WO2016146191A1 - Ethanol-brennofensystem mit federgelagertem vorratsgefaess - Google Patents

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WO2016146191A1
WO2016146191A1 PCT/EP2015/055772 EP2015055772W WO2016146191A1 WO 2016146191 A1 WO2016146191 A1 WO 2016146191A1 EP 2015055772 W EP2015055772 W EP 2015055772W WO 2016146191 A1 WO2016146191 A1 WO 2016146191A1
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storage vessel
burner
kiln system
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Roman Schwoerer
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SCHWOERERHAUS KG
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/02—Burners 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
    • F23D5/04—Pot-type evaporators, i.e. using a partially-enclosed combustion space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/12—Details
    • F23D5/14—Maintaining predetermined amount of fuel in evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C5/00—Stoves or ranges for liquid fuels
    • F24C5/18—Liquid-fuel supply arrangements forming parts of stoves or ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99009—Combustion process using vegetable derived fuels, e.g. from rapes

Definitions

  • the invention relates to an ethanol-fired furnace system, comprising a burner having a burner ethanol burner, with a storage vessel for ethanol, and with a connecting line between the storage vessel and the burner cartridge.
  • Ethanol furnaces in particular those which are operated with bioethanol, have found widespread use, in particular as so-called decorative kilns.
  • an ethanol burner is provided, the burner cartridge having a bottom with a V-shaped groove.
  • This burner cassette is fed from a storage vessel, usually a refillable or replaceable canister, which supplies ethanol via a connecting line.
  • an intermediate vessel is still present between the storage vessel and the burner cartridge to which the ethanol from the storage vessel is first fed. From this intermediate container, the ethanol is then fed to the burner cassette.
  • a system and method via which a burner for controlling the respective amount of fuel burned more or less Fuel can be supplied.
  • an intermediate vessel is arranged between a storage vessel and the actual burner in which a stationary combustion tube is arranged.
  • the intermediate vessel is connected via a connecting line to the lower end of the vertical burner tube according to the principle of the communicating tube.
  • a float system in the tundish prevents excess fuel from being supplied from a higher reservoir.
  • the tundish is adjustable in height. If it is lowered, the level of fuel in the vertical combustion tube is low, so that only a low heat output is possible. If the storage vessel is raised, the amount of fill in the vertical burner tube rises above the communicating connection, so that more fuel is then available and the heating power can thereby be increased.
  • the object is achieved in that the storage vessel is adjustable in height, wherein the height-adjustable storage vessel is resiliently mounted via a spring arrangement, wherein the spring arrangement is designed such that an ethanol level in the storage vessel during operation constantly equal to an ethanol level in the burner cartridge is, wherein the storage vessel is in each case so far raised with decreasing ethanol content by the spring assembly, that the level equality is set automatically.
  • This configuration of the resilient mounting of the storage vessel ensures that during operation an equal level of fuel prevails in the burner. This then leads to a consistent burner output and, associated with it, a consistent flame pattern.
  • the fuel flows in operation continuously from the storage vessel directly into the burner cartridge.
  • the design of the spring assembly in that the ethanol level in the reservoir is consistent ensures that a consistent level of ethanol is ensured in the burner cartridge.
  • the corresponding characteristics of the spring arrangement are determined by calculation and empirically. That is, it is determined the weight of the storage vessel and the weight of the maximum amount of fuel to be absorbed. The spring arrangement is then designed such that, as the content of fuel in the storage vessel decreases, it is in each case raised in such a way that the fill level in the burner cassette remains unchanged. If one knows the spring constant and the weight of storage vessel plus contained ethanol, the corresponding tracking, ie lifting the storage vessel with decreasing ethanol content, can be determined.
  • Suitable springs are mechanical springs, such as helical springs, in particular cylindrical helical springs, be it tension or compression springs or gas-pressure or liquid-based springs. These should have as linear a spring constant as possible.
  • the storage vessel is suspended on the spring assembly suspended.
  • This measure has the advantage that the hanging arrangement allows very simple trained and friction-minimized and inexpensive tension springs, for example, from a wire wound helical springs, which have a linear spring characteristic. This not only a mechanically simple and reliable spring arrangement is guaranteed, but it is also an economic design possible. This opens up a frictionless design of the spring arrangement.
  • the storage vessel is connected via the connecting line according to the principle of the communicating tube with the burner cartridge.
  • This measure has the advantage that the setting of the constant ethanol level in the burner cartridge can be ensured steadily and simply when the ethanol content in the storage vessel and the lifting associated with it decreases.
  • the storage vessel is directly, without an intermediate container, connected to the burner cartridge.
  • the storage vessel via an adjustment so far lowered that the ethanol level in the storage vessel comes to rest lower than a bottom of the burner cartridge.
  • This measure has the advantage that the storage vessel can be lowered by the adjusting mechanism so far that no more ethanol can be supplied via the connecting line of the burner cassette. This position can then, for example, be entered by the operator via the adjusting mechanism. be set if the burning process is to be interrupted. In this case, ethanol is sucked out of the burner cassette back into the storage vessel.
  • this lowered position is also that position which occupies the storage vessel when the burner system is not in operation or when the storage vessel to be refilled with ethanol. It can be ruled out that already unintentionally flows through the connecting line ethanol in the burner cartridge. This also represents an important safety aspect of such a kiln system.
  • the connecting line is in the storage vessel and is connected via a curved connecting portion with the burner cartridge.
  • This measure has the advantage that at each filling level of ethanol in the storage vessel ethanol is in the connecting line, so that no air can be sucked.
  • the connection with the burner cassette is made via the bent connection section, so that the principle of the communicating tubes or containers, ie storage vessel on the one hand and burner cassette on the other hand, is thereby accomplished.
  • the connecting portion is above the maximum height level of the ethanol level in the burner cartridge.
  • This embodiment has the advantage that when filled with ethanol connecting line, the flow from the storage vessel to the burner cartridge by lowering the storage vessel is easily interrupted. After lowering the storage vessel below the level of the burner cassette, no flow of ethanol into the burner cassette can take place any more. It is also ensured that the ethanol still contained in the burner cartridge is returned to the reservoir.
  • the curved connecting portion opens at its lowest point in the burner cartridge.
  • This measure has the advantage that when lowering the level of the storage vessel via the adjusting mechanism under the bottom of the burner cartridge, the entire ethanol is sucked out of the burner cartridge and transferred to the storage vessel. This contributes significantly to the reliability at the end of a firing process. There remain no amounts of ethanol in the burner, which then evaporate gradually and either lead to odors or, especially when the burner cartridge is still hot, lead to explosive ethanol vapor / air mixtures.
  • ethanol can be safely added to the storage vessel in this position.
  • a suction pump is arranged in the connecting line.
  • This measure has the advantage that, if the connecting line is filled with air, it can be filled by the suction pump with ethanol from the storage vessel. This state occurs, for example, during initial operation or when the supply of ethanol in the storage vessel has been completely used up, and in particular in the embodiment in which the storage vessel is lowered below the level of the bottom of the burner cassette in non-operation. The entire amount of ethanol is sucked through the communicating connection line into the storage vessel, with air entering the connection line.
  • the suction pump is arranged in a bypass line which branches off from the connecting portion and which opens into the burner cartridge.
  • This measure has the advantage that for rapid flooding of the connecting line and the burner cartridge with ethanol, a relatively large diameter bypass line can be provided so that a few ethanol actuated connection between the storage vessel and the burner cartridge can be made by a few operations of the suction pump. It is an effort to operate such a kiln system as possible without electrical equipment or electrically powered engines. If the suction pump is designed as a hand-operated pump, a few pressure surges are sufficient to fill the connecting line with ethanol during commissioning or recommissioning. Through the communicating compound then sufficient ethanol flows into the burner cartridge. The feed during operation is made via the smaller diameter connecting line, which is sufficient to compensate for the low burn-off quantities (0.5 l / min).
  • a check valve is arranged in the suction, which blocks a return of ethanol in the storage vessel.
