DE3430010C2 - - Google Patents
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
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Description
Die Erfindung betrifft einen Brenner für gasförmigen oder
flüssigen Brennstoff mit den im Oberbegriff des Patentan
spruches 1 angegebenen Merkmalen.
Ein derartiger Brenner ist beispielsweise in der deutschen
Offenlegungsschrift 29 18 416 beschrieben.
Bei diesem Brenner wird dem zentral über eine Düse zugeführ
ten Brennstoff Verbrennungsluft über Öffnungen zugeführt,
die in einer zur Düse konzentrischen Blende angeordnet sind.
In bezug auf die Düse die Blende derart anzuordnen, daß sie
deren Auslaß umgibt, wird als naheliegend angesehen. Die
Verbrennungsluft und der Brennstoff werden stromabwärts
der Düse in einem Mischraum vermischt, der bei dem bekannten
Brenner in einem Mischrohr angeordnet ist. Im Bereich des
stromabwärts gelegenen Mischrohrendes bildet sich im Betrieb
eine Flammenfront aus, von der heiße Gase außerhalb des
Mischrohres zu einer Rezirkulationsöffnung am stromaufwärts
gelegenen Ende des Mischrohres zurückströmen.
Es hat sich herausgestellt, daß bei einem solchen Brenner
aufbau zwar eine ausgezeichnete Verbrennung des Brennstof
fes erreicht werden kann, daß aber die Geräuschentwicklung
eines solchen Brenners noch relativ hoch ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Brenner
so auszugestalten, daß die Geräuscherzeugung beim Brennvor
gang herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Brenner der eingangs beschrie
benen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk
male des Patentanspruches 1 gelöst.
Die beiden zur Herabsetzung der Geräuschbildung angegebe
nen Maßnahmen, nämlich der erhöhte Abstand der Öffnungen
voneinander sowie das Vorsehen von Luftführungskanälen
einerseits und die Verengung des Mischrohres in Strömungs
richtung andererseits, wirken besonders vorteilhaft in ihrer
Kombination, jedoch führt auch jede der beiden beschriebenen
Maßnahmen für sich allein bereits zu einer erheblichen Her
absetzung der Geräuschbildung. Diese Merkmale können daher
kumulativ oder alternativ Verwendung finden.
Während man bei der bekannten Anordnung die die Düse um
gebenden Öffnungen in der Blende so angeordnet hatte, daß
die Ränder benachbarter Öffnungen dicht beieinander liegen,
um eine möglichst große Durchtrittsfläche für die Verbren
nungsluft zu erreichen, hat es sich herausgestellt, daß ei
ne Vergrößerung dieses Abstandes zu einer Herabsetzung der
Geräuschbildung führt. Dementsprechend sollte der Abstand
benachbarter Öffnungen in Umfangsrichtung ihres Teilkreises
mindestens 50% des Öffnungsdurchmessers betragen. Eine sol
che Vergrößerung des Abstandes der Verbrennungsluftöffnungen
voneinander führt zu einer Herabsetzung der Geräuschbildung
von einigen dB(A).
Ein den Öffnungen vorgeschalteter Luftführungskanal richtet
die Verbrennungsluft vor dem Durchtritt durch die Öffnungen
und vor dem Eintritt in den Mischraum, so daß eine weniger
gestörte Strömung erreicht werden kann. Es wird dadurch
vermieden, daß Turbulenzen in den Mischraum getragen werden,
die sich sonst auch in der Flamme und in der Rezirkulations
strömung fortsetzen und zu erhöhten Verbrennungsgeräuschen
führen würden.
Luftführungskanäle sind in gattungsfremden Brennersteinen
bereits bekannt, sie dienen dort jedoch hauptsächlich bei
Kühlung der Brennraumwand der Konzentrierung des Verbren
nungsvorganges in der Mitte des Brennraumes (DE-PS 14 01
849).
