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Verbrennung von leichtem oder extra leichtem Heizöl zur
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Wärmeerzeugung in der Größenordnung von 6.000 bis 25.000 Kcal/h Die
Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum Verbrennen von leichtem oder extra
leichtem Heizöl gemäß Oberhegriff des Anspruches 1 und betrifft andererseits einen
Oldurchlauferhitzer gemäß Oberbegriff des Anspruches 8 zur Durchführung eines entsprechenden
Verbrennungsverfahrens.
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Bei Ölheizungsanlagen, in denen ein leichtes oder extra leichtes Heizöl
mit niederer Viskosität verbrannt wird, wird von Ö1-brennern Gebrauch gemacht, die
nach dem Druckzerstäubungsprinzip arbeiten. Hierzu ist dann vorgesehen eine Förderpumpe
für das Ö1, die letzteres mit einem Druck in der Regel in der Größenordnung von
10 atü einer Druckzerstäuberdüse zuführt. In dieser Druckzerstäuberdüse ist eine
Wirbelkammer vorgesehen, der
das Öl von außen nach innen längs etwa
spiralförmig zu bezeichnender Bahnen zugeführt wird, so daß das Öl in der Wirbelkammer
eine Rotationsbewegung ausführt und an der unmittelbar nachgeschalteten Düsenaustrittsöffnung
austritt. Der Austritt des verwirbelten und in Rotation stehenden Öls erfolgt dabei
in der Form eines mehr oder weniger dicken Wirbelfilms längs der Wandung der Austrittsöffnung.
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Die jeweils verwendete Größe der Druckzerstäuberdüse hängt von der
beabsichtigten Größe der Wärmeerzeugung ab. Die Düsen sind dabei klassifiziert nach
dem erreichbaren stündlichen Durchtrittsvolumen gemessen in gal/h. Grundsätzlich
verhält es sich so, daß für die Erzeugung geringer Wärmemengen Düsen mit geringem
stündlichen Durchsatzvolumen auszuwählen sind.
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Derartige Düsen sind zwar bei Einhaltung einer verhältnismäßig kleinen
Stufung für zahlreiche stündliche Durchtrittsvolumina im Handel erhältlich. Die
Verwendung sehr kleiner Düsen, d.h. die Verwendung von Düsen mit einem kleinen stündlichen
Durchtrittsvolumen, bereitet jedoch in der Praxis sehr erhebliche Schwierigkeiten.
Zum einen sind diese Düsen nur sehr schwierig herstellbar, und zwar wegen des kleinen
Durchmessers ihrer Austrittsöffnung. Zum anderen neigen diese Düsen zu einer verhältnismäßig
schnellen Verstopfung, beispielsweise infolge zu grober Bestandteile des jeweils
verwendeten Öls oder infoige evtl. Ablagerungen an der Innenwandung der Austrittsöffnung.
Andererseits besteht bei kleiner werdenden Düsen eine Tendenz zur Verschlechterung
des Zerstäubungseffektes.
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Die Güte des Zerstäubungseffektes ist jedoch für die Güte der Verbrennung
sowohl hinsichtlich der Ausnutzung der im Öl zur Verfügung stehenden chemischen
Verbrennungsenergie als auch hinsichtlich der Sauberkeit der Verbrennung von maßgeblicher
Bedeutung. Im übrigen ist bei kleiner werdendem Durchmesser der Düsenaustrittsöffnung
zu beobachten, daß die Zerstäubungsgüte abnimmt, weil das Öl zu zäh ist, um den
angestrebten Grad der Verwirbelung erreichen zu lassen.
