Verfahren zum Betrieb von Kelchbrennern für Ölverbrennung und zur lusübung dieses Verfahrens eingerichteter Kelehbrenner. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Betriebe von Kelchbrennern für Jlverbrennung. Unter Kelchbrennern dieser Art versteht man Brenner, die kelchförmige, auch schalenförmige oder kastenförmige Unterteile besitzen, deren Wände in Rich tung der Längsseiten des Gefässraumes mit Durchbrechungen zum Einfliessen von Luft und Öl versehen sind.
Die über dem Öl- spiegel in den Kelchhohlraum gewirbelte Luft hilft dabei, das Öl zu verdampfen und zu vergasen und bringt dieses in Mischung mit Verbrennungsluft in den Bereich der Flamme. Gegenüber den Ölbrennern, die durch hohen Druck eine Zerstäubung bewir- hen, ergibt sich bei dem Kelchbrenner eine einfachere Einrichtung und,einebessere An passung an die Leistungsregelung und eine weiche und milde Flamme, die keine Stich flammenwirkung aufweist.
Dagegen ergibt sich bei Kelchbrennern insbesondere dann, wenn dieselben für Teer öle benutzt werden sollen, die Schwierigkeit, dass eine restlose Verbrennung nur schwer zu erreichen ist. Diese nicht restlose Ver brennung zeigt sich einerseits in einer un reinen Flamme, die noch mit Rauchteilen und Russteilen beladen bleibt, anderseits aber in Rückständen innerhalb des Kelches, die in Form von kohlenstoffhaltigen Verkrackun- gen auftreten.
Während die unreine Flamme die Wärmeaustauschflächen verschmutzt und den Wärmedurchgang behindert, beeinträch tigen die Reste in dem Kelchraum die Ver gasung und Verdampfung, da sie das Inein- anderwirbeln von Öl, Dampf und Luft ver hindern und die Einführungsöffnungen ver stopfen. Infolgedessen ergibt sich durch die erforderliche Reinigungsarbeit für solche Brenner sehr leicht eine kostspielige War tung.
Dabei hat es sich auch als wenig wert voll erwiesen, wenn der Kelch ständig oder zeitweilig durch bewegte Kratz- oder Kehr einrichtungen oder mit Hilfe von scharf *ge- richteten Luftstrahlen reinzuhalten versucht wird, .da dann die Rückstände, die sonst im Kelchgefäss zu finden sind, .sich teilweise wieder auf den Wärmeaustauschflächen, zum Beispiel auf den Kesselgliedern finden. .
Gemäss der der Erfindung zugrunde lie genden Feststellung lassen sich auch sogar Teeröle, wie zum Beispiel Steinkohlenteeröle und ähnliche Abfallstoffe vollkommen rest los in Kelchbrennern verbrennen;
und zwar sowohl mit reiner Flamme, als auch mit rei nem Kelchgefäss, wenn die Zuführung der auf mindestens<B>150'</B> C vorgewärmten Ver-, brennungsluft durch über die Längsseiten des Brenners verlaufende Sqhlitze erfolgt, die zum Teil einen der Innenwandung ent lang quer zu den Mantellinien des Kelch gefässes verlaufenden, zum Teil einen in Richtung auf die lotrechte Mittelebene des Kelchgefässes gerichteten Luftstrom er zeugen.
Die Erfindung bezweckt dabei nicht die Beseitigung entstandener Rückstände, sondern die Verhütung der Entstehung sol cher Rückstände durch eine neuartige Ver dampfung und Vergasung, sowie Verbren nung des Oldampfluftgemisches.
Neben .dem angegebenen Verfahren zum Betrieb von Kelchbrennern bildet auch ein zu dessen Ausübung eingerichteter Kelch brenner Gegenstand der Erfindung. .
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Kelchbrenners, und zwar zeigt: Fig.l -den Kelchbrenner im Blick von oben, Fig:2 in einem Schnitt nach der Linie -.-B, und Fig..3 in einem Schnitt nach der Linie C-D in Fig. 1.
In den Darstellungen ist 1 der eigent liche Kelchraum, der .schalenförmig mit im wesentlichen lotrecht stehenden Wangen 2 sind einer im wesentlichen wageecht veAau- fenden Bodenplatte 3 gebildet ist. In die Bodenplatte 3 des Kelchgefässes 1 mündet die Ölzuführung 4 in Gestalt eines Rohres ein, die in einen Bodenschlitz 5 übergeht, der' auf dem Scheitel einer Auswölbung 6 verläuft. Je nach Bedarf können selbstver ständlich auch mehrere Aüswölbungen 6 mit Schlitzen 5 angeordnet sein.
Die schrägen Flächen 7 und 8 .der Auswölbung 6 gehen in den wageechten -Bodenteil 3 über, so dass das durch das Rohr 4 zutretende Öl, das sich in dem Schlitz 5 sammelt, in breiten Flächen seitlich nach rechts und links über die Flächen 7 und 8 fällt, wo es sich in einen dünnen Film verteilt und auch ge gebenenfalls über die Bodenplatte 3 hinweg zieht. Insbesondere für die Leistungsver änderungen ist diese Zuführung des Öls von wesentlicher Bedeutung, da die Abmessun gen des Filmes sich bei Leistungsänderungen an das jeweils erforderliche Verdampfen und Vergasen anpassen.
