DE3936461A1 - Mixer for oil burner with fan - has baffle at transition between tapering mixer tube and smaller one - Google Patents
Mixer for oil burner with fan - has baffle at transition between tapering mixer tube and smaller oneInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- 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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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für Öl brenner mit Gebläse, bestehend aus einem Mischrohr als Durchlaß für die vom Gebläse gelieferte Verbrennungsluft, das an seinem vorderen Ende mit einer konischen Verjüngung versehen ist, und in dem ein Düsenstock gelagert ist, aus einer stromabwärts von dem Düsenstock angeordneten Stauvorrichtung, und aus einer Steuervor richtung für die Menge der zugeführten Verbrennungsluft.The invention relates to a mixing device for oil burner with fan, consisting of a mixing tube as a passage for the combustion air supplied by the blower, which on its front end is provided with a conical taper, and in which is supported a nozzle assembly, from a downstream of the Nozzle block arranged stowage device, and from a control device Direction for the amount of combustion air supplied.
Einen solchen Aufbau weisen heute praktisch alle in Gebläsebrennern verwendeten Mischeinrichtungen auf, wobei als Stauvorrichtung in der Regel eine Stauscheibe verwendet wird, die fest mit dem Düsenstock verbunden ist und eine zentrale Öffnung, radiale Schrägschlitze und einen stirnseitig zum Verbrennungsraum weisenden Flansch an ihrem Außenumfang aufweist. Der Düsenstock befindet sich dabei im Mischrohr, in das die Verbrennungsluft so eingeführt wird, daß sie am Düsenstock vorbei von hinten auf die Stauscheibe trifft, wobei ein erster Luftanteil durch die zentra le Öffnung, ein zweiter Luftanteil durch die radialen Schräg schlitze und ein dritter Luftanteil durch den Zwischenraum zwi schen Stauscheibe und der konischen Verjüngung des Mischrohrs in den Verbrennungsraum gelangt.Today, practically everyone has such a structure Fan burners used mixing devices, being as Damming device is usually a baffle plate that is used is firmly connected to the nozzle assembly and has a central opening, radial oblique slots and one face to the combustion chamber has facing flange on its outer circumference. The nozzle stick is in the mixing tube into which the combustion air is so is introduced that they past the nozzle stick from behind on the Baffle plate hits, with a first air portion through the zentra le opening, a second portion of air through the radial incline slots and a third portion of air through the space between baffle plate and the conical taper of the mixing tube in reaches the combustion chamber.
Die Anordnung einer Stauvorrichtung im Verbrennungs luftraum hat den Zweck, im Bereich der Flamme eine gute Durchmi schung von Brennstoff und Luft und damit eine möglichst vollkom mene Verbrennung des Brennstoffs zu erreichen.The arrangement of a storage device in the combustion luftraum has the purpose of a good mix in the area of the flame fuel and air and therefore the most complete possible to achieve my combustion of the fuel.
Die Durchmischung wird einerseits durch den tangentia len, durch die radialen Schrägschlitze eingeführten Verbrennungs luftanteil und andererseits durch einen sich hinter der Stau scheibe ausbildenden Unterdruck bewirkt, durch den die Verbren nungsgase in einem turbulenten Strom zur Flammenwurzel zurückge führt werden. Die Brenner sind in der Regel für einen Leistungs bereich ausgelegt, und es erfolgt erst bei der Installation die Einstellung auf die bereitzustellende Wärmeleistung und die je weilige Kesselausbildung, d. h. es wird die für die benötigte Wärmeleistung erforderliche Brennstoffdüse eingebaut und die ent sprechende Luftmenge eingestellt, was durch Verschieben des Dü senstocks mit der daran angebrachten Stauvorrichtung zwecks Ein stellung der Größe des Zwischenraums zwischen der Stauvorrichtung und der konischen Verjüngung des Mischrohres und/oder durch eine verstellbare Drosselklappe im Mischrohr durchführbar ist.The mixing is on the one hand by the tangentia len, combustion introduced through the radial oblique slots share of air and on the other hand through a behind the traffic jam disc-forming negative pressure, through which the burns Gases in a turbulent flow back to the flame root leads. The burners are usually for a performance area designed, and it only takes place during installation Setting to the heat output to be provided and the each temporary boiler training, d. H. it will be the one needed Required thermal power fuel nozzle installed and the ent speaking air volume set, which by moving the Dü senstocks with the stowage device attached for the purpose of on position of the size of the space between the stowage device and the conical taper of the mixing tube and / or by a adjustable throttle valve is feasible in the mixing tube.