  • This measure has the advantage that in the embodiment with the adjustment mechanism for lowering the storage vessel, the ethanol must extend over the branch line and not in addition to the possibly cross-section-large bypass line. This promotes a targeted return when lowering the storage vessel. When starting or flooding the burner cartridge, no reflux of ethanol can take place.
  • the spring assembly has suspended tension springs, which are mounted at an upper end to a stationary suspension and are connected at the lower end to the storage vessel.
  • This embodiment allows the use of mechanically simple and stable helical tension springs, which have a linear spring characteristic over other springs over a relatively long range.
  • This type of suspension of the storage vessel is also structurally easy to accomplish, it results in easier assembly and disassembly, for example, by the tension springs are posted at its upper end to the suspension or at its junction with the storage vessel.
  • the adjusting mechanism on a cross bar, which is operable by an operator from outside.
  • This measure has the advantage that on the cross bar, the operator can take this from the outside and can easily perform the lowering of the storage vessel below the lowest level of the burner cartridge.
  • the storage vessel can only be moved downwards by the crossbar.
  • the kiln system is housed in a housing which is transportable in its entirety.
  • the kiln system is a self-contained structure that can be installed or installed as a module, for example as a furniture built-in oven in a niche in a building.
  • this opens up the possibility of simply transporting the kiln system, if it is not to be used in a closed room, to set it up, for example, on a balcony or terrace to serve as a decorative stove.
  • the burner can be covered by an adjustable cover from air supply.
  • This measure has the advantage that the flame can be extinguished by the adjustable cover and at the same time it is ensured that no air can still communicate with existing hot ethanol vapors, so that deflagration is excluded.
  • a valve is arranged in the connecting line, which blocks a flow of ethanol through the connecting line in one position.
  • This measure also meets the safety aspect to the effect that it can be ruled out in principle that ethanol is ever supplied to the burner.
  • This valve should be closed during the aspiration process to allow the ethanol to flow through the bypass line.
  • a piezo igniter for igniting the ethanol is mounted in the burner.
  • This measure which is known per se, has the advantage that igniting the burner is easily accomplished without the need for matches, lighters or igniters supplied electrically by the power supply. This promotes the compact and self-sufficient design of the ethanol furnace system as mentioned above.
  • FIG. 1 is a highly schematic side view of an ethanol kiln system in a zero position
  • Figure 2 is a side view comparable to Figure 1 in a first operating position with a filled storage vessel
  • FIG. 3 shows a representation comparable to FIGS. 1 and 2 with the storage vessel almost empty;
  • Figure 4 is an exploded view of the burner
  • Figure 5 is a perspective view of the received in a housing furnace system.
  • ethanol-fired furnace system shown in the figures is indicated in its entirety by the reference numeral 10.
  • the burner or the burner cassette it is meant in each case such a construction that is adapted and suitable exclusively for the combustion of ethanol.
  • the term "ethanol” relates not only to the chemical substance ethyl alcohol, but in particular to bio-ethanol, which was produced exclusively from biomass, ie from a renewable carbon carrier or from the biodegradable fractions of waste.
  • the basic components of the kiln system 10 will first be described in conjunction with FIG. 1.
  • the kiln system 10 is accommodated in a housing 12, as can be seen in particular from FIG. 5, wherein in the side view of FIG. 1, a front panel 14 can be seen.
  • a storage vessel 16 in the form of a rectangular rectangular container 22 is arranged, as can be seen in particular from FIG. 5. At its upper end 18, the storage vessel 16 is connected to a spring arrangement 20.
  • the container 22 of the storage vessel 16 has a bottom 24 in which a depression 26 is provided centrally.
  • the four not shown here upstanding walls of the container 22 are closed by a cover 28.
  • the top of the lid 28 is provided with four mounting flanges 30 which protrude upwardly from the lid 28. These four mounting flanges are symmetrically attached to the corner regions of the rectangular lid 28.
  • the spring assembly 20 has four cylindrical tension springs 34 which are each formed as helically wound from a wire material springs.
  • the respective lower end 32 of a tension spring 34 is connected to a mounting flange 30.
  • the respective upper end 36 of a tension spring 34 is attached to a spring suspension 38.
  • the spring suspension 38 has two horizontally extending support 50, which are fixed at the end to mounting plates, which in turn are attached to the inside of the housing 12. Thus, the spring suspension 38 is fixedly arranged in the housing 12.
  • the spring rate of the overall system of such a parallel circuit is greater than the spring rate of a single spring.
  • the lid 28 has an opening 44 through which a vertically standing filler pipe 42 extends.
  • a pivotable filling funnel 46 is attached.
  • the hopper 46 is accessible via a flap 48 of the housing 12, so that from the outside ethanol 104 can be spent on the hopper 46 and the filler pipe 42 in the storage vessel 16. It can be provided a corresponding level indicator.
  • ethanol-kiln system is used outside of closed premises, larger stocks of ethanol can be kept, so that correspondingly larger storage containers can be provided. In this case, it may also be useful or for technical reasons necessary to provide the storage vessel around another container as a security container. An appropriate connection between the safety container and the storage Vessel 16 may then be transferred too much filled ethanol in the storage vessel 16.
  • the storage vessel 16 communicates via a connecting line 50 with a designated in its entirety by the reference numeral 52 burner.
  • the connecting line 50 has a vertically standing intake pipe 64 which is located in the interior of the storage vessel 16 and, with the exception of the "zero position" shown in FIG. 1, dips into the ethanol 104 received in the container 22.
  • the standing intake pipe 64 extends vertically far beyond the upper end 18 of the storage vessel 16 and then passes over a bent portion 66 in the side of the storage vessel 16 arranged burner 52 via.
  • the bent portion 66 merges into a vertical inlet pipe 68 in the region of the burner 52.
  • the bent portion 66 of the connecting line 50 is higher than the storage vessel 16 and burner 52nd
  • Fig. 1 From Fig. 1 it can be seen that in the region of the bent portion 66 a branching point 78 is provided, from which a further upwardly projecting and approximately U-shaped curved intake pipe 72 is upright, the descending portion up to the lower end of the Brenners 52 is guided.
  • a manual suction pump 74 is arranged with a check valve.
  • the operating element of the manual suction pump 74 is mounted on the front panel 14 and can be operated from the outside.
  • a ball valve 84 arranged, which serves as a shut-off or safety valve and which is also to operate from the outside.
  • the diameter of the intake pipe 72 is slightly larger than the diameter of the connecting line 50.
  • a designated in its entirety by the reference numeral 80 bypass line is created, the meaning and purpose of which described and explained in more detail below shall be.
  • a total of the reference numeral 90 provided adjusting mechanism has a cross bar 92.
  • the cross bar 92 is attached to at least one of the mounting flanges 30 and extends horizontally across the housing 12 and extends through an opening in the front panel 14 to the outside.
  • the crossbar can be pushed down or moved.
  • a pivotable and also removable adjustment handle 96 is present there. This also serves as a level indicator. This also blocks an upward pivoting movement of the cross bar 92 about an articulation point on only one of the mounting flanges 30 as soon as the adjustment handle 96 abuts the housing.
  • the burner 52 has an approximately rectangular, upwardly open burner cartridge 54 having at the lower end a closed bottom 55 which is formed as a V-shaped groove.
  • a U-shaped grate 58 can be pushed, in which a particular hole pattern is recessed at openings.
  • the side openings in the downwardly extending legs of the U-shaped combustion grate 58 are congruent with corresponding openings (not designated here in detail) in the side wall of the burner cassette 54.
  • the recessed at the top of the grate 58 openings allow the flames pass through and thus promote the formation of a specific, very decorative and evenly distributed flame image.
  • a quenching plate 60 can be postponed, which is also formed as a U-shaped structure and whose hole pattern corresponds to the hole pattern of the burner grate 58.
  • the grate 58 is pushed from the top of the burner cartridge 54, wherein the downwardly reaching side edges engage over the side edges of the burner cassette 54, wherein in full load operation, the side openings of grate 58 and burner cassette 54 come to coincide.
