DE2810193A1

DE2810193A1 - Brenner fuer fluessige brennstoffe

Info

Publication number: DE2810193A1
Application number: DE19782810193
Authority: DE
Inventors: Walter Swoboda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1978-03-09
Publication date: 1979-09-13

Description

Brenner für flüssige Brennstoffe
Es wurden schon vor vielen Jahren Versuche uaternommenX Ölbrenner zu konstruieren, welche mit nahezu stöchiometrischer Luftmenge arbeiten. Der Vorteil solcher Geräte ist die absolut rußfreie Verbrennung bei einem feuerungstechaisehen Wirkungsgrad, welcher dem theoretisch möglichen Wert sehr nahe kommt.
Als Nebeneffekt wird eine entleuchtete Flamme erzielt.
Die vorher beschriebene Wirkung kommt durch eine Vergasung der Öltröpfchen zustande, bevor die Verbrennung erfolgt.
Die nötige Wärme für die Vergasung wird der Flamme entnommen und zwar in der Weise, daß durch Recirkulation Verbrennungsprodukte mit dem kalten Gemisch verwirbelt werden.
Es sind lediglich solche Geräte interessant, bei welchen alle Mischungs- und Verbrennungsvorgänge innerhalb des Brennerkopfes erfolgen. Andere Brenner, bei denen der Feuerraum irgendeine Funktion bei der Verbrennung hat, sind zu sehr von der Feuerraumgeometrie des Heizgerätes abhängig. In der Patentschrift Nr. 2434459 ist ein solcher Brenner beschrieben.
Alle Brenner, welche mit Recirkulation arbeiten, und bei denen die Zisch- und Verbrennungsvorgänge innerhalb des Brennerkopf es stattfinden, arbeiten nach demselben Prinzip.
Eine düse, welche zentrisch in einer Luftdüse angeordnet ist, sprüht Öl in ein Mischrohr, das innerhalb des eigentlichen Brennerkopfes angeordnet ist. Diese Vorrichtung ergibt eine Injektionswirkung; daher werden heiße Verbrenaungsprodukte zurückgesaugt. kit dem noch kalten Öl-I£uftgemisch Teil gelangen sie in das Mischrohr, wobei der größte der Öltrötfchen vergast wird.
Solche Brenner sind seit langem bekannt. In der Zeitschrift "Ö1 + Gas" 6/63, Seite 22, wird ein solcher Brenner vorgestellt.
In letzter Zeit wurde in der Patentanmeldung Nr. 2700671.q-13 ein solches Gerät beschrieben.
Dieses Gerät muß mit verminderter Luftmenge gezündet werden. Dazu wird eine motorisch betätigte Luftklappe benötigt, sowie ein spezielles Steuergerät.
Um die nötigen Mengen an Verbrennungsprodukten zurückzusaugen, damit eine stabilbrennende Flamme zustande kommt, müssen die Bauteile des Brennerkopfes zudem genau aufeinander abgestimmt sein.
Die benötigte gute Injektionswirkung kommt nur dann zustande, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten sehr groß sind; relativ starke Verbrennungsgeräusche sind die Folge.
Nachstehend beschriebene Konstruktion benötigt keine starke Inåektionswirkung, da die für die Vergasung benötigten Verbrennungsprodukte durch eine zwangsweise Umlenkung wieder zurückgeführt werden. Dadurch ist die Anpassung des Brennerkopfes an die strömungsmäßigen Erfordernisse weniger problematisch. Es kann aus diesem Grund mit geringeren Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden. Daher treten Verbrennungsgeräusche in einem wesentlich geringerem Maße auf. Zudem wird eine gesteuerte Luftklappe nicht benötigt; der Brenner kann mit voller Buftmenge gezündet werden.
Abb. 1 zeigt einen derartigen Brennerkopf im Schnitt.
Im Brennerrohr 1 ist, wie bekannt, die Öldüse 2 angeordnet.
Anstatt einer Stauscheibe ist, wie üblich, lediglich die Luftdüse 3 vorhanden.
Das Öl-'luftgemisch strömt aus der Luftdüse 3 in die Brennkammer 4.
Das Gitter 5 verhindert, daß sich im Raum 6 eine turbulente Flamme bilden kann.
Die Stauscheibe 7 besteht aus konzentrisch angeordneten Ringen, welche durch ihre Form und durch ihren Strömungswiderstand die Verbrennungsprodukte z. Teil nach hinten zurücklenkt, wo sie sich mit der aus der Luftdüse 3 austretenden Luft und dem Ölnebel vermischen. Dabei erfolgt die Vergasung der Öltröpfchen.
Daß die heißen Verbrennungsprodukte am Mantel der Brennkammer 4 zurückströmen, ist daran zu erkennen, daß das Gitter 5 in diesem Bereich hell glüht. Das Zentrum des Gitters bleibt jedoch dunkel.
Die Verbrennung findet zwischen der Stauscheibe 7 und dem Gitter 5 statt, sowie außerhalb des Brennerkopf es.
Durch die Form und den Querschnitt der Stauscheibe kann darauf Einfluß genommen werden, wie stark die Verbrennung zwischen dem Gitter 5 und der Stauscheibe 7 ist.
Damit können die Flamme und insbesondere das Verbrennungsgeräusch beeinflußt werden. Die Form der Flamme ist ebenfalls von diesen Faktoren abhängig.
Je strömungsungünstiger die Stauscheibe ist, umso kleiner kann sie im Querschnitt sein.
Abb. 2 stellt eine Auswahl von möglichen Stauscheiben dar, wobei die einzelnen Formen untereinander kombiniert sein können.
Die einzelnen Bauteile können Bohrungen, Schlitze usw aufweisen, die auch als Flügel ausgebildet sein können, welche einen Drall erzeugen.
Natürlich müssen die einzelnen Elemente in ihren Abmessungen auch aufeinander abgestimmt sein. Dies ist hier jedoch weit weniger problematisch, als bei Konstruktionen, welche auf eine starke Injektionswirkung angewiesen sind.
Abb. 3 zeigt eine andere Form des Brennerkopfes.
Wie bekannt, stellt 1 das Brennerrohr, 2 die Öldüse, 3 die Luftdüse, 4 die Brennkammer und 7 die Stauscheibe dar Hier ist statt eines Gitters ein Mischrohr 8 vorhanden Damit nun der gesamte Querschnitt für die zurückzuführenden Verbrennungsprodukte groß genug ist, andererseits die Strömungswege so eng sein müssen, damit sich in ihnen keine turbulenten Flammen bilden können, welche zu starken Geräuschen und zu Schwingungen führen, werden die Verbrennungsprodukte in mehreren Rohren zurückgeführt, welche um das Mischrohr 8 koaxial angeordnet sind.
In diesem Fall entstehen durch das Mantelrohr 9, dem Mischrohr 8 und dem erweiterten Brennerrohr 1 zwei ringförmige Querschnitte, in welchen die Verbrennungsprodukte- zurück strömen können. Die einzelnen inneren Rohre können auch aus Lochblechen hergestellt werden.
Die Stauscheiben 7 lenken die Flammen zurück.
Abb. 4 zeigt eine ähnliche Konstruktion wie Abb. 3. Hier ist die Brennkammer 4 jedoch doppelwandig ausgeführt, wobei als innere Wandung ein Lochblech dient.
Der Zwischenraum ist mit hitzebeständigem Fasermaterial 10 gefüllt. Durch diesen Schalldämpfer wird die an sich schon geräuscharme Verbrennung nochmals gedämpft.
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Claims

