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EP0071626A1 - Method for preparation of the cleaning of a burner pot and device for firing waste oil in a burner pot. - Google Patents

Method for preparation of the cleaning of a burner pot and device for firing waste oil in a burner pot.

Info

Publication number
EP0071626A1
EP0071626A1 EP82900545A EP82900545A EP0071626A1 EP 0071626 A1 EP0071626 A1 EP 0071626A1 EP 82900545 A EP82900545 A EP 82900545A EP 82900545 A EP82900545 A EP 82900545A EP 0071626 A1 EP0071626 A1 EP 0071626A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brazier
oil
combustion
ignition
trough
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP82900545A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0071626B1 (en
Inventor
Georg Stehr
Heinz Asbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AT82900545T priority Critical patent/ATE15104T1/en
Publication of EP0071626A1 publication Critical patent/EP0071626A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0071626B1 publication Critical patent/EP0071626B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D5/00Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/02Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel the liquid forming a pool, e.g. bowl-type evaporators, dish-type evaporators
    • F23D5/04Pot-type evaporators, i.e. using a partially-enclosed combustion space
    • F23D5/045Pot-type evaporators, i.e. using a partially-enclosed combustion space with forced draft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D5/00Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/12Details
    • F23D5/18Preheating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/06Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners
    • F23Q7/08Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners for evaporating and igniting liquid fuel, e.g. in hurricane lanterns
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C5/00Stoves or ranges for liquid fuels
    • F24C5/02Stoves or ranges for liquid fuels with evaporation burners, e.g. dish type

Definitions

  • the invention relates to a method for igniting or burning combustible, residue-rich waste oils in a furnace, the base with a brazier and above the brazier with a - optionally subdivided - combustion chamber, and with a device with which the waste oil of the brazier is metered can be supplied.
  • the invention further relates to a method for preparing the cleaning of the brazier required for burning waste oil after the fuel supply has been interrupted and the combustible waste oil portion still present in the brazier has been burned out.
  • the invention relates to a device for burning combustible waste oils in a brazier.
  • Waste oils are understood to mean, in particular, collected oil mixtures which are produced in the service station operation. The regeneration of these waste oils is possible in principle, but it requires energy and power, which is often not justified. In many cases, these waste oils are burned. They often contain a high proportion of dirt, for example highly viscous gear oil residues, grease, carbon particles, metal abrasion and the like. These "used oils” can also contain paint residues, wood pulp parts and water. Furthermore, waste oils of the type mentioned at the outset can also be understood to include those which contain coal dust, tar oils, bilge oils, refinery waste, chemical, combustible waste and coal-water-oil mixtures.
  • the quality of the waste oil can be between 0 and 10,000 kcal. 0 is practically pure water. A mixture of all components is therefore required in a storage tank in order to obtain a combustible waste oil consistency.
  • So-called "old oil stoves” are known, for example from CH-PS 368 255.
  • the known combustion device has a columnar housing, at the base of which a brazier is arranged.
  • the fuel is metered into the brazier via a feed line.
  • the feed line ends above the brazier, so that the waste oil drops from its mouth into the brazier.
  • the device is ignited by first introducing egg-boiling fuel oil into the brazier and this with
  • the additional heat source is switched off; the combustion of the fuel that is fed in maintains itself.
  • the brazier to be heated can also be used to prepare the cleaning required for waste oil combustion. For this purpose, after the fuel supply has been interrupted and the fuel still in the brazier has been burned out, the remaining fuel (the "bitumen slag") is pyrolyzed with the aid of the heat source which is switched on again.
  • the method for ignition and the device suitable for this, as well as the usual burner operation, can of course also be carried out with high-purity fuels, for example with heating oil EL, in which hardly any ash quantities are produced.
  • heating oil EL heating oil
  • the known stoves operated with heating oil can in no case be operated with waste oil. Therefore, the technical effort for the device described below is primarily justified for the combustion of heavily contaminated waste oils.
  • the temperature of the brazier must reach both the ignition and the pyrolysis temperature, it must be possible to bring the brazier to a temperature higher than 400 ° C.
  • the pyrolysis is carried out, for example, at a temperature of 700 to 800.degree. C., whereas an ignition and evaporation temperature of approx. 350 to 400.degree. Different temperatures can also be set by an appropriate thermostat control device, the brazier temperature T being between 400 ° and 800 ° C.
  • a device for performing the methods and for burning combustible waste oils in a brazier has a brazier at its base. Above the brazier is a - if necessary divided - Combustion chamber arranged. It is known to let the fuel drip into the bowl from above, or to let it flow in laterally or centrally with respect to the surface of the brazier. Basically, various known inflow options can be used.
  • at least one additional heating device is preferably arranged below the brazier. These additional heating devices are preferably electrically operated
  • Heating coils or coils Inductive heating of the brazier is also possible.
  • a switchable gas burner with a burning lance ending below the brazier. It is essential that the principle of the additional heating which can be switched on and off is observed.
  • the brazier is equipped with a recess with a surface structure underneath the end of the waste oil supply line.
  • This trough which has, for example, a corrugation or a waffle structure, has a somewhat thinner base and is locally provided with an increased heating, so that it heats up in a shorter time than the rest of the brazier.
  • the trough has an oval or kidney-shaped outline and takes up about a fifth to a third of the bottom surface of the brazier.
  • the brazier preferably has a relatively high heat capacity, it is therefore cast in particular from cast iron (DIN 1493) and then face-turned on its underside. On its upper side (flame side), the brazier is provided with concentric grooves, waffles or humps or some other surface-enlarging structure, similar to the trough area. This structure means that the suffering frost see phenomenon does not develop; on the contrary, such a surface structure means that good warm contact is quickly established between the old oil droplets and the surface.
  • the size and diameter of the brazier depend on the capacity of the combustion device.
  • the oil supply line preferably ends at a distance of between 2 and 20 cm, preferably between 7 and 10 cm, above the brazier or trough.
  • the inflow nozzle which forms the end part of the feed line, is arranged at an angle of inclination between 25 and 35 with the horizontal.
  • the inflow nozzle also has a much larger clear cross-sectional area than the actual oil supply line, which ends at the inflow nozzle. This prevents the used oil in the end region of the oil supply line from filling the entire cross-section, which generally leads to undesirable afterflow phenomena when the oil flow is switched off.
  • Figure 1 shows a device for the combustion of waste oils according to the invention, seen from the side;
  • Figure 2 shows the device of Figure 1 seen from the front
  • FIG. 3 shows a detailed illustration with another ignition device
  • Figure 4 is a plan view of part of the brazier with the trough
  • FIGS. 5 and 6 an oil supply nozzle with cleaning device, seen from the side and from the front;
  • Figure 7 shows a special type of fresh air supply.
  • the device for the combustion of waste oil has the outer shape of a so-called warm air heater.
  • a storage container 1 is arranged, in the. the waste oil is filled.
  • the storage container 1 has, for example, a capacity of 145 liters.
  • a sump vessel 5 projecting downwards is attached to the side of the storage container 1, in which coarse deposits separate out.
  • a cylindrical strainer 6 is placed around the sump vessel 5, which shields the entrance area of a metering oil pump.
  • the oil pump 2 is usually a Zahnradpur ⁇ pe or another pump that can deliver and deliver the used oil in a metering manner.
  • the suction opening of the oil pump 2 is within the strainer 6 but above the sump level.
  • the oil pump 2 is driven via a shaft 4 by a motor 3 which is arranged on a cover 9 above the storage container.
  • a connecting to the oil pump 2 supply line 7 is from the The strainer basket 6 is led upwards and directs the pumped oil to an inflow nozzle 8.
  • the oil pump 2 with its motor can be removed from the strainer basket 6 to enable cleaning after removing the cover 9.
  • the inflow capacity in the illustrated embodiment is approximately between 0.5 to 3 kg of oil per hour. The pumped amount of used oil can be infinitely metered within this range.
  • the actual device according to the invention in the present case designed as a hot air-generating thermal bath 10, is externally similar in size to similar devices of the same purpose.
  • the device has a housing 11 which is delimited on its base side 12 by the storage container 1.
  • a heat exchanger 13 is attached to the head part of the housing 11.
  • An exhaust pipe 14 leads into the atmosphere via a chimney. It is possible and appropriate to also install corresponding known filters in this chimney.
  • a burner box 14 is inserted, the rear wall of which forms part of the housing 11. This part of the housing is mounted on the storage container via intermediate feet 15.
  • a burner pot 18 is provided within the burner box 14 and has a cylindrical wall which is at a distance which corresponds to approximately half the diameter of the burner pot. Distance from the wall of the burner box 14 has.
  • a heating and insulating plate 19 In the bottom of the burner pot 18 is a heating and insulating plate 19, on which a brazier 21 is placed.
  • the brazier 21 has an approximately pan or plate shape. Your upright Standing walls open from the bottom 22 of the brazier 21, so that the bowl has a larger clear width at its upper edge than corresponds to the floor area.
  • the brazier 21 consists of cast iron, the wall thickness being dimensioned according to professional experience and heat capacity so that there is a constant evaporation and combustion of the incoming liquid waste oil.
  • an electrical resistance wire coil 23 In the heating and insulating plate 19, directly below the bottom of the brazier 21, an electrical resistance wire coil 23 is installed, the lead wires of which, taking into account the appropriate "heat protection conditions, lead to the outside.
  • the brazier 21 can reach a temperature of 350 to 800 ° C. (red heat)
  • the brazier is provided with an additional heating device, namely a further high-temperature coil 28, in the area directly below the mouth of the inflow nozzle 8 28 lies directly under a recessed bottom 27 in the bottom 22 of the brazier 21, which in the present case has an approximately kidney-shaped shape and occupies approximately 15% of the bottom surface of the brazier 21.
  • the bottom recess 27 is provided with a corrugated structure the waste oil droplets that have fallen into the hollow 27 be smashed directly and find the most irregular, large-area contact with the heated surface.
  • a temperature sensor 37 is also installed below the brazier 21, which can also be connected directly to the brazier 21. This temperature sensor is used to monitor and control the processes as described below.
  • the brazier 21 is surrounded by the burner pot 18.
  • the jacket of the burner pot 18 is provided with numerous air bores 20 through which the combustion air enters.
  • a support shoulder 38 is stamped into the jacket, on which a glow hood 40 rests at the edge.
  • This cast steel hood 40 which can be heated to red heat, is also provided with perforations 41, so that the combustion gases, including those which have not yet been completely burned, can pass through the perforations 41 and burn in the area of the hood 40.
  • the hood 40 has approximately the shape of a truncated cone, which has a further opening 42 at its upper end, into which a glow converter insert 43 can be inserted.
  • the glow converter insert consists of thin wire coils, made of refractory wire. This glows after a short burning time, so that good afterburning is also guaranteed in its area. These parts ensure that all combustible components of the waste oil also burn, completely to form H 2 O and CO 2 .
  • the hot, partially still burning and burned gases are passed through a combustion chamber 30 through the lateral surfaces of the glow hood 40, which form an angle of approximately 30 to 60 ° with respect to the horizontal, which directly adjoins the burner box 14 upwards connects.
  • the combustion chamber 30 is also cylindrical.
  • the jacket 31 of the combustion chamber 30 is wing-like provided with numerous radiation fins 32 which improve the thermal contact with the air flowing past on the outside.
  • the combustion chamber 3 ⁇ is closed at the top by a cover 33 and opens into an outlet opening 34, which is directly followed by the labyrinth heat exchanger 13.
  • the inlet port 8 is shown.
  • the mouth 50 of the inflow nozzle ends freely within the burner pot 18 above the brazier trough 27 at a height of approximately 15 centimeters above the surface.
