DE4134651C2

DE4134651C2 -

Info

Publication number: DE4134651C2
Application number: DE4134651A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter 6304 Lollar De Gietmann; Heinrich Dipl.-Ing. 6330 Wetzlar De Oehler
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1991-10-19
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2011-10-20
Also published as: ATE132957T1; DE4134651C3; EP0538594B1; DE4134651A1; DE59205001D1; EP0538594A3; EP0538594A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für einen Ölbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Mischvorrichtung dieser Art ist der DE 39 37 925 A1 zu entnehmen. Dabei besitzt das Brennerrohr einen stromab sich verengenden Ausmündungs-Konus mit vier bis sechs Sicken in einem Anstellwinkel von 15 bis 45°. Am Eingang des Konus sitzt eine Stauscheibe mit radialen Schlitzen und einem zylinderförmigen Rand. Die schräg gestellten Sicken haben die Aufgabe, der Sekundärluftströmung einen Drall zu geben, welcher die eingeschlossene Flamme stabilisiert und den durch die Stauscheibe gebildeten Drall der Primärluft unterstützt. Eine nachgeschaltete Einschnürung des Konus verhindert schließlich das Auflösen des entstandenen Dralls und sorgt für gute Verbrennungsergebnisse mit einer Reduzierung der NO_x- Bildung.

Aus der DE 26 23 759 A1 geht außerdem ein Ölbrenner hervor, der innerhalb des Brennerrohres einen auf der Brennstofflanze befestigten topfförmigen Hohlkörper besitzt. Am Außenumfang des Hohlkörpers sind Leitschaufeln angesetzt, welche eine Aufgliederung in einzelne Kanäle bewirken und als Drallgeber für Verbrennungsluft dienen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer gattungsgemäßen Mischvorrichtung für einen Ölbrenner, die eine äußerst schadstoffarme Verbrennung mit weiter reduzierten NO_x-Werten gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale erreicht.

Bei dieser Ausbildung entsteht eine Aufteilung des Sekundärluftstromes in viele einzelne Drallstrahlen an den von jeweils zwei benachbarten Leitschaufeln mit dem Innenzylinder und dem Ausmündungskonus des Brennerrohres gebildeten Drallkanälen, die sich zur Ausmündung hin injektorartig verjüngen. In diesen Kanälen wird ein geringer statischer Druck in einen hohen dynamischen Druck umgewandelt. Diese Druckerhöhung führt zu einer starken Beschleunigung des Sekundärluftstromes, der durch den Leitschaufel-Anstellwinkel von mindestens 45° mit einer starken Drallkomponente versehen ist.

Die Drallbildung, die Erzeugung klar begrenzter Drallstrahlen durch lange Luftführungen und die Luftbeschleunigung infolge der Verjüngung der Kanäle führt zu einer Homogenisierung der Sekundärluftströmung. Das hat zur Folge, daß bei der Verbrennung die NO_x-Werte wesentlich reduziert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine günstige Luftbeschleunigung wird durch die Verengung der Strömungsgassen gemäß Anspruch 2 erzielt. Das ist durch die Zuordnung und Gestaltung des Innenzylinders, der Leitschaufeln und des Konus zu erreichen.

Nach Anspruch 3 ist eine große Anzahl an Leitschaufeln und ein starker Anstellwinkel zu empfehlen, wobei die Leitschaufeln bis zur Ausmündung des Konus geführt sein sollen, um die volle Wirkung zu erzielen.

Zur Vermeidung von Stoßverlusten beim Eintritt der Sekundärluft in die Drallkanäle sollte der Anstellwinkel am Einlaß zunächst noch gering sein. Das wird durch gekrümmte Leitschaufeln gemäß Anspruch 4 ermöglicht.

