DE1501845C - Pot burner for liquid fuel - Google Patents
Pot burner for liquid fuelInfo
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Description
F i g. 3 eine vergrößert perspektivische Darstellung eines Zünd- oder Hilfsbrennerteiles in dem erfindungsgemäßen Topfbrenner.F i g. 3 is an enlarged perspective view of a pilot or auxiliary burner part in the inventive Pot burner.
Der Topfbrenner nach der vorliegenden Erfindung hat einen Brennertopf mit einem wannenartigen ausgebildeten Bodenteil 3, der eine flache Verdampfer-Ringwanne bildet und einen nach oben ragenden Umfangsrand aufweist, an den sich nach oben ein Mantelteil 2 anschließt, auf dem ein kräftig ausgeführter Brennerring 1 ruht. Der Bodenteil 3 hat an einer Stelle seines äußeren Umfangs einen Brennstoff-Zuleitungsanschluß 4,· der mit einer geeigneten Brennstoffquelle, beispielsweise einem Brennstofftank, verbunden ist. Die Bodenfläche des Bodenteils 3 steigt nach der Mitte hin etwas an. Der Bodenteil 3 weist an derjenigen Stelle, an der der Brennstoff durch den Brennstoffanschluß 4 zugeführt wird, eine Vertiefung 18 auf, die einen »ölsumpf«bildet.The pot burner according to the present invention has a burner pot with a trough-like design Bottom part 3, which forms a flat evaporator ring trough and an upwardly protruding peripheral edge has, to which a shell part 2 is connected to the top, on which a powerfully executed Burner ring 1 is at rest. The bottom part 3 has a fuel supply line connection at one point on its outer circumference 4, which is supplied with a suitable fuel source, for example a fuel tank, connected is. The bottom surface of the bottom part 3 rises slightly towards the middle. The bottom part 3 has at the point at which the fuel is supplied through the fuel connection 4, a recess 18 which forms an "oil sump".
In dem äußeren Mantelteil 2 des Brennertopfes sind längs paralleler Umfangskreislinien zahlreiche, relativ kleine Lufteintrittsöffnungen 6 bis 11 vorgesehen, von denen die Lufteintrittsöffnungen 6 und 7 im oberen Wandteil schräg nach aufwärts gerichtet sind, um der Brennerflamme sekundäre Verbrennungsluft zuzuführen; die . öffnungen 8, 9 und 10 sind horizontal gerichtet, um primäre Luft in den oberen Teil des Brenners hineinzuleiten, und die öffnungen 11 im unteren Teil des Mantelteils 2 sind nach abwärts gerichtet, um die Verbrennungsluft bis in den Bodenteil des Brenners hineinzuführen.In the outer shell part 2 of the burner pot are along parallel circumferential circles numerous, relatively small air inlet openings 6 to 11 provided, of which the air inlet openings 6 and 7 in the upper wall part are directed obliquely upwards are to supply secondary combustion air to the burner flame; the . openings 8, 9 and 10 are directed horizontally to keep primary air in the to lead in the upper part of the burner, and the openings 11 in the lower part of the jacket part 2 are after directed downwards in order to lead the combustion air into the bottom part of the burner.
Zwischen den Lufteinlaßöffnungen 10 und 11 ist ein Schirm- oder Leitring 25 angeordnet, dessen äußerer Durchmesser ein wenig kleiner ist als der innere Durchmesser des äußeren Mantelteils 2 des Brennertopfes, und der auf Zapfen 25 α ruht, die von der Innenseite des äußeren Mantelteils 2 radial nach innen vorspringen. Auf der Mitte des Bodenteils 3 ist eine äußere zylindrische Rohrhaube 13 angebracht, die sich mit allseitigem radialem Abstand durch die zentrale öffnung 25 b des Leitringes 25 bis zu einer Höhe erstreckt, die im wesentlichen gleich dem Höhenniveau der oberen Lufteintrittsöffnungen 6 und 7 entspricht. Diese zylindrische Rohrhaube 13 hat im Umfangsbereich ihrer oberseitigen Abschlußklappe Kränze von Sekundärluft-Austrittsöffnungen 14, 15, 16 und 17; sie ist außerdem in ihrem unteren Bereich innerhalb eines Sektors ihrer Wandung unterhalb des Leitringes 25 mit radial nach außen führenden Luftzufuhröffnungen 20 versehen.Between the air inlet openings 10 and 11 a screen or guide ring 25 is arranged, the outer diameter of which is a little smaller than the inner diameter of the outer shell part 2 of the burner pot, and which rests on pin 25 α , which radially from the inside of the outer shell part 2 protrude inward. In the middle of the bottom part 3, an outer cylindrical tubular hood 13 is attached, which extends with radial spacing on all sides through the central opening 25 b of the guide ring 25 to a height which corresponds essentially to the height of the upper air inlet openings 6 and 7. This cylindrical tubular hood 13 has rings of secondary air outlet openings 14, 15, 16 and 17; it is also provided in its lower area within a sector of its wall below the guide ring 25 with air supply openings 20 leading radially outward.
