DE4225749A1 - Verdampfungsbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfungsbrenner, der bevor­ zugt für eine Heizeinheit wie etwa eine Heizeinrichtung eines Fahrzeugs, eines Schiffs, eine tragbare Vielzweck-Heizein­ richtung oder dergleichen verwendbar ist.

Im allgemeinen ist ein Fahrzeg oder ein Schiff mit einem bzw. mehreren Verdampfungsbrennern für Heizzwecke ausgerü­ stet, wie es z. B. in der nicht geprüften JP-Patentveröffent­ lichung JP-A-59-60 109 beschrieben ist. Gemäß dieser Druck­ schrift weist der konventionelle Verdampfungsbrenner einen zylindrischen Körper auf, in dem ein Brennerraum gebildet ist, so daß ein Brennstoffabsorptionsteil direkt im Brenner­ raum angeordnet ist oder ihm gegenüberliegt, um durch Ver­ dampfen von Brennstoff aus dem Brennstoffabsorptionsteil Brennstoffdampf zu erzeugen.

Andererseits ist in einer Wandfläche des zylindrischen Kör­ pers eine Lufteintrittsöffnung gebildet, durch die Verbren­ nungsluft einströmt, so daß die in den Brennerraum eingelei­ tete Verbrennungsluft und der vom Brennstoffabsorptionsteil erzeugte Brennstoffdampf miteinander im Brennerraum vermischt werden, um ein Gasgemisch aus Brennstoffdampf und Verbren­ nungsluft zu erzeugen. Das resultierende Gasgemisch wird durch Aktivierung einer Zündkerze gezündet.

Da der konventionelle Verdampfungsbrenner so aufgebaut ist, daß der Brennstoffdampf und die Verbrennungsluft in den Bren­ nerraum von gesonderten Positionen aus eingeleitet werden, ergeben sich einige Nachteile: Es ist schwierig, die Verbren­ nungsluft mit dem Brennstoffdampf vollständig zu vermischen, und außerdem ist es schwierig, die Position richtig festzule­ gen, an der die Einströmöffnung in der Wandfläche des zylin­ drischen Körpers gebildet werden soll; daher kann keine zu­ friedenstellende Verbrennung erzielt werden.

Da außerdem der Brennstoffabsorptionsteil in dem Brennerraum angeordnet ist, setzt sich im Lauf der Zeit auf dem Brenn­ stoffabsorptionsteil ein Rückstandsprodukt aus der Verbren­ nung des Gasgemischs im Brennerraum ab. Das führt dazu, daß der Brennstoff unvollständig verdampft und die Gefahr einer inkorrekten Verbrennung besteht. Ebenso setzt sich das Rück­ standsprodukt an einer spulenförmigen Zündkerze ab, die in den Brennerraum vorspringend angeordnet ist, wodurch eine Leiterunterbrechung oder eine thermische Beschädigung des Leiters auftreten können. Daher kann die Heizeinrichtung häu­ fig nicht in Betrieb genommen werden.

Aufgabe der Erfindung unter Berücksichtigung der oben ange­ führten Schwierigkeiten ist die Bereitstellung eines Verdamp­ fungsbrenners, bei dem sichergestellt ist, daß sich nach Er­ zeugung eines Verbrennungsgases an dem Brennstoffabsorptions­ teil, an der Heizvorrichtung und an zugehörigen Bauelementen nur sehr wenig Rückstandsmaterial anhaftend ablagern kann.

Ein Vorteil der Erfindung ist dabei die Bereitstellung eines Verdampfungsbrenners, der eine lange Lebensdauer und einen verbesserten Verbrennungs-Wirkungsgrad dadurch gewährleistet, daß ein Gasgemisch aus Brennstoffdampf und Verbrennungsluft vorher gebildet und in einem Brennerraum in einem zufrieden­ stellend vermischten Zustand verbrannt wird, und zwar mit einer verlängerten Förderstrecke des Gasgemischs.

Weiterhin ist ein Vorteil der Erfindung die Bereitstellung eines Verdampfungsbrenners, der kleiner gebaut werden kann als bisherige Ausführungsformen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verdampfungsbrenner angegeben, bei dem ein in einem Brennstoffabsorptionsteil enthaltener Brennstoff verdampft wird, der verdampfte Brenn­ stoff mit Verbrennungsluft gemischt wird, um ein Gasgemisch herzustellen, und das resultierende Gasgemisch dann durch Aktivieren einer Zündkerze in einem von einem zylindrischen Körper gebildeten Brennerraum gezündet wird, wobei der Ver­ dampfungsbrenner folgendes aufweist: ein Tragelement zur Hal­ terung des Brennstoffabsorptionsteils in dem zylindrischen Körper in solcher Weise, daß das Brennstoffabsorptionsteil dem Brennerraum nicht direkt ausgesetzt sein kann, wobei das Tragelement eine am Vorderende des Brennstoffabsorptionsteils angeordnete Wärmeaufnahmeplatte hat, die zum Brennerraum hin freiliegt; eine Verdampfungskammer, die angrenzend an das Brennstoffabsorptionsteil und das Tragelement, mit Ausnahme der Wärmeaufnahmeplatte, angeordnet ist und gleichzeitig mit dem Brennerraum eine Verbindung herstellt, so daß ein Teil des im Brennerraum erzeugten Verbrennungsgases flammenlos in die Verdampfungskammer einleitbar ist; eine Luftwirbelkammer, die eine Einrichtung aufweist, um der Verbrennungsluft eine Wirbekraft zu erteilen, ein Mischrohr, das nicht nur mit der Luftwirbelkammer, sondern auch mit der Verdampfungskammer in Verbindung steht und gleichzeitig darin einen Mischkanal bil­ det, wobei das Mischrohr in den Brennerraum ragt; und eine Vielzahl von Austrittsöffnungen, die über die Außenfläche des Mischrohrs in dem von der Wärmeaufnahmeplatte in den Brenner­ raum vorspringenden Bereich gebildet sind, um eine Verbindung zwischen dem Mischkanal und dem Brennerraum herzustellen; wo­ bei der Brennstoff vom Brennstoffabsorptionsteil durch die Wärme des Verbrennungsgases, die über die Wärmeaufnahmeplatte geleitet wird, und durch die aus einem Teil des in die Ver­ dampfungskammer eingeleiteten Verbrennungsgases abgeleitete Wärme verdampft wird, der verdampfte Brennstoff und die ver­ wirbelte Verbrennungsluft miteinander in dem Mischkanal ver­ mischt werden, das resultierende Gasgemisch durch die Aus­ trittsöffnungen radial in den Brennerraum ausgestoßen und das ausgestoßene Gasgemisch dann durch Aktivierung der Zündkerze gezündet wird, um eine Vielzahl von brennenden Flammen zu bilden.

