DE19735345A1 - Öl- und Gasgebläsebrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Öl- oder Gasgebläsebrenner, beste­ hend aus einem Brennerrohr mit Düsenstock, Einrichtungen zur Verbrennungsluftzufuhr und einem dem Brennerrohr vorgesetzten Flammrohr.

Derartige Öl- oder Gasgebläsebrenner sind allgemein bekannt und in Benutzung. Nur zum Beispiel sei dazu verwiesen auf die DE-OS 23 18 355, bei deren Gegenstand allerdings noch keine Abgas­ rückführung zwecks Schadstoffreduzierung in Betracht gezogen war, wie sie inzwischen bei modernen Brennern dieser Art allge­ mein zur Anwendung kommt.

Um einer solchen Betriebsweise möglichst optimal zu genügen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einfachem Aufbau des Brenners für eine gute Vermischung von Verbrennungsluft und rückgeführtem Abgas zu sorgen, verbunden mit der Maßgabe, dabei eine geräuscharme und blaubrennende, weitestgehend stick­ oxydfreie Verbrennung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe ist mit einem Öl- oder Gasgebläsebrenner der ein­ gangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Brennerrohr bis auf einen die in das im wesentlichen den glei­ chen Durchmesser aufweisende Flammrohr ragende Düse umgebenden, engen Ringspalt mit einer mindestens zwei auf einem zur Düse konzentrischen Kreis liegenden, in das Flammrohr gerichteten, sich gegenüberstehenden Luftaustrittsöffnungen aufweisenden Wand verschlossen ist und daß, radial gesehen, benachbart beid­ seitig zu Abschirmungen der Luftaustrittsöffnungen am brenner­ rohrseitigen Rand des Flammrohres Abgaszuströmöffnungen und in Senkrechtprojektion gesehen, die Luftaustrittsöffnungen, die Innenfläche der Wand des Flammrohres tangierend oder angenähert tangierend, angeordnet sind.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich, wie sich noch zeigen wird, nicht nur ein denkbar einfacher Aufbau eines solchen Öl- oder Gasgebläsebrenners, der demzufolge auch ko­ stengünstig herstellbar ist, sondern ein solcher Brenner er­ füllt auch die weiteren Forderungen nach guter Vermischung, Ge­ räuscharmut und geringer Schadstoffemission bei Blaubrand. Ab­ gesehen von einem die Düse unmittelbar umspülenden und diese damit kühlenden relativ kleinen Teil der zugeführten Verbren­ nungsluft, wird diese nicht mehr als die Flamme insgesamt um­ hüllender Strömungsschlauch zugeführt, sondern durch die in der das Brennerrohr gegenüber dem Flammrohr abschließenden Wand vorhandenen Luftaustrittsöffnungen zu sogverstärkten Luftstrah­ len gebündelt, die die rückzuführenden Abgase aus der Brennkam­ mer ansaugen, mitreißen und mit der Luft gut gemischt in den vor der Düse stehenden Flammbereich gelangen. Durch die Anord­ nung radial nach außen abgeschirmter Luftstrahlöffnungen ge­ langt aber auch ein Teil der rückgeführten Abgase an den Luft­ strahlen vorbei bis in das Zentrum des Flammrohres, d. h., in Düsennähe und damit in den Sprühstrahlbereich des Brennstoffes. Da die die Luftstrahlen erzeugenden Luftaustrittsöffnungen nahe der Wand des Flammrohres angeordnet sind, ergibt sich im Flamm­ rohr, d. h., im Sprühstrahlbereich der Düse, die im übrigen et­ was aus der mit den Luftaustrittsöffnungen versehenen Wand et­ was herausragt, eine Rückströmzone, die wesentlich zur Flamm­ stabilität im Brenner beiträgt.

Zur Intensivierung der sich an die Innenfläche des Flammrohres gewissermaßen anschmiegenden Luftstrahlen können vorteilhaft in Luftaustrittsöffnungen Luftführungsröhrchen angeordnet wer­ den.

Die gezielte Umformung der dem Brenner zugeführten Luft in in das Flammrohr gerichtete und sich an dessen Wand anschmiegende Ein­ zelstrahlen bietet auch die vorteilhafte Möglichkeit, in der Wand des Flammrohres Luftleiteinrichtungen anzuordnen, was noch näher erläutert wird, und die insbesondere im Sinne einer Drallströmungserzeugung orientiert bzw. ausgebildet werden. Ab­ gesehen von möglichen und ohne weiteres vorstellbaren anderen drallvermittelnden Luft- und Abgasleiteinrichtungen wird für diese eine Ausführungsform, da besonders einfach zu verwirkli­ chen, dahingehend bevorzugt, daß diese in Form von in das Flammrohrinnere eingebogenen, aus der Wand des Flammrohres an­ gestanzten, schraubenlinienförmig orientierten Zungen ausgebil­ det sind.