Die Verengung des Mischrohres in Strömungsrichtung kann
beispielsweise konisch oder stufenförmig sein.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung herausge
stellt bei der die Längsachsen der Öffnungen gegenüber der
Düsenlängsachse in Strömungsrichtung konvergierend geneigt
sind, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel zwischen 3° und
6°. Dies kann durch entsprechende Anordnung der Öffnungen
in der Blende selbst erreicht werden oder durch eine Verfor
mung der Blende in der Weise, daß die Längsachsen der Öff
nungen gegenüber der Düsenlängsachse geneigt sind.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist vorgese
hen, daß der Luftführungskanal von einem die Düse in konzen
trischem Abstand umgebenden Rohrstück gebildet ist. Somit
ist allen Öffnungen ein gemeinsamer Luftzuführungskanal
zugeordnet, der durch den Ringspalt zwischen der Innenwand
des Rohrstückes und der Düse gebildet wird.
Das Rohrstück kann sich in Strömungsrichtung konisch ver
engen. Dadurch erzielt man zusätzlich eine Turbulenzen in
der Luftströmung herabsetzende Wirkung, die insbesondere
in Kombination mit einer Öffnung mit geneigter Längsachse
besonders vorteilhaft ist.
Die geräuschmindernde Wirkung des Rohrstückes ist dann be
sonders günstig, wenn seine Länge zwischen 10 und 120% sei
nes Innendurchmessers im Übergangsbereich zu den Öffnungen
beträgt; vorzugsweise liegt diese Länge zwischen 20 und 70%
des Innendurchmessers, und ganz besonders günstig ist es,
wenn diese Länge zwischen 30 und 50% des Innendurchmessers
des Rohrstückes beträgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist jeder Öffnung ein
eigener Luftführungskanal zugeordnet, der stoßfrei in die
Öffnung übergeht. Auch hier kann vorgesehen sein, daß sich
die Luftführungskanäle in Strömungsrichtung konisch verengen.
Ein Sonderfall eines solchen sich konisch verengenden Luft
führungskanals ist dann gegeben, wenn die Luftführungs
kanäle durch in die Blende eingearbeitete Anfasungen der
Öffnungen gebildet sind. Allein die Anfasung der Öffnungen
in einer Mehrlochblende führt überraschenderweise bereits
zu einer erheblichen Herabsetzung der Geräuschbildung, da
auch in diesem Falle die Verbrennungsluft störungsfreier
in den Mischraum gelangt.
Die Luftführungskanäle können auf einer die Düse konzen
trisch umgebenden Zylinderfläche angeordnet sein, bei
einer abgewandelten Ausführungsform sind sie auf einer die
Düse konzentrisch umgebenden in Strömungsrichtung konvergie
renden Kegelmantelfläche angeordnet. Es ist dabei günstig,
wenn die Längsachse der Kanäle gegenüber der Düsenlängsachse
zwischen 3° und 6° geneigt ist, da dann im Innern des Misch
rohres eine optimale Vermischung stattfindet, ohne daß dabei
die unerwünschten Turbulenzen auftreten.
Die Luftführungskanäle können in einen die Düse konzen
trisch umgebenden, gemeinsamen Führungskörper eingearbeitet
sein.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Länge
dieser Luftführungskanäle dem 0,5- bis 4fachen Radialabstand
der Öffnungen von der Düsenlängsachse entspricht, vorzugs
weise dem 2- bis 3fachen Radialabstand dieser Öffnungen
von der Düsenlängsachse.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorge
sehen, daß in der Blende ein die Düse konzentrisch umgebender,
dieser unmittelbar benachbarter ringförmiger Durchlaß ange
ordnet ist, der mit einem Ringraum in einem die Düse umge
benden Führungskörper in Verbindung steht und daß in dem
Führungskörper Kanäle angeordnet sind, die den Ringraum mit
der Vorkammer verbinden. Durch diesen die Durchtrittsöffnung
der Düse in der Blende unmittelbar umgebenden Durchlaß kann
zusätzlich sehr nahe an der Düsenlängsachse Verbrennungs
luft in den Mischraum einströmen, wobei auch diese Verbren
nungsluft aufgrund der Zuführung über spezielle Kanäle im
wesentlichen laminar in den Mischraum einströmt.
