DE102007048795A1

DE102007048795A1 - burner

Info

Publication number: DE102007048795A1
Application number: DE102007048795A
Authority: DE
Inventors: Konrad Ritter; Thomas Niggemann; Gerd Schmalfuß; Martin Hirsch
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-16
Also published as: EP2048440A1; EP2048440B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner, umfassend einen zylinderförmigen Brennerkörper (1), der an einer seiner beiden Stirnseiten (2) eine Zuführung (3) für ein zu verbrennendes Brennstoff-Luft-Gemisch aufweist, der an seiner anderen Stirnseite (4) verschlossen und dessen Umfangsoberfläche mindestens teilweise als Brennfläche (5) ausgebildet ist, wobei im Brennerkörper (1) ein hülsenförmiges Strömungsführungselement (6) für das Brennstoff-Luft-Gemisch angeordnet ist, das sich an die Zuführung (3) anschließt, das sich bis in den Bereich der verschlossenen Stirnseite (4) erstreckt und das einen Hülseninnen- (7) und einen Hülsenaußenraum (8) definiert, welche miteinander im Bereich der verschlossenen Stirnseite (4) pneumatisch in Verbindung stehen, wobei der Hülsenaußenraum (8) ringspaltartig ausgebildet ist und sich mindestens zwischen der Brennfläche (5) und dem Strömungsführungselement (6) erstreckt. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der ringspaltartige Hülsenaußenraum (8) mindestens im Bereich der Brennfläche (5) bezüglich seiner Durchströmquerschnittsfläche in Richtung der Zuführung (3) kleiner werdend ausgebildet ist.The invention relates to a burner comprising a cylindrical burner body (1) having at one of its two end faces (2) a supply (3) for a fuel-air mixture to be combusted, which is closed at its other end face (4) and its Peripheral surface is at least partially formed as a fuel surface (5), wherein in the burner body (1) a sleeve-shaped flow guide element (6) for the fuel-air mixture is arranged, which adjoins the feed (3), which extends into the region of a closed end face (4) and which defines a sleeve inner (7) and a sleeve outer space (8), which communicate with each other pneumatically in the closed end face (4), wherein the sleeve outer space (8) is formed like an annular gap and at least between the burning surface (5) and the flow guiding element (6). According to the invention, it is provided that the ring-gap-like outer sleeve space (8) is made smaller, at least in the region of the focal surface (5), with respect to its flow cross-sectional area in the direction of the feed (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a burner according to the preamble of claim 1

Ein Brenner der eingangs genannten Art ist nach der EP 1 538 395 A1 (siehe dort 1) bekannt. Dieser Gasgebläsebrenner besteht aus einem zylinderförmigen Brennerkörper (Flammkörper), der an einer seiner beiden Stirnseiten eine Zuführung für ein zu verbrennendes Brennstoff-Luft-Gemisch (typischerweise Erdgas-Luft-Gemisch) aufweist, der an seiner anderen Stirnseite verschlossen und dessen Umfangsoberfläche mindestens teilweise als Brennfläche ausgebildet ist, wobei im Brennerkörper ein hülsenförmiges Strömungsführungselement für das Brennstoff-Luft-Gemisch angeordnet ist, das sich an die Zuführung anschließt, das sich bis in den Bereich der verschlossenen Stirnseite erstreckt und das einen Hülseninnen- und einen Hülsenaußenraum definiert, welche miteinander im Bereich der verschlossenen Stirnseite pneumatisch in Verbindung stehen, wobei der Hülsenaußenraum ringspaltartig ausgebildet ist und sich mindestens zwischen der Brennfläche und dem Strömungsführungselement erstreckt.A burner of the type mentioned is according to the EP 1 538 395 A1 (look there 1 ) known. This gas blower burner consists of a cylindrical burner body (flame body), which at one of its two end faces a supply for a combustible fuel-air mixture (typically natural gas-air mixture), which is closed at its other end face and the peripheral surface at least partially Burning surface is formed, wherein in the burner body, a sleeve-shaped flow guide element for the fuel-air mixture is arranged, which adjoins the feed, which extends into the region of the closed end side and which defines a sleeve inner and a sleeve outer space, which together in the Area of the closed end side are pneumatically in communication, wherein the sleeve outer space is formed ringpaltartig and extends at least between the focal surface and the flow guide element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbrennung bzw. das Brennverhalten eines Brenners der eingangs genannten Art zu verbessern.Of the Invention is based on the object, the combustion or the burning behavior to improve a burner of the type mentioned.