Um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Verdampfungsbrenners zu gewährleisten, ist zwischen der Innenwandfläche des zylindri­ schen Körpers und der Außenwandfläche des Tragelements ein Verbindungskanal gebildet, um die Zirkulation eines Teils des Verbrennungsgases über den Verbindungskanal und die Verdamp­ fungskammer in den Mischkanal zu ermöglichen, wobei das eine Ende des Verbindungskanals mit dem Brennerraum und das andere Ende mit der Verdampfungskammer in Verbindung steht.

Das Brennstoffabsorptionsteil liegt zur Verdampfungskammer hin frei, und der aus dem Brennstoffabsorptionsteil ver­ dampfte Brennstoff wird durch die Verdampfungskammer in den Mischkanal des Mischrohrs eingeleitet.

Die Querschnittsfläche einer Auslaßöffnung der Luftwirbelkam­ mer ist kleiner als diejenige des Mischkanals des Mischrohrs festgelegt.

Außerdem ist die Zündkerze in Form einer stabförmigen Glüh­ kerze ausgebildet, die einen Heizbereich aufweist, wobei sich die Glühkerze durch das Brennstoffabsorptionsteil erstreckt, um ihn aufzuheizen, während das vorderste Ende der Glühkerze im Brennerraum angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ferner ein Ver­ dampfungsbrenner der vorgenannten Art vorgesehen, wobei das Mischrohr ein Innenrohr aufweist, in dem eine Vielzahl von Öffnungen gebildet ist, um einen Raum gleichmäßigen Drucks dazwischen zu definieren, während es gleichzeitig nicht nur über das Innenrohr mit einer Luftwirbelkammer, sondern auch mit einer Verdampfungskammer unter Bildung eines Mischkanals darin in Verbindung steht und ferner in das Innere eines Brennerraums ragt.

Die Öffnungen am Innenrohr sind positionsmäßig gegenüber den Austrittsöffnungen am Mischrohr versetzt, und zwar nicht nur in Radialrichtung, sondern auch in Längsrichtung des Misch­ rohrs.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ferner ein Ver­ dampfungsbrenner der vorgenannten Art vorgesehen, bei dem das Brennstoffabsorptionsteil mit einer Wärmeaufnahmeplatte abge­ deckt ist, wobei ein Tragelement und eine Abdichtplatte einer Verdampfungskammer gegenüber angeordnet sind und gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem Brennstoffabsorptionsteil und einem Mischrohr durch eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen im Mischrohr hergestellt wird, so daß der aus dem Brennstoff­ absorptionsteil verdampfte Brennstoff in einen Mischkanal des Mischrohrs durch die Verbindungsöffnungen einleitbar ist, um ein Gasgemisch zu bilden.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Verdampfungsbrenner gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt des Verdampfungs­ brenners entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Verdampfungsbrenner gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Verdampfungsbrenner gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des Verdampfungsbrenners, und Fig. 2 ist ein vergrößerter Quer­ schnitt durch den Verdampfungsbrenner entlang der Linie A-A von Fig. 1.

Der Brenner hat ein Gehäuse 1 und eine Abdeckung 12, die ge­ meinsam eine Luftwirbelkammer 14 bilden. Ferner hat das Ge­ häuse 10 eine Lufteinlaßöffnung 16, durch die Verbrennungs­ luft in die Luftwirbelkammer 14 eintritt. Eine Vielzahl von bogenförmigen Leitplatten 20 ist an einer Wandplatte 18 des Gehäuses 10 in der Luftwirbelkammer 14 fest angeordnet.

Wie Fig. 2 am besten zeigt, ist jede Leitplatte 20 so ausge­ legt, daß die durch die Lufteinlaßöffnung 16 einströmende Luft in Richtung zum zentralen Teil der Luftwirbelkammer 14 entlang den jeweiligen Leitplatten 20 orientiert wird. Ein von den Leitplatten 20 weg vorspringender, kurzer zylindri­ scher Stutzen 22 ist mit der Wandplatte 18 an ihrem zentralen Teil integral in solcher Weise ausgeführt, daß ein Luftka­ nal 24 gebildet wird, d. h. der Innenraum des zylindrischen Stutzens 22 steht mit der Luftwirbelkammer 14 in Verbindung, so daß die in den Luftkanal 24 aus der Luftwirbelkammer 14 einströmende Verbrennungsluft durch eine Auslaßöffnung 26 ausgeblasen werden kann.