  • the inclination of the inlet connection 8 with respect to the horizontal is approximately between 25 and 35 °.
  • the clear cross-sectional area of the inlet connection 8 is substantially larger than that of the oil supply line 7, which ends at the inlet connection 8.
  • the inlet connector is also equipped with the same clear cross-sectional area from the inlet opening 51 to its bottom opening 50. The cross section of the opening does not narrow.
  • the oil pumped by the oil pump 2 through the inlet opening 51 therefore flows primarily on the lower, inner lateral surface of the inlet connection, increasing in speed, down to the mouth 50. There it emerges and is broken up into fine droplets at the edge.
  • This flow principle largely prevents incrustation or clogging of the inlet connector 8.
  • the internal cavity of the inlet connector is in communication with the atmosphere. It is therefore not possible for the oil to flow back into the nozzle into the fuel line 6.
  • a cleaning piston 52 which is displaceable within the nozzle cavity is provided, which, as shown in FIG. 6, has approximately the shape of a Maltese cross on average, with free spaces 54 being left between the arms 53 of the piston, through which the waste oil despite the installed piston can flow.
  • the cleaning piston 52 is guided with a rod 55 out of a cover 56 of the connector 8 and ends in a knob 57.
  • a helical spring 58 is installed between the knob and the cover. against the force of the spring 58, the piston 52 must be pressed inwards, and after each impression it automatically moves out again into the old position. This ensures that the area of the mouth 50 is always exposed.
  • the Maltese cross shape of the piston is therefore chosen so that scrapers or cutting edges can be attached to the heads touching the inside of the inflow nozzle 8.
  • the automatic program of the warm air heater is set so that the brazier is heated first before the first oil runs in. If, due to the high temperature of the brazier, automatic ignition usually occurs in the region of the trough, it must be ensured, however, that even waste oils with relatively high ignition levels can be reliably ignited.
  • an ignition device 39 is provided, which is provided with an incandescent body 45, which is installed concentrically in the tubular housing of the ignition device 39.
  • the filament consists of a perforated, ceramic tube with a built-in heating coil.
  • the program control brings the incandescent body to red heat before the oil is admitted, so that the fuel-air mixture ignites immediately. The measures mentioned prevent the occurrence of smoke.
  • the ignition can also be carried out with the aid of an infrared reflector igniter 46.
  • a heating coil 48 is arranged within a reflector housing 47. The heat radiation is focused in the region of the trough 27 and also leads to an inflammatory point.
  • an air line 49 to the reflector igniter 46, which directs a flow of combustion air onto the ignition area at the moment of ignition.
  • the aforementioned devices serve to safely ignite the used oil.
  • a photocell arrangement 24, which monitors the burning process is also installed, the associated photocell 25 essentially receiving the radiation emanating from the area of the trough 27 within the brazier.
  • the photocell arrangement 24 takes over the continuous monitoring of the burning process.
  • the photocell arrangement 24, which essentially consists of an eyepiece tube, is also provided with a cooling air nozzle 26 which is supplied with cooling air, which reaches the end of the eyepiece tube and also blows into the combustion area of the depression. This is ge ensured that the combustion area is always supplied with combustion air, so that as long as there is still unburned waste oil in the brazier 21, combustion is also maintained.
  • the flame only extinguishes when there is no longer any combustible material, and this extinguishing is then also reliably observed by the photocell arrangement 24.
  • the air flow is explained on the basis of FIGS. 1 and 7.
  • the suction openings for the room air to be heated and that of the combustion air are located above the floor at a height of around 1.40 meters. This arrangement has been chosen so that no vapors of low-boiling organic compounds are sucked into the floor area, which could possibly lead to a deflagration within the combustion chamber volume.
  • a suction opening 70 for the combustion air is shown in FIG. 7.
  • the sucked-in air is fed to a combustion air blower 72, which presses the combustion air, metered according to the corresponding heat output, into the burner box.
  • the air is distributed within the burner box and is pressed through the perforations 20 into the burner pot, where the combustion takes place or the fuel gases are generated.
  • the caching combustion then takes place within the combustion chamber 30.
  • the burned gases enter the heat exchanger 13 and leave it as exhaust gas through the exhaust pipe 35.
  • the room air or the fresh air to be heated is attracted through a larger opening 74 in cross section and fed through a guide channel 75 to a warm air blower 76 which guides the air to be heated upwards through the heat exchanger 13 to the thawing elements heated by the exhaust gases.
  • the heated air arrives through the head 77 of the thermal bath 10
  • Different air outlets air outlet 78 in the upper area and a lower air outlet 79 in the lower area.
  • the air duct is isolated by correspondingly insulated walls of the housing 11.
  • the hot burner parts inside the device 10 are prevented from coming into contact with the outside world at all. Burning on the outer parts of the device is therefore not possible.
  • FIG. 2 there is also a tank fill indicator 80 with a corresponding float 81 and an oil drain screw 82 on the sump 5.
  • the brazier 18 including the additional heating device is arranged in a drawer 83 which can be pulled out relative to the housing.
  • Another fuse is also provided for safe operation.
  • the flame should go out and the oil supply is not interrupted, unburned fuel runs over the edge of the brazier 21 after a certain time.
  • an overflow control sensor 87 is located in the lower part of the housing intended.
  • the furnace function is controlled by an electronic control 58, which is attached to the side of the housing 11 in a switch box.
  • the brazier 21 is empty. After switching on the hot air heater, the heating coil 23 and the high-temperature coil 28 are acted upon by heating current. They let the bowl heat up to a total temperature of around 400 ° C and in the bowl area to 800 ° C. With the help of the temperature sensor 37, the temperature of the brazier 21 is continuously monitored.
  • the oil pump 2 is started. A thin stream of waste oil is brought into motion via the line and via the inlet connection 8 and flows in fine droplet form through the mouth 50 into the brazier 27.
  • the ignition device 45 or 46 has also started to operate. The first drop that falls on the heated trough bursts there and is immediately vaporized intensively and briefly. As tests have shown, an ignition takes place immediately, so that the further waste oil flowing in is also set on fire immediately.
  • the resistance wire coil 23 remains switched on during this first ignition process, but is kept at a lower temperature. The other, falling drops of oil burst and immediately come into intensive contact with the surface of the racing bowl. Since the ignition temperature has been exceeded, the fuel-air mixture located above the brazier ignites immediately. As soon as the photocell arrangement 24 has observed the ignition, the blower 72 is also switched on, which ensures a constant flow of combustion air.
  • the flame emanating from the brazier has heated the brazier to such an extent that the combustion maintains itself. It is assumed that the brazier has a relatively high heat capacity due to its material.
  • the oil pump 2 is switched off via a time delay relay and the fan 72 is also switched off after a further time delay.
  • the ignition process can then be repeated after a certain time. Usually, however, an ignition Repeat required.
  • the device 10 is switched off by interrupting the oil flow by switching off the oil pump 2. After a further time delay, the combustion air blower 72 is switched off. As long as there are flammable waste oil residues inside the bowl, they will be reduced by the small amounts of air created by the photo
  • the resistance wire coil 23 is switched on and the pyrolyzing is initiated. After the combustion process had ended, a tough, solid bitumen slag had formed in the shell due to the relatively large amount of foreign substances in the waste oil, but this still largely contained carbon and other combustible substances.
  • the resistance wire coil 23 heats the brazier up to a temperature of 600 to 700 ° C. The combustible residues are then pyrolyzed and burned on the heated pan. It can be seen that the solid bitumen slag disintegrates into residual dust during this pyrolysis process, which can be easily removed with the brazier after pulling out the box. The pyrolysis of the bituminous slag takes about five minutes. After this time, the coil 23 turns off again.
  • the heating unit including the brazier is located in a drawer 23, this part of the device can be pulled out. Maintenance and repair door work is much easier.
  • the device described above is suitable both for heating rooms and for generating steam or ice water. It can be kept in operation fully automatically. Their maintenance is largely problem-free. In particular, the ash quantities are reduced to a level not previously known in so-called waste oil stoves. During operation, it has also been shown that fly ash, which may contain environmentally harmful components of heavy metal, can be easily removed using filter devices.
  • An intensive heat exchange is also carried out by the lamellar-coated jacket of the combustion chamber 30.
  • These fins are made of copper, for example.
  • the air outlet openings are adjustable in direction and intensity. According to measurements, the exhaust gas temperatures are around 180 to 200 ° C.
  • the CO 2 content of the exhaust gases is measured at around 10% by volume. This results in an overall efficiency of 92%. Due to the meterability of the combustion air via the combustion air blower 72 and that of the waste oil via the oil pump 2, stoichiometric combustion can also be practically maintained. The soot content is extremely low. Only very small amounts of soot can be observed even at the beginning of the combustion process.
  • the device can easily be operated up to an amount of 0.5 kg of waste oil per hour. With this small supply, only one entertainment flame is practically maintained in the brazier. Even with these low throughputs, stoichiometric conditions can still be maintained. It is possible to restart the power in a short time.

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Abstract

Le four dans lequel de l'huile usee combustible et a haute teneur de residus est allumee et brulee, comprend a sa base une cuvette de combustion (21) ouverte vers le haut et une chambre de combustion (30) eventuellement subdivisee et situee au-dessus de la cuvette. Une alimentation (2, 7, 8) permet d'amener l'huile usee en quantites dosees vers la cuvette (21). Avant l'allumage de l'huile usee, la cuvette vide (21) est chauffee au moyen d'une source de chaleur declenchable (23, 28) jusqu'a une temperature situee au-dessus de la temperature d'inflammation et d'evaporation. Ensuite, des quantites dosees d'huile usee sont amenees sur la cuvette chaude. Les residus de combustion (scories bitumineuses) peuvent etre pyrolyses dans la cuvette au moyen d'une source de chaleur supplementaire apres l'interruption de l'alimentation en huile et la combustion du reste de l'huile dans la cuvette.The oven in which combustible and high-residue used oil is ignited and burned, comprises at its base a combustion bowl (21) open upwards and a combustion chamber (30) possibly subdivided and located above above the bowl. A feed (2, 7, 8) allows the used oil to be brought in metered quantities to the bowl (21). Before ignition of the used oil, the empty bowl (21) is heated by means of a triggerable heat source (23, 28) to a temperature above the ignition temperature and evaporation. Then, metered amounts of used oil are brought to the hot bowl. The combustion residues (bituminous slag) can be pyrolyzed in the bowl by means of an additional heat source after the oil supply has been interrupted and the rest of the oil has been burned in the bowl.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zünden von Altölen und zur Beseitigung der Schlacke. Method and device for igniting waste oils and removing slag.
Verfahren und Vorrichtung zum Zünden bzw. Verbrennen von brennbaren Altölen in einer Brennschale, sowie Verfahren zur Vorbereitung der Reinigung der BrennschaleMethod and device for igniting or burning combustible waste oils in a brazier, and method for preparing the brazier for cleaning
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden, bzw. Verbrennen von brennbaren, rückstandsreichen Altölen in einem Ofen, der an seiner Basis mit einer Brennschale und oberhalb der Brennschale mit einer - gegebenenfalls unterteilten - Brennkammer, sowie mit einer Einrichtung, mit der das Altöl der Brennschale dosiert zuführbar ist, ausgestattet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Vorbereitung der bei Altöl-Verbrennung erforderlichen Reinigung der Brennschale nach Unterbrechung der Brennstoff-Zufuhr und Ausbrennen des noch in der Brennschale befindlichen brennbaren Altölanteils. Schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Verbrennung von brennbaren Altölen in einer Brennschale.The invention relates to a method for igniting or burning combustible, residue-rich waste oils in a furnace, the base with a brazier and above the brazier with a - optionally subdivided - combustion chamber, and with a device with which the waste oil of the brazier is metered can be supplied. The invention further relates to a method for preparing the cleaning of the brazier required for burning waste oil after the fuel supply has been interrupted and the combustible waste oil portion still present in the brazier has been burned out. Finally, the invention relates to a device for burning combustible waste oils in a brazier.
