DE2324104C3 - Scheibenbrenner für Strahlheizrohre - Google Patents

Description

Die Nuten, die vorzugsweise in gleichen Abständen fiber den Scheibenumfang verteilt angeordnet sind, stehen zweckmäßig auf Lücke zu den in der Rege! ebenfalls in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordneten Axialluftdurchgängen. Wenn die Axialluftdurchgänge unterschiedliche Größe aufweisen, sollten die Ausgangsquerschnitte der Tangentialluftdurchgänge mindestens zu den Axialluftdurchgängen größeren Querschnitts auf Lücke stehen. Wenn die Axialluftdurchgange auf Teilkreisen mit unterschiedlichen Radien liegen. stehen die Ausgangsquerschnitte der Tangentialluftdurchgänge vorzugsweise zumindest zu den äußeren Axialluftdurchgängen auf Lücke.

Um eine ausreichende Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Brennstoff zu erzielen, stehen die Cesamtquerschnitte der axialen und tangentialen Luftdurchgänge zweckmäßig im Verhältnis von 1 :0,5 bis i : 3 und vorzugsweise im Verhältnis von 1 : 2.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Brennerkopf, in welchem der Scheibenbrenner gemäß der Erfindung eingebaut ist,

F i g. 2 eine Stirnansicht des in F i g. 1 gezeigten Scheibenbrenners,

F i g. 3 eine Stirnansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheibenbrenners und

F i g. 4 eine weiteres Einbaubeispiel für den erfindungsgemäßen Scheibenbrenner.

Nach der Zeichnung ist ein Brennerkopf 2 formschlüssig in das offene Eingangsende eines zylindrischen Flammrohrs 4 eingesetzt. Der Brennerkopf 2 umfaßt ein äußeres zylindrisches Brennerrohr 6, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Flammrohrs 4 entspricht, ein Brennstoffzuführungsrohr 8, welches konzentrisch im Inneren des Brennerrohrs 6 angeordnet ist, sowie einen am Ende des Brennerrohrs vorgesehenen Scheibenbrenner 10.

Der Außendurchmesser des Scheibenbrenners iO, der aus einer kreisförmigen Stahlscheibe besteht, entspricht dem Innendurchmesser des Brennerrohrs 6 und ist formschlüssig in dessen offenes Ausgangsende eingesetzt, wobei die nach außen weisende Stirnseite des Scheibenbrenners bündig mit der umlaufenden Stirnseite des Brennerrohrendes abschließt. In der Mitte weist der Scheibenbrenner 10 eine kreisförmige Durchgangsöffnung 12 auf, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Brennstoff zuführungsroh rs 8 entspricht, wobei das Ausgangsende des Brennstoffzuführungsrohrs 8 durch die Durchgangsöffnung \2 hindurchgesteckt und somit zentrisch innerhalb des Brennerrohrs 6 festgelegt ist Das Ausgangsende des Brennstoffzuführungsrohrs 8 ist aus mischungstechnischen Gründen ein Stück durch den Scheibenbrennei hindurchgeschoben, so daß das freie Rohrende etwas in die durch das Flammrohr 4 gebildete Brennkammer 16 hineinragt.

Der zwischen dem Brennerrohr 6 und dem Brennstoffzuführungsrohr 8 gebildete Ringraum 18 dient zur Zuführung von Verbrennungsluft und gegebenenfalls 6^ auch zum Durchschieben einer Zündelektrode, wenn das Strahlrohr mit einer automatischen Zünd- und Flammenüberwachung ausgerüstet ist. Zur Einleitung der Verbrennungsluft in die Brennkammer 16 ist der Scheibenbrenner 10 gemäß dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit vier in gleichen Abständen rund um die Durchgangsöffnung 12 angeordneten Luftdurchgängen 20 versehen, die einen konstanten zylindrischen Durchmesser aufweisen und deren Achsen parallel zu der Achse des Scheibenbrenners liegen. Die Luftdurchgänge 20 können jedoch auch einen beliebigen anderen Querschnitt aufweisen, wobei jedoch ihre Achsen in jedem Fall parallel zu der Brennerachse verlauten.

