DE1959300A1

DE1959300A1 - Rechteckbrenner fuer fluessigen Brennstoff

Info

Publication number: DE1959300A1
Application number: DE19691959300
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kneip; Helmut Letzel; Ferdinand Selzer
Original assignee: Niederscheld Armaturwerk GmbH
Current assignee: Niederscheld Armaturwerk GmbH
Priority date: 1969-11-26
Filing date: 1969-11-26
Publication date: 1971-06-03
Also published as: FR2073018A5

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU · DR.-INQ. ARNO SCHMIDT, MÜNCHEN

«45 HANAU · RÖMERSTRASSE 1» · POSTFACH 7»J · TELEFON 10803 · TELEQKAMME: HANAUPATENT

Armaturenwerk Niederscheid GmbH 25· November 1969

Dillenburg (Hessen) Zo/Nie - to 356

Rechteckbrenner für flüssigen Brennstoff

Die Erfindung betrifft einen Rechteckbrenner für flüssigen Brennstoff mit einem Boden, in dem ein Einsatz zur Vermeidung der auf einen Teilquerschnitt des Brenners beschränkten Fla»- menausbildung vorgesehen ist, einem aufgesetzten Mantel, in dem sich in mehreren Ebenen Öffnungen für den Luftzutritt befinden, sowie mit zwei im Brennerinneren eingelegten Brennringen rechteckigen Querschnitts.

Üblich und weit verbreitet sind Brennertöpfe mit rundem Quer« schnitt. Es werden aber Brennertöpfe mit rechteckigem Querschnitt, "Rechteck"-Brenner, verlangt, da diese eine bessere Raumausnutzung ermöglichen. Bisher bekannte Rechteckbrenner weisen jedoch keine befriedigenden Ergebnisse auf. Wie bei den Brennertöpfen mit rundem Querschnitt befinden sich die Lufteintritteöffnungen in den einzelnen durch Brennringe gebildeten Kammern im wesentlichen in Form von Lochreihen für die Zufuhr von Primär- und Sekundärluft. Der Entwurf und die Auslegung

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neuer Brennertöpfe vorgegebener Außenabmessungen erfolgt zumeist empirisch ins Laborversuch. Bei rechteckigem Querschnitt ergeben geringe Abweichungen in der Fertigung von den empirisch gefundenen Werten für die Anordnung der Lochreihen, der Loch-.durchmesser sowie der Unterteilung des Brenners in Kammern noch mehr al« bei rundem Querschnitt nachteilige Folgen für den Regelbereich, die Herabsetzung der Brennergerausehe_r Verminderung der Rückstände und für die Forderung nach geringem Kohlenmonoxidgehalt der Brenngase.

Beim Entwurf und der Auslegung von Rechteckbrennern wird besonders großes Gewicht auf eine möglichst vollständige Verbrennung der Brenngase über den gesamten Regelbereich und auf eine gering· Rückstandsbildung gelegt. Je vollständigerdie Verbrennung des Brennstoffes erfolgt, desto geringer ist der Kohlenmonoxidgehalt und desto größer ist die Sicherheit gegen Vergiftungsunfälle durch nur teilweise verbrannte Gase.

Bei bekannten Brennern sind Einschnürungen in der Mantelfläche zur Erhöhung der Zugwirkung und Verbesserung der Verbrennung vorgesehen, die jedoch den Nachteil haben, daß eine Reinigung des Brenners von Rückständen sehr schwierig durchführbar ist*

Die Forderung nach geringer Rückstandsbildung, leichter Reinigung des Brenners und geringem Kohlenmonoxidgehalt in den Brenngasen wird erfindungsgemäß durch einen Brenner mit rechteckigem Querschnitt erfüllt, dessen Tiefenverhältnis über die Gesamthöhe nahezu gleich bleibt, und der durch folgende Größen gekennzeichnet ist: -

