DE4009221C2 - Brenner zur stöchiometrischen Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes - Google Patents
Brenner zur stöchiometrischen Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen BrennstoffesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- 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
- F23D11/404—Flame tubes
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur stöchiometrischen Verbrennung
eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Ein Brenner dieser Art ist aus der DE 35 32 777 A1 bekannt. Um ohne
Beeinträchtigung der Verbrennungsqualität kürzere Flammenlängen zu ermöglichen,
ist bei diesem Brenner am Austrittsende des Flammrohres eine Blende vorgesehen,
die mehrere Flammenaustrittsschlitze aufweist. Die Blende ist hierbei hülsenförmig
gestaltet, wobei deren Wandung wellenartig in die Hülsenmitte eingezogen ist,
derart, daß die Hülse an ihrem flammrohrseitigen Ende im wesentlichen den
Kreisquerschnitt beibehält und am anderen Ende sternförmig eingeschnürt ist und
dabei die Flammenaustrittsschlitze gebildet sind. Durch diese Ausgestaltung ist zwar ein
gutes Startverhalten des Brenners sowie eine pulsationsfreie Verbrennung zu
bewerkstelligen, der dazu erforderliche Bauaufwand ist jedoch erheblich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Brenner der vorgenannten Gattung in der
Weise auszubilden, daß bei geringem Bauaufwand eine gute Verbrennung des
Luft-Brennstoffgemisches, vor allem auch bereits in der Startphase, in der Brennkammer
erreicht und somit der Anteil der Stickoxide in den Abgasen während der gesamten
Betriebsdauer des Brenners in einem erheblichen Maße reduziert werden kann.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 erreicht. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Aus der US 35 89 848 ist ein Ölbrenner bekannt, bei dem zur Rückführung von
Verbrennungsgasen aus dem Flammenbereich des Brenners in dem Brennerrohr ein
umlaufender Prallring eingesetzt ist. Die Verbrennung in der Startphase ist durch den
Prallring jedoch nicht zu beeinflussen.
Bei dem Brenner gemäß der Erfindung bildet sich bereits in der Startphase eine
stabile blaubrennende Flamme aus, so daß stets eine schadstoffarme Verbrennung
gegeben ist. Die Einschnürung wirkt nämlich gewissermaßen als Bremse für die
Flamme, durch die diese in das Innere der Brennkammer abgelenkt wird. Dadurch
entsteht ein Wirbel, durch den eine Rückführung der Flamme und/oder der
Verbrennungsgase und damit ein guter Ausbrand bewerkstelligt werden. Außerdem
werden durch den Wirbel die Schwingungen der Flamme gebrochen, so daß die
Betriebsgeräusche des Brenners vor allem auch bei einem Kaltstart in einem
erheblichen Maße gemindert werden.
Ferner ist von Vorteil, daß in der Brennkammer die Flammenbildung durch
Einbauten nicht beeinträchtigt wird. Vielmehr wird durch die vorgesehene
Einschnürung, für die der Bauaufwand äußerst gering ist und durch die die Stabilität
des Brennerrohres gesteigert wird, die Brennerflamme stabilisiert. Irgendwelche
Bauteile sind demnach, um eine optimale Verbrennung zu erzielen, nicht
aufzuheizen, so daß bereits in der Startphase eine stabile blaubrennende Flamme
und damit eine schadstoffarme Verbrennung gegeben ist. Und da somit auch keine
Einbauten und Halterungen umspült werden, arbeitet der erfindungsgemäß
ausgebildete Brenner äußerst geräuscharm. Durch die Ausgestaltung des
Brennerrohres wird außerdem nicht nur bezüglich der Verbrennungsqualität eine
weitgehende Kesselbrennkammer-Unabhängigkeit erreicht, sondern es werden auch
mit nahezu jedem bekannten Brenner äußerst günstige Stickoxidwerte erzielt. Diese
können nämlich ohne Schwierigkeiten leicht nachgerüstet werden, so daß kurzfristig
die durch Heizungen gegebenen Abgasbelastungen gemindert werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
ausgebildeten Brenners dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist.
Hierbei zeigt
Fig. 1 den Brenner mit einer in dessen Brennerrohr eingearbeiteten
Einschnürung in einem Längsschnitt und
Fig. 2 die bei dem Brenner nach Fig. 1 vorgesehene Einschnürung
in einer vergrößerten Darstellung.
Der in der Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Brenner dient zur
stöchiometrischen Verbrennung eines flüssigen Brennstoffes und besteht im
wesentlichen aus einem Brennerrohr 11 und einer Zerstäuberdüse 12, der über eine
mit einem Filter 17 versehene Brennstoffleitung 15 mittels einer in dieser
eingesetzten Pumpe 16 aus einem Vorratsbehälter 14 der Brennstoff zugeführt wird.
