AT4329U1

AT4329U1 - Dampferzeuger für dampfbetriebene maschinen und modelle

Info

Publication number: AT4329U1
Application number: AT0036600U
Authority: AT
Inventors: Franz Schmeisser
Original assignee: Franz Schmeisser
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-06-25
Also published as: AU2001259930A1; WO2001087445A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Damperzeuger für dampfbetriebene Maschinen und Modelle, insbesondere für Lokomotiven von Modelleisenbahnen, mit einem von einem Wassermantel umhüllten Brennerrohr (2) und einem Brenner (4) für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, vorzugsweise Flüssiggas. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (4) in einem stirnseitigen Bereich (3) des Brennerrohres (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger für dampfbetriebene Maschinen und Modelle, insbesondere für Lokomotiven von Modelleisenbahnen, mit einem von einem Wassermantel umhüllten Brennerrohr und einem Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, vorzugsweise Flüssiggas.

Bei Dampferzeugern für dampfbetriebene Modelle, insbesondere für Lokomotiven von Modelleisenbahnen, beispielsweise der Grösse HO, sind einige mechanische bzw. fertigungstechnische Probleme zu lösen, wenn trotz der Miniaturisierung ein funktionierender Dampfantrieb und ein dafür notwendiger Dampferzeuger reali- siert werden soll.

Bekannte Ausführungen weisen einen zylindrischen Dampfkessel auf, welcher von einem Brennerrohr in Längsrichtung durchsetzt wird. In den Dampfkessel wird das zur Dampferzeugung notwendige Wasser gefüllt, welches das Brenner- rohr als Wassermantel umhüllt. Im Brennerrohr ist axial - mit genügendem Abstand für die Zufuhr der Verbrennungsluft bzw. Abfuhr der Verbrennungsabga- se - ein Rohrbrenner angeordnet, welcher Schlitze oder Bohrungen für den Gas- austritt aufweist. Nach der Entzündung des Gases, vorzugsweise Flüssiggas, wel- ches auch für Feuerzeuge verwendet wird, bilden sich an der Oberseite des Rohrbrenners Gasflammen, welches das vom Wassermantel umhüllte Brenner- rohr erhitzen und so die Dampferzeugung einleiten.

Die Dampferzeugung erfolgt allerdings ineffizient, da das Brennerrohr nicht am gesamten Umfang gleichmässig mit Wärme beaufschlagt wird und zudem sehr inhomogene Strömungsverhält- nisse im Inneren des Brennerrohres herrschen, da von beiden Stirnseiten Luft zutreten bzw. die Verbrennungsgase austreten können. Weiters ist es nicht mög- lich, derartige Rohrbrenner beliebig zu verkleinern und beispielsweise für Modelle der Grösse HO einzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Dampferzeuger für dampfbe- triebene Modelle, insbesondere für Lokomotiven, vorzuschlagen, welcher die Ein- gangs erwähnten Nachteile vermeidet und eine hohe Dampfausbeute bei kleins- tem Brennraum garantiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Brenner in einem stirnseitigen Bereich des Brennerrohres angeordnet ist, wobei es besonders vor- teilhaft ist, wenn das Gehäuse des Brenners im stirnseitigen Bereich an der Innenwand des Brennerrohres anliegt und im Brennerrohr einen auf der vom

Brenner abgewandten Seite offenen Brennraum bildet. Beim erfindungsgemässen Dampferzeuger wird der Brennraum durch den im stirnseitigen Bereich des Brennrohres angeordneten Brenner axial von der Gasflamme durchströmt, wodurch eine radial gleichmässige Erwärmung des Brennerrohres erfolgt. Bei erheblich geringerem Gasverbrauch kann auch bei kleinsten Abmessungen des Brennraumes die Dampferzeugung wesentlich gesteigert werden, sodass mit einer Wasserfüllung von ca. 10 cm3 Betriebszeiten bis zu 20 Minuten erreicht werden können.

Innerhalb des Brennraumes herrschen - ausgehend vom Bren- ner an einer Stirnseite des Brennerrohres bis zur offenen Stirnseite am anderen Ende des Brennerrohres - homogene Strömungsverhältnisse, welche den Wir- kungsgrad der Verbrennung entscheidend verbessern.

