DE2919763C2

DE2919763C2 - Zerstäubungsbrenner für Ölfeuerungsanlagen

Info

Publication number: DE2919763C2
Application number: DE2919763A
Authority: DE
Inventors: Niels Nordborg Lervad Andersen; Madsen Ingvard Soenderborg Mosby
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1983-07-07
Also published as: FR2456905B1; IT1128445B; AT388222B; GB2052041B; DK148909C; NL180135C; DK201780A; BE883112A; DE2919763A1; SE8003045L; CA1139653A; CH645965A5; IT8067765A0; SE444062B; DK148909B; JPS6288123U; FR2456905A1; US4354822A; NL8002754A; ATA216180A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zerstäubungsbrenner für (^feuerungsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Zerstäubungsbrenner ist in der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung gemäß DE-OS 29 12 000, die einen Fingierten Stand der Technik darstellt, beschrieben. Der PTC-Massekörper, also ein Kaltleiterelement, hat die Form einer rechteckigen Scheibe bzw. zweier in Längsrichtung hintereinander angeordneter rechteckiger Scheiben. Die Ölzufuhrleitung weist zwei parallele Abschnitte auf, die an den beiden Größtflächen der Scheibe anliegen. Der

Innenquerschnitt jedes Zweiges bildet einen flachen Kanal Durch Verwendung einer elektrischen Isolierung

kann sichergestellt werden, daß das Öl keine Spannung

führt Infolge der Verwendung des PTC-Massekörpers

paßt sich die Heizleistung der jeweiligen Durchflußmen ge an- Der PTC-Massekörper hat eine geringe Dicke und kann zumindest nach zwei Seiten Wärme abführen, so daß er nicht durch Temperaturrisse gefährdet ist

Es ist ferner ein Zerstäubungsbrenner bekannt

ίο (DE-OS27 17 171),beidem für das zuströmendcöl zwei Vorwärmstufen vorgesehen sind. Die erste Stufe bildet ein Wärmeaustauscher im Mischkopf des Brenners. In der zweiten Stufe ist die rohrförmige ölzufuhrleitung unmittelbar hinter der Zerstäubungsdüse von einer

is elektrischen Heizvorrichtung ummantelt, welche elektrische Widerstandselemente aufweist

Es ist ferner eine Vorrichtung zur Umsetzung elektrischer Energie in Wärme bekannt (DE-PS 6 36 602), bei der in einem Raum zwischen zwei Elektroden lose aneinanderliegende Körper aus Eisen-, Blei-, Zink-, Mangan- oder Wolframerz angeordnet sind. Diese bilden ein elektrisch leitendes Widerstandsmaterial, das beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden durch den hindurchfließenden Strom aufge heizt wird und die erzeugte Wärme speichert Dazwischen können auch noch elektrisch nicht leitende Körper hoher Wärmekapazität angeordnet sein. Zur Wärmeabfuhr wini ein Luftstrom oder ein Wälzgasstrom zwischen den Körpern hindurch geleitet

μ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäubungsbrenner der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem sich die Austrittstemperatur des Öls über einen großen Durchflußmengenbereich, z.B. zwischen 0,5 und 2JS l/h, in kleineren Grenzen als bisher ändert

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst

öl hat eine verhältnismäßig schlechte Wärmeleitfähigkeit Die vom PTC-Widerstandskörper abgegebene Wärme erreicht daher bei freiem ,Kanalquerschnitt das auf der gegenüberliegenden Seite des Kanalquerschnitts strömende Öl schlecht mit der Folge, daß bei größeren Durchflußmengen eine unzureichende Erwärmung des Öls erfolgt Mit Hilfe der Packung aus gut wärmeleiten den Körpern wird der Wärmeübergang im gesamten Querschnitt der Leitung verbessert Außerdem sorgen die Körper für zahlreiche Strömungsumlenkungen, so daß sich eine recht gleichmäßige Beheizung des Öls ergibt Dies gilt für den gesamten Durchflußmengenbe-

so reich. Da durch die Selbstregelungswirkung des PTC-Massekörpers ein Oberhitzen und damit ein Verkoken des Öls im Beheizungsbereich ausgeschlossen ist, besteht auch keine Gefahr, daß die Durchgänge zwischen den wärmeleitenden Körpern verstopfen.