Unter Altölen werden insbesondere gesammelte ölgemische verstanden, die im Tankstellenbetrieb anfallen. Die Regenerierung dieser Altöle ist zwar im Prinzip möglich, erfordert jedoch einen Energie- und Leistungseinsatz, der oftmals nicht gerechtfertigt ist. In vielen Fällen werden daher diese Altöle verbrannt. Sie enthalten einen oftmals hohen Schmutzanteil, das heißt zum Beispiel hochviskose Getriebeölreste, Schmierfettanteile, Kohlenstoff partikel, Metallabrieb und dergleichen. Diese "Altöle" können auch Farbreste, Holzschliff-Teile und Wasser enthalten. Ferner können unter Altölen der eingangs genannten Art auch solche verstanden werden, die Kohlestaub, Teeröle, Bilgenöle, Raffinerie-Abfälle, chemische, brennbare Abfälle, sowie Kohle-Wasser-Ölgemische enthalten. Wesentlich ist, daß das Gemisch sich bei entsprechender Erwärmung in der Verbrennung selbst unterhält und daß es wenigstens Anteile einer nach Verdampfung brennbaren Flüssigkeit enthält. Die Qualität des Altöls, bezogen auf den Heizwert des Brennstoffes , kann, zwischen 0 bis 10.000 kcal liegen. Bei 0 handelt es sich praktisch um reines Wasser. In einem Vorratstank ist daher eine Mischung aller Bestandteile erforderlich, um eine brennbare Altölkonsistenz zu erhalten.Waste oils are understood to mean, in particular, collected oil mixtures which are produced in the service station operation. The regeneration of these waste oils is possible in principle, but it requires energy and power, which is often not justified. In many cases, these waste oils are burned. They often contain a high proportion of dirt, for example highly viscous gear oil residues, grease, carbon particles, metal abrasion and the like. These "used oils" can also contain paint residues, wood pulp parts and water. Furthermore, waste oils of the type mentioned at the outset can also be understood to include those which contain coal dust, tar oils, bilge oils, refinery waste, chemical, combustible waste and coal-water-oil mixtures. It is essential that the mixture maintains itself in the combustion itself when heated accordingly and that it contains at least portions of a flammable liquid after evaporation. The quality of the waste oil, based on the calorific value of the fuel, can be between 0 and 10,000 kcal. 0 is practically pure water. A mixture of all components is therefore required in a storage tank in order to obtain a combustible waste oil consistency.
Sogenannte "Altölöfen" sind bekannt, beispielsweise aus der CH-PS 368 255. Die bekannte Verbrennungsvorrichtung weist eine säulenförmiges Gehäuse auf, an dessen Basis eine Brennschale angeordnet ist. Der Brennschale wird der Brennstoff über eine Zufuhrleitung dosiert zugeführt. Die Zufuhrleitung endet oberhalb der Brennschale, so daß von ihrer Mündung das Altöl tropfenweise in die Brennschale fällt.So-called "old oil stoves" are known, for example from CH-PS 368 255. The known combustion device has a columnar housing, at the base of which a brazier is arranged. The fuel is metered into the brazier via a feed line. The feed line ends above the brazier, so that the waste oil drops from its mouth into the brazier.
Die Vorrichtung wird dadurch gezündet, daß zunächst in die Brennschale-zühdfähiges Heizöl eimeführt wird und dieses mitThe device is ignited by first introducing egg-boiling fuel oil into the brazier and this with
Hilfe eines Zünddochtes ("torchon") entzündet wird. Hat die Brennschale sich ausreichend erwärmt, beginnt der Zustrom des eigentlichen Altöles. Dabei ist zu beobachten, daß sowohl in der Zündphase als auch zu Beginn der eigentlichen Verbrennungsphase sehr viel Qualm entwickelt wird und daß die Flamme relativ lange blakt.With the help of an ignition wick ("torchon") is ignited. When the brazier has warmed up sufficiently, the flow of the actual used oil begins. It can be observed that a lot of smoke is developed both in the ignition phase and at the beginning of the actual combustion phase and that the flame blows for a relatively long time.
Wird die Altöl-Zufuhr abgestellt, so brennt die Flamme noch eine gewisse Zeit weiter, bis alle verdampfbaren Reste ausgebrannt sind. Während des Ausbrennens erreicht die Temperatur der eigentlichen Brennschale etwa 350 bis 400° C. Diese Temperatur, die während des Ausbrennens sogar noch unterschritten wird, läßt hochviskose, kohlenstoffreiche Bitumenreste, kohlenstoffreiche "Schlacke", usw. in der Brennschale übrig, wobei diese Stoffe eine sehr innige und schwer zu lösende Verbindung mit der Brennschale eingehen. Diese als "Bitumen-Schlacke" bezeichneten Reste müssen daher nach Verbrennung von ca. 30 bis 80 Litern Altöl aus der Schale mühsam herausgekratzt oder -geschlagen werden.If the waste oil supply is switched off, the flame will continue to burn for a certain time until all vaporizable residues have burned out. Reached during burnout the temperature of the actual brazier about 350 to 400 ° C. This temperature, which is even fallen below during the burnout, leaves highly viscous, carbon-rich bitumen residues, carbon-rich "slag", etc. in the brazier, these substances being very intimate and heavy Make a connection with the brazier to be released. These residues, called "bitumen slag", have to be laboriously scraped out or beaten out of the shell after the combustion of approx. 30 to 80 liters of used oil.
Es stellt sich damit die Aufgabe, zur Verbesserung der bekannten Vorrichtung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbrennung von Altöl anzugeben, bei deren Anwendung der Zündvorgang erleichtert und kontrolliert durch führbar ist. Die Vorrichtung bzw. ein mit der Vorrichtung weiterhin durchführbares Verfahren sollen die Möglichkeit eröffnen, auch die Reinigung der Brennschale nach dem Verbrennen von Altöl zu erleichtern.It is therefore the task of specifying a method and a device for the combustion of waste oil to improve the known device, the use of which facilitates the ignition process and can be carried out in a controlled manner. The device or a method which can also be carried out with the device should open up the possibility of also simplifying the cleaning of the brazier after the waste oil has been burned.
Diese Aufgaben werden mit denselben Mitteln erreicht, mit der auch die Verbrennung von fließfähigen Altölen ermöglicht ist, indem vor der Zündung des Altöls die leere Brennschale mittels einer abschaltbaren zusätzlichen Wärmequelle wenigstens partiell bis auf eine oberhalb der Zünd- und Verdampfungstemperatur des Altöls liegenden Temperatur erhitzt wird. Anschließend wird Altöl auf die erhitzte Schale gebracht und dort, vorzugsweise ohne Zuhilfenahme weiterer Maßnahmen, gezündet. Allerdings ist es auch denkbar, daß zusätzliche Zündhilfsmittel, beispielsweise Glühzünder, verwendet werden.These tasks are achieved with the same means with which the combustion of flowable waste oils is made possible, in that before the waste oil is ignited, the empty brazier is at least partially heated up to a temperature above the ignition and evaporation temperature of the waste oil by means of an additional heat source that can be switched off . Subsequently, used oil is placed on the heated dish and ignited there, preferably without the aid of further measures. However, it is also conceivable that additional ignition aids, for example glow igniters, are used.
Nach erfolgter Zündung wird die zusätzliche Wärmequelle abgeschaltet; die Verbrennung des weiter zugeführten Brennstoffes unterhält sich allein. Die zu erwärmende Brennschale kann weiterhin dazu verwendet werden, die bei der Altöl-Verbrennung erforderliche Reinigung vorzubereiten. Hierzu wird nach Unterbrechung der Brennstoff-Zufuhr und Ausbrennen des noch in der Brennschale befindlichen Brennstoffes der verbliebene Brennstoff-Rest (die "Bitumen-Schlacke") mit Hilfe der nochmals eingeschalteten Wärmequelle pyrolysiert.After the ignition, the additional heat source is switched off; the combustion of the fuel that is fed in maintains itself. The brazier to be heated can also be used to prepare the cleaning required for waste oil combustion. For this purpose, after the fuel supply has been interrupted and the fuel still in the brazier has been burned out, the remaining fuel (the "bitumen slag") is pyrolyzed with the aid of the heat source which is switched on again.
Das Verfahren zum Zünden und die dazu geeignete Vorrichtung, sowie der übliche Brennerbetrieb, können selbstverständlich auch mit hochreinen Brennstoffen, beispielsweise mit Heizöl EL, durchgeführt werden, bei denen kaum Aschemengen anfallen. Die bekannten, mit Heizöl betriebenen Öfen, können allerdings auf keinen Fall mit Altöl betrieben werden. Daher ist der technische Aufwand für die im folgenden beschriebene Vorrichtung in erster Linie nur gerechtfertigt für die Verbrennung von stark verunreinigten Altölen.The method for ignition and the device suitable for this, as well as the usual burner operation, can of course also be carried out with high-purity fuels, for example with heating oil EL, in which hardly any ash quantities are produced. The known stoves operated with heating oil, however, can in no case be operated with waste oil. Therefore, the technical effort for the device described below is primarily justified for the combustion of heavily contaminated waste oils.
Da die Temperatur der Brennschale sowohl die Zünd- als auch die Pyrolyse-Temperatur erreichen muß, muß es möglich sein, die Brennschale auf eine Temperatur höher als 400° C zu bringen. Die Pyrolyse wird beispielsweise bei einer Temperatur von 700 bis 800° C durchgeführt, während bei üblichen Altölen, die im Tankstellenbetrieb anfallen, eine Zünd- und Verdampfungstemperatur von ca. 350 bis 400° C ausreichend ist. Durch eine entsprechende Thermostat-Regelvorrichtung können auch verschiedene Temperaturen eingestellt werden, wobei die Brennschalen-Temperatur T zwischen 400° und 800° C liegt.Since the temperature of the brazier must reach both the ignition and the pyrolysis temperature, it must be possible to bring the brazier to a temperature higher than 400 ° C. The pyrolysis is carried out, for example, at a temperature of 700 to 800.degree. C., whereas an ignition and evaporation temperature of approx. 350 to 400.degree. Different temperatures can also be set by an appropriate thermostat control device, the brazier temperature T being between 400 ° and 800 ° C.
Eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren und zur Verbrennung von brennbaren Altölen in einer Brennschale besitzt an ihrer Basis eine Brennschale. Oberhalb der Brennschale ist eine - gegebenenfalls unterteilte - Brennkammer angeordnet. Es ist bekannt, den Brennstoff von oben in die Schale eintropfen zu lassen, bzw. ihn seitlich oder mittig in bezug auf die Brennschalen-Fläche einfließen zu lassen. Grundsätzlich sind verschiedene, bekannte Zuflußmöglichkeiten einsetzbar. Um die eingangs genannten Verfahren zusätzlich zum üblichen Brennerbetrieb durchführen zu können, ist vorzugsweise unterhalb der Brennschale wenigstens eine zusätzliche Heizvorrichtung angeordnet. Diese zusätzlichen Heizvorrichtungen sind vorzugsweise elektrisch betriebeneA device for performing the methods and for burning combustible waste oils in a brazier has a brazier at its base. Above the brazier is a - if necessary divided - Combustion chamber arranged. It is known to let the fuel drip into the bowl from above, or to let it flow in laterally or centrally with respect to the surface of the brazier. Basically, various known inflow options can be used. In order to be able to carry out the above-mentioned methods in addition to the usual burner operation, at least one additional heating device is preferably arranged below the brazier. These additional heating devices are preferably electrically operated
Heizschlangen oder -wendel. Auch eine induktive Beheizung der Brennschale ist möglich. Für besondere Fälle ist auch denkbar, einen zuschaltbaren Gasbrenner mit einer unterhalb der Brennschale endenden Brennlanze einzusetzen. Wesentlich ist, daß das Prinzip der einund ausschaltbaren Zusatzheizung gewahrt ist.Heating coils or coils. Inductive heating of the brazier is also possible. For special cases it is also conceivable to use a switchable gas burner with a burning lance ending below the brazier. It is essential that the principle of the additional heating which can be switched on and off is observed.