Am äußeren Umfang des Schtibenbrenners 10 sind Luftdurchgänge vorgesehen mit einer tangentialen Anstellung zur Längsachse des Brenners zur Einleitung einer Zirkulation, um ein stabiles Brennverhalten und eine gleichmäßige Wärmeentwicklung über die gesamte Länge des Flammrohrs 4 zu erzielen. Die Luftdurchgänge sind gemäß F i g. 2 durch vier jeweils um 90' zueinander versetzt angeordnete, von außen in den Umfangsrand des Scheibenbrenners 10 eingefräste Nuten 22 gebildet, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und deren Längsachse in tangentialer Ebene um etwa 45° zu der Brennerachse geneigt ist. Die Ausgangsquerschnitte der Nuten liegen genau auf Lücke zu der. Verbrennungsluftdurchgängen 20, wodurch ein in Fig.! veranschaulichter Strömungsverlauf innerhalb der Brennkammer 16 entsteht. Auf Grund der veranschaulichten Zirkulation 24 wird bereits in einem geringen Abstand hinter dem Scheibenbrenner 50 eine gute Durchmischung erzielt, die ein zündfähiges Brennstoffgemisch schafft.

Bei dem in F i g. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheibenbrenners 10a sind rund um die zentrische Durchgangsöffnung 12«i in abwechselnder Folge Luftdurchgangsöffnungen 26 und 28 unterschiedlicher Größe vorgesehen. Die mit dem größeren Querschnitt versehenen Luftdurchgangsöffnungen 26 liegen dabei auf einem größeren Radius als die mit dem kleineren Querschnitt versehenen Durchgangsöffnungen 28. In den äußeren Umfang des Scheibenbrenners 10a sind in gleicher Weise wie bei dem in F i g. 2 veranschaulichten Scheibenbrenner 10 mit gleichsinniger, tangentialer Anstellung versehene Nuten 22a eingefräst, die auf Lücke zu den mit dem größeren Querschnitt versehenen Luftdurchgängen 26 stehen.

In F i g. 4 ist ein Einbaubeispiel für den erfindungsgemäßen Scheibenbrenner 10 veranschaulicht, wobei der Scheibenbrenner lose in dem Brennerkopf 2a angeordnet ist, so daß ein Auswechseln des Scheibenbrenners bei fest montiertem Heizrohr möglich ist. Das Flammrohr 4a und das Brennerrohr 6a weisen bei diesem Beispiel den gleichen Durchmesser auf und sind über ein Einsatzstück 30, welches mit seinen freien Enden formschlüssig in die beiden Rohre eingreift, verbunden. In der Mitte ist das Einsalzstück 30 mit einer außen umlaufenden Rippe 32 versehen, welche als beidseitigcr Anschlag für die beiden Rohre 4a und 6a dient.

Das Einsatzstück 30, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Scheibenbrenners 10 angepaßt ist. dient zur Aufnahme und Lagerung des Scheibenbrenners. Dieser sitzt fest auf dem Brennstoffzuführungsrohr 8 und kann zusammen mit diesem ein- und ausgefahren werden. Auf der dem Brennerrohr 6a zugewandten Seite ist der Innendurchmesser des Einsatzstücks 30 konisch aulgeweitet, um das Auswechseln des Scheibenbrenners zu erleichtern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Scheibenbrenner für Strahlheizrohre, beste hend aus einer kreisförmigen, in ein Brennerrohr einsetzbaren Stahlscheibe mit einer zentrischen Durchgangsöffnung für Brenngas, rund um die Brenngasdurchgangsöffnung angeordneten, achsparallelen Durchgangsöffnungen für Verbrennungsluft sowie im Bereich ihres äußeren Umfangs angeordneten zusätzlichen Luftdurchgangsöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Luftdurchgangsöffnungen (22, 22a) mit einer gleichsinnigen, tangentialen Anstellung verschen sind. '5

2. Scheibenbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Tangentialluftdurchgänge (22, 22a) zwischen 30 und 60° liegt.

3. Scheibenbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel etwa 45° beträgt.

4. Scheibenbrenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel aller Tangentialluftdurchgänge (22,22a) gleich ist.

5. Scheibenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialluftdurchgänge als in den äußeren Scheibenumfang eingearbeitete Nuten (22. 22a) ausgebildet sind.

6. Scheibenbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (22,22a) einen rechtekkigen Querschnitt aufweisen.

7. Scheibenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialluftdurchgänge (22, 22a) in gleichen Abständen über den Scheibenumfang verteilt angeordnet sind.

8. Scheibenbrenner nach Anspruch 7, bei dem die Durchgangsöffnungen für die axiale Verbrennungsluft in gleichen Abständen rund um die zentrische Durchgangsöffnung für das Brenngas angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsquerschnitte der Tangentialluftdurchgänge (22) zu den Axialluftdurchgängen (20) auf Lücke stehen.

