DE2128809A1

DE2128809A1 - Oil burner

Info

Publication number: DE2128809A1
Application number: DE19712128809
Authority: DE
Inventors: Christopher John Farndon Chester Booth (Großbritannien)
Original assignee: C and W Walker Ltd
Current assignee: C and W Walker Ltd
Priority date: 1970-06-10
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1971-12-16
Also published as: DE2128809B2; DE2128809C3; GB1349516A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH 8 MÖNCHEN 22,Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH 8 MONKS 22,

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Dr. rer. not. W. KORBER PATENTANWÄLTEDipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Dr. rer. not. W. KORBER PATENT LAWYERS

9. Juni 1971June 9, 1971

/Ke/ Ke

O. & W. Walker Limited,
Donnington, Hear Wellington,
Shropshire / EnglandO. & W. Walker Limited,
Donnington, Hear Wellington ,
Shropshire / England

Pat ent registration

ÖlbrennerOil burner

Die Erfindung betrifft einen eingetauchten ölbrenner.The invention relates to a submerged oil burner.

Der erfindungsgemässe ölbrenner enthält einen ölzerstäuber, welcher zerstäubtes Öl und Verbrennungsluft nach unten in eine Brennkammer leitet, deren Boden offen und in einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, eingetaucht ist. Der Querschnitt des unteren Teiles der Brennkammer ist gegenüber dem oberen Teil der Brennkammer stufenartig erweitert. Die Wand der Brennkammer besteht aus Metall und hat im oberen Teil und unteren Teil die gleiche Dicke, wobei die Innenseite der Wand den Flammen ausgesetzt ist und die Aussenseite mit der Flüssigkeit in Eontakt steht.The oil burner according to the invention contains an oil atomizer, which directs atomized oil and combustion air down into a combustion chamber, the bottom of which is open and is immersed in a liquid such as water. The cross section of the lower part of the combustion chamber is widened step-wise compared to the upper part of the combustion chamber. The wall of the combustion chamber is made Made of metal and has the same thickness in the upper part and lower part, with the inside of the wall facing the flames is exposed and the outside is in contact with the liquid.

Vorzugsweise hat die Brennkammer einen kreisförmigen Querschnitt; die Länge des unteren querschnittserweiterten Teiles ist etwa 1/2 bis 1 1/2mal grosser als der Durchmesser. Preferably the combustion chamber has a circular cross-section; the length of the lower cross-section widened Part is about 1/2 to 1 1/2 times larger than the diameter.

109851/130S109851 / 130S

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Ölbrenners bestellt die Brennkammer aus einem oberen divergierenden Teil, dessen Durchmesser sich nach unten kontinuierlich vergrössert, aus einem mittleren zylindrischen Teil, das sich zwischen dem oberen Teil und der stufenartigen Querschnittserweiterung befindet und einen im wesentlichen konstanten Durchmesser hat, der gleich dem unteren Ende des oberen Teiles ist, und aus einem unteren zylindrischen Teil mit im wesentlichen konstantem Durchmesser, der sich von der stufenartigen Querschnittserweiterung bis an das untere Ende der Brennkammer erstreckt.In one embodiment of the oil burner according to the invention orders the combustion chamber from an upper diverging part, the diameter of which increases continuously downwards, from a central cylindrical part, which is located between the upper part and the step-like cross-sectional enlargement and has a substantially constant diameter equal to the lower end of the upper portion, and of a lower cylindrical part of substantially constant diameter, which extends from the step-like cross-sectional enlargement extends to the lower end of the combustion chamber.