Die Zerstäuberdüse 12, der eine Zündelektrode 18 oder eine Zündkerze zugeordnet
ist, ist von einer Luftzuführungsleitung 13 umgeben, in der die von einem Ventilator
19 geförderte Verbrennungsluft zugeführt wird. Die Luftzuführungsleitung 13 ist
hierbei durch eine Verlängerung des Brennerrohres 11 gebildet, die mittels eines
Flansches 5 an der Wand 4 eines Heizkessels 2 befestigt ist, so daß das
Brennerrohr 11 in dessen Kesselraum 3 hineinragt.
Zwischen dem Brennerrohr 11 und dem Luftzuführungsrohr 13 ist eine Blende 21
eingesetzt, die zentrisch mit einer Blendenöffnung 22 versehen ist. Auf diese Weise
ist in dem Brennerrohr 11 eine Brennkammer 20 geschaffen, in der der eingebrachte
Brennstoff verbrannt wird und aus dessen Brennkammeröffnung 23 die Flamme
austritt.
Um das Kaltstartverhalten des Brenners 1 zu verbessern und um die
Betriebsgeräusche zu senken, ist in das Brennerrohr 11 des Brenners 1 im vorderen
Bereich der Brennkammer 20 eine umlaufende Einschnürung 31 eingearbeitet, die
durch eine eingerollte Sicke 32 gebildet ist. Die Einschnürung 31 sollte hierbei in
einem Abstand s vor der Brennkammeröffnung 23 angeordnet sein, der etwa 1/3 der
Länge l der Brennkammer 20 entspricht. Außerdem sollte die Einschnürung 31,
deren Höhe h mindestens etwa der Wandstärke des Brennerrohres 11 entsprechen
sollte, in dem in die Brennkammer 20 ragenden Bereich einen dreieckförmigen
Querschnitt aufweisen, und die Übergänge 33 zwischen der Einschnürung 31 und
dem Brennerrohr 11 sollten konkav, deren Spitze 34 dagegen konvex gekrümmt
sein.
Die Einschnürung 31, durch die die Stabilität des Brennerrohres 11 gesteigert wird,
wirkt insbesondere in der Startphase als Bremse, da durch diese die Flamme in das
Innere der Brennkammer 20 abgelenkt wird und somit ein Wirbel entsteht und in der
Brennkammer 20 dadurch eine Reduktionszone, in der ein guter Ausbrand gegeben
ist, gebildet ist. Außerdem werden durch diesen Wirbel die Schwingungen der
Flamme gebrochen, so daß die Betriebsgeräusche des Brenners 1 vor allem auch
bei einem Kaltstart gemindert werden.
Claims (5)
1. Brenner zur stöchiometrischen Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen
Brennstoffes, bestehend aus einer Zerstäuberdüse (12), der über eine
Brennstoffleitung (15) der Brennstoff zuführbar ist, einer die Zerstäuberdüse (12)
umgebenden Luftzuführungsleitung (13) für die von einem Ventilator (19) der
Zerstäuberdüse (12) zuzuführende Verbrennungsluft und einer durch ein in einen
Kesselraum (3) ragendes Brennerrohr (11) gebildeten Brennkammer (20), die im
hinteren düsenseitigen Bereich mit einer Stauscheibe oder einer Blende (21) und
im vorderen Bereich mit einer in die Brennkammer (20) ragenden Einrichtung
versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung als umlaufend ausgebildete Einschnürung (31) ausgebildet ist,
die durch eine in das Brennerrohr (11) eingerollte Sicke (32) gebildet und die in
einem Abstand (s) vor der stromabwärtigen Brennkammeröffnung (23) angeordnet
ist, der etwa 1/3 der Länge (l) der Brennkammer (20) entspricht.
2. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einschnürung (31) in dem in die Brennkammer (20) ragenden Bereich
einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß einer oder beide Übergänge (33) zwischen der Einschnürung (31) und dem
Brennerrohr (11) konkav gekrümmt ausgebildet sind.
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spitze (34) der Einschnürung (31) konvex gekrümmt ausgebildet ist.
5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h) der Einschnürung (31) mindestens etwa der Wandstärke des
Brennerrohres (11) entspricht.
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Publications (2)
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ID=6402819
Family Applications (1)
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DE19904009221 Expired - Fee Related DE4009221C2 (de) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | Brenner zur stöchiometrischen Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4009221C2 (de) |
Families Citing this family (4)
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1990
- 1990-03-22 DE DE19904009221 patent/DE4009221C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4009221A1 (de) | 1991-09-26 |
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