Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen

Abstract

 Es wird eine Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen beschrieben, bei welcher der Brennstoff durch ein Kapillarrohr (10) hindurchgeleitet wird, dessen Wandung direkt oder indirekt elektrisch beheizbar ist, um dem Brennstoff die Verdampfungswärme zuzuführen. Das Kapillarrohr weist einen Innendurchmesser von 0,3 bis 2,0 mm auf. Die Länge des Kapillarrohres beträgt das 500- bis 3000-fache des Innendurchmessers.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die rückstandslose Verdampfung von flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, wie z.B. Heizöl und Dieselkraftstoff im Gramm-Bereich stellt ein bisher nicht zufriedenstellend gelöstes technisches Problem dar. Die Verdampfung solcher Brennstoffe verläuft in einem Temperaturbereich von 160 bis 380° C, was für eine vollständige Verdampfung Temperaturen der Wärmeübertragungsflächen von mehr als 200 bis 450° C erfordert. Um bei den Verdampfern die Wandtemperatur niedrig zu halten, werden geringe Temperaturdifferenzen verwendet und die Wärmeübertrager werden großflächig und/oder großvolumig ausgebildet.

[0003] Die thermische Belastung von Heiz- und Dieselöl führt bei längeren Einwirkungszeiten zu Polymerisationen und Verklumpungen der Makromoleküle, die sich auf den Wärmeübertragungsflächen absetzen. Am Ende der Siedezone lagern sich zusätzlich die nichtverdampften Restfraktionen ab. Diese Ablagerungen können eine Wärmeisolation bewirken, die eine weitere Temperaturerhöhung zur Folge hat. Dadurch treten Verkokungen auf und ein verstärktes Ablagern der Verklumpungen, was zur Verstopfung der Strömungskanäle führen kann.

[0004] Großvolumige Verdampfer finden als sogenannte Schalenbrenner in Ölöfen der Kaustechnik Verwendung. Hier erfolgt die Verdampfung an der freien Oberfläche der flüssigen Brennstoff-Phase. Die entstehenden Ablagerungen setzen sich am Boden ab und werden periodisch entsorgt.

[0005] Aus der DE 32 43 395 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung bekannt. Der Brennstoff wird in einem Rohr verdampft, welches direkt oder indirekt elektrisch beheizt wird. Das Rohr ist großvolumig mit einem relativ großen Innendurchmesser ausgebildet. Es sind Wandtemperaturen von mehr als 1000°C vorgesehen, dementsprechend werden über die Rohrwandung sehr hohe Wärmestromdichten übertragen. Aufgrund der relativ langen Verweilzeit des Brennstoffes in dem Rohr und aufgrund der hohen Wandtemperaturen treten Ablagerungen an der Rohrwand auf. Das als Verdampfungskammer dienende Rohr weist starke Querschnittsänderungen auf, die ungünstige Strömungsverhältnisse mit toten Winkeln verursachen, was weiter die Bildung von Ablagerungen begünstigt. Es ist daher vorgesehen, das Rohr periodisch in einer Reinigungsphase stark aufzuheizen, um die Ablagerungen zu Asche zu verbrennen und dann aus dem Rohr in den Brennraum auszublasen.

