DE2944945C2

DE2944945C2 -

Info

Publication number: DE2944945C2
Application number: DE19792944945
Authority: DE
Inventors: Ferdinand 6348 Herborn De Selzer
Original assignee: FRANK AG 6340 DILLENBURG DE
Current assignee: ORANIER HEIZ- UND KOCHTECHNIK GMBH, 35683 DILLENBU
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1990-03-22
Also published as: DE2944945A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennertopf für flüssigen Brennstoff der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a burner pot for liquid Fuel of the type specified in the preamble of claim 1.

Ein solcher Brennertopf ist der DE-OS 15 01 773 zu entnehmen. Derartige Brennertöpfe werden ohne besondere Zuluftförderung beispielsweise in Ölöfen und Ölkesseln benutzt. Die zur Verbrennung notwendige Zuluft wird durch den vom Kamin erzeugten Unterdruck angesaugt. Dabei sind Löcher derart im Mantel angeordnet, daß die Luftzufuhr in etwa tangential zu der Mantelinnenfläche verläuft, so daß eine gute Verwirbelung zwischen den aufsteigenden Öldämpfen und der eintretenden Luft im Randbereich erfolgen kann. Dieser Verbrennungszustand läßt sich optimal nur für eine bestimmte Ölmenge und einen bestimmten Schornsteinzug erreichen. In der Praxis kann ein bestimmter Schornsteinzug nicht definiert werden und die Ölmenge wird entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf dosiert zugeführt. Dies bedeutet, wenn ein hoher Schornsteinzug vorhanden ist, die benötigte Ölmenge jedoch relativ gering ist, daß die Verbrennung einen hohen Luftüberschußanteil aufweist, der wiederum einen schlechten Wirkungsgrad des Gesamtgerätes hervorruft. Umgekehrt führt ein geringer Schornsteinzug, in Verbindung mit einer größeren Ölmenge, zur unvollständigen Verbrennung und damit zur CO-Bildung, die ebenfalls einen schlechten Wirkungsgrad hervorruft und gleichzeitig erheblich zur Umweltverschmutzung beiträgt. Wird eine größere Ölmenge einem bereits in Betrieb befindlichen heißen Brennertopf zugeführt, kann diese sofort verdampfende Menge sich nicht vollständig mit der Zuluft vermischen, ein Teil des Öldampfes geht unverbrannt in den Schornstein und führt durch Kondensation an den Schornsteinwandungen zu Versottungserscheinungen und gleichzeitig zur Energieverschwendung. Besonders bei Brennertöpfen mit größerem Außendurchmesser und hoher Leistung, wie sie vorzugsweise in Warmwassererzeugern und Warmluftgeräten verwendet werden, kann unverbranntes Öl im Abgas vorhanden sein.Such a burner pot is disclosed in DE-OS 15 01 773. such Burner pots are without special supply of fresh air, for example in Used oil stoves and oil boilers. The supply air necessary for combustion is sucked by the negative pressure generated by the chimney. There are holes arranged in the jacket, that the air supply is approximately tangential to the Mantelinnenfläche runs, so that a good turbulence between the ascending oil vapors and the incoming air in the edge area can be done. This combustion state can be optimal only for one reach a certain amount of oil and a certain chimney draft. In the In practice, a certain chimney draft can not be defined and the Oil quantity is metered according to the respective heat demand. This means if there is a high chimney draft that needed Oil quantity, however, is relatively low, that the combustion of a high Excess air has, which in turn has a poor efficiency of the entire device causes. Conversely, a lower leads Chimney draft, in conjunction with a larger amount of oil, to incomplete combustion and thus to CO formation, which is also a poor efficiency and at the same time significantly to Pollution contributes. If a larger amount of oil already in Operating hot burner pot supplied, this can immediately vaporizing amount does not completely mix with the supply air, a Part of the oil vapor goes unburned into the chimney and leads through Condensation on the walls of the chimneys to the effects of atrophy and at the same time as a waste of energy. Especially with burner pots with larger outside diameter and high power, as preferably in Hot water heaters and hot air devices can be used unburned oil be present in the exhaust gas.