  • the quenching plate 60 By laterally displacing the quenching plate 60, for which an adjusting hook 62 is provided, the quenching plate 60 can be moved so that only a small oxygen supply takes place, whereby the flame image, in particular the flame height, can be changed or the oxygen supply is completely prevented , This also makes it possible to stifle the flames within a very short time.
  • FIG. 4 it can also be seen that the intake pipe 72 of the bypass line 80 is connected to a side opening 76 of the burner cassette 54.
  • the side opening 76 is so deep that it is as close as possible to the bottom 54 and its V-groove.
  • an opening 70 is provided in the intake pipe 72, into which the inlet pipe 68 opens.
  • the inlet pipe 68 has a portion 82 which is lower than the side opening 76th
  • the position of the storage vessel 16 shown in FIG. 1 corresponds to the zero position.
  • the storage vessel 16 has been moved to this position by means of the adjusting mechanism 90, the storage vessel 16 has been moved against the pulling force of the springs 34 down until the locking pin 99 is engaged in the corresponding opening on the front panel 14 and the adjusting mechanism 90 and thus the storage vessel 16 holds in this position.
  • Fig. 1 From Fig. 1 it can be seen that the level 108 of ethanol 104 in the storage vessel 16 below the bottom of the burner 52 comes to rest. The lower end of the stationary intake pipe 64 is no longer immersed in the ethanol 104, so that no ethanol can be transferred into the burner 52 in this operating state.
  • the ball valve 84 is closed and the arc splitter 60 hermetically seals the interior of the burner cartridge 54 so that neither ethanol nor oxygen can enter the burner cartridge 54.
  • the locking pin 99 is withdrawn from the opening in the front panel 14 and the storage vessel 16 is moved by the force of the springs 34, depending on the level, vertically upwards.
  • the standing intake pipe 64 dips into the ethanol 104 in the container 22.
  • level indicator 1 14 which is arranged in the region of the adjustment handle 96. Such a condition is shown for example in FIG.
  • the firing of the burner cassette 54 is now proceeded as follows.
  • the ball valve 84 remains or is closed.
  • the manual suction pump 74 is actuated, whereby over the standing intake pipe 64 and the branching point 78 and the bypass line 80, ethanol is transferred into the burner cassette 54 (see arrow 81).
  • the check valve in the manual suction pump 74 prevents backflow of ethanol.
  • the air is removed from the line system and replaced by ethanol 104.
  • a communicating connection between the ethanol 104 in the storage vessel 16 and the interior of the burner cassette 54 is accomplished.
  • the check valve of the manual suction pump 74 now blocks a further flow, which now leads only to the opening of the ball valve 84 via the connecting line 50, as shown in Fig. 2 by the arrow 85.
  • the tension springs 34 and their construction and spring constant are now adjusted so that the storage vessel 16 is gradually moved vertically upward, as shown in Fig. 2 by the arrow 87. This adjustment is in line with ethanol consumption, ensuring that level uniformity at levels 1 12 is maintained.
  • FIG. 3 shows a situation in which the storage vessel 16 has moved into a maximally raised position.
  • the storage vessel 16 is moved downwards via the adjusting mechanism 90.
  • the ethanol level in the container 22 shifts below the level that prevails in the burner cassette 54. Since these two containers are connected via the connecting line 50 according to the principle of communicating tubes, now the remaining amount of ethanol remaining in the burner cassette 54 flows back via the connecting line 50 into the storage vessel 16, which is indicated by the flow arrows 93 in FIG.

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Abstract

Ein Ethanol-Brennofensystem weist einen eine Brennerkassette (54) aufweisenden Ethanol-Brenner (52) auf, der über eine Verbindungsleitung (50) mit einem Vorratsgefäß (16) für Ethanol (104) verbunden ist. Es wird vorgeschlagen, das Vorratsgefäß (16) höhenverstellbar auszubilden, wobei das höhenverstellbare Vorratsgefäß (16) über eine Federanordnung (20) federnd gelagert ist, wobei die Federanordnung (20) derart ausgebildet ist, dass ein Ethanol-Niveau (112) im Vorratsgefäß (16) im Betrieb dauernd gleich einem Ethanol-Niveau (112) in der Brennerkassette (54) ist, wobei das Vorratsgefäß (16) bei abnehmendem Ethanolgehalt durch die Federanordnung (20) jeweils soweit anhebbar ist, dass die Niveaugleichheit automatisch einstellbar ist.

Description

Ethanol-Brennofensystem mit federgelagertem Vorratsgefäß
[0001] Die Erfindung betrifft ein Ethanol-Brennofensystem, mit einem eine Brennerkassette aufweisenden Ethanol-Brenner, mit einem Vorratsgefäß für Ethanol, und mit einer Verbindungsleitung zwischen dem Vorratsgefäß und der Brennerkassette.
[0002] Ein derartiges Ethanol-Brennofensystem ist aus der WO 2012/000562 A1 bekannt.
[0003] Ethanol-Brennöfen, insbesondere solche, die mit Bio-Ethanol betrieben sind, haben einen verbreiteten Einsatz gefunden, insbesondere als sogenannte Deko- B renn Öfen.
[0004] Bei dem genannten Ethanol-Brennofensystem ist ein Ethanol-Brenner vorhanden, dessen Brennerkassette einen Boden mit einer V-förmigen Rinne aufweist. Dieser Brennerkassette wird aus einem Vorratsgefäß gespeist, meist ein nachfüllbarer oder austauschbarer Kanister, das Ethanol über eine Verbindungsleitung zuführt.
[0005] Nach den zurzeit geltenden Vorschriften kann in solchen Brennerkassetten, die nicht an einen Kamin angebunden sind, in normalen Wohnräumen (ca. 60 m3- Raum) nur bis zu 0,5 I Ethanol pro Stunde verbrannt werden. Da beim Verbrennen von Ethanol Kohlendioxid entsteht, das in erhöhten Konzentrationen giftig ist, bestehen strenge Vorschriften bezüglich der Brennstoffmenge, die pro Stunde in einem solchen Ofen bezogen auf den Raum verbrannt werden dürfen.
[0006] Ferner ist es ein Bestreben in der Ethanol-Brenner-Technologie, dass während des Brennvorganges bei einer bestimmten Brennereinstellung möglichst eine gleichbleibende Brennerleistung und somit eine gleichbleibende Flammenhöhe vorherrscht. [0007] Darüberhinaus ist insbesondere bei Ethanol-Dekoöfen, die in Räumlichkeiten ohne Kamin stehen, nur ein beschränkter Vorrat an Ethanol im Vorratsgefäß zulässig. Das Nachfüllen des Ethanoles und die Inbetriebnahme oder auch eine Wiederinbetriebnahme nach Auffüllen des Vorratsgefäßes soll auch für ungeübte Personen funktionssicher durchgeführt werden können.
[0008] Im praktischen Einsatz hat sich auch gezeigt, dass das Brennverhalten derartiger Öfen als solches problematisch ist. Je nach Befüllungspegel der Brennerkassette ändert sich das Brennverhalten, weil der Pegelstand innerhalb der Brennerkassette mit fortschreitendem Abbrand absinkt. Dadurch erfolgt die Mischung von verdampftem Ethanol mit Sauerstoff laufend an anderen Stellen über die Höhe der Brennerkassette gesehen, was zu einer über die Brennzeit gesehen uneinheitlichen Brennerleistung und damit verbundenen sich verändernden Flammenbild führt.
[0009] Ist die Kassette fast leergebrannt, erscheinen nur noch kleine blaue Flämmchen. Ferner entstehen oftmals bei fast leergebrannter Kassette unerwünschte Verpuffungsgeräusche. In dieser Phase entsteht auch eine starke Geruchsbildung nach unverbranntem Ethanol bzw. den darin enthaltenen Vergällungsmitteln. Diese Vergällungsmittel sind zwingend vorgeschrieben, um zu verhindern, dass das Bioethanol einer nicht vorgesehenen Verwendung zur Herstellung von alkoholischen Getränken zugeführt wird.