Ein zylindrischer Körper 28, dessen gegenüberliegende Enden offen und der Außenluft ausgesetzt sind, ist an der Rückseite der Wandplatte 18 relativ zu den Leitplatten 20 mit einem da­ zwischen angeordneten Dichtmaterial 30 befestigt. Wie Fig. l zeigt, dient die Wandplatte 18 des Gehäuses 10 als Endfläche oder Stirnfläche des zylindrischen Körpers 28 an dessen lin­ ker Seite. Ein Tragelement 34 mit einem Brennstoffabsorp­ tionsteil 32 ist an der Wandplatte 18 im Abstand davon mit einem gewissen Zwischenraum befestigt. Insbesondere ist das Tragelement 34 zylindrisch ausgebildet, so daß das eine Ende des Tragelements 34 mit einer Platte 36 verschlossen und das andere Ende offen ist und zur Wandplatte 18 hin freiliegt. Wie Fig. 1 zeigt, dient die geschlossene Fläche des Tragele­ ments 34, d. h. die Platte 36, als Wärmeaufnahmeplatte, die von der Wandplatte 18 beabstandet ist.

Der Brennstoffabsorptionsteil 32 ist aus einem Keramikmate­ rial geformt oder aus einem Metall in solcher Weise herge­ stellt, daß er von dem Tragteil 34 umgeben und davon aufge­ nommen ist, während er gleichzeitig der Wandplatte 18 mit Ab­ stand gegenübersteht. Ein Abstandshalter 38 ist zwischen dem Brennstoffabsorptionsteil 32 und der Wandplatte 18 angeord­ net, und der Brennstoffabsorptionsteil 32 und das Tragele­ ment 34 sind an der Wandplatte 18 mit einer Vielzahl von fest angezogenen Bolzen 40 befestigt. Der Abstandshalter 38 hat die Funktion, einen Spalt zwischen der Wandplatte 18 und dem Brennstoffabsorptionsteil 32 einschließlich des Tragele­ ments 34 vorzusehen, so daß eine Verdampfungskammer 42 gebil­ det wird, die durch den Hohlraum dieses Spalts definiert ist.

Das Tragelement 34 und der zylindrische Körper 28 sind so an­ geordnet, daß die Achse des Tragelements 34 positionsmäßig mit der Achse des zylindrischen Körpers 28 zusammenfällt, so daß zwischen der Außenwand des Tragelements 34 und der Innen­ wand des zylindrischen Körpers 28 ein ringförmiger Zwischen­ raum gebildet ist. Dieser dient als Verbindungskanal 44, der mit der Verdampfungskammer 42 kommuniziert. Das heißt also, der Innenraum des zylindrischen Körpers 28, dessen eines Ende durch die Wandplatte 18 abgeschlossen ist, besteht aus einem Brennerraum 46, zu dem hin die Wärmeaufnahmeplatte 36 des Tragelements 34 freiliegt, dem Verbindungskanal 44, der mit dem Brennerraum 46 kommuniziert, und der Verdampfungskam­ mer 42, die mit dem Verbindungskanal 44 kommuniziert. Da der zylindrische Körper 28 in der beschriebenen Weise ausgebildet ist, ist die Verdampfungskammer 42 dem Brennerraum 46 nicht direkt ausgesetzt.

Ein Mischrohr 48, dessen eines Ende mit einer Platte ver­ schlossen und dessen Durchmesser kleiner als derjenige des Tragelements 34 ist, verläuft in Horizontalrichtung durch den zentralen Teil der Wärmeaufnahmeplatte 36 im Tragelement 34 und ist von dem Tragelement 34 unbeweglich gehalten. Das offene Ende des Mischrohrs 48 liegt der Wandplatte 18 so gegenüber, daß das vorderste Ende des Mischrohrs 48 an der offenendigen Seite mit der offenen Endfläche des Tragele­ ments 34 entweder bündig ist oder in Richtung zur Wandplat­ te 18 geringfügig vorspringt. Ferner fällt die Mittelachse des Mischrohrs 48 mit der Mittelachse des zylindrischen Stut­ zens 22 zusammen, und der Innendurchmesser des Mischrohrs 48 ist größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Stut­ zens 22 dimensioniert.

Es ist vorteilhaft, wenn das offene rechte Ende des zylindri­ schen Stutzens 22 in bezug auf das linke offene Ende des Mischrohrs 48 (in Fig. 1 gesehen) nicht innen bzw. rechts da­ von liegt. Ein Mischkanal 50, der ein Innenhohlraum des Mischrohrs 48 ist, steht mit der Verdampfungskammer 42 über einen Zwischenzaum zwischen dem linken offenen Ende des Mischrohrs 48 und dem rechten Ende des zylindrischen Stut­ zens 22 in Verbindung. Es ist zu beachten, daß das rechte Ende des zylindrischen Stutzens 22, also seine Auslaßöff­ nung 26, in dem bzw. rechts von dem offenen Ende des Misch­ rohrs 48 angeordnet sein kann. Die vordere Endfläche des Mischrohrs 48 ragt ausreichend weit in das Innere des zylin­ drischen Körpers 28, d. h. in einen Brennerraum 46, von der Wärmeaufnahmeplatte 36 des Tragelements 34 weg, und entlang sowie in Umfangsrichtung der Außenfläche des Mischrohrs 48 ist eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 52 gebildet, die jeweils als Flammenöffnungen dienen.