Die Lage des Ölzufüh- rungsschlitzes 5 und die Höhe .der Aus wölbung 6 muss dabei so gewählt werden, .dass nicht durch die Nähe gegenüber der Flam menwurzel schon im Schlitz 5 eine mit Rück ständen behaftete Verdampfung oder Ver gasung erfolgen kann. Die Öffnung des Öl- schlitzes 5 darf daher auch nur eine kleine Breite erhalten.
Gegenüber den bekannten Kelchbrennern, bei denen das Öl durch ein Loch oder durch einige wenige Löcher im Boden des Kelchgefässes innerhalb eines Öl- sumpfes emporquillt, -ergibt sich hierdurch nicht nur eine wesentlich wirkungsvollere Vergasung und Verdampfung,, sondern auch eine viel geringere Gefahr der Verstopfung und Verunreinigung.
Auf dem Rand der lotrechten Wände 2 des Kelches 1 stützt sich ein Luftverteilungs- körper 9 ab, der den Kelchraum 1 nach oben verengt. Dieser Luftverteilungskörper muss hohl sein oder mit Höhlungen ausgebil det sein, damit er die Verbrennungsluft zu führen kann. Er ist mit Schlitzen versehen, die parallel der wageechten Mittellinie des Kelchgefässes verlaufen und durch steg- förmige Wände 10-12 gebildet sind. Die stegförmigen. Wände 10-12 sind so aus gestaltet, dass sie für die Schlitze zugleich als Leitwände, ähnlich wie Leitschaufeln, dienen.
Der Längssteg 10 bildet zusammen mit der Wandung 2 des Kelchbrenners einen Schlitz, durch den ein Luftstrom der Innen wandung entlang quer zu den Mantellinien des Kelchgefässes geblasen wird, also alle an den Innenwandungen des Kelchgefässes haftenden Flüssigkeiten bestreichen muss. Der Längssteg 11 besitzt die Form eines Winkelkörpers und bildet zusammen mit dem Längssteg 10 einen zweiten Schlitz, durch den ein weiterer Luftstrom im wesent lichen in der gleichen Richtung geführt wird, in der der Luftstrom aus dem ersten Schlitz verläuft. Es entstehen hierdurch zwei übereinander gelagerte, quer zu den Mantellinien des Kelchgefässes verlaufende Luftströme.
Zwischen dem Längssteg 11 und dem Längssteg 12 ist weiterhin ein in Richtung auf die lotrechte Mittelebene des Kelchgefässes blasender Schlitz erzeugt, der frische Luft in das wirbelnde brennbare Gemisch des Kelchinhaltes hineinführt. Die Benutzung von Schlitzen an Stelle von Lö chern, wie sie die sämtlichen bekannten und benutzten .Kelchbrenner aufweisen, sind für die restlose Verbrennung insbesondere von Teerölen und dergleichen sehr wichtig, weil hierbei Zwischenräume zwischen den ein zelnen Luftstrahlen vermieden sind, in denen sich erfahrungsgemäss aus irgendwelchen Gründen das Ausfallen von festen Bestand teilen aus dem Öl verstärkt.
Die Schräglage der Stege 10-12 gegen über der lotrechten Kelchmittellinie wirkt neben der richtigen Luftverteilung auch zu gleich auf ein Zusammendrängen der aus dem Kelchraum hochsteigenden, mit Luft vermischten Gase und Dämpfe hin. Die Längsstege 10-12 schliessen dabei jalousie- artig den Luftzuführungsraum 13 ab, der durch einen kastenartigen Hüllkörper 14 ge bildet ist und in den, wie später noch be schrieben werden wird, die Verbrennungs luft eingeblasen wird, so dass dieser -Hohl raum 13 unter einem gewissen statischen Überdruck steht, der zum Beispiel in be kannter Weise durch ein Gebläse erzeugt werden muss.
Vorteilhaft ist es dabei, dass dieser Gebläseüberdruck zweckmässigerweise nicht zu hoch gehalten wird, da gemäss der der Erfindung zugrunde liegenden Fest stellung durch zu scharfe Luftstrahlen die Ausscheidung von festen Rückständen in der Schale gefördert wird. Die reichliche Berüh rung zwischen Luft und Ölfilm wird nach den Feststellungen zweckmässiger durch grosse, gleichmässig fliessende Luftflächen und grosse, ununterbrochen dünne Ölflächen, als durch grosse Luftgeschwindigkeit und starke Luftwirbel erzielt.
Der durch den Luffverteilungskörper 9 nach oben verjüngte Kelchraum 1 wird durch einen bereits im Bereich des Flam menvolumens liegenden Aufsatzkörper 15 noch wesentlich weitergehend verengt. Der Brennermund 16 geht dabei mit schräger- Flächen 17 in das Kelchgefäss 1 bezw. in den Luftverteiler 9 über.