[0010] Auch im Dauerbetrieb ist eine Geruchsbildung festzustellen, insbesondere wenn das Brennerverhalten nicht optimal eingestellt ist.
[0011] Bei dem eingangs genannten Brennersystem ist zwischen dem Vorratsgefäß und der Brennerkassette noch ein Zwischengefäß vorhanden, dem das Ethanol aus dem Vorratsgefäß zunächst zugespeist wird. Aus diesem Zwischenbehälter wird dann das Ethanol der Brennerkassette zugeführt.
[0012] Aus der US 5,033,956 A ist ein System und Verfahren bekannt, über das einem Brenner zur Regelung der jeweils verbrannten Brennstoffmenge mehr oder weniger Brennstoff zugeführt werden kann. Dazu ist zwischen einem Vorratsgefäß und dem eigentlichen Brenner, in dem ein stehendes Brennrohr angeordnet ist, ein Zwischengefäß angeordnet. Das Zwischengefäß ist über eine Verbindungsleitung mit dem unteren Ende des vertikal stehenden Brennerrohrs nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhre verbunden. Ein Schwimmersystem im Zwischengefäß verhindert, dass aus einem höhergelegenen Vorratsgefäß übermäßig Brennstoff zugeführt wird. Zur Regelung der Menge an Brennstoff, die in der vertikalen Brennerröhre steht, ist das Zwischengefäß in seiner Höhe verstellbar. Wird es abgesenkt, ist der Stand an Brennstoff in dem vertikalen Brennrohr niedrig, so dass nur eine geringe Heizleistung möglich ist. Wird das Vorratsgefäß angehoben, steigt über die kommunizierende Verbindung die Füllstandsmenge in dem vertikalen Brennerrohr, so dass dann mehr Brennstoff zur Verfügung steht und dadurch die Heizleistung erhöht werden kann.
[0013] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein betriebssicheres Ethanol- Brennofensystem bereitzustellen, das bei konstruktiv einfachem Aufbau für eine gleichmäßige Brennleistung, somit ein gleichbleibendes Flammenbild, sorgt, und zwar unabhängig von der Füllstandshöhe des Ethanols im Vorratsgefäß.
[0014] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Vorratsgefäß höhenverstellbar ist, wobei das höhenverstellbare Vorratsgefäß über eine Federanordnung federnd gelagert ist, wobei die Federanordnung derart ausgebildet ist, dass ein Ethanol-Niveau im Vorratsgefäß im Betrieb dauernd gleich einem Ethanol-Niveau in der Brennerkassette ist, wobei das Vorratsgefäß bei abnehmendem Ethanolgehalt durch die Federanordnung jeweils so weit anhebbar ist, dass die Niveaugleichheit automatisch eingestellt wird.
[0015] Durch diese Ausgestaltung der federnden Lagerung des Vorratsgefäßes ist sichergestellt, dass im Betrieb laufend ein gleiches Brennstoffniveau im Brenner vorherrscht. Das führt dann dazu, dass eine gleichbleibende Brennerleistung und damit verbunden ein gleichbleibendes Flammenbild sichergestellt ist. [0016] Durch die kommunizierende Verbindungsleitung zwischen dem Vorratsgefäß und der Brennerkassette strömt das Brennmittel im Betrieb laufend von dem Vorratsgefäß unmittelbar in die Brennerkassette. Die Ausgestaltung der Federanordnung dahingehend, dass das Ethanol-Niveau in dem Vorratsgefäß gleichbleibend ist, sorgt dafür, dass ein gleichbleibendes Niveau an Ethanol in der Brennerkassette sichergestellt ist.
[0017] Im Betrieb wird laufend Ethanol vom Vorratsgefäß über die Verbindungsleitung der Brennerkassette zugeführt und brennt dort ab. Damit verbunden nimmt der Gehalt an Ethanol in dem Vorratsgefäß laufend ab. Der damit verbundene Gewichtsverlust des Vorratsgefäßes samt dem darin jeweils vorhandenen Ethanol führt nun dazu, dass die Federanordnung das Vorratsgefäß laufend anhebt, und zwar derart, dass im Betrieb dauernd ein konstantes Ethanol-Niveau in der Brennerkassette sichergestellt ist.
[0018] Die entsprechenden Kenndaten der Federanordnung werden rechnerisch und empirisch ermittelt. Das heißt, es wird das Gewicht des Vorratsgefäßes ermittelt und das Gewicht der maximal aufzunehmenden Brennstoffmenge. Die Federanordnung wird dann so ausgebildet, dass bei abnehmendem Gehalt an Brennstoff im Vorratsgefäß dieses jeweils so angehoben wird, dass die Füllstandshöhe in der Brennerkassette unverändert bleibt. Wenn man die Federkonstante und das Gewicht von Vorratsgefäß plus enthaltenem Ethanol kennt, kann die entsprechende Nachführung, also Anheben des Vorratsgefäßes bei abnehmendem Ethanolgehalt, ermittelt werden.
[0019] Als Federn eignen sich dabei mechanische Federn, wie Schraubenlinienfedern, insbesondere zylindrische Schraubenlinienfedern, seien es Zug- oder Druckfedern oder auch gasdruck- oder flüssigkeitsgestützte Federn. Diese sollten eine möglichst lineare Federkonstante aufweisen.
[0020] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorratsgefäß an der Federanordnung hängend federnd gelagert. [0021] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die hängende Anordnung sehr einfach ausgebildete und reibungsminimierte und kostengünstige Zugfedern erlaubt, beispielsweise aus einem Draht gewickelte Schraubenlinienfedern, die eine lineare Federkennlinie aufweisen. Damit ist nicht nur eine mechanisch einfache und betriebssichere Federanordnung gewährleistet, sondern es ist auch eine wirtschaftliche Ausgestaltung möglich. Dies eröffnet eine reibungsfreie Ausgestaltung der Federanordnung.
[0022] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorratsgefäß über die Verbindungsleitung nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhre mit der Brennerkassette verbunden.
[0023] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Einstellung des gleichbleibenden Ethanol-Niveaus in der Brennerkassette beim Abnehmen des Ethanolgehaltes in dem Vorratsgefäß und dem damit verbundenen Anheben stetig und einfach sichergestellt werden kann.
[0024] In einer weiteren Ausgestaltung ist das Vorratsgefäß unmittelbar, ohne einen Zwischenbehälter, mit der Brennerkassette verbunden.
[0025] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der zuvor geschilderte Vorgang ohne Strömungshindernisse, somit ohne Zeitverzögerung, durchführbar ist. Dies erhöht auch die Betriebssicherheit.
[0026] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorratsgefäß über einen Verstellmechanismus so weit absenkbar, dass das Ethanol-Niveau im Vorratsgefäß niedriger zum Liegen kommt als ein Boden der Brennerkassette.
[0027] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch den Verstellmechanismus das Vorratsgefäß so weit abgesenkt werden kann, dass kein Ethanol mehr über die Verbindungsleitung der Brennerkassette zugeführt werden kann. Diese Stellung kann beispielsweise dann von der Bedienungsperson über den Verstellmechanismus einge- stellt werden, wenn der Brennvorgang unterbrochen werden soll. Dabei wird Ethanol aus der Brennerkassette zurück in das Vorratsgefäß gesaugt.
[0028] Sinnvollerweise ist diese abgesenkte Stellung auch diejenige Stellung, die das Vorratsgefäß einnimmt, wenn das Brennersystem nicht im Betrieb befindlich ist oder wenn das Vorratsgefäß mit Ethanol nachgefüllt werden soll. Es kann dadurch ausgeschlossen werden, dass schon ungewollt über die Verbindungsleitung Ethanol in die Brennerkassette strömt. Dies stellt auch einen wichtigen Sicherheitsaspekt eines solchen Brennofensystems dar.
[0029] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung steht die Verbindungsleitung im Vorratsgefäß und ist über einen gebogenen Verbindungsabschnitt mit der Brennerkassette verbunden.