Der Verdampfungsbrenner weist ein Brennstoffzuführungsrohr 54 auf, dessen offenes Ende am Mittelteil des Brennstoffabsorp­ tionsteils 32 liegt und das durch die Abdeckung 12 und das Gehäuse 10 geht. Es dient der kontinuierlichen Brennstoffzu­ führung in den Brennstoffabsorptionsteil 32 durch das Brenn­ stoffzuführungsrohr 54. Eine als Zündkerze dienende Glühker­ ze 56 ist mit ihrer vollen Länge in dem Brennerraum 46 auf der den Leitplatten 20 entgegengesetzten Seite an der Wand­ platte 18 angeordnet, und das vorderste Ende der Glühkerze 56 ragt durch die Verdampfungskammer 42, den Brennstoffabsorp­ tionsteil 32 und die Wandplatte 18 in den Brennerraum 46.

Wie Fig. 1 zeigt, liegt die Glühkerze 56 im Bereich des Mischrohrs 48 und verläuft parallel dazu. Die Glühkerze 56 hat ein Paar von Leitern 58, die zur Außenseite durch die Wandplatte 18 des Gehäuses 10 und die Abdeckung 12 verlaufen. Die Glühkerze 56 dient nicht nur dem Zünden des Gasgemischs, das durch die Austrittsöffnungen 52 in den Brennerraum 46 austritt, sondern auch dem Aufheizen des Brennstoffabsorp­ tionsteils 32. Im allgemeinen besteht die Glühkerze 56 aus einer Keramik wie Siliziumnitrid oder dergleichen und einem in die Keramik eingebetteten Wolframdraht. Die Konstruktion der Glühkerze 56 ist jedoch nicht auf die beschriebene Form beschränkt, sie kann auch eine modifizierte Ausbildung haben.

Nachstehend wird der Betrieb des so aufgebauten Verdampfungs­ brenners beschrieben.

Die durch die Lufteinlaßöffnung 16 in die Luftwirbelkammer 14 einströmende Luft sammelt sich am zentralen Teil der Luftwir­ belkammer 14, während sie um die Leitplatten 20 herum verwir­ belt wird. Dann tritt die Luft spiralförmig in den Luftka­ nal 24 im zylindrischen Stutzen 22 ein und wird von dort in den Mischkanal 50 des Mischrohrs 48 geblasen, während sie ihren Wirbelströmungszustand behält. Andererseits wird Brenn­ stoff durch das Brennstoffzuführungsrohr 54 kontinuierlich in den Brennstoffabsorptionsteil 32 zugeführt. Wenn der Brenn­ stoff gezündet werden soll, wird der Brennstoffabsorptions­ teil 32 zuerst durch Aktivieren der Glühkerze 56 aufgeheizt, und der in dem Brennstoffabsorptionsteil 32 befindliche Brennstoff wird dann thermisch verdampft.

Der verdampfte Brennstoff strömt in die Verdampfungskammer 42 über. Während die als Verbrennungsluft dienende verwirbelte Luft in den Mischkanal 50 im Mischrohr 48 durch die Auslaß­ öffnung 26 strömt, tritt eine Sogerscheinung auf, so daß der verdampfte Brennstoff in der Verdampfungskammer 42 zwangs­ weise in den Mischkanal 50 geleitet wird. Infolgedessen wer­ den die Verbrennungsluft und der verdampfte Brennstoff mit­ einander im Mischkanal 50 des Mischrohrs 48 vermischt. Da die Verbrennungsluft als Wirbelstrom in den Mischkanal 50 einge­ leitet wird, werden dabei die Verbrennungsluft und der ver­ dampfte Brennstoff in dem Mischkanal 50 zufriedenstellend miteinander vermischt. Dann wird das Gasgemisch, das in dem Mischrohr 48 ausreichend vermischt worden ist, durch die Aus­ trittsöffnungen im Mischrohr 48 radial in den Brennerraum 46 ausgestoßen.

Das in den Brennerraum 46 ausgetretene Gasgemisch wird durch Aktivierung der Glühkerze 56, die direkt an das Mischrohr 48 angrenzt, sofort gezündet. Gegenüber dem konventionellen Ver­ dampfungsbrenner, bei dem Verbrennungsluft und Brennstoff separat in den Brennerraum eingeleitet werden, so daß eine Flamme an der Stelle erzeugt wird, an der die Verbrennungs­ luft und der verdampfte Brennstoff miteinander vermischt wer­ den, wird im vorliegenden Fall vorher im Mischrohr 48 ein Gasgemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff gebildet, so daß das resultierende Gasgemisch dann in den Brennerraum 46 ausgestoßen wird. Somit wird unmittelbar nach dem Austritt des Gasgemischs eine aus vielen radialen Flammen bestehende Flammenanordnung im Brennerraum 46 gebildet. Somit kann die Länge des Brennerraums 46 gegenüber dem konventionellen Ver­ dampfungsbrenner verkürzt werden.

Die Wärmeaufnahmeplatte 36 des Tragelements 34 wird durch das Verbrennungsgas erwärmt, das durch die Verbrennung des Gasge­ mischs im Brennerraum erzeugt wird, so daß der Brennstoffab­ sorptionsteil 32 durch Wärmeleitung von der Wärmeaufnahme­ platte 36 aufgeheizt wird. Andererseits tritt ein Teil der im Brennerraum 46 erzeugten Verbrennungsgase in die Verdamp­ fungskammer 42 durch den Verbindungskanal 44 zwischen der äußeren zylindrischen Wand des Tragelements 34 und der inne­ ren zylindrischen Wand des Körpers 28 ein, so daß ein Teil des Brennstoffabsorptionsteils 32, der zur Verdampfungskam­ mer 42 hin exponiert ist, durch die Verbrennungsgase erwärmt wird. Da in dem Verbindungskanal 44 und der Verdampfungskam­ mer 42 kein Sauerstoff vorhanden ist, verschwindet die Flamme des Verbrennungsgases, die im Brennerraum 46 gezündet worden ist, beim Eintritt in den Verbindungskanal 44. Es besteht also keine Gefahr, daß der im Brennstoffabsorptionsteil 32 verdampfte Brennstoff durch die Verbrennungsgase gezündet wird, die die Verdampfungskammer 42 erreichen.