Diese Mischeinrichtungen haben sich in der Praxis be währt, jedoch hat sich gezeigt, daß mit der herkömmlichen Anord nung die neueren strengen Forderungen hinsichtlich der Schad stoffbegrenzung der Abgase nur mit geringem Sicherheitsabstand erfüllbar sind.These mixing devices have been in practice lasts, but has been shown that with the conventional arrangement the newer strict requirements regarding the damage Exhaust gas limits only with a small safety distance are achievable.
Bei den Abgas-Schadstoffen, deren Einhaltung des Sicherheitsabstandes zu Normen und Auflagen (z. B. TA-Luft) beson ders kritisch ist, spielen die Stickoxide (NOx) eine übergeordne te Rolle. Dabei handelt es sich im wesentlichen um NO- oder/und NO2-Produkte, deren Umweltverträglichkeit kritisch eingestuft wird, da sie z. B. für das Waldsterben mit verantwortlich gemacht werden und außerdem die unangenehme Eigenschaft haben, daß sie nur mit sehr großem Aufwand unschädlich gemacht werden können. Nitrogen oxides (NO x ) play an overriding role in the case of exhaust gas pollutants, whose compliance with the safety distance from standards and requirements (e.g. TA-Luft) is particularly critical. These are essentially NO and / or NO 2 products, the environmental impact of which is critically classified, since they are e.g. B. be responsible for the forest death and also have the unpleasant property that they can only be made harmless with very great effort.
Für die NOx-Bildung sind im wesentlichen vier Ursachen verantwortlich:There are four main causes for NO x formation:
- 1. Der Brennstoff-Stickstoff, dessen Wert allein brennstoffabhängig ist und bei der Benutzung von Ölbrennern vom Betreiber wie vom Entwickler eines Brenners als unabänderlich hingenommen werden muß.1. The fuel nitrogen, its value alone is fuel dependent and when using oil burners from Operator as unchangeable from the developer of a burner must be accepted.
- 2. Der Luftstickstoff, dessen Anteil in der Luft unter normalen Bedingungen 78,1% ausmacht und wie der Brennstoff- Stickstoff als unveränderlich hingenommen werden muß.2. The atmospheric nitrogen, its proportion in the air below normal conditions makes up 78.1% and how the fuel Nitrogen must be accepted as unchangeable.
- 3. Die Verweilzeit von Brennstoff und Luft in der Flamme, die für die NOx-Bildung eine mitentscheidende Größe ist. Je länger sich die Verbrennungsprodukte in der Flamme befinden, d. h. je mehr Zeit zum Verbrennen aufgebracht wird, umso mehr Stickoxide werden bei der Verbrennung gebildet.3. The residence time of fuel and air in the flame, which is a decisive factor for the NO x formation. The longer the combustion products are in the flame, ie the more time is spent burning, the more nitrogen oxides are formed during the combustion.
- 4. Die Flammentemperatur, die eine weitere maßgebende Ursache der NOx-Bildung bei Gebläsebrennern ist. Bei einer Flam mentemperatur von ca. 1100°C setzt die NOx-Bildung ein, und bei Temperaturen ab 1300°C wird ein hohes NOx-Bildungsniveau erreicht.4. The flame temperature, which is another major cause of NO x formation in fan burners. The NO x formation starts at a flame temperature of approx. 1100 ° C, and a high NO x formation level is reached at temperatures above 1300 ° C.
