DE4000532C1

DE4000532C1 - Fan burner for oil or carbon contg. gas - has partition of refractory, porous material to form air passages

Info

Publication number: DE4000532C1
Application number: DE19904000532
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Russikon Ch Schilling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-05-02
Anticipated expiration: 2010-01-11

Abstract

The forced draught burner for oil, or for a gas with a carbon content has a fuel supply nozzle (14) enclosed in the air supply chamber (10), which is sepd. from the flame tube (12) by a partition (16) with a central opening (18) for the air and fuel. The partition is made from a porous, refractory material to form air passages, which is permeable to air, such as sintered metal or ceramics. The partition enables an additional small quantity of air to flow into the flame tube, but prevents any flame flashback. ADVANTAGE - No deposits on the partition.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebläsebrenner für Öl oder kohlenstoffhaltiges Gas gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a forced draft burner for oil or carbon-containing gas according to the preamble of the claim 1.

Bei einem Brenner dieser Gattung, wie er z. B. aus dem DE-GM 81 06 319 bekannt ist, ist zwischen dem Flammrohr und dem Luftzufuhrraum, in welchem sich die Brennstoffdüse befindet, eine Trennwand vorgesehen, die vor der Düse eine mittige Durchtrittsöffnung aufweist. Diese Durchtrittsöffnung ermög licht eine genau dosierte Mischung des über die Düse zer stäubt zugeführten Brennstoffs mit der unter dem Druck eines Gebläses über den Luftzufuhrraum zugeführten Verbrennungs luft. Durch diese genau dosierte Mischung kann vor allem eine blaubrennende Flamme erhalten werden.In a burner of this type, as it is for. B. from the DE-GM 81 06 319 is known, is between the flame tube and the Air supply space in which the fuel nozzle is located, a partition is provided, which is a central in front of the nozzle Has passage opening. This passage opening enables lightly dosed mixture of the zer through the nozzle dusts fuel supplied with that under the pressure of a Blower fed combustion through the air supply space air. Above all, this precisely metered mixture can a blue burning flame can be obtained.

Die Durchtrittsöffnung kann bei ähnlichen bekannten Gebläse brennern (DE 34 20 077 C2, GB-PS 12 43 907) mit Luftleitkör pern oder Luftleitrohren verbunden sein, die zusätzlich eine gerichtete Führung der Verbrennungsluft bewirken.The passage opening can be used in similar known fans burners (DE 34 20 077 C2, GB-PS 12 43 907) with air guide pern or air ducts are connected, the additional one cause the combustion air to be directed.

Bei diesen bekannten Gebläsebrennern ist die Trennwand außerhalb des mittigen Durchtrittsbereichs massiv und luftundurchlässig ausgebildet. In dem Flammrohr bildet sich hinter der Trennwand rings um die mittige Durch trittsöffnung ein rezirkulierender Wirbel aus Verbrennungs gasen aus, die noch unvollständig verbrannten Kohlenstoff enthalten. Diese rezirkulierenden Verbrennungsgase strömen entlang der Trennwand radial nach innen und werden wieder von der Flamme mitgenommen. Die durch das Gebläse zugeführte Verbrennungsluft, die eine Temperatur von etwa 20°C hat, beaufschlagt die Trennwand düsenseitig und kühlt diese. Feiner Ölnebel und unvollständig verbrannte Rußpartikel in den rezirkulierenden Verbrennungsgasen schlagen sich daher an dieser Trennwand nieder und setzen sich flammrohrseitig rings um die mittige Durchtrittsöffnung fest. Dadurch werden die Strömungsverhältnisse für den Durchtritt durch die Durchtrittsöffnung und die Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft beeinflußt und die optimalen Verbrennungs bedingungen werden nicht mehr eingehalten.In these known fan burners, the partition is outside the central passage area solid and airtight. In the flame tube forms behind the partition around the central opening a recirculating vortex from combustion outgassing the still incompletely burned carbon contain. These recirculating combustion gases flow along the partition radially inward and will again taken away by the flame. The fed by the blower Combustion air, which has a temperature of about 20 ° C, acts on the partition on the nozzle side and cools it. Fine oil mist and incompletely burned soot particles in the recirculating combustion gases are therefore striking down on this partition and sit down on the flame tube side firmly around the central opening. This will the flow conditions for the passage through the Passage opening and the mixing of fuel and Combustion air affects and the optimal combustion conditions are no longer met.

