DE202009018149U1

DE202009018149U1 - Brenner für flüssigen Brennstoff

Info

Publication number: DE202009018149U1
Application number: DE202009018149U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2019-10-02

Abstract

Brenner für flüssigen Brennstoff, umfassend eine Verdampfungs- und Mischkammer (1), in der ein Rotationszerstäuber (2) zur Zerstäubung und Vermischung des Brennstoffs mit Luft angeordnet und die mit einer als Halter für eine Brennerflamme ausgebildeten Brenneroberfläche (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdampfungs- und Mischkammer (1) ein mit dem Rotationszerstäuber (2) wirkverbundenes Laufrad (4) und eine einerseits am Laufrad (4) und andererseits außerhalb der Verdampfungs- und Mischkammer (1) im Bereich der Brenneroberfläche (3) ausmündende Abgasansaugleitung (5) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssigen Brennstoff gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Ein Brenner der eingangs genannten Art ist nach der EP 1 110 033 B1 bekannt. Dieser besteht aus einer Verdampfungs- und Mischkammer, in der ein Rotationszerstäuber zur Zerstäubung und Vermischung des Brennstoffs mit Luft angeordnet und die mit einer als Halter für eine Brennerflamme ausgebildeten Brenneroberfläche versehen ist. Bei dieser Lösung steht die Vorwärmung der zur Verbrennung benötigten Luft im Vordergrund.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Schadstoffemissionen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe ist mit einem Brenner der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass in der Verdampfungs- und Mischkammer ein mit dem Rotationszerstäuber wirkverbundenes Laufrad und eine einerseits am Laufrad und andererseits außerhalb der Verdampfungs- und Mischkammer im Bereich der Brenneroberfläche ausmündende Abgasansaugleitung vorgesehen sind.
Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß eine Abgasrückführung vorgesehen, bei der die ohnehin vorhandene Drehbewegung des Rotationszerstäubers im Zusammenwirken mit einem mit dem Rotationszerstäuber verbundenen Laufrad in eine Luft- bzw. Abgasansaugung umgesetzt wird. Dabei resultieren, wie Versuche gezeigt haben, aus der Rückführung des Abgases in die Verdampfungs- und Mischkammer insgesamt niedrigere Schadstoffwerte.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brenners für flüssigen Brennstoff ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.
Der erfindungsgemäße Brenner für flüssigen Brennstoff einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Schutzansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt jeweils im Schnitt
1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners für flüssigen Brennstoff mit einem Wärmetauscher zur Nutzung der Wärme des Abgases zur Vorheizung der Verbrennungsluft und
2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners für flüssigen Brennstoff mit einer Abgasumlenkung zur Nutzung der Wärme des Abgases zur Beheizung der Verdampfungs- und Mischkammer.
Die in den beiden 1 und 2 dargestellten Brenner für flüssigen Brennstoff bestehen insbesondere aus einer Verdampfungs- und Mischkammer 1, in der ein Rotationszerstäuber 2 zur Zerstäubung und Vermischung des Brennstoffs mit Luft angeordnet und die mit einer als Halter für eine Brennerflamme ausgebildeten Brenneroberfläche 3 versehen ist. Die Brenneroberfläche 3 ist dabei bevorzugt in Zylinderform ausgebildet, wobei die Mantelfläche des Zylinders aus einem gelochten Blech und einem darum angeordneten Drahtgewebe oder Drahtgestrick gebildet ist. Das der Verdampfungs- und Mischkammer 1 abgewandte Ende des Zylinders (die Stirnseite 6) ist mit einem entsprechend ausgebildeten Deckelelement verschlossen.