DE3927159A1 - Druckverdampferbrenner, insbesondere fuer feldkochherde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckverdampferbrenner, ins­ besondere für Feldkochherde, mit einem im wesentlichen zylindrischen, senkrechten, von einer Wand umgebenen, an der Unterseite offenen Brennraum, mit einer an der Unter­ seite des Brennraumes angeordneten Druckzerstäuberdüse für flüssigen Brennstoff für den Vorheizungsbetrieb und einer Hauptdüse für verdampften Brennstoff für den Normal­ betrieb sowie mit einem im Brennraum angeordneten, den flüssigen Brennstoff von einer Zufuhrleitung zur Hauptdüse führenden Verdampfer, wobei der Brennraum an seinem offenen, oberen Ende einen Diffusor trägt.

Derartige Druckverdampferbrenner werden vorzugsweise in Feldkochherden eingesetzt, bei denen lediglich flüssiger Brennstoff zur Verfügung steht. In der Vorheizphase kann mittels der Druckzerstäuberdüse ohne weiteres der flüssige Brennstoff entzündet werden, der dann flüssigen Brennstoff in dem Verdampfer aufheizt, bis dieser verdampft. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird der verdampfte Brennstoff durch die Hauptdüse in den Brennraum eingeleitet und trägt ab diesem Zeitpunkt den Brennvorgang, so daß nach der Be­ endung der Vorheizphase die Druckzerstäuberdüse geschlossen werden kann.

Es sind daneben Brenner bekannt, die außer mit flüssigem Brennstoff auch mit Gas betrieben werden können. Bei einem bekannten Brenner ist dazu ein Gasbrenner-Umrüsteinsatz vorgesehen, der in den Brenner eingebaut werden muß, wenn auf Gasbetrieb umgestellt werden soll (DE-OS 36 04 414). Dies ist umständlich und ermöglicht nicht sofort die Um­ stellung von flüssigem Brennstoff auf gasförmigen Brennstoff.

Bei anderen bekannten Brennern sind separate Ringkammern vorgesehen, durch die alternativ gasförmiger Brennstoff zugeführt werden kann (DE-OS 35 12 702, AT-PS 2 71 636). Dies bedingt gegenüber einem reinen Brenner für flüssige Brennstoffe eine erhebliche Abänderung der Konstruktion, die durch die genannten Ringkammern wesentlich komplizierter wird. In ähnlicher Weise ist bei einem weiteren bekannten Brenner eine separate, zwischen zwei Blenden angeordnete Kammer für eine zusätzliche Gaszufuhr vorgesehen (EP-B1 00 48 438).

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen an sich für flüssige Brenn­ stoffe konzipierten Druckverdampferbrenner so abzuändern, daß bei geringstem Konstruktionsaufwand wahlweise auch ohne Umbauten ein Betrieb mit gasförmigem Brennstoff möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckverdampferbrenner der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Unterseite des zylindrischen Brennraumes eine weitere Düse für gasförmige Brennstoffe angeordnet ist, die aus einer unab­ hängigen Versorgungsleitung mit gasförmigem Brennstoff gespeist wird.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei dem speziellen Druckverdampferbrenner mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen eine Zufuhr von gasförmigem Brennstoff an der Unterseite des Brennraumes ge­ eignet ist, einen voll funktionstüchtigen und mit gutem Wirkungsgrad arbeitenden Gasbrenner zu erzeugen. Dies liegt in erster Linie daran, daß der Brenner in seinem Gesamtauf­ bau beim Verbrennen der verdampften, flüssig zugeführten Brennstoffe ein ähnliches Verhalten zeigt wie bei dem Verbrennen des von Anfang an gasförmig zugeführten Brenn­ stoffes, so daß weitere Umbauten nicht notwendig sind. Dieser Brenner kann zu jeder Zeit einfach dadurch mit gasförmigem Brennstoff betrieben werden, daß die Zufuhrleitung für flüssige Brennstoffe verschlossen und die für gasförmige Brennstoffe geöffnet wird. Weitere Umbauten und insbesondere weitere konstruktive Anpassungen sind nicht notwendig, so daß auch bereits vorhandene Flüssigbrennstoffbrenner ohne weiteres für den Einsatz gasförmiger Brennstoffe nachge­ rüstet werden können, indem eine entsprechende mit einer Zufuhrleitung für gasförmigen Brennstoff versehene Düse an der Unterseite des Brennraumes angeordnet wird.

Bei dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vor­ gesehen, daß sich unmittelbar an die Düse für gasförmigen Brennstoff ein den Brennraum durchsetzendes, bis an dessen oberes Ende unterhalb des Diffusors reichendes Rohrstück anschließt. Dieses Rohrstück führt den gasförmigen Brennstoff von der Düse bis zum Diffusor, so daß erst im Bereich des Diffusors eine Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes erfolgt. Dadurch wird vermieden, daß im Bereich des Ver­ dampfers besonders hohe Temperaturen entstehen, die den im Verdampfer verbliebenen flüssigen Brennstoff zersetzen können. Der flüssige Brennstoff im Verdampfer bleibt in seiner Zusammensetzung erhalten, so daß jederzeit wieder auf Betrieb mit flüssigem Brennstoff umgestellt werden kann, ohne daß eine Verkokung der Verdampferleitung erfolgen wird.