Zur Einsparung von Energie und zur schnelleren Erwärmung vor dem Zündvorgang ist die Brennschale mit einer, mit einer Oberflächenstruktur versehenen Mulde unterhalb des Endes der Altöl-Zufuhrleitung, ausgestattet. Diese Mulde, die beispielsweise eine Riffelung oder eine Waffelstruktur besitzt, hat einen etwas dünneren Boden und ist lokal mit einer verstärkten Heizung versehen, so daß sie sich in kürzerer Zeit als der übrige Bereich der Brennschale aufheizt. Die Mulde hat einen ovalen oder nierenförmigen Umriß und nimmt etwa ein Fünftel bis ein Drittel der Bodenfläche der Brennschale ein.In order to save energy and for faster heating before the ignition process, the brazier is equipped with a recess with a surface structure underneath the end of the waste oil supply line. This trough, which has, for example, a corrugation or a waffle structure, has a somewhat thinner base and is locally provided with an increased heating, so that it heats up in a shorter time than the rest of the brazier. The trough has an oval or kidney-shaped outline and takes up about a fifth to a third of the bottom surface of the brazier.
Die Brennschale hat vorzugsweise eine relativ hohe Wärmekapazität, sie wird daher insbesondere aus Gußeisen (DIN 1493) gegossen und anschließend an ihrer Unterseite plangedreht. An ihrer Oberseite (Flammseite) wird die Brennschale ähnlich wie der Muldenbereich, mit konzentrischen Rillen, Waffelungen oder Buckeln oder einer anderen oberflächenvergrößernden Struktur versehen. Diese Struktur hat zur Folge, daß sich das Leidenfrost' sehe Phänomen nicht ausbildet; vielmehr führt eine solche Oberflächenstruktur dazu, daß sehr schnell ein guter Warmekontakt zwischen den Altöltröpfchen und der Oberfläche hergestellt ist. Größe und Durchmesser der Brennschale richten sich nach der Kapazität der Verbrennungsvorrichtung.The brazier preferably has a relatively high heat capacity, it is therefore cast in particular from cast iron (DIN 1493) and then face-turned on its underside. On its upper side (flame side), the brazier is provided with concentric grooves, waffles or humps or some other surface-enlarging structure, similar to the trough area. This structure means that the suffering frost see phenomenon does not develop; on the contrary, such a surface structure means that good warm contact is quickly established between the old oil droplets and the surface. The size and diameter of the brazier depend on the capacity of the combustion device.
Die Ölzufuhrleitung endet vorzugsweise in einer Entfernung von zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 7 und 10 cm, oberhalb der Brennschale bzw. der Mulde. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Energie, die in den fallenden Öltropfchen steckt, diese zerteilt und damit einen schnelleren Verdampfungseffekt möglich macht. Das in der Anfangsphase zu beobachtende Leidenfrost' sehe Phänomen, das einer raschen Verdampfung der Tröpfchen entgegenwirkt, wird dann durch die große Anzahl relativ kleiner Tröpfchen praktisch völlig unterdrückt.The oil supply line preferably ends at a distance of between 2 and 20 cm, preferably between 7 and 10 cm, above the brazier or trough. This arrangement has the advantage that the energy contained in the falling oil droplets breaks them up and thus enables a faster evaporation effect. The phenomenon of suffering which can be observed in the initial phase and which counteracts rapid evaporation of the droplets is then practically completely suppressed by the large number of relatively small droplets.
Zur Vergrößerung der kinetischen Energie der auftreffenden Tröpfchen wird der Zuflußstutzen, der den Endteil der Zufuhrleitung bildet, in einem Neigungswinkel zwischen 25 und 35 mit der Waagerechten angeordnet. Der Zuflußstutzen hat außerdem eine wesentlich größere lichte Querschnittsfläche als die eigentliche Ölzufuhrleitung, die am Zuflußstutzen endet. Hierdurch wird verhindert, daß im Endbereich der Ölzufuhrleitung das zugeführte Altöl den gesamten Querschnitt ausfüllt, was im allgemeinen bei Abschalten des Ölstroms zu unerwünschten Nachflußerscheinungen führt.To increase the kinetic energy of the impinging droplets, the inflow nozzle, which forms the end part of the feed line, is arranged at an angle of inclination between 25 and 35 with the horizontal. The inflow nozzle also has a much larger clear cross-sectional area than the actual oil supply line, which ends at the inflow nozzle. This prevents the used oil in the end region of the oil supply line from filling the entire cross-section, which generally leads to undesirable afterflow phenomena when the oil flow is switched off.
Weitere Merkmale, die in den Unteransprüchen genannt sind, werden anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert. Die Figuren zeigen: Figur 1 eine Vorrichtung zur Verbrennung von Altölen gemäß Erfindung, von der Seite gesehen;Further features that are mentioned in the subclaims are explained on the basis of the description of exemplary embodiments which are illustrated in the drawing. The figures show: Figure 1 shows a device for the combustion of waste oils according to the invention, seen from the side;
Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 von vorne gesehen;Figure 2 shows the device of Figure 1 seen from the front;
Figur 3 eine detaillierte Darstellung mit einer anderen Zündvorrichtung;FIG. 3 shows a detailed illustration with another ignition device;
Figur 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Brennschale mit der Mulde;Figure 4 is a plan view of part of the brazier with the trough;
Figuren 5 und 6 einen Ölzufuhrstutzen mit Reinigungsvorrichtung, von der Seite und von vorne gesehen;Figures 5 and 6, an oil supply nozzle with cleaning device, seen from the side and from the front;
Figur 7 eine spezielle Art der Frischluftzufuhr.Figure 7 shows a special type of fresh air supply.
Die Vorrichtung zur Verbrennung von Altöl gemäß den Figuren 1 und 2 hat die äußere Gestalt einer sogenannten Warmlufttherme. Im Sockel der Vorrichtung ist ein Vorratsbehälter 1 angeordnet, in den. das Altöl eingefüllt wird. Der Vorratsbehälter 1 hat beispielsweise ein Fassungsvermögen von 145 Litern. Seitlich am Vorratsbehälter 1 ist ein nach unten vorstehendes Sumpfgefäß 5 an-, gebracht, in dem sich grobe Ablagerungen abscheiden. Oberhalb des Sumpfgefäßes 5, jedoch innerhalb des Vorratsbehälters 1. ist ein zylindrischer Siebkorb 6 rund um das Sumpfgefäß 5 gestellt, der den Eingangsbereich einer dosierenden Ölpumpe abschirmt. Die ölpumpe 2 ist üblicherweise eine Zahnradpurαpe oder eine andere Pumpe, die dosierend das Altöl fördern und zuführen kann.The device for the combustion of waste oil according to Figures 1 and 2 has the outer shape of a so-called warm air heater. In the base of the device, a storage container 1 is arranged, in the. the waste oil is filled. The storage container 1 has, for example, a capacity of 145 liters. A sump vessel 5 projecting downwards is attached to the side of the storage container 1, in which coarse deposits separate out. Above the sump vessel 5, but within the storage container 1., a cylindrical strainer 6 is placed around the sump vessel 5, which shields the entrance area of a metering oil pump. The oil pump 2 is usually a Zahnradpurαpe or another pump that can deliver and deliver the used oil in a metering manner.
Wie erkennbar, liegt die Ansaugöffnung der Ölpumpe 2 innerhalb des Siebkorbes 6 aber oberhalb des Sumpfniveaus. Die Ölpumpe 2 wird über eine Welle 4 von einem Motor 3 angetrieben, der oberhalb des Vorratsbehälters auf einem Deckel 9 angeordnet ist. Eine sich an die Ölpumpe 2 anschließende Zuführungsleitung 7 ist aus dem Siebkorb 6 nach oben herausgeführt und leitet das gepumpte Öl zu einem Zuflußstutzen 8. Die Ölpumpe 2 mit ihrem Motor kann zur Ermöglichung der Reinigung nach Abnahme des Deckels 9 aus dem Siebkorb 6 herausgenommen werden. Die Zuflußkapazität liegt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa zwischen 0,5 bis 3 kg öl pro Stunde. Mittels der Pumpe ist die gepumpte Altölmenge innerhalb dieses Bereiches stufenlos dosierbar.As can be seen, the suction opening of the oil pump 2 is within the strainer 6 but above the sump level. The oil pump 2 is driven via a shaft 4 by a motor 3 which is arranged on a cover 9 above the storage container. A connecting to the oil pump 2 supply line 7 is from the The strainer basket 6 is led upwards and directs the pumped oil to an inflow nozzle 8. The oil pump 2 with its motor can be removed from the strainer basket 6 to enable cleaning after removing the cover 9. The inflow capacity in the illustrated embodiment is approximately between 0.5 to 3 kg of oil per hour. The pumped amount of used oil can be infinitely metered within this range.
Unterhalb des als Sockel gestalteten Vorratsbehälters 1 sind vier Tragefüße 17 angebracht, die Vum Niveauausgleich höhenverstellbar sind.Below the storage container 1, which is designed as a base, four carrying feet 17 are attached, which are height-adjustable for level compensation.
Die eigentliche Vorrichtung gemäß Erfindung, im vorliegenden Fall als warmlufterzeugende Therme 10 gestaltet, ist äußerlich in ihren Abmessungen ähnlich bekannten Vorrichtungen gleicher Zweckbestimmung. Die Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 11, das an seiner Grundseite 12 vom Vorratsbehälter 1 begrenzt ist. An das Kopfteil des Gehäuses 11 ist ein Wärmetauscher 13 angebaut. Eine Abgasleitung 14 führt über eine Esse in die AtmosphäreEs ist möglich und angebracht, in diese Esse auch noch entsprechende, bekannte Filter einzubauen.The actual device according to the invention, in the present case designed as a hot air-generating thermal bath 10, is externally similar in size to similar devices of the same purpose. The device has a housing 11 which is delimited on its base side 12 by the storage container 1. A heat exchanger 13 is attached to the head part of the housing 11. An exhaust pipe 14 leads into the atmosphere via a chimney. It is possible and appropriate to also install corresponding known filters in this chimney.
In den unteren Teil des Gehäuses 11 ist ein Brennerkasten 14 eingesetzt, dessen Rückwand einen Teil des Gehäuses 11 bildet. Über Zwischenfüße 15 ist dieser Teil des Gehäuses auf den Vorratsbehälter gestallt. Innerhalb des Brennerkastens 14 ist ein Brennertopf 18 vorgesehen, der eine zylindrische Wandung besitzt, die in einem Abstand, der etwa der Hälfte des Brennertopf-Durchmessers entspricht. Abstand von der Wand des Brennerkastens 14 hat.In the lower part of the housing 11, a burner box 14 is inserted, the rear wall of which forms part of the housing 11. This part of the housing is mounted on the storage container via intermediate feet 15. A burner pot 18 is provided within the burner box 14 and has a cylindrical wall which is at a distance which corresponds to approximately half the diameter of the burner pot. Distance from the wall of the burner box 14 has.