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist am verdampfungs- und mischkammerseitigen Ende des Zylinders der Brenneroberfläche 3 ein den Zylinder umgreifender, vorzugsweise aus Gussmaterial hergestellter Wärmetauscher 14 angeordnet, der direkt in die Verdampfungs- und Mischkammer 1 übergehend ausgebildet ist, so dass ein Teil der an der Brenneroberfläche 3 im Abgas anfallende Wärme an die Verdampfungs- und Mischkammer 1 abgegeben werden kann, was zweckmäßig ist, da dann jedenfalls im stationären Betrieb keine zusätzliche Heizung der Verdampfungs- und Mischkammer 1 erforderlich ist. Ist der Brenner dagegen kalt, dient das mit dem Bezugszeichen 15 versehene Heizelement, typischerweise eine elektrische Heizung, zur Beheizung der Verdampfungs- und Mischkammer 1, und zwar so lange, bis über den Wärmetauscher 14 genug Wärme zur Verfügung gestellt wird. Die in 1 dargestellten Pfeile zeichnen den Strömungsweg der Verbrennungsluft.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist statt des Wärmetauschers 14 eine Abgasumlenkung 16 vorgesehen, mit der ein Teil des Abgases zur Wandung 13 geleitet wird, so dass das Abgas im stationären Betrieb zur Beheizung der Verdampfungs- und Mischkammer 1 genutzt werden kann. Wie auch bei der Lösung gemäß 1 ist auch bei dieser Ausführungsform für den Brennerstart ein vorzugsweise elektrisches Heizelement 15 vorgesehen.
Wesentlich für alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brenners für flüssigen Brennstoff ist nun, dass in der Verdampfungs- und Mischkammer 1 ein mit dem Rotationszerstäuber 2 wirkverbundenes Laufrad 4 und eine einerseits am Laufrad 4 und andererseits außerhalb der Verdampfungs- und Mischkammer 1 im Bereich der Brenneroberfläche 3 ausmündende Abgasansaugleitung 5 vorgesehen sind.
Wie bereits erläutert, ist es auf diese Weise vergleichsweise einfach möglich, Abgas in die Verdampfungs- und Mischkammer 1 zurückzuführen, was sich vorteilhaft auf die Verbrennungswerte des Brenners auswirkt.
Um bereits relativ kühles Abgas in die Verdampfungs- und Mischkammer 1 zurückzuführen, ist besonders bevorzugt, und wie in den Figuren dargestellt, vorgesehen, dass die Abgasansaugleitung 5 an einer mischkammerabgewandt angeordneten Stirnseite 6 bzw. einem Deckelelement des Zylinders ausmündend ausgebildet ist.
Während der Rotationszerstäuber 2 und das vorzugsweise tellerförmige Laufrad 4 als drehende Bauteile ausgebildet sind, ist die die Abgasansaugleitung 5 ortsfest zur Brenneroberfläche 3 angeordnet. Dabei weist das Laufrad 4 dementsprechend einen kreisrunden Öffnungsrand 7 aufweist, der verdrehbar zu einem kreisrunden Öffnungsbereich 8 der Abgasansaugleitung 5 ausgebildet ist, wobei der Öffnungsrand 7 des Laufrades 4 und der Öffnungsbereich 8 der Abgasansaugleitung 5 aus Dichtigkeitsgründen einander überdeckend ausgebildet sind.
Wie weiterhin aus den 1 und 2 ersichtlich, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rotationszerstäuber 2 und das Laufrad 4 die gleiche Rotationsachse 9 aufweisen, wobei auch der Rotationszerstäuber 2 tellerförmig ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass der Rotationszerstäuber 2 und das Laufrad 4 zusammen ein Radialgebläse bilden, wobei die Abgasansaugleitung 5 mittig im Radialgebläse ausmündend angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders effektive Abgasansaugung über die Abgasansaugleitung 5, die gleichzeitig nur einen geringen Materialaufwand erfordert, und zwar insbesondere deshalb, weil das Laufrad 4 über den gleichen Elektromotor angetrieben werden kann wie der Rotationszerstäuber 2.
Bezüglich des Rotationszerstäubers 2 ist darüber hinaus vorteilhaft vorgesehen, dass dieser eine brenneroberflächenzu- und eine brenneroberflächenabgewandte Oberfläche 10, 11 aufweist. Die brenneroberflächenzugewandte Oberfläche 10 des Rotationszerstäubers 2 ist dabei konvex gewölbt ausgebildet. Außerdem ist ihr auf dieser Seite das Laufrad 4 zugeordnet. Schließlich ist die brenneroberflächenabgewandte Oberfläche 11 des Rotationszerstäubers 2 konkav gewölbt ausgebildet, wobei ihr außerdem eine Leitung 12 für den flüssigen Brennstoff ausmündend zugeordnet ist, so dass dieser beim Auftreffen auf die Oberfläche 11 durch die Rotation des Rotationszerstäubers 2 (Zentrifugalbeschleunigung) nach außen und insbesondere gegen die heiße Wandung 13 der Verdampfungs- und Mischkammer 1 geschleudert wird. Dort verdampft der Brennstoff dann und gelangt mit der Verbrennungsluft und rückgeführtem Abgas in den Zylinder des Brenners und von dort zur Brenneroberfläche 3, wo dann schließlich die Verbrennung stattfindet.
Bezugszeichenliste