[0006] Weiter ist es bekannt, Verdampfer mit einer großen Wärmeübertragungsfläche und kleinen Abmessungen dadurch zu bilden, daß der Brennstoff durch ein Geflecht von Whisker-Fäden geführt wird (z.B. H. Schladitz "Brennstoffaufbereitung und Umweltschutz" in "Öl- und Gasfeuerung", 1973, Heft 3, Seite 164 bis 168). Das Whisker-Geflecht bildet eine Struktur mit hoher Porosität und somit einem großen Porenvolumen und einer großen Wärmeübertragungs-Oberfläche. Die metallische Whisker-Fäden können direkt als elektrische Widerstandsheizung verwendet werden. Das Durchströmen der feinporigen Struktur führt in Verbindung mit dem relativ großen Volumen zu langen Verweilzeiten des Brennstoffes, was wiederum die Ablagerung von höhersiedenden oder festen Bestandteilen und vercrackten Makromolekülen in dem porösen Whiskerskelett zur Folge hat.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen zur Verfügung zu stellen, die eine möglichst rückstandslose Verdampfung kleiner und kleinster Mengen von flüssigen Brennstoffen im Gramm-Bereich ermöglicht.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0009] Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0010] Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, den flüssigen Brennstoff in einem beheizbaren Kapillarrohr zu verdampfen, wobei der Innendurchmesser des Kapillarrohres möglichst klein gehalten wird. Um die notwendige Wärmeübertragungsfläche zu erhalten, wird die Länge des Kapillarrohres entsprechend groß dimensioniert. Um trotz der großen Länge des Kapillarrohres einen Verdampfer mit geringen Bauabmessungen herstellen zu können, wird das Kapillarrohr vorzugsweise in Windungen angeordnet, um eine große Länge des Kapillarrohres in einem kleinen Volumen unterzubringen. Die Beheizung des Kapillarrohres kann entweder direkt erfolgen, indem das Kapillarrohr selbst als Heizleiter verwendet wird, oder indirekt, indem das Kapillarrohr mit einer Heizpatrone in Berührung steht.

[0011] Die Verringerung des Innendurchmessers des Rohres, durch welches der Brennstoff zur Verdampfung durchgeleitet wird, zu einem Kapillarrohr führt überraschenderweise nicht zu einem schnellen Zusetzen und Verstopfen des Kapillarrohres, wie dies nach dem Stand der Technik zu erwarten gewesen wäre. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß eine weitgehend rückstandslose Verdampfung erreicht werden kann und auch über längere Betriebsdauern keine Ablagerungen auftreten, die den engen Querschnitt des Kapillarrohres zusetzen. Es wird angenommen, daß dies darauf beruht, daß durch die Verengung des Innendurchmessers die Durchlaufzeiten wesentlich verkürzt werden, wobei außerdem das lange Kapillarrohr keinerlei Querschnittssprünge aufweist, welche zu Strömungsablösungen und Strömungsschatten führen könnten. Die große Länge und der kleine Querschnitt des Kapillarrohres sowie periodisch geringe Änderungen der Heizleistung und des Massenstromes führen zu zeitlichen Schwankungen der Verteilung der Wärmestromdichte über die Länge des Kapillarrohres, was wiederum zur Folge hat, daß die kritische Zone, in welcher die flüssige Phase des Brennstoffs in die Dampfphase übergeht zeitlich stromauf und stromab in dem Kapillarrohr wandert. Ablagerungen in einem bestimmten Längenbereich werden dadurch vermieden.

[0012] Erfindungsgemäß weist das Kapillarrohr einen Innendurchmesser von etwa 0,3 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 1,3 mm auf. Das Verhältnis der Länge des Kapillarrohres zu seinem Innendurchmesser liegt im Bereich von etwa 500 bis 3000, vorzugsweise von 900 bis 2300. Bei dieser Dimensionierung ergeben sich Verweilzeiten des Brennstoffes in dem Kapillarrohr, die im Bereich von Millisekunden liegen.

[0013] In der Zone, in welcher die flüssige Phase in die Dampfphase übergeht, verdampfen zunächst die niedrigsiedenden Fraktionen und bilden eine achsnahe Dampfströmung in der Kapillare. Diehöhersiedenden Fraktionen werden dadurch gegen die Wand des Kapillarrohres gedrängt, so daß diese verstärkt erhizt werden. Die Mitnahme der hochsiedenden Fraktionen bei Geschwindigkeiten bis zu 160 m/s verhindern Ablagerungen von Restfraktionen. Im Hinblick auf die Schwankung der Verdampfungszone und zur Sicherstellung der Strömungsstabilität ist am Austrittsende des Kapillarrohres eine Überhitzungs-Länge vorgesehen, in der außerdem auch der erforderliche Mindest-System-Druck von ca. 1 bis 2 b erzeugt wird.