In den Boden des Brennertopfes 18 ist eine Heiz- und Isolierplatte 19 eingelassen, auf die eine Brennschale 21 aufgesetzt ist. Die Brennschale 21 hat eine etwa pfannen- oder tellerförmige Gestalt. Ihre aufrecht stehenden Wände öffnen sich vom Boden 22 der Brennschale 21, so daß die Schale an ihrem oberen Rand eine größere lichte Weite hat, als der Bodenfläche entspricht. Die Brennschale 21 besteht aus Gußeisen, wobei die Wandstärke nach fachmännischen Erfahrungen und Wärmekapazität so bemessen ist, daß eine dauernde Verdampfung und Verbrennung des zulaufenden, flüssigen Altöls gegeben ist. In die Heiz- und Isolierplatte 19, und zwar direkt unterhalb des Bodens der Brennschale 21, ist eine elektrische Widerstandsdrahtwendel 23 eingebaut, deren Zuleitungsdrähte unter Beachtung entsprechender "Wärmeschutzbedingungen nach außen führen. Mit Hilfe der Wendel 23 kann die Brennschale 21 auf eine Temperatur von 350 bis 800º C (Rotglut) erhitzt werden. Um eine partiell stärkere Erhitzung der Brennschale zu ermöglichen, ist diese in dem Bereich, der direkt unterhalb der Mündung des Zuflußstutzens 8 liegt, mit einer zusätzlichen Heizvorrichtung, nämlich einer weiteren Hochtemperaturwendel 28, versehen. Diese Eochtemperaturwendel 28 liegt direkt unter einer in den Boden 22 der Brennschale 21 eingelassenen Bodenmulde 27, die im vorliegenden Falle eine etwa nierenförmige Gestalt hat und etwa 15% der Bodenfläche der Brennschale 21 einnimmt. Die Bodenmulde 27 ist mit einer Riffelstruktur versehen. Sie soll ermöglichen, daß die in die Bodenmulde 27 gefallenen Altöltröpfchen direkt zerschlagen werden und einen möglichst unregelmäßigen, großflächigen Kontakt mit der erhitzten Oberfläche finden. Diese Maßnahmen dienen zur Verhinderung des Leidenfrost' schen Phänomens, das heißt der Aus- bildung einer Dampfschicht um die Tröpfchen, die das schnelle Verdampfen verhindert. Bei der Zündung erhitzt sich der Muldenbereich auch wesentlich stärker als der übrige Bereich der Brennschale. Auf eine-kleine Menge Altöl wird daher eine erhebliche Wärmmenge konzentriert, so daß diese Menge sofort verdampft. Damit ist die Möglichkeit gegeben, daß schon der erste, auf die Brennschale 21 fallende Tropfen die Zündung herbeiführt, da er im Bereich der Mulde auftrifft und dort zerplatzt und sofort verdampft. Die Zündung dieses ersten Tröpfchens erfolgt in einer Umgebung, in der Luftüberschuß besteht. Es tritt kein Qualm auf, da die Zündung fast explosionsartig erfolgt.In the bottom of the burner pot 18 is a heating and insulating plate 19, on which a brazier 21 is placed. The brazier 21 has an approximately pan or plate shape. Your upright Standing walls open from the bottom 22 of the brazier 21, so that the bowl has a larger clear width at its upper edge than corresponds to the floor area. The brazier 21 consists of cast iron, the wall thickness being dimensioned according to professional experience and heat capacity so that there is a constant evaporation and combustion of the incoming liquid waste oil. In the heating and insulating plate 19, directly below the bottom of the brazier 21, an electrical resistance wire coil 23 is installed, the lead wires of which, taking into account the appropriate "heat protection conditions, lead to the outside. With the help of the coil 23, the brazier 21 can reach a temperature of 350 to 800 ° C. (red heat) In order to enable the brazier to be partially heated to a greater extent, the brazier is provided with an additional heating device, namely a further high-temperature coil 28, in the area directly below the mouth of the inflow nozzle 8 28 lies directly under a recessed bottom 27 in the bottom 22 of the brazier 21, which in the present case has an approximately kidney-shaped shape and occupies approximately 15% of the bottom surface of the brazier 21. The bottom recess 27 is provided with a corrugated structure the waste oil droplets that have fallen into the hollow 27 be smashed directly and find the most irregular, large-area contact with the heated surface. These measures serve to prevent the Leidenfrost phenomenon, that is, to form a vapor layer around the droplets, which prevents rapid evaporation. When ignited, the trough area also heats up significantly more than the rest of the brazier. A considerable amount of heat is therefore concentrated on a small amount of waste oil, so that this amount evaporates immediately. This gives the possibility that the first drop falling on the brazier 21 brings about the ignition, since it hits in the area of the hollow and bursts there and evaporates immediately. The ignition of this first droplet takes place in an environment in which there is excess air. No smoke occurs because the ignition is almost explosive.
Unterhalb der Brennschale 21 ist ferner ein Temperaturfühler 37 eingebaut, der auch direkt mit der Brennschale 21 verbunden sein kann. Dieser Temperaturfühler dient zur Überwachung und Steuerung der Abläufe, wie sie noch weiter unten beschrieben werden. Wie bereits angedeutet, ist die Brennschale 21 von dem Brennertopf 18 umgeben. Oberhalb des Randes der Brennschale 21 ist der Mantel des Brennertopfes 18 mit zahlreichen Luftbohrungen 20 versehen, durch die hindurch die Verbrennungsluft eintritt. Etwa im oberen Drittel. des Brennertopfes 18 ist ein Auflageabsatz 38 in den Mantel eingeprägt, auf dem eine Glühhaube 40 randseitig aufliegt. Diese, aus Stahlguß bestehende, auf Rotglut erhitzbare Haube 40 ist ebenfalls mit Perforationen 41 versehen, so daß die Verbrennungsgase, darunter auch die noch nicht vollständig verbrannten, durch die Perforationen 41 hindurchtreten und im Bereiche der Haube 40 nachverbrennen können. Die Haube 40 hat etwa die Form eines Kegelstumpfes, der an seinem oberen Ende eine weitere Öffnung 42 aufweist, in die ein Glühkonvertereinsatz 43 einlegbar ist. Der Glühkonvertereinsatz besteht aus dünnen Drahtwendeln, aus feuerfestem Draht. Dieser glüht nach kurzer Brennzeit, so daß auch in seinem Bereich eine gute Nachverbrennung gewährleistet ist. Durch diese Teile ist gewährleistet, daß sämtliche brennbaren Bestandteile des Altöls auch verbrennen, und zwar vollständig zu H2O und CO2.A temperature sensor 37 is also installed below the brazier 21, which can also be connected directly to the brazier 21. This temperature sensor is used to monitor and control the processes as described below. As already indicated, the brazier 21 is surrounded by the burner pot 18. Above the edge of the brazier 21, the jacket of the burner pot 18 is provided with numerous air bores 20 through which the combustion air enters. Around the top third. of the burner pot 18, a support shoulder 38 is stamped into the jacket, on which a glow hood 40 rests at the edge. This cast steel hood 40, which can be heated to red heat, is also provided with perforations 41, so that the combustion gases, including those which have not yet been completely burned, can pass through the perforations 41 and burn in the area of the hood 40. The hood 40 has approximately the shape of a truncated cone, which has a further opening 42 at its upper end, into which a glow converter insert 43 can be inserted. The glow converter insert consists of thin wire coils, made of refractory wire. This glows after a short burning time, so that good afterburning is also guaranteed in its area. These parts ensure that all combustible components of the waste oil also burn, completely to form H 2 O and CO 2 .
Durch die Mantelflächen der Glühhaube 40 die etwa einen Winkel von 30 bis 60° gegenüber der Waagerechten bilden, werden die heißen, teilweise noch brennenden und verbrannten Gase durch eine Brennkammer 30 geführt, die sich unmittelbar an den Brennerkasten 14 nach oben hin anschließt. Die Brennkammer 30 ist ebenfalls zylindrisch gestaltet. Der Mantel 31 der Brennkammer 30 ist flügelartig mit zahlreichen Abstrahlungslamellen 32 versehen, die den Wärmekontakt mit der außen vorbeiströmenden Luft verbessern. Die Brennkammer 3θ ist nach oben durch einen Deckel 33 abgeschlossen und mündet in eine Auslaßöffnung 34, an die sich unmittelbar der Labyrinth-Wärmetauscher 13 anschließt.The hot, partially still burning and burned gases are passed through a combustion chamber 30 through the lateral surfaces of the glow hood 40, which form an angle of approximately 30 to 60 ° with respect to the horizontal, which directly adjoins the burner box 14 upwards connects. The combustion chamber 30 is also cylindrical. The jacket 31 of the combustion chamber 30 is wing-like provided with numerous radiation fins 32 which improve the thermal contact with the air flowing past on the outside. The combustion chamber 3θ is closed at the top by a cover 33 and opens into an outlet opening 34, which is directly followed by the labyrinth heat exchanger 13.