Diese Aufgabe ist mit einem Brenner der eingangs genannten Art, der auch als Ölbrenner ausgebildet sein könnte, durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.These Task is with a burner of the type mentioned, also as oil burner could be formed by the Characteristics listed in the characterizing part of patent claim 1 solved.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der ringspaltartige Hülsenaußenraum mindestens im Bereich der Brennfläche bezüglich seiner Durchströmquerschnittsfläche in Richtung der Zuführung kleiner werdend ausgebildet ist.To The invention is therefore intended that the annular gap-like sleeve outer space at least in the area of the burning surface its flow cross-sectional area in the direction the feeder becomes smaller.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß dafür gesorgt, dass die Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches zur Brennfläche gleichmäßiger erfolgt, und zwar dadurch, dass der Raum zwischen dem Strömungsführungselement und der Brennfläche in Richtung Gaszuführung immer kleiner wird, was der Erkenntnis Rechnung trägt, das mit fortschreitender Lauflänge in Richtung Zuführung bereits immer mehr Gemisch durch die Brennfläche hindurchgetreten ist, mithin ein immer kleiner werdender Volumenstrom in Richtung Zuführung strömt.With In other words, according to the invention is for Ensured that the supply of the fuel-air mixture to the firing surface is more uniform, namely in that the space between the flow guide element and the burning surface in the direction of gas supply always becomes smaller, which takes cognition into account, as it progresses Running length in the direction of feeder always more mixture has passed through the burning surface, thus a smaller and smaller volume flow in the direction of supply flows.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brenners ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the invention Brenner arise from the dependent claims.

Der Vollständigkeit halber wird noch auf die DE 698 12 219 T2 hingewiesen (siehe insbesondere 1), bei der zwar auch ein kegelstumpfförmiges Strömungsführungselement im Brennerkörper angeordnet ist, dieses ist aber genau entgegengesetzt orientiert positioniert. Außerdem weist es Durchströmöffnungen auf, durch die Gemisch aus seinem Innenraum wieder in den Spaltbereich zwischen Brennfläche und Strömungsführungselement strömen kann. Dieses Strömungsführungselement trägt somit nicht wie das erfindungsgemäße zur Vergleichmäßigung der Strömung im Brennerkörper und damit nicht zu angestrebten Verbesserung der Verbrennung bei.The sake of completeness is still on the DE 698 12 219 T2 pointed out (see in particular 1 ), in which although a frusto-conical flow guide element is arranged in the burner body, but this is positioned exactly opposite orientation. In addition, it has throughflow openings, through which mixture from its interior can again flow into the gap region between the combustion surface and the flow guidance element. This flow guide element thus does not contribute to the equalization of the flow in the burner body and thus not to the desired improvement of the combustion as in the invention.

Der erfindungsgemäße Brenner einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Of the including burner according to the invention its advantageous developments according to the dependent Claims will be described below with reference to the drawings Representation of a preferred embodiment in more detail explained.

Es zeigtIt shows

1 perspektivisch den erfindungsgemäßen Brenner, hier als Gasgebläsebrenner; 1 in perspective, the burner according to the invention, here as Gasgebläsebrenner;

2 im Schnitt den Brennerkörper mit in Richtung Zuführung kleiner werdendem Hülsenaußenraum (die Strömung ist durch Pfeile dargestellt); und 2 in the section the burner body with in the direction of supply decreasing sleeve outer space (the flow is represented by arrows); and

3 in Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform des hülsenförmigen Strömungsführungselements. 3 in side view, a preferred embodiment of the sleeve-shaped flow guide element.

Der in den 1 bis 3 dargestellte Gasgebläsebrenner besteht aus einem zylinderförmigen Brennerkörper 1, der an einer seiner beiden Stirnseiten 2 eine Zuführung 3 für ein zu verbrennendes Gas-Luft-Gemisch aufweist. Der Brennerkörper 1 ist ferner an seiner anderen Stirnseite 4 verschlossen. Seine zylindrische Umfangsoberfläche (Mantelfläche, auch Verteileroberfläche genannt) ist mindestens teilweise als Brennfläche 5 ausgebildet, wobei die Mantelfläche im Bereich der Brennfläche 5 Durchgangsbohrungen für das Gas-Luft-Gemisch aufweist und von die eigentliche Brennfläche 5 bildenden metallischen Drähten (Drahtgewirke oder Drahtgewebe) umschlossen ist.The in the 1 to 3 shown gas blower burner consists of a cylindrical burner body 1 , on one of its two faces 2 a feeder 3 for a gas-air mixture to be burned. The burner body 1 is also on its other end 4 locked. Its cylindrical peripheral surface (lateral surface, also called distribution surface) is at least partially as a burning surface 5 formed, wherein the lateral surface in the region of the focal surface 5 Has through holes for the gas-air mixture and of the actual focal surface 5 forming metallic wires (Drahtgewirke or wire mesh) is enclosed.

