CH312099A - Mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizter Heizapparat. - Google Patents

Description

  Mit     flüssigem    oder gasförmigem Brennstoff beheizter Heizapparat.    Die     vorliegende        Erfindung    bezieht sich  auf mit flüssigem oder gasförmigem Brenn  stoff beheizte Heizapparate, wie Zentral  heizungskessel und Öfen, und hat zur Auf  gabe, den Brennstoffverbrauch solcher Appa  rate zu     vermindern.    Dies wird gemäss der  Erfindung dadurch erreicht, dass der Ver  brennungsraum mit mindestens einem in  Reichweite der Flammen gelegenen Einsatz  ausgestattet ist, der aus einem porösen  Gebilde     langgestreckter    Metallteile besteht,  die aus einer     Legierung    bestehen, die aus       5-301/o    Chrom,     2#-91/o    .

   Aluminium und  einem Rest besteht, der mindestens zum  grösseren Teil aus Eisen besteht.  



       Überraschenderweise    hat es sich gezeigt, dass  man durch     derartige    Einsätze, die die übliche  keramische Ausfütterung des Verbrennungs  raumes ersetzen können, eine vollständigere  Verbrennung und damit eine Erhöhung des  Wirkungsgrades erzielt.  



  Metalldrähte bzw. Metallbänder haben eine  gute     Wärmeleitungsfähigkeit    und kleine  Wärmekapazität. Wenn man daher in einem       Verbrennungsraum    eine Ausfütterung sol  chen Materials verwendet, erreicht diese sehr  schnell eine 'Temperatur, die höher     liegt    als  der Flammpunkt des Brennstoffes. Wenn  man dagegen Ziegelausfütterung verwendet,  erfordert es eine beträchtliche Zeit, bis die  Oberfläche der Ziegelausfütterung     genügend     erhitzt ist. Besonders bei     unterbrochen    arbei  tenden Brennern ist es daher von grossem    Vorteil, eine metallische Ausfütterung zu ver  wenden.

   Ausserdem hat     eine    solche Ausfütte  rung eine     katalytische        Einwirkung    auf den  Verbrennungsverlauf, denn auf der Ober  fläche der Metalldrähte bzw. Metallbänder  bildet sich eine     Oxydschicht,    die eine stark  katalytische     Einwirkung    hat und auf diese  Weise den     Verbrennungsverlauf    in den  Spitzen der Flammen, wo im allgemeinen  Sauerstoffmangel herrscht, beschleunigt     und     dadurch den Wirkungsgrad im Verbren  nungsraum erhöht.  



  Das Material in den Einsätzen muss grosse  Wärme- und Oxydationsbeständigkeit haben,  was in hohem Grade bei der genannten     Eisen-          Chrom-Aluminium-Legierung    der Fall ist.  Diese Legierung kann noch Zusätze, die die  Feuerfestigkeit fördern und verbessernd auf  die mechanische Festigkeit des Materials ein  wirken, enthalten.

   Als Beispiele solcher Zu  sätze     sind    zu     erwähnen    Kobalt, Titan,     Tantal,          Zirkon,        Molybdän,    Wolfram,     Vanadin,        Ze-          rium        usw.        in        Mengen        bis        höchstens        2.%.     



  Was ein Material dieses Typs für den vor  liegenden Zweck besonders geeignet macht,  ist, dass die bei hoher Temperatur in der Luft  auf der Oberfläche des Metalls     katalytisch     wirkende     Oxydschicht    sich durch Diffundie  ren aus dem oder den     oxydbildenden    Metallen  neu bildet. Besonders bei     unterbrochenerVer-          brennung    bringen nämlich die 'Temperatur  unterschiede im Metall eine geringere oder  stärkere     Abschälung    der     Oxydschicht    mit      sich.

   Auf der andern Seite ist diese sukzessive       Abschälung    der     Oxydschicht    von Nutzen, da  die katalytische Wirkung der     Oxydschicht     durch     Verunreinigung    mit der Zeit ge  schwächt werden kann.  