Bei dem Brenner des DE-GM 81 06 319 ist beiderseits der mittigen Durchtrittsöffnung jeweils ein Umlenkschlitz vorge sehen. Ein Teil der Verbrennungsluft strömt durch diese Umlenkschlitze beim Anfahren in das Flammrohr und beim Betrieb des Brenners, neben einem Teil unverbrannten Ölnebels, wieder hinter die Trennwand und wird erneut durch die Durchtrittsöffnung mitgerissen. Diese Zirkula tionsströmung erzeugt einen Unterdruck im Sprühkegel des zerstäubten Öls, der dessen Siedepunkt herabsetzt. Die Wirkung dieser Umlenkschlitze beschränkt sich unmittelbar auf den Rand des Sprühkegels, beeinflußt aber die Zirkula tion der Verbrennungsgase in dem Flammrohr entlang der Trennwand unwesentlich.The burner of DE-GM 81 06 319 is on both sides middle passage opening each a deflection slot see. Part of the combustion air flows through it Deflection slots when moving into the flame tube and when operating the burner, in addition to a part of unburned oil mist, behind the partition again and is again swept through the opening. This circula tion flow creates a negative pressure in the spray cone of the atomized oil, which lowers its boiling point. The The effect of these deflection slots is immediately limited on the edge of the spray cone, but affects the circula tion of the combustion gases in the flame tube along the Partition insignificant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gebläsebren ner der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß eine Ablagerung von Brennstoff- und Verbrennungsrückständen an der Trennwand verhindert wird.The invention has for its object a fan brakes ner of the type mentioned so that a Deposition of fuel and combustion residues the partition is prevented.

Diese Aufgabe wird bei einem Gebläsebrenner der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.This task is the beginning of a forced draft burner mentioned genus solved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1.

Aus DE 28 36 534 C2 ist es bereits bekannt, einen Ölbrenner mit einem porösen Verdampfereinsatz mit Luftdurchlässen zur Verhinderung von Rußbildung zu versehen. Der Verdampferein satz umschließt den Flammenkegel im wesentlichen koaxial und wird auf eine hohe Betriebstemperatur aufgeheizt, um eine vollständige Verdampfung des Brennstoffs zu bewirken. Die Porosität des Verdampfereinsatzes dient dazu, auftreffende Flüssigkeitstropfen des Brennstoffs zur besseren Verdampfung fein zu verteilen.From DE 28 36 534 C2 it is already known an oil burner with a porous evaporator insert with air openings for To prevent soot formation. The evaporator set encloses the flame cone essentially coaxially and is heated to a high operating temperature in order to cause complete evaporation of the fuel. The Porosity of the evaporator insert is used to impinge Liquid drops of fuel for better evaporation to distribute finely.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Durch die erfindungsgemäße poröse Ausbildung der Trennwand wird erreicht, daß ein minimaler Bruchteil der durch das Gebläse dem Luftzufuhrraum zugeführten Luft nicht durch die mittige Durchtrittsöffnung in die Flamme geleitet wird, sondern durch die poröse Trennwand hindurchtritt. Dieser über die gesamte Fläche der Trennwand durchtretende Luft strom verhindert, daß die rezirkulierenden Verbrennungsgase mit den nicht oder nur unvollständig verbrannten Brennstoff teilchen mit der Trennwand in Berührung kommen. Dadurch wird eine Ablagerung von Ruß- und Brennstoffteilchen an der kühleren Trennwand verhindert.Due to the porous design of the partition according to the invention is achieved that a minimal fraction of that by the Fan does not blow air supplied to the air supply space through the central passage opening is directed into the flame, but through the porous partition. This Air passing through the entire surface of the partition current prevents the recirculating combustion gases with the fuel that is not or only incompletely burned particles come into contact with the partition. This will a deposit of soot and fuel particles on the prevents cooler partition.

