DE2713279C2 - Ölverdampfungsverbrenner - Google Patents

Description

verdampftem öl in einem Verdampferkessel steht in Beziehung zur ölverdampfungsfläche, zur öltemperatur, zur Temperatur und Feuchtigkeit der für die Verbrennung ins Innere des Kessels geführten Luft, zum Volumen an dem Kessel zugeführtem öl und dergl. Wenn der Brenner in Betrieb gesetzt wird, ist das Volumen an zugeführtem Öl im wesentlichen gleich dem Volumen an öl, das dem Verdampferkessel zum Zeitpunkt der stationären Verbrennung zugeführt wird. Die Ölverdampfungsfläche ist eben und ihre flächenmäßige Ausdehnung gleich der Ausdehnung der Bodenplatte des Kessels.

Für eine Zeit nach Zündung der Verbrennung ist die Temperatur im Verdampferkessel niedrig und das Volumen an verbranntem öl gering, so daß das der Bodenplatte des Verdanipferkessels zugeführte Öl eine niedrige Temperatur hat und das Volumen an verdampftem Öl wesentlich geringer ist als das Volumen zum Zeitpunkt der Verbrennung des Öls im stationären Zustand. Folglich ist das Volumen an zugeführtem öl größer als das Volumen an verdampftem öl mit der Folge, daß sich das überschüssige öl auf der Oberfläche der Bodenplatte unter Bildung eines Ölfilms auf dieser ansammelt Aufgrund der erhöhten Wärmekapazität des Ölfilmes erweist es sich schwierig, die Temperaturerhöhung des Öles zu beschleunigen. Folglich ist die zeitliche Zunahme an Volumen von verdampftem öl und die zeitliche Zunahme an verbranntem Öl gering. Vor Erreichen des stationären Verbrennungszustandes verstreicht daher eine lange Zeit, d. h. die Verbrennungsübergangszeit ist lang.

Einen ölbrenner mit kompakter Abmessung zu erhalten, ist deshalb unmöglich, weil die Fläche der Bodenplatte des Verdampferkessels die Ölverdampferfläche zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme des Brenners darstellt und diese Fläche nicht verkleinert werden kann. Wenn diese Fläche verkleinert werden würde, würde die Verbrennungsübergangszeit länger werden, und da die Öltemperatur nicht beliebig weit ansteigen kann, erfährt da.. Öl eine thermische Zersetzung und wird ieerartig. Somit würde das Öl nicht nur unvollständig verbrennen, sondern ist auch Zeit erforderlich, bevor es in zufriedenstellender Weise brennt, um eine stabile Heizwirkung zu erhalten.

Der Grund, weshalb enge Toleranzen hinsichtlich der Anordnung det Bodenplatte des Verdampferkessels erforderlich sind, ist folgender. Wenn die Bodenplatte gekippt würde, würde das darauf fließende öl sich im unteren Bereich der Bodenplatte ansammeln und nicht zu den höher gelegenen Bereichen gelangen. Dagegen erfolgt die Verteilung der Verbrennungsluft so, daß sie einer gleichmäßigen Ausbreitung des Öls Rechnung trägt. Wenn daher eine ungleichmäßige Verteilung des Öls vorliegt, ergibt sich in dem Bereich der Bodenplatte, auf dem sich das öl angesammelt hat, ein Mangel an Verbrennungsluft. Dies führt zu einer unausgeglichenen Verbrennung des Öls, so daß Ruß entsteht und die Luftumwälzung beeinträchtigt wird. Dies verstärkt weiter die Neigung zu unvollständiger Verbrennung.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen ölverdampfungsbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Zeit vom Beginn der Verbrennung bis zum Erreichen des stationären Verbrennungszustandes verkürzt ist.

Diese Aufgabe wird durch diü in Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den UnteransDrüchen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fi g. 1 eine schematische Ansicht der Anordnung der Teile in einem Kerosinraumheizgerät mit Zwangsum-