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Brennertopf der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß sichergestellt ist, daß sowohl bei kleinster als auch bei größter Brennerstellung, weitestgehend unabhängig von dem durch den Schornstein gebildeten Unterdruck, eine vollständige Verbrennung der Öldämpfe erfolgt, so daß demzufolge kein unverbranntes Öl in die Abgase gelangen kann.It is therefore an object of the invention to provide a burner pot generic type such that it is ensured that both with the smallest and the largest burner position, as far as possible regardless of the negative pressure formed by the chimney, a complete combustion of the oil vapor takes place, so that accordingly no unburned oil can enter the exhaust gases.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the characterizing part of Claim specified features 1 solved.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Brennerringe wird erreicht, daß die eintretende Luft einerseits eine vollständige Verwirbelung, sowohl im Randbereich als auch in der Mitte des Brennertopfes, mit den aufsteigenden Öldämpfen herbeiführt, andererseits durch Wirbelbildung einen Luftüberschuß vermeidet, so daß auch bei Extrembedingungen eine vollständige Verbrennung und damit eine Energieeinsparung erfolgt und daräberhinaus die Umweltverschmutzung reduziert wird. Die gute Verwirbelung ist insbesondere dadurch zu erklären, daß von den Brennerringen der untere Brennerring U-förmig ausgebildet ist, dessen Wirkung durch die V-förmige Ausgestaltung des oberen Brennerringes verstärkt wird. Außerdem wird der CO₂-Gehalt wesentlich erhöht, wodurch der Wirkungsgrad des ölbeheizten Geräts optimiert und damit Energie eingespart wird.Due to the inventive design of the burner rings is achieved that the incoming air on the one hand a complete turbulence, both in the edge area and in the middle of the burner pot, with the ascending oil vapors brought about, on the other hand by vortex formation avoids an excess of air, so that even under extreme conditions complete combustion and thus an energy saving takes place and In addition, the pollution is reduced. The good Verwirbelung is explained in particular by the fact that Brennerringen the lower burner ring is U-shaped, whose Effect of the V-shaped design of the upper burner ring is reinforced. In addition, the CO₂ content is substantially increased, thereby the efficiency of the oil-heated device is optimized and thus energy is saved.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Bei der Ausbildung des oberen Brennerringes gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 zeigen Abschnitte des oberen Brennerringes einen Anstellwinkel zu dem Brennertopfradius, so daß auf diese Flächen auftreffende Zuluft abgelenkt und zum Topfinneren geführt wird, wodurch erkennbar auch im Mittenbereich des Brennertopfes eine gute Verwirbelung und Vermischung zwischen Öldampf und Zuluft erzielt wird.At the training of the upper burner ring according to claims 2 to 5 show sections of the upper burner ring an angle of incidence to the burner pot radius, so that on these surfaces deflected incoming air is deflected and led to the interior of the pot, which recognizable also in the middle of the burner pot a good turbulence and mixing between oil vapor and supply air is achieved.