Es hat sich gezeigt, daß der Brennstoffabsorptionsteil 32 auf eine hohe Temperatur von mehr als 500°C aufgeheizt wird, und zwar durch die Wärme, die von der Wärmeaufnahmeplatte 36 durch Wärmeleitung übertragen wird, durch die Verbrennungs­ gase, die die Verdampfungskammer 42 erreichen, und durch die sie durchsetzende Glühkerze 56. Da das nach beendeter Ver­ brennung verbleibende Rückstandsprodukt praktisch verschwin­ det, wenn der Brennstoffabsorptionsteil 32 auf die genannte hohe Temperatur aufgeheizt ist, haftet nur wenig Rückstands­ produkt an dem Brennstoffabsorptionsteil 32 während der Ver­ brennung des Gasgemischs.

Der Brennstoff, der in dem Brennstoffabsorptionsteil 32 ver­ dampft wird, strömt in den Mischkanal 50 gemeinsam mit den Verbrennungsgasen, die die Verdampfungskammer 42 erreichen, und zwar unter dem Einfluß der Sogwirkung, die auftritt, wäh­ rend die Verbrennungsluft durch die Auslaßöffnung 26 des Luftkanals 24 in den Mischkanal 50 strömt. Während ein Teil der Verbrennungsgase zu der Verdampfungskammer 42 zirkuliert, die dem Brennstoffabsorptionsteil 32 gegenüberliegt, und die­ ser dann durch die zirkulierenden Verbrennungsgase aufgeheizt wird, wird der zugeführte Brennstoff vom Brennstoffabsorp­ tionsteil 32 kontinuierlich nach innen verdampft.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nachstehend ein zweites Aus­ führungsbeispiel des Verdampfungsbrenners beschrieben. Ein Unterschied des Verdampfungsbrenners von Fig. 3 gegenüber demjenigen von Fig. 1 liegt darin, daß das Mischrohr 48 zu­ sätzlich ein Innenrohr 62 mit einer Vielzahl von darin gebil­ deten Öffnungen 60 aufweist, so daß das Mischrohr 48 und das Innenrohr 62 eine Doppelwandkonstruktion bilden. Bei dieser Doppelwandkonstruktion ist zwischen dem Mischrohr 48 und dem Innenrohr 62 ein ringförmiger Zwischenraum 64 gleichmäßigen Drucks gebildet.

Es ist zu beachten, daß die Öffnungen 60 im Innenrohr 62 so angeordnet sind, daß sie positionsmäßig gegenüber einer Viel­ zahl von Austrittsöffnungen 52 im Mischrohr 48 versetzt sind, und zwar nicht nur in Radialrichtung, sondern auch in Längs­ richtung des Mischrohrs 48. Ein Dichtungselement 66 ist zwi­ schen der Außenwandfläche des Innenrohrs 62 und der Innen­ wandfläche des Mischrohrs 48 an der Stelle angeordnet, die im wesentlichen mit der Wärmeaufnahmeplatte 36 des Brennstoffab­ sorptionsteils 32 zusammenfällt. Die Anordnung des Dichtungs­ elements 66 auf diese Weise gewährleistet, daß ein Mischka­ nal 50 im Mischrohr 48 mit dem Raum 64 gleichmäßigen Drucks nur durch die Öffnungen 60 im Innenrohr 62 in Verbindung gelangt.

Da der Verdampfungsbrenner gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel wie oben beschrieben ausgebildet ist, tritt das Gasge­ misch, das in den Mischkanal 50 des Mischrohrs 48 eingeleitet wird, in den Brennerraum 46 aus den Austrittsöffnungen 52 im Mischrohr 48 durch die Öffnungen 60 im Innenrohr 62 und den Raum 64 gleichmäßigen Drucks aus. Da das Gasgemisch in den Brennerraum 46 durch die Öffnungen 60 im Innenrohr 60 und den Raum 64 gleichmäßigen Drucks auf diese Weise austritt, kann es mit einer konstanten Austrittsgeschwindigkeit aus den Aus­ trittsöffnungen 52 austreten. Ferner wird das Gasgemisch, das in den Mischkanal 50 des Mischrohrs 48 eingeleitet wurde, einem ausreichenden Vermischen und Durchmengen nicht nur im Mischkanal 50, sondern auch in dem Raum 64 gleichmäßigen Drucks unterworfen, bis es aus den Austrittsöffnungen 52 in den Brennerraum 46 ausströmt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird nun ein drittes Ausführungs­ beispiel des Verdampfungsbrenners beschrieben. Ein Unter­ schied des Verdampfungsbrenners von Fig. 4 gegenüber demjeni­ gen von Fig. 1 besteht darin, daß ein Teil des Brennstoffab­ sorptionsteils 32 auf der Seite der Verdampfungskammer 42 mit einer Abdichtplatte 68 abgedeckt ist, um zu verhindern, daß der Brennstoffabsorptionsteil 32 der Verdampfungskammer 42 direkt ausgesetzt ist. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Ver­ bindungsöffnungen 10 im Mischrohr 48 gebildet, um eine Ver­ bindung zwischen dem Brennstoffabsorptionsteil 32 und dem Mischrohr 48 herzustellen.