I¹Ur das Erhitzen einer Flüssigkeit hat der eingetauchte Brenner ™ den Vorteil, dass sich die Brennkammer-unter der Flüssigkeitsoberflache befindet, so dass sie dadurch in unmittelbarem Kontakt mit der Flüssigkeit steht. Die durch die Brennkammer strömenden Gase werden direkt in die'Flüssigkeiten geleitet, in welche der Brenner eingetaucht ist. Dadurch wird auf sehr einfache Weise eine wirksame Wärmeübertragung erzielt. Darüberhinaus ist es nicht erforderlich, die Brennkammer mit feuerfestem Material auszukleiden, so dass der Brenner in der Herstellung relativ billig ist. Es ist sogar so, dass ein feuerfestes Material nicht einmal verwendet werden könnte, da dieses bei Eintritt von Flüssigkeit in den Brenner platzen und aus dem Brenner herausfallen würde.I ¹ When it comes to heating a liquid, the immersed burner ™ has the advantage that the combustion chamber is located below the surface of the liquid, so that it is in direct contact with the liquid. The gases flowing through the combustion chamber are fed directly into the liquids in which the burner is immersed. Effective heat transfer is thereby achieved in a very simple manner. In addition, it is not necessary to line the combustion chamber with refractory material, so that the burner is relatively cheap to manufacture. In fact, a refractory material could not even be used because if liquid entered the burner it would burst and fall out of the burner.

Obwohl öl ein billigerer Brennstoff als Gas ist, ist Gas bisher deshalb vorgezogen worden, weil es leichter zündet und beim Brennen eine höhere Stabilität hat. Mit öl hat man bisher in dieser Hinsicht einige Schwierigkeiten gehabt. Gas brennt mit einer kontinuierlichen Flamme, Öl muss dagegen in Verbrennungsluft zerstäubt werden, so dass es den kleinsten Tropfen verbrennen kann, von denen jeder eine kleine Flamme inerhalb der Verbrennungszone bildet. Dazu muss jedes öltröpfchen entzündet werden. Diese Tröpfchen brennen an ihr en Oberflächen, wo sie verdampfen. Das öl und die Luft ergeben dann ein molekulares Gemisch. Die Funktion eines ölbrenners besteht daher in erster Linie darin, das öl in kleinste Tröpfchen zu zer-Although oil is a cheaper fuel than gas, gas is so far It has been preferred because it ignites more easily and is more stable when it burns. So far, one has with oil had some difficulties in this regard. Gas burns with a continuous flame, whereas oil has to be in combustion air can be atomized so that it can burn off the tiniest drop, each of which has a small flame inside the combustion zone forms. To do this, every oil droplet has to be ignited will. These droplets burn on their surfaces where they evaporate. The oil and the air then form a molecular one Mixture. The function of an oil burner is therefore primarily to break down the oil into tiny droplets.

109851/1305109851/1305

stäuben..Zweitens soll der Ölbrenner diese Tröpfchen verdampfen und drittens die zu Gas verdampften Tröpfchen verbrennen, wobei ein Teil der entwickelten Hitze dazu aufgewendet werden muss, um neue Tröpfchen zu verdampfen.Second, the oil burner should vaporize these droplets and thirdly, burn the vaporized droplets, whereby part of the heat developed is used for this purpose must be in order to vaporize new droplets.

Wie bereits erwähnt, sind bei den Bemühungen, eine geeignete und stabile Flamme mit Heizöl zu erreichen, ziemlich grosse Schwierigkeiten aufgetreten. In einer herkömmlichen Verbrennungskammer werden die eintretenden Öltröpfchen durch die Hitze verdampft, welche von den glühenden Wänden der Verbrennungskammer abgestrahlt wird. Dadurch ist es notwendig, die Brennkammer mit feuerfestem Material auszukleiden, welches zu einer Erhöhung der Kosten und zu einer Verminderung der Wärmeübertragung führt.As mentioned earlier, efforts to achieve a suitable and stable flame with fuel oil are quite large Difficulty occurred. In a conventional combustion chamber the incoming oil droplets are vaporized by the heat emitted from the glowing walls of the combustion chamber is emitted. This makes it necessary to line the combustion chamber with refractory material, which leads to an increase in cost and a decrease in heat transfer.

Durch die stufenartige Querschnittserweiterung bei der erfindungsgemässen Brennkammer wird eine Turbulenz erzeugt, welche im Gegensatz zu den herkömmlichen ölbrenner eine befriedigende Wärmeübertragung von dem verbrennenden, verdampften öl auf die eingeführten öltröpfchen führt. Dadurch wird eine betriebssichere und stabile Flamme erzeugt.Due to the step-like widening of the cross-section in the case of the In the combustion chamber, turbulence is generated which, in contrast to conventional oil burners, is satisfactory Heat transfer from the burning, vaporized oil leads to the introduced oil droplets. This makes a reliable and stable flame generated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is based on the following described in the drawing.

