DE3930569A1 - Mischeinrichtung fuer brenner - Google Patents
Mischeinrichtung fuer brennerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für Brenner
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Mischeinrichtungen dienen dazu, den Brennstoff (Öl
oder Gas) mit einer entsprechenden Menge von Verbrennungs
luft zusammenzubringen und zu vermischen, um eine optimale
Verbrennung zu erzielen. Für eine optimale Verbrennung wird
mit einem möglichst geringen Luftüberschuß gearbeitet, so
daß es zu einer nahezu stöchiometrischen Verbrennung kommt.
Die Verbrennung mit sehr geringem Luftüberschuß ermöglicht
eine heiße blau-brennende Flamme, die eine optimale Energie
ausnützung des Brennstoffes bedeutet. Darüber hinaus ergibt
sich ein geringer Gehalt der Abgase an Schadstoffen (Ruß,
SO3).
Um den NOx-Gehalt der Abgase, der bei sehr
hohen Flammentemperaturen ansteigt, gering zu halten, ist es
bekannt, durch eine Rezirkulation der Verbrennungsgase die
Flammentemperatur auf einem optimalen Wert zu halten, wobei
die Rezirkulation zusätzlich eine Nachverbrennung und damit
eine Verbesserung der Verbrennung bewirkt.
Aus der GB-PS 12 43 907 ist eine Mischeinrichtung bekannt,
bei welcher das der Zuführung der Verbrennungsluft dienende,
den Düsenschaft der Brennerdüse aufnehmende Gehäuse durch
eine Trennwand mit einer zentrischen Blendenöffnung von dem
Feuerraum getrennt ist. Die Brennstoffdüse ist koaxial von
einem Luftleitkörper umgeben, der die Verbrennungsluft
konisch gerichtet in die Blendenöffnung führt. In dem Feuer
raum bildet sich eine Flamme mit starker Rezirkulation. Die
Rezirkulation erfaßt den gesamten Feuerraum, so daß eine
kontrollierte Beeinflussung der Flamme kaum möglich ist.
Die DE-PS 27 00 671 beschreibt eine Mischeinrichtung für
einen Ölbrenner mit Druckzerstäuberdüse. Das die Druck
zerstäuberdüse aufnehmende Gehäuse ist durch eine Trennwand
von einem Flammrohr getrennt. Das zerstäubte Öl und die
Verbrennungsluft treten durch eine Blendenöffnung der Trenn
wand in das Flammrohr aus. Um eine kontrollierte Rezirkula
tion der Verbrennungsgase in dem Flammrohr zu erreichen, ist
ein Mischrohr strömungsabwärts hinter der Blendenöffnung
koaxial in das Flammrohr eingesetzt. Durch das Mischrohr
wird die für die Aufnahme der Flamme erforderliche Länge des
Flammrohres vergrößert, was sich nachteilig auf die axiale
Baulänge der Mischeinrichtung auswirkt. Die Verbrennungsluft
tritt ungeführt aus dem Gehäuse durch die Blendenöffnung, so
daß sich eine unzureichende Vermischung der Verbrennungsluft
mit dem Brennstoff ergibt. Die Zuführung der Verbrennungs
luft muß sehr genau auf die Eigenschaften der Ölzerstäuber
düse abgestimmt sein. Unvermeidbare Druckschwankungen der
dem Gehäuse zugeführten Verbrennungsluft führen zu Unregel
mäßigkeiten der Flamme, die wiederum durch die Rezirkulation
mittels des Mischrohres abgefangen werden müssen. Der Bren
nerbetrieb ist empfindlich von der genauen Abstimmung der
Mischeinrichtung abhängig.