Nach den Ansprüchen 2 und 3 ist eine Packung aus Metallkugeln, insbesondere Metallkugeln aus Filterbronze, besonders günstig. Um einen guten Wärmeübergang von der Leitungswand auf die Kugeln und von einer Kugel auf die andere zu erhalten, können die Kugeln durch Verformen eines die Leitung bildenden Rohres zusammengepreßt oder auch im Rohr zusammen gesintert werden.

Anspruch 4 ergibt eine besonders einfache Herstellung. Anspruch 5 erlaubt es, drei Oberflächen der Scheibe zur Wärmeübertragung auszunutzen. Anspruch 6 führt zu einer noch intensiveren Beheizung.

Anspruch 7 ergibt eine noch weitere Verbesserung bezüglich der Konstanthaltung der Temperatur. Emp-

fehlenswert sind Widerstandswerte zwischen 50 und 200% des Kaltwiderstandswertes, Die Leistungsabgabe des temperaturunabhängigen Widerstandes wird hierbei durch den PTC-Massekörper derart geregelt, daß im Bereich größerer Durchflußmengen eine erheblich steigende Leistungszufuhr eintritt

Als besonders zweckmäßig haben sich PTC-Massekörper erwiesen, die eine Curiepunkt von etwa 100 bis II 0⁰C haben. Diese reichen einerseits aus, um dem öl die erforderliche Temperatur von 80+/- 10⁰C mitzuteilen; die bei Stillstand des Öls auftretende Höchsttemperatur reicht aber nicht aus, um dessen Verkokung zu bewirken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Zerstäubungsbrenner gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 3 in räumlicher Darstellung den den PTC-Massekörper aufweisenden Teil der Heizvorrichtung, der in der Ebene A-A der F i g. 2 geschnitten ist,

Fig.4 in ähnlicher Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform,

F i g. 5 in ähnlicher Darstellung eine weitere Ausführungsform und

F i g. 6 in einem Diagramm die Ausgangstemperatur t des Öls in Abhängigkeit vom Durchflußvolumen V.

Gemäß F i g. 1 fördert eine Pumpe 1 öl aus einem Tank 2 über eine Druckregelvorrichtung 3 in eine der ölzufuhr zu einer Zerstäubungsdüse 4 dienenden Leitung 5. Dieser ist kurz vor der Zerstäubungsdüse eine elektrische Heizvorrichtung 6 zugeordnet Diese weist in Reihenschaltung einen temperaturabhängigen Heiz- s5 widerstand in der Form eines PTC-Massekörpers 7 und einen temperaturunabhängigen Heizwiderstand in der Form einer Heizwicklung 8 auf. Die Heizwicklung 8 ist stromabwärts des PTC-Massekörpers 7 angeordnet Beide Heizwidfrstände werden von einem Steuergerät 9 mit einer konstanten Spannung gespeist Der PTC-Massekörper 7 befindet sich zwischen zwei Zweigen 10 und 11 der Leitung 5. Die Wicklung 8 umgibt einen Endabschnitt 12 der Leitung 5, der ähnlich wie der Anfangsabschnitt 13 dieser Leitung rohrförmig 4> ausgebildet ist,

Die F i g. 2 und 3 zeigen, daß die beiden Zweige 10 und 11 mit einer Kugelpackung 14 aus Filterbronze-Kugel gefüllt sind. Es handelt sich um zwei Kupferrohre mit parallelen Seitenwänden 15, 16 bzw. 17,18, von denen w die Seitenwände 16 und 17 unter Zwischenlage einer dünnen Isolierschicht 19 an den Größtflächen 20,21 des PTC-Massekörpers 7 anliegen, so daß sich ein guter Wärmekontakt ergibt Die Leitungsteile 12 und 13 übergreifen unter Zwischenlage von Dichtscheiben 22 und 23 die Zweige 10 und 11, Die Düse 4 ist in den Leitungsteil 12 eingeschraubt

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist ein PTC-Massekörper 7 zwischen die beiden Schenkel 24 und 25 eines Leitungsteils 26 mit U-förmigem Querschnitt gelegt

Bei der Ausführungsform nach Fig.5 sind drei PTC-Massekörper 7,7a und 7b zwischen vier Zinken 27, 28,29 und 30 eines Leitungsteils 31 mit kammförmigem Querschnitt gelegt