Die Zeichnung zeigt einen teilweise geschnittenen Aufriss des untergetauchten Ölbrenners zur Erhitzung von Wasser, beispielsweise für ein Schwimmbecken.The drawing shows a partially sectioned elevation of the submerged oil burner for heating water, for example for a swimming pool.

Der in der Zeichnung dargestellte ölbrenner enthält einen ölverbrennenden Zerstäuber 10 herkömmlicher Art, der nach unten in eine Brennkammer 14 gerichtet ist. Die Brennkammer hat Stahlwände gleichmässiger Dicke und besteht aus einem oberen konischen Teil 15» der sich von dem Zerstäuber 10 aus nach unten erweitert. An den oberen konischen Teil 15 schliesst sich ein zylindrischer mittlerer Teil 16 an, der den gleichen Durchmesser wie das untere Ende des oberen TeilesThe oil burner shown in the drawing contains a oil-burning atomizer 10 of conventional type, which according to is directed into a combustion chamber 14 below. The combustion chamber has steel walls of uniform thickness and consists of one upper conical part 15 »which extends from the atomizer 10 extended from down. On the upper conical part 15 adjoins a cylindrical central part 16 which has the same diameter as the lower end of the upper part

10 9 8 51/13 0 510 9 8 51/13 0 5

15 hat. Am unteren Ende des mittleren Teiles 16 "befindet sich eine stufenartige Querschnittserweiterung 17 ₅ welche das untere Ende des zylindrischen Mittelteiles 16 mit dem oberen Ende ' eines unteren zylindrischen Teiles 18 verbindet. Der untere zylindrische Teil 18 hat einen grösseren Durchmesser als der mittlere zylindrische Teil 16. Am unteren Ende des unteren zylindrischen Teiles 18 ist eine flache kreisförmige Platte vorgesehen, die zu dem unteren Ende einen Abstand aufweist und durch vier Stützen 20 gehalten ist.15 has. At the lower end of the central part 16 ″ there is a step-like cross-sectional widening 17 ₅ which connects the lower end of the cylindrical central part 16 to the upper end of a lower cylindrical part 18. The lower cylindrical part 18 has a larger diameter than the central cylindrical part 16 At the lower end of the lower cylindrical part 18, a flat circular plate is provided which is spaced from the lower end and is held by four supports 20.

Man hat festgestellt, dass es für den unteren Teil 18 der Brennkammer 14 eine kritische minimale Länge gibt, die dadurch definiert ist, dass das Verhältnis dieser Länge zum Durchmesser zwischen 1,5 und 0,5 liegen sollte. Bei der speziellen Ausführungsform sind die Proportionen der Teile etwa wie folgt: Der Durchmesser des unteren Endes des unteren Teiles 18 sei eins. In diesem Falle ist die Höhe des oberen Teiles 15 0₅64; die Höhe des mittleren Teiles 16 ist 1,0 und die Höhe des unteren Teiles 18 ist ebenfalls 1,0. Der Durchmesser des mittleren Teiles 16 und den unteren Endes des oberen Teiles 15 ist 0,67, und der Durchmesser des oberen Endes des oberen Teiles 15 ist etwa 0,33.It has been found that there is a critical minimum length for the lower part 18 of the combustion chamber 14, which is defined by the fact that the ratio of this length to the diameter should be between 1.5 and 0.5. In the particular embodiment, the proportions of the parts are approximately as follows: Let the diameter of the lower end of the lower part 18 be one. In this case the height of the upper part is 15 0 ₅ 64; the height of the middle part 16 is 1.0 and the height of the lower part 18 is also 1.0. The diameter of the middle part 16 and the lower end of the upper part 15 is 0.67, and the diameter of the upper end of the upper part 15 is about 0.33.

Die Brennkammer ist an einer flachen Platte befestigt und der Wasserspiegel kann zwischen den Grenzen variieren, die durch die Linien 26 und 27 angedeutet sind. Auf der Basis der obengenannten Proportionen liegt die Linie 26 0,1 unterhalb der flachen Platte 25 und die Linie 27 1₅0 oberhalb der flachen Platte 25.The combustion chamber is attached to a flat plate and the water level can vary between the limits indicated by lines 26 and 27. Based on the above proportions, line 26 0.1 is below flat plate 25 and line 27 1 ₅ 0 is above flat plate 25.

