die dargestellten Meßergebnisse verwendet worden sind, mit zunehmender öltemperatur bei konstantem Betriebsdruck deutliche Reduzierungen des gewichtsbezogenen stundliehen Durchsatzes zeigen.

Die Diagramme der Fig. 2 bis 5 zeigen die verschiedenen gegenseitigen Abhängigkeiten, von denen die vorliegende Neuerung Gebrauch macht und die bisher offensichtlich nie zusammenfassend betrachtet worden sind. Durch die offenbar erstmalige zusammenfassende Betrachtung ist die Neuerung überhaupt erst ermöglicht worden.

Hinsichtlich der erreichten Vorteile kann zu deren Klarstellung nochmals darauf hingewiesen werden, daß es bisher für kleine Heizleistungen an sich erforderlich gewesen ist, entsprechend klein-dimensionierte Düsen zu verwenden. Diese klein-dimensionierten Düsen führten jedoch zu Betriebsstörungen in großer Zahl. Zur Vermeidung dieser Betriebsstörungen ist daher bisher stets eine zu große Düse verwendet worden mit der Folge, daß auch zu große gewichtsbezogene stündliche Durchsätze erreicht wurden, die zu einer übermäßigen V7ärmeerzeugung geführt haben. Es wurde also bisher in absolut unzufriedenstellender Weise eine entsprechende Heizanlage betrieben. Durch den neuen Ölbrenner ist es jetzt erstmalig ermöglicht worden, die an sich zu großen gewichtsbezogenen stündlichen Durchsätze größerer Düsen zur Erzeugung kleiner stündlicher Wärmeleistungen heranzuziehen. In diesem Zusammenhang kann auf die besondere Angabe der Fig. 4 verwiesen werden, aus der zu ersehen ist, daß dann, wenn eine 0,50 gal/h-Düse (1,9 l/h) statt mit einem öl mit 1O°C bei einem Betriebsdruck von 10 atü mit öl von 110⁰C bei einem Betriebsdruck von 5 atü benutzt

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wird, der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz um etwa 42,7% reduziert werden kann. Dies kann andererseits natürlich auch so verstanden werden, daß dann, wenn der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz nicht reduziert werden soll, eine hinsichtlich ihres Durchtrittsvolumens größer ausgelegte Düse verwendet wird mit der Folge, daß bei dieser dann bei entsprechender Vorwärmung des Öls und entsprechender Reduzierung des Betriebsdruckes gearbeitet werden kann, wodurch verbesserte Betriebsbedingungen, eine umweltfreundlichere Verbrennung und nicht zuletzt eine sehr erhebliche Reduzierung des Geräuschpegels erreicht werden.

Fig. 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer 10, der mit seiner Düsenleitung 11 an eine ölzuführungsleitung 12 angeschlossen ist. Die Düsenleitung 11 steht dabei mit einem Düsennippel 13 in fester Verbindung, an dessen vorderem Ende die eigentliche Druckzerstäuberdüse 14 angeordnet ist. Stromaufwärts des Düsennippels 13 ist ein Heizkörper 15 vorgesehen, der entweder an die Düsenleitung 11 angeklippt oder angegossen ist. Zur Beheizung des Heizkörpers 15 dienen Elektroanschlüsse 16. Des weiteren ist als Kaltstartverriegelung noch' ein Thermostat 17 vorgesehen.

Fig. 7 zeigt einen anderen Durchlauferhitzer 10, der sich von demjeniger der Fig. 6 dadurch unterscheidet, daß der Heizkörper 15 in diesem Fall ein auf die Düsenleitung 11 in Axialrichtung aufgeschobener Heizkörper ist.

Fig. 8 zeigt einen anderen Durchlauferhitzer 10. Bei diesem ist die Düsenleitung 11 schraubenförmig ausgebildet und ist im Zentrum der spiralförmigen Düsen-

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leitung 11 der Heizkörper 15 angeordnet. Außenseitig ist die Düsenleitung 11 in gut wärmeleitendes Gußmaterial 18 eingegossen. Auch hier ist wiederum ein Sperrthermostat 17 vorgesehen.

Beim Durchlauferhitzer 10 der Fig. 9 ist die ansonsten vorgesehene Düsenleitung durch ein ölbad 19 ersetzt. Der Heizkörper 15 ist im Zentrum des Ölbads 19 angeordnet. Das Ölbad 19 findet selbstverständlich einen unmittelbaren Anschluß an die Ölzuführungsleitung 12. Andererseits findet das Ölbad 19 über ein AbSchlußventil 20 Anschluß an den Düsennippel 13.