In allen Fällen ist dafür gesorgt daß ein PTC-Massekörper in der Form einer rechteckigen Scheibe mindestens nach zwei Seiten hin Wärme an Teile der ölzufuhrleitung 5 geben kann. Die Anschlußelektroden können in bekannter Weise angebracht sein, beispielsweise an den Größtflächen oder an rwi:i Stirnflächen. Bei einem Ausführungsbeispiel hatte der lTC-Massekörper eine Länge von 50 mm, eine Dicke von 2 mm und eine Höhe von 8 bis 9 mm. Die Isolierung aus einem isolierendem Kunststoff hatte eine Dicke von 60 μ. Die Curietemperatur betrug 100⁰C

Gemäß F i g. 6 ergab sich bei der Reihenschaltung des PTC-Massekörpers 7 mit einer Heizwicklung 8 die Temperaturkurve I, bei der die Austrittstemperatur t des Öls zwischen 90" C und 75° C liegt wenn das Durchflußvolumen V zwischen 0,5 und 2£ I/h geändert wird. Der leichte Anstieg der Kurve im Bereich größerer Durchflußmengen beruht darauf, daß der Curiepunkt erreicht und unterschritten wird. Die gestrichelte Kurve II zeigt, welchen Anteil der Temperaturerhöhung auf den PTC-Massekörper 7 zurückzuführen ist Der zwischen den Kurven befindliche Teil zeigt demnach diejenige Temperaturerhöhung an, die auf die Heizwicklung 8 zurückzuführen ist

Die Kurve III, bei der die Austrittstemperatur t des Öls um weniger als ± 10⁰C um einen bei 8O⁰C liegenden Mittelwert schwankt ergibt sich bei Anwendung eines PTC-Massekörpers, der allein die Beheizung bewirkt.

Die Heizvorrichtung könnte auch mit einem hohlzylindrischen PTC-Massekörper ausgerüstet werden, wobei ein innerer Zweig der Leitung für das öl Kreisquerschnitt und ein äußerer Zweig Ringquerschnitt hat Statt ein Metallrohr und eine Isolierung zu verwenden, kann auch ein Rohr aus isolierendem Material benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

U Zerstäubungsbrenner für ölfeuerungsanlagen, bei dem die Leitung für die ölzufuhr zwischen Pumps und Zerstäubungsdöse mit einer elektrischen Heizvorrichtung versehen ist, die als Heizwiderstand mindestens einen sich längs der Leitung erstreckenden PTC-Massekörper aufweist, der im Vergleich zu seiner Länge eine geringe Dicke hat und auf mindestens zwei parallel zur Längserstrekkung verlaufenden Seiten seiner Oberfläche wärmeleitend außen an Wandabschnitten der Leitung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (5) im Bereich der Heizvorrichtung (6) eine Packung (14) aus gut wärmeleitenden Körpern enthält

Z Zerstäubungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung aus Metallkugeln besteht

3. Zerstäubungsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkugeln aus Filterbronze bestehen,

4. Zerstäubungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des PTC-Massekörpers (7) als rechteckige Scheibe die Leitung (5) aus zwei, je mit einer Packung (14) versehenen parallelen Zweigen (10,11) besteht, die je von einer Seite an einer Größtfläche der Scheibe anliegen.

5. Zerstäubungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des PTC-Massekörpers (7) als rechteckige Scheibe die Leitung (5) einen U-förmigen, mit der Packung (44) versehtnen Querschnitt hat und die Scheibe zwischen den Schenkeln (24, 25) des U angeordnet ist

6. Zerstäubungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der PTC-Massekörper'(7. la, 7b) als rechteckige Scheiben die Leitung (5) einen kammartigen, mit der Packung (14) versehenen Querschnitt mit mindestens drei Zinken (27,28, 29,30) hat und daß mindestens zwei Scheiben zwischen benachbarten Zinken angeordnet sind.

7. Zerstäubungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen temperaturunabhängiger Heizwidersund (8) mit dem PTC-Massekörper (7) elektrisch in Reihe geschaltet ist, stromabwärts vom PTC-Massekörper an der Leitung (5) angeordnet ist und einen Widerstandswert in der Größenordnung des Kaltwiderstandswertes des PTC-Massekörpers hat