DE2912000C2

DE2912000C2 - Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl vor der Düse eines Brenners

Info

Publication number: DE2912000C2
Application number: DE19792912000
Authority: DE
Inventors: Werner Eder; Gisbert 7735 Dauchingen Fischer
Original assignee: Meku Metall- und Kunststoffverarbeitungs-Gmbh & Co Kg 7735 Dauchingen De
Current assignee: Meku Metall- und Kunststoffverarbeitungs-Gmbh & Co Kg 7735 Dauchingen De
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1982-03-11
Also published as: JPS55131610A; JPS6021290B2; DE2912000A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl vor der Düse eines Brenners gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aufgrund der älteren nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung gem. DE-OS 28 21207 gilt eine Vorrichtung dieser Gattung als Stand der Technik. Bei dieser Vorrichtung ist ein Kaltleiterelement in den Querschnitt des Düsenstockes unmittelbar vor der Düse eingesetzt Dieses Kaltleiterelement ist entweder als poröser Körper aus keramischem Material ausgebildet oder es ist von einer Vielzahl von achsparallelen Durchgangskanälen durchsetzt Das Heizöl tritt durch die Poren des keramischen Körpers oder durch die achsparallelen Dnrchgangskanäle zu der Düse durch. Das Kaltleiterelement vergrößert den Einbauquerschnitt des Düsenstocks nicht und steht in innigem Wärmekontakt mit dem durchtretenden Heizöl, so daß sich ein guter Wirkungsgrad der Vorerwärmung ergibt. Die unmittelbare Berührung des Heizöls mit dem Kaltleitermaterial kann jedoch zu einer sehr schnellen Oberflächenzersetzung des Kaltleitermaterials führen

j5 und die Vorrichtung nach kurzer Betriebsdauer unbrauchbar machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß bei hohem Wirkungsgrad und geringen Einbauabmessungen ein zuverlässiger Betrieb und eine hohe Lebensdauer gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan-

4·) Spruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sitzt das plattenförmig ausgebildete Kaltleiterelement im Querschnitt des Düsenstocks und die Zuführungsleitung für

5n das Heizöl ist als flacher Kanal ausgebildet, der flächig an der gesamten Flachseite des Kaltleiterelements anliegt. Unter »anliegen« wird dabei eine enge Berührung mit gutem Wärmekontakt verstanden. Dies kann eine direkte Berührung sein, ggf. können aber auch

-,-, eine Leiterschicht sowie eine dünne elektrisch isolierende Schicht mit geringem Wärmewiderstand zwischengeschaltet sein. Das die flachen Kanäle durchströmende Heizöl kommt nicht mit der Oberfläche des Kaltleitermaterials in Berührung, so daß eine Zersetzung des

wi Kaltleitermaterials oder auch nur eine Verschlechterung seiner elektrischen Eigenschaften selbst bei langer Betriebsdauer nicht eintritt. Obwohl das Heizöl die Kaltleiteroberfläche nicht unmittelbar berührt, hat der großflächige Wärmekontakt zwischen Kaltleitcrele-

i,"i ment und Heizöl einen hohen Wirkungsrad der Vorerwärr.uing zur Folge. Da sich zwischen Kalileiterelement und Heizöl keine Teile mit einer nennenswer ten Wärmekapazität befinden, wirkt die Selbstregelung

des Kaltleiterelements praktisch verzögerungsfrei. Das Heizöl wird daher stets auf der optimalen Vorwärmtemperatur gehalten und ein Überhitzen ist zuverlässig ausgeschlossen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ebenso wie die zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung vollständig in den Querschnitt des Düsenstocks des Brenners integriert werden, wobei nur die elektrischen Anschlußleitungen des Kaltleiterelements aus dem Düsenstock herausgeführt werden müssen. Die Vorrichtung macht daher keine Änderung des Brenneraufbaus notwendig und kann problemlos in bereits bestehende Brennerkonstruktionen eingesetzt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung der Fig. 1 von links,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß A-A in F i g. 1,

F i g. 4 einen Axialschnitt einer zweiten A usführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine Stirnansicht der Vorrichtung der F i g. 4 von links,

F i g. 6 einen Schnitt gemäß B-B \n F i g. 4,

Fig. 7 einen Axialschnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 8 eine Stirnansicht der Vorrichtung der F i g. 7 von links,

F i g. 9 einen Schnitt gemäß C-Cin F i g. 7,

Fig. 10 einen Axialschnitt einer vierten Ausführung^- form der Erfindung,

F i g. 11 eine Stirnansicht der Vorrichtung der Fig. 10 von links und

Fig. 12 einen Schnitt gemäß D-D in Fig. 10.