wälzung, in dem eine Ausführungsform des Ölverdampfungsbrenners angeordnet ist,

Fig.2 eine geschnittene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des ölverdampfungsbrenners. F i g. 1 zeigt ein Kerosinraumheizgerät mit Zwangsumlauf, in dem eine Ausführung der Erfindung eingebaut ist Das Heizgerät weist ein in drei Abschnitte aufgeteiltes Gehäuse auf. Ein Abschnitt oder der zentrale Abschnitt enthält eine Brennkammer 2, die in einem unteren Teil des zentralen Abschnittes angeordnet ist und einen Ölverdampfungsbrenner 1 nach der Erfindung aufnimmt Ein Wärmetauscher 3 ist mit der Brennkammer 2 verbunden, so daß die Verbrennungsgase durch den Wärmetauscher strömea Am oberen Teö des zentralen Gehäuseabschnittes ist ein Gebläse 4 angeordnet, das die Luft durch einen Raum, in dem das Heizgerät angebracht wird, in Umwälzbeweguni? bringt Die Luft im Raum wird durch einen nicht gezeigten Luftansaugrost am Gehäuse angesaugt, in der Brennkammer 2 und dem Wärmetauscher 3 erwärmt und als Warmluft durch einen nicht gezeigten Luftaustrittsrost abgegeben, um deii Raum zu erwärmen. Das Bezugszeichen 5 betrifft eine Zündeinrichtung, und das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf eine ölzuführleitung. Bei 7 ist ein ölregelventil gezeigt, das die Zufuhr an öl bswerkstelligen oder abstellen kann und eine Umschaltung zwischen den der Brennkammer zugeführten ölmengen vornimmt, wenn der Brenner bei hoher oder niedriger Feuerungsrate arbeiten soll. Das Bezugszeichen 8 betrifft eine ölsteuerung, das Bezugszeichen 9 einen ölbehälter, das Bezugszeichen 10 eine Gebläseanordnung für die Brenngase, bestehend aus einem Luftansauggebläse 10a und einem Abgasgebläse 106, das Bezugszeichen 11 einen Abgasschacht und das Bezugszeichen 12 einen Lufteinlasschacht

F i g. 2 zeigt in geschnittener perspektivischer Ansicht eine Aur^führung des erfindungsgemäßen ölverdampfungsbrenners. Wie dargestellt, weist der Brenner einen Verdampfertopf 21 auf, der im Horizontalschnitt im wesentlichen rechteckförmig ist, aus Metallblech besteht und eine Bodenplatte 22, Seitenwände 23, 23, eine Vorder- und Rückwand 24,25 sowie eine Tragfläche 26 enthält, die durch nach außen sich erstreckende obere Endbereiche der hinteren, vorderen und Seitenwände gebildet wird.

Die vordere und hintere Wand 24, 25 weisen je obere nach innen vorstehende Verengungsteile 27, 28 sowie untere nach innen vorstehende Verengungsteile 29, 30 auf, die in den betreffenden Lagen angeordnet sind und sich in Längsrichtung des Verdampferkessels 21 erstrekken.

Auf der oberen Oberfläche der Bodenplatte 22 ruht eine die Verdampfung des Brennstoffes fördernde Platte 31 aus porösem Metall in Form einer dünnen Schicht. Das zur Bildur g der Platte 31 verwendete poröse Metall ist so, daß eine dreidimensionale Maschenstruktur vorliegt, wobei die Poren miteinander in Verbindung stehen und eine solche Größe haben, 'laß durch Kapillarwirkung das öl durch die gesamte Platte 31 hindurchdringen kann. Das poröse Metall mit der dreidimensionalen Maschenstwiktur kann wie folgt hergestellt werden. Beispielsweise wird ein schäumbares Harz mit Metallpulver vermischt und dann das Harz aufschäumen gelassen. Die Mischung wird auf eine Tem-

peratur oberhalb der Harzzersetzungstemperatur erwärmt, so daß sich gleichzeitig das Harz zersetzt und das Metallpulver zusammensintert. Bei einem anderen Verfahren wird ein gasbildendes Material einer geschmolzenen Aluminiumlegierung hinzugefügt, um das Material zum Schäumen zu bringen. Bei einem weiteren Verfahren wird ein Beschichtungsmetall durch Elektroplattierung auf die Oberfläche eines Gerüstes aus organischem Schaum mit dreidimensionaler Maschenausbildung aufgegeben. Bei noch einem weiteren Verfahren wird eine Suspension von einem Metallpulver in einem Fluid auf die Oberfläche eines organischen Schaumskeletts aufgegeben und getrocknet. Dann wird die Temppratur des Metalls allmählich erhöht, bis dessen Siintertemperatur erreicht ist. so daß der Schaum karbonisiert und das Metallpulver zusammensintert, wobei der organische Schaum als Skelett dient. Es versteht sich jedoch, daß das Material für die Brennstoffverdampfung fördernde Platte 31 nicht auf derartige poröse Metalle beschränkt ist und daß andere poröse Materialien, die wärmebeständig sind und sich für das Hindurchdiffundieren von öl eignen, ebenfalls zur Herstellung der Platte 31 verwendet werden können. Solche poröse Materialien können Keramik und Edelstahlwolle sein.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der in Längsrichtung sich erstreckende vordere und hintere Randbereich der Platte 31 nach oben abgebogen, so daß nach oben weisende geneigte Abschnitte 32 vorliegen, von der rechten Seitenwand zur linken Seitenwand sich erstreckende Kanäle 33 sind unter den nach oben weisenden geneigten Abschnitten 32 ausgebildet. Von den beiden Öl-K2inälen 33 ist der Kanal nahe der Vorderwand 24 mit dem vorderen Ende der ölzuführleitung 6. und zwar an einer mittleren Stelle, verbunden. Die vorgenannten Teile bilden eine ölverteilende Einrichtung. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist eine sich von der rechten Seitenwand zur linken Seitenwand erstreckende Nui 35 im zentralen Bereich der Bodenplatte 22 ausgebildet, und ebenfalls ist eine Verbindungsnut 36 in der Bodenplatte 22 vorgesehen, um eine Verbindung /wischen dem vorderen Kanal 33 und der Nut 35 herzustellen und damit die Verteilung des Öls auf du. Platte 31 zu verbessern. Die Nuten 35 ur.J 36 bilden auch einen Teil der ölverteilungsvorrichtung.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Ölzufuhrleiturg 6 mit dem Ölbehälter 9 über das ölregelventil 7 und die Ölsteuereinrichtung 8 verbunden. Das Rohr 6 führt das öl zum Verdampfertopf 21 in einer Menge, die durch das ölregelventil 7 und die ölsteuereinrichtung 8 auf einen bestimmten Wert eingestellt wird. Die vorgenannten Teile bilden eine Ölzufuhreinrichtung.

Eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 37 für Prirnärluft ist in gleichem Abstand voneinander in den unteren schräg gerichteten Abschnitten der unteren Verengungsteile 29,30 an der Vorder- bzw. Hinterwand 24, 25 ausgebildet, um der Platte 3J Verbrennungsluft von der Außenseite der Vorder- und Rückwand 24, 25 des Topfes 21 zuzuführen. Eine vertikale Platte oder eine vertikale Wand 38, die im mittleren Bereich der Platte 31 angeordnet und in deren Längsrichtung ausgerichtet ist, besteht aus einer hitzefesten Stahlplatte. Die duxch die Einlaßöffnungen 37 in den Topf 21 eintretenden Luftströme werden schräg nach unten gerichtet und treffen auf die vertikale Wand 38, so daß die Luftströme durch die Wand 38 zerstreut werden. Die verteilten oder zerstreuten Luftströme prallen von der vertikalen Wand 38 ab und durchmachen eine Wirbelbewegung, wie sie durch die Pfeile A und B angedeutet ist, so daß die Primärluft in Berührung mit dem öl gelangt, das durch die die ölverdampfunjj; fördernde Platte 31 hindurchgedrungen ist. Die vertikale Wand 38 wird durch eine Vielzahl von Stützen 39 in ihrer Lage gehalten, die an der vorderen und hinteren Seite der Platte 38 ausgebildet sind, indem das Material der Wand 38 an ihrem unteren Bereich abgebogen wird. Die Stützen 39 ruhen auf der Platte 31 und besitzen vordere Endbereiche, die sich durch den vorderer und hinteren nach oben weisenden

ίο geneigten Abschnitt 32 der Platte 31 erstrecken, so daß die Wand 38 fest in ihrer Lage gehalten ist. Die vorgenannten Teile bilden eine Zuführeinrichtung für die Verbrennungsprimärluft.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung des Ölverdampfungsbrenners dient ein Abteil 48 unterhalb der unteren Verengungsteile 29 und 30 an der vorderen bzw. hinteren Wand 24, 25 als Mischabtei!, in dem sich die Primärluft für die Verbrennung mit dem verdampften öl vermischt. Ein Raum zwischen den oberen Vcrcngungsteilen 27, 28 und den unteren VerengungsU'ilen 29, 30 dient als Verbrennungsabteil 49 für eine niedrige Feuerungsrate und ein Raum oberhalb der Tragfläche 26 dient als Verbrennungsbereich 40 für eine hohe FeMerungsrate. Eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 41 für sekundäre Verbrennungsluft ist in den oberen schräg weisenden Bereichen der unteren Verengungsteile 29 und 30 an der vorderen bzw. hinteren Wand 24, 25 ausgebildet um. eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 42 für tertiäre Verbrennungsluft befindet sich in den oberen schräg weisenden Abschnitten der oberen Verengungsteile 27 und 28 der vorderen bzw. iiinteren Wand 24,25.

Die Arbeitsweise des in F i g. 2 gezeigten Ölverdampfungsbrenners, insbesondere die Arbeitsweise während des anfänglichen Verbrennungszustandes wird anhand der Brennerausführung nach Fig. 1,die in dem Kerosinraumheizgerät mit Zwangsumlauf eingebaut ist, näher beschrieben.