Um diesen Effekt zu bewirken, reicht eine geringe Luftmenge aus, die etwa 1 bis 5% des gesamten Verbrennungsluft-Volu menstroms beträgt. Dieser Luftvolumenanteil, der durch die poröse Trennwand in den Flammraum eintritt, ist so gering, daß er den Verbrennungsvorgang in dem Flammrohr nicht negativ beeinflußt. A small amount of air is sufficient to achieve this effect from about 1 to 5% of the total combustion air volume menstroms is. This proportion of air volume, which by the porous partition entering the flame chamber is so small that he does not have the combustion process in the flame tube negatively influenced.

Zweckmäßigerweise wird die Trennwand aus einem porösen Material hergestellt, das aus Sintermetall oder Keramik-Ma terial besteht. Vorzugsweise wird dieses Sintermaterial aus gebrochenen Partikeln hergestellt, so daß eine völlig unge regelte Strömungskonfiguration der aus der Trennwand in das Flammrohr eintretenden Luft erzielt wird, die keine Wind schattenbereiche auf der Austrittsseite aufweist, in welchen sich Ablagerungen festsetzen könnten.The partition is expediently made of a porous Material made from sintered metal or ceramic ma material exists. This sintered material is preferably made of broken particles, so that a completely un regulated flow configuration from the partition into the Flame tube is entering air that has no wind has shadow areas on the exit side, in which deposits could build up.

Als vorteilhaft hat sich eine Porosität (Verhältnis offenes Porenvolumen/Gesamtvolumen) der Trennwand von 30 bis 70% erwiesen. Die Poren weisen dabei vorzugsweise einen mittle ren Strömungsdurchmesser von 40 bis 200 µm auf.A porosity (ratio open Pore volume / total volume) of the partition from 30 to 70% proven. The pores preferably have an average ren flow diameter of 40 to 200 microns.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Gebläsebrenner im Axialschnitt.In the following the invention with reference to one in the drawing tion illustrated embodiment explained in more detail. The only figure in the drawing shows a forced draft burner in axial section.

Der Gebläsebrenner weist einen Luftzufuhrraum 10 auf, der in nicht dargestellter Weise an ein Gebläse angeschlossen ist, mittels dessen die Verbrennungsluft zugeführt wird. Der rohrförmige Luftzufuhrraum 10 setzt sich axial in einem Flammrohr 12 mit etwas erweitertem Druchmesser fort. Koaxial in dem Luftzufuhrraum 10 ist ein Düsenstock 14 mit einer Brennstoffdüse gehaltert, z. B. einer Ölzerstäuberdüse.The forced draft burner has an air supply space 10 which is connected in a manner not shown to a blower, by means of which the combustion air is supplied. The tubular air supply space 10 continues axially in a flame tube 12 with a slightly enlarged diameter. Coaxially in the air supply space 10 , a nozzle assembly 14 is held with a fuel nozzle, for. B. an oil atomizing nozzle.

Durch eine am Übergang von dem Luftzufuhrraum 10 zu dem Flammrohr 12 eingedrückte Umfangssicke ist eine Trennwand 16 gehalten, die den Luftzufuhrraum 10 von dem Flammrohr 12 trennt. Die Trennwand 16 weist mittig vor der Brennstoffdüse eine Durchtrittsöffnung 18 auf, durch welche die Verbren nungsluft aus dem Luftzufuhrraum 10 in das Flammrohr 12 strömt, wie durch die Pfeile 20 angedeutet ist, und durch welche der Brennstoff von der Brennstoffdüse als Nebel 22 in das Flammrohr 12 zerstäubt wird. Der mit der Verbrennungs luft vermischte Brennstoffnebel wird in dem Flammrohr 12 durch in die Trennwand 16 eingesetzte Zündelektroden 24 gezündet.A partition 16 is held by a peripheral bead pressed in at the transition from the air supply space 10 to the flame tube 12 , which separates the air supply space 10 from the flame tube 12 . The partition 16 has a central opening in front of the fuel nozzle 18 through which the combustion air flows from the air supply space 10 into the flame tube 12 , as indicated by the arrows 20 , and through which the fuel from the fuel nozzle as a mist 22 in the flame tube 12 is atomized. The air mixed with the combustion fuel mist is ignited in the flame tube 12 by ignition electrodes 24 inserted into the partition 16 .