[0014] Der erfindungsgemäße Kapillarrohr-Verdampfer kann in allen Anwendungsfällen eingesetzt werden, in welchen eine möglichst rückstandslose Verdampfung von Kohlenwasserstoff-Gemischen angestrebt wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung als Heizölverdampfer zur Aerosolbildung mit der Verbrennungsluft in Vorgemisch-Brennern eingesetzt werden. Ebenso ist ein Einsatz als Heizölverdampfer zur Brennstoff-Luft-Gemischbildung in Brennerköpfen mit und ohne Injektor oder in Kombination mit Luftdüsen mit integrierter Drallerzeugung möglich. Da der Verdampfer insbesondere in einem Massenstrom-Bereich von 0,1 bis 4,0 kg/h wirksam arbeitet, eignet er sich insbesondere für den Einsatz in Feuerungen mit einer Wärmeleistung unter 10 kW. Bei Feuerungen größerer Leistungen kann der Kapillarrohr-Verdampfer als Zünd- und Pilotbrenner eingesetzt werden. Schließlich ist auch ein Einsatz möglich als Heizölvorwärmer zum Einbau in Druckzerstäuber-Düsenschäften.

[0015] Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch ein Kapillarrohr, wie es erfindungsgemäß verwendet wird,

Fig. 2

das Kapillarrohr in einer ersten Ausführung,

Fig. 3

die komplette Vorrichtung in der ersten Ausführung,

Fig. 4

die Vorrichtung in der ersten Ausführung in einen Brenner eingebaut,

Fig. 5

die Vorrichtung in der ersten Ausführung in einer modifizierten Einbausituation,

Fig. 6

eine Abwandlung der ersten Ausführung der Vorrichtung,

Fig. 7

eine vergrößerte Detaildarstellung der Fig. 6,

Fig. 8

eine zweite Ausführung des Kapillarrohres,

Fig. 9

eine dritte Ausführung des Kapillarrohres,

Fig. 10

eine vierte Ausführung des Kapillarrohres und

Fig. 11

eine fünfte Ausführung des Kapillarrohres.

[0016] Fig. 1 zeigt ein Kapillarrohr, wie es erfindungsgemäß für die Vorrichtung zum Verdampfen von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, wie Heizöl und Dieselöl in einem Massenstrom-Bereich von 0,1 bis 4,0 kg/h, vorzugsweise von 0,2 bis 2,4 kg/h verwendet wird.

[0017] Das Kapillarrohr 10 weist einen Innendurchmesser d auf, der zwischen 0,3 und 2,0 mm vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,3 mm liegt. Das Verhältnis von Wandstärke des Kapillarrohres 10 zu dessen Innendurchmesser beträgt 0,2 bis 0,5. Die Länge L des Kapillarrohres 10 beträgt das 500- bis 3000-fache des Innendurchmessers d, vorzugsweise das 900- bis 2300-fache.

[0018] Die Wandung des Kapillarrohres 10 wird in später beschriebener Weise beheizt. Der flüssige Brennstoff Mf wird in das Kapillarrohr 10 eingeleitet, durchströmt das Kapillarrohr 10 und tritt als Dampf MD aus dem Kapillarrohr 10 aus.

