Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für die Verbrennung von flüssigem Brennstoff, wobei der Brennstoff und Luft in einer zylindrischen Mischk.ammer zusammen- geführt werden, in der ein Unterdruck herstellbar ist, indem die Luft von einer als Mischkammer umgebenden Luftkammer über seitliche Öffnungen im Gehäuse der Misch¬ kammer in die Mischkammer geführt wird und darin einen Zyklon bildet und wobei der Brennstoff in der Längsmittel- " achse der Mischkammer in diese eingelassen wird.

Die Verbrennung von Heizöl für Heizzwecke ist nach wie vor die umweltfreundlichste Lösung und wird mit Sicherheit das nächste Jahrzehnt aus folgenden Gründen dominierend sein:

1. Kohle ist durch hohen Schwefelgehalt und die schlechte Steuerbarkeit der Verbrennung wesentlich umweltbe¬ lastender als Heizöl. Die Emission von Schwefeldioxid S02 und Ruß und die Staubemission sind beträchtlich.

2. Holz ist nicht in genügender Menge vorhanden. Auch bringt die Verbrennung von Holz laut Untersuchung vom Frauenho er-Insti ut für Holzforschung bei Kleinfeuerungen gewaltige Emissionsprobleme bei Ruß, Teer, Asche und verschiedenen geruchsintensiven und schädlichen gasförmigen Stoffen mit sich, deren Höhe von der Holzqualität und Feuchtigkeit sowie von der Art der Bedienung der Holzfeuerung abhängt.

3. Bei der Stromheizung kommt es darauf an, wie der Strom erzeugt wird. Kalorische Kraftwerke haben nur einen Wirkungsgrad von ca. 50 und werden mit Ato re-aktoren, Kohle oder Öl befeuert. (Der feuerungs¬ technische Wirkungsgrad einer Ölfeuerung liegt zwischen 90 und 95 %) .

4. Wärmepumpen und Sonnenkollektoren sind für unsere

Breitengrade nur für die Heizungs-Übergangszeit sinnvoll. Die Amortisationszeit einer solchen Anlage beträgt mindestens 5 Jahre.

Die steigenden Energiepreise und die immer höher werdende Umweltbelastung an C02 durch die Verbrennung von Kohlen¬ stoffen (Heizung - Auto - Flugzeug) und die damit ver¬ bundenen höheren Schadtstoffauswürfe, wie Schwefeldioxid S02, Stickoxid NOX und unverbrannte Kohlenstoffe CO, fordern einerseits eine noch bessere Verbrennung bei Olfeuerungen und andererseits eine Reduzierung des Brennstoffverbrauches durch bessere Isolation der Häuser.

Wurden früher in Einfamilienhäuser Heizkessel mit 30 kW installiert, so sind es heute vorwiegend nur noch Kessel mit 15 kW.

Bei optimaler Gebäudeisolation und neuzeitlicher In¬ stallation der Warmwasser-Heizanlage werden zukünftig aber nur mehr Heizkessel mit 5 - 10 kW pro Einfamilien¬ haus benötigt.

Überdimensionierte Heizungsanlagen haben oft nur einen Jahresanlagen-Wirkungsgrad von 50 % gegenüber neuzeit¬ lichen Installationen mit 80 - 90 .

Da derzeit am Markt Ölbrenner mit Druckzerstäuberdüsen bedingt durch die kleine Bohrung und schmalen Tangential- schlitzen der Zerstäuberdüse erst ab 14 kW Heizleistung störungsfrei funktionieren, fehlt es aus folgenden Gründen an geeigneten Ölbrennern mit. Leistungen von 5 - 10 kW.

1. Die bei Etagenheizungen viel eingesetzten Ölöfen, die nach dem Verdampfungssystem arbeiten, mit einer Leistung von 5 - 15 kW, werden wegen der schlechten Verbrennungsergebnisse während der Start- und Abschalt- phase in Zukunft immer weniger geeignet sein.

2. Das System "Druckluf zerstäubung", bei dem mittels Druckluft von ca. 1 bar Heizöl zerstäubt wird, ist betriebssicher von 5 kW aufwärts. Auch die Ver¬ brennungsergebnisse sind sehr gut. Nachteilig sind jedoch die Herstellungskosten wegen des notwendigen

Kompressors usw. sowie das laute Verbrennungsgeräusch.