Die DE-PS 34 20 077 beschreibt einen Ölbrenner mit einer
Druckzerstäuberdüse. Die über ein den Düsenschaft aufnehmen
des Gehäuse zugeführte Verbrennungsluft wird über einen die
Brennstoffdüse koaxial umschließenden konischen Luftleitkör
per in ein Flammrohr eingeblasen. Die konische Zuführung der
Verbrennungsluft führt zu einer verbesserten Vermischung der
Verbrennungsluft mit dem Brennstoff, so daß sich eine gute
Verbrennung ergibt. Auch bei dieser Mischeinrichtung ist
eine genaue Abstimmung auf die Ausbildung der Brennstoffdüse
erforderlich und die Flamme reagiert empfindlich auf Druck
schwankungen der zugeführten Verbrennungsluft. Auch bei
dieser Mischeinrichtung ist in dem Flammrohr koaxial ein
zusätzliches Mischrohr angeordnet, das die Rezirkulation in
dem Flammrohr zur Stabilisierung der Flamme bestimmt. Das
Mischrohr macht die Mischeinrichtung aufwendig und bewirkt
eine größere axiale Baulänge des Flammrohres.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach
aufgebaute Mischeinrichtung zu schaffen, die universell für
verschiedene Brennertypen verwendbar ist und unabhängig von
dem jeweiligen Brennertyp optimale Verbrennungseigenschaften
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einer Mischeinrichtung der eingangs
genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung weist als Luftleitkör
per einen den Düsenschaft koaxial umschließenden Rohrstutzen
auf, dessen Länge zumindest das Zweifache seines hydrauli
schen Durchmessers beträgt. Weiter beträgt die Luftdurch
trittsfläche des Gehäuses, über welches die Verbrennungsluft
zugeführt wird, zumindest das Dreifache der Luftdurchtritts
fläche dieses Rohrstutzens, über welchen die Verbrennungs
luft an die Brennstoffdüse zur Vermischung mit dem Brenn
stoff geführt wird. Die Länge des Rohrstutzens und die
Querschnittsdrosselung vom Gehäuse zu dem Rohrstutzen bewir
ken einen gleichbleibenden Ausströmimpuls der Verbrennungs
luft durch die Blendenöffnung, selbst wenn Druckschwankungen
in der Zuführung der Verbrennungsluft zu dem Gehäuse auftre
ten. Dieser konstante Strömungsimpuls der am düsenseitigen
Ende des Rohrstutzens austretenden Verbrennungsluft führt zu
einer hohen Stabilität der Flamme. Die Flamme kann daher
unmittelbar in das Flammrohr brennen, ohne daß ein zusätz
liches Mischrohr erforderlich ist. Die hohe Flammenstabili
tät und das Fehlen eines Mischrohres ermöglichen eine erheb
liche Verringerung der axialen Baulänge des Flammrohres und
damit der gesamten Mischeinrichtung.
Die gleichmäßige Zufuhr der Verbrennungsluft an der Brenn
stoffdüse ermöglicht weiter den Betrieb des Brenners mit
minimalem Luftüberschuß, so daß eine nahezu stöchiometrische
Verbrennung erreicht werden kann. Der Schadstoffgehalt der
Abgase wird dadurch sehr niedrig gehalten. Über Gasdurch
trittsöffnungen im Mantel des Flammrohres steht dessen
Innenraum mit dem das Flammrohr umgebenden Feuerraum in
Verbindung. Durch diese Gasdurchtrittsöffnungen kann Abgas
düsenseitig der Flamme zugeführt werden, um die Flammentem
peratur unter dem Wert zu halten, bei welchem die NOx-
Bildung verstärkt einsetzt.
Die Ausbildung der Verbrennungsluftzufuhr macht die Misch
einrichtung universell verwendbar. Die Mischeinrichtung kann
für Öl- und Gas-Brenner verwendet werden. Die Verbrennungs
luftzufuhr zu der Brennstoffdüse ist unabhängig von der Art
des über den Düsenschaft zugeführten Brennstoffes und unab
hängig von der Ausbildung der Brennstoffdüse stabil ein
stellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Rohrstutzen
ein weiteres, den Düsenschaft koaxial umschließendes Luft
düsenrohr eingesetzt. Die Verbrennungsluft wird teilweise
durch dieses Luftdüsenrohr und teilweise durch den Ringspalt
zwischen dem Rohrstutzen und dem Luftdüsenrohr zugeführt.