Bei dem so aufgebauten Verdampfungsbrenner wird der Brenn­ stoffabsorptionsteil 32 durch Wärmeleitung der von der Wär­ meaufnahmeplatte 36 des Tragelements 34 aufgenommenen Wärme, sowie durch Wärmeleitung der von der Abdichtplatte 68, die den in die Verdampfungskammer 42 eingeleiteten Verbrennungs­ gasen ausgesetzt ist, aufgenommenen Wärme aufgeheizt. Da der Brennstoffabsorptionsteil 32 von dem Tragelement 34, der Wär­ meaufnahmeplatte 36 und der Abdichtplatte 68 vollständig ab­ gedeckt ist, besteht keine Gefahr, daß sich ein Rückstands­ produkt aus der Verbrennung im Brennerraum 46 an dem Brenn­ stoffabsorptionsteil 32 absetzt. Der im aufgeheizten Brenn­ stoffabsorptionsteil 32 erzeugte verdampfte Brennstoff wird direkt in das Mischrohr 50 durch die Verbindungsöffnungen 70 eingeleitet, so daß er in dem Mischkanal 50 mit der durch die Auslaßöffnung 26 eingeleiteten Verbrennungsluft ausreichend vermischt wird.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß bei dem Ver­ dampfungsbrenner gemäß der Erfindung ein Gasgemisch durch eine Vielzahl von Austrittsöffnungen im Mischrohr radial aus­ gestoßen wird, so daß es in dem Brennerraum mit Hilfe der Glühkerze sofort gezündet wird. Das heißt also, daß der Ver­ dampfungsbrenner als ein zylindrischer Brenner mit einer Vielzahl von darin gebildeten Austrittsöffnungen arbeitet, um eine Anordnung von radial verlaufenden Flammen in dem Brennerraum zu erzeugen. Infolgedessen kann die Länge des Verdampfungsbrenners in Abhängigkeit von der Länge des Bren­ nerraums und eines Wärmetauschers dimensioniert werden. Fer­ ner kann die Gesamtlänge des Verdampfungsbrenners gegenüber dem konventionellen zylindrischen Brenner, der ein Gasgemisch in Axialrichtung injiziert, verkürzt werden.

Da außerdem der Brennstoffabsorptionsteil von den im Brenner­ raum erzeugten Flammen nicht direkt beeinflußt wird, setzt sich nur wenig Rückstandsprodukt aus der Verbrennung im Bren­ nerraum auf dem Brennstoffabsorptionsteil ab, was zu einer erheblichen Verlängerung der Lebensdauer des Verdampfungs­ brenners führt. Da ferner der Brennstoffabsorptionsteil durch die Wärme, die von der Wärmeaufnahmeplatte des Tragelements zu ihm geleitet wird, sowie durch die Wärme aus einem Teil der Verbrennungsgase, die ohne Flamme durch Zirkulation in die Verdampfungskammer gelangen, und durch die von der Glüh­ kerze erzeugte Wärme aufgeheizt wird, wird kaum Verbrennungs­ rückstandsprodukt auf dem Brennstoffabsorptionsteil abgela­ gert, während der Brennstoffabsorptionsteil auf einer hohen Temperatur gehalten wird. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Verdampfungsbrenners beträchtlich verlängert werden.

Da die Verbrennungsluft, die in einem Wirbelzustand gehalten wird, und der verdampfte Brennstoff in dem Mischkanal hinrei­ chend miteinander vermischt werden, kann in dem Mischrohr ein Gasgemisch in optimaler Weise erzeugt werden. Da außerdem der verdampfte Brennstoff und die Verbrennungsluft in der Misch­ kammer vorher vermischt werden und das resultierende Gasge­ misch radial in den Brennerraum austritt, kann die Verbren­ nung im Brennerraum mit erhöhtem Wirkungsgrad stattfinden.

Gegenüber dem konventionellen Verdampfungsbrenner braucht keine zylindrische Kammer außerhalb des Brennerraums zum Ein­ leiten von Verbrennungsluft vorgesehen zu werden, so daß der zylindrische Körper mit kleinerem Durchmesser gebaut werden kann. Da die Glühkerze parallel zu einem Brennerrohr, einem Innenrohr und einem Außenrohr angeordnet ist und sich durch ein Trennelement für das Brennerrohr erstreckt, kann der Ver­ dampfungsbrenner gegenüber dem konventionellen Verdampfungs­ brenner, der eine durch ein Brennerrohr, ein Innenrohr und ein Außenrohr verlaufende Glühkerze aufweist, einfacher und kostengünstig gebaut werden.

Wenn die Glühkerze stabförmig ist, um Wärme über ihre Gesamt­ länge zu Zündzwecken zu erzeugen, kann der Brennstoffverdamp­ fungsteil direkt von der Glühkerze aufgeheizt werden. Dies führt dazu, daß die Brennstoffverdampfung mit einem geringe­ ren Elektrizitätsverbrauch für die Zündung in positiver Weise unterstützt werden kann.

Da in dem Mischrohr eine Vielzahl von Austrittsöffnungen ver­ teilt gebildet ist, kann die Geräuscherzeugung gegenüber dem konventionellen Verdampfungsbrenner weitgehend unterdrückt werden. Wenn das Mischrohr außerdem ein Innenrohr mit einer Vielzahl von darin gebildeten Öffnungen aufweist, kann das im Mischrohr gebildete Gasgemisch nicht nur mit gleichmäßiger Austrittsgeschwindigkeit, sondern auch mit erhöhtem Verbren­ nungs-Wirkungsgrad in den Brennerraum austreten.