Es ist von Vorteil, wenn der Wassermantel durch einen zum Brennerrohr achs- parallelen, zylindrischen Dampfkessel begrenzt ist und das Brennerrohr ausser- mittig im Dampfkessel, etwa im unteren Drittel des Dampfkessels, angeordnet ist.

Erfindungsgemäss ist weiters vorgesehen, dass der Brenner eine Einlassdüse für den flüssigen oder gasförmigen Brennstoff, daran anschliessend einen Mischraum mit Einlassöffnungen für die Verbrennungsluft und eine von einer Streuscheibe begrenzte Wirbelkammer aufweist.

In einer erfindungsgemässen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Ein- lassdüse im Mischraum des Brenners axial verschiebbar ist. Die Intensität der Verbrennung kann dadurch erheblich erhöht oder gesenkt werden und der Bren- ner optimal auf den jeweiligen Dampfkessel abgestimmt werden. Dabei ist es weiters von Vorteil, wenn am Dampfkessel ein mechanischer Druckaufnehmer vorgesehen ist, welcher über ein vorzugsweise mechanisches Übertragungs- element in Verschiebungsrichtung auf die Einlassdüse des Brenners einwirkt. Als Druckaufnehmer kann ein federbelasteter Kolben oder eine Membran verwendet werden, deren Bewegung über ein Gestänge oder dgl. auf die Einlassdüse ein- wirkt und diese im Sinne einer Erhöhung oder Absenkung der Verbrennungs- intensität verschiebt. Damit kann eine benutzerfreundliche Selbstregelung des Systems erreicht werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann zur Optimierung des Flammenbildes die Streuscheibe eine zentrale Bohrung mit einem zylindrischen Fortsatz sowie um die zentrale Bohrung angeordnete Öffnungen, vorzugsweise Bohrungen

und/oder Randschlitze aufweisen, wobei die Bohrungen und/oder Randschlitze drallerzeugend ausgebildet sein können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zum Teil schematischen Zeichnun- gen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den erfindungsgemässen Dampferzeuger in einem Axialschnitt, Fig. 2 den Hochleistungsbrenner des Dampferzeugers in einer vergrösserten Darstellung in einer Schnittdarstellung gemäss Fig. 1, sowie die Fig. 3 und 4 die Streuscheibe des Brenners in Draufsicht sowie in einer Seitenan- sicht.

Der in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemässe Dampferzeuger für dampfbetrie- bene Modelle weist einen zylindrischen Dampfkessel 1 mit einem aussermittig angeordneten Brennerrohr 2 auf, welches den Dampfkessel 1 achsparallel durch- setzt. In einem stirnseitigen Bereich 3 des Brennerrohres 2 ist ein Brenner 4 angeordnet, wobei das Gehäuse 5 des Brenners 4 an der Innenwand des Bren- nerrohres 2 anliegt und im Inneren des Brennerrohres 2 einen auf der gegenüber liegenden Stirnseite offenen Brennraum 6 definiert. Der Dampfkessel 1 wird über die verschliessbare Öffnung 7 mit Wasser, vorzugsweise mit destilliertem Wasser, gefüllt. Am Auslass 8 kann der im Dampfkessel 1 entstehende Wasserdampf ent- nommen und zu einem nicht weiter dargestellten, mit Dampf betriebenen Modell geleitet werden.

Insbesondere ist der in Fig. 1 dargestellte Dampferzeuger geeignet, in die Lokomotive einer Modelleisenbahn eingebaut zu werden.

Zur Justierung der optimalen Verbrennung im Brennraum 6 kann der Brenner 4 im Brennrohr 2 axial verschoben werden und beispielsweise mit einem in einer Nut 9 (siehe Fig. 2) im Brennergehäuse 5 geführten Federring fixierbar sein.