Um das in F i g. 1 gezeigte Raumheizgerät in Betrieb zu setzen, wird ein nicht gezeigter Hauptbetriebsschalter betätigt, um gleichzeitig das Ansauggebläse 10a für die Verbrennungsluft und das Ausstoßgebläse 10b in Betrieb zu setzen, das ölsregelventil 7 zu öffnen und der Zündeinrichtung 5 Strom zuzuführen. Die Verbrennungsgebläseanordnung 10 kann daher Luft von der

•»5 Außenseite des Zimmers durch den Lufteinlasschacht 12 in die Verbrennungskammer 2 führen und aus der Verbrennungskammer über den Auslaßschacht 11 zur Außenseite des Zimmers abgeben. Die Verbrennungsluft wird in den Verdampfertopf 21 durch die Lufteinlaßöffnungen 37, 41 und 42 in dessen vorderer und hinterer Wand 24, 25 eingeblasen. In der Zwischenzeit wird Öl vom Ölbehälter 9 zur Ölsteuereinrichtung 8 geführt, die so ausgebildet ist, daß die Flüssigkeitshöhe in der Einrichtung konstant bleibt, so daß von der Einrichtung

ein ölstrom mit einer konstanten Gefällehöhe abfließt Das Ö! gelangt in den Topf 21 über das Ölregelventil 7 und die Zuführleitung 6. Das in den Topf 21 geführte öl verteilt sich rasch mittels der Ölkanäle 33, 33 und der Nuten 35 und 36 in Längsrichtung desselben und dringt

durch die Platte 31, in der das Öl über deren gesamte Fläche durch Kapillarwirkung verteilt wird.

Des weiteren wird bei Zufuhr von Strom die Zündrichtung 5 erwärmt, so daß sie Strahlungswärme abgibt Diese Strahlungswärme erhitzt lokal einen Teil des

&5 nahe der Zuführleitung 6 befindlichen und verteilten Öles, so daß dieser Teil des Öles gezündet wird. Nach der Zündung des Öles entsteht eine Flamme, die sich mit der ölausbreitung weiterfortpflanzt Das ölvolumen

pro Einheitsoberfläche der erfindungsgemäßen Platte 31 aus porösem Material ist geringer als das Ölvolumen pro Einheitsoberfläche des Kesselbodens bei einem konventionellen (^verdampfungsbrenner, bei dem das öl auf den Kesselboden tropfenförmig geleitet wird. Daher weist der (^verdampfungsbrenner eine Flammgeschwindigkeit auf, die höher als die ölausbreitungsgeschwinci^skeit ist, so daß die Flammgeschwindigkeit nicht hinter der ölausbreitungsgeschwindigkeit nachhinkt. Daher wird das sich durch die Platte 31 ausbreitende öl durch die Wärme der Flamme zw_ungsmäßig verdampft. Dies verhindert die nachteilige lokale Ansammlung von öl und eine ölüberflutung von einem entsprechenden Teil der die Brennstoffverdampfung fördernden Platte 31.

Daher findet die Verbrennung statt, während die Platte 31 in einem Zustand verbleibt, bei dem ein geeignetes Ölvolumen durchdringen kann. Die Poren in der P'iaüe 31 können daher ihre Funktion als dreidimensionale Maschenstruktur erfüllen, ohne von öl verstopft zu werden. Ferner hat die Oberfläche der Platte 31, die die von der Flamme abgegebene Strahlungswärme aufnimmt, die Form einer komplexen dreidimensionalen Gestalt, da die Oberfläche von jeder Pore der dreidimensionalen Maschenstruktur als eine ölverdampfende Oberfläche und eine die Strahlungswärme aufnehmende Oberfläche wirkt. Die dreidimensionale Oberfläche der Platte 31 ist daher bedeutend flächenmäßig größer als die ebene Oberfläche der Bodenwand eines Topes von einem konventionellen ölverdampfungsbrenner, so daß die ölverdampfungsfläche erheblich vergrößert ist.

Bei dem Ölverdampfungsbrenner sind somit die die Strahlungswärme der Flamme aufnehmende Fläche und die Fläche zum Verdampfen des Öls erheblich vergrößert. Aufgrund dieses Umstandes nimmt das Volumen an verdampftem öl sofort zu. sobald die Verbrennung beginnt und dies wiederum erhöht sogleich das Volumen an verbranntem öl. Die Temperatur des Öls erhöht sich daher sofort, wodurch weiter das Volumen an verdampftem Öl zunimmt. Diese Phänomene wirken in Art einer Kettenreaktion mit dem Ergebnis, daß das gesamte Volumen an öl, das verdampft, unmittelbar nach Zündung der Verbrennung in bemerkenswerter Weise ansteigt. Da die Temperatur des Öls sofort auf einen hohen Wert kommt, entstehen keine teerartigen Substanzen aufgrund thermischer Zersetzung des Öls. Dies verhindert ein Verstopfen der Poren der Platte 31 mit solchen teerartigen Substanzen. Folglich kann die Verbrennungslaufzeit von der Zündung der Verbrennung bis zur Erzielung eines stationären Verbrennungszustandes erheblich verkürzt werden.

