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Mischkopf für einen Vergasungs-Ulbrenner BESCHREIBUNG Die vorliegende
Erfindung betrifft einen Mischkopf eines Vergasungs-Olbrenners für einen Heizungskessel
mit einer das Heizöl zerstäubenden Brennerdüse, wobei vor der Brennerdüse sich eine
Blende mit zentraler Öffnung und einem an der Blendenaußenseite konzentrisch angeordneten
Vergasungsrohr befindet, das an seiner Basis Fenster aufweist, wobei ferner das
Vergasungsrohr unter Frei Das sung eines Zwischenraumes von einem koaxial angeordneten
Verbrennungsrohr umgeben ist, das in einer Paßbuchse am Brenner befestigt ist und
wobei schließlich in dem Verbrennungsrohr konzentrisch eine rohrartige Leiteinrichtung
für die Verbrennungsgase angeordnet ist, die zwischen sich und dem Verbrennungsrohr
Kanäle fur die Rezirkulation von Verbrennungsgasen bildet.
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Vergaser- oder Blauflammenbrenner mit einem Mischkopf dieser Art sind
bereits in mannigfaltigen Konstruktions-und Ausführungsformen bekannt. Sie haben
den Vorteil, daß sie in einwandfreiem Zustand eine wesentlich höhere Energieausbeute
ermöglichen, als die herkömmlichen Gelbflammenbrenner.
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Diesem zwar erheblichen Vorteil stehen jedoch auch Nachteile entgegen:
Ein erheblicher Nachteil ist die mangelnde Betriebssicherheit. Nach mehr oder weniger
kurzer Betriebszeit kommt es durch zunehmende Verrußung im Blendenbereich zur Störung,
das heißt, zum Abschalten des Brenners.
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Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die Temperatur der
rezirkul lerten Brenngase im Blendenbereich zu niedrig ist. Der Brennstoff kann
nicht vollständig verbrennen, so daß es zur Ausfällung unverbrannten Kohlenstoffes,
das heißt zur Verrußung kommt.
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Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen Geräuschentwicklung solcher
Brenner, deren Ursache in den unkontrollierten Turbulenzen im Verbrennungsrohr zu
suchen ist.
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Man hat bereits versucht, diese Nachteile zu beseitigen.
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In der DE-OS 32 11 465 wird zur Beseitigung dieser Mängel vorgeschlagen,
daß im Verbrennungsrohr zwischen dessen offenem Ende und dem Vergasungsrohr eine
Leiteinrichtung angeordnet ist, welche zwischen sich und dem Verbrennungsrohr Kanäle
für die Rezirkulation von Verbrennungsgasen bildet. Diese Leiteinrichtung soll aus
einem Rohr bestehen, welches im Querschnitt quadratisch ist und mit seinen Ecken
am Verbrennungsrohr innenseitig anliegt. Dieses Quadratrohr soll aus vier gleichartigen
Winkelstücken gebildet sein, die auswärts abgewinkelte Randabschnitte haben, welche
bei benachbarten Winkel-
stücken miteinander verbunden sind und
Rippen bilden.
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In einem Mischkopf mit dieser Leiteinrichtung kann sicher eine Minderung
der Verrußung im hinteren Brennrohrbereich erzielt werden. Die vorgeschlagene Konstruktion
der Leiteinrichtung bietet auch den Vorteil, daß sie verhältnismäßig billig aus
vier gleichförmigen Blechzuschnitten hergestellt werden kann.
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Dennoch sind Nachteile festzustellen: Es kommt auch hierbei noch zur
Verrußung im hinteren Brennrohr- und Düsenbereich; die Geräuschentwicklung ist immer
noch sehr hoch; die Stahlblechkonstruktion der Leiteinrichtung hält der Hitzebelastung
nicht lange stand. Das gleiche gilt auch für das Verbrennungsrohr.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen neuen Mischkopf
für öl brenner der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, wobei eine Verrußung
im hinteren Brennrohr- und Düsenbereich bei richtiger Einstellung praktisch ausgeschlossen
ist, die Geräuschentwicklung noch erheblich vermindert wird und die Bauteile des
Mischkopfes eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber der Hitzebelastung aufweisen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Mischkopf
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Leiteinrichtung für die Rezirkulation von Verbrennungsgasen als zylindrisches Rohr
ausgebildet ist, welches an seiner Außenseite mit radial abstehenden Leitflächen
ausgestattet ist, die das Leitrohr parallel zueinander wenigstens teilweise schraubenförmig
umlaufen
und die Kanäle zwischen dem Leitrohr und dem Verbrennungsrohr bilden, wobei die
radiale Reichweite der Leitflächen dem Abstand zwischen dem Leitrohr und dem Verbrennungsrohr
entspricht und die Leitflächen somit Elemente zur zentralen Fixierung des Leitrohres
im Verbrennungsrohr bilden.
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Das Leitrohr und das Verbrennungsrohr bestehen aus einem hoch-hitzebeständigen
Keramikmaterial.