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Bei Heizungsanlagen für beispielsweise Einfamilienhäuser, die lediglich
einen Wärmebedarf von etwa 6.000 bis 25.000 Kcal/h haben, wäre daher an sich die
Verwendung von Düsen mit 0,3 bis 0.75 gal/h erforderlich, die bei einer Temperatur
des Öls von 10°C und einem Förderdruck von 10 atü einem Öldurchsatz von 1,1 bis
2,9 kg/h ergeben würden, so daß zwar insgesamt in etwa die angestrebte geringe Wärmeerzeugung
erreichbar wäre. Der Betrieb einer Heizungsanlage bzw. eines Brenners mit eine Düse
in der Größenordnung von weniger als 0,50 gal/h bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten
der oben angegeben Art. So ist ein sicherer Betrieb mit 0,3 und 0,4 gal/h -Düsen
bei einer Öltemperatur von 100C und einem öldruck von 10 atü überhaupt nicht möglich;
sogar 0,5 und 0,6 gal/h -Düsen machen die Anwendung höherer Drücke erforderlich,
um eine brauchbare Zerstäubungsgüte erreichen zu können. Höhere Drücke führen jedoch
zu größeren stündlichen Gewichtsdurchsätzen, so daß stets Wärme in zu großer Menge
erzeugt wird. Im übrigen besteht gegenwärtig die Erkenntnis, daß bei stündlichen
Durchsatzgewichten von weniger als 2 kg keine brauchbare Zerstäubung erreichbar
ist.
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Aus diesem Grunde wird in Hinblick auf die betriebssichere Betreibung
einer entsprechenden Heizungsanlage bei Einfamilienhäusern Gebrauch von Heizkesseln
und Brennerdüsen gemacht, die an sich überdimensioniert sind. Insbesondere werden
ungern Düsen unter 0,50 gal/h verwendet, da die Betriebssicherheit ansonsten nicht
gewährleistet wäre. Demzufolge wird also zum einen ein zu großer Heizkessel verwendet
und zum anderen überhaupt zuviel Öl verbrannt. Die zuviel erzeugte Wärme wird in
Form übermäßig heißer Abgase an die Umwelt abgegeben. Demzufolge sind also die bisher
zum Einsatz gebrachten Heizungsanlagen von Einfamilienhäusern/h?nsichtlich ihrer
Wirtschaftlichkeit vollständig unbefriedigend. Im übrigen besteht stets eine erhebliche
U-.mweltbelastung bei jeder Neueinschaltung der Heizanlage, da während der Anlaufphase
ganz besonders schlechte Verbrennungsbedingungen herrschen, die zu einer unvollkommenen
Verbrennung führen.
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+) mit geringen Leistungen
Der Erfindung liegt daher
die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Verbrennen von leichtem oder
extra leichtem Heizöl zwedcs Erzeugung einer Wärme in der Größenordnung von etwa
6.000 bis 25.000 Kcal/h anzugeben, dem die vorstehend angegebenen Nachteile nicht
anhaften. Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, einen Oldurchlauferhitær
zu schaffen, mittels dessen das erfindungsgemäß anzugebende Verfahren durchführbar
ist.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die erzeugte
Wärmemenge eine direkte Funktion des der Verbrennung zur Verfügung gestellten Ölgewichtes
ist. Das durch eine Druckzerstäuberdüse durchtretende molgewicht ist jedoch einerseits
eine Funktion des stündlichen Durchtrittsvolumens der Düse, also eine Funktion der
jeweils gewählten Düse, und andererseits eine Funktion des Drucks, unter dem das
Öl der Düse zugeführt wird. Des weiteren besteht jedoch eine eindeutige Funktion
zwischen der Temperatur und der Viskosität des Öls. Da die Viskosität des Öls ein
sehr erhebliches Kriterium für das bei einer bestimmten Düse durchtretende molgewicht
ist, besteht somit eine klare gegenseitige Beeinflussung zwischen den folgenden
Größen, nämlich der Öltemperatur, dem Ölzuführungsdruck, der jeweils gewählten Düse
und der erreichten Wärmeerzeugung.
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Zur Lösung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe sieht die Erfindung
in verfahrenstechnischer Hinsicht vor, daß das Öl durch eine Druckzerstäuberdüse,
deren Düsenöffnungsquerschnitt für eine größere Wärmeerzeugung infolge eines unter
herkömmlichen Betriebsbedingungen entsprechend größeren Gewichtsdurchsatzes des
Öls ausgelegt ist, geführt wird und zuvor auf der Zuführungsstrecke zur Zerstäuberdüse,
vorzugsweise auf dem letzten Teil dieser Strecke, und während des Durchtritts durch
die Zerstäuberdüse konstant so stark erwärmt wird, daß die Ölviskosität in einem
Ausmaß absinkt, in deren Folge der Durchsatz der Zerstäuberdüse merklich reduziert
ist.