3. Neu entwickelte Verdampfungs- oder Vergasungsbrenner sind bisher an der Betriebssicherheit und den zu hohen Herstellungskosten gescheitert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner zu entwickeln, der bei einer Leistung von 5 - 15 kW eine optimale Ver¬ brennung bei höchstem Feuerungsgrad ermöglicht und der trotzdem preisgünstig ist. Wegen der damit erzielbaren optimalen Verbrennung wurde das Prinzip des Ölvergasens gewählt.

Aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 79101956.5 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners für flüssige Brennstoffe ohne Brennstoffpumpe bekannt und eine nach dem Verfahren arbeitende Brennerein- richtung. Diese Brennereinrichtung arbeitet jedoch auf dem Prinzip eines Drucklu zerstäubers. Es kommt lediglich zu einer Zerstäubung des Heizöls und nicht zu einem Vergasen.

Die europäische Patentschrift 28 025 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von

Mikroflüssigkeitströpfchen, ebenfalls bei einem Brenner. Auch hier erfolgt kein Vergasen des Heizöls.

Bei der Ölvergasung waren folgende Kriterien zu lösen:

1. Rückstandfreies Vergasen des Heizöles, sodaß es zu keinen Ablagerungen kommt.

2. Start und Abschaltverhalten: Die Vergasung des Heizöles 5 muß beim Start des Brenners in Sekundenbruchteilen voll eingeleitet - und beim Abschalten des Ölbrenners ebenso wieder sofort unterbrochen werden können. Ist dies nicht der Fall, so geht beim Start und beim Abschalten des Ölbrenners Öldampf mangels Zündfähigkeit verloren.

103. Durchmischung mit Verbrennungsluft: Die zwei leichten

Medien Luft und Olgas lassen sich auf Grund der geringen kinetischen Energie schlecht mischen.

Die er indungsgemäße Aufgabe wurde unter Überwindung der genannten Probleme dadurch gelöst, daß das Gehäuse der, 15 Mischkammer durch mindestens einen elektrischen Wider¬ standsheizkörper erwärmbar ist und daß die Länge der Mischkammer größer als deren Durchmesser ist und wobei sich die seitlichen Öffnungen zumindest annähernd über die gesamte Länge des Gehäuses erstrecken.

20 Der oder die in das Gehäuse der Mischkammer eingesetzten Elektroheizkörper bringt bzw. bringen das Gehäuse auf eine Temperatur von 400°C. Erst wenn diese Temperatur erreicht wird, erfolgt zuerst die Zufuhr der Verbrennungs¬ luft und dann die Ölzufuhr. Das Öl, das aus dem Zuführungs-

25 röhr direkt in die Unterdruckzone des Heißluftzyklons eintritt, wird durch die rotierende Heißluftbewegung und den Unterdruck grob zerstäubt und in Sekundenbruch¬ teilen durch die Heißluft und Strahlungswärme vergast.

Das vergaste Öl wird durch weitere Heißluftzuführung 0 auf eine Luftzahl n 1,1 bis 1,15 gemischt.

Vorteilhaft ist an der Austrittsseite der Mischkammer eine Stauplatte angeordnet. Vor der Stauscheibe wird das zündfähige Gas-Luft-Gemisch mittels einer Zünd¬ elektrode gezündet und verbrennt als Blauflamme absolut ruß- und fast CO-frei.

Die Strahlungswärme vom Feuerraum erwärmt die Ver¬ brennungsluft auf 80 bis 90 % , sodaß zur weiteren Vergasung nur mehr 10 bis 20 % Strom (ca. 150 - 250 Watt/h benötigt werden. Während des Betriebes kann die Ver- gasungstemperatur auf 300°C reduziert werden.

Die Öffnungen, über die die Luft in die Mischkammer ein¬ gebracht wird, können Lochreihen oder Schlitze sein, oder eine Kombination von beiden.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Öffnungen tangential in die Mischkammer einmünden, wodurch der beste Wirbel¬ effekt erzielt wird.

Der Brenner ist vorteilhaft direkt im Brennraum angeordnet, sodaß es zu einer Erwärmung der Luft kommt, bevor diese in die Mischkammer eintritt. Dafür daß durch alle Öffnungen warme Luft tritt und nicht bereits kalte Luft beim

Eingang der Luftkammer in die Mischkammer eintritt, ist mindestens ein Umlenkkanal vorgesehen.

