DE3841968A1 - Vorrichtung zur kuehlung eines brenners - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung eines Brenners mittels zumindest eines sich über dessen Flammenbereich er­ streckenden, wasserführenden Kühlrohrstranges.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Verringerung der Schadstoff­ emission (NO_x) eines solchen Brenners eine wirksame Kühlung dessen Flammenbereiches mit einem möglichst geringen konstruktiven Aufwand durchzuführen.

Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck eine Schar quer zur Achse des länglichen Brenners, z.B. eines Brennerrohres, zwischen dessen oberseitig angeordneten Brennstoffaustrittsöffnungen verlaufender Kühlrohre vorgesehen.

Diese Kühlrohre könnten zwar waagrecht oder gekrümmt verlaufen, um aber das Durchströmen des Kühlwassers thermodynamisch sicherzustellen, wird es bevorzugt, diese Kühlrohre in vertikalen Ebenen schrägverlaufen zu lassen. Zur Verbesserung der ihnen zugedachten Kühlfunktion sollten außerdem jeweils einander benachbarte Kühlrohre im Wechsel mit gegenläufiger Schräge verlaufend an­ geordnet werden.

Mit besonderen Vorteilen ist die Erfindung auf Brenner von Wasser­ heizern anwendbar, deren Brennkammer sich innerhalb des aufzu­ heizenden Wassers, z.B. in einem Wasserspeicher, befindet. Bei einer solchen Brennkammer können die Kühlrohre die Wandung der Brennkammer durchsetzen und vom umgebenden Wasser durchströmt sein. Solcherart läßt sich die Kühlung des Flammenbereiches des Brenners besonders vorteilhaft mit der Erhitzung des aufzuhei­ zenden Wassers koppeln.

Um die Verbindungen der Kühlrohre mit der Brennkammerwandung nicht durch temperaturbedingte Formänderungen der Kühlrohre zu gefährden, können diese Kühlrohre in ihren Endbereichen mit Stauchungen versehen werden, die solche Formänderungen aus­ zugleichen vermögen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen veranschaulicht. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Brenner eines Wasserheizers und dessen Brennkammer,

Fig. 2 einen Querschnitt nach II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 ein Detail III aus Fig. 2 in größerem Maßstab.

Der Brenner, bestehend aus einem Brennerrohr 1, das an seiner Oberseite Brennstoffaustrittsöffnungen aufweist und dem über ein Mischrohr 2 ein Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird, befindet sich im Inneren einer von der Wandung 3 begrenzten Brennkammer 4 innerhalb des vom aufzuheizenden Wasser gefüllten Speicherraumes eines Wasserheizers. Die Abgase verlassen diese Brennkammer 4 über einen Abgasabzug 5. An den Gemischaustritts­ öffnungen bilden sich nach erfolgter Zündung die Brennerflammen 6, deren Bereich von den Kühlrohren 7 durchsetzt wird.

Diese Kühlrohre 7 verlaufen zwischen den Brennerflammen 6 unter einem Winkel α von 10 bis 30° schräg gegen die Waagrechte und durchsetzten mit ihren Enden die Wandung 3; sie sind - gemäß Fig. 3 - mit dieser Wandung 3 verschweißt.

Zur Aufnahme der temperaturbedingten Formänderungen, insbesondere Längenänderungen, weisen diese Kühlrohre 7 in zumindest einem ihrer Endbereiche eine Stauchung 8 auf, die solche Formänderungen bbzw. Schweißspannungen auszugleichen vermag.

Das Durchströmen dieser mit dem Speicherraum verbundenen Kühlrohre 7 wird durch ihre Schräglage thermodynamisch erzwungen, weil das in ihnen enthaltene Wasser infolge der Erhitzung durch die Brennerflammen 6 bestrebt ist, dem jeweils höhergelegenen Ende des Kühlrohres 7 zuzuströmen, wobei es zwangsläufig den Bereich der Flammen 6 kühlt.

Durch den steten Wechsel in der Schräglage der Kühlrohre 7 ergibt sich vorteilhafterweise eine gegenläufige Strömung in jeweils einander benachbarten Kühlrohren 7.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Kühlung eines Brenners mittels zumindest eines sich über dessen Flammenbereich erstreckenden, wasser­ führenden Kühlrohrstranges, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schar quer zur Achse des länglichen Brenners (1) zwischen dessen oberseitig angeordneten Brennstoffaustrittsöffnungen verlaufen­ der Kühlrohre (7) vorgesehen ist, die in vertikalen Ebenen schräg zur Waagrechten verlaufend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einander benachbarten Kühlrohre (7) im Wechsel mit gegenläufiger Schräge zur Waagrechten verlaufend angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit mindestens einem innerhalb einer vom zu beheizenden Wasser umgebenen Brennkammer eines Wasserheizers angeordneten Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der wasserführenden Kühlrohre (7) die Wandung (3) der Brennkammer (4) durchsetzen und zwecks Kühlung des Flammenbereiches (6) des Brenners (1) vom umgebenden, zu beheizenden Wasser durchströmt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Kühlrohre (7) im Bereich der von ihnen durchsetzten Brennkammerwandung (3) zum Ausgleich temperatur­ bedingter Längsspannungen dienende Stauchungen (9) aufweist.