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Diese Ausbildung des Verbrennungsverfahrens macht sich also die verschiedenen
oben angesprochenen gegenseitigen Abhängigkeiten zunutze und bietet jetzt erstmalig
eine Möglichkeit, Düsen mit beispielsweise 0,50 gal/h zu verwenden, ohne daß die
oben angegebenen entsprechenden Nachteile zu beobachten sind.
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Eine Verbrennung in der erfindungsgemäßen Weise unter Verwendung einer
Düse mit 0,50 gal/h ist dabei sogar einer herkömmlichen Verbrennung unter Verwendung
einer Düse mit nur 0,40 gal/h in Hinblick auf die angestrebte geringe Wärmeerzeugung
überlegen, wozu die weitere Überlegenheit hinzutritt, daß jetzt erstmalig eine absolut
betriebssichere Verbrennung durch verbesserte Zerstäubungsgüte möglich ist. Die
Betriebssicherheit einer Verbrennung ist in keineswegs zu unterschätzender Weise
von erheblicher Bedeutung, da Heizungsanlagen bzw. die zugehörigen Brenneranlagen
auch in Hinblick auf die Kosten nur einmal jährlich inspiziert werden sollten. Im
übrigen muß während des gesamten Jahres, also sowohl während kalter als auch während
warmer Jahreszeiten, eine einwandfreie Betriebsweise bei gleichzeitig einwandfreier
umweltschonender Verbrennung gewährleistet sein.
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Wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verbrennungsverfahrens mit einer
solchen Vorwärmung des Öls gearbeitet, daß der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz
der Zerstäuberdüse um etwa 20% reduziert ist, was allein bereits durch die Tatsache
der Erwärmung erreichbar ist, so ist dann insgesamt eine Reduzierung des gewichtsbezogenen
stündlichen Durchsatzes um etwa 40% möglich. Diese weitere Reduzierung beruht auf
dem Umstand, daß bei reduzierter Viskosität das Öl ohne Beeinträchtigung der Verwirbelungsgüte
und damit der Zerstäubungsgüte unter einem geringeren Druck der Druckzerstäuberdüse
zugeführt werden kann.
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Da sich bei reduzierter Druckzuführung jedoch ein geringerer gewichtsbezogener
stündlicher Durchsatz einstellt, kann eine
in erfindungsgemäßer
Weise betriebene Anlage bei identischer Düse insgesamt mit um etwa 40% reduziertem
gewichtsbezogenen stündlichen Durchsatz betrieben werden, so daß erstmalig in betriebssicherer
und umwelt schonender Weise Wärme in der gewünschten kleinen Größenordnung und gleichzeitig
unter wirtschaftlichen Bedingungen erzeugbar ist, was ohne die erfindungsgemäße
Verbrennung bei Düsen von höchstens 0,50 gal/h nicht möglich wäre. Dabei tritt als
keinesfalls zu unterschätzender Nebeneffekt eine erhebliche Geräuschreduzierung
ein, die auf der Absenkung des Ölzuführunqsdrucks beruht.
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Geräuschmessungen allerdings bei gleichbleibender Wärmeerzeugung,
also bei Verwendung einer hinsichtlich ihres stündlichen Durchtrittsvolumens größeren
Düse bei Vorwärmung/2es Öls und Reduzierung des ölzuführungsdrucks, haben ergeben,
daß der Geräuschpegel von 66 db auf 56 db reduziert wird, was eine sehr erhebliche
Geräuschminderung darstellt.