9. Scheibenbrenner nach Anspruch 7, bei dem in abwechselnder Folge Axialluftdurchgänge verschiedener Größe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsquerschnitte der Tangentialluftdurchgänge (22a) mindestens zu den Axialluftdurchgängen (26) größeren Querschnitts auf Lücke stehen.

10. Scheibenbrenner nach Anspruch 7, bei dem die Axialluftdurchgänge auf Teilkreisen mit unterschiedlichen Radien liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsquerschnitte der Tangentialluftdurchgänge (22a) zumindest zu den äußeren Axialluftdurchgängen (26) auf Lücke stehen.

11. Scheibenbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß <*> die Gesanitquerschnitte der axialen und tangentialen Luftdurchgänge im Verhältnis von 1 :0,5 bis 1 :3 stehen.

12. Scheibenbrenner nach Anspruch ti, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtquerschnittsverhältnis der axialen und tangentialen Luftdurchgänge etwa I : 2 beträgt.

Die Erfindung betrifft einen Scheibenbrenner für Strahiheizrohre, bestehend aus einer kreisförmigen, in ein Brennerrohr einsetzbaren Stahlscheibe mit einer zentrischen Durchgangsöffnung für Brenngas, rund um die Brenngasdurchgangsöffnung angeordneten, achsparallelen Durchgangsöffnungen für Verbrennungsluft sowie im Bereich ihres äußeren Umfangs angeordneten zusätzlichen Luftdurchgangsöffnungen.

Diese Scheibenbrenncr werden insbesondere in Strahlheizrohren verwendet, die ein dem Brenner nachgeschaltetes, als Brennkammer und Rauchgasführung dienendes Flammrohr und ein das Flammrohr umgebendes, mit dem Ausgangsende des Flammrohrs verbundenes Mantelrohr aufweisen. Der Scheibenbrenner ist dabei formschlüssig in ein Brennerrohr eingesetzt, durch welches Verbrennungsluft herangeführt wird, und sitzt mit seiner zentrischen Durchgangsöffnung auf einem Brennstoffzuführungsrohr, welches zentrisch durch das Brennerrohr verläuft, so daß durch die zentrische Durchgangsöffnung des Scheibenbrenners Brenngas und durch die rund um die Brennstoffdurchgangsöffnung angeordneten Durchgangsöffnungen Verbrennungsluft in die Brennkammer eingeleitet werden kann.

Bei einem bekannten Scheibenbren.ner (DT-G bin 71 46 234) der eingangs genannten Art sind die Lufidurchgangsöffnungen als zylindrische Bohrungen ausgebildet, deren Achsen parallel zur Scheibenachse verlaufen. Um bei einem solchen Brenner eine Verbesserung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu erhalten, ist im Inneren des Brenngaszuführungsrohrs in einem Abstand vor dem Scheibenbrenner eine Gasdüse angeordnet, wobei in Strömungsrichtung hinter der Düse in der Wand des Brenngasrohres Durchgänge für Mischungsluft vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme wird ein relativ gutes Brennstoff-Luft-Gemisch in einem größeren Regelbereich geschaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Scheibenbrenner derart weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Verbrennung über einen längeren Bereich der Brennkammer unter optimalen Bedingungen möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zusätzlichen Luftdurchgangsöffnungen, die im Bereich des äußeren Umfangs der Stahlscheibe angeordnet sind, eine gleichsinnige, tangentiale Anstellung aufweisen.

Durch diese sogenannte aerodynamische Anstellung wird nach relativ kurzem Strömungsweg eine sehr gleichmäßige Durchmischung von Brenngas und Verbrennungsluft erzielt, so daß eine sehr lange und stabile Flamme entsteht, die über einen erheblichen Bereich des Flammrohrs sehr gleichmäßig brennt. Auch ist bei Verwendung des erfindungsgemäßen Scheibenbrenners eine bessere Zündung möglich.

Der Anstellwinkel der äußeren Tangentialluftdurchgänge kann dabei zwischen 30 und 60° liegen und beträgt vorzugsweise 45°.

Der Anstellwinkel aller Tangentialluftdurchgänge ist zweckmäßig gleich zu wählen, um eine unsymmetrische Zirkulation mit den damit verbundenen brenntechnischen Nachteilen zu vermeiden.

Aus fertigungstechnischen Gründen können die Tangentialluftdurchgänge als in den äußeren Scheibenumfang eingearbeitete Nuten ausgebildet sein. Derartige Nuten, die zweckmäßig einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, lassen sich sehr leicht herstellen, beispielsweise mit Hilfe eines Scheibenfräsers.