  Das     draht-    oder bandförmige Material  kann in Form von     Rollen,    oder     Wicklungen     verwendet werden, die     evtl.    nach Weich  glühen zu Teppichen gepresst werden, die in  Form und Grösse dem Verbrennungsraum an  gepasst werden. 'Teppiche von 20 mm Dicke  haben gezeigt,     dass    diese     Dicke        effektiv    die  Stichflamme hindert, durch die     Teppiehc     gegen die Wände des     Verbrennungsraumes     zu schlagen.  



  Die Stabilität der Einsätze kann dadurch  erhöht werden, dass das metallische Material  auf Trägern aus keramischem Material an  gebracht wird, oder dass man es mit     gesehmie-          Beter    oder gegossener     Armierung    versieht.  



  Als Beispiel geeigneter Drahtdurchmesser  sei     0a5-3    mm genannt     und    bei     Verwenden.     von Material in Bandform nimmt man     ge-          eigneterweise        eine    entsprechende Stärke.  



  Zur Erläuterung der Verbesserung, die  mit Einsätzen der vorliegenden Art. erzielbar  ist, sollen im folgenden zwei vergleichende  Proben, die in der Praxis ausgeführt wurden,  beschrieben werden.  



  Die Proben wurden in einem Heizkessel  mit     Feuerungsöl    Nr. 1     und    mit einem Mund  stück, das 13,6 Liter Öl pro Stunde ver  braucht, ausgeführt. Das Mundstück hatte       einen        Streuwinkel    von 45 . Die Proben wur  den teils     ohne    und teils mit Einsätzen gemäss  der vorliegenden Art ausgeführt. Die Ein  sätze bestanden aus Draht aus der     Legierung          4%        Aluminium,        23%        Chrom        und        der        Rest     hauptsächlich Eisen.  



  Bei     ununterbrochenem    Verbrennungsvor  gang und üblicher Ziegelausfütterung erhielt       man        einen        Wirkungsgrad        von        87%,        mit        den     Einsätzen als Ersatz für die     Ziegelausfütte-          rung        einen        Wirkungsgrad        von        91%.     



  Bei unterbrochener Verbrennung     mit    glei  chen Zeitabständen für     Brennen    und Ruhe  periode von acht     Minuten    erhielt man ohne    Einsätze einen Wirkungsgrad von     781/o,    mit  Einsätzen einen Wirkungsgrad von     9,51/o.     



  Während also bei unterbrochener Ver  brennung der Wirkungsgrad ohne Einsätze       auf        78%        sank,        erhielt        man        mit        Einsätzen          eine    Zunahme des Wirkungsgrades auf     951)/o,          das        heisst        eine        Brennstoffersparnis        von        22%.     



  Bei dem unterbrochenen Brennbetrieb der  Anlage wurden auch     gewisse        Messingen    der  Wassertemperatur ausgeführt, die in der bei  liegenden     Zeichnung        aufgezeigt    sind.     Fig.    4       zeigt    eine Temperaturkurve, erhalten bei  Brennen ohne Einsätze, und     Fig.5    stellt in  grösserem Massstab eine solche Kurve bei  Brennen mit solchen Einsätzen an Stelle der       Ziegelausfütterung    dar. Die Temperatur A  ist in beiden Fällen als     Funktion    der Zeit.

   T  angegeben.     T,    stellt den     Anfangszeitpunkt     einer Brennperiode dar, vor der     die'Tempera-          tur        sinkend    war. In beiden Fällen fiel die  Temperatur weiterhin eine gewisse Zeit nach  dem Zeitpunkt     TI,    stieg dann aber ununter  brochen. In beiden Fällen     wurde    die Zeit, t  vom Zeitpunkt     T,    an gemessen, nach der die  Temperatur den gleichen Wert wie bei Zeit  punkt     T,    erreichte. Im Falle gemäss     Fig.    4,  also ohne Einsätze, war diese Zeit t sechs  Minuten und der Temperaturabfall a betrug  5 .

   Im Falle gemäss     Fig.5    dagegen war die  entsprechende Zeit t nur etwa eine Minute  und der 'Temperaturabfall     a    nur 1 . Dies  zeigt, dass mit Einsätzen der angegebenen Art  eine bedeutend raschere      Wiedergewinnung,>     nach den Abbruchperioden erfolgt als in dem  Fall, bei dem die Einsätze fehlen.  