Innenabmessung a = 26o mm

b = loo mm

Gesamthöhe 158 mm

Mittlere Abstände der beiden umlaufenden Sicken vom oberen Rand S₁ » 39,5 mm

s₂ - 7o,5

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Lochreihe 1 Jo Löcher von 1,8 mm 0,

Abstand vom oberen Rand llo mm|

Lochreihe 2 16 Löcher von 1,5 mm 0»

Abstand vom oberen Rand 85 mm;

Lochreihe 3 32 Löcher von 1,6 mm 0,

Abstand vom oberen Rand 7k mtn|

Lochreihe 4 32 Löcher von 2,oo mm 0,

Abstand vom oberen Rand 59 mm\

Lochreihe 5 3o Löcher von 1,8 mm 0,

Abstand vom oberen Rand 36 mm5

Lochreihe 6 32 Löcher von 2,8 mm 0,

Abstand vom oberen Rand 22 mm{

Lochreihe 7 94 Löcher von 1,5 wn 0,

Abstand vom oberen Rand 12 nun.

Eine Herabsetzung der Brennergerausehe wird vorteilhafterweise durch den oberen Brennring erzielt, der eine rechteckige Öffnung mit einer Längsabmessung ungefähr gleich der Längsabmessung des Brenners aufweist, und deren Querschnittsfläche im Verhältnis 1:3 bis 1 : 3»2 zur Brennerquerschnittsfläche steht, wobei im Brennring zwei Lochreihen zu je 9 Löchern von 7*5 «im 0, mit einem gegenseitigen Abstand von 28 mm angeordnet sind·

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Rechteckbrenners, Fig. 2 einen Schnitt parallel zur Seitenwand des Brenners, Fig. 3 eine Draufsicht auf den oberen Brennring.

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Ein Rechteckbrenner Io besteht aus einem Brennerboden 14 mit rechteckigem Querschnitt, auf dem eine Brennermantelfläche 12 aufgesetzt ist· Der Brennerboden 14 weist eine Zuleitung 16 für den flüssigen Brennstoff, beispielsweise leichtes Heizöl, auf· In den Zuleitung 16, die entweder an einer Frontfläche Jk (vgl. Fig. 1) oder an einer Seitenfläche 36 des Brennejrbodens l4, wie in Fig. 1 angedeutet, angeordnet ist, befindet sich ein nicht dargestelltes Regelventil zum Einstellen der zufließenden Menge an flüssigem Brennstoff und damit zum Einstellen der Heizleistung innerhalb des Regelbereiches des Brenners Io.

Nach Zündung des Brennstoffes verdampft der nachfließende Brennstoff, und der entstehende Dampf mischt sich mit der durch Luftzutrittsöffnungen in der Brennermantelfläche 12 in das Brennerinnere einströmenden Zuluft. Die Luftzutrittsöffnungen sind nach Anzahl, Querschnittsfläche, Anordnung in der Mantelfläche, gegegenseitigem Abstand aufgrund von experimentellen Untersuchungen so festgelegt, daß das Gemisch aus verdampfendem Brennstoff und Zuluft bei unterschiedlichen Brennerstellungen ein optimales Betriebsverhalten des Rechteckbrenners Io in einem Ölofen in bezug auf den Rußwert, niedriges Brennergeräusch, niedrigen CO-Gehalt, geringe Rückstandsbildung und auf die Heizleistung innerhalb des Regelbereiches gewährleistet.

Die Luftzutrittsöffnungen sind in der Brennermantelfläche 12 in Form von Lochreihen angeordnet, wobei die Löcher einer Reihe gleichbleibende Abstände und gleiche Durchmesser aufweisen.