Mit Rücksicht auf eine trotz Luftstrahlbildung möglichst voll­ ständige Ringsumerfassung des Flammbereiches sind vorteilhaft auf dem vorerwähnten Kreis, gleichmäßig verteilt, mehr als zwei Luftaustrittsöffnungen angeordnet, und der Rand des Flammrohre. Flammrohres ist schießschartenartig ausgebildet, wobei die Scharten jeweils im Bereich zwischen zwei Luftaustrittsöffnungen angeordnet sind. Abgesehen von der Um­ fassung des Flammbereiches lassen sich dadurch die Abschirmun­ gen, hinter denen sich die Luftaustrittsöffnungen in der Ab­ schlußwand des Brennerrohres befinden, auf einfache Weise vor­ sehen.

Im übrigen ist es möglich, was noch näher erläutert wird und ebenfalls einer einfachen Bauweise entgegenkommt, Brennerrohr und Flammrohr auch aus nur einem Rohrstück bilden.

Um auf die Luft- und Abgasmengen und Beschleunigungen Einfluß nehmen zu können, können die Abgaszuströmöffnungen und/oder die Luftaustrittsöffnungen mit verstellbaren Blenden versehen wer­ den, was mit Rücksicht auf die erfindungsgemäße Konzeption des Brenners besonders einfach ist, da einerseits der Abschlußwand des Brennerrohres problemlos eine von außen verstell- bzw. ein­ stellbare, entsprechend gelochte Ringscheibe und dem Flammrohr ebenso problemlos im Bereich der Abgaszuströmöffnungen ein ent­ sprechend gelochter, zylindrischer Blendenring zugeordnet wer­ den können.

Schließlich kann noch vorgesehen werden, daß das Flammrohr mit seiner Wand in Ausbrennrichtung, von seinem unteren Rand ausge­ hend, sich noch konvergierend ausgebildet wird, wobei unter "schwach konvergierend" eine Wandneigung von vorzugsweise 1° bis 5° zu verstehen ist.

Der erfindungsgemäße Öl- oder Gasgebläsebrenner wird nachfol­ gend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Öl- oder Gasgebläse­ brenner;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Brenner längs Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Flammrohr;

Fig. 4 einen Schnitt durch das Flammrohr in besonderer Aus­ führungsform;

Fig. 5 in Seitenansicht die zu einem Rohrstück zusammenge­ faßten Flamm- und Brennerrohre;

Fig. 6 einen Teillängsschnitt durch Brenner- und Flammrohr;

Fig. 7 einen Teillängsschnitt gemäß Fig. 6 in anderer Aus­ führungsform;

Fig. 8 eine besondere Ausführungsform des Flammrohres;

Fig. 9 in Draufsicht eine Blendenringscheibe zur Einstellung der Querschnitte der Luftaustrittsöffnungen und

Fig. 10 in Seitenansicht einen zylindrischen Blendenring zur Einstellung der Abgaszuströmöffnungen.

Der Öl- oder Gasgebläsebrenner besteht nach wie vor aus einem Brennerrohr 1 mit Düsenstock 2, Einrichtungen 3 zur Verbren­ nungsluftzufuhr und einem dem Brennerrohr 1 vorgesetzten Flamm­ rohr 4.

Orientiert zunächst an den Fig. 1, 2 ist für einen solchen Öl- oder Gasgebläsebrenner nun wesentlich, daß das Brennerrohr 1 bis auf einen die in das im wesentlichen den gleichen Durchmes­ ser D aufweisende Flammrohr 4 ragende Düse 5 umgebenden, engen Ringspalt 6 mit einer mindestens zwei auf einem zur Düse 5 kon­ zentrischen Kreis 7 liegenden, in das Flammrohr 4 gerichteten, sich gegenüberstehenden Luftaustrittsöffnungen 8 aufweisenden Wand 9 verschlossen ist. Radial gesehen, sind dabei benachbart beidseitig zu den Abschirmungen 11 der Luftaustrittsöffnungen 8 am brennerrohrseitigen Rand 4' des Flammrohres 4 Abgaszuström­ öffnungen 10 angeordnet und schließlich sind, in Senkrechtpro­ jektion gesehen, die Luftaustrittsöffnungen 8, die Innenfläche F der Wand 4'' des Flammrohres tangierend oder angenähert tan­ gierend, angeordnet.