Aus dem eigenen DE-Gm 89 09 202 ist es bekannt, das vordere Ende der konischen Verjüngung des Mischrohres radial so einzubiegen, daß der außen an der Stauscheibe vorbeiströmende Teil der Verbrennungsluft senkrecht auf den sich hinter der Stau scheibe ausbildenden Flammenkegel trifft. Hierdurch wird einer seits die Flamme verkürzt, so daß die Verweilzeit des Luftstick stoffs kürzer wird, und andererseits wird durch die radiale Ein strömung die Flamme gekühlt und dadurch ebenfalls die Stickoxid bildung behindert. Da bei dieser bekannten Anordnung die Flamme sehr breit auseinanderfächert und einen räumlich großen heißen Flammenkern besitzt, läßt sich die mittlere Flammentemperatur nur begrenzt senken, und auch die Verweilzeit der Verbrennungsproduk te in der Flamme kann nicht in dem gewünschten Maß vermindert werden.From its own DE-Gm 89 09 202 it is known that front end of the conical taper of the mixing tube radially so to bend in that the one flowing past the baffle plate on the outside Part of the combustion air perpendicular to the behind the traffic jam disc-forming flame cone hits. This makes one on the one hand the flame shortens so that the dwell time of the air stick material becomes shorter, and on the other hand, through the radial one flow cooled the flame and thereby also the nitrogen oxide education hindered. Since in this known arrangement the flame very wide apart and a spatially large one Has flame core, the average flame temperature can only limited decrease, and also the residence time of the combustion product te in the flame cannot be reduced to the desired extent will.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß durch stärkere Verkürzung der Verweilzeit der Verbrennungs produkte in der Flamme und eine verbesserte Kühlung der Flamme die Bildung von Schadstoffen im Abgas, insbesondere der NO -Ge halt wesentlich vermindert wird.The invention is therefore based on the object to design a mixing device of the type mentioned at the outset, that by shortening the residence time of the combustion more products in the flame and improved flame cooling the formation of pollutants in the exhaust gas, especially the NO -Ge stop is significantly reduced.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die konische Verjüngung des Mischrohres ohne Unter brechung in ein zweites Rohr übergeht, dessen Durchmesser kleiner als der des Mischrohres ist, daß die Stauvorrichtung aus einer am Übergang der konischen Verjüngung des Mischrohres in das zweite Rohr angeordneten Blende, deren zentrale Öffnung im Durchmesser kleiner als der des zweiten Rohres ausgebildet ist, und einer stromabwärts von der Blende ortsfest angeordneten Stauscheibe besteht, und daß im Mantel des zweiten Rohres wenigstens eine Reihe von auf dem Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilten Boh rungen angebracht ist.The object is achieved according to the invention solved that the conical taper of the mixing tube without sub refraction passes into a second tube, the diameter of which is smaller than that of the mixing tube is that the storage device from a Transition of the conical taper of the mixing tube into the second Pipe arranged aperture, its central opening in diameter is smaller than that of the second tube, and one baffle plate fixedly arranged downstream of the diaphragm exists, and that in the jacket of the second tube at least one Row of Boh, preferably evenly distributed over the circumference is attached.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Verbren nungsluft im Anschluß an die konische Verjüngung, die bereits eine Beschleunigung bewirkt, durch die von der Blende erzeugte Querschnittsverengung nochmals stark beschleunigt wird, so daß sie mit hoher Geschwindigkeit durch die Blende in das zweite Rohr eintritt. Hierdurch und durch die Begrenzung einer radialen Aus dehnung der im zweiten Rohr entstehenden Verbrennungsgase breiten sich die Verbrennungsgase fast explosionsartig zum Auslaßende des zweiten Rohres hin aus und durchströmen dieses mit hoher Ge schwindigkeit. Die Verweilzeit der Verbrennungsprodukte in der Flamme, die das zweite Rohr stromabwärts von der Stauscheibe vollständig ausfüllt, wird dadurch gegenüber bekannten Mischein richtungen stark verkürzt, so daß dadurch die Bildung von Stick oxiden wirksam vermindert wird. It is achieved by the invention that the burning air after the conical taper, which already causes an acceleration by the generated by the aperture Cross-sectional narrowing is strongly accelerated again, so that them through the orifice into the second tube at high speed entry. This and the limitation of a radial out expansion of the combustion gases generated in the second pipe the combustion gases explode almost explosively towards the outlet end of the second pipe out and flow through it with high Ge dizziness. The residence time of the combustion products in the Flame covering the second tube downstream of the baffle plate completely fills out, compared to known mixes directions greatly shortened, so that the formation of stick oxides is effectively reduced.