Das Vorsehen der nach oben weisenden geneigten Bereiche 32, 32 an der Platte 31 schafft nicht nur die ölkanäle, sondern hat auch die Wirkung, daß die die Strahlungswärme der Flamme aufnehmende Fläche und die Fläche zum Verdampfen des Öls zunehmen, wodurch weiter die Verbrennungsanlaufzeit verkürzt wird. Aufgrund der vorerwähnten Merkmale wurde die Verbrennungsanlaufzeit bei dem erfindungsgemäßen ölverdampfungsbrenner auf 3 bis 4 Minuten herabgesetzt, während diese Zeit bei konventionellen Ölbrennern der gleichen Bauart 8 Minuten betrug.

Wie zuvor erwähnt, diffundiert bei dem ölverdampfungsbrenner das öl durch die Platte 31 über Kapillarwirkung. Daher übt eine Neigung des Brenners gegenüber der Horizontalen keinen wesentlichen Einfluß aus, falls der Neigungswinkel 2 bis 3° beträgt

Es ist wesentlich, daß die in der Platte 31 ausgebildeten Poren nicht mit öl maximal ausgefüllt werden, um das Ziel, die Verbrennungsanlaufzeit zu verkürzen, zu erreichen. Wenn die Poren mit öl gefüllt sind, können die Porenoberflächen keinen Beitrag zur Vergrößerung der Plattenfläche leisten, die die Strahlungswärme der Flamme aufnimmt, und zu der Plattenfläche, die das öl verdampft. Daher würden diese Flächen im wesentlichen gleich den betreffenden Flächen von konventionellen ölverdampfungsbrennern werden.

Um das Ziel zu erreichen, ist es daher ganz besonders wichtig, ein geeignetes poröses Material zur Herstellung der Platte 31 zu wählen, so daß die öldiffusionsgeschwindigkeit erhöht und eine lokale ölansammlung vermieden werden kann. Wenn die Platte 31 in Form einer dünnen Schicht aus porösem Material vorliegt, ist die Verwendung einer dünnen Schicht mit einer kleinen spezifischen Oberfläche und eines kleinen Porendurch-

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fusion ansteigt und die Oberfläche der Poren erhöht wird. Wenn die spezifische Oberfläche jedoch zu klein ist, wird der Porendurchmesser zu gering, und solche Poren haben Jen Nachteil, daß sie durch kleine Mengen teerartiger Substanzen oder durch Staub ohne weiteres verstopft werden können. Versuchsergebnisse hinsichtlich der spezifischen Oberfläche und des Porendurchmessers zeigten, daß für eine Schicht aus porösem Metall folgende Werte optimal sind: Spezifische Oberfläche 3700 mVm², Porendurchmesser 0,6 bis 0,7 mm, Anzahl der Poren 35 bis 45/2,54 cm. Aufgrund der Tatsache, daß die maximle Dicke der Poren, die die Strahlungswärme der Flamme aufnehmen können, etwa 2,0 mm beträgt, und daß die minimale in der Praxis erzielbare Dicke der Platte 31 etwa 1,2 mm ist, liegt die Dicke einer verdampfungsfördernden Platte in Form von einer Schicht aus porösem Metall vorzugsweise im Bereich zwischen IJ? und 2.0 mm und höchst vorzugsweise bei etwa 2,0 mm.

Weiter ist es wesentlich, eine Herabsetzung der Flammgeschwindigkeit aufgrund einer lokalen Ansammlung von öl zu verhindern; diese ölansammlung ergibt sich aus einer verzögerten Zündung des Öls, wenn der Brennerbetrieb in Gang gesetzt wird. Bei einer verzögerten Zündung im Laufe der Inbetriebnahme des Brenners sammelt sich das öl vorübergehend lokal in einem Bereich der Platte 31 an, dem öl zugefühht wird. Dies hat zur Folge, daß die Poren an einen gewissen Bereich der Platte 31 mit öl verstopft werden. Wenn dieser Fall eintritt, wird das Volumen an öl pro Einheitsfläche jeder Pore groß, und damit erhöht sich die Wärmekapazität des Öls. Dies führt dazu, daß die Flammgeschwindigkeit geringer als die öldiffusionsgeschwindigkeit wird. Die lokale Ansammlung von Ol wird sich daher auf die gesamte Fläche der Platte 31 ausbreiten, so daß die Platte 31 quasi in Öl eingetaucht wird. Wenn dies der Fall ist, können die Porenoberflächen nicht mehr als die Flammstrahlungswärme aufnehmende Flächen und als ölverdampfungsflächen wirken, so daß die Verbrennungsanlaufzeit im wesentlichen gleich der Zeit bei konventionellen Ölverdampfungsbrennern wird. Das Vorsehen der nach oben weisenden geneigten Abschnitte 32 an der Platte 31 verhindert diese Erscheinung. Wenn die nach oben weisenden geneigten Abschnitte 32 vorgesehen werden kann durch diese Bereiche das Öl in geeigneter Weise durchdringen und werden die darin befindlichen Poren nicht mit öl verstopft, selbst wenn der horizontale Teil der Platte 31 in öl eingetaucht ist Bei der Zündung des Öls wird sich