Die Öffnungen in der Blende können einen Querschnitt in
Form von Kreisringstücken haben, es ist jedoch auch die
Verwendung anderer Querschnitte möglich. Die einander be
nachbarten Öffnungen können dabei auf einem gemeinsamen
Kreis um die Düsenlängsachse liegen, sie können jedoch auch
in radialer Richtung gegeneinander versetzt sein, so daß
beispielsweise auf zwei konzentrisch zueinander angeordneten
Teilkreisen Öffnungen angeordnet sind, die gegeneinander
versetzt sind.
Es ist vorteilhaft, wenn das Milchrohr eine Länge hat, die
bis zum 3fachen Innendurchmesser des Mischrohreinlasses
reicht. Diese Länge des Mischrohres ist etwas größer als
die normalerweise benutzte Mischrohrlänge. Es hat sich her
ausgestellt, daß durch diese Verlängerung des Mischrohres
eine zusätzliche Geräuschminderung eintritt.
Günstig ist es, wenn der Abstand der Ränder benachbarter
Öffnungen mehr als 50% des Öffnungsdurchmessers beträgt,
insbesondere mehr als 100%. Je größer das Verhältnis die
ses Abstandes zum Öffnungsdurchmesser ist, desto stärker
kann die Geräuschbildung herabgesetzt werden.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor
men der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung
der näheren Erläuterung.
Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines ersten Aus
führungsbeispiels eines Brenners;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in
Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Bren
ners;
Fig. 4 eine Schnittansicht längs Linie 4-4 in
Fig. 3;
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Brenners;
Fig. 6 eine Schnittansicht längs Linie 6-6 in
Fig. 5 und
Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Brenners.
Die Erfindung bezieht sich auf Brenner für flüssige oder
gasförmige Brennstoffe und wird nachfolgend am Beispiel
eines sogenannten Blaubrenners erörtert, also eines Brenners,
bei dem Öl mit blauer Flamme vollständig verbrannt wird. Die
Erfindung ist aber nicht auf solche Blaubrenner beschränkt,
beispielsweise läßt sich die erwünschte Geräuschminderung
mit den beschriebenen konstruktiven Maßnahmen auch bei
Gelbbrennern erzielen.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Brenner umfaßt ein
zylindrisches Brennergehäuse 1, das durch eine im folgen
den als Blende 2 bezeichnete Wand in eine stromaufwärts
gelegene Vorkammer 3 und in eine stromabwärts gelegene
Brennkammer 4 unterteilt wird. Die Blende 2 weist einen
zentralen Durchlaß 5 auf, in den eine Düse 6 eingesetzt ist,
die mit einer Brennstoffzufuhrleitung 7 verbunden ist. Die
Längsachse der Düse 6 fällt mit der Längsachse des Brenner
gehäuses zusammen.
Stromabwärts der Blende 2 schließt sich an diese ein zylin
drisches Mischrohr 8 an, welches über Umfangsschlitze 9
unmittelbar anschließend an die Blende 2 eine Verbindung
zwischen seinem den Mischraum bildenden Innenraum 10 und
einem als Rezirkulationsraum dienenden Ringraum 11 bildet,
der das Mischrohr 8 konzentrisch umgibt.
Eine Zündeinrichtung 12 ist von der Vorkammer durch die
Blende 2 hindurchgeführt und endet am auslaßseitigen Ende
des Mischrohres 8, so daß in diesem Bereich eine Zündung
erfolgen kann.
In ähnlicher Weise ist eine Meßsonde 13 von der Vorkammer
durch die Blende 2 hindurch in die Brennkammer 4 einge
führt.
Auf einem den zentralen Durchlaß 5 in der Blende 2 konzen
trisch umgebenden Kreis ist eine Anzahl von Öffnungen 14
mit jeweils kreisförmigem Querschnitt angeordnet, die eine
Verbindung zwischen der Vorkammer 3 und dem vom Mischrohr
8 umgebenen Innenraum 10 in der Brennkammer 4 herstellen.