In den Fig. 1—3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl weist zwei metallische Anschlußstücke 10 und 12 auf, deren Querschnitt dem Querschnitt des Düsenstokkes des Brenners angepaßt ist. Das Anschlußstück 10 weist eine koaxiale Aufnahme mit Innengewinde auf, in welche die Düsenstange eingeschraubt werden kann. Das Anschlußstück 12 weist eine Aufnahme mit Innengewinde auf, in welche die Düse des Düsenstocks eingeschraubt werden kann. Durchgehende axiale Bohrungen der Anschlußstücke 10 und 12 dienen zur Zuführung des Heizöls zur Düse.

Zwischen die Anschlußstücke 10 und 12 sind zwei plattenförmige KaltWterelemente 14 eingesetzt. Die Kaltleiterelemente 14 sind mit ihrer Längsmittelachse koaxial zu den Anschli'ßstücken 10 und 12 und damit zum Düsenstock und axial aneinander anschließend angeordnet. An beiden Flachseiten der Kaltleiterelemente 14 liegen Flachkantrohre 16, vorzugsweise aus Messing, an. Die Flachkantrohre 16 verbinden die koaxialen Bohrungen der Anschlußstücke 10 und 12 und dienen zur Zuführung des Heizöles. Die Breite der Flachkantrohre 16 entspricht der Breite der Kaltleiterelemente 14, so daß sie an deren gesamter Flachseite großflächig anliegen.

Unmittelbar auf den einander gegenüberliegenden flachseiten der Kaltleiterelemente 14 sind Leiterschichten 18 aufgebracht, die als Stromzuführung dienen und über Anschlußleitungen mit einer Stromquelle in Verbindung stehen. Zwischen den Leiterschichten i8 und den Flachkantrohren 16 ist eine dünne elektrisch isolierende Schicht 20 angeordnet. Diese isolierende Schicht besteht vorzugsweise aus thermisch aufgespritztem Aluminiumoxid und bietet einen geringen Wärmewiderstand.
Die gesamte Anordnung bestehend aus Kaltleiterele-

-, menten 14, deren elektrische Anschlußleitungen und den Flachkantrohren 16 ist in einem isolierenden Kunststoff 22 eingegossen und wird durch dieser koaxial zwischen den Anschlußstücken 10 und 12 gehalten. Eine über die Anschlußstücke 10 und 12

in geschobene metallische Hülse 24 umschließt den Kunststoff nach außen.

Beim Betrieb fließt ein über die Leiterschichten 18 zugeführter Strom durch die Kaltleiterelemente 14 und erwärmt diese. Das durch die Flachkantrohre 16 der

ι) Düse zngeführte öl wird durch die Kaltleiterelemente 14 erwärmt, wobei die bei steigender Temperatur strombegrenzende Wirkung der Kaltleiterelemente 14 zur Folge hat, daß das öl selbstregelnd auf eine vorbestimmte optimale Temperatur vorgewärmt wird.

2(i In det Ausführungsform der Fig. 1—3 können auch Hie Flachkantrohre 16 selbst als ->^:.romzuführungen für die Kaltleitereiemente 14 verwendet werden. Die Flachkantrohre 16 müssen dazu nur elektrisch leitend mit den Flachseiten der Kaltleiterelemente 14 verlötet

2Ί werden. Die Stromanschlußleitungen können dann an den ülachkantrohren 16 angelötet werden.

Es ist bei dieser Ausführungsform selbstverständlich notwendig, daß die Flachkantrohre 16 nicht in elektrisch leitende Berührung mit den metallischen Anschlußstükken 10 und 12 oder der in diese eingesetzten Düsenstange bzw. Düse kommen. Dazu sind die Flachkantrohre 16 an ihren beiden Enden ebenfalls von dem isolierenden Kunststoff 22 abgedeckt und stehen nur über Bohrungen in diesem Kunststoff 22 mit den

S3 Bohrungen der Anschlußstücke 10 und 12 in Verbindung.

Soweit die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1—3 übereinstimmen, sind entsprechende Teile mit gleichen

-in Bezugszeichen versehen und auf deren vorstehende Beschreibung wird verwiesen.