Diese Aufteilung des Verbrennungsluftstromes kann vorzugs
weise dazu verwendet werden, daß einem Teilstrom durch eine
Dralleinrichtung ein Drall erteilt wird, der zusätzlich eine
Stabilisierung der Flamme bewirkt. Vorzugsweise wird die
Dralleinrichtung in dem Luftdüsenrohr angeordnet, wobei sie
gleichzeitig zur Zentrierung und Halterung des Düsenschaftes
dienen kann. Durch eine axiale Verschiebung des Luftdüsen
rohres in dem umschließenden Rohrstutzen kann der Durch
trittsquerschnitt des Ringspaltes zwischen Rohrstutzen und
dem Luftdüsenrohr an dem sich konisch verengenden düsensei
tigen Ende des Rohrstutzens eingestellt werden. Damit kann
in einfacher Weise das Volumenstromverhältnis zwischen der
durch das Luftdüsenrohr und der außerhalb des Luftdüsenroh
res durch den Rohrstutzen zugeführten Verbrennungsluft
eingestellt werden. Ist in dem Luftdüsenrohr eine Drallein
richtung vorgesehen, während eine solche zwischen dem Rohr
stutzen und dem Luftdüsenrohr nicht vorhanden ist, so ergibt
sich die Möglichkeit einer Einstellung des Verhältnisses
zwischen mit Drall und ohne Drall zugeführter Verbrennungs
luft. Bei Brennern niedriger Leistung, die nur eine geringe
Menge von Verbrennungsluft benötigen, wird der Durch
schnittsquerschnitt des Ringspaltes zwischen Luftdüsenrohr
und Rohrstutzen verengt oder vollständig geschlossen, so daß
die Verbrennungsluft überwiegend durch das Luftdüsenrohr und
damit mit einer starken Drallkomponente zugeführt wird, die
auch bei niedriger Flammenleistung eine stabile Flamme
gewährleistet. Bei höheren Leistungen wird der Durchtritts
querschnitt des Ringspaltes zwischen Luftdüsenrohr und
Rohrstutzen zunehmend erweitert, so daß der mit Drall über
das Luftdüsenrohr zugeführte Verbrennungsluftstrom zunehmend
von einem ohne Drall durch den Rohrstutzen außerhalb des
Luftdüsenrohres zugeführten Verbrennungsluftstrom überlagert
wird.
Das Flammrohr ist zweckmäßigerweise zweiteilig aus einem an
das Gehäuse anschließenden Bodenteil und einem Rohrteil
zusammengesetzt. Das Rohrteil ist koaxial in das Bodenteil
eingeschoben, wobei ein radialer Abstand zwischen beiden
bleibt, der die Gasdurchtrittsöffnung bildet. Die axiale
Überlappung des Bodenteils und des Rohrteils hat dabei zur
Folge, daß der äußere Eintrittsringspalt zwischen Bodenteil
und Rohrteil in einem verhältnismäßig großen Abstand von der
Trennwand liegen kann, so daß dieser Eintrittsringspalt beim
Einbau der Mischeinrichtung nicht durch die Wandung des
Feuerarmes abgedeckt wird. Der innere Austrittsringspalt
zwischen Bodenteil und Rohrteil kann dennoch bis nahe an die
Trennwand herangeführt werden, so daß die aus dem Feuerraum
eindringenden Verbrennungsgase der Flamme möglichst dicht an
der Brennstoffdüse zugeführt werden. Zur Vereinfachung der
Herstellung kann das Bodenteil einstückig mit der Trennwand
ausgebildet sein. Das Rohrteil wird durch nach innen ge
drückte Sicken des Bodenteils gehalten, was neben der ein
fachen Konstruktion zusätzlich den Vorteil hat, daß nur ein
geringer Wärmeübergang von dem durch die Flamme hoch er
hitzten Rohrteil auf das Bodenteil und damit die übrigen
Teile der Mischeinrichtung stattfindet.
Zur Erzielung der geschilderten Vorteile weist erfindungsge
mäß der Rohrstutzen ein Verhältnis von Länge zu hydrauli
schen Durchmesser auf, das zumindest größer als zwei ist.
Vorteilhaft ist ein Verhältnis von etwa drei bis fünf. Ein
noch größeres Verhältnis würde die axiale Baulänge ver
größern, ohne zu einer entsprechenden Verbesserung des
Brennerverhaltens zu führen. Die Luftdurchtrittsfläche des
Gehäuses ist erfindungsgemäß zumindest dreimal so groß wie
die Luftdurchtrittsfläche des Rohrstutzens. Dadurch ergibt
sich eine ausreichende Drosselung des Verbrennungsluftstro
mes vom Übergang aus dem Gehäuse in den Rohrstutzen. Damit
der Strömungswiderstand des Rohrstutzens bei dieser Dros
selung nicht zu stark anwächst, ist der Rohrstutzen unmit
telbar den Düsenschaft umschließend angeordnet, so daß trotz
der geringen Durchtrittsfläche des Rohrstutzens ein radial
ausreichend breiter Ringspalt entsteht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Mischeinrichtung,
wobei der in die Mischeinrichtung eingesetzte
Düsenschaft nicht geschnitten ist,
Fig. 2 einen Querschnitt längst der Linie I in Fig.