  In der beigefügten     Zeichnung    sind     sehe..          matisch    ein Beispiel der     Heizvorrichtung     gemäss der Erfindung sowie Varianten des  Einsatzes veranschaulicht. Es zeigen:

         Fig.    1 im     Längsschnitt    einen an und für  sich bekannten, jedoch mit einem erfindungs  gemässen Einsatz ausgerüsteten     Heizkessel     für     Ölheizung,          Fig.    2. in     Perspektive    einen zu einer Platte  gepressten     Einsatz    der vorliegenden Art und       Fig.    3 in     Perspektive    eine andere Ausfüh  rung des Einsatzes,           it    1 wird der Kessel selbst bezeichnet,  <B>2</B>  mit 2.

   der Wasserraum, mit 3 der     Wasserein-          lass    und mit 4 der     Wasserauslass.    Mit<B>5</B> wird  ein     Ölbrenner,    der mit     einem    Streuwinkel von  etwa 45  Öl -6     in    den Verbrennungsraum ein  spritzt,     und    mit 7 der     Rauchgasauslass    be  zeichnet. Mit 8 wird der aus feuerfesten  Steinen bestehende Boden des Verbrennungs  raumes     gekennzeichnet.     



  Die 'Seiten des     Verbrennungsraumes    sind  mit Teppichen 9 bekleidet, die aus gepressten       Metalldrahtwicklungen    mit hoher     Wärme-          und    Oxydationsbeständigkeit bestehen. Jede  Seite des Verbrennungsraumes ist mit zwei  solchen Teppichen 9, die     aufeinandergestellt     sind, bekleidet. Die Rückwand des Verbren  nungsraumes . besteht aus einem ähnlichen  Teppich 10, der auf geeignete Weise an den  Seitenteppichen befestigt ist. Das Draht  material besteht aus einer Legierung der oben  erwähnten Zusammensetzung.  



  Um die Montage solcher Metallteppiche zu  erleichtern, können diese zweckmässig relativ  dünn gemacht werden, so dass man sie zu der  in     Fig.    3 gezeigten Form biegen kann, wobei  die Seitenstücke 11 mit dem Rückenstück 12  ein Stück bilden. Um die     erforderliche    Dicke  zu erreichen, können mehrere solcher Tep  piche     aufeinandergeschichtet    werden, zum  Beispiel zwei, wie in     Fig.3    gezeigt, wo der  äussere 'Teppich mit 13', 14 bezeichnet ist.  



  Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte  Ausführungsform beschränkt. Die Teppiche  können sowohl einen andern innern Aufbau  als auch eine andere äussere Form haben. Bei  spielsweise können diese aus einem aus Metall  stäben oder Metalldrähten gebildeten Gitter-    werk bestehen. Es ist auch nicht nötig, dass  die Einsätze die     Verbrennungsraumwände     teilweise bekleiden bzw. ausfüttern, sondern  sie können auch in Abstand von den Wänden  gestellt sein und     hierbei        parallel    zur     Öl-          strahlachse    angeordnet werden oder einen  Winkel mit dieser Achse bilden. Wesentlich  ist, dass sie in Reichweite der Flammen liegen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Mit flüssigem oder gasförmigem Brenn stoff beheizter Heizapparat, dadurch gekenn zeichnet, dass der Verbrennungsraum mit mindestens einem in Reichweite der Flammen gelegenen Einsatz ausgestattet ist, der aus einem porösen Gebilde langgestreckter Metall teile besteht, die. aus einer Legierung be stehen, die aus 5-300/1) Chrom, 2-90/9 Alu minium und einem Rest besteht, der min destens zum grösseren Teil aus Eisen besteht. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Heizapparat nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Einsätze min destens zum Teil eine Ausfütterung des Ver brennungsraumes bilden. 2. Heizapparat nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die langgestreck- ten Metallteile auf Trägern aus keramischem Material angebracht sind. 3. Heizapparat 'nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die langgestreckten Metallteile mit einer Armierung versehen sind.