Bei dem in den F i g. 4—6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die koaxialen Bohrungen der Anschlußstücke 10 und 12 nicht durchgehend, sondern sind an

■>> ihren einander zugewandten Stirnflächen geschlossen. Die Flachkantrohre 16 sind in entsprechende durchgehende Ausnehmungen dieser geschlossenen Stirnflächen der Anschlußstücke 10 und 12 eingesetzt und bei 26 mit diesen verlötet.

Vi Da in dieser Ausführungsform die Flachkantrohre 16 in elektrisch leitender Verbindung mit den Anschlußstücken 10 und 12 stehen, ist eine Stromzuführung zu den Kaltleiterelemer.ien 14 über die Flachkantrohre 16 ni.hi möglich. Die Stromzuführung muß vielmehr stets

■>> über Leiterschichten 18 erfolgen, die durch isolierende Schichten 20 von den Flachkantrohren 16 getrennt sind.

Bei der Ausführungsform der Fig.4 —6 werden die

Anschlußstücke 10 und 12 bei der Herstellung durch die eingesetzten Flachkantrohre 16 miteinander verbunden

wi und gehalten, so daß das Eingießen des Kunststoffs 22 vereinfacht wird. Die aufgeschobene Hülse 24 kann in dieser Ausführungsform wegfallen.

Bei der in den Fig. 7 —9 dargestellten drinen Ausführungsform werden keine Flachkantrohre 16

hi verwendet. An Heiden Flachseiten des Kaltleiterelements 14 sind flache Kanäle 28 im Kunststoff 22 ausgespart. Die Breite dieser Kanäle 28 entspricht der Breite des Kaltleiterelements 14. Die Kanäle 28 werden

beim Fiingießen des Kunststoffs 22 ausgeformt. Anstelle flacher Kanäle 28 können auch dicht nebeneinander liegende Bohrungen im Kunststoff vorgesehen sein, die die gesamten Flachseiten des Kaltleiterelements über decken.

Die Stromzuführung zu dem Kaltleiterelemeni 14 erfolgt über Leiierschichten 18, die durch eine isolierende Schicht 20 gegen das unmittelbar vorbeistro mende öl geschützt sind.

Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine ■■ aufgeschobene Hülse 24 vorgesehen, die im wesentlichen zur Fixierung der Anschlußstückc IO und 12 heim Kunststoff gieß Vorgang dient.

In Fig. 7 ist nur ein Kaltleiterelement 14 dargestellt. Ks können selbstverständlich ebenso wie bei ilen vorhergehenden Ausführungsbeispielen zwei oder mehr Kaltleitcrelemente 14 axial aneinander anschließend angeordnet sein. Die Zahl der Kaltleiterelemente 14 riciuei sicm im wcwi'iiJiiMcü nach der fcim'Mij-icn Heizleistung, d.h. im wesentlichen nach dem Öldurch satz.

In dem in den F^:ig. 10—12 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel ist ein einziges Flachkantrohr 16 vorgesehen, das mit seiner l.ängsmittelachse koaxial /u den Anschlußstücken 10 und 12 angeordnet ist. Wie beim Ausführungsbeispiel der F^:ig. 4 —6 ist das Flachkantrohr 16 in entsprechende Aussparungen der geschlossenen Stirnflächen der Anschlußstückc 10 und 12 eingelötet.

An den einander gegenüberliegenden Wandungen ■ des Flachkantrohres 16 liegen jeweils zwei axial aneinander anschließende Kaltlciterelcnente 14 an. Die Beheizung des durch das Flachkantrohr 16 strömenden Öles erfolgt somit durch insgesamt vier Kaltleiterelemente 14. :

Die an den beiden Seiten des Flachkantrohres 16 angeordneten Kaltleiterelemente 14 sind vorzugsweise in Serie hintereinander geschaltet. Dies kann durch eine in den Kunststoff 22 eingebettete elektrische Leitung geschehen, die die dem Flachkantrohr 16 zugewandten l.citerschichten der Kallleiterelemente 14 verbindet

Ks bestünde auch die Möglichkeit, die Kaltleitcrelctuen ic 14 unmittelbar elektrisch leitend mit dem F lachkantrohr 16 zu verbinden, so daß dieses die leitende Verbindung für die Hintereinanderschaltung der Kaltleiterelemente 14 bildet. In diesem Falle dürfte selbstverständlich das Flachkantrohr 16 nicht in die Anschlußstücke 10 und 12 eingelötet sein, sondern müßte durch den Kunststoff 22 gegen diese elektrisch isoliert sein, wie dies anhand des Ausfiihrungsbeispieles tier Fig. 1—3 erläutert wurde.