Die Düse 6 wird im Abstand von einem zylindrischen Rohrstück
15 umgeben, welches bis an die Blende 2 heranreicht. Der
Innendurchmesser dieses Rohrstückes 15 ist so gewählt, daß
die Innenwand des Rohrstückes 15 im Bereich der außen
liegenden Kanten der Öffnungen 14 stoßfrei in die Öff
nungen 14 übergeht, wie dies aus Fig. 2 deutlich wird.
Dort ist auch ersichtlich, daß der Radius des Kreises, auf
dem die Öffnungen 14 liegen, zwischen dem Außenradius der
Düse 6 und dem Radius der Innenwand des Rohrstückes 15 liegt,
so daß die Öffnungen 14 mit dem innen liegenden Bereich
ihrer Kante die Umhüllende der Düse 6 berühren, mit dem
außen liegenden Bereich die Innenwand des Rohrstückes 15.
Die Anzahl der Öffnungen 14 längs des die Düse umgebenden
Kreises ist so gewählt, daß zwischen den Öffnungen Stege 16
stehenbleiben, deren Breite mehr als 50% des Durchmessers
der Öffnungen 14 beträgt. Besonders vorteilhaft ist es,
wenn der Innendurchmesser des Rohrstückes 15 geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser des Mischrohres 8.
Dadurch läßt sich bei einer vorgegebenen Querschnittsfläche
der Öffnungen 14 ein maximaler Abstand benachbarter Öffnungen
in Umfangsrichtung erzielen, wobei dieser maximale Abstand
zu einer bestmöglichen Geräuschminderung führt. Vergrößert
man den Innendurchmesser des Rohrstückes über den Innen
durchmesser des Mischrohres hinaus, ergibt sich trotz der
noch größeren Abstände zwischen benachbarten Bohrungen wie
der ein Geräuschanstieg.
Im Betrieb strömt durch die Düse 6 Brennstoff, beispiels
weise Gas oder Öl, in den Innenraum 10. Die Düse kann bei
der Verwendung von Öl als Zerstäuberdüse ausgebildet sein.
Durch die Öffnungen 14 wird Verbrennungsluft in den Innenraum
10 des Mischrohres 8 eingeleitet, so daß sich Brennstoff
und Verbrennungsluft in dem Innenraum 10 innig vermischen.
Im Bereich des auslaßseitigen Endes des Mischrohres 8 wird
dieses Gemisch entzündet und brennt in einer Flammenfront,
die entsprechend der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit
etwa im Bereich des auslaßseitigen Endes des Mischrohres
lokalisiert ist.
Durch das Rohrstück 15 wird die Verbrennungsluft durch
einen die Düse 6 umgebenden Ringkanal 17 hindurchgeführt,
ehe die Verbrennungsluft durch die Öffnungen 14 in den
Innenraum 10 des Mischrohres 8 eintreten kann. Bei dieser
Führung durch den Ringkanal 17 wird die Luftströmung beruhigt,
so daß die Luft weitgehend turbulenzfrei durch die Öffnungen
14 hindurchtritt. Dies führt dazu, daß auch im Mischrohr 8
und im Verbrennungsbereich die Turbulenzen gegenüber einer
Konstruktion herabgesetzt werden, bei der die Luft ohne
einen den Öffnungen 14 vorgeschalteten Führungskanal unmit
telbar von der Vorkammer in das Mischrohr 8 eintritt. Auf
grund der geringeren Turbulenzen ergibt sich eine deutli
che Geräuschminderung beim Brennvorgang selbst.
Das Rohrstück 15 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Aus
führungsbeispiel zylindrisch ausgebildet (ausgezogene Li
nien). Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel hat das
Rohrstück 15 die Gestalt eines Kegelstumpfes, und eine
parallele Innenwand des Rohrstückes 7 bildet mit diesem ei
nen längs eines Kegelstumpfmantels verlaufenden Ringspalt 17.
Eine solche Anordnung ist in Fig. 1 mit strichpunktierten
Linien eingezeichnet. Diese Anordnung trägt zusätzlich zu
einer Beruhigung der Luftströmung bei.