In den Figuren 1 sowie 5 und 6 ist der Zuflußstutzen 8 dargestellt. Die Mündung 50 des Zuflußstutzens endet frei innerhalb des Brennertopfes 18 oberhalb der Brennschalenmulde 27 in einer Höhe von etwa 15 Zentimetern oberhalb der Oberfläche. Die Neigung des Zuflußstutzens 8 gegenüber der Waagerechten liegt etwa zwischen 25 und 35°. Zu bemerken ist außerdem, daß die lichte Querschnittsfläche des Zuflußstutzens 8 wesentlich größer ist als die der Öl-Zufuhrleitung 7, die am Zuflußstutzen 8 endet. Der Zuflußstutzen ist außerdem von der Eintrittsöffnung 51 bis zu seiner unten liegenden Mündung 50 mit derselben lichten Querschnittsfläche ausgestattet. Der Öffnungsquerschnitt verengt sich also nicht. Das durch die Ölpumpe 2 durch die Eintrittsöffnung 51 gepumpte Öl fließt demnach in erster Linie auf der unteren, inneren Mantelfläche des Zuflußstutzens, dabei an Geschwindigkeit zunehmend, nach unten zur Mündung 50. Dort tritt es aus und wird an der Kante in feine Tröpfchen zerteilt. Dieses Fließprinzip verhindert weitgehend eine Verkrustung oder Verstopfung des Zuflußstutzens 8. Um zu verhindern, daß der Zuflußstutzen 8 sich zu stark erwärmt, ist er außerdem so angeordnet, daß er von der Vorderseite des Brennerkastens 14 durch den luftführenden Raum 16 hindurchreicht und nur auf einem relativ kurzen Stück innerhalb des Brennertopfes 18 liegt. Außerdem steht der innere Hohlraum des Zuflußstutzens mit der Atmosphäre in Verbindung. Es kann daher kein Zurückfließen des Öles im Stutzen in die Brennstoffleitung 6 erfolgen. Wegen der sehr unterschiedlichen Qualität des Altöls kann es in schwierigen Ausnahmefällen auch zu einer Ablagerung innerhalb des Zuflußstutzens 8 kommen. Für diesen Fall ist ein innerhalb des Stutzenhohlraumes verschiebbare Reinigungskolben 52 vorgesehen, der, wie die Figur 6 zeigt, im Schnitt etwa die Form eines Malteserkreuzes hat, wobei zwischen den Armen 53 des Kolbens jeweils Freiräume 54 gelassen sind, durch die das Altöl trotz eingebautem Kolben fließen kann. Der Reinigungskolben 52 ist mit einer Stange 55 aus einem Deckel 56 des Stutzens 8 herausgeführt und endet in einem Knauf 57. Eine Schraubenfeder 58 ist zwischen Knauf und Deckel eingebaut. Gegen die Kraft der Feder 58 muß der Kolben 52 nach innen gedrückt werden, wobei nach jedem Eindrücken er selbsttätig wieder in die alte Stellung herausrückt. Damit ist sichergestellt, daß der Bereich der Mündung 50 immer freiliegt. Die Malteserkreuzform des Kolbens ist deshalb gewählt, damit an den, die Innenseite des Zuflußstutzens 8 berührenden Köpfen jeweils Schaber oder Schneiden angebracht sein können.In Figures 1 and 5 and 6, the inlet port 8 is shown. The mouth 50 of the inflow nozzle ends freely within the burner pot 18 above the brazier trough 27 at a height of approximately 15 centimeters above the surface. The inclination of the inlet connection 8 with respect to the horizontal is approximately between 25 and 35 °. It should also be noted that the clear cross-sectional area of the inlet connection 8 is substantially larger than that of the oil supply line 7, which ends at the inlet connection 8. The inlet connector is also equipped with the same clear cross-sectional area from the inlet opening 51 to its bottom opening 50. The cross section of the opening does not narrow. The oil pumped by the oil pump 2 through the inlet opening 51 therefore flows primarily on the lower, inner lateral surface of the inlet connection, increasing in speed, down to the mouth 50. There it emerges and is broken up into fine droplets at the edge. This flow principle largely prevents incrustation or clogging of the inlet connector 8. To prevent the inlet connector 8 from heating up too much, it is also arranged so that it extends from the front of the burner box 14 through the air-guiding space 16 and only on a relative short piece within the burner pot 18. In addition, the internal cavity of the inlet connector is in communication with the atmosphere. It is therefore not possible for the oil to flow back into the nozzle into the fuel line 6. Because of the very different quality of the used oil, it can also be deposited within the inlet connection 8 in difficult exceptional cases. In this case, a cleaning piston 52 which is displaceable within the nozzle cavity is provided, which, as shown in FIG. 6, has approximately the shape of a Maltese cross on average, with free spaces 54 being left between the arms 53 of the piston, through which the waste oil despite the installed piston can flow. The cleaning piston 52 is guided with a rod 55 out of a cover 56 of the connector 8 and ends in a knob 57. A helical spring 58 is installed between the knob and the cover. Against the force of the spring 58, the piston 52 must be pressed inwards, and after each impression it automatically moves out again into the old position. This ensures that the area of the mouth 50 is always exposed. The Maltese cross shape of the piston is therefore chosen so that scrapers or cutting edges can be attached to the heads touching the inside of the inflow nozzle 8.
Schrägstellung und frequente Reinigung wirken zusammen, daß ein ungehinderter, sich beschleunigender Ölstrom innerhalb des Zuflußstutzens 8 hergestellt wird, der sich in kleine Tröpfchen zerteilt, wobei die senkrechte Geschwindigkeitskomponente sich weitgehend den Tröpfchen mitteilt und zu einer Erhöhung der kinetischen Energie dieser Tropfchen führt. Teile, die vom Kolben 52 abgeschabt werden, fallen ebenfalls mit in die Brennschale und werden dort verbrannt oder pyrolysiert.Tilting and frequent cleaning work together to create an unhindered, accelerating oil flow within the inlet connection 8, which is divided into small droplets, the vertical velocity component largely communicating with the droplets and leading to an increase in the kinetic energy of these droplets. Parts that are scraped off by the piston 52 also fall into the brazier and are burned or pyrolyzed there.
Die Programmautomatik der Warmlufttherme ist so eingestellt, daß zunächst die Erhitzung der Brennschale erfolgt, bevor das erste Öl einläuft. Wenn auch üblicherweise aufgrund der hohen Temperatur der Brennschale im Bereich der Mulde eine selbsttätige Zündung eintritt, so muß jedoch sichergestellt werden, daß auch Altöle mit relativ hochzündenden Anteilen zuverlässig gezündet werden. Hierfür ist eine Zündvorrichtung 39 vorgesehen, die mit einem Glühkörper 45 versehen ist, der konzentrisch in das Tubusförmige Gehäuse der Zündvorrichtung 39 eingebaut ist. Der Glühkörper besteht aus einem perforierten, keramischen Rohr, mit einer eingebauten Heizwendel. Durch die Programmsteuerung wird vor dem Einlassen des Öls der Glühkörper auf Rotglut gebracht, so daß das Brennstoff-Luftgemisch sofort zündet. Durch die erwähnten Maßnahmen wird verhindert, daß es zu einer Qualmentstehung kommt.The automatic program of the warm air heater is set so that the brazier is heated first before the first oil runs in. If, due to the high temperature of the brazier, automatic ignition usually occurs in the region of the trough, it must be ensured, however, that even waste oils with relatively high ignition levels can be reliably ignited. For this purpose, an ignition device 39 is provided, which is provided with an incandescent body 45, which is installed concentrically in the tubular housing of the ignition device 39. The filament consists of a perforated, ceramic tube with a built-in heating coil. The program control brings the incandescent body to red heat before the oil is admitted, so that the fuel-air mixture ignites immediately. The measures mentioned prevent the occurrence of smoke.
Anstelle des Glühkörpers 45 kann die Zündung auch mit Hilfe eines Infrarot-Reflektorzünders 46 vorgenommen werden. Bei diesem Zünder ist innerhalb eines Reflektorgehäuses 47 eine Heizspirale 48 angeordnet. Die Wärmestrahlung wird im Bereich der Mulde 27 fokussiert und führt ebenfalls zu einem entzündenden Punkt. Darüber hinaus ist es möglich, mit dem Reflektorzünder 46 eine Luftleitung 49 zu verbinden, die im Augenblick des Zündens einen Verbrennungsluftström auf den Zündbereich richtet.Instead of the incandescent body 45, the ignition can also be carried out with the aid of an infrared reflector igniter 46. In this igniter, a heating coil 48 is arranged within a reflector housing 47. The heat radiation is focused in the region of the trough 27 and also leads to an inflammatory point. In addition, it is possible to connect an air line 49 to the reflector igniter 46, which directs a flow of combustion air onto the ignition area at the moment of ignition.
Die vorgenannten Vorrichtungen dienen dazu, die Zündung des Altöls in sicherer Weise zu bewerkstelligen.The aforementioned devices serve to safely ignite the used oil.
In die Wandung des Brennerkastens 14 und hineinreichend in den Brennertopf 18 ist weiterhin eine den Brennvorgang überwachende Fotozellenanordnung 24 eingebaut, wobei die dazu gehörende Fotozelle 25 im wesentlichen die vom Bereich der Mulde 27 innerhalb der Brennschale ausgehende Strahlung empfängt. Die Fotozellenanordnung 24 übernimmt die kontinuierliche Überwachung des Brennvorganges. Die Fotozellenanordnung 24, die im wesentlichen aus einem Okularrohr besteht, ist ferner mit einem Kühlluftstutzen 26 versehen, der mit Kühlluft beschickt wird, wobei diese bis an das Ende des Okularrohrs gelangt und ebenfalls in den Brennbereich der Mulde einbläst. Damit wird ge währleistete daß der Brennbereich immer mit Verbrennungsluft versorgt ist, so daß solange noch unverbranntes Altöl sich in der Brennschale 21 befindet, auch ncch eine Verbrennung unterhalten wird. Erst wenn kein brennbares Material mehr vorhanden ist, erlischt die Flamme, wobei dieses Erlöschen durch die Fotozellenanordnung 24 dann auch sicher beobachtet wird.In the wall of the burner box 14 and extending into the burner pot 18, a photocell arrangement 24, which monitors the burning process, is also installed, the associated photocell 25 essentially receiving the radiation emanating from the area of the trough 27 within the brazier. The photocell arrangement 24 takes over the continuous monitoring of the burning process. The photocell arrangement 24, which essentially consists of an eyepiece tube, is also provided with a cooling air nozzle 26 which is supplied with cooling air, which reaches the end of the eyepiece tube and also blows into the combustion area of the depression. This is ge ensured that the combustion area is always supplied with combustion air, so that as long as there is still unburned waste oil in the brazier 21, combustion is also maintained. The flame only extinguishes when there is no longer any combustible material, and this extinguishing is then also reliably observed by the photocell arrangement 24.
Anhand der Figuren 1 und 7 wird die Luftführung erläutert. Die Ansaugöffnungen für die zu erwärmende Raumluft und die der Brennluft liegen oberhalb des Eußbodens etwa in einer Höhe von 1,40 Metern. Diese Anordnung ist gewählt worden, damit keine Dämpfe niedrig siedender organischer Verbindungen im Fußbodenbereich angesaugt werden, die eventuell zu einer Verpuffung innerhalb des Brennkammervolumens führen könnten.The air flow is explained on the basis of FIGS. 1 and 7. The suction openings for the room air to be heated and that of the combustion air are located above the floor at a height of around 1.40 meters. This arrangement has been chosen so that no vapors of low-boiling organic compounds are sucked into the floor area, which could possibly lead to a deflagration within the combustion chamber volume.
Eine Ansaugöffnung 70 für die Brennluft zeigt Figur 7. Über eine Leitung 71 wird die angesaugte Luft einem Brennluftgebläse 72 zugeführt, das die Verbrennungsluft, dosiert nach der entsprechenden Wärmeleistung, in den Brennerkasten hineindrückt. Die Luft verteilt sich innerhalb des Brennerkastens und wird durch die Perforationen 20 in den Brennertopf hineingedrückt, wo die Verbrennung stattfindet, bzw. die Brenngase erzeugt werden. Innerhalb der Brennkammer 30 erfolgt dann die Kachverbrennung. Die verbrannten Gase treten in den Wärmetauscher 13 ein und verlassen ihn als Abgas durch die Abgasleitung 35.A suction opening 70 for the combustion air is shown in FIG. 7. Via a line 71, the sucked-in air is fed to a combustion air blower 72, which presses the combustion air, metered according to the corresponding heat output, into the burner box. The air is distributed within the burner box and is pressed through the perforations 20 into the burner pot, where the combustion takes place or the fuel gases are generated. The caching combustion then takes place within the combustion chamber 30. The burned gases enter the heat exchanger 13 and leave it as exhaust gas through the exhaust pipe 35.
Gleichzeitig wird durch eine im Querschnitt größere Öffnung 74 die Raumluft, bzw. die zu erwärmende Frischluft angezogen und durch einen Führungskanal 75 einem Warmluftgebläse 76 zugeführt, das die zu erwärmende Luft nach oben durch den Wärmetauscher 13 an die durch die Abgase erwärmten Tau scherelementen führt. Die erwärmte Luft gelangt durch den Kopf 77 der Therme 10 an verschiedene Luftaustritte: Luftaustritt 78 im oberen Bereich sowie einen unteren Luftaustritt 79 im unteren Bereich. Der Luftführungsweg ist durch entsprechend isolierte Wandungen des Gehäuses 11 isoliert. Insbesondere wird verhindert, daß die heißen Brennerteile im Inneren der Vorrichtung 10 überhaupt mit der Außenwelt in Kontakt kommen können. Ein Verbrennen an den äußeren Teilen der Vorrichtung ist daher nicht möglich.At the same time, the room air or the fresh air to be heated is attracted through a larger opening 74 in cross section and fed through a guide channel 75 to a warm air blower 76 which guides the air to be heated upwards through the heat exchanger 13 to the thawing elements heated by the exhaust gases. The heated air arrives through the head 77 of the thermal bath 10 Different air outlets: air outlet 78 in the upper area and a lower air outlet 79 in the lower area. The air duct is isolated by correspondingly insulated walls of the housing 11. In particular, the hot burner parts inside the device 10 are prevented from coming into contact with the outside world at all. Burning on the outer parts of the device is therefore not possible.