Claims (8)

1. Verdampfungsbrenner, in dem ein in einem Brennstoffab­ sorptionsteil (32) enthaltener Brennstoff verdampft, der verdampfte Brennstoff mit Verbrennungsluft zur Bildung eines Gasgemischs vermischt und das resultierende Gasge­ misch durch Aktivierung einer Zündkerze (56) in einem Brennerraum (46) gezündet wird, der von einem zylindri­ schen Körper (28) definiert ist, gekennzeichnet durch

• - ein Tragelement (34) zur Aufnahme des Brennstoffabsorp­ tionsteils (32) in dem zylindrischen Körper (28) in solcher Weise, daß das Brennstoffabsorptionsteil (32) dem Brennerraum (46) nicht direkt ausgesetzt werden kann, wobei das Tragelement (34) eine Wärmeaufnahme­ platte (36) hat, die am Vorderende des Brennstoffab­ sorptionsteils (32) angeordnet und dem Brennerraum (46) ausgesetzt ist,
• - eine Verdampfungskammer (42), die angrenzend an das Brennstoffabsorptionsteil (32) und das Tragele­ ment (34), mit Ausnahme der Wärmeaufnahmeplatte (36), unter Ausbildung einer Verbindung mit dem Brenner­ raum (46) angeordnet ist, so daß ein Teil der in dem Brennerraum erzeugten Verbrennungsgase ohne Flamme in die Verdampfungskammer (42) einleitbar ist,
• - eine Luftwirbelkammer (14) mit Einrichtungen (20), um der Verbrennungsluft eine Wirbelkraft zu erteilen,
• - ein Mischrohr (48), das nicht nur mit der Luftwirbel­ kammer (14), sondern auch mit der Verdampfungskam­ mer (42) unter Bildung eines Mischkanals (50) im Misch­ rohr verbunden ist, wobei das Mischrohr (48) in den Brennerraum (46) ragt, und
• - eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (52), die in der Außenfläche des Mischrohrs (48) in dem von der Wär­ meaufnahmeplatte (36) in den Brennerraum (46) ragenden Bereich gebildet sind, um eine Verbindung zwischen dem Mischkanal (50) und dem Brennerraum (46) herzustellen,
• - wobei der Brennstoff aus dem Brennstoffabsorptions­ teil (32) durch die Wärme der Verbrennungsgase, die über die Wärmeaufnahmeplatte (36) übertragen wird, und die Wärme aus einem in die Verdampfungskammer (42) ein­ geleiteten Teil der Verbrennungsgase verdampft wird, der verdampfte Brennstoff und die verwirbelte Verbren­ nungsluft miteinander in dem Mischkanal (50) vermischt werden, das resultierende Gasgemisch durch die Aus­ trittsöffnungen (52) radial in den Brennerraum (46) ausgestoßen und das ausgestoßene Gasgemisch dann durch Aktivierung der Zündkerze (56) gezündet wird, um eine Vielzahl von brennenden Flammen zu bilden.

2. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwandfläche des zylindrischen Kör­ pers (28) und der Außenwandfläche des Tragelements (34) ein Verbindungskanal (44) gebildet ist, um die Zirkula­ tion eines Teils der Verbrennungsgase durch den Verbin­ dungskanal (44) und die Verdampfungskammer (42) in den Mischkanal (50) zu ermöglichen, wobei das eine Ende des Verbindungskanals (44) mit dem Brennerraum (46) und sein anderes Ende mit der Verdampfungskammer (42) in Verbin­ dung stehen.

3. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffabsorptionsteil (32) der Verdampfungs­ kammer (42) ausgesetzt ist und der vom Brennstoffabsorp­ tionsteil (32) verdampfte Brennstoff durch die Verdamp­ fungskammer (42) in den Mischkanal (50) des Misch­ rohrs (48) eingeleitet wird.

4. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querschnittsbereich einer Auslaßöffnung (26) der Luftwirbelkammer (14), durch die Verbrennungsluft in den Mischkanal (50) des Mischrohrs (48) aus der Luftwirbel­ kammer geblasen wird, kleiner als derjenige des Mischka­ nals (50) des Mischrohrs (48) dimensioniert ist.

5. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze als stabförmige Glühkerze (56) mit einem Heizbereich ausgebildet ist und sich durch den Brennstoffabsorptionsteil (32) erstreckt, um ihn aufzu­ heizen, wobei das vorderste Ende der Glühkerze sich in dem Brennerraum (46) befindet.

6. Verdampfungsbrenner, in dem ein in einem Brennstoffab­ sorptionsteil (32) enthaltener Brennstoff verdampft, der verdampfte Brennstoff mit Verbrennungsluft zur Bildung eines Gasgemischs vermischt und das resultierende Gasge­ misch durch Aktivierung einer Zündkerze (56) in einem Brennerraum (46) gezündet wird, der von einem zylindri­ schen Körper (28) gebildet ist, gekennzeichnet durch