Es entsteht hier durch ein teilweise herzförmiger Querschnitt für den Kelchbrenner, .durch welchen die aus dem Kelchraum 1 hochstrebenden Gase und Dämpfe in den Kern der um und über dem Mundstück 16 sich bildenden Flamme hin- eingewirbelt und hineingedrängt werden. Der Aufsatz 15 wird dabei durch die Flamme hoch vorgewärmt, so dass er das Verbren nungsgemisch ebenfalls der Zündtemperatur annähern kann. Die schrägen Flächen 17 zusammen mit der Oberfläche der Stege 10 bis 12 erzeugen dabei eine kräftige Re flexion, um schwarze und ,leuchtende Wärme strahlen aus der Flamme in den Kelchraum hineinzuwerfen.
Diese Zuführung von Wärmestrahlen in den Kelchraum hinein hat sich als ebenso wichtig wie die Hinzuführung von Wärme an den Kelchkörper erwiesen. Infolgedessen sind alle Massnahmen wichtig, .die den Kelch körper auf eine genügend hohe Temperatur bringen und in dieser erhalten. An sich war es schon bekannt, sowohl den Kelchkörper, als auch die in den Kelchkörper eingeblasene Verbrennungsluft etwas vorzuwärmen.
Da, jede Abkühlung der in dem heissen Kelch körper erzeugten und zu ihrer Bildung be reits Wärme benötigenden Dämpfe und Gase sofort Kondensationserscheinungen und damit den Anfang von Rückständen bringt, so hat es sich als unerlässlich erwiesen, auch die Verbrennungsluft, die in den Kelch ein geblasen wird, wesentlich höher vorzuwär- men als dies bislang geschehen ist. Bei un genügend vorgewärmter Luft treten ebenso wie bei ungeschickter Lufteinführung stel lenweise Abkühlungserscheinungen in dem Kelchraum auf.
Bei dem Erfindungsgegenstand wird da her Verbrennungsluft mit .einer Temperatur von mindestens <B>150'</B> und vorteilhaft ,sogar noch ganz wesentlich mehr eingeblasen, da nur dann die restlose Vergasung und Ver dampfung im heissen Kelch vor sich geht und die Verbrennung mit klarer Flamme er folgen kann. Zur Vorwärmung können dabei zum Teil oder allein die Hohlräume 18 dienen, die in dem Aufsatz 15 vorgesehen sind. Dieser Aufsatz 1--5 wird normalerweise sehr heiss und würde zum Beispiel Rotglut, wenn nicht sogar Weissglut annehmen, wenn er nicht gekühlt wird.
Dies erfolgt durch Durchführen der Verbrennungsluft, die dann nachfolgend in den Kelchraum eingeblasen. wird. Die Zuführung der Verbrennungsluft erfolgt. gemäss Fig. 3 durch das. Rohr 19; wo sie naturgemäss schon mehr oder weniger vorgewärmt eingeleitet werden kann. Die Verbrennungsluft gelangt dann durch den Hohlraum-18 des Aufsatzes 15 hindurch und wird dann durch die Öffnung 20 in den Hohlraum 13 hineingeführt, der, wie bereits beschrieben, gegenüber dem. Kelchraum, 1 jalousieartig durch die Längsstege 10-12 abgedeckt gehalten ist.
Diese sehr hoch vor gewärmten Verbrennungsluftströme aus den, Längsschlitzen des - Luftverteilers 9 helfen dann in dem .heissen- Kelch 2, 3 den Ölfilm sehr wirkungsvoll vergasen und verdampfen.
Besonderes Augenmerk ist auf die Füh rung des Brenneis -aus dem Ruhezustand in den Beharrungszustand des Betriebes zu richten. Bei den bekannten Kelchbrennern wird es .der Einwirkung der Zeit überlassen, bis der Kelch die erforderliche Temperatur erlangt und auch die Vorwärmung von Luft und 01 die richtige Temperatur erreicht.
Erfahrungsgemäss -fallen aber neben der störenden russ- und rauchbildenden Flamme gerade in dieser 'ersten Betriebszeit infolge der dann nur mangelhaft vorhandenen Ver- gasungs- und Verdampfungsbedingungen die erstem dickflüssigen und festen Bestandteile aus dem zugeführten Öl aus, die wahrschein lich durch Affinität auf das schnelle und starke Ausfallen der Rückstände auch dann hinwirken, wenn an sich schon .der normale Betriebszustand ganz oder teilweise -erreicht ist.
Um den Kelchbrenner künstlich vor In betriebsetzung auf .den im Beharrungs zustand vorhandenen Betriebszustand zu bringen, ist der Bodenteil des Kelches mit einer Heizplatte 21 versehen, die als elek trische Heizung gedacht ist. Zusammen mit einem nicht weiter dargestellten Zeitschalter vermag ,diese Heizung vor dem eigentlichen Anzünden .des Brenners eine Erwärmung der sämtlichen Teile .des Brenners zu erzwingen, so dass dann der Kelchkörper, die Verbren nungsluft und gegebenenfalls auch das 01 schon im wesentlichen die erforderlichen Temperaturen aufweisen.