Wegen der heißen,intensiven Gasflamme können höhere NOX-Werte entstehen, wie bei normalen Druckzerstäuber- brennern.

Vorteilhaft ist daher vorgesehen, daß in das Gehäuse der Mischkammer ein in die Flamme ragender, wärmeableitender Block eingesetzt oder an dieser ausgebildet ist, oder daß neben der Stauplatte eine Nebenluftöffnung ist. Im erstgenannten Fall kommt es zu einer Wärmeableitung von der Flamme und im zweiten Fall zu einer unter- stöchiome rischen Verbrennung mit einer Luftzahl n von 0,7 bis 1,0.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen eingehend beschrieben, ohne daß die Erfindung darauf eingeschränkt sein soll. Ebenso sollen die in den nach¬ folgenden Patentansprüchen angeführten Bezugszeichen keine Einschränkung bedeuten, sie dienen lediglich dem erleichterten Auffinden bezogener Teile in de Figuren , der Zeichnungen.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen Jeweils einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brenner und die Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1 bis 4.

Wie aus den Figuren der Zeiςhnungen ersichtlich, ist die kanalför ige Mischkammer 1 von einem zylindrischen Gehäuse 2 umgeben, in das elektrische Widerstandsheiz¬ körper 3 eingesetzt sind.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen werden die seit¬ lichen Öffnungen, über die Luft in die Mischkammer 1 geführt wird, von Löchern 4 und Schlitzen 5 gebildet. Die Löcher 4 und die Schlitze 5 münden tangential in die Mischkammer 1.

Die Luftkammer 6 wird von einem Gehäuse 7 gebildet. In der Luftkammer 6 befindet sich ein Umlenkkanal 8, sodaß die Luft, wie in den Figuren der Zeichnung er¬ sichtlich, erst von hinten zum vorderen Ende des Gehäuses 2 geführt und anschließend wieder zurück¬ geleitet wird, wobei sie durch die Bohrungen 4 und die Schlitze 5 in die Mischkammer 1 gelangt.

Die Widersandsheizkörper 3 sind in der Lage, das Gehäuse 2 auf 400° zu erhitzen. Dies ist, wie bereits erwähnt, jedoch nur beim Start des Brenners notwendig, anschließend kann die Temperatur abgesenkt werden und auch die Temperatur aus dem Brennraum genutzt werden.

Der flüssige Brennstoff, beispielsweise Heizöl-Leicht, tritt über ein Zuführrohr 9 in die Mischkammer'1 ein. Das Zuführrohr 9 ragt bis in den von der tangential eintretenden Luft gebildeten Vakuumbereich, sodaß es sofort zu einer groben Zerstäubung des Brennstoffes kommt. Durch die in der Mischkammer 1 herrschende Temperatur kommt es unmittelbar anschließend zur Vergasung des Brennstoffes.

An der Austrittsseite der Mischkammer 1 ist eine Stau¬ platte 10 angeordnet. Vor der Stauplatte 10 befindet sich ein Zündstab 11.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist am vorderen Ende des Gehäuses 2 ein Block 12 angeordnet, der in die Stauplatte 10 und in die Flamme ragt.

Der Block 12 bewirkt eine Wärmeableitung von der Flamme zum Gehäuse 2. Dies bedeutet zum einen eine Energie¬ ersparnis und zum anderen eine Herabsetzung der NOX- Werte.

Eine Herabsetzung der NOX-Werte wird auch im Ausführungs¬ beispiel gemäß der Fig. 3 erzielt, bei dem neben der Stauplatte 10 eine ringförmige Nebenluf Öffnung 13 vorgesehen ist.

Im AusfUhrungsbeispiel nach der Fig. 4 ist an der Austrittsseite der Mischkammer 1 ebenso eine-Stauplatte 10 angeordnet.

Das Gehäuse 2 weist flammenseitig einen Flansch 15 auf, der den Abschluß der Luftkammer 6 bildet.

Einerseits kann in der Mischkammer 1 vorgeheizte Luft beim Spalt 16 an der Stauplatte 10 vorbeigehen und anderer¬ seits gelangt Nebenluft durch die Bohrungen 17 direkt aus der Luftkammer 6 zur Flamme.

In das Gehäuse 2 kann noch ein Temperaturfühler 14 eingesetzt sein.