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Ein Beweis für die absolute Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist die Tatsache, daß in einer auf "ish'77" ausgelegten Werbeschrift eines der namhaften
Olbrennerhersteller angegeben worden ist, daß im Leistungsbereich von 10.000 bis
20.000 Kcal/h derzeit ölbrenner angeboten würden, die die erforderliche Zerstäubung
des Öls mittels Düsen von 0,4 gal/h (und weniger) oder Rücklaufdüsen erzielen wollen,
daß jedoch die Ansicht vertreten werde, mit diesen Verfahren und den vielfach daraus
resultierenden Schwierigkeiten könne keine dauerhafte Lösung erreicht werden, weshalb
seitens der diese Auffassung vertretenden Firma auf der Messe keine entsprechenden
ölbrenner vorgestellt würden. Zur Entwicklung eines entsprechenden Brenners sei
es erforderlich, die bisherige Brennertechnik durch eine besser geeignete Technologie
zu ersetzen. Es müsse nämlich ein Brenner geschaffen werden, der in Verbrennungsqualität
und Betriebssicherheit dem heutigen Stand der Technik bei größeren Brennern entspreche.
Eine solche neue Technologie ist durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfahren
geschaffen worden.
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+) bzw. entsprechend reduzierter Viskosität
Die der
vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer
Hinsicht dadurch gelöst, daß dem einer Druckzerstäubungsdüse unmittelbar zugeordneten
Bereich der ölzuführungsleitung eine Beheizungseinrichtung zugeordnet ist und daß
Druckzerstäubungsdüsennippel, ölzuführungsleitung und Beheizungseinrichtung zu einer
insgesamt austauschbaren Baueinheit zusammengefaßt sind.
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Durch diese Ausbildung des Öldurchlauferhitzers wird die Möglichkeit
geschaffen, das Ö1 in der gewünschten Weise zu erwärmen bzw. die ölviskosität in
der gewünschten Weise zu reduzieren, und zwar dort, wo die höhere Temperatur bzw.
die reduzierte Viskosität des Öls benötigt wird, nämlich im Verbrennungsbereich.
Es wird also auch nur dasjenige Öl erwärmt, das tatsächlich anschließend der Verbrennung
zugeführt wird, also nicht dasjenige Öl, das im ijberschuß mittels der Zuführungspumoe
herbeigeführt wird und wieder zum Tank zurückzuführen ist.
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Für die Beheizungseinrichtung kommt insbesondere eine elektrisch beheizbare
Einrichtung in Frage, da eine derartige Einrichtung in sehr kleiner Baugröße realisierbar
ist und daher nur einen geringen Platzbedarf beansprucht.
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Die Beheizungseinrichtung kann in Weiterbildung in einem außenseitig
an der Ölzuführungsleitung angeordneten elektrischen Heizblock bestehen, der dabei
des weiteren von einer Heizspirale gebildet ist, die mit einem gut wärmeleitfähigen
Material zur Blockbildung umgossen ist. Dies ergibt dann insgesamt eine extrem kleine
Baugröße des Durchlauferhitzers, so daß dessen Einbau im Bnrnkopf keinerlei Schwierigkeiten
bereitet.
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Die Beheizungseinrichtung kann andererseits aber auch in einem Heizblock
bestehen, der außenseitig von der Ölzuführung umgeben ist. Dabei kann dann insbesondere
vorgesehen sein, daß der Heizblock in einem ölbad angeordnet ist, das die Ölzuführungsleitung
darstellt.
In diesem Fall erfolgt also die Wärmezufuhr vom Zentrum des Heizblocks aus in das
diesen umgebende Heizöl, so daß die gesamte Wärme des Heizblocks an das Heizöl abgegeben
wird.
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Andererseits kann der Heizblock auch im Zentrum einer Olleitungsschlange
angeordnet sein, die in Längsrichtung des Heizblocks um diesen herumgeführt ist.
Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß es zu keinem Wärmestau in bestimmten
Bereichen eines Ölbades oder dergleichen kommt, da das Öl ja fortlaufend durch die
Leitungsschlange hindurchgeführt wird, also in ständiger Bewegung steht.
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Der Heizblock kann aber auch im Zentrum einer Ölleitungsschlange angeordnet
sein, die in Längsrichtung des Heizblocks um diesen herum in Richtung auf die Druckzerstäuberdüse
geführt ist und die von dort wiederum in Längsrichtung des Heizblocks um diesen
herum zurückgeführt ist und in einer zentralen Bohrung des Heizblocks endet, die
ihrerseits in Längsrichtung durch den Heizblock hindurchgeführt ist und unmittelbaren
Anschluß an den Druckzerstäuberdüsennipnel findet oder parallel zum Heizblock zum
Niopel hin zurückgeführt ist. Auf diese Weise ist eine sehr große Heizstrecke geschaffen,
so daß auch sehr starke Erwärmungen des Öls ohne übermäßige lokale Wärmezuführung
erreichbar sind.