[0019] In einem ersten eintrittsseitigen Längenabschnitt L1 wird der zugeführte flüssige Brennstoff durch die beheizte Wand des Kapillarrohres 10 bis zu seinem Siedepunkt aufgeheizt. In einem anschließenden Längenabschnitt L 2 verdampft der Brennstoff beginnend mit den niedrigsiedenden Fraktionen. In einem letzten austrittsseitigen Längenabschnitt L3 ist der flüssige Brennstoff vollständig verdampft und wird zusätzlich überhitzt. Die Beheizung der Wandung des Kapillarrohres 10 führt zu einer zeitlichen schwankenden Wärmeerzeugung über die Länge des Kapillarrohres 10. Außerdem schwankt die Temperatur des zugeführten flüssigen Brennstoffs. Dadurch ergibt sich eine zeitlich schankende axiale Lage der Verdampfungszone L2. Die der Verdampfungszone L2 nachgeschaltete Überhitzungszone L3 stellt sicher, daß trotz der Schwankungen der Verdampfungszone L2 der Brennstoff beim Austritt aus dem Kapillarrohr 10 zuverlässig vollständig verdampft ist. Außerdem wird durch die Überhitzungszone L3 gewährleistet, daß der Brennstoffdampf mit stabiler Strömung und dem erforderlichen Mindest-System-Druck von 1 bis 2 b aus dem Kapillarrohr 10 austritt.

[0020] Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführung der Vorrichtung.

[0021] Um das lange Kapillarrohr 10 platzsparend in einem Brenner unterbringen zu können, ist das Kapillarrohr 10 schraubenlinienförmig zu einer Wendel gebogen. Das austrittseitige Ende des Kapillarrohres 10 ist dabei so gebogen, daß es in der Mittelachse der Wendel verläuft. Das eintrittseitige Ende des Kapillarrohres 10 ist ebenfalls in die Mittelachse der Wendel gebogen. An das eintrittseitige Ende schließt sich ein Übergangsrohrstück 12 an, welches dazu dient, den Querschnitt der Brennstoffzuführleitung auf den kleinen Querschnitt des Kapillarrohres 10 zu reduzieren. Das Übergangsrohrstück 12 geht eintrittsseitig in eine Gewindemuffe 14 über, die mit einem Bund 16 und einer auf dem Außengewinde der Gewindemuffe 14 sitzenden Gegenmutter 18 zum Einschrauben der Vorrichtung in das Schott eines Brenners dient.

[0022] Figur 3 zeigt, wie das in Figur 2 dargestellte Kapillarrohr 10 in einen kompletten Verdampfer eingebaut wird. Hierzu wird das gewendelte Kapillarrohr 10 in eine Schutzhülse 20 eingesetzt, deren Innenwandung durch eine Isolierhülse 22 isoliert ist. In das austrittsseitige Ende der Schutzhülse 20 ist ein Isoliereinsatz 24 eingesetzt, der achsmittig von dem austrittsseitigen Ende des Kapillarrohres 10 durchsetzt wird. Das Übergangsrohrstück 12 mit der anschließenden Gewindemuffe 14 wird zentriert in einem Isolierkörper 26 gehalten. Eintrittsseitig ist die Schutzhülse 20 zwischen dem Bund 16 und der Gegenmutter 18 auf der Gewindemuffe 14 festgelegt. In den Isolierkörper 26 sind radial Steckverbinder-Anschlußkontakte 28 und 39 eingesetzt. Der Steckverbinder-Anschlußkontakt 28 ist mit einem achsparallel in den Isolierkörper 26 geführten elektrischen Leiter 32 verbunden. Dieser Leiter 32 führt achsparallel durch die Wendel des Kapillarrohres 10 und ist mit seinem vorderen Ende in dem Isoliereinsatz 24 festgelegt. Das vordere Ende des Leiters 32 ist unmittelbar hinter dem Isoliereinsatz 24 mittels einer Anschlußklemme 34 elektrisch leitend mit dem Austrittsende des Kapillarrohres 10 verbunden. Der zweite Steckverbinder-Anschlußkontakt 30 führt radial durch den Isolierkörper 26 und kontaktiert elektrisch leitend das Übergangsrohrstück 12.