Im Brennerboden 14 ist ein als ein- oder mehrfach gewinkeltes Lochblech ausgebildeter Metalleineatz 18 bekannter Art vorgesehen, der ein durch die Zufuhr von au, geringen Mengen Brennstoffes in den Brenner Io verursachtes einseitiges Aufreißen der Flamme rückgängig macht. Beim Aufreißen der Flamme brennt diese nicht mehr Über den Gesatntquerschnitt, sondern nurmehr

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über einen Teilquerschnitt des Brenners to. Eine Erhöhung der Ölzufuhr ändert diesen Zustand nicht. Der Einsatz 18 bewirkt aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit eine entsprechende Erwärmung des Drennerteiiquerschnittes, über den die Flamme erloschen ist, und somit die Wiederentzündung der Flamme über diesen Teilquerschnitt. Zwei Brennringe 2p.« 22 stützen sich auf über den Gesamtumfang der Mantelfläche 12 verlaufenden Sicken 2k bzw. 26 ab und teilen das Brennervolumeη in eine untere Kammer 28, eine mittlere Kammer 3o und eine obere Kammer 32. Die Sicken 24, 26 sind aus der Mantelfläche 12 geprägt oder aus Winkeleisen gebildet. Sie dienen nicht nur als Auflager für die Brennringe 2o, 22, sondern bewirken zusätzlich eine festigkeitsmäßi^e Stabilisierung der thermisch belasteten Mantelfläche 12.

Im Bereich der unteren Kammer 28 befinden sich die Lochreihen 1 bis 3, im Bereich der mittleren Kammer 3o die Lochreihen k und 5 und im Bereich der oberen Kammer 32 die Lochreihen 6 und 7. Die Achsen der Luftzutritteöffnungen der Lochreihen schließen mit der Mantelfläche 12 einen Winkel von 9o ° ein· Die beiden Brennringe 2o, 22 mit den Abmessungen 257 mm χ 97 mm, die die Innenseite des Brennermantels 12 nicht berühren, sind leicht schräg nach oben geneigt und weisen in der Mitte eine rechteckige Öffnung 3k mit den Abmessungen 245 mm*3o nun auf. Im oberen Brennring 2o sind zwei Lochreihen 8 und 9 zu je 9 Löchern mit einem Lochdurchmeeser von 7,5 tan vorgesehen, die de» Druckausgleich zwischen der oberen Kammer 32 und der mittleren Kammer 3o dienen. Beim Überfluten des Brenners Io mit flüssigem Brennstoff, beispielsweise durch Versagen des ÖlregelventiXa oder Verlöschen der Flamme im Brennerinneren, erfolgt die Wiederinbetriebnahme bei hohem Flüssigkeitsstand im Brenner Io, was zu starken Brennergeräuschen und Rauchgasentwicklung führen kann. Durch den raschen Druckausgleich zwischen der oberen Kam- ' wer 32 und der mittleren Kammer 3o über die Lochreihen 8 und 9

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und die Öffnung 34 wird die Geräuschentwicklung wesentlich gedämpft und die Rauchgasentwicklung weitgehend vermieden.

Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Rechteckbrenner mit den Innenabmessungen a = 26o nun und b » loo mm« Die Ge samt höhe h beträgt 158 mm, die mittleren Abstünde der beiden umlaufenden Sicken 24, 26 vom oberen Rand betragen m. = 39,5 mm und i„ = 7o_f5 ram. Auf den Sicken 24, 26 liegen die Brennringe 2o und 22 auft die übrigen Einzelheiten bezüglich der Verteilung der Lufteintrittsöffnungen in der Mantelfläche 12 lassen sich der folgenden Tabelle entnehmen,;

Lochreihe	Anzahl der Löcher	Lochdurch- meseer (mm)	Abstand oberen (mm) I₁	vom Rand -¹?
1	3o	1.8	ilo
2	16	1.5	85
3	32	1,6	7k
4	32	2,ο	59
5	3o	1,8	36
6	82	2,8	22
7	82φ 12	1.5	12

Die Lochreihen 1 bis 6 weisen nur Löcher in den beiden Längsseiten der Mantelfläche 12 auf, während in der obersten Lochreihe 7 zu au tasi ich zu den 82 Löchern in den Längsseiten noch je 6 Löcher in jeder der beiden Breitseiten der Mantelfläche 12 vorgesehen sind.