Die hohe Strömungsgeschwindigkeit im zweiten Rohr hat ferner zur Folge, daß der statische Druck im zweiten Rohr so stark abnimmt, daß die Öltröpfchen, die durch die Ölzerstäuber düse der Verbrennungsluft im Bereich des Übergangs der konischen Verjüngung des Mischrohres in das zweite Rohr beigemengt werden, vollständig vergasen, so daß eine vollständige Verbrennung er folgt und völlig rußfreie Abgase entstehen.Has the high flow rate in the second pipe further consequence that the static pressure in the second tube so that the oil droplets caused by the oil atomizer decrease sharply Combustion air nozzle in the area of the transition from the conical Taper of the mixing tube can be added to the second tube, completely gasify so that he burns completely follows and completely soot-free exhaust gases arise.
Der statische Druck, der im zweiten Rohr erheblich nie driger als im Brennraum ist, hat ferner zur Folge, daß Abgase aus dem Brennraum, die eine Temperatur von etwa 800°C besitzen, durch die Bohrungen in das zweite Rohr gesaugt werden und dort auf die Flamme treffen, in die sie wegen deren begrenzten Durchmessers ausreichend weit eindringen können, um die Flamme wirksam abküh len zu können.The static pressure, which in the second pipe never significantly driger than in the combustion chamber, also has the result that exhaust gases from the combustion chamber, which have a temperature of around 800 ° C the holes are sucked into the second pipe and there on the Flame they hit because of their limited diameter can penetrate sufficiently far to effectively cool the flame to be able to.
Die Kühlung durch die Abgase wird noch durch den Mantel des zweiten Rohres verstärkt, der durch den relativ zur Flamme kühlen Brennraum auf Temperaturen zwischen 600°C und 800°C gehal ten wird. Durch die Kühlung wird die Temperatur der Flamme im Mittel auf 1100°C erniedrigt, so daß auch dadurch die Bildung von Stickoxiden vermindert wird.The cooling through the exhaust gases is still through the jacket of the second tube reinforced by the relative to the flame cool combustion chamber to temperatures between 600 ° C and 800 ° C will. The temperature of the flame in the Medium reduced to 1100 ° C, so that the formation of Nitrogen oxides is reduced.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Reihen von Bohrungen nebeneinander so angeordnet, daß die Bohrungen der einen Reihe gegenüber denen der anderen Reihe versetzt sind.Preferably there are at least two rows of holes arranged side by side so that the holes in one row are offset from those of the other row.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Achsen der Boh rungen mit der Längsachse des zweiten Rohres in Strömungsrichtung gesehen einen spitzen Winkel bilden, der vorzugsweise etwa 40° beträgt. Hierdurch treffen die angesaugten Abgase schräg zur Längsachse des zweiten Rohres auf die Flamme. Durch diese Maßnah me wird zum ersten erreicht, daß die kühlen Abgase relativ weit in die Flamme gelangen, diese durchdringen und nicht nur am Rand kühlen, und zum zweiten, daß die Abgase durch ihr Eindringen in das zweite Rohr den Raum für die dort strömenden Verbrennungsgase verengen und somit die Geschwindigkeit der Verbrennungsprodukte nochmals anheben und zum dritten, daß die angesaugten Abgase die Durchmischung der Verbrennungsgase in der Flamme verbessern. Die bessere Durchmischung in der Flamme verbessert die Verbrennung, und durch die Geschwindigkeitsanhebung wird die Verweilzeit der Brennprodukte in der Flamme zusätzlich abgesenkt.It is particularly useful if the axes of the Boh with the longitudinal axis of the second tube in the direction of flow seen form an acute angle, which is preferably about 40 ° is. As a result, the exhaust gases sucked in at an angle Longitudinal axis of the second tube on the flame. Through this measure Me is first achieved that the cool exhaust gases are relatively wide get into the flame, penetrate it and not just at the edge cool, and secondly, that the exhaust gases penetrate through the second pipe the space for the combustion gases flowing there narrow and thus the speed of the combustion products lift again and thirdly that the sucked in exhaust gases Improve the mixing of the combustion gases in the flame. The better mixing in the flame improves combustion, and by increasing the speed, the dwell time of the Fired products also lowered in the flame.