[0023] Über die Steckverbinder-Anschlußkontakte 28 und 30 kann das Kapillarrohr 10 an eine Stromversorgung angeschlossen werden.

[0024] Beispielsweise wird an den Steckverbinder-Anschlußkontakt 28 die Phase und an den Steckverbinder-Anschlußkontakt 30 die Masse eines Niederspannungsnetzes von bis zu 42 V angelegt.

[0025] Das Kapillarrohr 10 besteht in dieser Ausführung aus einem Heizleiter-Metall, z.B. aus einem Chrom-Nickel-Stahl. In dieser Ausführung wird das Kapillarrohr 10 durch den das Kapillarrohr 10 durchfließenden Strom direkt beheizt.

[0026] Figur 4 zeigt den Einbau der Vorrichtung der Figuren 2 und 3 in ein Brennerrohr. Die Vorrichtung ist mit ihrer Schutzhülse 20 koaxial in die Nabe einer Luftdüse 36 eingesetzt, und mittels eines Klemmringes 38 in der Luftdüse 36 festgelegt. Die Luftdüse 36 weist außerdem einen die Nabe koaxial umschließenden Drallkörper 40 auf. Die Luftdüse 36 ist zentrisch in ein Schott 42 eingesetzt, welches wiederum in einem Brenner-Stammrohr 44 sitzt und dieses bis auf die Luftdüse 36 verschließt. Das Brenner-Stammrohr 44 ist an einen Brenner-Gebläsestutzen 46 angesetzt. An das stromabliegende Ende des Brenner-Stammrohres 44 ist ein Flammrohr 48 angesetzt, welches zur Erzeugung einer Injektor-Wirkung seitliche Rezirkulationsöffnungen aufweist. In das Schott 42 sind außerdem eine Flammen-Überwachungssonde 50 und ein Zündelektrodenpaar 52 eingesetzt. Von der Verdampfer-Vorrichtung abgesehen ist der Aufbau des Brennerrohres an sich bekannt.

[0027] Figur 5 zeigt eine Abwandlung der Einbausituation der Figur 4, in welcher die Verdampfer-Vorrichtung stromabgerichtet axial über die Luftdüse 36 hinausragt, wobei auf die Luftdüse 36 axial ein Fangrohr 54 aufgesetzt ist.

[0028] In dem Aufbau der Figur 4 wird die Verbrennungsluft über die Luftdüse 36 konisch und mittels des Drallkörpers 40 mit Drall beaufschlagt in den aus dem Kapillarrohr 10 austretenden Brennstoff -Dampfstrahl eingeleitet, um eine intensive Durchmischung von Verbrennungsluft und Brennstoffdampf zu erzielen. Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 wird die drallbehaftet über die Luftdüse 36 zugeführte Verbrennungsluft in dem Fangrohr 54 so gelenkt, daß sie drallbehaftet über das sich stromab erweiternde Fangrohr 54 austritt und mit dem Brennstoffdampf vermischt einen sich erweiternden Flammkegel bildet.

[0029] Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Abwandlung der ersten Ausführung der Vorrichtung, wobei der Anschluß und Einbau des wendelförmig gebogenen Kapillarrohres 10 modifiziert sind.

[0030] In dieser Ausführung sitzt das wendelförmig gebogene Kapillarrohr 10 in einer elektrisch leitenden Schutzhülse 56. Die Schutzhülse 56 ist an ihrem stromabliegenden Ende durch eine elektrisch leitende Kappe 58 abgeschlossen, die zentrisch das Austrittsende des Kapillarrohres 10 aufnimmt, fixiert und elektrisch leitend kontaktiert. Das an das eintrittsseitige Ende des Kapillarrohres 10 anschließende Übergangsrohrstück 12 ist in eine Isolierbuchse 60 eingesetzt. Die Isolierbuchse 60 mit dem Übergangsrohrstück 12 ist mit der Gewindemuffe 14 verschraubt. Hierzu weist die Gewindemuffe 14 einen Anschlußnippel 62 auf, auf welchen eine Überwurfmutter 64 mit einem konischen Klemmring 66 aufgeschraubt wird. Ein elektrischer Anschlußkontakt 68 durchsetzt isoliert die Schutzhülse 56 und steht leitend mit dem Übergangsrohrstück 12 und damit dem Kapillarrohr 10 in Verbindung. Der Anschlußkontakt 68 dient zum Anschließen der Phase der Stromversorgung, während die Schutzhülse 56 die Masseverbindung herstellt.