Es ist auch vorteilhaft, wenn das Rohrstück in seinem unteren Endbereich Wanddurchbrechungen aufweist. Durch diese Wand­ durchbrechungen wird Luft angesaugt, so daß das Rohrstück als Mischstrecke für den gasförmigen Brennstoff dient, der auf diese Weise bereits im brennfähigen Verhältnis das Ende des Rohrstückes erreicht. Es kann vorgesehen sein, daß die Druckzerstäuberdüse, die Hauptdüse, die Düse für den gas­ förmigen Brennstoff und gegebenenfalls eine Luftdüse in einem gemeinsamen Düsenblock am unteren Ende des Brennraumes angeordnet sind. Dadurch wird eine kompakte und sehr leicht montierbare Konstruktion erreicht.

Der Verdampfer kann von einer schraubenförmig an der Wand des Brennraumes entlanggeführten Rohrleitung gebildet sein.

Vorteilhaft ist es auch, wenn sich an der Innenseite des Verdampfers ein Einsatz in Form eines konzentrisch zur Wand des Brennraumes angeordneten Rohrstückes befindet, welches vorzugsweise den Diffusor trägt.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Druckver­ dampferbrenners für kombinierten Einsatz mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und

Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Druckverdampferbrenner umfaßt einen Düsenblock 1 mit einer senkrecht nach oben gerichteten Hauptdüse 2 für dampfförmigen Brennstoff, die diesen in einen sich nach oben kegelförmig erweiternden Bereich abgibt. Außerdem ist in dem Düsenblock eine Druck­ zerstäuberdüse 3 angeordnet, die über eine Zufuhrleitung 4 unmittelbar mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratsquelle für flüssigen Brennstoff verbunden ist. Da­ neben ist in dem Düsenblock weiterhin eine Lüftdüse 5 vor­ gesehen, die ihrerseits über eine Luftleitung 5a mit einer in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Quelle für komprimierte Luft verbunden ist, beispielsweise einem Tank für komprimierte Luft oder einer Luftpumpe.

Oberhalb des Düsenblocks 1 ist konzentrisch zur Achse der Hauptdüse 2 eine zylinderförmige Wand 6 angeordnet, die von dem Düsenblock 1 einen Abstand hat und an der Unter­ seite offen ist. Im Inneren dieser Wand 6 befindet sich koaxial zu dieser eine weitere zylinderförmige Innenwand 7, die von der Wand 6 einen Abstand einhält, so daß zwischen der Wand 6 und der Innenwand 7 ein Ringraum 8 ausgebildet ist. Die Innenwand 7 steht nach unten aus der Wand 6 hervor und weist einen gegenüber der Längsachse abgeschrägten unteren Rand 9 auf. Dadurch ist die Innenwand 7 auf einer Seite weiter heruntergezogen, diese Seite liegt der Position der Druckzerstäuberdüse 3 und der Luftdüse 5 diametral gegenüber, die ihrerseits von der von der Hauptdüse 2 definierten Mittelachse der Innenwand 7 einen Abstand einnehmen. Die Druckzerstäuberdüse 3 und die Luftdüse 5 sind in Richtung auf die Achse der Hauptdüse 2 etwas geneigt, so daß die aus ihnen austretenden Strahlen in den Innenraum 10 eintreten können, der durch die Innenwand 7 definiert wird. Durch die Abschrägung der Innenwand 7 wird dieser Eintritt möglich, obwohl die Druckzerstäuberdüse 3 und die Luftdüse 5 seitlich gegenüber der Längsmittelachse des Innenraumes 10 versetzt sind.

Der Ringraum 8 ist an der Oberseite verschlossen, die nach oben über die Wand 6 hervorragende Innenwand 7 trägt einen sich erweiternden Diffusor 11 mit seitlichen Flamm­ austrittsöffnungen 12.

Eine Zufuhrleitung 13 für flüssigen Brennstoff ist in dem Ringraum 8 in Form einer Wendel 14 verlegt und führt über eine Verbindungsleitung 15 zu der Hauptdüse 2.

In dem Düsenblock 1 befindet sich eine zusätzliche Gasdüse 16, die ebenfalls nach oben in den Innenraum 10 gerichtet ist und die über eine Gaszufuhrleitung 17 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrat für gasförmigen Brennstoff verbunden ist, beispielsweise mit einem öffentlichen Gasnetz oder einer Gasflasche. Unmittelbar an die Gasdüse 16 schließt sich ein senkrecht nach oben durch den Innenraum 10 hindurchführendes Rohrstück 18 an, welches am oberen Ende der Innenwand 7 im Bereich des Diffusors 11 endet und welches an seinem unteren, der Gasdüse 16 benachbarten Ende 19 Wand­ durchbrüche 20 aufweist, durch die Umgebungsluft angesaugt werden kann.