[0030] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass bei jeder Füllstandshöhe an Ethanol in dem Vorratsgefäß Ethanol in der Verbindungsleitung steht, so dass keine Luft einsaugbar ist. Über den gebogenen Verbindungsabschnitt ist die Verbindung mit der Brennerkassette hergestellt, so dass dadurch das Prinzip der kommunizierenden Röhren bzw. Behältnisse, also Vorratsgefäß einerseits und Brennerkassette andererseits, bewerkstelligt ist.
[0031] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft der Verbindungsabschnitt über dem maximalen Höhenniveau des Ethanol-Niveaus in der Brennerkassette.
[0032] Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei mit Ethanol gefüllter Verbindungsleitung der Fluss vom Vorratsgefäß zur Brennerkassette durch Absenken des Vorratsgefäßes einfach unterbrechbar ist. Nach Absenken des Vorratsgefäßes unter das Niveau der Brennerkassette kann kein Fluss von Ethanol in die Brennerkassette mehr stattfinden. Dabei wird auch sichergestellt, dass das noch in der Brennerkassette enthaltene Ethanol in den Vorratsbehälter rückgeführt wird. [0033] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mündet der gebogene Verbindungsabschnitt an seiner tiefsten Stelle in der Brennerkassette.
[0034] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass beim Absenken des Niveaus des Vorratsgefäßes über den Verstellmechanismus unter den Boden der Brennerkassette das gesamte Ethanol aus der Brennerkassette abgesaugt und in das Vorratsgefäß überführt wird. Dies trägt erheblich zu der Betriebssicherheit beim Beenden eines Brennvorganges bei. Es verbleiben keine Ethanolmengen in dem Brenner, die dann nach und nach verdampfen und entweder zu Geruchsbelästigungen führen oder, insbesondere wenn die Brennerkassette noch heiß ist, zu explosiven Ethanoldampf-/Luftgemischen führen.
Darüber hinaus kann in dieser Stellung Ethanol in das Vorratsgefäß sicher nachgespeist werden.
[0035] Dazu ist es von besonderem Vorteil, dass im Mündungsbereich der Verbindungsabschnitt unter dem Niveau des Bodens der Brennerkassette geführt ist.
Dadurch wird eine Art Siphon ausgebildet, der sicherstellt, dass die gesamte Ethanol- menge aus der Brennerkassette abgeführt wird. Oftmals ist der Boden einer solchen Brennerkassette als eine V-förmige Rinne ausgebildet, so dass dann dadurch sichergestellt ist, dass keinerlei Restmengen an Ethanol in der Rinne verbleiben.
[0036] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Verbindungsleitung eine Ansaugpumpe angeordnet.
[0037] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass, falls die Verbindungsleitung mit Luft gefüllt ist, diese durch die Ansaugpumpe mit Ethanol aus dem Vorratsgefäß gefüllt werden kann. Dieser Zustand tritt beispielsweise beim Erstbetrieb oder dann auf, wenn der Vorrat an Ethanol im Vorratsgefäß vollständig aufgebraucht war und insbesondere bei der Ausgestaltung, bei der das Vorratsgefäß im Nichtbetrieb unter das Niveau des Bodens der Brennerkassette abgesenkt wird. Dabei wird die gesamte Ethanolmenge über die kommunizierende Verbindungsleitung in das Vorratsgefäß gesaugt, wobei Luft in die Verbindungsleitung eintritt. [0038] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ansaugpumpe in einer Bypass-Leitung angeordnet, die vom Verbindungsabschnitt abzweigt und die in der Brennerkassette mündet.
[0039] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass zur raschen Flutung der Verbindungsleitung und der Brennerkassette mit Ethanol eine relativ durchmessergroße Bypass- Leitung vorgesehen werden kann, so dass durch wenige Betätigungsvorgänge der Ansaugpumpe eine ethanolgefüllte Verbindung zwischen dem Vorratsgefäß und der Brennerkassette hergestellt werden kann. Es ist ein Bestreben, ein solches Brennofensystem möglichst ohne elektrische Ausrüstungen oder elektrisch betriebene Motoren zu betreiben. Ist die Ansaugpumpe als handbedienbare Pumpe ausgebildet, reichen wenige Druckstöße aus, um bei einer Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme die Verbindungsleitung mit Ethanol zu füllen. Durch die kommunizierende Verbindung strömt dann ausreichend Ethanol in die Brennerkassette. Die Zuführung im Betrieb erfolgt über die durchmessergeringere Verbindungsleitung, was ausreichend ist, um die geringen Ab- brandmengen (0,5 l/min) auszugleichen.
[0040] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Ansaugpumpe ein Rückschlagventil angeordnet, das ein Rücklauf von Ethanol in das Vorratsgefäß sperrt.
[0041] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass bei der Ausgestaltung mit dem Verstellmechanismus zum Absenken des Vorratsgefäßes das Ethanol über die Abzweigleitung und nicht auch noch zusätzlich über die möglicherweise querschnittsgroße Bypass-Leitung verlaufen muss. Das fördert eine gezielte Rückführung beim Absenken des Vorratsgefäßes. Beim Starten bzw. Fluten der Brennerkassette kann kein Rückfluss von Ethanol stattfinden.
[0042] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Federanordnung hängende Zugfedern auf, die an einem oberen Ende an einer ortsfesten Aufhängung montiert sind und am unteren Ende mit dem Vorratsgefäß verbunden sind. [0043] Diese Ausgestaltung erlaubt den Einsatz von mechanisch einfachen und stabilen schraubenlinienförmigen Zugfedern, die gegenüber anderen Federn über einen relativ langen Bereich eine lineare Federkennlinie aufweisen. Diese Art der Aufhängung des Vorratsgefäßes ist auch konstruktiv einfach zu bewerkstelligen, es ergibt sich eine leichtere Montage und auch eine Demontage, indem beispielsweise die Zugfedern an ihrem oberen Ende an der Aufhängung oder an ihrer Verbindungsstelle mit dem Vorratsgefäß ausgehängt werden.
[0044] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind vier parallel geschaltete Zugfedern vorhanden, die mit dem oberen Ende des Vorratsgefäßes verbunden sind.
[0045] Da gebräuchliche Vorratsgefäße meist einen viereckigen Horizontalquerschnitt aufweisen, ist es besonders einfach zu bewerkstelligen, ein solches Vorratsgefäß an den vier Ecken über die Zugfedern symmetrisch zum Schwerpunkt aufzuhängen.
[0046] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Verstellmechanismus einen Querbügel auf, der von einer Bedienungsperson von außerhalb bedienbar ist.
[0047] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass über den Querbügel die Bedienungsperson diesen von außen ergreifen kann und das Absenken des Vorratsgefäßes unter das unterste Niveau der Brennerkassette einfach durchführen kann.
[0048] Das Vorratsgefäß kann durch den Querbügel nur nach unten bewegt werden..
[0049] Man kann an dem vom Gehäuse vorstehenden Querbügel einen abnehmbaren oder verschwenkbaren Verstellgriff vorsehen, der angelegt oder angebracht wird, wenn das Vorratsgefäß abgesenkt werden soll, um dieses in die sogenannte Nullstellung verbracht zu werden. [0050] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Brennofensystem in einem Gehäuse aufgenommen, das in seiner Gesamtheit transportierbar ist.
[0051] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Brennofensystem ein in sich geschlossenes Gebilde ist, das als Modul, zum Beispiel als Möbel-Einbauofen, in einer Nische in einem Gebäude aufgestellt oder eingebaut werden kann. Zugleich eröffnet das die Möglichkeit, das Brennofensystem, wenn es einmal nicht in einem geschlossenen Raum eingesetzt werden soll, einfach zu transportieren, um beispielsweise dieses auf einem Balkon oder einer Terrasse aufzustellen, um dort als Dekoofen zu dienen. Hier kann man dann auch Maßnahmen vorsehen, die eine höhere Brennleistung erlauben, da dann die Abgase an die Umwelt abgeführt werden können.
[0052] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Brenner über eine verstellbare Abdeckung vor Luftzufuhr abdeckbar.