Ferner ist vorgesehen, dass der äußere Brennerkörper 1 aus einem ersten, die Zuführung 3 bildenden, hohlzylindrischen Rohrstück 11, aus einem zweiten, von der Brennfläche 5 umschlossenen, hohlzylindrischen Rohrstück 12 mit Durchtrittsöffnungen für das Brennstoff-Luft-Gemisch und einer deckelartig ausgebildeten Stirnseite 4 gebildet ist. Die verschlossen ausgebildete Stirnseite 4 des Brennerkörpers 1 ist dabei mit einer in Richtung Strömungsführungselement 6 weisenden konvexen Wölbung 13 versehen, die im Zusammenwirken mit dem noch zu erläuternden Strömungsführungselement 6 zu einer gleichmäßigen Verteilung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Innern des Brennerkörpers 1 beiträgt. Die Strömung des Brennstoff-Luft-Gemisches kühlt darüber hinaus vorteilhafterweise die gewölbte Stirnseite 4.It is further provided that the outer burner body 1 from a first, the feeder 3 forming, hollow cylindrical pipe section 11 , from a second, from the focal plane 5 enclosed, hollow cylindrical pipe section 12 with passage openings for the fuel-air mixture and a lid-like end face 4 is formed. The closed trained end face 4 of the burner body 1 is doing so with a flow guide element 6 pointing convex curvature 13 provided in conjunction with the still to be explained flow guide element 6 to a uniform distribution of the fuel-air mixture in the interior of the burner body 1 contributes. The Flow of the fuel-air mixture also cools advantageously the curved end face 4 ,

Ferner ist mit Verweis auf 2 und in an sich bekannter Weise im Brennerkörper 1 ein hülsenförmiges Strömungsführungselement 6 für das Gas-Luft-Gemisch angeordnet. Dieses schließt sich an die Zuführung 3 an und erstreckt sich bis in den Bereich der verschlossenen Stirnseite 4. Dabei definiert es einen Hülseninnen- 7 und einen Hülsenaußenraum 8, welche Räume miteinander im Bereich der verschlossenen Stirnseite 4 über entsprechende Öffnungen oder dergleichen (zum Beispiel die noch zu erläuternden Ausnehmungen 10) pneumatisch in Verbin dung stehen. Dabei ist der Hülsenaußenraum 8 ringspaltartig ausgebildet und erstreckt sich mindestens zwischen der Brennfläche 5 und dem Strömungsführungselement 6. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, erstreckt sich der Hülsenaussenraum 8 bei der bevorzugten Ausführungsform sogar von der einen bis zur anderen Stirnseite 3, 4.Further, with reference to 2 and in a conventional manner in the burner body 1 a sleeve-shaped flow guide element 6 arranged for the gas-air mixture. This joins the feeder 3 and extends into the area of the closed end face 4 , It defines a sleeve inside 7 and a sleeve outer space 8th , which spaces together in the area of the closed end face 4 via corresponding openings or the like (for example, the recesses to be explained 10 ) are pneumatically in communication. Here is the sleeve outer space 8th formed annular gap-like and extends at least between the focal surface 5 and the flow guide element 6 , As in particular from 2 can be seen, the sleeve outer space extends 8th in the preferred embodiment even from one end to the other 3 . 4 ,

Wesentlich für alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brenners ist nun, dass der ringspaltartige Hülsenaußenraum 8 mindestens im Bereich der Brennfläche 5 bezüglich seiner Durchströmquerschnittsfläche in Richtung der Zuführung 3 kleiner werdend ausgebildet ist. Wie eingangs erläutert, führt diese Maßgabe wegen Berücksichtigung des Volumenausgleichs zu einer sehr gleichmäßigen Brennstoffzufuhr zur Brennfläche 5 und damit zu einer sehr gleichmäßigen Verbrennung.Essential for all embodiments of the burner according to the invention is now that the annular gap-like sleeve outer space 8th at least in the area of the burning surface 5 with respect to its flow area in the direction of the feed 3 is formed smaller. As explained above, this requirement leads to a very uniform fuel supply to the fuel surface due to consideration of the volume compensation 5 and thus to a very even combustion.

Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das Strömungsführungselement 6 hülsenaussenraumseitig und mindestens im Bereich der Brennfläche 5 konusförmig ausgebildet ist. Wenn ferner das Strömungsführungselement 6 auch hülseninnenraumseitig konusförmig ausgebildet ist, kann dieses sogar insgesamt konusförmig aus Blechmaterial gebildet sein (siehe hierzu insbesondere 2 und 3). – Selbstverständlich kommen aber auch andere Ausführungsformen des Strömungsführungselements 6 in Betracht, solange bei diesen der Hülsenaussenraum 8 in Richtung Zuführung 3 kleiner werdend ausgebildet ist.Particularly preferred in this context is provided that the flow guide element 6 sleeve outside space and at least in the area of the focal surface 5 is formed cone-shaped. Further, when the flow guide element 6 is also formed on the inside of the sleeve-shaped cone, this may even be formed from a total sheet metal cone material (see in particular 2 and 3 ). - Of course, however, other embodiments of the flow guide element come 6 in consideration, as long as in these the sleeve exterior 8th in the direction of feeder 3 is formed smaller.

Um das erfindungsgemäße Strömungsführungselement 6 gut und auf möglichst einfache Weise am Brennerkörper 1 fixieren zu können (zum Beispiel einfach durch Einstecken), weist das zufuhrseitige Ende des Strömungsführungselements 6 einen Außendurchmesser auf, der einem zufuhrseitigen Innendurchmesser des Brennerkörpers 1 entspricht.To the flow guide element according to the invention 6 well and in the simplest possible way on the burner body 1 to be able to fix (for example, simply by plugging), has the feed end of the flow guide element 6 an outer diameter of a feed side inner diameter of the burner body 1 equivalent.

Zur Zentrierung des Strömungsführungselements 6 innerhalb des Brennerkörpers 1 ist vorgesehen, dass an diesem hülsenaussenraumseitig mindestens ein, vorzugsweise drei und mehr (zum Beispiel sechs – siehe 2 und 3) Distanzelemente 9 ange ordnet sind. Diese in 2 schraffiert dargestellten Distanzelemente 9 sind dabei sich an einer Innenseite des Brennerkörpers 1 abstützend ausgebildet. Ferner sind die Distanzelemente 9 als streifenförmige Bauteile zur Strömungsführung mindestens im Bereich der Brennfläche 5 angeordnet. Die sechs kleinen Striche in 2 deuten dabei die Fixierungspunkte bzw. -linien (zum Beispiel per Schweißung) für die in dieser 2 an diesen Umfangspositionen nicht dargestellten Distanzelemente 9 an (das obere und untere Distanzelement 9 ist in 2 aber dargestellt; 3 zeigt vier von insgesamt sechs Distanzelementen 9). Zur Axialen Fixierung ist weiterhin vorgesehen, dass das Distanzelement 9 eine axiale Abstützung des Strömungsführungselements 6 gegen die verschlossene Stirnseite 4 bildet. Zwischen dem Strömungsführungselement 6 bzw. den Distanzelementen 9 und der Stirnseite 4 besteht dabei vorzugsweise zur Minimierung der Wärmeübertragung (jeweils) nur ein punktförmiger Kontaktbereich.For centering the flow guide element 6 inside the burner body 1 is provided that at this sleeve outside space side at least one, preferably three or more (for example six - see 2 and 3 ) Spacers 9 are arranged. This in 2 hatched spacer elements shown 9 are doing on an inside of the burner body 1 formed supporting. Furthermore, the spacer elements 9 as strip-shaped components for flow guidance at least in the region of the focal surface 5 arranged. The six little dashes in 2 indicate the fixation points or lines (for example, by welding) for in this 2 at this circumferential positions not shown spacers 9 on (the upper and lower spacer 9 is in 2 but shown; 3 shows four of a total of six spacer elements 9 ). For Axial fixation is further provided that the spacer element 9 an axial support of the flow guide element 6 against the closed end 4 forms. Between the flow guide element 6 or the spacer elements 9 and the front side 4 There is preferably only a point-shaped contact area for minimizing the heat transfer (in each case).