Weiterhin ist, wie aus Figur 2 ersichtlich, noch ein Tankfüllanzeiger 80 mit einem entsprechenden Schwimmer 81 und am Sumpf 5 eine Ölablaßschraube 82 vorgesehen. Die Brennschale 18 einschließlich der zusätzlichen Heizvorrichtung ist in einem gegenüber dem Gehäuse herausziehbaren Schubkasten 83 angeordnet.Furthermore, as can be seen from FIG. 2, there is also a tank fill indicator 80 with a corresponding float 81 and an oil drain screw 82 on the sump 5. The brazier 18 including the additional heating device is arranged in a drawer 83 which can be pulled out relative to the housing.
Für den sicheren Betrieb ist außerdem noch eine weitere Sicherung vorgesehen. Für den Fall, daß trotz der Überwachung durch die Fotozellenanordnung 24 die Flamme erlöschen sollte und die Ölzufuhr nicht unterbrochen wird, läuft nach einer gewissen Zeit unverbrannter Brennstoff über den Rand der Brennschale 21. Zum Abfühlen dieser Fehlfunktion ist ein Überlaufkontrollfühler 87 im unteren Teil des Gehäuses vorgesehen. Die Steuerung der Ofenfunktion geschieht über eine elektronische Steuerung 58, die in einem Schaltkasten seitlich am Gehäuse 11 angebracht ist.Another fuse is also provided for safe operation. In the event that, despite the monitoring by the photocell arrangement 24, the flame should go out and the oil supply is not interrupted, unburned fuel runs over the edge of the brazier 21 after a certain time. To sense this malfunction, an overflow control sensor 87 is located in the lower part of the housing intended. The furnace function is controlled by an electronic control 58, which is attached to the side of the housing 11 in a switch box.
FunktionsbeschreibungFunctional description
Zu Beginn des Zünd- und Brennvorganges ist die Brennschale 21 leer. Nach Einschalten der Warmlufttherme werden die Heizwendel 23 und die Hochtemperaturwendel 28 mit Heizstrom beaufschlagt. Sie lassen die Schale auf eine Gesamttemperatur von etwa 400° C und im Muldenbereich auf 800° C erwärmen. Mit Hilfe des Temperaturfühlers 37 wird die Temperatur der Brennschale 21 laufend überwacht. Bei Erreichen der für das Verbrennen und Zünden erforderliche Temperatur wird die Ölpumpe 2 in Betrieb gesetzt. Ein dünner Strom von Altöl wird über die Leitung und über den Zuflußstutzen 8 in Bewegung gebracht und fließt in feiner Tropfenform über die Mündung 50 in die Brennschale 27. Zu diesem Zeitpunkt ist auch die Zündvorrichtung 45 bzw. 46 in Tätigkeit getreten. Der erste Tropfen, der auf die erhitzte Mulde fällt, zerplatzt dort und wird sofort intensiv und kurzzeitig verdampft. Wie Versuchegezeigt haben, erfolgt sofort eine Zündung, so daß das weitere, nachströmende Altöl ebenfalls sofort in Brand gesetzt wird.At the beginning of the ignition and burning process, the brazier 21 is empty. After switching on the hot air heater, the heating coil 23 and the high-temperature coil 28 are acted upon by heating current. They let the bowl heat up to a total temperature of around 400 ° C and in the bowl area to 800 ° C. With the help of the temperature sensor 37, the temperature of the brazier 21 is continuously monitored. at When the temperature required for combustion and ignition is reached, the oil pump 2 is started. A thin stream of waste oil is brought into motion via the line and via the inlet connection 8 and flows in fine droplet form through the mouth 50 into the brazier 27. At this point in time, the ignition device 45 or 46 has also started to operate. The first drop that falls on the heated trough bursts there and is immediately vaporized intensively and briefly. As tests have shown, an ignition takes place immediately, so that the further waste oil flowing in is also set on fire immediately.
Die Widerstandsdrahtwendel 23 bleibt während dieses ersten Zündvorganges noch eingeschaltet, wird jedoch auf einer niedrigeren Temperatur gehalten. Die weiteren, auftreffenden Öltropfchen zerplatzen und geraten sofort in intensiven Kontakt mit der Erennschalenoberfläche. Da die Zündtemperatur überschritten ist, zündet das sich oberhalb der Brennschale befindende BrennstoffLuftgemisch sofort. Sobald die Fotozellenanordnung 24 das Entzünden beobachtet hat, wird auch das Gebläse 72 eingeschaltet, das für einen ständigen Brennluftstrom sorgt.The resistance wire coil 23 remains switched on during this first ignition process, but is kept at a lower temperature. The other, falling drops of oil burst and immediately come into intensive contact with the surface of the racing bowl. Since the ignition temperature has been exceeded, the fuel-air mixture located above the brazier ignites immediately. As soon as the photocell arrangement 24 has observed the ignition, the blower 72 is also switched on, which ensures a constant flow of combustion air.
Nach einer gewissen, einstellbaren Zeitverzögerung hat die Flamme, die von der Brennschale ausgeht, die Brennschale soweit erhitzt, daß sich die Verbrennung selbst unterhält. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Brennschale eine relativ hohe Wärmekapazität aufgrund ihres Materials hat.After a certain, adjustable time delay, the flame emanating from the brazier has heated the brazier to such an extent that the combustion maintains itself. It is assumed that the brazier has a relatively high heat capacity due to its material.
Für den Fall, daß nach einer gewissen Zeit, beispielsweise vier Sekunden, eine Zündung nicht erfolgt, schaltet über ein Zeitverzögerungsrelais die Ölpumpe 2, sowie nach einer weiteren Zeitverzögerung auch das Gebläse 72 ab. Nach einer gewissen Zeit kann dann der Zündvorgang wiederholt werden. Üblicherweise ist jedoch eine Zünd- Wiederholung nocht erforderlich.In the event that ignition does not take place after a certain time, for example four seconds, the oil pump 2 is switched off via a time delay relay and the fan 72 is also switched off after a further time delay. The ignition process can then be repeated after a certain time. Usually, however, an ignition Repeat required.
Während des Verbrennens ist zum Unterhalt der Flamme nur die Ölpurrpe 2 und das Brennluftgebläse 72 in Betrieb. Die weiteren, in der Beschreibung genannten aufheiz- und Zündvorrichtungen sind in dieser Zeit abgeschaltet. Das anlaufende Warmluftgebläse drückt Raum- oder Außenluft durch die verschiedenen Wärmeaustauscher. Die erwärmte Luft gelangt nirgends direkt in Kontakt mit den Abgasen.During the combustion, only the oil pulp 2 and the combustion air blower 72 are in operation to maintain the flame. The other heating and ignition devices mentioned in the description are switched off during this time. The incoming warm air blower pushes indoor or outdoor air through the various heat exchangers. The heated air never comes into direct contact with the exhaust gases.
Der Abschaltvorgang der Vorrichtung 10 wird durchgeführt, indem der Ölstrom durch Abschalten der Ölpumpe 2 unterbrochen wird. Nach einer weiteren Zeitverzögerung wird das Brennluftgebläse 72 ausgeschaltet. Solange nach brennbare Altölreste sich innerhalb der Schale befinden, werden diese durch die geringen Lύftmengen, die durch die Foto¬The device 10 is switched off by interrupting the oil flow by switching off the oil pump 2. After a further time delay, the combustion air blower 72 is switched off. As long as there are flammable waste oil residues inside the bowl, they will be reduced by the small amounts of air created by the photo
Zellenanordnung 24 und das stillstehende Brennluftgebläse 72 gesogen werden, noch verbrannt und die Flamme von der Fotozelle 25 beobachtet. Die Widerstandsdrahtwendel 23 wird eingeschaltet und damit das Pyrolysieren eingeleitet. Nach Beendigung des Verbrennungsvorganges hat sich in der Schale aufgrund der relativ großen Mengen an Fremdstoffen im Altöl eine zähe, feste Bitumenschlacke bebildet, die jedoch zum großen Teil noch Kohlenstoff und andere brennbare Substanzen enthält. Die Widerstandsdrahtwendel 23 heizt die Brennschale bis auf eine Temperatur von 600 bis 700°C auf. Die brennbaren Rückstände werden dann pyrolysiert und auf der erhitzten Schale verbrannt. Es zeigt sich, daß die feste Bitumenschlacke bei diesem Pyrolysiervorgang zu Reststaub zerfällt, der nach Herausziehen des Kastens mit der Brennschale problemlos zu entfernen ist. Die Pyrolyse der Bitumenschlacke dauert etwa fünf Minuten. Nach dieser Zeit schaltet sich die Wendel 23 wieder ab.Cell assembly 24 and the stationary combustion air blower 72 are sucked, still burned and the flame from the photocell 25 is observed. The resistance wire coil 23 is switched on and the pyrolyzing is initiated. After the combustion process had ended, a tough, solid bitumen slag had formed in the shell due to the relatively large amount of foreign substances in the waste oil, but this still largely contained carbon and other combustible substances. The resistance wire coil 23 heats the brazier up to a temperature of 600 to 700 ° C. The combustible residues are then pyrolyzed and burned on the heated pan. It can be seen that the solid bitumen slag disintegrates into residual dust during this pyrolysis process, which can be easily removed with the brazier after pulling out the box. The pyrolysis of the bituminous slag takes about five minutes. After this time, the coil 23 turns off again.
Da das Heizaggregat einschließlich der Brennschale sich in einem Schubkasten 23 befindet, kann dieser Teil der Vorrichtung herausgezogen werden. Wartungs- und Repara turarbeiten sind wesentlich erleichtert.Since the heating unit including the brazier is located in a drawer 23, this part of the device can be pulled out. Maintenance and repair door work is much easier.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung eignet sich sowohl zur Beheizung von Räumen als auch zur Erzeugung von Dampf oder Feißw≤sser. Sie kann vollautomatisch in Betrieb gehalten werden. Ihre Wartung ist weitgehend problemlos. Insbesondere werden die Aschemengen auf ein bisher bei sogenannten Altölöfen nicht gekanntes Maß reduziert. Beim Betrieb hat sich außerdem gezeigt, daß Flugasche, die eventuell umweltbelastende Anteile an Schwermetall enthält, ohne weiteres über Filtervorrichtungen beseitigt werden kann.The device described above is suitable both for heating rooms and for generating steam or ice water. It can be kept in operation fully automatically. Their maintenance is largely problem-free. In particular, the ash quantities are reduced to a level not previously known in so-called waste oil stoves. During operation, it has also been shown that fly ash, which may contain environmentally harmful components of heavy metal, can be easily removed using filter devices.
Durch den lamellenbestückten Mantel der Brennkammer 30 wird außerdem ein intensiver Wärmeaustausch durchgeführt. Diese Lamellen bestehen beispielsweise aus Kupfer Die Luftaustrittsöffnungen sind regelbar in Richtung und In- tensität. Die Abgastemperaturen liegen nach Messungen bei etwa 180 bis 200° C. Der CO2-Gehalt der Abgase wird mit etwa 10 Vol. % gemessen. Damit ergibt sich ein Gesamtwirkungsgrad von 92%. Durch die Dosierbarkeit der Verbrennungsluft über das Brennluftgebläse 72 und die des Altöls über die Ölpumpe 2 läßt sich auch praktisch eine stöchiometrische Verbrennung unterhalten. Der Rußgehalt ist äußerst niedrig. Selbst zu Beginn des Verbrennungsvorganges sind nur äußerst geringe Rußmengen zu beobachten.An intensive heat exchange is also carried out by the lamellar-coated jacket of the combustion chamber 30. These fins are made of copper, for example. The air outlet openings are adjustable in direction and intensity. According to measurements, the exhaust gas temperatures are around 180 to 200 ° C. The CO 2 content of the exhaust gases is measured at around 10% by volume. This results in an overall efficiency of 92%. Due to the meterability of the combustion air via the combustion air blower 72 and that of the waste oil via the oil pump 2, stoichiometric combustion can also be practically maintained. The soot content is extremely low. Only very small amounts of soot can be observed even at the beginning of the combustion process.
