DE29912362U1

DE29912362U1 - Blaubrenner für Heizkessel

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Publication number: DE29912362U1
Application number: DE29912362U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2009-07-16

Description

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Blaubrenner für Heizkessel

Die Neuerung betrifft einen Blaubrenner für Heizkessel, bestehend aus einem Rohr für die Verbrennungsluftzufuhr, in dessen Achse ein gegen eine Öffnung einer Blende des Rohres gerichtete Düsenstock zur Brennstoffzufuhr angeordnet und dem unter Ausbildung eines Ringspaltes zur Abgasrückführung ein Flammrohr vorgesetzt ist, wobei im Bereich des Ringspaltes Elemente zur Verbesserung der Startphase des Brenners angeordnet sind.

Blaubrenner der genannten Art sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Was die Elemente zur Verbesserung der Startphase solcher mit Abgasrückführung arbeitender Brenner betrifft, bei denen es also darum geht, die Abgasrückführung in der Startphase des Brenners zu unterbinden bzw. zu reduzieren, da sonst schon in der Startphase rückgeführte Abgase einen einwandfreien und sicheren Brennerstart behindern, so sind dafür unterschiedliche Brennerausbildungen und Methoden bekannt.

Solche Ausbildungen bzw. Methoden erstrecken sich von mechanisch verstellbaren Schiebersperren für den Ringspalt bzw. auch für Rückströmöffnungen ringsum am Fuße des Flammrohres bis zur Erzeugung von vorhangartigen Luftsperren, die die Abgasrückführung während der Startphase des Brenners mehr oder weniger gut unterbinden.

Solche Blaubrenner haben sich als verbesserungsfähig erwiesen, d.h., der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Brenner der eingangs genannten Art dahingehend umzugestalten und zu verbessern, daß auf einfache Weise die Wirkung zwecks Abgas-

rückführreduzierung zugeführter, sogenannter Startluft, ohne deren Volumen zu vergrößern, intensiviert wird, und zwar verbunden mit der Maßgabe, diese auch während des sich an die Startphase anschließenden normalen Brennerbetriebes nutzen zu können.

Diese Aufgabe ist mit einem Blaubrenner der eingangs genannten Art nach der Neuerung dadurch gelöst, daß am den Ringspalt begrenzenden Ende des Flammrohres ein gegen die Blende offener Ringkanal und diesem gegenüber in der Blende eine Luftauslaßöffnung in Form eines Ringspaltes oder bevorzugt in Form von Einzelöffnungen angeordnet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung wird nicht einfach ein ebenfalls im vollem Umfange mit in das Flammrohr gelangender Sperrluftschleier erzeugt, sondern diese Sperrluft strömt aus ihrer Öffnung/en in der Blende direkt in den im Querschnitt im wesentlichen u-förmigen, gegen die Öffnungen offenen Ringkanal bzw. mittig gegen dessen Boden, wird dort nach beiden Seiten umgelenkt und bildet, aus dem Ringkanal wieder ausströmend, um den ganzen Ringspalt herum einen äußeren und inneren Wirbelwulst, der die Abgasrückführung, da sich gewissermaßen eine Dreifachsperre bildet, nämlich aus Außenwulst, Startluftzuströmung und Innenwulst, zum Einen optimal unterbindet, wobei aber der den Innenwulst bildende Startluftanteil zum Anderen in das Flammrohr und damit in den Flammbereich gelangt und damit den Startvorgang bzw. die sichere Zündung der Flamme unterstützt.

Da der Volumenstrom der zugeführten Startluft problemlos geregelt werden kann, was noch näher erläutert wird, ist es ohne weiteres möglich, auch nach Durchlaufen der Startphase entsprechend reduziert neben der normalen Verbrennungsluftzufuhr durch das Brennerrohr via Startluftöffnungen weiterhin Luft zuzuführen, verbunden mit dem Vorteil, daß das rückgeführt zuströmende Abgas bereits unmittelbar im Bereich des Abgas-

Zutrittes zum Flammrohr bis zu einem gewissen Grade mit Luft aufgemischt wird.