Mit dem unteren Brennerring nach Anspruch 7 wird eine Optimierung der Verwirbelung erreicht.With the lower burner ring according to claim 7 is an optimization of Turbulence achieved.

Die Funktionstüchtigkeit des erfindungsgemäßen Brennertopfes hängt auch entscheidend von der Anordnung und Ausgestaltung der in dem Mantel des Brennertopfes angeordneten Löcher ab. So werden überaus gute Verbrennungsergebnisse erzielt, wenn die Ausbildung der Löcher gemäß den Ansprüchen 9 bis 11 erfolgt.The functionality of the burner pot according to the invention also depends crucial of the arrangement and design of the jacket in the Burner pot arranged holes. So are very good Combustion results achieved when the formation of the holes according to the Claims 9 to 11 takes place.

Bei der Überprüfung hinsichtlich des Zugbedarfs, der Rußbildung, des Regelbereichs und hinsichtlich der Optimierung des Wirkungsgrades hat sich herausgestellt, daß der Brennertopf vorzugsweise entsprechend Anspruch 13 auszubilden ist.When checking with regard to the draft requirement, the formation of soot, the Control range and with regard to the optimization of the efficiency It turned out that the burner pot preferably according Claim 13 is to train.

Damit die Zuluft unter gewünschtem Winkel zum Brennertopfradius in den Brennertopf eindringen kann bzw. um den Anstellwinkel der Abschnitte des oberen Brennerringes in Bezug auf den Brennertopfradius zur Verwirbelung der Zuluft auszunutzen, sind die Löcher vorzugsweise gemäß den Ansprüchen 14, 15 bzw. Anspruch 12 angeordnet.So that the supply air at the desired angle to Brennertopfradius in the Burner pot can penetrate or to the angle of attack of the sections of the upper burner ring with respect to the burner pot radius for turbulence to take advantage of the supply air, the holes are preferably according to the claims 14, 15 or claim 12 arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen.An embodiment of the invention results from the following Description of the drawings.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Brennertopfes, Fig. 1 shows a partial section of a pot burner according to the invention,

Fig. 2 eine ausschnittsweise Ansicht des Brennertopfes nach Fig. 1, Fig. 2 is a fragmentary view of the burner pot according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen im oberen Bereich des Brennertopfes angeordneten Brennerring, Fig. 3 is a plan view showing a disposed in the upper region of the burner pot burner ring,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 3,4 shows a section along the line A -.. B of Figure 3,

Fig. 5 einen im unteren Bereich des Brennertopfs angeordneten Brennerring und Fig. 5 is a arranged in the lower region of the burner pot burner ring and

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 5.6 shows a section along the line A -. B of Fig. 5.

Ein Brennertopf 10 besteht aus einem ringförmigen Brennerboden 12, auf dem ein Brennermantel 14 aufgesetzt ist. Flüssiger Brennstoff, beispielsweise leichtes Heizöl, tritt über eine Zuleitung 16 ein. Im nicht dargestellten Teil der Zuleitung befindet sich ein Regelventil zur Einstellung der Menge des zufließenden Brennstoffes und damit auch zur Einstellung der Heizleistung im bestimmten Regelbereich. Bei Inbetriebnahme wird der Brennertopf gezündet. Nachfließender Brennstoff verdampft und mischt sich mit durch Öffnungen im Mantel 14 eintretender Luft. Das Gemisch brennt dann als Heizflamme je nach Stellung des Regelventils im oder über dem Brennertopf 10. Die Öffnungen im Mantel 14 werden durch Löcher 26, 28, 30, 32, 34 gebildet, die auf Mantelkreisen in Form von Lochreihen angeordnet sind. Die Lochdurchmesser einer jeden Lochreihe sind gleichbleibend und die Löcher haben regelmäßige Abstände zueinander. Die Verteilung und Größe der Löcher sowie der Verlauf deren Achsen zum Brenntopfradius ist von wesentlicher Bedeutung für das Beriebsverhalten des Brennertopfs in einem Ofen, da davon der Rußwert, der CO₂-Gehalt und unverbranntes Öl in den Abgasen, die Brennergeräusche, die Heizleistung und der Regelbereich sowie die Rückstandsbildung im Brennertopf abhängen.A burner pot 10 consists of an annular burner bottom 12 , on which a burner jacket 14 is placed. Liquid fuel, such as light fuel oil, enters via a supply line 16 . In the part of the supply line, not shown, there is a control valve for adjusting the amount of the incoming fuel and thus also for adjusting the heating power in the specific control range. During commissioning, the burner pot is ignited. Subsequent fuel vaporizes and mixes with air entering through openings in the jacket 14 . The mixture then burns as a heating flame depending on the position of the control valve in or above the burner pot 10th The openings in the shell 14 are formed by holes 26, 28, 30, 32, 34 , which are arranged on shell circles in the form of rows of holes. The hole diameters of each row of holes are consistent and the holes are spaced regularly. The distribution and size of the holes and the course of their axes to burn pot radius is essential for the Beriebsverhalten the burner pot in an oven because of the soot, the CO₂ content and unburned oil in the exhaust gases, the burner noise, the heating power and the control range and depend on the formation of residue in the burner pot.

Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß zwei Brennerringe 18 und 20 in einem Abstand a zu dem Brennermantel 14 und im Abstand zueinander im Inneren des Brennertopfes 10 angeordnet sind. Dabei ist das Profil des oberen Brennerringes 18 V-förmig und das Profil des unteren Brennerringes 20 U- förmig ausgebildet. Die Brennerringe 18 und 20 liegen auf in das Brennertopfinnere hineinragenden Halterungen in Form von Stiften oder Nieten 22, 24 auf.It can be seen from Fig. 1 that two burner rings 18 and 20 are arranged at a distance a to the burner jacket 14 and at a distance from each other in the interior of the burner pot 10 . The profile of the upper burner ring 18 is V-shaped and the profile of the lower burner ring 20 is U-shaped. The burner rings 18 and 20 rest on holders projecting into the burner pot interior in the form of pins or rivets 22, 24 .

Der obere Brennerring 18 besteht aus drei Abschnitten 46 , 48 und 50. Dies ist insbesondere den Fig. 3 und 4 zu entnehmen. Der innere Abschnitt 46 beschreibt zu dem Brennertopfradius einen Winkel von 18°. Die Breite des inneren Abschnitts 46 ist doppelt so groß wie die Summe der Breiten des mittleren und äußeren Abschnittes 48 und 50. Dabei verläuft der äußere Abschnitt parallel oder nahezu parallel zum Brennertopfradius, wohingegen der mittlere Abschnitt gleichfalls einen Winkel zu diesem umschließt. Damit der Brennerring 18 auf den Halterungen 22 gut aufliegen kann, sind an der Unterseite des Brennerringes spezielle Profile 52 eingelassen.The upper burner ring 18 consists of three sections 46, 48 and 50 . This is particularly apparent from FIGS. 3 and 4. The inner portion 46 describes to the burner pot radius at an angle of 18 °. The width of the inner portion 46 is twice the sum of the widths of the middle and outer portions 48 and 50 . In this case, the outer portion extends parallel or nearly parallel to the burner pot radius, whereas the central portion also encloses an angle thereto. So that the burner ring 18 can rest well on the brackets 22 , special profiles 52 are embedded on the underside of the burner ring.