1: Verdampfungs- und Mischkammer
2: Rotationszerstäuber
3: Brenneroberfläche
4: Laufrad
5: Abgasansaugleitung
6: Stirnseite
7: Öffnungsrand
8: Öffnungsbereich
9: Rotationsachse
10: brenneroberflächenzugewandte Oberfläche
11: brenneroberflächenabgewandte Oberfläche
12: Leitung
13: Wandung
14: Wärmetauscher
15: Heizelement
16: Abgasumlenkung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1110033 B1 [0002]

Claims

Brenner für flüssigen Brennstoff, umfassend eine Verdampfungs- und Mischkammer (1), in der ein Rotationszerstäuber (2) zur Zerstäubung und Vermischung des Brennstoffs mit Luft angeordnet und die mit einer als Halter für eine Brennerflamme ausgebildeten Brenneroberfläche (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdampfungs- und Mischkammer (1) ein mit dem Rotationszerstäuber (2) wirkverbundenes Laufrad (4) und eine einerseits am Laufrad (4) und andererseits außerhalb der Verdampfungs- und Mischkammer (1) im Bereich der Brenneroberfläche (3) ausmündende Abgasansaugleitung (5) vorgesehen sind.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach Anspruch 1, wobei die Brenneroberfläche (3) als mischkammerabgewandt verschlossener Zylinder ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasansaugleitung (5) an einer mischkammerabgewandt angeordneten Stirnseite (6) des Zylinders ausmündend ausgebildet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasansaugleitung (5) ortsfest zur Brenneroberfläche (3) angeordnet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (4) tellerförmig ausgebildet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (4) einen kreisrunden Öffnungsrand (7) aufweist, der verdrehbar zu einem kreisrunden Öffnungsbereich (8) der Abgasansaugleitung (5) ausgebildet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsrand (7) des Laufrades (4) und der Öffnungsbereich (8) der Abgasansaugleitung (5) einander überdeckend ausgebildet sind.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationszerstäuber (2) und das Laufrad (4) die gleiche Rotationsachse (9) aufweisen.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationszerstäuber (2) tellerförmig ausgebildet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationszerstäuber (2) und das Laufrad (4) zusammen ein Radialgebläse bilden, wobei die Abgasansaugleitung (5) mittig im Radialgebläse ausmündend angeordnet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationszerstäuber (2) eine brenneroberflächenzu- und eine brenneroberflächenabgewandte Oberfläche (10, 11) aufweist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die brenneroberflächenzugewandte Oberfläche (10) des Rotationszerstäubers (2) konvex gewölbt ausgebildet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der brenneroberflächenzugewandten Oberfläche (10) des Rotationszerstäubers (2) das Laufrad (4) zugeordnet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die brenneroberflächenabgewandte Oberfläche (11) des Rotationszerstäubers (2) konkav gewölbt ausgebildet ist.
Brenner für flüssigen Brennstoff einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der brenneroberflächenabgewandten Oberfläche (11) des Rotationszerstäubers (2) eine Leitung (12) für den flüssigen Brennstoff ausmündend angeordnet ist.