Im normalen Betrieb mit flüssigem Brennstoff muß der Brenner vorgeheizt werden. Zu diesem Zweck wird der flüssige Brenn­ stoff zunächst über die Druckzerstäuberdüse 3 in den einen Brennraum bildenden Innenraum 10 eingespritzt, wobei die Brennstoffteilchen durch die Druckzerstäuberdüse zu feinsten Tröpfchen zerstäubt werden. Gleichzeitig wird durch die Luft­ düse 5 Luft eingespritzt, dieses brennfähige Gemisch wird dann entzündet und brennt im Innenraum 10. Dabei wird die Wendel 14 aufgeheizt, in der sich ebenfalls flüssiger Brennstoff befindet. Dieser flüssige Brennstoff verdampft durch die Aufheizung, so daß nach der Beendigung der Vorheizphase und nach Öffnung der Hauptdüse 2 verdampfter Brennstoff aus dieser in den Innen­ raum 10 eintritt, der in diesem Innenraum brennt und im weiteren Betrieb den nachgeführten flüssigen Brennstoff in der Wendel 14 laufend verdampft. Die Vorheizphase ist damit beendet, die Druckzerstäuberdüse 3 und die Luftdüse 5 können geschlossen werden, da der aus der Hauptdüse austretende Strom des verdampften Brennstoffes aus der Umgebung ausreichend Verbrennungsluft ansaugt.

Wird alternativ dazu der Betrieb dieses Brenners mit gasför­ migem Brennstoff gewünscht, genügt es, die für den Betrieb mit flüssigem Brennstoff notwendigen Düsen zu schließen und stattdessen Gas über die Gasdüse 16 austreten zu lassen. Dieses wird durch das Rohrstück 18 bis in den Diffusor ge­ leitet und kann dort entzündet werden, wobei die Flammen in diesem Falle nach dem Austritt aus den Flammaustritts­ öffnungen 12 brennen, der Diffusor wirkt insoweit als Flammhalter. Das brennfähige Gasgemisch entsteht im wesentlichen bereits in dem Rohrstück 18, das durch die Wanddurchbrüche 20 Luft ansaugt und diese auf dem Weg bis zum Diffusor mit dem gasförmigen Brennstoff vermischt. Eine weitere Luftansaugung erfolgt im Bereich des Austritts aus dem Rohrstück 18.

Der beschriebene Brenner ermöglicht es ohne Umbauten und ohne komplizierte Konstruktionsänderungen einen Druckver­ dampferbrenner wahlweise als Brenner für Flüssigbrenn­ stoff oder als normalen Gasbrenner einzusetzen, wobei die Umstellung jederzeit allein durch Öffnen und Schließen der entsprechenden Zufuhrleitungen vorgenommen werden kann. Die Konstruktion ist außerordentlich robust und daher auch für den praktischen Einsatz in Feldkochherden etc. gut geeignet.

Claims (7)

1. Druckverdampferbrenner, insbesondere für Feldkoch­ herde, mit einem im wesentlichen zylindrischen, senkrechten, von einer Wand umgebenen, an der Unterseite offenen Brennraum, mit einer an der Unterseite des Brennraumes angeordneten Druckzer­ stäuberdüse für flüssigen Brennstoff für den Vor­ heizungsbetrieb und einer Hauptdüse für verdampften Brennstoff für den Normalbetrieb sowie mit einem im Brennraum angeordneten, den flüssigen Brennstoff von einer Zufuhrleitung zur Hauptdüse führenden Verdampfer, wobei der Brennraum an seinem offenen, oberen Ende einen Diffusor trägt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des zylindrischen Brennraumes (10) eine weitere Düse (16) für gasförmige Brennstoffe ange­ ordnet ist, die aus einer unabhängigen Versorgungs­ leitung (17) mit gasförmigem Brennstoff gespeist wird.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich unmittelbar an die Düse (16) für gasförmigen Brennstoff ein den Brennraum (10) durchsetzendes, bis an dessen oberes Ende unterhalb des Diffusors (11) reichendes Rohrstück (18) anschließt.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (18) in seinem unteren Endbereich (19) Wanddurchbrechungen (20) aufweist.

4. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzerstäuberdüse (3), die Hauptdüse (2), die Düse (16) für den gasförmigen Brennstoff und ge­ gebenenfalls eine Luftdüse (5) in einem gemeinsamen Düsenblock (1) am unteren Ende des Brennraumes (10) angeordnet sind.

5. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer von einer schraubenförmig an der Wand des Brennraumes (10) entlanggeführten Rohrleitung (14) gebildet ist.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Innenseite des Verdampfers (14) ein Einsatz in Form eines konzentrisch zur Wand des Brenn­ raumes (10) angeordneten Rohrstückes befindet.

7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (7) den Diffusor (11) trägt.