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Der Beheizungseinrichtung kann gegebenenfalls in zweckmäßiger Weitergestaltung
ein Thermostat zugeordnet sein, der andererseits an die Energiezuführung zur Beheizungseinrichtung
angeschlossen ist.Auf diese Weise ist es möglich, die Beheizungseinrichtung so zu
regeln, daß das Öl unabhängig von der jeweiligen Durchflußmenge stets mit konstanter
Temperatur an der Druckzerstäuberdüse austritt. Andererseits ist es aber auch möglich,
die Beheizungseinrichtullg selbst auf einer konstanten Temperatur zu halten, so
daß bei einem aus irgendeinem Grunde erhöhten
Öldurchfluß, dann
nur die gleiche Heizleistung zur Verfügung gestellt wird, die Öltemperatur absinkt.
Im übrigen ist es bei der Verwendung eines Thermostaten jederzeit möglich, Verzögerungsschaltungen
oder anderweitige Regelungseinrichtungen zusätzlich vorzusehen, so daß in Abhängigkeit
von der jeweils über den Thermostat festgestellten Temperatur besondere Regelungsweisen
ausführbar sind. So kann dann beisnielsweise bei Feststellung eines Ahfalls der
Temperatur entweder die wIeizleistung entsprechend erhöht werden, um die an sich
gewünschte Temperatur wieder einzuregeln, oder die Heizleistung noch weitergehend
erhöht werden, um bedingt durch diese über die ursprüngliche Temperatureinstellung
hinausgehende Temseraturerhöhung den gewichtsbezogenen Durchsatz durch die Düse
zu reduzieren.
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In den in den Druckzerstäuberdüsennippel einmündenden Teil der Ölzuführungsleitung
kann in besonders vorteilhafter Weise ein Abschlußventil eingebaut werden, was allerdings
nur notwendig ist, wenn das Ölvolumen so groß ist, daß ein Nachtropfen an der Düse
bei Abschaltung der Ölzuführungspumt>e auftreten würde. In diesem Fall ist dann
das Abschlußventil an der Ölzuführungspumpe zu entfernen.
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Gleichzeitig kann vorgesehen werden, daß das Abschlußventil durch
den öldruck sowohl schließend als auch öffnend steuerbar ist, so daß stets ein exakter
Abschluß gewährleistet ist.
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Als Kaltstartverriegelung kann ein Thermostat vorgesehen sein, der
als Schließkontakt ausgebildet ist, der seinerseits den Stromkreis erst dann freigibt,
wenn die gewünschte Starttemperatur des ls bzw. des Durchlauferhitzers erreicht
ist.
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Das Abschlußentil kann auch ein Magnetventil sein, so daß eine einfache
Anchließung an den Thermostat oder an das Ölzuführungsrelais zur Regelung der öffnung
des Ventils möglich ist.
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Generell sollte im übrigen vorgesehen werden, daß die Druckzerstäuberdüse
über ihren Nippel in gut wärmeleitfähiger Verbindung mit der Beheizungseinrichtung
steht, da etwa zwei Drittel des vorzuwärmenden Öls in Düse und Düsennippel enthalten
sind. Hieraus ist zu ersehen, daß Düse und Düsennippel eine wichtige Rolle bei der
Ölerwärmung in der Start- und in der Betriebsnhase spielen, Beim Start ist also
jeder einzelne Öltropfen bereits erwärmt, und während des Betriebs wird beim Durchlauf
durch Düsennippel und Düse das Öl endgültig auf seine notwendige Betriebstemperatur
erwärmt. Es ist also verhindert, daß in der ersten Phase jedes einzelnen Anfahrvorgangs
nicht vorgewärmtes Öl zur Verfügung steht, was zu Startschwierigkeiten führen würde.