Der untere U-förmige Brennerring 20 (siehe Fig. 5 und 6) weist an der Peripherie Ausnehmungen 60 auf, um den Brennering 20 von oben über die Halterungen 22 in den Bereich der unteren Halterungen 24 einlegen zu können. Die U-förmige Gestaltung des unteren Brennerrings 20 wird durch einen Bodenabschnitt 54 mit zwei parallel zueinander angeordneten nach oben gerichteten Schenkeln 56 und 58 gebildet. Um eine gute Verwirbelung der einströmenden Zuluft mit den aufsteigenden Öldämpfen zu erzielen, ist der Abstand zwischen den Schenkeln 56 und 58 fünf- bis sechsmal größer als die jeweilige Schenkelhöhe.The lower U-shaped burner ring 20 (see FIGS. 5 and 6) has recesses 60 on the periphery in order to be able to insert the burner ring 20 from above via the holders 22 into the region of the lower holders 24 . The U-shaped configuration of the lower burner ring 20 is formed by a bottom portion 54 with two mutually parallel upwardly directed legs 56 and 58 . In order to achieve a good turbulence of the inflowing incoming air with the rising oil vapors, the distance between the legs 56 and 58 is five to six times greater than the respective leg height.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist der Brennertopf 10 fünf Lochreihen auf, in denen die Löcher 26, 28, 30, 32, 34 angeordnet sind. Die Achsen der entsprechenden Löcher sind mit den Bezugszeichen 126, 128, 130, 132 und 134 bezeichnet. Die Achsen der Löcher 26, 28, 30 und 34 beschreiben zu dem Brennertopfradius einen Winkel. Um die entsprechende Orientierung der Achsen zu erzielen, sind die Löcher auf Außensicken 36, 38, 40, 44 angeordnet. Dadurch wird auf einfache Weise der Einstellwinkel der Lochachsen eingerichtet. Mit Ausnahme der Löcher 36 der untersten Lochreihe beschreiben die oberen auf Sicken 38, 40, 44 angeordneten Achsen 128, 130, 134 der Löcher 28, 30 und 34 einen Winkel zum Brennertopfradius, der zur oberen Öffnung des Brennertopfes 10 hinweist. Dagegen weisen die Achsen 126 der unteren Löcher 26 in Richtung auf den Brennertopfboden 42.As can be seen from FIG. 1, the burner pot 10 has five rows of holes in which the holes 26, 28, 30, 32, 34 are arranged. The axes of the corresponding holes are designated by the reference numerals 126, 128, 130, 132 and 134 . The axes of the holes 26, 28, 30 and 34 describe an angle to the burner pot radius. In order to achieve the corresponding orientation of the axes, the holes on outer beads 36, 38, 40, 44 are arranged. As a result, the setting angle of the hole axes is set up in a simple manner. With the exception of the holes 36 of the lowermost row of holes, the upper beads 38, 40, 44 arranged on beads 38, 40, 134 of the holes 28, 30 and 34 at an angle to the burner pot radius, which points to the upper opening of the burner pot 10 . In contrast, the axes 126 of the lower holes 26 in the direction of the burner pot bottom 42nd

Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel weist der Brennertopf 10 einen Außendurchmesser d von 178 mm und eine Gesamthöhe h von 158 mm auf. Die Brennerringe 18 und 20 sind im Abstand a = 2,12 mm von der Innenfläche des Brennermantels 14 angeordnet. Der Brennertopf 10 besteht aus insgesamt fünf Lochreihen, deren Abstand vom oberen Rand des Brennertopfes 10 und deren Anzahl an Löchern pro Lochreihe wie folgt gewählt ist:In a practical proven embodiment, the burner pot 10 has an outer diameter d of 178 mm and a total height h of 158 mm. The burner rings 18 and 20 are arranged at a distance a = 2.12 mm from the inner surface of the burner jacket 14 . The burner pot 10 consists of a total of five rows of holes whose distance from the upper edge of the burner pot 10 and their number of holes per row of holes is selected as follows:

l₁ (Löcher 26) = 106,28 mm l ₁ (holes 26) = 106.28 mm 30 Stück mit Durchmesser 2,0 mm30 pieces with diameter 2.0 mm l₂ (Löcher 28) = 80,98 mm l ₂ (holes 28) = 80.98 mm 19 Stück mit Durchmesser 2,0 mm19 pieces with diameter 2.0 mm l₃ (Löcher 30) = 58,68 mm l ₃ (holes 30) = 58.68 mm 18 Stück mit Durchmesser 2,0 mm18 pieces with diameter 2.0 mm l₄ (Löcher 32) = 40,40 mm l ₄ (holes 32) = 40.40 mm 19 Stück mit Durchmesser 2,5 mm19 pieces with diameter 2.5 mm l₅ (Löcher 34) = 22,10 mm l ₅ (holes 34) = 22.10 mm 88 Stück mit Durchmesser 2,9 mm88 pieces with diameter 2.9 mm

Die Brennerringe 18 und 20 haben bei einem Außendurchmesser von 172 mm folgende Maße The burner rings 18 and 20 have the following dimensions with an outer diameter of 172 mm