Der Durchlauferhitzer 10 der Fig. 1O sieht wiederum eine Düsenleitung 11 vor, die einerseits schraubenförmig wie die Düsenleitung 11 der Fig. 8 in Richtung auf den Düsennippel 13 geführt ist, die dort jedoch keinen Anschluß an den Düsennippel 13 findet und stattdessen schraubenförmig zum rückwärtigen Ende des Heizkörpers zurückgefünrt ist, wo sie aus dem Durchlauferhitzer austritt. Im austretenden Bereich der Düsenleitung ist ein Magnetventil 21 angeordnet. Hinter dem Magnetventil 21 geht die Düsenleitung 11 weiter, und zwar verläuft sie parallel zum Heizkörper 15, dessen vorderes Ende in unmittelbarer Verbindung mit dem Düsennippel \ steht. Auch in diesem Fall ist die außenseitig des

Heizkörpers 15 angeordnete Düsenleitung 11 in Gußmaterial 18 eingebettet. Im übrigen ist ein Fühlerthermostat 23 vorgesehen, der über eine Kapillarleitung 24 mit dem Inneren des Durchlauferhitzerblocks in Verbindung steht.

\ Bei allen Durchlauferhitzern der Fig. 6 bis 10 ist

ergänzend noch die ölzuführungspumpe 25 dargestellt. In die ölzuführungspumpe 25 der Durchlauferhitzer 10

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der Fig. 6 bis 8 ist dabei ein mechanisches Abschlußventil 22 eingebaut. Bei den Durchlauferhitzern 10 der Fig. 9 und 10 ist das Abschlußventil einmal als mechanisches Ventil 20 und im anderen Fall als Magnetventil 21 außerhalb der Ölzuführungspumpe 25 und in engerer Nähe zum Düsennippel 13 angeordnet.

Die Vorwärmer 10 der Fig. 6 bis 8 eignen sich ganz besonders für geringe Heizleistungen bzw. für gewichtsbezogene stündliche Durchsätze bis zu etwa 2,5 kg/h, während sich die Vorwärmer 10 der Fig. 9 und 10 auch für größere Heizleistungen bzw. größere gewichtsbezogene stündliche Durchsätze eignen.

Claims

' Schutzansprüche:

1. ölbrenner mit einer DruckZerstäuberdüse kleiner als 1,0 gal/h (3,8 l/h), insbesondere mit einer Druckzerstäuberdüse zwischen 0,5 bis 0,6 gal/h zur Verbrennung von leichtem oder extra leichtem Heizöl, dessen Viskosität bei 20⁰C unter 12 cSt liegt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zerstäuberdüse (14) eine Heizeinrichtung (10) angeordnet ist, mittels der das iieizöl zur Verringerung des stündlichen Gewichtsdurchsatzes auf eine Temperatur bis zu ca. 150 C, jedoch unterhalb der Verkokungs- bzw. Verkrackungstemperatur entsprechender Bestandteile vorwärrtbar ist.

2. Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung als unmittelbar vor der Zerstäuberdüse (14) angeordneter Durchlauferhitzer (10) ausgebildet ist.

3. ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauferhitzer (10) einer gut wärmeleitenden Bleck (18) aufweist, in dem die olzuführungsleitung (11) und ein Anschlußnippel (13) für die Zerstäuberdüse (14) ausgebildet sind, wobei

der Block (18) mit einem elektrischen Heizkörper (15) in Verbindung steht.

4. ölbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (18) und die schraubenförmig ausgebildete Olzuführungsleitung (11) den Heizkörper (15) umgeben.

5. ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die olzuführungsleitung (11) ein einen Heizkörper (15) umgebendes ölbad (19) bildet.

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6. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Durchlauferhitzer (10) ein Thermostat (17) zugeordnet ist, welcher die Energiequelle des Heizkörpers (15) steuert.

7. ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Kaltstartverriegelung vorgesehen ist, welche über einen Thermostat (17) vor Erreichen der vorbestimmten Temperatur den Ölfluß zur Zerstäuberdüse (14) bzw. den Austritt des Öls aus der Zerstäuberdüse (14) blockiert.

8. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckζerstäuberdüse für einen stündlichen Durchsatz untemperierten Heizöls dimensioniert ist, welcher Durchsatz etwa 30% über dem Durchsatz liegt, der dem vorbestimmten Heizwert des ölbrenners entspricht.

9. ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine für einen stündlichen Durchsatz von 0,5 gal (~ 2 kg bei 11 bar) untemperierten Heizöls dimensionierte Druckzerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, und daß die Vorwärmtemperatur der Heizeinrichtung (10) zwischen 5O°C und 11G⁰C und der Speisedruck des Heizöls zwischen 5 und 8 bar eingestellt sind, sodaß der stündliche Durchsatz um bis zu 50% auf bis zu 1 kg Heizöl reduziert ist.