DE202008005913U1

DE202008005913U1 - Ölvormischbrenner

Info

Publication number: DE202008005913U1
Application number: DE202008005913U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2018-04-30

Abstract

Ölvormischbrenner mit einem flächigen oder halbkugelförmigen Brennelement (1), einer Brenneroberfläche (2), einer Verteilkammer (3) um eine zentrale Öldüse (4), einer Einströmöffnung (5) für Verbrennungsluft im Bereich der Öldüse (4), einem Düsenstock (6) mit Ölvorwärmer und einem an ein stromaufwärts angeordnetes Gebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennelement (1) im mit Flammen beaufschlagten Bereich gegenüber der Brenneroberfläche (2) ein Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft zugeordnet ist, welcher aus mindestens einem das Brennelement (1) mit Abstand umgreifenden Kanal (8, 8', 11, 11') besteht.

Description

Die Neuerung betrifft einen Ölvormischbrenner nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Derartige Ölvormischbrenner besitzen ein flächiges oder halbkugelförmiges Brennelement mit einer Brenneroberfläche. Um eine zentrale Öldüse bildet in der Regel ein inneres Verteilelement eine Verteilkammer für den entstehenden Ölnebel aus, damit dieser gleichmäßig von innen her die Brenneroberfläche erreicht. In die Verteilkammer gelangt Verbrennungsluft über eine Einströmöffnung im Bereich der Öldüse, welche an einem Düsenstock mit Ölvorwärmer befestigt ist. Stromaufwärts der Öldüse befindet sich ein Verbrennungsluftkanal mit Verbindung zu einem Gebläse.
Insbesondere bei Gasbrennern, die modulierend betrieben werden, also bei denen der Leistungsbereich zwischen einem geringen Anteil der Maximalleistung und der Maximalleistung gesteuert werden kann, haben sich die sogenannten Vormischbrenner durchgesetzt. Bei diesen Brennern wird der Brennstoff und die zu dessen Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft von der Flamme örtlich getrennt vermischt und dann verbrannt. Dazu wird meist ein zylindrisches Brennelement als Flammenhalter eingesetzt, der für das Brennstoff-Luftgemisch durchlässig ist und einen Innenraum umschließt, dem das Brennstoff-/Luft-Gemisch zugeführt wird. Mit dieser Technologie lassen sich kleine Flammen mit guten Abgaswerten, relativ kleine Flammenhalter und große Modulationsbereiche verwirklichen.
Das Grundprinzip eines Ölvormischbrenners ist die Vermischung von Öl mit vorgewärmter Luft. Durch dieses Prinzip ist es möglich, dass sich zum Beispiel eine sogenannte kalte Flamme bildet, so dass der Brennstoff über eine Oberfläche verbrannt werden kann. Die Oberflächenverbrennung ist allerdings auch ohne kalte Flamme möglich. Generell ist das Erwärmen von Luft auf Grund der geringen Wärmekapazität relativ schwierig, weil dazu entweder ein effektiver Wärmeübergang über eine Wand auf den Luftstrom und/oder hohe Wandtemperaturen notwendig sind.
Ein Ölvormischbrenner ist aus der DE 10 2006 000 174 A1 bekannt. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass heiße Luft das Öl verdampft und somit ein Gasgemisch gebildet werden kann, welches wie bei einem Gas-Vormischbrenner durch den Flammhalter hindurch tritt und abbrennt. Durch die Zumischung von Abgas zur Verbrennungsluft zur Luftvorwärmung wird zudem die Bildung von Stickoxiden verringert und das soll sich Anlaufverhalten verbessern, weil der Betriebspunkt relativ schnell erreicht wird. Die Verbrennungsluft wird zur Wärmeaufnahme durch eine mindestens abschnittsweise über eine Brenneroberfläche ragende, von der Brennerflamme beabstandete Leiteinrichtung geführt und in einer Düse in der Leiteinrichtung beschleunigt, damit das Abgas aus dem Brennraum angesaugt und mit der Luft vermischt werden kann.
Auch die DE 26 43 293 A1 beschreibt einen solchen Kanal für die Verbrennungsluft, der als Zylinder um den hinteren Bereich eines Brennstabes bzw. Brennelementes angeordnet ist. Da für die Vermischung und die Verbrennungsreaktion ein bestimmter Mindestbrennelementdurchmesser erforderlich ist, kann dieser Aufbau zu einem gegenüber bekannten Bauformen insgesamt relativ großen Feuerraum führen.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Ölvormischbrenner die Verbrennungsqualität und die Robustheit, besonders im Hinblick auf Modulationsfähigkeit, zu optimieren.
Neuerungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Ölvormischbrenner ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennelement im mit Flammen beaufschlagten Bereich gegenüber der Brenneroberfläche ein Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft zugeordnet ist, welcher aus mindestens einem das Brennelement mit Abstand umgreifenden Kanal besteht.
Der Luftwärmetauscher ist radial außerhalb und mit Abstand zur Brenneroberfläche angeordnet und weist mindestens einen geschlossenen Kanal mit einer Einströmöffnung für Verbrennungsluft aus dem Verbrennungsluftkanal und mit einer Ausströmöffnung im öldüsennahen Bereich auf. Vorzugsweise erstreckt sich der Luftwärmetauscher mit mindestens einem geschlossenen Kanal ringförmig, auf einem größeren Teilkreis als die Brenneroberfläche, um das Brennelement. Es können aber auch mehrere ringförmige, geschlossene Kanäle auf unterschiedlichen Teilkreisen und/oder in unterschiedlichen Höhenbereichen um das Brennelement angeordnet sein. Dabei münden die jeweiligen Ausströmöffnungen im öldüsennahen Bereich zueinander versetzt in Längsrichtung zur Achse der Öldüse aus.
Vorteilhafterweise wird die Verbrennungsluft in den mindestens zwei ringförmigen, geschlossenen Kanälen zueinander gegenläufig um das Brennelement geleitet.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Luftwärmetauscher aus mindestens zwei zueinander abgeschlossenen Kanälen bestehen, welche symmetrisch zueinander und/oder zur Längsachse der Öldüse angeordnet sind und jeweils eine Hälfte des Brennelementes auf einem größeren Teilkreis als die Brenneroberfläche umgreifen. Dabei münden die jeweiligen Ausströmöffnungen gegenüberliegend zueinander im öldüsennahen Bereich aus. Auf der Innen- und/oder Außenseite des Luftwärmetauschers sind wahlweise oberflächenvergrößernde Wärmeleit- und/oder Drallerzeugungsrippen angebracht.
Mit den neuerungsgemäßen Maßnahmen werden bei Ölvormischbrennern Brennelement sowohl die Verbrennungsqualität als auch die Robustheit verbessert. Insbesondere für modulierenden Betrieb ist die erfindungsgemäße Anordnung mit Luftvorwärmung und der die Stickoxidemissionen senkenden Flammenkühlung wichtig. Ein kompakter Gesamtaufbau ist möglich. So ist es denkbar, den Luftwärmetauscher flammennah in die Aufnahme der Brenneroberfläche zu integrieren.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar. Es zeigt einen Ölvormischbrenner mit einem Luftwärmetauscher:
1: in einem vertikalen Schnitt,
2: mit zwei ringförmigen Kanälen in der Draufsicht und
3: mit zwei zueinander abgeschlossenen, sich jeweils über eine Hälfte des Brennelementes erstreckenden Kanälen in der Draufsicht.
Der Ölvormischbrenner besteht im Wesentlichen aus einem halbkugelförmigen Brennelement 1 mit einer Brenneroberfläche 2 und einer darunter ausgebildeten Verteilkammer 3. In diese mündet eine zentrale Öldüse 4, sowie einer Einströmöffnung 5 für Verbrennungsluft im Bereich der Öldüse 4, welche auf einem Düsenstock 6 mit Ölvorwärmer angebracht ist. Ein stromaufwärts angeordnetes Gebläse ist an den Verbrennungsluftkanal 7 angeschlossen. Dem Brennelement 1 ist im mit Flammen beaufschlagten Bereich gegenüber der Brenneroberfläche 2 ein Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft zugeordnet, welcher sich radial außerhalb und mit Abstand zur Brenneroberfläche 2 befindet.
Gemäß 1 besteht der Luftwärmetauscher aus zwei geschlossenen Kanälen 8, 8' mit jeweils einer Einströmöffnung 9, 9' für Verbrennungsluft aus dem Verbrennungsluftkanal und einer Ausströmöffnung 10, 10' im öldüsennahen Bereich.
Der Luftwärmetauscher erstreckt sich ringförmig um die Brenneroberfläche 2 bzw. um das Brennelement 1. Zwei Kanäle 8, 8' sind auf unterschiedlichen Teilkreisen und/oder in unterschiedlichen Höhenbereichen um das Brennelement 1 angeordnet. Dabei münden die jeweiligen Ausströmöffnungen 10, 10' im öldüsennahen Bereich zueinander versetzt in Längsrichtung zur Achse der Öldüse 4 aus und die Verbrennungsluft wird gegenläufig um das Brennelement geleitet.
Gemäß 3 besteht der Luftwärmetauscher aus zwei zueinander abgeschlossenen Kanälen 11, 11', welche symmetrisch zueinander und/oder zur Längsachse der Öldüse 4 angeordnet sind und jeweils eine Hälfte des Brennelementes 1 umgreifen. Hierbei münden die jeweiligen Ausströmöffnungen 10, 10' im öldüsennahen Bereich gegenüberliegend zueinander aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006000174 A1 [0005]
- DE 2643293 A1 [0006]