Schließlich sind, wie insbesondere 2 und 3 zeigt, bei Verwendung mehrerer Distanzelemente 9 zwischen diesen am zuführungsabgewandten Ende des Strömungsführungselements 6 den Hülseninnenraum 7 mit dem Hülsenaussenraum 8 pneumatisch verbindende Ausnehmungen 10 vorgesehen. Diese dienen dazu, das Gas-Luft-Gemisch im Zusammenwirken mit der Wölbung 13 möglichst gleichmäßig einem jeweils durch zwei Distanzelemente 9 gebildeten Strömungsspalt zuzuleiten, wodurch gleichzeitig auch die Stirnseite 4 gekühlt wird.Finally, as in particular 2 and 3 shows when using multiple spacers 9 between these at the supply-remote end of the flow guide element 6 the sleeve interior 7 with the sleeve exterior 8th pneumatically connecting recesses 10 intended. These serve to the gas-air mixture in conjunction with the curvature 13 as evenly as possible in each case by two spacer elements 9 zuzuleiten, thereby simultaneously the front side 4 is cooled.

11: Brennerkörpertorch body
22: Stirnseitefront
33: Zuführungfeed
44: Stirnseitefront
55: Brennflächeburning surface
66: StrömungsführugselementStrömungsführugselement
77: HülseninnenraumSleeve interior
88th: HülsenaußenraumSleeve outer space
99: Distanzelementspacer
1010: Ausnehmungrecess
1111: Rohrstückpipe section
1212: Rohrstückpipe section
1313: Wölbungbulge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1538395 A1 [0002]
- DE 69812219 T2 [0008]

Claims

Burner comprising a cylindrical burner body ( 1 ), which at one of its two end faces ( 2 ) a feeder ( 3 ) for a fuel-air mixture to be combusted, which at its other end face ( 4 ) and its peripheral surface at least partially as a fuel surface ( 5 ) is formed, wherein in the burner body ( 1 ) a sleeve-shaped flow guide element ( 6 ) is arranged for the fuel-air mixture, which is to the feed ( 3 ), which extends into the area of the closed end face ( 4 ) and which has a sleeve inner ( 7 ) and a sleeve outer space ( 8th ) defined with each other in the region of the closed end face ( 4 ) are pneumatically in communication with the outer sleeve space ( 8th ) is formed ringpaltartig and at least between the focal surface ( 5 ) and the flow guide element ( 6 ), characterized in that the annular gap-like sleeve outer space ( 8th ) at least in the area of the focal surface ( 5 ) with respect to its flow area in the direction of the feed ( 3 ) is formed smaller.

Burner according to claim 1, characterized in that the flow guide element ( 6 ) at least on the outer sleeve side and at least in the area of the focal surface ( 5 ) is cone-shaped.

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the flow guiding element ( 6 ) Is formed on the inside of the sleeve cone-shaped.

Burner according to claim 2 and 3, characterized in that the flow guide element ( 6 ) is formed in a cone-shaped sheet metal material.

Burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the feed side end of the flow guide element ( 6 ) has an outer diameter which corresponds to a feed-side inner diameter of the burner body ( 1 ) corresponds.

Burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Strömungsführugselement ( 6 ) on the outside of the sleeve at least one, preferably three and more spacer element (s) ( 9 ) is (are) arranged.

Burner according to claim 6, characterized in that the spacer element ( 9 ) as a strip-shaped component for flow guidance at least in the region of the focal surface ( 5 ) is arranged.

Burner according to claim 6 or 7, characterized in that the spacer element ( 9 ) on an inner side of the burner body ( 1 ) is formed adjacent.

Burner according to one of claims 6 to 8, characterized in that the spacer element ( 9 ) an axial support of the flow guide element ( 6 ) against the closed end face ( 4 ).

Burner according to one of claims 6 to 9, characterized in that when using a plurality of spacer elements ( 9 ) between these at the supply-remote end of the flow guide elements ( 6 ) the sleeve interior ( 7 ) with the sleeve outer space ( 8th ) pneumatically connecting recesses ( 10 ) are provided.

Burner according to one of claims 1 to 10, characterized in that the burner body ( 1 ) formed from a cylindrical lateral surface with through-holes and this of the formed of metallic wires burning surface ( 5 ) is enclosed.

Burner according to one of claims 1 to 11, characterized in that the outer burner body ( 1 ) from a first, the feeder ( 3 ) forming, hollow cylindrical pipe section ( 11 ), from a second, from the focal surface ( 5 ) enclosed, hollow cylindrical pipe section ( 12 ) with passage openings for the fuel-air mixture and a lid-like end face ( 4 ) is formed.

Burner according to one of claims 1 to 12, characterized in that the closed end face ( 4 ) of the burner body ( 1 ) a direction flow guide element ( 6 ) facing convex curvature ( 13 ) having.