Vorzugsweise weisen die einzelnen Bohrungen einen Durchmesser zwischen etwa 2,5 und 4 mm auf. Wird der Bohrungs durchmesser kleiner gemacht, gelangen zu wenig Abgase in das zweite Rohr, weil der Durchmesser zu klein ist, während bei einer Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers der statische Druck im zweiten Rohr so weit ansteigt, daß nicht genug gekühlte Abgase angesaugt werden.The individual bores preferably have one Diameter between about 2.5 and 4 mm. Will the bore made smaller in diameter, too few exhaust gases get into the second pipe because the diameter is too small, while one Increasing the bore diameter of the static pressure in the second pipe rises so far that not enough cooled exhaust gases be sucked in.
Die Stauscheibe ist ohne zylindrischen Kragen ausgebil det, wobei sie vorzugsweise einen Innendurchmesser aufweist, der etwas größer als die Öffnung der Blende und deutlich kleiner als der Innendurchmesser des zweiten Rohres ist. Eine so ausgebildete Stauscheibe hat den Vorteil, daß sie im Aufbau einfach ist und daß Flammenteile und Verbrennungsgase im Bereich des Ursprungs der Flamme um den Ring außen herum in das Verbrennungsgasgemisch stromabwärts hinter der Blende rezirkulieren können und somit die Zündung der Gase in der Flamme, die dazu neigt, in Richtung Aus laßende des zweiten Rohres von der Stauscheibe "abzureißen", zu stabilisieren. Außerdem wird die Geschwindigkeit der Gase im Be reich der Stauscheibenöffnung erhöht, weil durch den Eintritt der rezirkulierten Gase dort der Raum für das durch die Blende strö mende Gasgemisch verengt wird. Durch die Flammenrezirkulation um die Stauscheibe wird aber auch die Vermischung der Verbrennungs produkte im Bereich zwischen der Blende und der Stauscheibe ver bessert und die Flammenströmung hinter der Stauscheibe turbulen ter. The baffle plate is designed without a cylindrical collar det, wherein it preferably has an inner diameter that slightly larger than the aperture of the aperture and significantly smaller than is the inside diameter of the second tube. A trained one Baffle plate has the advantage that it is simple in construction and that flame parts and combustion gases in the area of origin the flame around the ring outside into the combustion gas mixture can recirculate downstream behind the aperture and thus the Ignition of the gases in the flame, which tends to go out allowing the second tube to "tear off" the baffle plate stabilize. In addition, the speed of the gases in the loading range of the baffle plate opening increased because of the entry of the recirculated gases there the space for the flow through the screen reducing gas mixture is narrowed. Through the flame recirculation around the baffle plate will also mix the combustion products in the area between the cover and the baffle plate ver improves and the flame flow behind the baffle plate ter.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Anhebung der Geschwindigkeit der Verbrennungsprodukte in der Flamme und zur gleichzeitigen Reduzierung der Verweilzeit des vergasten Ölbrenn stoffs und der Luft in der Flamme kann die Bildung von Stickoxi den unmittelbar am Entstehungsort drastisch gesenkt werden, so daß auf eine aufwendige und teure Apparatur zur Beseitigung schon erzeugter Stickoxide verzichtet werden kann, ohne die Normen und Auflagen, die an einen qualitativ guten Brenner gestellt werden, zu verletzen.Through the measures according to the invention for raising the Speed of combustion products in the flame and to simultaneous reduction of the residence time of the gasified oil burning and the air in the flame can form nitrogen oxides which are drastically reduced directly at the point of origin, so that on a complex and expensive apparatus for disposal generated nitrogen oxides can be dispensed with, without the standards and Requirements placed on a good quality burner to hurt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is based on one in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail. In the drawing shows:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung der Mischein richtung für einen Ölbrenner mit Gebläse und Fig. 1 is a cross-sectional view of the Mischein direction for an oil burner with fan and
Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Mantel des zwei ten Rohres mit einer Bohrung. Fig. 2 shows a partial section through the jacket of the two-th tube with a bore.