Bevorzugt und wie dargestellt (siehe Fig. 2 und 3) sind auf dem Kreis 7, gleichmäßig verteilt, mehr als zwei Luftaustrittsöff­ nungen 8 angeordnet, und der Rand 4' des Flammrohres 4 ist schießschartenartig ausgebildet, wobei die die Abgaszuström­ öffnungen 10 bildenden Scharten 13 jeweils im Bereich zwischen zwei Luftaustrittsöffnungen 8 angeordnet. Dies ist im Interesse einer gleichmäßig über den Brennerquerschnitt verteilten Luft­ zufuhr und bzgl. der Abgaszuströmöffnungen 10 im Interesse ei­ ner möglichst zweckmäßigen Herstellung des Flammrohres 4 vor­ gesehen. Wesentlich ist dabei, wie vorerwähnt, daß die Abschir­ mungen 11 (siehe Fig. 2), radial gesehen, jeweils benachbart zu Luftaustrittsöffnungen 8 in der Wand 9 stehen, die anson­ sten bis auf den engen Ringspalt 6 das Brennerrohr 1 ab­ schließt. Wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, sind aus den einleitend genannten Gründen, in Senkrechtprojektion gesehen, die Luftaustrittsöffnungen 8 die Innenfläche F der Wand 4 des Flammrohres tangierend oder angenähert tangierend angeordnet, um sich die durch die Luftaustrittsöffnungen 8 jeweils als Strahl in das Flammrohr 4 eintretenden Luft an das Flammrohr 4 anschmiegen zu lassen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind, wie bspw. dargestellt, diesbezüglich richtungsorientie­ rende Luftführungsröhrchen 8 in den Öffnungen 8 der Wand 9 in geeigneter Weise eingesetzt.

Oberhalb der Abgaszuströmöffnungen 10 bzw. der Scharten 13 (dies ist nur in den Fig. 5 und 7 verdeutlicht, gilt aber be­ vorzugt für alle dargestellten Flammrohre 4) sind die Luft- und Abgasleiteinrichtungen 12 in Form von in das Flammrohrinnere eingebogenen, aus der Wand 4 des Flammrohres 4 angestanzten, schraubenlinienförmig orientierten Zungen 12 ausgebildet. Mög­ lich und einen entsprechenden Dralleffekt bewirkend, ist aber auch eine Ausführungsform des Flammrohres 4 im Sinn der Fig. 8, das also mehr oder weniger steile Wandprägungen 12'' aufweist. Will man hierbei im Prägebereich ebenfalls noch für eine ge­ wisse Abgasrückführung sorgen, wie dies bei nach innen eingebo­ genen Zungen 12' (siehe Fig. 7) durch die dadurch entstehenden Öffnungen 15 der Fall ist, so müßten im Prägebereich der Aus­ führungsform nach Fig. 8 dort nicht besonders dargestellte Öff­ nungen vorgesehen werden.

Das ganze bisher Beschriebene ist auch dann zu verwirklichen, wenn, wie in Fig. 5 dargestellt, Brennerrohr 1 und Flammrohr 4 vorteilhaft zu einem einzigen Rohrstück R zusammengefaßt ausge­ bildet sind. Um besondere Verbindungselemente (in Fig. 1 und 6 nicht dargestellt) zwischen Brennerrohr und Flammrohr 4 ent­ behrlich zu machen, kann im übrigen, wie beim Ausführungsbei­ spiel in Fig. 7 dargestellt, das Flammrohr 4 auch auf das Bren­ nerrohr 1 aufgesteckt und in geeigneter Weise fixiert werden. Die Abgaszuströmöffnungen 10 ergeben sich hierbei ebenfalls durch angestanzte aber nach außen ausgebogene Zungen 16.

Um auf eine vorgegebene Querschnittsgröße sowohl der Luftaustrittsöffnungen 8 als auch der Abgaszuströmöffnungen 10 nicht festgelegt zu sein, können für diese Öffnungen 8, 10 ver­ stellbare Blenden 14 vorgesehen werden, die sich für die Öff­ nungen 8 in der Wand 9 in Form einer entsprechend gelochten Ringscheibenblende (Fig. 9) und für die restlichen Abgaszu­ strömöffnungen 10 bspw. in Form einer zylindrischen Ringblende 14' (Fig. 10) darstellen.