[0053] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch die verstellbare Abdeckung die Flamme gelöscht werden kann und gleichzeitig sichergestellt ist, dass keine Luft mit noch vorhandenen heißen Ethanoldämpfen in Verbindung treten kann, so dass Verpuffungen ausgeschlossen sind.
[0054] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Verbindungsleitung ein Ventil angeordnet, das in einer Stellung einen Fluss von Ethanol durch die Verbindungsleitung sperrt.
[0055] Diese Maßnahme genügt ebenfalls dem Sicherheitsaspekt dahingehend, dass grundsätzlich ausgeschlossen werden kann, dass Ethanol überhaupt dem Brenner zugeführt wird. Dieses Ventil ist beim Ansaugvorgang zu schließen, damit zum Anfluten das Ethanol über die Bypass-Leitung strömt.
[0056] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Piezzo-Zünder zum Zünden des Ethanols im Brenner montiert. [0057] Diese an sich bekannte Maßnahme hat den Vorteil, dass ein Zünden des Brenners einfach bewerkstelligt wird, ohne dass dazu Streichhölzer, Feuerzeuge oder elektrisch durch Stromzuführung versorgte Zünder notwendig sind. Das fördert die kompakte und autarke Ausgestaltung des Ethanol-Brennofensystems wie zuvor erwähnt.
[0058] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
[0059] Es zeigen:
Figur 1 stark schematisiert eine Seitenansicht eines Ethanol-Brennofensystems in einer Nullstellung;
Figur 2 eine der Figur 1 vergleichbare Seitenansicht in einer ersten Betriebsstellung mit gefülltem Vorratsgefäß;
Figur 3 eine den Figuren 1 und 2 vergleichbare Darstellung mit nahezu entleertem Vorratsgefäß;
Figur 4 eine Explosionsdarstellung des Brenners; und
Figur 5 eine perspektivische Darstellung des in einem Gehäuse aufgenommenen Brennofensystemes.
[0060] Ein in den Figuren dargestelltes Ethanol-Brennofensystem ist in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Wenn nachfolgend von dem Brennofensystem, dem Brenner oder der Brennerkassette gesprochen wird, ist jeweils eine solche Konstruktion gemeint, die ausschließlich zum Verbrennen von Ethanol angepasst und geeignet ist. [0061] Der Begriff "Ethanol" betrifft nicht nur die chemische Substanz Ethyl- alkohol, sondern insbesondere Bio-Ethanol, das ausschließlich aus Biomasse, also aus einem nachwachsenden Kohlenstoffträger oder aus den biologisch abbaubaren Anteilen von Abfällen hergestellt wurde.
[0062] Die grundlegenden Bauelemente des Brennofensystemes 10 sollen zunächst im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben werden. Das Brennofensystem 10 ist in einem Gehäuse 12 aufgenommen, wie es insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, wobei in der Seitenansicht von Fig. 1 eine Frontplatte 14 ersichtlich ist.
[0063] Im Inneren des Gehäuses 12 ist ein Vorratsgefäß 16 in Form eines quaderförmigen rechteckigen Behälters 22 angeordnet, wie das insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist. An seinem oberen Ende 18 ist das Vorratsgefäß 16 mit einer Federanordnung 20 verbunden.
[0064] Der Behälter 22 des Vorratsgefäßes 16 weist einen Boden 24 auf, in dem mittig eine Einsenkung 26 vorhanden ist.
[0065] Die hier nicht bezeichneten vier hochstehenden Wände des Behälters 22 werden über einen Deckel 28 abgeschlossen. Die Oberseite des Deckels 28 ist mit vier Montageflanschen 30 versehen, die vom Deckel 28 nach oben wegstehen. Diese vier Montageflansche sind symmetrisch an den Eckenbereichen des rechteckförmigen Deckels 28 fest angebracht.
[0066] Die Federanordnung 20 weist vier zylindrische Zugfedern 34 auf, die jeweils als aus einem Drahtmaterial schraubenlinienförmig gewickelte Federn ausgebildet sind.
[0067] Das jeweils untere Ende 32 einer Zugfeder 34 ist mit einem Montageflansch 30 verbunden. [0068] Das jeweils obere Ende 36 einer Zugfeder 34 ist an einer Federaufhängung 38 befestigt.
[0069] Die Federaufhängung 38 weist zwei horizontal verlaufende Träger 50 auf, die endseitig an Montageplatten befestigt sind, die wiederum an der Innenseite des Gehäuses 12 angebracht sind. Somit ist die Federaufhängung 38 ortsfest im Gehäuse 12 angeordnet.
[0070] Die vier Zugfedern 34 sind parallel geschaltet und deren Federkonstanten addieren sich (Rges = Ri + R2 + R3+ R4). Die Federrate des Gesamtsystemes einer solchen Parallelschaltung ist größer als die Federrate einer Einzelfeder.
[0071] Der Deckel 28 weist eine Öffnung 44 auf, durch die ein vertikal stehendes Einfüllrohr 42 reicht.
[0072] Am oberen Ende des Einfüllrohrs 42 ist ein verschwenkbarer Einfülltrich- ter 46 angebracht.
[0073] Der Einfülltrichter 46 ist über eine Klappe 48 des Gehäuses 12 zugänglich, so dass von der Außenseite her Ethanol 104 über den Einfülltrichter 46 und das Einfüllrohr 42 in das Vorratsgefäß 16 verbracht werden kann. Es kann eine entsprechende Füllstandsanzeige vorgesehen sein.
[0074] Bei Ethanol-Brennöfen, die in geschlossenen Räumen üblicher Größe benutzt werden, sind zurzeit maximal drei Liter im Vorratsgefäß zulässig.
[0075] Sollte das Ethanol-Brennofensystem außerhalb von geschlossenen Räumlichkeiten benutzt werden, können auch größere Vorratsmengen an Ethanol vorgehalten werden, so dass entsprechend größere Vorratsgefäße vorgesehen sein können. In diesem Fall kann es auch sinnvoll oder aus zulassungstechnischen Gründen notwendig sein, um das Vorratsgefäß herum einen weiteren Behälter als Sicherheitsbehälter vorzusehen. Über eine entsprechende Verbindung zwischen Sicherheitsbehälter und Vorrats- gefäß 16 kann dann möglicherweise zu viel eingefülltes Ethanol in das Vorratsgefäß 16 überführt werden.
[0076] Das Vorratsgefäß 16 steht über eine Verbindungsleitung 50 mit einem in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 52 bezeichneten Brenner in Verbindung.
[0077] Die Verbindungsleitung 50 weist ein vertikal stehendes Ansaugrohr 64 auf, das im Inneren des Vorratsgefäßes 16 steht und, mit Ausnahme der in Fig. 1 gezeigten "Nullstellung" in das im Behälter 22 aufgenommene Ethanol 104 eintaucht.
[0078] Das stehende Ansaugrohr 64 erstreckt sich vertikal weit über das obere Ende 18 des Vorratsgefäßes 16 hinaus und geht dann über einen gebogenen Abschnitt 66 in den seitlich zum Vorratsgefäß 16 angeordneten Brenner 52 über. Der gebogene Abschnitt 66 geht im Bereich des Brenners 52 in ein vertikales Zulaufrohr 68 über.
[0079] Wie aus Fig. 1 zu erkennen, verläuft der gebogene Abschnitt 66 der Verbindungsleitung 50 höher als Vorratsgefäß 16 und Brenner 52.
[0080] Die genaue Verbindung mit dem Brenner 52 wird nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 4 näher beschrieben und erläutert.
[0081] Aus Fig. 1 ist zu erkennen, dass im Bereich des gebogenen Abschnittes 66 eine Abzweigstelle 78 vorhanden ist, von der ein weiter nach oben abstehendes und etwa U-förmig gekrümmtes Ansaugrohr 72 hochsteht, dessen absteigender Abschnitt bis zu dem unteren Ende des Brenners 52 geführt ist.
[0082] Im Ansaugrohr 72 ist eine Hand-Ansaugpumpe 74 mit einem Rückschlagventil angeordnet.