Auch ist verhindert, daß eine Abkühlung des nachfolgend zugeführten vorgewärmten
Öls unter die Vorwärmtemperatur eintritt, wodurch der gewichtsbezogene Durchsatz
des Öls durch die Düse gesteigert zu würde, so daß möglichertieise eine/schlechte
Zerstäubung vor der Düse gegeben wäre, und zwar mit der Folge einer äußerst manqelhaften
Verbrennung. Im übrigen ist die wärmeleitfähige Verbindung zwischen dem Druckzerstäuberdüsennippel
und der Beheizungseinrichtung auch für eine bessere Erwärmung des Öls vorgesehen,
da der Nippel Bestandteil des Durchlauferhitzers ist.
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Im folgenden wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend und/unter
Bezuanahme auf die Zeichnungen beschrieben; im einzelnen zeigt: +) hesonderer
Fig.
1 einen schematischen Schnitt durch eine Druckzerstäuberdüse üblicher Bauweise,
Fig. 2 ein Viskositäts-Temperatur-Diagramm für Heizöl, Fig. 3 ein Druck--Durchsatz-Diagramm
für Druckzerstäuberdüsen, Fig. 4 ein Durchsatz-Druck-bzw. Durchsatz-Temperatur-Diagramm
für eine bestimmte Druckzerstäuberdüse, Fig. 5 ein Temperatur-Durchsatz-Diagramm
für zwei bestimmte Druckzerstäuberdüsen, Fig. 6 eine Längsansicht eines ersten Durchlauferhitzers,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen zweiten Durchlauferhitzer, Fig. 8 einen Längsschnitt
durch einen dritten Durchlauferhitzer, Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen vierten
Durchlaufeffiitzer und Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen fünftenDurchlauferhitzer.
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Fig. 1 zeigt im Längs schnitt einen Teil einer üblichen Druckzerstäuberdüse,
wie diese bei Ölbrenneranlagen Verwendung findet.
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Dabei sind bezeichnet mit 1 der Düsenkegel, mit 2 die Düsenplatte,
mit 3 die Wirbelkammer, mit 4 exzentrisch angeordnete Zuführungsschlitze, mit 5
die Düsenaustrittsbohrung, mit 6 der sich beim austritt bildende Luftkern und mit
7 die sich ausbildende Kegelsahicht des zerstäubten Öls. Beachtenswert ist dabei
die Ausbildung des Luftkerns 6 und die demzufolge bereits an ihrer Wurzel verhältnismäßig
dünne Kegelschicht 7. Diese Erscheinungen beruhen auf der jeweiligen Viskosität
des Öls mit der Folge, daß Viskositätsveränderungen zu mehr oder weniger dicken
und langen Luftkernen 6 und damit veränderten Kegelschichten 7 führen. Jegliche
Veränderung der Kegel schicht 7 schlägt sich sofort in einer Veränderung der Verbrennungsqualität
nieder.
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Fig. 2 zeigt ein Viskositäts-Temperatur-Diagramm für übliches Heizöl.
Aus diesem Diagramm ist zu ersehen, daß übliches Heizöl bei 100C eine Viskostiät
von etwa 1,65°E besitzt, während
bei 1200C lediglich eine Viskosität
von 1,00E zu beobachten ist.
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Fig. 3 zeigt ein Druck-Durchsatz-Diagramm für insgesamt 7 Druckzerstäuberdüsen
unterschiedlicher stündlicher Durchtrittsvolumina, woraus zu ersehen ist, daß mit
fallendem Druck auch die gewichtsbezogene stündliche Durchtrittsmenge abnimmt. Des
weiteren ist aus diesem Diagramm zu ersehen, mit welchem Druck die einzelnen Düsen
gefahren werden müssen, wenn kaltes Öl von 100C bei betriebssicherem Verhalten verbrannt
werden soll. Andererseits ist aber auch zu ersehen, mit welchen Drücken die verschiedenen
Düsen gefahren werden können, wenn wiederum in betriebssicherer Weise gearbeitet
werden soll, aber warmes Öl mit einer Temperatur von 1100C zur Verfügung steht.