Die Mischeinrichtung besteht aus einem Mischrohr 1, das an seinem vorderen Ende mit einer konischen Verjüngung 2 versehen ist, und in dem zentral ein Düsenstock 3 mit einer Brennstoffdüse 4 ortsfest angeordnet ist. Dem Düsenstock ist in bekannter Weise eine Zündvorrichtung 5 zugeordnet.The mixing device consists of a mixing tube 1 , which is provided at its front end with a conical taper 2 , and in which a nozzle assembly 3 with a fuel nozzle 4 is arranged in a central position. An ignition device 5 is associated with the nozzle assembly in a known manner.
Die Erfindung sieht nun vor, daß die konische Verjün gung 2 des Mischrohres 1 ohne Unterbrechung in ein zweites Rohr 7 übergeht, das einen konstanten Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Mischrohres 1 ist. Am Übergang zwischen der konischen Verjüngung 2 und dem zweiten Rohr 7 ist eine Blende 6 angeordnet, die einen Teil der Stauvorrichtung bildet, und die eine zentrale Öffnung 11 aufweist.The invention now provides that the conical tapering 2 of the mixing tube 1 passes without interruption into a second tube 7 which has a constant diameter which is smaller than the diameter of the mixing tube 1 . At the transition between the conical taper 2 and the second tube 7 , an aperture 6 is arranged, which forms part of the storage device, and which has a central opening 11 .
Stromabwärts von der Blende 6 ist als zweiter Teil der Stauvorrichtung eine Stauscheibe 9 über Stege 10 mit der Blende 6 ortsfest verbunden, wobei die Öffnung 13 der Stauscheibe 9 nur unwesentlich größer als der Durchmesser der zentralen Öff nung 11 der Blende 6 ist.Downstream from the orifice 6 , a baffle plate 9 is fixedly connected as a second part of the baffle device via webs 10 to the orifice 6 , the opening 13 of the baffle plate 9 being only slightly larger than the diameter of the central opening 11 in the orifice 6 .
Im Mantel des zweiten Rohres 7 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt zwei Reihen von Bohrungen 8 in geringem Ab stand stromaufwärts von der Mitte des Rohres 7 angeordnet, wobei die einzelnen Bohrungen einen Durchmesser zwischen etwa 2,0 und 4 mm aufweisen, und wobei die beiden Bohrungsreihen einen Abstand voneinander haben, der etwa dreimal so groß wie der Durchmesser der Bohrungen ist. Es können auch mehr als zwei Reihen von Boh rungen vorgesehen werden.In the jacket of the second tube 7 , two rows of holes 8 are arranged in a small amount evenly distributed over the circumference upstream from the center of the tube 7 , the individual holes having a diameter between about 2.0 and 4 mm, and wherein the two Hole rows have a distance from each other that is about three times the diameter of the holes. More than two rows of holes can also be provided.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, bilden die Achsen der Bohrungen 8 mit der Längsachse des zweiten Rohres 7 in Strömungs richtung 12 gesehen einen spitzen Winkel, der vorzugsweise etwa 45° beträgt.As shown in FIG. 2, the axes of the bores 8 form an acute angle with the longitudinal axis of the second tube 7 in the direction of flow 12 , which is preferably approximately 45 °.
Die gesamte Verbrennungsluft, deren Menge durch eine bekannte - und daher nicht dargestellte - Drosselklappe einstell bar ist, gelangt durch das Mischrohr 1 zunächst in den Bereich der konischen Verjüngung 2, wo sie aufgrund der Querschnittsver engung beschleunigt wird. An der Blende 6 erfolgt aufgrund der erneuten Querschnittsverengung durch die Blendenöffnung 11 eine weitere drastische Erhöhung der Geschwindigkeit, wodurch gleich zeitig der statische Druck abnimmt, so daß dort, wo die Brenn stoffdüse 4 den Brennstoff zerstäubt in den Luftstrom eingibt ein starker Unterdruck herrscht, der bewirkt, daß die Öltröpfchen vollständig vergast werden.The entire combustion air, the amount of which is adjustable by a known - and therefore not shown - throttle valve, first passes through the mixing tube 1 into the area of the conical taper 2 , where it is accelerated due to the cross-sectional constriction. At the aperture 6 is due to the renewed narrowing of the cross section through the aperture 11, a further drastic increase in speed, whereby the static pressure decreases at the same time, so that where the fuel nozzle 4 enters the fuel into the air stream, a strong negative pressure prevails, the causes the oil droplets to be completely gasified.