1,
Fig. 3 einen Querschnitt längst der Linie II in Fig.
1 und
Fig. 4 einen Querschnitt längst der Linie III in
Fig. 1.
Die Mischeinrichtung weist ein rohrförmiges Gehäuse 10 auf,
welches koaxial einen Düsenschaft 12 aufnimmt. Der Düsen
schaft 12 leitet den Brennstoff zu einer an seinem vorderen
Ende angeordneten Brennstoffdüse 14. Die Brennstoffdüse 14
kann eine Gasdüse oder eine Ölzerstäuberdüse sein. Dement
sprechend ist der Düsenschaft 12 ein Gasrohr, eine Drucköl
leitung oder eine Öl- und Zerstäubungsdruckluft-Leitung.
Das düsenseitige vordere Ende des Gehäuses 10 ist durch eine
Trennwand 16 abgeschlossen. An die Trennwand 16 schließt
sich einstückig ein zylindrisches Bodenteil 18 eines Flamm
rohres an. Das strömungsabwärts gerichtete Ende des Boden
teiles 18 ist radial erweitert und in dieses erweiterte Ende
ist ein radial verengtes Ende eines Rohrteiles 20 des Flamm
rohres axial über eine Länge L3 eingeschoben. Wie die
Fig. 1 und 4 zeigen, bleibt zwischen den ineinanderge
schobenen Enden des Bodenteiles 18 und des Rohrteiles 20 ein
Ringspalt frei. Das Bodenteil 18 weist in seinem erweiterten
Endbereich nach innen eingedrückte axial verlaufende Sicken
22 auf, die am Außenumfang des Rohrteiles 20 anliegen und
diese haltern.
Zentrisch in die Trennwand 16 ist ein Rohrstutzen 24 einge
setzt, der sich zylindrisch von der Trennwand 16 stromauf
wärts koaxial in das Gehäuse 10 erstreckt. Das düsenseitige
stromabwärts gerichtete Ende des Rohrstutzens 24 ragt sich
konisch verengend durch die Trennwand 16 in das Bodenteil 18
des Flammrohres. Der düsenseitige Austrittsquerschnitt des
Rohrstutzens 24 hat den Durchmesser D2. An dem in das
Gehäuse 10 ragenden stromaufwärts gerichteten Ende des
Rohrstutzens 24 ist ein radial nach außen gebogener Flansch
angeformt, der z. B. durch Punktschweißung am Gehäuse 10
befestigt ist. Durch die Befestigung des Flansches an dem
Gehäuse 10 werden der Rohrstutzen 24, die an dem Rohrstutzen
24 befestigte Trennwand 16 und das einstückig mit der Trenn
wand 16 ausgebildete Bodenteil 18 gehalten.
Der Ringraum zwischen dem Rohrstutzen 24 und dem Gehäuse 10
ist durch ein feuerfestes wärmeisolierendes Material 26
ausgefüllt.
Die axiale Länge des Rohrstutzens 24 von dem Flansch bis zu
der düsenseitigen Austrittsöffnung ist mit L1 bezeich
net. Der Innendurchmesser des Rohrstutzens 24 beträgt
D1.
In den Rohrstutzen 24 ist koaxial ein Luftdüsenrohr 28
eingeschoben. Das Luftdüsenrohr 28 weist einen geringeren
Durchmesser auf als der Rohrstutzen 24, so daß ein Ringspalt
zwischen der Innenwand des Rohrstutzens 24 und der Außenwand
des Luftdüsenrohres 28 freibleibt. Wie insbesondere Fig. 3
zeigt, ist ein Wellring 30 zwischen den Rohrstutzen 24 und
das Luftdüsenrohr 28 eingesetzt, der das Luftdüsenrohr 28
zentriert in dem Rohrstutzen 24 haltert. Die axiale Länge
des Luftdüsenrohres 28 beträgt etwa das zwei- bis dreifache
der Länge L1 des Rohrstutzens 24. An seinem düsenseiti
gen stromabwärts gerichteten Ende ist auch das Luftdüsenrohr
28 konisch verengt. Der Außendurchmesser des Luftdüsenrohres
28 ist zumindest gleich dem Durchmesser D2 des düsen
seitigen Austrittsöffnung des Rohrstutzens 24. Wird das
Luftdüsenrohr 28 axial in dem Rohrstutzen 24 nach vorn
geschoben, so kann daher der ringförmige Durchtrittsquer
schnitt zwischen dem Rohrstutzen 24 und dem Luftdüsenrohr 28
am düsenseitigen Austrittsende verengt werden oder sogar
vollständig verschlossen werden, wenn das Luftdüsenrohr 28
axial bis zum Anschlag an dem verengtem düsenseitigen Ende
des Rohrstutzens 24 eingeschoben wird.