• - ein Tragelement (34) zur Aufnahme des Brennstoffabsorp­ tionsteils (32) in dem zylindrischen Körper (28) in solcher Weise, daß das Brennstoffabsorptionsteil (32) dem Brennerraum (46) nicht direkt ausgesetzt werden kann, wobei das Tragelement (34) eine Wärmeaufnahme­ platte (36) hat, die am Vorderende des Brennstoffab­ sorptionsteils (32) angeordnet und dem Brennerraum (46) ausgesetzt ist,
• - eine Verdampfungskammer (42), die angrenzend an das Brennstoffabsorptionsteil (32) und das Tragele­ ment (34), mit Ausnahme der Wärmeaufnahmeplatte (36), unter Ausbildung einer Verbindung mit dem Brenner­ raum (46) angeordnet ist, so daß ein Teil der in dem Brennerraum (46) erzeugten Verbrennungsgase ohne Flamme in die Verdampfungskammer (42) einleitbar ist,
• - eine Luftwirbelkammer (14) mit Einrichtungen (20), um der Verbrennungsluft eine Wirbelkraft zu erteilen,
• - ein Mischrohr (48) mit einem Innenrohr (62), in dem eine Vielzahl von Öffnungen (60) gebildet ist, um einen Raum (64) gleichmäßigen Drucks zwischen beiden zu defi­ nieren, wobei das Mischrohr (48) nicht nur über das Innenrohr (62) mit der Luftwirbelkammer (14), sondern auch mit der Verdampfungskammer (42) verbunden ist unter Bildung eines Mischkanals (50) in dem Mischrohr, und das Mischrohr (48) in den Brennerraum (46) ragt,
• - eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (52), die über die Außenfläche des Mischrohrs (48) in dem von dem Brenn­ stoffabsorptionsteil (32) in den Brennerraum (46) ragenden Bereich gebildet sind, um eine Verbindung zwi­ schen dem Mischkanal (50) und dem Brennerraum (46) her­ zustellen,
• - wobei der Brennstoff aus dem Brennstoffabsorptions­ teil (32) durch die Wärme der Verbrennungsgase, die durch die Wärmeaufnahmeplatte (36) geleitet wird, und durch die Wärme aus einem in die Verdampfungskam­ mer (42) geleiteten Teil der Verbrennungsgase verdampft wird, der verdampfte Brennstoff und die verwirbelte Verbrennungsluft in dem Mischkanal (50) miteinander vermischt werden, das resultierende Gasgemisch durch die Austrittsöffnungen (60, 52) radial in den Brenner­ raum (46) ausgestoßen und das ausgestoßene Gasgemisch durch Aktivierung der Zündkerze (56) gezündet wird, um eine Vielzahl von brennenden Flammen zu bilden.

7. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (60) in dem Innenrohr (62) gegenüber den Austrittsöffnungen (52) im Mischrohr (48) positions­ mäßig nicht nur in Radialrichtung, sondern auch in Längs­ richtung des Mischrohrs (48) versetzt sind.

8. Verdampfungsbrenner, in dem ein in einem Brennstoffab­ sorptionsteil (32) enthaltener Brennstoff verdampft, der verdampfte Brennstoff mit Verbrennungsluft zur Bildung eines Gasgemischs vermischt und das resultierende Gasge­ misch durch Aktivierung einer Zündkerze (56) in einem Brennerraum (46) gezündet wird, der von einem zylindri­ schen Körper (28) gebildet ist, gekennzeichnet durch

• - ein Tragelement (34) zur Aufnahme des Brennstoffabsorp­ tionsteils (32) in dem zylindrischen Körper (28) in solcher Weise, daß das Brennstoffabsorptionsteil (32) dem Brennerraum (46) nicht direkt ausgesetzt werden kann, wobei das Tragelement (34) eine Wärmeaufnahme­ platte (36) hat, die am Vorderende des Brennstoffab­ sorptionsteils (32) angeordnet und dem Brennerraum (46) ausgesetzt ist,
• - eine Verdampfungskammer (42), die angrenzend an den Brennstoffabsorptionsteil (32) und das Tragele­ ment (34), mit Ausnahme der Wärmeaufnahmeplatte (36), unter Ausbildung einer Verbindung mit dem Brenner­ raum (46) angeordnet ist, so daß ein Teil der in dem Brennerraum erzeugten Verbrennungsgase ohne Flamme in die Verdampfungskammer (42) einleitbar ist,
• - wobei das Brennstoffabsorptionsteil (32) von der Wär­ meaufnahmeplatte (36), dem Tragelement (34) und einer Abdichtplatte (68) abgedeckt ist, die der Verdampfungs­ kammer (42) gegenüberliegend angeordnet ist, und zwi­ schen dem Brennstoffabsorptionsteil (32) und einem Mischrohr (48) durch eine Vielzahl von im Misch­ rohr (48) gebildeten Verbindungsöffnungen (70) eine Verbindung hergestellt ist, um die Einleitung des aus dem Brennstoffabsorptionsteil (32) verdampften Brenn­ stoffs in einen Mischkanal (50) des Mischrohrs (48) durch die Verbindungsöffnungen (70) zur Bildung eines Gasgemischs zu ermöglichen,
• - eine Luftwirbelkammer (14) mit Einrichtungen (20), um der Verbrennungsluft eine Wirbelkraft zu erteilen,
• - wobei das Mischrohr (48) nicht nur mit der Luftwirbel­ kammer (14), sondern auch mit der Verdampfungskam­ mer (42) unter Bildung des Mischkanals (50) im Misch­ rohr in Verbindung steht und das Mischrohr (48) in den Brennerraum (46) ragt, und
• - eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (52), die über die Außenfläche des Mischrohrs (48) in dem von der Wärme­ aufnahmeplatte (36) in den Brennerraum (46) ragenden Bereich gebildet ist, um eine Verbindung zwischen dem Mischkanal (50) und dem Brennerraum (46) herzustellen,
• - wobei der Brennstoff aus dem Brennstoffabsorptions­ teil (32) durch die Wärme der Verbrennungsgase, die durch die Wärmeaufnahmeplatte (36) geleitet wird, und die Wärme aus einem in die Verdampfungskammer (42) geleiteten Teil der Verbrennungsgase verdampft wird, der verdampfte Brennstoff und die verwirbelte Verbren­ nungsluft in dem Mischkanal (50) miteinander vermischt werden, das resultierende Gasgemisch durch die Aus­ trittsöffnungen (52) radial in den Brennerraum (46) ausgestoßen und das ausgestoßene Gasgemisch dann durch Aktivierung der Zündkerze (56) gezündet wird, um eine Vielzahl von brennenden Flammen zu bilden.