Bei Einhaltung dieser Abmessungsverhältnisse kann man eine stabile Flamme erzeugen, wobei das Wasser in Kontakt mit der Aus s ens ei te der Brennkammer 14 und die Flamme in Kontakt mit der Innenseite der Brennkammer 14 steht. Infolge der Wasserkühlung der Wand kann diese nicht zerstört werden. Gleichzeitig wird noch eine gute Wärmeübertragung erzielt. Der ÖlbrennerIf these dimensions are adhered to, a stable flame can be generated, with the water in contact with the Outside the combustion chamber 14 and the flame in contact with it the inside of the combustion chamber 14 is. As a result of the water cooling the wall cannot be destroyed. At the same time, good heat transfer is achieved. The oil burner

109851/1305109851/1305

ist nocli mit einem Zün&breruier 30 verseilen. Dieser "bestellt aus einer schmalen zylindrischen Brennkammer J1, die an einer Seite des ölbrenners angeordnet ist and sich vertikal erstreckt. Am oberen Ende des Zündbrenners befindet sich ein Einlassrohr 32, durch welches eine Mischung von Gas und Luft in den Zündbrenner eingeleitet wird. Im Boden des Zündbrenners befindet sich eine kleine Öffnung 33· Ausserdem ist am unteren Ende des Zündbrenners eine seitliche Öffnung 34 vorgesehen, welche in die Brennkammer 14 des Ölbrenners mündet. Der Zündbrenner ist ausserdem noch mit einem Zündrohr 37 versehen, welches sich von dem Zündbrenner aus zu einer Stelle erstreckt, die oberhalb der Wasseroberfläche liegt. An dieser Stelle ist das Zündrohr mit einem Zündmechanismus 38 uncL einem Belüftungsventil 39 versehen.is still stranded with a Zün & breruier 30. This "ordered from a narrow cylindrical combustion chamber J1, which is attached to a Side of the oil burner is arranged and extends vertically. At the top of the pilot burner there is an inlet pipe 32 through which a mixture of gas and air enters the Pilot burner is initiated. There is a small opening 33 in the base of the pilot burner · There is also a lower end of the pilot burner a lateral opening 34 is provided which opens into the combustion chamber 14 of the oil burner. The pilot burner is also provided with an ignition tube 37, which extends from the pilot burner to a point above the surface of the water. At this point that is Ignition tube with an ignition mechanism 38 and a ventilation valve 39 provided.

Die ölbrennkammer 14 und die Gasbrennkammer 31 können mit Flammendetektoren 42 und 43 versehen sein, welche auf die ultraviolette Strahlung des Flammen ansprechen und dazu dienen, die öl- bzw. Gaszufuhr zu drosseln, wenn die Flammenbildung zu stark wird.The oil combustion chamber 14 and the gas combustion chamber 31 can with Flame detectors 42 and 43 be provided, which respond to the ultraviolet radiation of the flame and serve to to throttle the oil or gas supply if the flame is too strong.

Wenn der erfindungsgemässe ölbrenner in Betrieb gesetzt werden soll, so wird von den Gebläsen 50 und 51 Luft in die ölbrennkammer 14 und die Gasbrennkammer 3I geblasen, um das System vollständig zu reinigen. Dann wird von einer Gasquelle 52 über eine Venturi-Einrichtung 53 und das Einlassrohr 32 Gas zusammen mit einem für die Verbrennung geeigneten Anteil Luft in die Gasbrennkammer 31 eingeleitet, wobei das Belüftungsventil 39 geöffnet wird, um etwas Gas das Zündrohr 37 hinaufströmen zu lassen. Das in das Zündrohr 37 eingedrungene Gas wird dann mit Hilfe des Zündmechanismus 38 entzündet, so dass sich in der Gasbrennkammer 31 eine Gasflamme bildet. Die das Zündrohr hinaufströmende Gasmenge wird durch eine Drossel 40 bestimmt, welche in dem Belüftungsventil 39 enthalten ist, so dass die Flamme nach dem Entzünden za?urück in die Gasbrenn-When the oil burner according to the invention is to be put into operation, the fans 50 and 51 blow air into the oil combustion chamber 14 and the gas combustion chamber 3I in order to completely clean the system. Gas is then introduced into the gas combustion chamber 31 from a gas source 52 via a venturi device 53 and the inlet pipe 32 together with a proportion of air suitable for combustion, the vent valve 39 being opened to allow some gas to flow up the ignition pipe 37. The gas that has penetrated into the ignition tube 37 is then ignited with the aid of the ignition mechanism 38, so that a gas flame is formed in the gas combustion chamber 31. The amount of gas flowing up the ignition tube is determined by a throttle 40, which is contained in the ventilation valve 39, so that the flame returns to the gas combustion chamber after ignition.