Selbst wenn die Startluftzufuhr durch auf einem Kreis angeordneten Einzelöffnungen erfolgt, was im übrigen wegen einfacher Herstellbarkeit solcher Öffnungen in der Blende bevorzugt wird, ergeben sich durch den damit angeströmten Ringkanal
die in sich umlaufend geschlossenen Strömungswülste bzw. wulstartige Luftsperren, die sonst bei durch Einzelöffnungen zugeführter Sperrluft nicht erreichbar sind, d.h., dort bilden sich dann gewissermaßen Strömungslücken aus, durch die rückgeführtes Abgas zwar reduziert aber dennoch zuströmen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen bestehen in Folgendem:

Der Durchmesser der das Rohr für die Verbrennungsluftzufuhr abschließenden Blende ist größer bemessen als der Durchmesser des Flammrohres, an dem der Ringkanal als durchmessergrößere Schulter angeordnet ist. Dadurch entsteht ein in Bezug auf das Flammrohr etwas nach außen verlagerter Abgasrückströmbereich, und das Flammrohr behält bei unbehindertem Zuströmquerschnitt seine in Bezug auf die Flamme üblichen Abmessungen bei.

Ferner ist Luftzufuhrraum zu den gegen den Ringkanal gerichteten Luftaustrittsöffnungen im Rohr durch eine Ringwand vom den Düsenstock umgebenden Verbrennungsluftzufuhrraum abgeteilt. Zum Einen ist dadurch die hier sogenannte Startluftzufuhr von der normalen Verbrennungsluftzufuhr um den Düsenstock herum zur mindestens zentrischen Verbrennungsluft austrittsöffnung im Düsenbereich separat gehalten und zum Anderen ist damit die Voraussetzung geschaffen, diesen abgeteilten Luftzufuhrraum mit Elementen zur Luftzufuhrregelung und/oder Luftaustrittsregelung versehen zu können.

Um die Verbrennungsluft auch beim erfindungsgemäßen Blaubrenner nicht nur um die Brennstoffdüse des Düsenstockes herum der Flamme zuführen zu müssen, sind zwischen den gegen den Ringkanal gerichteten Luftaustrittsöffnungen und der zentralen Öffnung in der Blende im Kreisverband angeordnete Verbren-

nungsluftöffnungen angeordnet. Da solche im Kreisverband in einer Blende angeordnete Luftaustrittsöffnungen bekannt sind, wird dafür nur im Rahmen der vorliegenden Neuerung Schutz beansprucht.

Der neuartige Blaubrenner wird nachfolgend an Hand der zeichnerichenm Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig.l einen Längsschnitt durch den Brenner;

Fig.2 eine Draufsicht auf die Brennerrohrblende;

Fig.3 stark vergrößert die Strömungsverhältnisse am
Ringkanal bzw. im Abgasrückströmbereich und

Fig.4 schematisch weitere Ausführungsbeispiele von Ringkanalgestaltungen
am unteren Ende des Flammrohres.

Der Blaubrenner besteht nach wie vor aus einem Rohr 1 für die Verbrennungsluftzufuhr, in dessen Achse 1' ein gegen eine Öffnung 2 einer Blende 3 des Rohres 1 gerichtete Düsenstock 4 zur Brennstoffzufuhr angeordnet und dem unter Ausbildung eines Ringspaltes 5 zur Abgasrückführung ein Flammrohr 6 vorgesetzt ist, wobei im Bereich des Ringspaltes 5 Elemente zur Verbesserung der Startphase des Brenneres angeordnet sind.

Für einen solchen Blaubrenner ist nun unter Verweis auf Fig.l wesentlich, daß am den Ringspalt 5 begrenzenden Ende 6' des Flammrohres 6 ein gegen die Blende 3 offener Ringkanal 9 und diesem gegenüber in der Blende 3 eine Luftauslaßöffnung 8 in Form eines Ringspaltes 8' oder in Form von Einzelöffnungen 8" angeordnet ist.

Dargestellt ist dabei in Fig.l die bevorzugte Ausführungsform, bei der der Durchmesser D der das Rohr 1 für die Verbrennungsluftzufuhr abschließenden Blende 3 größer bemessen ist als der Durchmesser D¹ des Flammrohres 6, an dem der Ringkanal 9 als durchmessergrößere Schulter 10 angeordnet ist.

Bezüglich weiterer möglicher Ausführungsformen und Zuordnungen des Ringkanales 9 zum unteren Ende 6 ■ des Flammrohres 6 wird auf Fig.4 verwiesen, die keiner besonderen Erläuterung bedürfen. Wesentlich ist dabei nur, daß sich im bzw. vor dem Ringkanal 9 Strömungsverhältnisse ergeben, wie bspw. in Fig. 3 dargestellt und dazu erläutert.