In den Fig. 3 und 4 ist ein ähnlich aufgebauter Brenner
dargestellt, einander entsprechende Teile tragen dieselben
Bezugszeichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Mischrohr 8 kegel
stumpfförmig ausgebildet, wobei das einlaßseitige Ende ei
nen Außendurchmesser aufweist, der wesentlich größer ist
als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Öffnungen 14
angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, daß diese
konische Verengung des Mischrohres zu einer zusätzlichen
Herabsetzung der Geräuschentwicklung beim Brennvorgang führt.
Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
fehlt ein dem Rohrstück 15 vergleichbarer Luftführungskanal.
Statt dessen sind die Öffnungen 14 auf ihrer der Vorkammer
4 zugewandten Seite angefast. Diese Anfasungen, die unmit
telbar in die Blende 2 eingearbeitet sind, bilden ebenfalls
Luftführungskanäle, die zu einer wesentlichen Beruhigung
der in das Milchrohr einströmenden Verbrennungsluft und
damit zu einer Geräuschherabsetzung führen. Diese Anfasungen
sind bereits für sich allein bei der Geräuschminderung wirk
sam, besonders vorteilhaft läßt sich deren Wirkung jedoch
kombinieren mit anderen vorgeschalteten Luftführungskanälen,
beispielsweise mit dem Rohrstück 15 des Ausführungsbeispiels
der Fig. 1 und 2.
Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Brenner, bei
dem wieder entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen tra
gen, wird die Düse 6 von einem Führungskörper 18 umgeben,
in den achsparallele Luftführungskanäle 19 eingearbeitet sind,
und zwar derart, daß jeder Öffnung 14 ein eigener Lüftfüh
rungskanal 19 zugeordnet ist. Dabei treten die Luftführungs
kanäle 19 stoßfrei in die jeweilige Öffnung 14 ein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Luftfüh
rungskanäle 19 über ihre gesamte Länge denselben Querschnitt,
es kann jedoch vorgesehen werden, daß sich die Luftführungs
kanäle 19 in Strömungsrichtung verengen.
Die Luftführungskanäle 19 können in dem Führungskörper, wie
in Fig. 4 in ausgezogenen Linien dargestellt, achsparallel
verlaufen, sie können aber auch auf einem Kegelmantel ange
ordnet sein, wie dies in Fig. 4 strichpunktiert angegeben
ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Neigung der Luftfüh
rungskanäle 19 gegenüber der Düsenlängsachse zwischen 3°
und 6° liegt. Es hat sich herausgestellt, daß bei einer sol
chen Anordnung eine optimale Geräuschminderung erreichbar
ist. Auch in diesem Falle können die Luftführungskanäle
selbst sich in Strömungsrichtung noch verengen. Wichtig
ist in diesem Zusammenhang, daß in allen Fällen die Luftfüh
rungskanäle 19 stoßfrei in die Öffnungen 14 übergehen, so
daß in diesem Übergangsbereich keine Turbulenzen auftreten
können.
Das Mischrohr 8 ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel gegenüber den Ausführungsbeispielen der Fig.
1 bis 4 verlängert, so daß die Länge etwa bis zu dreimal
so groß ist wie der Innendurchmesser des Mischrohreinlasses.
Auch diese Verlängerung des Mischrohres trägt zu einer zu
sätzlichen Herabsetzung der Geräuschentwicklung bei. Um in
diesem Falle des verlängerten Mischrohres eine Zündung in
einem der Blende 2 nahen Bereich zu ermöglichen, weist das
Mischrohr in diesem Ausführungsbeispiel Mantelöffnungen 20
auf, durch welche die Zündeinrichtung 12 in den Innenraum
10 des Mischrohres 8 ragt. Diese Mantelöffnungen 20 befinden
sich zwischen dem stromaufwärts gelegenen und dem stromab
wärts gelegenen Ende des Mischrohres.
In Fig. 7 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbei
spiel eines Brenners dargestellt, bei dem wiederum entspre
chende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in den Führungskörper 18
ein die Düse 6 im Bereich des Durchlasses 5 umgebender Ring
raum 21 eingearbeitet, der sich in einen den Durchlaß 5 um
gebenden ringförmigen Durchlaß 22 öffnet. Der Durchlaß 22
kann durch den Durchlaß 5 selbst gebildet sein, der dann
einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als der
Durchmesser der Düse 6 in diesem Bereich.