In das Luftdüsenrohr 28 wird koaxial der Düsenschaft 12
soweit eingeschoben, daß die Brennstoffdüse 14 axial im
Bereich der Trennwand 16 und der sich konisch verengenden
Enden des Rohrstutzens 24 und des Luftdüsenrohres 28 befin
det. An dem der Brenndüse 14 entgegengesetzten stromaufwärts
gerichteten Ende des Düsenschaftes 12 ist eine Dralleinrich
tung 32 vorgesehen. Die Dralleinrichtung besteht aus schrau
benförmigen Luftleitrippen 34, die unter einem Winkel von
etwa 15° gegen die Axialebene des Düsenschaftes 12 auf
diesem angebracht sind. Der Außendurchmesser der Luftleit
rippen 34 entspricht dem Innendurchmesser des Luftdüsenroh
res 28, so daß beim Einschieben der Dralleinrichtung 32 in
das Luftdüsenrohr 28 die Luftleitrippen 34 den Düsenschaft
12 in dem Luftdüsenrohr 28 zentriert haltern.
An dem der Brennstoffdüse 14 entgegengesetzten axialen Ende
des Düsenschaftes 12 wird die Brennstoffleitung 36, z. B.
eine Ölleitung, angeschlossen.
Der Flansch des Rohrstutzens 24, das wärmeisolierende Mate
rial 26 und die Trennwand 16 werden achsparallel von zwei
nebeneinander angeordneten Zündelektroden 38 durchsetzt. Die
freien Enden der Zündelektroden 38 ragen in das Flammrohr.
Die beiden Zündelektroden 38 sind in einem gemeinsamen
Zündelektrodenblock 40 eingesetzt, der gehäuseseitig an dem
Flansch des Rohrstutzens 24 anliegt und mittels einer
Schraube 42 an diesem befestigt ist. Eine zwischen dem
Zündelektrodenblock 40 und dem Flansch des Rohrstutzens 24
eingesetzte Unterlegscheibe dichtet die Durchtrittsbohrungen
in dem Flansch ab.
Weiter ist vorzugsweise diametral zu den Zündelektroden 38
ein Überwachungsröhrchen 44 vorgesehen, das achsparallel
durch den Flansch des Rohrstutzen 24, das isolierende Mate
rial 26 und die Trennwand 16 hindurchgeführt ist. Durch das
Überwachungsröhrchen 44 kann beispielsweise mittels eines
Infrarot-Detektors die Flamme in dem Flammrohr überwacht
werden.
Die gesamte Mischeinrichtung wird in bekannter Weise in
einen Heizkessel eingesetzt, wobei das Gehäuse 10 in der
Wand 46, vorzugsweise der Tür des Feuerraums 48 eingesetzt
ist, die mit einer feuerfesten Wärmeisolierung 50 versehen
ist. Der Feuerraum 48 ist üblicherweise mit einem wasser
durchströmten Mantel 52 versehen.
Die Verbrennungsluft wird z. B. über ein Gebläse dem Gehäuse
10 zugeführt. Das Gehäuse 10 weist dabei eine Durchtritts
fläche für die Verbrennungsluft auf, die in Fig. 2 mit
F1 bezeichnet ist. Die Durchtrittsfläche für die Ver
brennungsluft von dem Gehäuse 10 zu der düsenseitigen Aus
trittsöffnung des Rohrstutzens 24 ist bestimmt durch die
Kreisringfläche zwischen dem Rohrstutzen 24 mit dem Innen
durchmesser D1 und dem Düsenschaft 12 mit dem Außen
durchmesser d. Diese Durchtrittsfläche ist mit F2 be
zeichnet.
Erfindungsgemäß ist das Verhältnis der Durchtrittsflächen
F1/F2 3.
Der hydraulische Durchmesser Dh des Rohrstutzens 24 ist
in bekannter Weise definiert durch
wobei U der mit der Luftströmung in Berührung kommende
Umfang der Durchtrittsfläche ist. Dieser hydraulische Durch
messer Dh des Rohrstutzens 24 ergibt sich zu
Dh=D₁-d.