Ein an beiden Enden offenes Innenrohr 12 ist mit Abstand innerhalb der zylindrischen Rohrhaube 13 in den zentralen Teil des Bodenteils 3 eingeschweißt, und zwar an der inneren Randkante eines zentralen Durchbruches 3 a, der innerhalb einer Halterung 27 für die äußere Rohrhaube 13. am Bodenteil 3 vorgesehen ist. Das oberseitig offene Ende des Innenrohres 12, das von dem Bodenteil 3 senkrecht nach oben ragt, mündet in den oberen Abschnitt der äußeren zylindrischen Rohrhaube 13.An inner tube 12, open at both ends, is welded at a distance within the cylindrical tube hood 13 into the central part of the bottom part 3, namely at the inner edge of a central opening 3a, which is located within a holder 27 for the outer tube hood 13 on the bottom part 3 is provided. The end of the inner tube 12, which is open at the top and protrudes vertically upward from the bottom part 3, opens into the upper section of the outer cylindrical tube hood 13.
Der Anzünd- und Zünddocht 19 taucht mit seinem unteren Ende in das öl ein, das sich in der ölsumpf-Vertiefung 18 befindet; dieser Docht ist aus einem hitzebeständigen Material hergestellt, etwa aus rostfreien Stahlfäden, die zu einem beispielsweise flachen Docht miteinander verwebt oder verflochten sind. Die Luftzufuhröffnungen 20 im unteren Teil der Wand der Rohrhaube 13 liegen innerhalb des dem Docht 19 zugewandten Sektors und münden in einen den Docht enthaltenden Hilfsbrennraum, der durch eine obere waagerechte Deckwand 21 über dem oberen Ende des Dochtes 19 und beiderseits der Zufuhröffnungen 20 vorgesehene seitliche Abschlußwände 35, 35' abgeteilt ist. Dieser Hilfsbrennerraum ist sektorförmig ausgebildet und liegt unterhalb des Leitringes 25. Die Abschlußwände 35, 35' verlaufen vom Umfang der Rohrhaube 13 radial und lassen in der Nähe des äußeren Mantelteils 2 des Brennertopfes zwei öffnungen 22, 22' frei. In den Abschluß- ' wänden sind Luftdurchtrittsöffnungen 24 und 26 vorgesehen, wobei die öffnungen 26 in zur Freigabe der öffnungen 22, 22' abgebogenen bzw. halbkreisförmigen Leitblechen der Abschlußwände 35, 35' sitzen.The ignition and ignition wick 19 dips with its lower end into the oil that is in the oil sump depression 18 is located; this wick is made of a heat-resistant material, such as stainless steel threads that are woven or intertwined to form a flat wick, for example are. The air supply openings 20 in the lower part of the wall of the tubular hood 13 are within the dem Wick 19 facing sector and open into an auxiliary combustion chamber containing the wick, which through an upper horizontal cover wall 21 over the upper end of the wick 19 and on either side of the feed openings 20 provided lateral end walls 35, 35 'is divided. This auxiliary burner room is sector-shaped and lies below the guide ring 25. The end walls 35, 35 'run from the circumference of the tubular hood 13 and leave in the vicinity of the outer shell part 2 of the burner pot two openings 22, 22 'free. Air passage openings 24 and 26 are provided in the end walls, wherein the openings 26 are bent or semicircular to release the openings 22, 22 ' Baffles of the end walls 35, 35 'sit.
Der Anzünd- und Zünddocht 19 ist mit der Deckwand 21 über radial angeordnete, mit Löchern 23 a oder kleinen öffnungen versehene Leitbleche 23 verbunden; gegenüber dem Docht 19 ist in der äußeren Mantelwand eine Anzündöffnung 5 vorgesehen.The ignition and ignition wick 19 is connected to the top wall 21 via radially arranged guide plates 23 provided with holes 23 a or small openings; opposite the wick 19, an ignition opening 5 is provided in the outer jacket wall.