Die Vorrichtung kann ohne weiteres noch bis zu einer Menge von 0,5 kg Altöl pro Stunde betrieben werden. Bei dieser geringen Zufuhr wird praktisch nur eine Unterhaltungsflamme in der Brennschale aufrechterhalten. Selbst bei diesen geringen Durchsatzmengen können noch stöchiometrische Bedingungen aufrechterhalten werden.Es ist möαlich, in kurzer Zeit die Leistung wieder hochzufahren. The device can easily be operated up to an amount of 0.5 kg of waste oil per hour. With this small supply, only one entertainment flame is practically maintained in the brazier. Even with these low throughputs, stoichiometric conditions can still be maintained. It is possible to restart the power in a short time.

Claims

P a t en t a n s p r ü c h e P at en t claims
1. Verfahren zum Zünden und Verbrennen von brennbaren, rückstandsreichen Altölen in einem Ofen, der an seiner Basis mit einer nach oben offenen Brennschale (21) und oberhalb der Brennschale mit einer - gegebenenfalls unterteilten - Brennkammer (30), sowie mit einer Einrichtung (2, 7, 8), mit der das Altöl der Brennschale (21) dosiert zuführbar ist, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zündung des Altöls die leere Brennschale (21) mittels einer abschaltbaren zusätzlichen Wärmequelle (23, 2%) wenigstens partiell bis auf eine oberhalb der Zünd- und Verdampfungstemperatur des Altöls liegenden Temperatur erhitzt wird, anschließend Altöl dosiert auf die erhitzte Brennschale (21) gebracht und gezündet wird.1.Procedure for igniting and burning combustible, residue-rich waste oils in a furnace, which has at its base an upwardly open brazier (21) and above the brazier with an - optionally subdivided - combustion chamber (30), as well as a device (2 , 7, 8), with which the used oil can be fed to the brazier (21) in a metered manner, characterized in that before the used oil is ignited, the empty brazier (21) by means of a switchable additional heat source (23, 2%) at least partially is heated to a temperature above the ignition and evaporation temperature of the waste oil, then waste oil is metered onto the heated brazier (21) and ignited.
2. Verfahren zur Vorbereitung der bei Altöl-Verbrennung erforderlichen Reinigung der Brennschale (21) nach Unterbrechung der Brennstoff-Zufuhr und Ausbrennen des noch in der Brennschale befindlichen brennbaren Altöl-Anteils, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibenden Brennstoff-Reste (Bitumen-Schlacke) in der Brennschale mit Hilfe einer zusätzlich einzuschaltenden, die Brennschale (21) beheizenden Wärmequelle (23, 28) pyrolysiert werden.2. A process for preparing the cleaning of the brazier (21) required in the case of waste oil combustion after the fuel supply has been interrupted and the combustible waste oil portion still present in the brazier has been burned out, characterized in that the remaining fuel residues (bitumen slag) are pyrolyzed in the brazier with the aid of an additional heat source (23, 28) which is to be switched on and which heats the brazier (21).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zünd- und/oder PyrolyseVerfahrens die Brennschale (21) wenigstens partiell auf eine Temperatur T von 400°C ≤ T ≤ 800°C gebracht wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the ignition and / or pyrolysis process, the brazier (21) is at least partially brought to a temperature T of 400 ° C ≤ T ≤ 800 ° C.
Vorrichtung zur Verbrennung von brennbaren Altölen in einer Brennschale, geeignet zur Durchführung des (der) Verfahren (s) nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich, vorzugsweise unterhalb, der Brennschale (21) wenigstens eine zusätzliche Heizvorrichtung (23; 27) angeordnet ist.Device for burning combustible waste oils in a brazier, suitable for implementation of the method (s) according to claim 1 and / or 2, characterized in that at least one additional heating device (23; 27) is arranged in the region, preferably below, the brazier (21).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschale (21) eine Bodenmulde (27) unterhalb des Endes eines Altöl-ZuflußStutzens (8) besitzt.5. The device according to claim 4, characterized in that the brazier (21) has a bottom recess (27) below the end of an old oil inflow nozzle (8).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenmulde (27) einen ovalen oder nierenförmigen Umriß hat und etwa 1/5 bis 1/3 der Bodenfläche der Brennschale (21) einnimmt.6. The device according to claim 5, characterized in that the bottom recess (27) has an oval or kidney-shaped outline and occupies about 1/5 to 1/3 of the bottom surface of the brazier (21).
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Brennschale (21), vorzugsweise im Bereich der Mulde (27), eine weitere zusätzliche Heizvorrichtung (28) angeordnet ist.7. The device according to claim 4-6, characterized in that below the brazier (21), preferably in the region of the trough (27), a further additional heating device (28) is arranged.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Brennschale (21) wenigstens ein elektrischer Widerstandsheizkörper, insbesondere eine Heizwendel (22; 28) angeordnet ist.8. The device according to claim 4-7, characterized in that below the brazier (21) at least one electrical resistance heater, in particular a heating coil (22; 28) is arranged.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschale (21) induktiv beheizbar ist.9. The device according to claim 4-7, characterized in that the brazier (21) is inductively heated.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieBrennschale aus Gußeisen nach DIN 1493 besteht.10. The device according to claim 4, characterized in that the burner consists of cast iron according to DIN 1493.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Brennsohale (21) mit einem Temperaturfühler (37) überwachbar ist. 11. The device according to claim 4 - 10, characterized in that the temperature of the Brennsohale (21) with a temperature sensor (37) can be monitored.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (8) frei in einer Entfernung zwischen 2 und 20 cm oberhalb der Brennschale (21) bzw. der Bodenmulde (27) endet.12. The apparatus according to claim 4-6, characterized in that the inflow nozzle (8) ends freely at a distance between 2 and 20 cm above the brazier (21) or the trough (27).
13. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführstutzen (8) einen Neigungswinkel zwischen 25° und 35° mit der Waagerechten bildet.13. The apparatus of claim 4 and 12, characterized in that the feed nozzle (8) forms an inclination angle between 25 ° and 35 ° with the horizontal.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 13, dadurchgekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (8) eine wesentlich größere lichte Querschnittsfläche hat als eine ölzufuhrleitung (7), die am Zuflußstutzen (8) endet.14. Device according to one of claims 4-13, characterized in that the inflow nozzle (8) has a substantially larger clear cross-sectional area than an oil supply line (7) which ends at the inflow nozzle (8).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (8) von der Eintrittsöffnung (51) der Ölzufuhrleitung (7) bis zur unten liegenden Mündung (50) mit derselben lichten Querschnittsfläche ausgestattet, ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the inlet connector (8) from the inlet opening (51) of the oil supply line (7) to the bottom mouth (50) is equipped with the same clear cross-sectional area.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum des Zuführstutzens (8) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.16. The apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that the inner cavity of the feed connector (8) is in communication with the atmosphere.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführstutzen (8) mit einem innerhalb des Stutzenhohlraums verschiebbaren Reinigungskolben (52) versehen ist.17. Device according to one of the preceding claims 4-16, characterized in that the feed nozzle (8) is provided with a cleaning piston (52) which can be displaced within the nozzle cavity.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskolben (52 ) mit mehreren peripher auf Abstand stehenden Schab- oder Schneidköpfen (53) versehen ist. 18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the cleaning piston (52) with a plurality of peripherally spaced scraping or cutting heads (53) is provided.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungskolben (52) mit Hilfe einer aus dem Stutzen (8) ragenden KolbenStange (55) verschiebbar ist.19. The apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that the cleaning piston (52) is displaceable with the aid of a piston rod (55) projecting from the connecting piece (8).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (55) gegen eine Feder (58) in Richtung der Stutzenmündung (50) verschiebbar ist.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the piston rod (55) against a spring (58) in the direction of the neck opening (50) is displaceable.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (8) wenigstens auf einem Teil seiner Länge im Brennluftzufuhrstrom angeordnet ist.21. Device according to one of claims 4-16, characterized in that the inflow nozzle (8) is arranged at least over part of its length in the combustion air supply flow.
22. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Brennschale (21) ein auf Rotglut erhitzbarer Glühkörper (45) als zusätzliche Zündvorrichtung angeordnet ist.22. The apparatus according to claim 4, characterized in that a heatable to red heat incandescent body (45) is arranged as an additional ignition device above the brazier (21).
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (45) aus einem perforierten Rohr mit eingebauter Heizwendel besteht.23. The device according to claim 22, characterized in that the incandescent body (45) consists of a perforated tube with a built-in heating coil.
24. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, mit einer den Brennvαrgang überwachenden Fotozellenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozelle (25) der Fotozellenanordnung (24) im wesentlichen die vom Bereich der Mulde (27) innerhalb der Brennschale (21) ausgehende Strahlung empfängt.24. The apparatus of claim 4 and 5, with a Brennvαrgang monitoring photocell arrangement, characterized in that the photocell (25) of the photocell arrangement (24) essentially receives the radiation emanating from the area of the trough (27) within the brazier (21).
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellenanordnung in ein Kühlluftrohr eingebaut ist, das im Bereiche der Mulde (27) endet, so daß die das Rohr durchströmende Kühlluft als25. The device according to claim 24, characterized in that the photocell arrangement is installed in a cooling air tube, which ends in the region of the trough (27), so that the cooling air flowing through the tube as
Verbrennungsluft oberhalb der Mulde (27) austritt. Combustion air emerges above the trough (27).
26. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Zündvorrichtung ein Reflektorzünder (46) verwendet ist, der eine gebündelte Wärmestrahlung im Bereich der Mulde (27) erzeugt.26. The apparatus according to claim 4, characterized in that a reflector igniter (46) is used as an additional ignition device, which generates a concentrated heat radiation in the region of the trough (27).
27. Vorrichtung nach Anspruch 22 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtungen mit einer Luftzuführung verbunden sind, mit der Verbrennungsluft in den Bereich des Wärmemaximums einleitbar ist.27. The apparatus of claim 22 and 26, characterized in that the ignition devices are connected to an air supply with which combustion air can be introduced into the region of the maximum heat.
28. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum oberhalb der Brennschale (21) von einer perforierten Glühhaube (40) abgedeckt ist, durch die die Verbrennungsgase hindurchströmen.28. The apparatus according to claim 4, characterized in that the combustion chamber above the brazier (21) is covered by a perforated glow hood (40) through which the combustion gases flow.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühhaube (40) als Kegelstumpf mit einer oberen Öffnung gestaltet ist, in die ein rohrförmiger Glühkonverter (43) eingebaut ist.29. The device according to claim 28, characterized in that the glow hood (40) is designed as a truncated cone with an upper opening into which a tubular glow converter (43) is installed.
30. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschale einschließlich der zusätzlichen Heizvorrichtung in einem gegenüber der Gesamtvorrichtung herausziehbaren Schubkasten (83) angeordnet ist. 30. The device according to claim 4, characterized in that the brazier including the additional heating device is arranged in a pull-out drawer (83) relative to the overall device.
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