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Fig. 4 zeigt ein Durchsatz-Druck-Diagramm für eine 0,5 gal/h-Düse
bei 10 atü und ein Durchsatz-Temperatur-Diagramm für die gleiche Düse bei llO"C.
Aus dem Durchsatz-Temperatur-Verlauf (obere Linie) ist zu ersehen, daß bei einer
Temperatursteigerung um 1000C bei gleichbleibendem Betriebsdruck von 10 atü bei
einer 0,50 gal/h-Düse der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz um etwa 18,3% reduziert
wird. Aus dem Durchsatz-Druck-Verlauf ist zu ersehen, daß bei einer Öltemperatur
von 110°C in Verbindung mit einer 0,50 gal/h-Düse bei einer Druckreduzierung um
5 atü eine Reduzierung des gewichtsbezogenen stündlichen Durchsatzes um etwa 29,3%
erreichbar ist.
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Beide Durchsatzreduzierungen gemeinsam bedeuten eine Gesamtreduzierung
von etwa 42,7%.
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Fig. 5 zeigt ein Temperatur-Durchsatz-Diagramm für zwei verschiedene
Düsen bei gleichen Betriebsdrücken. Aus dem entsprechenden Verlauf ist zu ersehen,
daß jede dieser ganz speziellen Düsen eines einzigen bestimmten Herstellers, dessen
Düsen für die dargestellten Meßergebnisse verwendet worden
sind,
mit zunehmender Öltemperatur bei konstantem Betriebsdruck deutliche Reduzierungen
des gewichtsbezogenen stündlichen Durchsatzes zeigen.
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Die Diagramme der Fig. 2 bis 5 zeigen die verschiedenen gegenseitigen
Abhängigkeiten, von denen die vorliegende Erfindung Gebrauch macht und die bisher
offensichtlich nie zusammenfassend betrachtet worden sind. Durch die offenbar erstmalige
zusammenfassende Betrachtung ist das erfindungsgemäße Verbrennungsverfahren überhaupt
erst ermöglicht worden.
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Hinsichtlich der durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfahren
erreichten Vorteile kann zu deren Klarstellung nochmals darauf hingewiesen werden,
daß es bisher für kleine Heizleistungen an sich erforderlich gewesen ist, entsprechend
klein-dimensionierte Düsen zu verwenden. Diese klein-dimensionierten Düsen führten
jedoch zu Betriebsstörungen in großer Zahl. Zur Vermeidung dieser Betriebsstörungen
ist daher bisher stets eine zu große Düse verwendet worden mit der Folge, daß auch
zu große gewichtsbezogene stündliche Durchsätze erreicht wurden, die zu einer übermäßigen
Wärmeerzeugung geführt haben. Es wurde also bisher in absolut unzufriedenstellender
Weise eine entsprechende Heizanlage betrieben. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
ist es jetzt erstmalig ermöglicht worden, die an sich zu großen gewichtsbezogenen
stündlichen Durchsätze größerer Düsen zur Erzeugung kleiner stündlicher Wärmeleistungen
heranzuziehen. In diesem Zusammenhang kann auf die besondere Angabe der Fig. 4 verwiesen
werden, aus der zu ersehen ist, daß dann, wenn eine 0,50 gal/h-Düse statt mit einem
Öl mit 100C bei einem Betriebsdruck von 10 atü mit Öl von 1100C bei einem Betriebsdruck
von 5 atü benutzt wird, der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz um etwa 42,7%
reduziert werden kann. Dies kann andererseits natürlich auch so verstanden werden,
daß dann, wenn der gewichtsbezogene stündliche Durchsatz nicht reduziert werden
soll, eine hinsichtlich ihres Durchtrittsvolumens
größer ausgelegte
Düse verwendet wird mit der Folge, daß bei dieserfann bei entsprechender Vorwärmung
des Öls und entsprechender Reduzierung des Betriebsdruckes gearbeitet werden kann,
wodurch verbesserte Betriebsbedingungen, eine umweltfreundlichere Verbrennung und
nicht zuletzt eine sehr erhebliche Reduzierung des Geräuschpegels erreicht werden.