[0031] Figur 8 zeigt eine zweite Ausführung des Kapillarrohres 10. In dieser Ausführung ist das Kapillarrohr 10 nicht in Form einer Wendel sondern in Form einer Spirale gebogen. Das Übergangsrohrstück 12 zum Zuführen des flüssigen Brennstoffes ist dabei am Außenende der Spirale angeordnet, während das Austrittsende mittig angeordnet ist.

[0032] Figur 9 zeigt eine dritte Ausführung des Kapillarrohres 10. In dieser Ausführung ist das Kapillarrohr 10 in mehreren Haarnadelkrümmungen gebogen, so daß sich vor- und zurücklaufende parallele Abschnitte des Kapillarrohres 10 ergeben. Die Haarnadelkrümmungen können dabei so eng gebogen werden, daß ihr Krümmungsradius R nur das dreifache des Innendurchmessers d des Kapillarrohres 10 beträgt.

[0033] Figur 10 zeigt eine vierte Ausführung des Kapillarrohres 10, die sich in der elektrischen Kontaktierung unterscheidet. Auf das Kapillarrohr 10 ist koaxial ein elektrisch leitendes Mantelrohr 70 aufgeschoben. Das Mantelrohr 70 weist nur einen geringen Außendurchmesser von z.B. 2 bis 3 mm auf und ist von dem Kapillarrohr 10 durch eine Isolierung 72 getrennt, die z.B. als Folie oder Lack mit geringer Stärke ausgebildet ist. An dem Austrittsende des Kapillarrohres 10 ist das Mantelrohr 70 mit dem Kapillarrohr 10 leitend verbunden. Am eintrittsseitigen Ende ist ein Isolierstopfen 74 vorgesehen, der einen Anschlußkontakt 76 des Mantelrohres 70 gegen das Übergangsrohrstück 12 elektrisch isoliert, welches den zweiten elektrischen Kontakt aufweist.

[0034] In dieser Ausführung kann das Kapillarrohr 10 mit dem Mantelrohr 70 in beliebiger Form gebogen und eingebaut werden, ohne daß zusätzliche Maßnahmen zur elektrischen Kontaktierung und Stromzuführung zu dem austrittsseitigen Ende des Kapillarrohres 10 notwendig sind.

[0035] Während in den bisher beschriebenen Ausführungen das Kapillarrohr 10 als Heizleiter ausgebildet ist und direkt beheizt wird, zeigt Figur 11 eine Ausführung, bei welcher das Kapillarrohr 10 indirekt beheizt wird. Das Material des Kapilarrohres 10 kann daher unabhängig von seinen elektrischen Leiteigenschaften gewählt werden.

[0036] In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kapillarrohr 10 schraubenlinienförmig auf die Mantelfläche einer zylindrischen wärmeleitenden Hülse 78 gewickelt. In die Hülse 78 wird koaxial eine Heizpatrone 80 mit den elektrischen Leitungsanschlüssen 82 und 84 eingesetzt. Die Heizpatrone 80 beheizt über die wärmeleitende Hülse 78 das Kapillarrohr 10 indirekt. Die Heizpatrone 80 kann in an sich bekannter Weise für Hochspannung oder Niederspannung ausgelegt sein.