daher die Flamme zunächst an den nach oben weisenden geneigten Abschnitte 32 von dem ölzündungsbereich der Platte 31 ausbreiten, und dann findet eine Ausbreitung der Flamme in Längsrichtung des Topfes 21 statt. Die Abschnitte 32 wirken daher vermittelnd zwischen dem ölzüiidungsbereich der Platte 31 und deren horizontalen Teil hinsichtlich der Flammausbreitung, was zur Folge cat, daß die Flammausbreitung auf die gesamte Fläche der Platte 31 gebracht werden kann, da sich die Flamme von den geneigten Abschnitten 32 zu dem horizontalen Bereich der Platte 31 ausbreiten wird. Es versteht sich, daß das Vorsehen der in Längsrichtung sich erstreckenden, nach oben weisenden geneigten Abschnitte 32 verhindert, daß sich eine Ölansammlung auf einer kleinen Fläche der Platte 31 über deren gesamte Fläche ausbreiten kann.

Wenn möglich, ist es drittens erwünscht, das Volumen des dem Topf 21 während der Verbrennungsanlaufzeit zugeführten öis auf einen "wert unterhalb des Volumens des dem Topf während des stationären Verbrennungszustandes zugeführten öl zu verringern. Hierdurch wird die Möglichkeit einer Ölansammlung auf einem gewissen Teil der Platte 31 und ferner die Möglichkeit einer Ausbreitung einer lokalen ölansammlung auf die gesamte Fläche der Platte 31 vermieden. Wenn das ölregelventil 7 eine Umschaltung der öldurchflußmenge zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert erlaubt, sollte bei Beginn der Verbrennung die Zufuhr an Öl zum Topf 21 mit niedriger Durchflußmenge erfolgen.

Nachfolgend wird der Vorgang der Verbrennung vom Anfangszustand bis zum Gleichgewichtszustand nach Verstreichen einer bestimmten Zeit im Anschluß an die vorgenannte Zündung der Verbrennung beschrieben. Wenn die Verbrennung durch Zufuhr von öl mit niedriger Durchflußrate fortgesetzt wird, arbeitet der Brenner auf niedriger Feuerrate, wenn der stationäre oder Gleichgewichtszustand der Verbrennung erreicht ist. In diesem Fall findet die Verbrennung in dem Abteil 49 für die niedrige Feuerungsrate statt, wobei eine unausgeglichene Verbrennung durch das Vorsehen der unteren Verengungsteile 29 und 30 an der Vorder- bzw. Rückwand 24, 25 verhindert wird. Die unteren Verengungsteile 25 und 30 werden nicht rotglühend, da sie durch die längs ihrer äußeren Oberflächen strömenden Verbrennungsluft gekühlt werden. Die unteren einschränkenden Teile 29 und 30 werden daher nicht in nachteiliger Weise rotglühend, oxidieren nicht und zeigen keine herabgesetzte Lebensdauer, wie dies bei dem Steuerring an konventionellen ölverdampfungsbrennern der Fall ist.

Das Umschalten von der Verbrennung mit niedriger Feuerungsrate auf die Verbrennung mit hoher Feuerungsrate kann erfolgen, indem die öldurchflußmenge vom niedrigen Wert auf den höheren Wert mittels des Ölregelventils 7 gebracht wird. Arbeitet der Brenner mit niedriger Feuerungsrate, ist die Ölverdampfungsfläche der Platte 31 wesentlich größer als die Ölverdampfungsfläche, die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung mit niedriger Feuerungsrate notwendig ist Die Platte 31 weist Oberflächenbereiche mit einer beträchtlichen Ausdehnung auf, die nicht von öl durchdrungen werden.

Wenn jedoch die Durchflußmenge an öl erhöht wird, ist es möglich, das Gebiet der Platte 31 zu erhöhen, durch das öl hindurchdringt, wodurch das Volumen an verdampftem öl ebenfalls zunimmt. Da das Volumen an dem Abteil 49 für die Verbrennung mit niedriger Feuerungsrate zugeführter Luft nicht ausreicht, um das verdampfte öl zu verbrennen, verbleibt es unverbrannt in dem Abteil 49, so daß das verdampfte öl nach oben strömt und mit der durch die Einlaßöffnungen 42 für die

ίο tertiäre Verbrennungsluft zugeführten Luft vermischt wird. Die Mischung aus verdampftem Öl und Luft brennt in dem oberen Verbrennungsbereich 40 oberhalb der Tragfläche 26.