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Weitere Merkmale gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 10 hervor.
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Der erfindungsgemäße Mischkopf wird im Folgenden anhand einer sie
beispielsweise wledergebenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen
Axialschnitt durch den Mischkopf, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A - A
gem. Fig.1, Fig. 3 eine Seitenansicht des Leitrohres.
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In einer Paßbuchse 1, die den MIschkopf an dem in der Zeichnung nicht
dargestellten Brennergehäuse hält, befindet sich vor der in der Zeichnung ebenfalls
nicht dargestellten Brennerdüse eine Blende 2 mit einer zentralen Öffnung und einem
an der Blendenaußenseite konzentrisch angeordneten Vergasungsrohr 4, welches an
seiner Basis Fenster 5 aufweist. Das Vergasungsrohr 4 wird unter Freilassung eines
Zwischenraumes von einem koaxial angeordneten Verbrennungsrohr 6 aus einem hoch-hitzebeständigen
Keramikmaterial umgeben, welches in der Paßbuchse 1 befestigt ist.
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In dem Verbrennungsrohr 6 ist ein zylindrisches Leltrohr 7 konzentrisch
angeordnet, welches ebenfalls aus einem hoch-hitzebeständigen Keramikmaterial besteht.
Es ist an seiner Außenseite mit radlal abstehenden Leitflächen 8
ausgestattet,
die im vorderen Bereich achsparallel verlaufen und im hinteren Bereich das Leitrohr
7 parallel zueinander schraubenförmig teilweise umlaufen. Die Leitrohrwand ist mit
Durchbrüchen 9 versehen, d-ie in regelmäßigen Abständen auf einer Umfangslinie angeordnet
sind, die geringfügig hinter der Längsmitte des Leitrohres 7 verläuft.
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Die Länge des Leitrohres 7 beträgt etwa 80 v.H. seines Innendurchmessers.
Der Leitrohrdurchmesser beträgt etwa 85 v.H. des Verbrennungsrohrdurchmessers, wobei
der Durchmesser des Vergasungsrohres 4 etwa 70 v.H. des Leitrohrdurchmessers beträgt.
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Zur genauen zentralen Fixierung des Leitrohres 7 im Verbrennungsrohr
6 weist es an seiner Außenseite drei Distanzzapfen 10 auf, die in regelmäßigen Abständen
auf einer Umfangslinie angeordnet sind, die etwa in Höhe der Durchbrüche 9 verläuft.
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Das Leitrohr 7 übergreift teilweise das Vergasungsrohr 4, so daß zwischen
dem unteren Rand des Leitrohres 7 und der Blende 2 ein breiter Ringspalt 11 vorhanden
ist. Die Leitflügel 8 unterteilen den Raum zwischen dem Leitrohr 7 und dem Verbrennungsrohr
6 in Kanäle 12, die im hinteren Bereich das Leitrohr 7 schraubenförmig teilweise
umlaufen und an seinem hinteren Rand in den Ringspalt 11 vor der Blende 2 münden.
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Anordnung und Gestaltung des Leitrohres 7 haben folgende Wirkung:
Der Verbrennungsvorgang erzeugt bekanntlich im hinteren Bereich des Verbrennungsrohres
einen Unterdruck. Das Leitrohr 7 mit seinen Leitflächen 8 bewirkt, daß ein Teil
der Brenngase durch die zwischen Verbrennungsrohr 6
und Leitrohr
7 befindlichen Kanäle 12, den Ringspalt 11 hinter dem Leitrohr und durch die Fenster
5 an der Basis des Vergasungsrohres 4 dlesem wieder zugeführt werden.
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Teile der rezirkulierenden Brenngase werden schon weiter vorne durch
die Durchbrüche 9 in der Leitrohrwand dem Mündungsbereich des Vergasungsrohres zugeführt.
Weitere Teile umströmen die hintere Kante des Leitrohres 7 und werden durch den
zwischen Leitrohr und Vergasungsrohr vorhandenen Ringkanal 13 wleder in den Verbrennungsvorgang
eingeschleust.
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Durch Gestaltung und Anordnung des Leitrohres 7 werden auch die hinteren
Bereiche im Verbrennungsrohr von den rezirkulierenden Brenngasen erfaßt. Die stufenweise
Einschleusung reztrkulierender Brenngase in den Verbrennungsvorgang, wobei die letzte
Stufe bis dicht vor die Blende 2 reicht, bewirkt eine höhere Temperatur im Blendenbereich,
so daß es bereits dort zu einer besseren Verbrennung kommt. Durch den schraubenförmigen
Verlauf der Kanäle 12 werden unkontrollierte Turbulenzen In der Rezirkulation der
Brenngase weitestgehend vermieden. Dadurch wird ein Verrußen des hinteren Brennrohr-
und des Düsenbereiches verhindert und ein wesentlich ruhigerer, geräuschärmerer
Lauf des Brenners erzielt.
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