Bei der soeben beschriebenen Brennerausführung tritt Luft aus dem Bereich um den Brennertopf herum durch die Lufteintrittsöffnungen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 in den Mantelteil 2 und auch durch das an beiden Seiten offene Innenrohr 12 und dann durch die Sekundärluft-Austrittsöffnungen 14, 15, 16, 17 in der Rohrhaube 13 unter der Wirkung des Zuges eines Schornsteins oder eines Lüfters in den Innenraum des Brennertopfes und durch die Luftzufuhröffnungen 20 in den Hilfsbrennraum.With the burner design just described, air emerges from the area around the burner pot around through the air inlet openings 6, 7, 8, 9, 10 and 11 in the shell part 2 and also through the on Inner tube 12 open on both sides and then through the secondary air outlet openings 14, 15, 16, 17 in the pipe hood 13 under the action of the draft of a chimney or a fan into the interior of the burner pot and through the air supply openings 20 into the auxiliary combustion chamber.
Wenn eine geringe Menge flüssigen Brennstoffs durch den Brennstoffanschluß 4 in den Bodenteil 3 eingeführt wird, fließt dieser Brennstoff zunächst in die den ölsumpf bildende Vertiefung 18, tränkt den in diesen ölsumpf eintauchenden Docht 19 und wird an der Oberfläche des Dochtes verdampft. Der so gebildete Brennstoffdampf wird mit der Luft im Bereich des Dochtes oder der durch die Luftzufuhröffnungen 20 zuströmenden Luft gemischt, so daß er beim Eindringen einer Zündflamme durch die Zündöffnung 5 leicht entzündet werden kann.If a small amount of liquid fuel flows through the fuel connection 4 into the bottom part 3 is introduced, this fuel first flows into the recess 18 forming the oil sump, soaking the in this oil sump immersed wick 19 and is evaporated on the surface of the wick. The so educated Fuel vapor is with the air in the area of the wick or through the air supply openings 20 incoming air mixed, so that when a pilot flame penetrates through the ignition opening 5 can be easily ignited.
Die durch die Luftzufuhröffnungen 20 in dem Docht 19 zugewandten Umfangssektor der Rohrhaube 13 einströmende Luft verteilt sich in dem sektorförmigen Hilfsbrennraum (F i g. 3) nach rechts und nach links. Durch Anordnen des Dochtes 19 an einer Stelle, an der sich diese Luftströmung seitlich teilt und ihre Geschwindigkeit relativ gering ist, kann der Docht sicher durch ein brennendes Zündholz durch die Zündöffnung 5 gezündet werden. Die erste Flamme brennt ruhig weiter, da die oben erwähnten geteilten Luftströme durch die Leitbleche 23 etwas abgelenkt und von dem - brennenden Docht ferngehalten werden. Mit dem Verbrennungsbeginn an dem Docht 19 steigt die Temperatur des flüssigen Brennstoffs, der sich in der ölsumpf-Vertiefung 18 befindet; dieser Brennstoff verdampft, und die Flamme breitet sich über die gesamte Brennstoffoberfläche innerhalb des Hilfsbrennraumes aus. Da in diesem Hilfsbrennraum die heißen Verbrennungsgase der an dem Docht 19 brennenden Flamme in Richtung auf den äußeren Umfang des Brenners oder Brennertopfes strömen, wird der als ölverdampfungswanne dienende Bodenteil 3 des Brennertopfes wirksam erwärmt, was die stetige Ausbreitung der Flamme in dem Hilfsbrennraum begünstigt. Wenn der Brennstoff nur in geringer Menge zugeführt wird, spielt sich die Verbrennung in dem Hilfsbrennraum lediglich in der Nähe der Lu/tzufuhröffnungen 20 derThe circumferential sector of the tubular hood facing through the air supply openings 20 in the wick 19 13 inflowing air is distributed to the right in the sector-shaped auxiliary combustion chamber (FIG. 3) and to the left. By arranging the wick 19 in a place where this air flow is laterally parts and their speed is relatively slow, the wick can safely get through a burning match be ignited through the ignition opening 5. The first flame continues to burn calmly as the ones mentioned above divided air currents deflected somewhat by the baffles 23 and kept away from the - burning wick will. With the start of combustion on the wick 19, the temperature of the liquid rises Fuel located in the oil sump recess 18; this fuel evaporates, and the Flame spreads over the entire fuel surface within the auxiliary combustion chamber. There in this auxiliary combustion chamber the hot combustion gases of the flame burning on the wick 19 in Flow towards the outer circumference of the burner or burner pot is called the oil evaporation pan serving bottom part 3 of the burner pot effectively heated, which is the steady spread of the Flame in the auxiliary combustion chamber favors. If the fuel is only supplied in small quantities, The combustion in the auxiliary combustion chamber only takes place in the vicinity of the air supply openings 20 of FIG
Rohrhaube 13 ab. Wenn jedoch die Zufuhr von flüssigem Brennstoff erhöht wird, breiten .sich die Flammen in derjenigen Richtung aus, in der die Luft durch die Luftzufuhröffnungen 20 einströmt, d. h. in Richtung auf die öffnungen 22, 22' des Hilfsbrenners. Pipe hood 13 off. However, if the supply of liquid fuel is increased, the .sich Flames emanate in the direction in which the air flows in through the air supply openings 20, i. H. in Direction towards the openings 22, 22 'of the auxiliary burner.