Der Ringraum 21 steht über im wesentlichen radial im Füh
rungskörper 18 verlaufende Kanäle 23 mit der Vorkammer 3
in Verbindung, so daß Verbrennungsluft nicht nur über die
Luftführungskanäle 19 und die Öffnungen 14 in den Innenraum
eintreten kann, sondern zusätzlich auch über die Kanäle 23,
den Ringraum 21 und den Durchlaß 22. Da diese Verbrennungs
luft in unmittelbarer Nachbarschaft des in den Innenraum
eintretenden Brennstoffes eintritt, kann hier eine besonders
wirksame Vermischung stattfinden, wobei die Einführung von
Turbulenzen in den Innenraum durch die Verbrennungsluft
weitgehend vermieden wird. Auch diese Maßnahme dient der
Herabsetzung der Geräuschentwicklung.
Das Mischrohr 8 ist ebenso wie im Ausführungsbeispiel der
Fig. 5 verlängert und weist Mantelöffnungen 20 auf. Zusätz
lich weist der stromaufwärts der Mantelöffnung 20 gelegene
Teil 24 des Mischrohres einen größeren Durchmesser auf als
der stromabwärts der Mantelöffnung 20 gelegene Teil 25.
Dabei ist der Durchmesser des Teils 24 erheblich größer
als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Öffnungen
14 liegen. Bei dieser Ausführung sind somit die Maßnahmen
der Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 5, also die
Verengung des Mischrohres in Strömungsrichtung und die
Verlängerung des Mischrohres miteinander kombiniert.
Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen verlaufen
die Achsen der Öffnungen 14 parallel zur Längsachse der
Düse. Es ist jedoch möglich, diese Öffnungen so in der
Blende anzuordnen, daß ihre Längsachsen gegenüber der
Längsachse der Düse in Strömungsrichtung konvergierend
geneigt sind, beispielsweise mit einem Neigungswinkel
zwischen 3° und 6°. Diese Neigung kann durch entspre
chende Einarbeitung der Öffnungen in die Blende erzeugt
werden oder durch eine Verformung der Blende im Bereich
der Öffnungen 14. Es hat sich dabei herausgestellt, daß
durch diese geringfügige Neigung der Öffnungslängsachse
und damit durch die in Richtung auf die Düsenlängsachse
geneigte Strömungsrichtung der einströmenden Verbren
nungsluft bei gleichzeitiger Verbesserung der Durchmi
schung sich eine zusätzliche Herabsetzung der Geräusch
entwicklung ergibt.
Bei Verwendung der beschriebenen Konstruktionsmerkmale
läßt sich die Verbrennungsluft weitgehend turbulenzfrei
in den Mischraum einleiten, so daß dadurch eine erheb
liche Reduzierung der Geräuschbildung erreicht werden
kann. Der Gesamtschallpegel läßt sich beispielsweise um
8 bis 10 dB(A) des Absolutwertes senken, wenn man die
Geräuschbildung mit der eines Brenners vergleicht, bei dem
die Verbrennungsluft ohne geeignete Schutzmaßnahmen unmit
telbar durch die Öffnungen in der Blende in den Mischraum
eintritt.