Der Flammenursprung befindet sich etwa auf der Stau scheibe 9, so daß das Innere des zweiten Rohres 7 fast vollstän dig von der Flamme ausgefüllt ist und die Flamme nur noch etwas über das Auslaßende 14 des Rohres 7 in den Brennraum ragt. Durch die einfache Beschaffenheit der Stauscheibe ohne den sonst übli chen Flansch gelangen Verbrennungsprodukte und Flammenteile aus dem Bereich des Ursprungs der Flamme um die Scheibe 9 herum in den Raum zwischen Stauscheibe und Blendenöffnung 11 zurück, ver engen durch ihren Eintritt dort den Raum für die durch die Blen denöffnung 11 strömenden Verbrennungsprodukte und verstärken die Durchmischung der Verbrennungsgase vor und hinter der Stauscheibe 9 und in der Flamme. Dies gewährleistet eine sichere Zündung der Verbrennungsprodukte an der Stauscheibe 9.The origin of the flame is located approximately on the jam disk 9 , so that the inside of the second tube 7 is almost completely filled dig by the flame and the flame only protrudes slightly beyond the outlet end 14 of the tube 7 into the combustion chamber. Due to the simple nature of the baffle plate without the otherwise usual Chen combustion products and flame parts from the area of origin of the flame around the disc 9 around in the space between the baffle plate and aperture 11 come back, ver narrow through their entry there the space for by Blen den opening 11 flowing combustion products and increase the mixing of the combustion gases in front of and behind the baffle plate 9 and in the flame. This ensures reliable ignition of the combustion products on the baffle plate 9 .
Da das zweite Rohr 7 einen Durchmesser aufweist, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa halb so groß ist wie der des Mischrohres 1 und in dem Rohr 7 durch die Flamme eine hohe Temperatur entsteht, die Flamme aber durch das zweite Rohr in ihren radialen Abmessungen begrenzt wird, ergibt sich eine hohe Geschwindigkeit der Verbrennungsprodukte in der Flamme und damit eine Verringerung der Verweilzeit in der Flamme, die erheb lich niedriger als bei bekannten Mischeinrichtungen ist.Since the second tube 7 has a diameter which in the illustrated embodiment is approximately half the size of that of the mixing tube 1 and a high temperature is generated in the tube 7 by the flame, but the flame is limited in its radial dimensions by the second tube , there is a high speed of the combustion products in the flame and thus a reduction in the residence time in the flame, which is significantly lower than in known mixing devices.
Durch die Vergasung des Brennstoffs und die Verwirbe lung der Luft im Bereich der Blendenöffnung 11 und der Stauschei be 9 wird eine sehr gute Vermischung von Luft und vergastem Brennstoff erreicht, so daß die Verbrennung nah stöchiometrisch und völlig rußfrei erfolgt und alle brennbaren Teilchen bei der Verbrennung erfaßt.Through the gasification of the fuel and the swirling of the air in the area of the aperture 11 and the baffle plate 9 , a very good mixing of air and gasified fuel is achieved, so that the combustion takes place close to stoichiometric and completely soot-free and all combustible particles during combustion detected.