109851/1305109851/1305

kammer 31 schlägt. Dann wird die Ölzufuhr eingeschaltet, wobei die Gasflamme, welche durch die Öffnung 34 in die Ölbrennkammer 14 reicht, das Öl entzündet. Wenn es gewünscht ist, kann die Gasflamme nun abgedreht werden, indem das obere Ende des Gasbrenners entweder abgedichtet oder indem man Luft in diesen Teil des Systems einströmen lässt.Chamber 31 beats. Then the oil supply is switched on, whereby the gas flame, which through the opening 34 in the oil combustion chamber 14 is enough, the oil ignites. If so desired, the gas flame can now be turned off by the top end of the gas burner either sealed or by allowing air to flow into this part of the system.

Die Öffnung 33 am Boden des Gasbrenners 30 ist deshalb vorgesehen, um Explosionen bei der Gaszündung und damit Beschädigungen des Luftkompressors zu verhindern.The opening 33 at the bottom of the gas burner 30 is therefore provided to prevent explosions during gas ignition and thus damage to the air compressor.

"Vorzugsweise verwendet man als Zündgas Propan, es eignen sich aber auch andere gasförmige Brennstoffe, beispielsweise solche, die einen Brennwert von etwa 3130 kcal/m^ (350 BTU/ft*) haben."Propane is preferably used as the ignition gas, they are suitable but also other gaseous fuels, for example those that have a calorific value of about 3130 kcal / m ^ (350 BTU / ft *).

AnsprücheExpectations ιι 109851/1305109851/1305

Claims

Expectations

Oil burner with an oil atomizer, which directs atomized oil and combustion air down into a combustion chamber, which is open at its lower end and which is immersed in a liquid, for example in water, thereby marked that the combustion chamber in the lower Area has a step-like cross-sectional enlargement (17) and that the wall of the combustion chamber (14) is made of metal and the same in the upper and lower areas. Has thickness, the inside of the combustion chamber the Exposed to flames and the outside of the combustion chamber is in contact with the liquid.

2. Oil burner according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (14) has a circular cross-section and that the area of the combustion chamber located below the step-like cross-sectional expansion (17) is a Has length which is approximately equal to 1/2 to 1 1/2 times the diameter of the lower region of the combustion chamber (14).

3 · Oil burner according to claim 1 or 2, characterized in that that the combustion chamber (14) has an upper diverging part

(15), the diameter of which changes continuously extends downwards that at the lower end of the upper part (15) there is a central cylindrical part (16) adjoins, which extends down to the step-like cross-sectional enlargement (17) and one essentially Has a constant diameter equal to the diameter of the upper part (15) at its lower End is, and that is on the central cylindrical part

(16) adjoins a lower cylindrical part (18) which extends from the step-like cross-sectional expansion (17) extends down to the open end of the combustion chamber (14) and has a substantially constant Diameter.

10 9851/1305

4 ·. Oil burner according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the lower open end of the combustion chamber (14) is circular and that in front of this lower open end of the combustion chamber (14) a plate with a spacing is arranged *

5 · oil burner according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a pilot burner (JO) is provided is, which is located on one side of the combustion chamber (14) and connected to this by a channel (34) is.

6. Oil burner according to one of the preceding claims, characterized marked that the combustion chamber with a IfI amm ende tekt or (42) is provided, which points to the ultraviolet Radiation of the flames responds and the oil supply stops if the flame formation is too strong.

The patent attorney

I.I.

109851/1305