Bei Kleineteilung des Brenners Io erfolgt die Verbrennung im wesentlichen in der unteren Kammer 28, in die die Sekundärluft durch die Öffnungen der Loehreihe 3 einströmt· Durch die Lochreihe 1 wird Primärluft »ugeführt, während die Lochreihe 2 der Stabilisierung der Flamme dient.

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In der mittleren Brennstellung des Rechteckbrennei's Io wird die Primärluft in der unteren Kammer 28 zugeführt, wodurch bei der Verbrennung zunächst Kohlenmonoxid entsteht. In der mittleren Kammer 3o tritt Sekundärluft durch die Lochreihe 5 ein, so daß die Verbrennung des Kohlenmonoxids zu Kohlendioxid erfolgt.

Bei Vollast übernimmt die Lochreihe 6 in der Kammer 32 die Zufuhr der Sekundärluft, während die Löcher der obersten Lochreihe 7 Stützlöcher für die Flammenbildung sind. Die durch diese Löcher einströmende Zuluft drückt die Flamme von der Mantelfläche 12 weg ins Innere des Rechteckbrenners Io, wo sie gebündelt wirdi

üie Hantelfläche 12 ist am oberen Rand nach außen gekantet und zu einem umlaufenden Rand 36 von Io mm Breite ausgebildet.

Ansprüche ι

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Claims

Ansprüche

1. J Rechteckbrenner für einen flüssigen Brennstoff mit einem Boden, in dem ein Einsatz zur Vermeidung der auf einen Teilquerschnitt des Brenners beschränkten Flammenausbildung vorgesehen ist, einem Mantel, in dem sich in mehreren Ebenen Öffnungen für den Luftzutritt befinden, sowie mit zwei im Brennerinneren eingelegten Brennringen rechteckigen Querschnitts , d a du r c h g e k en η zeic hn et, daß dessen Tiefenverhältnis über die Gesamthöhe nahezu gleich bleibt, und der durch folgende Größen gekennzeichnet ist:

Innenabmessung Gesamthöhe

Mittlere Abstände der beiden umlaufenden Sicken vom oberen Rand

a b

Lochreihe 1 Lochreihe 2 Lochreihe 3 Lochreihe 4 Lochreihe 5 Lochreihe 6 Lochreihe 7

3o Löcher von 1,8 mm 0, Abstand vom oberen Rand

16 Löcher von 1,5 Mm 0, Abstand vom oberen Rand

32 Löcher von 1,6 mm 0, Abstand vom oberen Rand

32 Locher von 2,00 mm 0, Abstand vom oberen Rand

3o Löcher von 1,8 mm 0, Abstand vom oberen Rand

82 Löcher von 2,8 mm 0, Abstand vom oberen Rand

Sk Löcher von 1,5 mm 0, Abstand vom oberen Rand

260 mm Ioο mm

I58 mm

1 = 39,5 mm 2 ram llo 85 ram} 74 mm ι 59 mm{ 36 mm; 22 mm; 12 mm ·

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2. Rechteckbrenner nach Anspruch 1, dadurch g β -k e η η ζ e i c h η β t » daß die obere Brennfläche (2o) eine rechteckige Öffnung (3**) aufweist, deren Längs abmessung ungefähr gleich der Längsabmessung des Brenners ist und deren Querschnittsfläche im Verhältnis 1 l 3 bis 1 i 3,2 zur Gesamtbrennfläche (2o) steht und daß die Brennfläche (2o) zwei Lochreihen (8 und 9) mit Je 9 Löchern von ?_t5 tarnt, die einen Abstand c = 28 mm voneinander und einen Abstand d * 11 mm von den Längskanten der Brennfläche haben, aufweist·

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