Wie bereits erwähnt wurde, entsteht durch die große Ge schwindigkeit der Gase in der Flamme im zweiten Rohr 7 ein erheb licher statischer Unterdruck, so daß Abgase aus dem Brennraum durch die Bohrungen 8 im Mantel des zweiten Rohres 7 in das zwei te Rohr gesaugt werden und dort schräg auf die Flamme treffen. Diese Abgase besitzen eine Temperatur von ca. 800°C, so daß sie die Temperatur der Flamme herunterkühlen. Die Kühlung durch die Abgase wird noch durch den Mantel des zweiten Rohres 7, der durch den relativ kühlen Brennraum auf Temperaturen zwischen 600 und 800°C gehalten wird, verstärkt, so daß schließlich die Flamme im Mittel eine Temperatur von ca. 1100°C aufweist. As already mentioned, the high speed of the gases in the flame in the second tube 7 produces a considerable static vacuum, so that exhaust gases are sucked out of the combustion chamber through the holes 8 in the jacket of the second tube 7 into the second tube and meet the flame there diagonally. These exhaust gases have a temperature of approximately 800 ° C, so that they cool down the temperature of the flame. The cooling by the exhaust gases is intensified by the jacket of the second tube 7 , which is kept at temperatures between 600 and 800 ° C. by the relatively cool combustion chamber, so that the flame finally has an average temperature of approximately 1100 ° C. .
Mit den Bohrungen 8 wird somit zum ersten erreicht, daß die Flamme gekühlt wird und damit die Temperatur der Flamme im Mittel auf die Grenztemperatur zur Bildung von NOx sinkt, zum zweiten, daß die Geschwindigkeit der Verbrennungsprodukte ab Rohrmitte weiter angehoben wird, und zum dritten, daß durch den Eintritt der Abgase in die Flamme die Durchmischung dort nochmals verbessert wird.With the holes 8 is thus achieved first that the flame is cooled and thus the temperature of the flame drops on average to the limit temperature for the formation of NO x , second that the speed of the combustion products is further increased from the center of the tube, and third that the mixing there is further improved by the entry of the exhaust gases into the flame.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Mischeinrich tung wird die Bildung von Stickoxiden sehr stark verringert, so daß die Verbrennung erheblich stickstoffärmer gegenüber üblichen Mischeinrichtungen verläuft, ohne den Wirkungsgrad der Gesamtver brennung zu verschlechtern.Due to the inventive design of the mixing device tion, the formation of nitrogen oxides is very much reduced that the combustion is considerably less nitrogen than usual Mixing devices run without the efficiency of the total deteriorate burning.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Rohr 7 etwa so lang wie der Durchmesser des Mischrohres 1 und etwa doppelt so lang wie sein eigener Durchmesser. Es hat sich gezeigt, daß bei einem solchen Längenverhältnis die erfin dungsgemäßen Maßnahmen ihre größte Wirkung erzielen. Jedoch sind noch Abweichungen von diesem Verhältnis denkbar, weil auch dann bereits wesentlich geringere Mengen an Stickoxiden als bei übli chen Mischeinrichtungen erzeugt werden.In the exemplary embodiment shown, the second tube 7 is approximately as long as the diameter of the mixing tube 1 and approximately twice as long as its own diameter. It has been shown that with such an aspect ratio, the measures according to the invention achieve their greatest effect. However, deviations from this ratio are still conceivable, because even then much smaller amounts of nitrogen oxides are produced than with usual mixing devices.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19893936461 Withdrawn DE3936461A1 (en) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | Mixer for oil burner with fan - has baffle at transition between tapering mixer tube and smaller one |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3936461A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0857915A3 (en) * | 1997-02-07 | 1999-06-16 | ELCO KLÖCKNER HEIZTECHNIK GmbH | Method and burner head for the combustion of liquid and gaseous fuels |
| DE19824719A1 (en) * | 1998-06-03 | 1999-12-09 | Koerting Ag | Oil burner with air feed pipe, turbulizer jet and mixing chamber |
| DE4412185B4 (en) * | 1994-04-08 | 2005-05-12 | Körting Hannover AG | Burners for liquid or gaseous fuels, in particular for oil |
| CN1306212C (en) * | 2003-07-09 | 2007-03-21 | 郑赞守 | Gas stove |
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| DE2511500C2 (en) * | 1975-03-15 | 1983-08-11 | Smit Nijmegen B.V., Nijmegen | Burners for burning liquid fuel |
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1989
- 1989-11-02 DE DE19893936461 patent/DE3936461A1/en not_active Withdrawn
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