Der Brenner 4 ist im wesentlichen dreiteilig aufgebaut und weist ein Gehäuse 5 mit dem darin angeordneten Mischraum 11 und der damit in Verbindung stehen- den Wirbelkammer 13, eine den Mischraum 11 begrenzende, axial verschiebbare Einlassdüse 10 für den flüssigen oder gasförmigen Brennstoff sowie eine die Wir- belkammer 13 zum Brennraum 6 abgrenzende Streuscheibe 14 auf. In den Mischraum 11 münden Einlassöffnungen 12 für die Verbrennungsluft, welche bei- spielsweise als radiale Bohrungen ausgebildet sind.

Um den Brenner 4 an unterschiedliche Brennraumgeometrien anpassen zu kön- nen, ist es von Vorteil, wenn die Streuscheibe 14 in der Wirbelkammer 13 des Brenners 4 axial verschiebbar angeordnet ist. Wie in Fig. 3, einer Draufsicht, und in Fig. 4 einer Seitenansicht der Streuscheibe 14 ersichtlich, kann diese eine

zentrale Bohrung 15 mit einem zylindrischen Fortsatz 18 aufweisen, wobei um die zentrale Bohrung 15 angeordnete Öffnungen, vorzugsweise Bohrungen 16 und/oder Randschlitze 17 vorgesehen sein können. Zur Erzeugung eines Dralls können schräge Randschlitze 17 bzw. Bohrungen 16 vorgesehen sein.

Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, kann am Dampfkessel 1 ein mechanischer Druckaufnehmer 19 vorgesehen sein, welcher über ein vorzugsweise mechani- sches Übertragungselement 20 in Verschiebungsrichtung auf die verschiebbare Einlassdüse 10 des Brenners 4 einwirkt. Damit kann abhängig vom Druck im Dampfkessel 1 bei Druckabfall die Verbrennung intensiviert bzw. bei Druck- anstieg minimiert werden.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Dampferzeuger für dampfbetriebene Maschinen und Modelle, insbesondere für Lokomotiven von Modelleisenbahnen, mit einem von einem Wasser- mantel umhüllten Brennerrohr (2) und einem Brenner (4) für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, vorzugsweise Flüssiggas, dadurch gekennzeich- net, dass der Brenner (4) in einem stirnseitigen Bereich (3) des Brenner- rohres (2) angeordnet ist.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) des Brenners (4) im stirnseitigen Bereich (3) an der Innen- wand des Brennerrohres (2) anliegt und in Brennerrohr (2) einen auf der vom Brenner (4) abgewandten Seite offenen Brennraum (6) bildet.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassermantel durch einen zum Brennerrohr achsparallelen, zylindri- schen Dampfkessel (1) begrenzt ist und das Brennerrohr (2) aussermittig im Dampfkessel (1) angeordnet ist.
4. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, dass der Brenner (4) im Brennerrohr (2) axial verschiebbar und bei- spielsweise mit einem in einer Nut (9) im Brennergehäuse (5) geführten Federring fixierbar ist.
5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, dass der Brenner (4) eine Einlassdüse (10) für den flüssigen oder gas- förmigen Brennstoff, daran anschliessend einen Mischraum (11) mit Einlass- öffnungen (12) für die Verbrennungsluft und eine von einer Streuscheibe (14) begrenzte Wirbelkammer (13) aufweist.
6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuscheibe in der Wirbelkammer (13) des Brenners (4) axial verschiebbar ist.
7. Dampferzeuger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassdüse (10) im Mischraum (11) des Brenners (4) axial verschiebbar ist.
8. Dampferzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Dampfkessel (1) ein mechanischer Druckaufnehmer (19) vorgesehen ist, <Desc/Clms Page number 6> welcher über ein vorzugsweise mechanisches Übertragungselement (20) in Verschiebungsrichtung auf die Einlassdüse (10) des Brenners (4) einwirkt.
9. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 5 oder 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Streuscheibe (14) eine zentrale Bohrung (15) mit einem zylindrischen Fortsatz (18) sowie um die zentrale Bohrung (15) angeordnete Öffnungen, vorzugsweise Bohrungen (16) und/oder Randschlitze (17) auf- weist.
10. Dampferzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Boh- rungen (16) und/oder Randschlitze (17) drallerzeugend ausgebildet sind.