[0083] Das Bedienelement der Hand-Ansaugpumpe 74 ist an der Frontplatte 14 montiert und kann von außen bedient werden. Im Zulaufrohr 68, ist ein Kugelhahnventil 84 angeordnet, das als Absperr- oder Sicherheitsventil dient und das ebenfalls von der Außenseite her zu bedienen ist.
[0084] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Durchmesser des Ansaugrohres 72 etwas größer als der Durchmesser der Verbindungsleitung 50. Dadurch ist eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 80 bezeichnete Bypass-Leitung geschaffen, deren Sinn und Zweck nachfolgend näher beschrieben und erläutert werden soll.
[0085] Aus Fig. 1 ist ferner zu erkennen, dass ein in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 90 versehener Verstellmechanismus einen Querbügel 92 aufweist. Der Querbügel 92 ist an zumindest einem der Montageflansche 30 befestigt und erstreckt sich horizontal quer durch das Gehäuse 12 und reicht durch eine Öffnung in der Frontplatte 14 zur Außenseite. Der Querbügel kann nach unten gedrückt bzw. bewegt werden.
[0086] Dort ist, wie das insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, ein verschwenkbarer und auch abnehmbarer Verstellgriff 96 vorhanden. Dieser dient auch zugleich als Füllstandsanzeige. Dieser sperrt auch eine nach oben gerichtete Verschwenkbewegung des Querbügels 92 um einen Anlenkungspunkt an nur einem der Montageflansche 30 sobald der Verstellgriff 96 an das Gehäuse stößt.
[0087] Von dem aus dem Gehäuse 12 vorstehenden Abschnitt des Querbügels 92 steht nach innen ein Arretierbolzen 99 vor, der in eine Bohrung in der Frontplatte 14 eingreifen kann. Durch den Verstellmechanismus 90 kann das Vorratsgefäß 16 in einem bestimmten Ausmaß gegen die Kraft der Federn 34 nach unten bewegt werden.
[0088] Zunächst soll unter Hinweis auf Fig. 4 die nähere Ausgestaltung des Brenners 52 beschrieben werden. Der Brenner 52 weist eine etwa rechteckförmige, nach oben offene Brennerkassette 54 auf, die am unteren Ende einen geschlossenen Boden 55 aufweist, der als eine V-förmige Rinne ausgebildet ist. Auf die Oberseite der Brennerkassette 54 kann ein U-förmiger Brennrost 58 geschoben werden, in dem ein bestimmtes Lochbild an Öffnungen ausgespart ist. [0089] Die Seitenöffnungen in den nach unten reichenden Schenkeln des U- förmigen Brennrostes 58 sind deckungsgleich mit entsprechenden hier nicht näher bezeichneten Öffnungen in der Seitenwand der Brennerkassette 54.
[0090] Über diese Öffnungen der Seitenwände kann Luft in den Innenraum der Brennerkassette 54 eintreten, um das darin enthaltene Ethanol zu verbrennen.
[0091] Die an der Oberseite des Brennrostes 58 ausgesparten Öffnungen lassen die Flammen durchtreten und fördern damit die Ausbildung eines bestimmten, sehr dekorativen und gleichmäßig verteilten Flammenbildes.
[0092] Auf den Brennrost 58 kann ein Löschblech 60 aufgeschoben werden, das ebenfalls als U-förmiges Gebilde ausgebildet ist und dessen Lochbild dem Lochbild des Brennrostes 58 entspricht.
[0093] Im Betrieb ist der Brennrost 58 von oben auf die Brennerkassette 54 geschoben, wobei dessen nach unten reichende Seitenflanken die Seitenflanken der Brennerkassette 54 übergreifen, wobei im Volllastbetrieb die seitlichen Öffnungen von Brennrost 58 und Brennerkassette 54 deckungsgleich zum Liegen kommen.
[0094] Durch seitliches Verschieben des Löschbleches 60, wozu ein Verstellhaken 62 vorgesehen ist, kann das Löschblech 60 so verschoben werden, dass nur noch eine geringe Sauerstoffzufuhr stattfindet, wodurch das Flammenbild, insbesondere die Flammenhöhe, verändert werden kann oder die Sauerstoffzufuhr völlig unterbunden wird. Dadurch ist es auch möglich, die Flammen innerhalb kürzester Zeit zu ersticken.
[0095] Aus Fig. 4 ist ebenfalls ersichtlich, dass das Ansaugrohr 72 der Bypass- Leitung 80 mit einer Seitenöffnung 76 der Brennerkassette 54 verbunden ist. Dabei liegt die Seitenöffnung 76 so tief, dass sie möglichst nahe am Boden 54 bzw. dessen V-Rinne liegt. [0096] Unmittelbar vor der Seitenöffnung 76 ist in dem Ansaugrohr 72 eine Öffnung 70 vorgesehen, in die das Zulaufrohr 68 mündet.
[0097] Dabei weist das Zulaufrohr 68 einen Abschnitt 82 auf, der tiefer liegt als die Seitenöffnung 76.
[0098] Zurückkehrend zu Fig. 1 sowie den Fig. 2 und 3 soll nunmehr die Funktionsweise und die verschiedenen Betriebsstellungen des Ethanol-Brennofensystemes 10 erläutert werden.
[0099] Wie bereits erwähnt entspricht die in Fig. 1 dargestellte Stellung des Vorratsgefäßes 16 der Nullstellung. Das Vorratsgefäß 16 wurde in diese Stellung verbracht, indem mittels des Verstellmechanismus 90 das Vorratsgefäß 16 entgegen der Zugkraft der Federn 34 nach unten bewegt worden ist, bis der Arretierbolzen 99 in die entsprechende Öffnung an der Frontplatte 14 eingerastet ist und den Verstellmechanismus 90 und somit auch das Vorratsgefäß 16 in dieser Stellung hält.
[00100] Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Niveau 108 an Ethanol 104 im Vorratsgefäß 16 unter dem Boden des Brenners 52 zum Liegen kommt. Das untere Ende des stehenden Ansaugrohres 64 ist dabei nicht mehr in das Ethanol 104 eingetaucht, so dass in diesem Betriebszustand kein Ethanol in den Brenner 52 überführt werden kann. Zusätzlich ist das Kugelhahnventil 84 geschlossen und das Löschblech 60 schließt den Innenraum der Brennerkassette 54 hermetisch ab, so dass weder Ethanol noch Sauerstoff in die Brennerkassette 54 eintreten kann.
[00101] Zur Inbetriebnahme und zum Anfeuern wird der Arretierbolzen 99 aus der Öffnung in der Frontplatte 14 abgezogen und das Vorratsgefäß 16 wird durch die Kraft der Zugfedern 34, je nach Füllstand, vertikal nach oben bewegt. Dabei taucht das stehende Ansaugrohr 64 in das Ethanol 104 im Behälter 22 ein.
[00102] Sollte der Füllstand niedrig sein oder überhaupt kein Ethanol 104 vorhanden sein, kann das entsprechend über den Trichter 46 nachgefüllt werden, wobei der optimale bzw. maximale Füllstand über eine Füllstandsanzeige 1 14 angezeigt werden kann, die im Bereich des Verstellgriffes 96 angeordnet ist. Ein solcher Zustand ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt.
[00103] Zum Anfeuern der Brennerkassette 54 wird nunmehr wie folgt vorgegangen. Das Kugelhahnventil 84 bleibt oder wird verschlossen.
[00104] Nunmehr wird die Hand-Ansaugpumpe 74 betätigt, wodurch über das stehende Ansaugrohr 64 und die Abzweigstelle 78 und der Bypass-Leitung 80 Ethanol in die Brennerkassette 54 überführt wird (siehe Pfeil 81 ). Dabei reichen einige Pumphübe aus. Das Rückschlagventil in der Hand-Ansaugpumpe 74 hindert einen Rückfluss von Ethanol. Dabei wird die Luft aus dem Leitungssystem entfernt und durch Ethanol 104 ersetzt. Nunmehr ist eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Ethanol 104 im Vorratsgefäß 16 und dem Innenraum der Brennerkassette 54 bewerkstelligt. Das Rückschlagventil der Hand-Ansaugpumpe 74 sperrt nunmehr einen weiteren Fluss, der nach Öffnen des Kugelhahnventiles 84 nunmehr nur noch über die Verbindungsleitung 50 führt, wie das in Fig. 2 durch den Pfeil 85 dargestellt ist.