Bezugszeichenliste

[0037] 

10

Kapillarrohr

12

Übergangsrohrstück

14

Gewindemuffe

16

Bund

18

Gegenmutter

20

Schutzhülse

22

Isolierhülse

24

Isoliereinsatz

26

Isolierkörper

28

Steckverbinder-Anschlußkontakt-Phase

30

Steckverbinder-Anschlußkontakt-Masse

32

Leiter

34

Anschlußklemme

36

Luftdüse

38

Klemmring

40

Drallkörper

42

Schott

44

Brenner-Stammrohr

46

Brenner-Gebläsestutzen

48

Flammrohr

50

Flammen-Überwachungssonde

52

Zündelektroden

54

Fangrohr

56

Schutzhülse

58

Kappe

60

Isolierbuchse

62

Anschlußnippel

64

Überwurfmutter

66

Klemmring

68

Anschlußkontakt

70

Mantelrohr

72

Isolierung

74

Isolierstopfen

76

Anschlußkontakt

78

Hülse

80

Heizpatrone

82

Anschluß

84

Anschluß

d

Innendurchmesser

L

Länge

L1

Aufheizlänge

L2

Verdampfungslänge

L3

Überhitzungslänge

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen, mit einem Rohr, durch welches der Brennstoff hindurchgeleitet wird und dessen Wandung elektrisch beheizbar ist, um dem Brennstoff die Verdampfungswärme zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ein Kapillarrohr (10) ist, dessen Innendurchmesser (d) 0,3 bis 2,0 mm beträgt und desse Länge (L) das 500- bis 3000-fache des Innendurchmessers (d) beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d) des Kapillarrohres (10) 0,5 bis 1,3 mm beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des Kapillarrohres (10) das 900-bis 2300-fache des Innendurchmesser (d) beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Kapillarrohres (10) das 0,2- bis 0,5-fache des Innendurchmessers (d) beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) als Heizleiter ausgebildet ist und zur direkten Beheizung ein elektrischer Strom durch das Kapillarrohr (10) geleitet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) aus einem CrNi-Stahl besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Enden des Kapillarrohres (10) eine Niederspannung von weniger als etwa 50 V angelegt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß das austrittsseitige Ende des Kapillarrohres (10) über einen separaten Leiter (32) an die Spannung gelegt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das austrittsseitige Ende des Kapillarrohres (10) über eine Schutzhülse (56, 58) an Massepotential gelegt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) von einem elektrisch leitenden Mantelrohr (70) umschlossen und durch eine Isolierung (72) gegen das Mantelrohr (70) isoliert ist, daß das Mantelrohr (70) am austrittsseitigen Ende des Kapillarrohres (10) mit diesem elektrisch leitend in Verbindung steht und daß das Mantelrohr (70) als elektrischer Anschluß des austrittsseitigen Endes des Kapillarohres (10) dient.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Kapillarrohres (10) durch eine elektrische Widerstandsheizung indirekt beheizt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) mit der Außenmantelfläche einer Heizpatrone (80) in Berührung steht oder mit der Außenfläche einer wärmeleitenden Hülse (78), in welche die Heizpatrone (80) eingesetzt wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) als schraubenförmige Wendel gebogen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) als Spirale gebogen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (10) mit Haarnadelkrümmungen in parallel zueinander verlaufende Abschnitte gebogen ist.

16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Heizölverdampfer zur Aerosolbildung mit der Verbrennungsluft in Vorgemisch-Brennern.

17. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Heizölverdampfer zur Brennstoff-Luft-Gemischbildung in Brennerköpfen für Wärmeleistungen unter 10 KW.

18. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 17 mit einer Luftdüse (36), die eine Einrichtung (40) zur Beaufschlagung der Verbrennungsluft mit Drall aufweist.

19. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Zünd- und Pilotbrenner in Feuerungen größerer Leistungen oder in mehrstufigen Modulbrennern.

20. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Heizölvorwärmer zum Einbau in Druckzerstäuber-Düsenschäften.

Zeichnung