Claims (23)
1. Brenner für gasförmigen oder flüssigen Brennstoff zur
Heißgaserzeugung mit einer Düse, aus der ein Brennstoff
strahl in ein Mischrohr eintritt, mit einer den Auslaß
der Düse umgebenden Blende, die ein Brennergehäuse in
eine stromaufwärts gelegene, die Düse aufnehmende Vor
kammer und eine stromabwärts gelegene, das Mischrohr
aufnehmende Brennkammer unterteilt, mit einem zentralen
Durchlaß in der Blende für den Durchtritt des aus der
Düse austretenden Brennstoffstrahles und mit einer An
zahl von den Durchlaß umgebenden Öffnungen in der Blen
de, durch welche Verbrennungsluft aus der Vorkammer in
das Mischrohr eintritt, wobei sich die Öffnungen inner
halb einer Fläche befinden, die sich aus der Projektion
der lichten Mischrohrquerschnittsfläche in dessen
Einlaßbereich auf die Blende ergibt,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand der Ränder benachbarter Öffnungen (14) mindestens
50% des Öffnungsdurchmessers beträgt und daß den Öff
nungen (14) in der Blende (2) in Strömungsrichtung
mindestens ein Luftführungskanal (17; 19) vorgelagert
ist, der zumindest im Bereich der radial außen liegenden
Kanten der Öffnungen (14) stoßfrei in die Öffnungen (14)
übergeht, und/oder daß sich das Mischrohr (8) in Strö
mungsrichtung verengt.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Längsachsen der Öffnungen (14) gegenüber der Düsen
längsachse in Strömungsrichtung konvergierend geneigt
sind.
3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Neigungswinkel zwischen 3° und 6° liegt.
4. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (17)
von einem die Düse (6) konzentrisch im Abstand umge
benden Rohrstück (15) gebildet ist (Fig. 1).
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Rohrstück (15) in Strömungsrichtung konisch
verengt.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrstückes (15) zwi
schen 10 und 120% seines Innendurchmessers im Über
gangsbereich zu den Öffnungen ( 14) beträgt.
7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des Rohrstücks (15) zwischen 20 und 70% seines
Innendurchmessers im Übergangsbereich zu den Öffnungen
(14) beträgt.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des Rohrstücks (15) zwischen 30 und 50% seines
Innendurchmessers im Übergangsbereich zu den Öffnungen
(14) beträgt.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Öffnung (14) ein eigener
Luftführungskanal (19) zugeordnet ist, der stoßfrei
in die Öffnung (14) übergeht (Fig. 5).
10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Luftführungskanäle (19) in Strömungsrichtung
konisch verengen.
11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftführungskanäle in der Blende (2) eingearbeitete
Anfasungen der Öffnungen (14) sind (Fig. 3).
12. Brenner nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Luftführungskanäle (19) auf einer
die Düse (6) konzentrisch umgebenden Zylinderfläche
angeordnet sind.
13. Brenner nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle (19) auf
einer die Düse (6) konzentrisch umgebenden, in Strömungs
richtung konvergierenden Kegelmantelfläche angeordnet
sind.
14. Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Längsachse der Luftführungskanäle (19) gegenüber
der Düsenlängsachse zwischen 3° und 6° geneigt ist.
15. Brenner nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle (19)
in einen die Düse (6) konzentrisch umgebenden, gemein
samen Führungskörper (18) eingebettet sind (Fig. 5).
16. Brenner nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Luftführungs
kanäle (19) dem 0,5- bis 4fachen Radialabstand der Öff
nungen (14) von der Düsenlängsachse entspricht.
17. Brenner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge der Luftführungskanäle (19) dem 2- bis 3
fachen Radialabstand der Öffnungen (14) von der Düsen
längsachse entspricht.
18. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß in der Blende (2) ein die
Düse (6) konzentrisch umgebender, dieser unmittelbar
benachbarter ringförmiger Durchlaß (22) angeordnet ist,
der mit einem Ringraum (21) in einem die Düse (6) um
gebenden Führungskörper (18) in Verbindung steht, und
daß in dem Führungskörper (18) Kanäle (23) angeordnet
sind, die den Ringraum (21) mit der Vorkammer (3) ver
binden (Fig. 7).
19. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) die Form
von Kreisringstücken haben.
20. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß sich das Mischrohr (8) in
Strömungsrichtung stufenförmig verengt.
21. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das Mischrohr (8) in Strö
mungsrichtung konisch verengt.
22. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (8) eine Länge
hat, die bis zum dreifachen Innendurchmesser des Misch
rohreinlasses reicht.
23. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ränder be
nachbarter Öffnungen (14) mehr als 50%, insbesondere
mehr als 100% des Öffnungsdurchmessers beträgt.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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