Bei Ausbildung der Leitschaufeln entsprechend Anspruch 5 bilden diese einen mit dem Innenzylinder in den Konus einzufügenden Drallkörper, der die Brennstofflanze direkt umgibt.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine Mischvorrichtung mit Brennerrohr, eingebauter Stauscheibe und Brennstofflanze,

Fig. 2 und Fig. 3 Längsschnitte durch die vordere Partie des Brennerrohres,

Fig. 4 und Fig. 5 den Schnitt A-A aus Fig. 2 bzw. B-B aus Fig. 3,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Mischvorrichtung mit eingebautem Drallkörper und Brennstofflanze und

Fig. 7 die Ansicht des Drallkörpers aus Fig. 5 von rechts.

Im Brennerrohr 1 sitzt eine Brennstofflanze 2, auf der eine Stauscheibe 3 mit Drallschlitzen längsbeweglich gelagert ist. Die Stauscheibe 3 besitzt einen kragenförmigen Rand zur Ausbildung eines Innenzylinders 4. Das Brennerrohr 1 bildet einen sich verjüngenden Ausmündungskonus 5. An dessen Innenseite sind gemäß Fig. 2 bis 5 drallerzeugende Leitschaufeln 6 unter einem Anstellwinkel β von mehr als 45° angeordnet. Auf der Einströmseite empfiehlt sich ein Winkel β1 von nur 0-20°, um Stoßverluste zu vermeiden. Durch die Leitschaufeln 6, den Konus 5 und den Rand der Stauscheibe 3 sind Drallkanäle 7 gebildet, die sich zur Ausmündung hin stark verjüngen. Das kann noch durch eine Verstärkung der Schaufelbreite verstärkt werden, was in Fig. 2 angedeutet ist. Es empfiehlt sich, den Einströmquerschnitt A1 zum Ausströmquerschnitt A2 mindestens auf den halben Wert düsenförmig zu verjüngen.

Eine Alternative zeigen die Fig. 6 und 7. Hier sind die Leitschaufeln 6 am Innenzylinder 4 angeordnet, der die Brennstofflanze 2 unmittelbar umgibt. Die Einheit aus Innenzylinder 4 und Leitschaufeln 6 bildet einen in den Konus 5 einsetzbaren Drallkörper.

Die Kombination aus Dralleffekt, Strömungsaufgliederung und Luftbeschleunigung führt zu einer erheblichen Reduzierung der NO_x-Bildung.

Claims

1. Mischvorrichtung für einen Ölbrenner in einem zur Ausmündung hin sich konisch verjüngenden, Verbrennungsluft führenden Brennerrohr (1), mit einem eine Stauscheibe (3) und eine Brennstofflanze (2) umgebenden Innenzylinder (4) und mit an Drallkanäle (7) angrenzenden Leitkörpern, die unter einem Anstellwinkel (β) zwischen dem Konus (5) des Brennerrohres (1) und dem Innenzylinder (4) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens sechs als Leitschaufeln (6) gestalteten Leitkörpern mit einem Anstellwinkel (β) von mindestens 45° der Innenzylinder (4) sich etwa über die volle axiale Höhe der Leitschaufeln (6) erstreckt und die Drallkanäle (7) sich zur Ausmündung hin verjüngen.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungsquerschnitt innerhalb der Drallkanäle (7) vom Einlaß (bei A1) zur Ausmündung (bei A2) hin mindestens halbiert.

3. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß 12-24 Leitschaufeln (6) unter einem Anstellwinkel (β) von 45-80° vorhanden und bis zur Ausmündung des Konus (5) geführt sind.

4. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (6) am Einlaß einen Anstellwinkel (β1) von 0-20° besitzen und daß sich dieser Winkel infolge einer Schaufelkrümmung auf den Anstellwinkel (β) von 45-80° vergrößert.

5. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verzicht auf die Stauscheibe die Leitschaufeln (6) an der Außenwandung des Innenzylinders (4) angeordnet sind und mit diesem einen in den Konus (5) einfügbaren Drallkörper bilden (Fig. 6, 7).