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Fig. 6 zeiqt einen erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer 10, der mit
seiner Düsenleitung 11 an eine Ölzuführungsleitung 12 angeschlossen ist. Die Düsenleitung
11 steht dabei mit einem Düsennippel 13 in fester Verbindung, an dessen vorderem
Ende die eigentliche Druckzerstäuberdüse 14 angeordnet ist. Stromaufwärts des Düsennippels
13 ist ein Heizkörper 15 vorgesehen, der entweder an die Düsenleitung 11 angeklippt
oder angegossen ist. Zur Beheizung des Heizkörpers 15 dienen Elektroanschlüsse 16.
Des weiteren ist als Kaltstartverriegelung noch ein Thermostat 17 vorgesehen.
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Fig. 7 zeigt einen anderen Durchlaufeftiitzer 10, der sich von dene
jenigen der Fig. 6 dadurch unterscheidet, daß der Heizkörper 15 in diesem Fall ein
auf die Düsenleitung 11 in Axialrichtung aufgeschobener Heizkörper ist.
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Fig. 8 zeigt einen anderen Durchlauferhitzer 10. Bei diesem ist die
Düsenleitu 11 spiralförmig ausgebildet, und ist im Zentrum der spiralförmigen Düsenleitung
11 der Heizkörper 15 anaeordnet. AvvMenseitig ist die Düsenleitung 11 in gut wärrreleitendes
Gumnaterial 18 eingegossen. Auch hier ist wiederum ein Sperthe = stat 17 vorgesehen.
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Beim Durchlauferhitzer 10 der Fig. 9 ist die ansonsten vorgesehene
Düsenleitung durch ein ölbad 19 ersetzt. Der Heizkörper 15 ist irrt Zentrum des
ölbad 19 angeordnet. Das Ölbad 89 findet selbstverständlich einen unmittelbaren
Anschluß an die Ölzuführungsleitung 12. Andererseits findet das ölbad 19 über
ein
Abschlußventil 20 Anschluß an den Düsennionel 13.
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Der Durchlauferhitzer 10 der Fig. 10 sieht wiederum eine Düsen leitung
11 vor, die einerseits spiralförmig wie die Düsen leitung 11 der Fig. 8 in Richtung
auf den Düsennippel 13 geführt ist, die dort jedoch keinen Anschluß an den Düsennippel
13 findet und stattdessen spiralförmig zum rückwärtigen Ende des Heizköreers 15
zurückgeführt ist, wo sie aus dem Durchlauferhitzer 10 austritt. Im austretenden
Bereich der Düsenleitung 11 ist ein Magnetventil 21 angeordnet. Hinter dem Magnetventil
21 geht die Düsenleitung 11 weiter, und zwar verläuft sie parallel zum Heizkörper
15, dessen vorderes Ende in unmittelbarer Verbindung mit dem Düsennippel 13 steht.
Auch in diesem Fall ist die außenseitig des Heizkörpers 15 angeordnete Düsenleitng
11 in Gußmaterial 18 eingebettet. Im übrigen ist ein Fühlerthermostat 23 vorgesehen,
der über eine Kapillarleitung 24 mit dem Inneren des Durch laufe rhitzerblocks in
Verbindung steht.
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Bei allen Durchlauferhitzern der Fig. 6 bis 10 ist ergänzend noch
die ÖIzuführungspumpe 25 dargestellt. In die olzuführungspumpe 25 der Durchlauferhitzer
10 der Fig. 6 bis 18 ist dabei ein mechanisches Abschlußventil 22 eingebaut. Bei
den Durchlauferhitzern 10 der Fiq. 9 und 10 ist das Abschlußventil einmal als mechanisches
Ventil 20 und im anderen Fall als Magnetventil 21 außerhalb der ÖIzuführungsDumpe
25 und in enger Nähe zum Düsennippel 13 angeordnet.
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Die Vorwärmer 10 der Fig. 6 bis 8 eignen sich ganz besonders für geringe
Heizleistungen bzw. für gewichtsbezogene stündliche Durchsätze bis zu etwa 2,5 kg/h,
während sich die Vorwärmer 10 der Fig. 9 und 10 auch für größere Heizleistungen
bzw. größere gewichtsbezogene stündliche Durchsätze eignen.