Die Funktion der vertikalen Wand 38 wird nachfolgend beschrieben. Die Primärluft für die Verbrennung, die durch die Einlaßöffnungen 37 eingeführt wird, wi:d nicht direkt auf die Platte 31 geblasen, sondern, auf die zentralen Bereiche oder auf Bereiche etwas oberhalb davon an den gegenüberliegenden Seiten der vertikalen Wand 38, die längs der Mittellinie der Platte 31 und in Längsrichtung des Topfes 21 liegt. Nach der Zerstreuung durch die vertikale Wand 38 erfahren die Primärluftströme eine Dreh- oder Wirbelbewegung gemäß Pfeilen A und B und gelangen in Berührung mit dem verdampften öl, so daß eine lokale Verbrennung vermieden wird. Wenn der ölbehälter 9 leer wird und die Flüssigkeitshöhe in der ölsteuereinrichtung 8 abfällt, wird das Volumen an der Platte 31 zugeführtem Öl sehr gering und das Volumen an öl in jeder dreidimensiona-

len Pore der Platte 31 erheblich verkleinert. Wenn die Primärluft direkt auf die Platte 31 durch die Einlaßöffnungen 37 geblasen wird, wird die Verteilung des Luftvolumens auf die Platte, die ein sehr geringes Volumen an durchdringendem öl enthält, unausgeglichen, und folglich tritt lokal eine unvollständige Verbrennung an Bereichen der Platte 31 auf, an denen eine große Luftmenge %'crhanden ist. Um dieses Problem einer unvollständigen Verbrennung zu vermeiden, wird die eingeführte Luft durch die vertikale Wand 38 zur Verteilung gebracht und damit eine ungleichmäßige Verteilung der Luft auf der Platte 31 verhindert, so daß as Auftreten einer unvollständigen Verbrennung ebenfalls vermieden ist
Wenn der Brenner im stationären Verbrennungszustand arbeitet, erzeugt die Flamme eine große Wärmemenge und nimmt das Volumen an verdampftem öl pro Einheitsverdampfungsfläche der Platte 31 zu. Dies hat zur Folge, daß für ein großes Volumen an zu verdampfendem Öl eine ausreichend große Fläche vorliegt. AIlgemein gilt daher, daß die notwendige Verdampfungsfläche für einen (^verdampfungsbrenner im wesentlichen von der Verbrennungsübergangszeit abhängt.

Es ist möglich, die Verbrennungsübergangszeit wie erwähnt zu verringern. Dies ermöglicht eine erhebliche Verkleinerung der Fläche der Bodenwand des Verdampfertopfes 21 und damit eine Herabsetzung der Abmessung des Brenners in einem Heizgerät Die Erfindung liefert daher einen Beitrag, die Gesamtabmessung von einem Kerosinraumheizgerät mit Zwangsumwälzung für Haushaltszwecke zu verringern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. ölverdampfungsbrenner mit einem Verdampfertopf, einer die Brennstoffverdampfung fördernde Platte aus einer dünnen Schicht aus porösem Material, die die gesamte Bodenfläche des Verdampfertopfes bedeckt, einen nach oben gewölbten Abschnitt sowie eine dreidimensionale Maschenstruktur aufweist, in der die Poren eine geeignete Größe haben, um ein Durchdringen des gesamten Körpers der Brennstoffverdampfung fördernden Platte mit öl mittels Kapillarwirkung zu bewirken;

eine (!!zuführeinrichtung mit einer oberhalb des Bodens des Verdampfertopfs angeordneten ölzuführleitungsöffnung, wobei die die Brennstoffverdampfung fördernde Platte zur Zuführung von frei geregelten Ölmengen über der Öffnung angeordnet ist, und nut

einer Zuführeinrichtung zur Zuführung von Primärluft für die Verbrennung zu der Brennstoffverdampfung fördernden Platte durch mehrere in der vorderen und hinteren Wand des Verdampfertopfs nebeneinander angeordnete Primärlufteinlaßöffnungen, wobei die Oberflächen der Poien der Brennstoffverdampfung fördernden Platte als ölverdampfungsflächen und die Strahlungswärme der Flamme aufnehmende Flächen wirken, dadurch gekennzeichnet,

daß die Brdinstoffverdampfung fördernde Platte (31) mindestens einen gesanv ;n, angehobenen Umfangsabschnitt zur Schiffung eines nach oben geneigten Abschnitts (32) aufweiv und
daß sich die ölzuführleitung (6) unter dem nach oben geneigten Abschnitt (32) zum freien Durchfluß in mindestens einen Ölkanal (33) öffnet

2. Ölverdampfungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Verdampfertopf (21) aus Blech hergestellt ist und einen horizontalen, rechteckigen Querschnitt aufweist,

daß der 'umfangsabschnitt der Brennstoffverdampfung fördernden Platte (31) mit dem nach oben geneigten Abschnitt (32) sich längs des Verdampfertopfes (21) erstreckt, und

daß die vorderen und hinteren gegenüberliegenden Wände (24, 25) des Verdampfertopfes mit oberen und unteren nach innen vorstehenden Verengungsteilen (27, 28; 29, 30) ausgebildet sind, die bezüglich der Hauptachse des Verdampfertopfes (21) symmetrisch angeordnet sind, wobei die Primärluftöffnungen (41) der Primärluftzuführeinrichtung in unteren schräg verlaufenden Abschnitten der unteren Verengungsteile (29, 30) und die Sekundäreintrittsöffnungen (41) in oberen schrägverlaufenden Abschnitten der unteren Verengungsteile (29, 30) zur Zuführung von Sekundärluft zu einem über den unteren nach innen gerichteten Teilen (29, 30) angeordneten inneren Teil des Verdampfertepfes angeordnet sind.

3. ölverdampfungsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Brennstoffverdampfung fördernden Platte (31) eine vertikale Wand (38) angeordnet ist, die sich längs ihrer Mittellinie erstreckt, so daß sie durch die Primärlufteinlaßöffnungen (41) eingeleitete Primärluft auf die vertikale Wand (38) auftrifft.

Die Erfindung betrifft einen Ölverdampfungsbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gemäß DE-GM 73 39 572.

Bei ölverdampfungsbrennern wird das längs der Bodenplatte eines Verdampfertopfes strömende öl durch die Strahlungswärme einer Flamme in einem oberen Bereich des Topfes erhitzt, um es zu ,verdampfen. Zum Zeitpunkt des Beginns der Verbrennung wird eine Zündeinrichtung eingeschaltet, um das auf der Topfbodenplatte strömende öl zu zünden. Durch die Verbrennung des gezündeten Öls entsteht Wärme, die das öl in

anderen Zonen der Bodenplatte zum Verdampfen bringt Das Volumen an verdampftem öl nimmt allmählich zu, wobei mit zunehmendem Volumen an verdampftem Öl die Verbrennungsstelle sich nach oben bewegt Wenn die Verbrennung bis zu einem Verbrennungsab-

teil in einem oberen Bereich des Verdampfertopfes gelangt ist und das Volumen an verdampftem öl einen ausgeglichenen Zustand annimmt, ist der stationäre Verbrennungszustand erreicht Danach geben die Brenner eine bestimmte Wärmeleistung ab.

Mit Ölverdampfungsbrennern bekannter Bauart (z. B. US-PS26 38 160) sind gewisse Nachteile verbundea Zum einen ist die Zeit von der Zündung bis zum Erreichen des stationären Verbrennungszustandes lang, d. h., es liegt eine lange Verbrennungsübergangszeit bzw. Anheizzeit vor, se daß hinsichtlich der Vornahme einer Heizfunktion mit voller Kapazität eine starke Verzögerung gegeben ist Des weiteren ist es unmöglich, einen kompakten Brenner zu erhalten. Drittens ist die Einhaltung enger Toleranzen erforderlich, um die Bodenplatte des Verdampfertopfes auf einer horizontalen Ebene anzuordnen. Wenn der Verdampfertopf so angeordnet ist, daß seine Bodenplatte auch nur geringfügig zur Horizontalen geneigt liegt, findet eine Verbrennung des Öls nur am unteren Bert>ch der Bodenplatte

und nicht an einem höheren Bereich desselben statt Es entsteht somit eine unausgeglichene Verbrennung im Verdampfertopf mit der Folge, daß lokal eine unzureichende Luftzufuhr und eine übermäßige Luftzufuhr vorliegt, was zu einer unvollständigen Verbrennung des

Öls führt

Aus dem DE-GM 73 39 572 ist eine Brennerkonstruktion bekannt, bei der ein poröses Material, z. B. Asbest, mit dem Brennerboden, der einen kreisförmigen Querschnitt und einen mittleren konvexen Abschnitt

aufweist, in enger Berührung steht, wobei der Boden einen ringförmigen Umfangsabschnitt hat, dem Öl oberhalb des porösen Materials von einer Ölzuführleitung zugeführt wird.

Bei dieser Konstruktion befindet sich das poröse Material mit dem Boden des Brenners in enger Berührung. D. h., daß das durch die Ölleitung oberhalb des porösen Materials zugeführte öl sich nicht schnell verteilen kann und sich an der öffnung der Ölzuführleitung ansammelt. Somit ist es schwierig, eine Verteilung der Flamme und eine Temperaturerhöhung des in dem porösen Material angesammelten Öls zu erreichen, wodurch die Anheizphase des Brenners verzögert wird.

Die Ursachen, weswegen die bekannten ölbrenner die vorgenannten Nachteile haben, werden nachfolgend im Detail erläutert. Was die lange Verbrennungsübergangszeit betrifft, so hängt diese bekanntlich in weitem Umfang von der zeitlichen Zunahme des Volumens an verdampftem Öl nach der Zündung ab. Das Volumen an