Für das Verhältnis der axialen Länge L1 des Rohrstutzens
24 zu dessen hydraulischem Durchmesser Dh ist erfin
dungsgemäß vorgesehen
L₁2 Dh.
Vorteilhaft ist dabei, wenn die Länge L1 das Drei- bis
Fünffache des hydraulischen Durchmessers beträgt.
Durch den Ringspalt zwischen dem Bodenteil 18 und dem Rohr
teil 20 können Verbrennungsgase aus dem Feuerraum in die in
dem Flammrohr brennende Flamme zurückgeführt werden, damit
die Flammentemperatur nicht zu hoch ansteigt und um gegebe
nenfalls die Flamme zu stabilisieren. Durch das axiale
Ineinanderschieben des Bodenteils 18 und des Rohrteils 20
wird erreicht, daß der feuerraumseitige Eintrittsspalt für
die Verbrennungsgase axial in einem weitgehend frei wählba
ren Abstand vor der Brennstoffdüse 14 angeordnet sein kann.
Dadurch ist eine große Freiheit in den Einbaubedingungen
gegeben. Insbesondere besteht keine Gefahr, daß der
äußere Eintrittsspalt durch die Wärmeisolierung 50 des
Feuerraumes 48 abgedeckt wird.
Unabhängig von der axialen Lage des äußeren ringförmigen
Eintrittsspaltes für die Verbrennungsgase aus dem Feuerraum
48 kann je nach der axialen Einschublänge L3 des Rohr
teiles 20 der innere ringförmiges Austrittsspalt in seiner
axialen Lage festgelegt werden. Dadurch ist es möglich, die
aus dem Feuerraum 48 zurückgeführten Verbrennungsgase in
einem optimalen axialen Bereich in die Flamme zurückzufüh
ren. Erfindungsgemäß hat sich als besonders vorteilhaft
erwiesen, wenn das Rohrteil 20 so weit in das Bodenteil 18
eingeschoben wird, daß der axiale Abstand L2 des inneren
Austrittsspaltes, d. h. des düsenseitigen Endes des Rohrtei
les 20 von dem Austrittsende des Rohrstutzens 24 kleiner
oder gleich dem doppelten Durchmesser D2 der düsensei
tigen Austrittsöffnung des Rohrstutzens 24 ist.
Die unmittelbar vor der Brennstoffdüse 14 mit hoher Stabili
tät blau-brennende Flamme ermöglicht eine gegenüber herkömm
lichen Mischeinrichtungen erheblich verkürzte axiale Bau
länge. Bei einer Mischeinrichtung mit einem üblichen Durch
messer des Gehäuses und des Flammrohres von ca. 80 mm genügt
eine axiale Länge des Flammrohres von der Austrittsöffnung
des Rohrstutzens 24 bis zu dem offenen stromabwärts gerich
teten Ende des Rohrteiles 20 von ca. 140 mm.
Durch das Luftdüsenrohr 28 wird Verbrennungsluft mit einem
durch die Dralleinrichtung 32 erteilten Drall zugeführt.
Über den Ringspalt zwischen dem Rohrstutzen 24 und dem
Luftdüsenrohr 28 wird eine durch axiale Verschiebung des
Luftdüsenrohres 28 einstellbare Verbrennungsluftmenge zuge
führt, der kein Drall erteilt wird, da die Rippen des Well
ringes 30 achsparallel verlaufen.
Es ist offensichtlich, daß auch eine umgekehrte Lösung
möglich ist, bei welcher die Luftleitrippen 34 achsparallel
verlaufen und die Rippen des Wellringes 30 gegen die Axial
ebene schräg gestellt sind, so daß durch das Luftdüsenrohr
28 die Verbrennungsluft ohne Drall und durch den Rohrstutzen
24 die Verbrennungsluft mit Drall zugeführt werden. Ebenso
kann auch der Wellring 30 durch Luftleitrippen ersetzt
werden.
Da die Flamme nur mit dem Rohrteil 20 des Flammrohres in
Berührung kommt, wird im wesentlichen dieses Rohrteil 20 auf
die Flammentemperatur erhitzt. Eine wärmeleitende Berührung
des Rohrteiles 20 mit dem Bodenteil 18 besteht nur über die
kleinen Berührungsflächen der Sicken 22. Dadurch wird eine
nur geringe Erwärmung des Bodenteils und der übrigen Teile
der Mischeinrichtung erreicht.