[00105] Es strömt so viel Ethanol 104 in die Brennerkassette 54 bis das Niveau 1 12 in der Brennerkassette 54 gleich wie das Niveau 1 12 im Vorratsgefäß 16 ist.
[00106] Das bedeutet, die konstruktive Ausgestaltung, insbesondere die Kraft der Federn 34, ist so eingestellt, dass nach der Freigabe des Verstellmechanismus 90 sich das Vorratsgefäß 16 auf die in Fig. 2 dargestellte Höhe einstellt. Dadurch ist sichergestellt, dass ein bestimmtes gewünschtes Flüssigkeitsniveau 1 12 in der Brennerkassette 54 eingestellt ist, aber nicht höher. Nunmehr kann über den Piezzo-Zünder 100 der Brennvorgang in Gang gesetzt werden.
[00107] Da beim Brennen das in der Brennerkassette 54 enthaltene Ethanol 104 abbrennt, strömt dieses nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren aus dem Vorratsgefäß 16 stetig nach, wobei beide Niveaus 1 12 permanent gleich bleiben und somit automatisch eingestellt werden. [00108] Aufgrund der Tatsache, dass nach und nach immer mehr Ethanol 104 über die Verbindungsleitung 50 aus dem Behälter 22 des Vorratsgefäßes 16 in den Brenner 52 strömt und dort abgebrannt wird, nimmt das Gesamtgewicht von Vorratsgefäß 16 und dem darin aufgenommenen Ethanol 104 stetig ab.
[00109] Die Zugfedern 34 bzw. deren Konstruktion und Federkonstante sind nun so eingestellt, dass das Vorratsgefäß 16 nach und nach vertikal nach oben bewegt wird, wie das in Fig. 2 durch den Pfeil 87 dargestellt ist. Diese Nachstellung steht im Einklang mit dem Ethanolverbrauch, so dass sichergestellt ist, dass immer Niveaugleichheit der Niveaus 1 12 vorherrscht.
[00110] In Fig. 3 ist eine Situation dargestellt, in der sich das Vorratsgefäß 16 in eine maximal angehobene Position bewegt hat.
[00111] Auch hier ist wieder zu erkennen, dass das Niveau 1 12 des Ethanols 104 im Behälter 22 nach wie vor gleich ist wie das Niveau 1 12 im Brenner 52.
[00112] Zum Abbrechen des Brennvorgangs wird das Vorratsgefäß 16 über den Verstellmechanismus 90 nach unten bewegt. Dabei verlagert sich das Ethanol-Niveau im Behälter 22 unter das Niveau, das gerade in der Brennerkassette 54 vorherrscht. Da diese beiden Behälter über die Verbindungsleitung 50 nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren verbunden sind, strömt nunmehr die in der Brennerkassette 54 verbleibende Restmenge Ethanol über die Verbindungsleitung 50 zurück in das Vorratsgefäß 16, wobei das in Fig. 3 durch die Strömungspfeile 93 angezeigt ist.
[00113] Durch den zuvor im Zusammenhang insbesondere mit Fig. 4 gezeigten unterhalb des Bodens 55 der Brennerkassette 54 gelegenen Abschnitt 82 der Verbindungsleitung 50 ist sichergestellt, dass dabei der Innenraum der Brennerkassette 54 vollständig leergesaugt wird. Dieses Leersaugen findet innerhalb weniger Sekunden statt. Gleichzeitig wird der Brennrost 58 über das Löschblech 60 verschlossen. Anschließend wird das Kugelhahnventil 84 geschlossen. [00114] Das Vorratsgefäß 16 befindet sich jetzt wieder in der in Fig. 1 dargestellten Nullstellung. Es kann nunmehr Ethanol nachgefüllt werden oder der Brennvorgang unterbrochen werden, bis ein nächster Vorgang gewünscht ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Ethanol-Brennofensystem,
mit einem eine Brennerkassette (54) aufweisenden Ethanol-Brenner (52), mit einem Vorratsgefäß (16) für Ethanol (104), und
mit einer Verbindungsleitung (50) zwischen dem Vorratsgefäß (16) und der Brennerkassette (54),
dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäß (16) höhenverstellbar ist, wobei das höhenverstellbare Vorratsgefäß (16) über eine Federanordnung (20) federnd gelagert ist, wobei die Federanordnung (20) derart ausgebildet ist, dass ein Ethanol-Niveau (1 12) im Vorratsgefäß (16) im Betrieb dauernd gleich einem Ethanol- Niveau (1 12) in der Brennerkassette (54) ist, wobei das Vorratsgefäß (16) bei abnehmendem Ethanolgehalt durch die Federanordnung (20) jeweils soweit anhebbar ist, dass die Niveaugleichheit automatisch einstellbar ist.
2. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das das Vorratsgefäß (16) an der Federanordnung (20) hängend federnd gelagert ist.
3. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäß (16) über die Verbindungsleitung (50) nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren mit der Brennerkassette (54) verbunden ist.
4. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäß (16) unmittelbar, ohne einen Zwischenbehälter, mit der Brennerkassette (54) verbunden ist.
5. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäß (16) über einen Verstellmechanismus (90) so weit absenkbar ist, dass das Ethanol-Niveau (1 12) im Vorratsgefäß (16) niedriger ist als ein Boden (55) der Brennerkassette (54).
6. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (50) im Vorratsgefäß (16) steht und über einen gebogenen Verbindungsabschnitt (66) mit der Brennerkassette (54) verbunden ist.
7. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (66) über dem maximalen Höhenniveau der Ethanol- Niveaus (1 12) verläuft.
8. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Verbindungsabschnitt (66) an einer tiefsten Stelle in der Brennerkassette (54) mündet.
9. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Mündungsbereich der Verbindungsabschnitt (66) unter dem Niveau des Bodens (55) der Brennerkassette (54) verläuft.
10. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (50) eine Ansaugpumpe (74) angeordnet ist.
1 1 . Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugpumpe (74) in einer Bypass-Leitung (80) angeordnet ist, die vom gebogenen Verbindungsabschnitt (66) abzweigt und die in der Brennerkassette (54) mündet.
12. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansaugpumpe (74) ein Rückschlagventil angeordnet ist, das einen Rücklauf von Ethanol in das Vorratsgefäß (16) sperrt.
13. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (20) hängende Zugfedern (34) aufweist, die an einem oberen Ende (36) an einer ortsfesten Aufhängung (38) montiert sind und am unteren Ende (32) mit dem Vorratsgefäß (16) verbunden sind.
14. Ethanol-Brennofensystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vier zylindrische Zugfedern (34) vorhanden sind, die symmetrisch zum Schwerpunkt des Vorratsgefäßes 16 mit einem oberen Ende (18) des Vorratsgefäßes (16) verbunden sind.
15. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (90) einen Querbügel (92) aufweist, der von einer Bedienungsperson von außerhalb bedienbar ist.
16. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennofensystem (10) in einem Gehäuse (12) aufgenommen ist, das in seiner Gesamtheit transportierbar ist.
17. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ethanol-Brenner (52) über eine verstellbare Abdeckung (60) vor Luftzufuhr abdeckbar ist.
18. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (50) ein Ventil (84) angeordnet ist, das in einer Stellung einen Fluss von Ethanol und Luft durch die Verbindungsleitung (50) sperrt.
19. Ethanol-Brennofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Piezzo-Zünder (100) zum Zünden des Ethanols (104) am Brenner (52) montiert ist.
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FR1466126A (fr) * 1966-01-28 1967-01-13 Dispositif automatique de stabilisation et de réglage de débit pour appareils de chauffage alimentés par niveau constant
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