Claims

Ölvormischbrenner mit einem flächigen oder halbkugelförmigen Brennelement (1), einer Brenneroberfläche (2), einer Verteilkammer (3) um eine zentrale Öldüse (4), einer Einströmöffnung (5) für Verbrennungsluft im Bereich der Öldüse (4), einem Düsenstock (6) mit Ölvorwärmer und einem an ein stromaufwärts angeordnetes Gebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennelement (1) im mit Flammen beaufschlagten Bereich gegenüber der Brenneroberfläche (2) ein Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft zugeordnet ist, welcher aus mindestens einem das Brennelement (1) mit Abstand umgreifenden Kanal (8, 8', 11, 11') besteht.
Ölvormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwärmetauscher radial außerhalb und mit Abstand zur Brenneroberfläche (2) angeordnet ist.
Ölvormischbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwärmetauscher mindestens einen geschlossenen Kanal (8, 8', 11, 11') mit einer Einströmöffnung (9, 9') für Verbrennungsluft aus dem Verbrennungsluftkanal (7) und einer Ausströmöffnung (10, 10') im öldüsennahen Bereich aufweist.
Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwärmetauscher sich mit mindestens einem geschlossenen Kanal (8, 8') ringförmig, auf einem größeren Teilkreis als die Brenneroberfläche (2), um das Brennelement (1) erstreckt.
Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere ringförmige, geschlossene Kanäle (8, 8') auf unterschiedlichen Teilkreisen und/oder in unterschiedlichen Höhenbereichen um das Brennelement (1) angeordnet sind, wobei die jeweiligen Ausströmöffnungen (10, 10') im öldüsennahen Bereich zueinander versetzt in Längsrichtung zur Achse der Öldüse (4) ausmünden.
Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluft in den mindestens zwei ringförmigen, geschlossenen Kanälen (8, 8') zueinander gegenläufig um das Brennelement (1) geleitet wird.
Ölvormischbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwärmetauscher aus mindestens zwei zueinander abgeschlossenen Kanälen (11, 11') besteht, welche symmetrisch zueinander und/oder zur Längsachse der Öldüse (4) angeordnet sind und jeweils eine Hälfte des Brennelementes (1) auf einem größeren Teilkreis als die Brenneroberfläche (2) umgreifen, wobei die jeweiligen Ausströmöffnungen (10, 10') gegenüberliegend zueinander im öldüsennahen Bereich ausmünden.
Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innen- und/oder Außenseite des Luftwärmetauschers oberflächenvergrößernde Wärmeleit- und/oder Drallerzeugungsrippen angebracht sind.