Unterer Brennerring 20:Lower burner ring 20 : Oberer Brennerring 18:Upper burner ring 18 : Innendurchmesser: 115 mmInner diameter: 115 mm Innendurchmesser: 122 mmInner diameter: 122 mm Höhe der Schenkel 56, 58: 5 mmHeight of the legs 56, 58 : 5 mm Höhe des Abschnitts 46 bzw. 48: 7 mm bzw. 3 mmHeight of section 46 or 48 : 7 mm or 3 mm

Claims

A liquid fuel burner pot having a bottom ( 42 ) with a cylindrical shell ( 14 ) in which holes ( 26, 28, 30, 32, 34 ) for accessing air are arranged in a plurality of shell circles, and two loaded in the inside of the pot burner rings (18, 20) at a distance (a) from the inner surface of the jacket (14) and are spaced apart from each other and each of rows of holes (30, 32; 26, 28) are surrounded, characterized in that the profile of the upper burner ring ( 18 ) V-shaped and the profile of the lower burner ring ( 20 ) is U-shaped.

2. burner pot according to claim 1, characterized in that the upper burner ring ( 18 ) consists of three concentrically arranged portions ( 46, 48, 50 ), of which the inner and middle section ( 46, 48 ) to each other and with the Brennertopfradius a Include angle.

3. burner pot according to claim 2, characterized in that the inner portion ( 46 ) with the burner pot radius forms an angle between 20 ° and 15 °, preferably of 18 °.

4. burner pot according to claim 2 or 3, characterized in that the width of the outer and central portion ( 48, 50 ) is approximately equal and their sum less than half the width of the inner portion ( 46 ).

5. burner pot according to claim 2, characterized in that the outer portion ( 50 ) parallel or nearly parallel to the combustion pot bottom ( 42 ).

6. burner pot according to claim 1, characterized in that the lower burner ring ( 20 ) consists of a parallel to the burner pot bottom ( 42 ) extending bottom portion ( 54 ) with two mutually parallel, upwardly directed legs ( 56, 58 ).

7. burner pot according to claim 6, characterized in that the distance between the legs ( 56, 58 ) is five to six times greater than the leg height.

8. burner pot according to at least claim 1, characterized in that the diameter of each hole ( 28, 30 ) between the burner rings ( 18, 20 ) is equal or nearly equal.

9. burner pot according to at least claim 1, characterized in that the diameter of each hole ( 26, 28, 30 ) below the upper burner ring ( 18 ) is equal or nearly equal.

10. Burner pot according to claim 1, characterized in that between the burner rings ( 18, 20 ) two rows of holes ( 28, 30 ) are arranged, wherein the sum of all hole areas of a row of the sum of all hole areas of the other row by less than 10 % deviates.

11. burner pot according to at least claim 1, characterized in that the sum of all hole surfaces of immediately above the upper ( 18 ) and below the lower burner ring ( 20 ) arranged series of holes ( 32 and 26 ) is equal or nearly equal.

12. burner pot according to at least claim 1, characterized in that the axes ( 132 ) of each of the immediately above the upper burner ring ( 18 ) arranged holes ( 32 ) parallel or almost parallel to the burner pot bottom ( 42 ).

13. burner pot according to at least claim 1, characterized in that the jacket ( 14 ) has five rows of holes ( 26, 28, 30, 32, 34 ), of which the sum of the hole areas of the top row is greater than the sum of the hole areas each the other row of holes ( 26, 28, 30, 32 ), wherein the diameter of a hole ( 34, 32, 30, 28 ) in each case one row compared to a hole arranged below it ( 32, 30, 28, 26 ) is at least equal to or greater.

14. burner pot according to claim 13, characterized in that the rows of holes ( 26, 28, 30, 34 ) partly in beads, preferably in outer beads ( 36, 38, 40, 44 ) are arranged.

15. Burner pot according to claim 14, characterized in that the axes ( 126, 128, 130, 134 ) of the holes ( 26, 28, 30, 34 ) are directed to the central axis of the burner pot ( 10 ) and with the exception of the holes ( 26 ) of the lowermost row parallel to the burner pot bottom ( 42 ) or to the upper region of the burner pot ( 10 ) oriented.