Während die Flamme in dem Flammrohr 12 brennt, bilden sich in dem Flammrohr 12 rings um die Durchtrittsöffnung 18 an der Trennwand 16 Wirbel von rezirkulierenden Verbrennungsga sen, wie durch Pfeile 26 angedeutet, die radial von außen nach innen an der Trennwand 16 entlangströmen. Damit die rezirkulierenden Verbrennungsgase 26 mit der Trennwand 16 nicht in Berührung kommen und die in diesen Verbrennungsga sen enthaltenen unverbrannten oder unvollständig verbrannten Brennstoffteilchen sich nicht an der Trennwand 16 fest setzen, ist die Trennwand porös und luftdurchlässig ausge bildet. Hierzu besteht die Trennwand 16 aus Sintermetall oder einem keramischen Material mit einer Porosität der offenen Poren von etwa 30 bis 70%. Der Strömungsdurchmesser der Poren beträgt etwa 40 bis 200 µm. Dadurch wird erreicht, daß ein Anteil von etwa 1 bis 5% des Gesamtvolumenstroms der den Luftzufuhrraum 10 zugeführten Verbrennungsluft nicht durch die Durchtrittsöffnung 18 sondern durch die poröse Trennwand 16 hindurchtritt. Die flammrohrseitig aus der Trennwand 16 austretende Luftmenge reicht aus, um die rezir kulierenden Verbrennungsgase 26 von der Trennwand 16 fernzu halten, die durch die im Luftzufuhrraum 10 auftreffende Verbrennungsluft gekühlt wird.While the flame burns in the flame tube 12, are formed in the flame tube 12 around the passage opening 18 on the partition 16 vortex of recirculating Verbrennungsga sen, as indicated by arrows 26, the radial flow along from the outside to the inside of the partition wall sixteenth So that the recirculating combustion gases 26 do not come into contact with the partition wall 16 and the unburned or incompletely burned fuel particles contained in these combustion gases do not settle firmly on the partition wall 16 , the partition wall is porous and air-permeable. For this purpose, the partition 16 consists of sintered metal or a ceramic material with a porosity of the open pores of approximately 30 to 70%. The flow diameter of the pores is approximately 40 to 200 µm. It is thereby achieved that a portion of approximately 1 to 5% of the total volume flow of the combustion air supplied to the air supply space 10 does not pass through the passage opening 18 but through the porous partition wall 16 . The amount of air emerging from the partition 16 on the side of the flame tube is sufficient to keep the recirculating combustion gases 26 away from the partition 16 , which is cooled by the combustion air arriving in the air supply space 10 .

Claims

Blower burner for oil or carbon-containing gas, with a fuel nozzle, with an air supply space ( 10 ) surrounding the fuel nozzle, with a flame tube ( 12 ) adjoining the air supply space ( 10 ) and with a flame tube ( 12 ) from the air supply space ( 10 ) separating partition ( 16 ) which has a passage opening ( 18 ) for air and fuel and air passages arranged in front of the fuel nozzle and recirculate combustion gases on the flame tube side, characterized in that the partition ( 16 ) for forming the air passages from a heat-resistant porous mate rial exists.

2. Fan burner according to claim 1, characterized in that the partition ( 16 ) consists of sintered metal or ceramic material.

3. Fan burner according to claim 2, characterized in that the sintered metal comes from broken particles represents is.

4. Fan burner according to at least one of the preceding claims, characterized in that the partition ( 16 ) has a porosity of the open pores of 30 to 70%.

5. Fan burner according to claim 4, characterized in that the pores have an average flow diameter of Have 40 to 200 microns.