Vorgang und Wirkung rückgeführter Abgase aus einer mit Brenner bestückten Brennkammer sind grundsätzlich bekannt und bedürfen insoweit keiner besonderen Erläuterung. Die mit der beschriebe­ nen Brennerausbildung erreichbare Abgasrückführung, und zwar nach Maßgabe der einleitend gestellten Forderungen, wird hier aber dadurch erreicht, daß die zuzuführende Luft in Strahlen gebündelt und in das Flammrohr 4 unterhalb und die Düse 5 umge­ bend eingeblasen wird, wobei die Abgase von jedem Strahl, da nach außen von den Abschirmungen 11 abgeschirmt, beidseitig an­ gesaugt werden. Dies führt nicht nur zu einer optimalen Vermi­ schung von Luft- und Abgasen, sondern auch zu einer geräuschar­ men und insbesondere auch blaubrennenden, schadstoffarmen Be­ triebsweise. Bei Anordnung von mehreren Luftausströmöffnungen 8 in der Wand 9 ist zu beachten, daß die Breite B der Abgaszu­ strömöffnungen 10 größer ist als der Durchmesser D' der Luftausströmöffnungen 8, um die Zuströmung eines Abgasanteiles zum Zentrum bzw. zur Düse 5 zu ermöglichen.

Claims (9)

1. Öl- oder Gasgebläsebrenner, bestehend aus einem Brenner­ rohr (1) mit Düsenstock (2), Einrichtungen (3) zur Ver­ brennungsluftzufuhr und einem dem Brennerrohr (1) vorge­ setzten Flammrohr (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (1) bis auf einen die in das im we­ sentlichen den gleichen Durchmesser (D) aufweisende Flammrohr (4) ragende Düse (5) umgebenden, engen Ringspalt (6) mit einer mindestens zwei auf einem zur Düse (5) konzentrischen Kreis (7) liegenden, in das Flammrohr (4) gerichteten, sich gegenüberstehenden Luftaustrittsöffnungen (8) aufweisenden Wand (9) ver­ schlossen ist, wobei, radial gesehen, benachbart beid­ seitig zu Abschirmungen (11) der Luftaustrittsöffnun­ gen (8) am brennrohrseitigen Rand (4') des Flammrohres (4) Abgaszuströmöffnungen (10) und in Senkrecht­ projektion gesehen, die Luftaustrittsöffnungen (8), die Innenfläche (F) der Wand (4'') des Flammrohres tan­ gierend oder angenähert tangierend, angeordnet sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Luftaustrittsöffnungen (8) in der Wand (4'') des Flammrohres (4) Luft- und Abgasleiteinrichtungen (12) angeordnet sind.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Luftaustrittsöffnungen (8) brennerrohr- und/oder flammrohrseitig Luftführungsröhrchen (8') ange­ ordnet sind.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehr als zwei gleichmäßig auf dem Kreis (7) verteilten Luftaustrittsöffnungen (8) der Rand (4') des Flammrohres (4) schießschartenartig ausgebildet ist, wobei die die Abgaszuströmöffnungen (10) bildenden Scharten (13) jeweils im Bereich zwischen zwei Luftaustrittsöffnungen (8) angeordnet sind und der Abstand zweier Luftaustrittsöffnungen (8) größer bemessen ist als deren Durchmesser (D')

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Brennerrohr (1) und Flammrohr (4) aus einem Rohrstück (R) gebildet sind.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaszuströmöffnungen (10) und/oder die Luftaustrittsöffnungen (8) mit verstellbaren Blenden (14, 14') versehen sind.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft- und Abgasleiteinrichtungen (12) in Form von in das Flammrohrinnere eingebogenen, aus der Wand (4') des Flammrohres (4) angestanzten, im Sinne einer Drallströmung orientierten Zungen (12') ausgebildet sind.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft- und Abgasleiteinrichtungen (12) in Form von in das Flammrohrinnere gerichteten, in die Wand (4') des Flammrohres (4) eingeprägten, im Sinne einer Drallströmung orientierten Stegen (12') ausgebildet sind.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (4) mit seiner Wand (4') in Ausbrenn­ richtung, von seinem unteren Rand (4'') ausgehend, schwach konvergierend ausgebildet ist.