Die Ausführungsform der F-'ig. 10—12 eignet sich besonders für die Anwendungsfälle, wo eine hohe Heizleistung erforderlich ist. ohne daß die axiale Daulängc der Vorrichtung vergrößert werden darf.

Weitere Abwandlungen der Aiisführungsform der ϊ' i z. 10 12 lind ohne ^v.v*j!tcrc: ersk'hUi'-h l·*· lionrwn beispielsweise an den äußeren Flachseiten der Kaltleiter elemente 14 jeweils weitere Flachkantrohre 16 an geordnet sein, um den öldurchtnttsquerschnitt zu vergrößern.

Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß es sich um eine Vorrichtung handelt, deren Querschnitt und damit Außenumfang dem Querschnitt und Außenumfang des Düsenstockes entspricht, so daß diese Vorrichi „ng axial in den Düsenstock eingesetzt werden kann, ohne die Geometrie und die Abmessungen des Düsenstockes und des Brenners zu ändern. Weiter ist allen Ausführungsformen gemeir^am, daß das öl mit einer großer Wärmeaustauschfläche unmittelbar an den Kaltleiterelementen vorbeigeführt wird, so daß ein optimaler Wirkungsgrad und eine geringe Trägheit beim Vorwärmen des Heizöles erhalten wird.

Schließlich sind alle Ausführungsformen aus einigen wenigen einfachen Teilen in fertigungs- und montagetechnisch einfacher Weise herstellbar.

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl vor der Düse eines Brenners mit einem stromdurchflossenen Kaltleiterelement, das in den Querschnitt des Düsenstocks des Brenners eingesetzt ist und in wärmeleitendem Kontakt mit wenigstens einem das Heizöl zur Düse führenden Kanal steht, dadurch gekennzeichnet,

— daß der wenigstens eine Kanal (16, 28) im Querschnitt flach ausgebildet ist,

— daß das Kaltleiterelement als wenigstens ein plattenförmiges Kaltleiterelement (14) ausgebildet ist und

— daß jedes Kaltleiterelement (14) mit wenigstens einer seiner Flachseiten an einer Wandung eines der flachen Kanäle (16,28) anliegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Kaltleiterelemente (14) und flache Kanäle (16, 28) in einen isolierenden Kunststoff (22) eingebettet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kaltleiterelement (14) vorgesehen ist, an dessen beiden Flachseiten jeweils ein flacher Kanal (16,28) anliegt

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß ein flacher Kanal (16) vorgesehen ist, an dessen beiden Wandungen jeweils ein Kaltleiterelement (14) anliegt, wobei die Kaltleiterelemente (14) vorzugsweise in Reihe geschaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß an dei: beider, äußeren Flachseiten der Kaltleiterelemente (1-1) jeweils ein weiterer flacher Kanal anliegt

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Kanäle (16) durch metallische Flachkaritrohre gebildet sind, die elektrisch leitend mit den jeweiligen Kaltleiterelementen (14) in Verbindung stehen und deren Stromzuführungen bilden und durch den Kunststoff (22) gegen den metallischen Düsenstock elektrisch isoliert sind oder die von den jeweiligen Kaltleiterelementen (14) durch als deren Stromzuführungen aufgebrachte Leiterschichten (18) und eine elektrisch isolierende Schicht (20) mit geringem Wärmewiderstand getrennt und mit dem metallischen Düsenstock verbunden, inbesondere verlötet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Kaltleiterelemente (14) vollständig in den Kunststoff (22) eingebettet sind und die jeweiligen flachen Kanäle (28) in dem Kunststoff ausgesparte oder in diesen gebohrte gegen die Kaltleiterelemente (14) offene Kanäle sind, die durch eine elektrisch isolierende Schicht (20) mit geringem Wärmewiderstand als Wandung von den die Stromzuführungen bildenden Leiterschichten (18) der Kaltleiterelemen-Ie (14) getrennt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schicht (20) aus thermisch aufgespritztem Aluminiumoxid besteht.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kaltleiterelement (14) durch zwei oder mehr ar.ial aneinander anschließende Kaltleiterelemente gebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sie zwei metallische Anschlußstücke (10, 12) aufweist die vorzugsweise mittels eines Gewindes für ein axiales Einsetzen in den Düsenstock ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Ansprach 2 und 10, dadurch gekennzeichnet daß der isolierende Kunststoff (22) zwischen die durch eine aufgeschobene metallische Hülse (24) zusammengehaltenen Ansc'ilußstücke (10,12) eingegossen ist