Die Flammenausbreitung nach rechts und links entsprechend der Luftströmung wird durch die Leitbleche 23 begünstigt. Die Ausbildung und Ausbreitung der Flamme bzw. der Verbrennung innerhalb des Hilfsbrennraumes kann in der jeweils ge wünschten günstigsten Weise durch Regeln der Brennstoffzufuhr in den Hilfsbrennraum eingestellt werden; der ausnutzbare Regelbereich der Brennstoffzufuhrmenge ist sehr breit. Es sei noch darauf hingewiesen, daß eine gleichmäßige Lufteintrittsströmung in den Hilfsbrenner vor allem dann in besonders günstiger Weise erzielt werden kann/ wenn die Luftzufuhröffnungen 20 in der Rohrhaube 13 in seitlich symmetrischen senkrechten Reihen und mit gleichmäßigen Abständen in vertikaler Richtung angeordnet werden, wie dies die F i g. 1 und 2 erkennen lassen; dabei wird die Luft mit dem an der Öloberfläche des ölsumpfes 18 verdampfenden Brennstoff gleichmäßig durchgemischt und die Erzeugung von Ruß bei der Verbrennung auf einen Kleinstwert herabgesetzt. Außerdem bilden die seitlichen Abschlußwände 35, 35' kein Hindernis für das Ausbreiten der Verbrennung innerhalb des Hüfsbrennerraumcs, weil das Volumen des zwischen ihnen iiegenden Raumes von der Wand der Rohrhaube 13 in Richtung auf den Mantelteil des Brennertopfes stetig zunimmt; infolgedessen ist es möglich, eine sehr stabile Verbrennung zu erhalten, die in keiner Weise gestört wird. Dies trägt ebenfalls dazu bei, die Rußbildung ganz entscheidend zu verringern.The flame spread to the right and left according to the air flow is through the baffles 23 favored. The formation and spread of the flame or combustion within the auxiliary combustion chamber can be in the most favorable way ge desired by rules of Fuel supply to the auxiliary combustion chamber can be adjusted; the usable control range of the fuel supply quantity is very wide. It should also be noted that a uniform air inlet flow can be achieved in the auxiliary burner especially in a particularly favorable manner / if the air supply openings 20 in the pipe hood 13 in laterally symmetrical vertical rows and with evenly spaced in the vertical direction, as shown in FIG. 1 and 2 recognize leave; in the process, the air is mixed with the fuel evaporating on the oil surface of the oil sump 18 evenly mixed and the generation of soot during combustion to a minimum degraded. In addition, the side end walls 35, 35 'do not form an obstacle to spreading out of combustion within the auxiliary burner space because the volume of the between them iiegend space from the wall of the tubular hood 13 in the direction of the jacket part of the burner pot steadily increasing; as a result, it is possible to get a very stable combustion that in no way is disturbed. This also helps to decisively reduce soot formation.