Aus den einleitend genannten Gründen ist ferner der Luftzufuhrraum 11 zu den gegen den Ringkanal 9 gerichteten Luftaustrittsöffnungen 8 im Rohr 1 durch eine Ringwand 12 vom den Düsenstock 4 umgebenden Verbrennungsluftzufuhrraum 13 abgeteilt, wobei dieser abgeteilte Luftzufuhrraum 11 mit geeigneten Elementen zur Luftzufuhrregelung und/oder Luftaustrittsregelung versehen ist.

Bei diesen Elementen kann es sich, was wegen der vielfältigen Möglichkeiten nicht besonders dargestellt ist, bspw. um gelochte Drehschieberblenden mit geeigneten Stellantrieben , wie Stellmotoren, Stellmagneten od.dgl., handeln oder bspw. auch um entsprechend einstellbare Einzellochblenden, und zwar am Zugangsbereich 11' zum abgeteilten Luftzufuhrraum 11 und/oder auch unmittelbar an der Blende 3.

Die in Fig.2 in Draufsicht dargestellte Blende 3 weist neben der zentrischen, fluchtend zur Brennstoffdüse 4' des Düsenstockes 4 angeordneten Öffnung 2 in ihrem Umfangsrandbereich die Luftaustrittsöffnungen 8" auf, durch die in der Startphase die "Startluft" gegen den offenen Ringkanal 9 geblasen wird. Radial zwischen diesem Umfangsrandbereich bzw. diesen Öffnungen 8" und der zentrischen Öffnung 2 sind in bekannter Weise die eigentlichen Verbrennungsluftzufuhröffnungen 14 im Kreisverband angeordnet. Statt solcher einzeln im Umfangsrandbereich 3' der Blende 3 angeordneter Öffnungen 8", wie sie nur in der linken Draufsichtshälfte der Blende 3 dargestellt sind, können solche Öffnungen 8 auch, wie in der rechten Hälfte dargestellt, als Ringspalte 8' ausgebildet sein.

Die sich durch die Anordnung und Ausbildung des Ringkanales 9 in diesen Bereich ergebenden Strömungsverhältnisse sind in Fig.3 verdeutlicht, wobei die Zufuhr und Strömung der normalen Verbrennungsluft keiner besonderen Erläuterung bedarf.
Die sich im Bereich des Ringkanales 9 bzw. des Abgasrückführspaltes 5 ergebende Strömung der Startluft ist strichpunktiert schematisch nur links in Fig.3 angedeutet, bildet sich aber selbstverständlich rings um den ganzen Spalt 5 aus.
Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, steht dem aus der Brennkammer K in den Rückführspalt 5 einströmen wollenden Abgas gewissermaßen eine Dreifachsperre entgegen und zwar aus einem äußeren Strömungs- oder Wirbelwulst W, dem mittigen Startluftstrahl S und dem inneren Strömungswulst W¹.

Claims

1. Blaubrenner für Heizkessel, bestehend aus einem Rohr (1) für die Verbrennungsluftzufuhr, in dessen Achse (1') ein gegen eine Öffnung (2) einer Blende (3) des Rohres (1) gerichtete Düsenstock (4) zur Brennstoffzufuhr angeordnet und dem unter Ausbildung eines Ringspaltes (5) zur Abgasrückführung ein Flammrohr (6) vorgesetzt ist, wobei im Bereich des Ringspaltes (5) Elemente zur Verbesserung der Startphase des Brenneres angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß am den Ringspalt (5) begrenzenden Ende (6') des Flammrohres (6) ein gegen die Blende (3) offener Ringkanal (9) und diesem gegenüber in der Blende (3) eine Luftauslaßöffnung (8) in Form eines Ringspaltes (8') oder in Form von Einzelöffnungen (8") angeordnet ist.

2. Blaubrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der das Rohr (1) für die Verbrennungsluftzufuhr abschließenden Blende (3) größer bemessen ist als der Durchmesser (D') des Flammrohres (6), an dem der Ringkanal (9) als durchmessergrößere Schulter (10) angeordnet ist.

3. Blaubrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzufuhrraum (11) zu den gegen den Ringkanal (9) gerichteten Luftaustrittsöffnungen (8) im Rohr (1) durch eine Ringwand (12) vom den Düsenstock (4) umgebenden Verbrennungsluftzufuhrraum (13) abgeteilt ist.

4. Blaubrenner nach 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeteilte Luftzufuhrraum (11) mit Elementen zur Luftzufuhrregelung und/oder Luftaustrittsregelung versehen ist.

5. Blaubrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gegen den Ringkanal (9) gerichteten Luftaustrittsöffnungen (8) und der zentralen Öffnung (2) in der Blende (3) im Kreisverband angeordnete Verbrennungsluftöffnungen (14) angeordnet sind.