Shutzonsprüche Ql. Brenner für flüssige Brennstoffe, welcher mit azmähernd stöchiometrischer Luftmenge betrieben wird und mit entleuchteter Flamme brennt und die Verdampfung bzw. Vergasung des Brennstoffes durch Recirkulation der heißen Verbrennungsprodukte erfolgt dadurch gekennzeichnet, daß die Recirkulation der Verbrennungsprodukte hauptsächlich zwangsweise durch die konstruktive Ausbildung des Brennerkopfes bzw. der Anordnung von Stauscheiben (7) oder Staukörpern im Brennerkopf oder z. Teil außerhalb des Brennerkopfes im Bereich der Flamme erfolgt.
2. Brenner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheiben (7) in Kombination mit einer zweiten Verengung (5,8) im Bereich der Vermischung bzw.

Vergasung angeordnet sind.
3. Brenner nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet9 daß die zweite Verengung ein Mischrohr (8) ein Gitter (5), eine Blende oder Lochblech ist und die konstruktive Ausbildung dieser Teile derart ist, daß sich zwischen Luftdüse (3) und der Verengung (5) oder innerhalb der Ringräume der Verengung (8,9,1) keine turbulente Flamme bilden kann.
4. Brenner nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mischrohr (8) und Brennerrohr (1) ein oder mehrere Manteirohre (9) angeordnet sind, in welchen die Verbrennungsprodukte zurückströmen.
5. Brenner nach Anspruch 3 u. 4 dadurch gekennzeichnet, daß Mischrohr (8) und Mantelrohre (9) mit Bohrungen versehen sind, bzw. aus Lochblech gefertigt werden.
(Schutzansprüche) 6. Brenner nach Anspruch 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr im Bereich der Verbrennung einen größeren Durchmesser (4) aufweist als im Bereich der Vermischung und Vergasung.
7. Brenner nach Anspruch 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr bzw. die Brennkammer (4) doppelwandig ausgebildet ist und als Schalldämpfer wirkt.