Claims (17)
1. Mischeinrichtung für Brenner, mit einem einen Düsen
schaft axial aufnehmenden Gehäuse, durch welches die
Verbrennungsluft zugeführt wird, mit einem sich axial an
das Gehäuse anschließenden Flammrohr, mit einer zwischen
Flammrohr und Gehäuse angeordneten Trennwand mit einem
und die Brennstoffdüse am Austrittsende koaxial um
schließenden, die Verbrennungsluft von dem Gehäuse durch
die Trennwand führenden Luftleitkörper, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Luftleitkörper einen den Düsenschaft
(12) koaxial umschließenden Rohrstutzen (24) aufweist,
dessen Länge (L1) zumindest das Zweifache seines
hydraulischen Durchmessers (Dh) beträgt, daß die
Luftdurchtrittsfläche (F1) des Gehäuses (10) zumin
dest das Dreifache der Luftdurchtrittsfläche (F2)
des Rohrstutzens (24) beträgt und daß der Mantel des
Flammrohres (18, 20) zu dem umgebenden Feuerraum (48)
führende Gasdurchtrittsöffnungen aufweist.
2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Rohrstutzen (24) an seinem düsenseitigen
Ende konisch verengt ist.
3. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Rohrstutzen (24) und
dem Düsenschaft (12) jeweils in radialem Abstand zu
diesen koaxial ein Luftdüsenrohr (28) eingesetzt ist,
dessen stromaufwärts liegendes Ende sich in das Gehäuse
(10) öffnet und dessen düsenseitiges Ende sich in die
düsenseitige Austrittsöffnung des Rohrstutzens (24)
öffnet.
4. Mischeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Luftdüsenrohr (28) axial in dem Rohrstutzen
(24) verschiebbar ist und daß sein Außendurchmesser
zumindest gleich dem Innendurchmesser der düsenseitigen
Austrittsöffnung des Rohrstutzens (24) ist.
5. Mischeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohr
stutzen (24) einen zentrierenden Abstandshalter für den
Düsenschaft (12) bzw. das Luftdüsenrohr (28) aufweist.
6. Mischeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Abstandshalter ein eingesetzter Wellring
(30) ist.
7. Mischeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Abstandshalter aus innen an dem Rohrstutzen
(24) bzw. außen an dem Düsenschaft (12) oder dem Luft
düsenrohr (28) angeordneten Rippen besteht.
8. Mischeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des
Rohrstutzens (24) eine Dralleinrichtung (32) für die
Verbrennungsluft angeordnet ist.
9. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshal
ter als Dralleinrichtung ausgebildet ist.
10. Mischeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3
und 4 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dralleinrichtung (32) zwischen dem Düsenschaft (12) und
dem Luftdüsenrohr (28) angeordnet ist.
11. Mischeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Dralleinrichtung (32) Luftleitrippen (34)
aufweist, die den Düsenschaft (12) in dem Luftdüsenrohr
(28) zentrierend haltern.
12. Mischeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale
Abstand (L2) der Gasdurchtrittsöffnungen von der
düsenseitigen Austrittsöffnung des Rohrstutzens (24)
nicht größer ist als deren doppelter Durchmesser
(D2).
13. Mischeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr
aus einem an das Gehäuse (10) anschließenden zylindri
schen Bodenteil (18) und einem Rohrteil (20) besteht,
daß das Rohrteil (20) mit radialem Abstand koaxial in
das Bodenteil (18) eingreift und daß der Ringspalt
zwischen dem Bodenteil (18) und dem Rohrteil (20) die
Gasdurchtrittsöffnungen bildet.
14. Mischeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Rohrteil (20) in dem Bodenteil (18) axial
verschiebbar gehaltert ist.
15. Mischeinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohrteil (20) durch axial ver
laufende eingedrückte Sicken (22) des Bodenteiles (18)
gehaltert ist.
16. Mischeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Bodenteil (18) einstückig mit der Trennwand
(16) ausgebildet ist.
17. Mischeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zünd
elektroden (38) achsparallel von dem Gehäuse (10) in das
Flammrohr (18, 20) führen, daß die Zündelektroden (38)
in einem Zündelektrodenblock (40) gehaltert sind und der
Zündelektrodenblock (40) die Durchtrittsbohrungen für
die Zündelektroden (38) abdichtet.
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