Die in dem Hilfsbrennraum gebildeten Verbrennungsgase mit hoher Temperatur berühren bei ihrem Ausströmen den Mantelteil 2 und den unteren Umfangswandteil des Brennerbodenteils 3 und heizen so den unteren Bodenteil 3 des Brenners auf. Die Erwärmung des unteren Bodenteils 3 des Brennertopfes wird dann besonders kräftig, wenn die Verbrennung im Bereich der Öffnungen 22, 22' erfolgt und die Flamme direkt die Umfangswand des Bodenteils 3 bestreicht. Infolgedessen kann der Bodenteil 3 in kurzer Zeit ausreichend vorgeheizt werden, um die Verdampfung des in ihm enthaltenen flüssigen Brennstoffs zu bewirken. ,Wenn also der flüssige Brennstoff dann mit einem größeren Durchsatz eingespeist wird, verdampft er schnell und vollständig an der zur Verdampfung bestimmten inneren Oberfläche des unteren Bodenteils 3, und die Flamme breitet sich schnell über den gesamten QuerschnittThe high temperature combustion gases formed in the auxiliary combustion chamber touch at their outflow the shell part 2 and the lower peripheral wall part of the burner base part 3 and heat so on the lower base part 3 of the burner. The heating of the lower bottom part 3 of the burner pot becomes particularly powerful when the combustion takes place in the area of the openings 22, 22 ' and the flame directly brushes the peripheral wall of the bottom part 3. As a result, the bottom part 3 be preheated sufficiently in a short time to allow the evaporation of the liquid contained in it To effect fuel. So if the liquid fuel is then fed in with a greater throughput it evaporates quickly and completely on the inner surface intended for evaporation of the lower bottom part 3, and the flame spreads quickly over the entire cross section
ίο des Topfbrenners aus. Diese Verbrennung heizt den Bodenteil 3 weiter auf, so daß der Übergang zur vollen Brennerleistung mit · am oberen Teil des Brennertopfes brennender Flamme erfolgt. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß bei dem erfindungsgemäßen Topf brenner — wie dies oben bereits erläutert wurde — der Übergang von der Zündflamme an dem Zünddocht zum normalen Brennbetrieb des Topfbrenners in einer sehr sicheren und besonders günstigen Weise erfolgt, was insbesondere auf die Ausgestaltung des Hilfsbrennraumes zurückzuführen ist.ίο the pot burner off. This combustion heats the Bottom part 3 continues, so that the transition to full burner output with · on the upper part of the Burner pot burning flame takes place. It should be expressly pointed out that in the inventive Pot burner - as already explained above - the transition from the Pilot flame on the ignition wick for normal burning of the pot burner in a very safe and takes place in a particularly favorable manner, which is particularly due to the design of the auxiliary combustion chamber is due.
Die Höhe des beiderseitig offenen Innenrohres 12 wird so bestimmt, daß von der durch dieses Rohr einströmenden Verbrennungsluftmenge stets ein zumindest für die Anfangszündung oder das Aufrechterhalten der Zündflamme ausreichender Luftanteil durch die Luftzufuhröffnungen 20 in den Hilfsbrennraum abgezweigt wird. Eine weitere kleinere Verbesserung der Zündflammen-Einstellung kann entweder dadurch vorgenommen werden, daß man die Gestalt der Leitbleche 23 ändert oder ein Metallnetz an diesen Führungsgliedern.yorsieht.The height of the inner tube 12, which is open on both sides, is determined in such a way that from that through this tube inflowing combustion air quantity always at least for the initial ignition or the maintenance the pilot flame sufficient proportion of air through the air supply openings 20 in the auxiliary combustion chamber is branched off. Another minor improvement to the pilot setting can be either be made by changing the shape of the baffles 23 or a metal mesh look at these guide links.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Topfbrenners für einen Warmwasserbereiter, bei dem das Wasser dauernd heiß gehalten werden soll, muß der Brenner in der Lage sein, intermittierend zu arbeiten. Eine solche intermittierende Arbeitsweise kann automatisch erzielt werden, indem man in dem Hilfsbrennraum dem Zündflammdocht eine geringe »LeerlaufÄ-Brennstoffmenge zuführt, wenn eine normale Beheizung mit hoher Brennstoffzufuhr nicht notwendig ist. Beim Übergang auf größere Brennerleistung spielen sich die Vorgänge in der gleichen Weise ab, wie sie oben für die erste Zündung beschrieben wurden.When using the pot burner according to the invention for a water heater, in which the If water is to be kept hot at all times, the burner must be able to work intermittently. Such intermittent operation can be achieved automatically by working in the auxiliary combustion chamber supplies a small amount of "idle" fuel to the pilot wick, if a normal amount Heating with high fuel supply is not necessary. When transitioning to a larger burner output the processes take place in the same way as described above for the first ignition became.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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