DE4232181A1 - Brenner mit Stabilisatoren - Google Patents
Brenner mit StabilisatorenInfo
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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, insbesondere für
flüssige Brennstoffe, mit einem Stauraum, Mitteln zur Zuführung des
Brennstoffs und zur Zuführung von Luft und mit einem in seinem
Innern einen Brennraum aufweisenden Flammrohr mit einem offenen Ende
zur Verbrennung des Brennstoffs in einer Flamme.
Ein derartiger Brenner wird beispielsweise in der DE 42 01 061 A1
vorgeschlagen. Dort ist ein blaubrennender Ölbrenner beschrieben.
Ebenfalls bekannt sind gelbbrennende Brenner. Diese Brenner weisen
eine Brennstoffzufuhr auf, bei der der Brennstoff aus einer Düse
entweder in einem Mischzylinder, der in einem Flammrohr enthalten
ist (Blaubrenner), oder unmittelbar in dem Flammrohr (Gelbbrenner)
versprüht wird. Aus einem Stauraum gelangt Luft zur Verbrennung des
Brennstoffs in das Flammrohr.
Durch verschiedene Maßnahmen, wie zum Beispiel eine
Rauchgasrezirkulation, eine Sekundärluftzuführung, die in der
DE 42 01 061 A1 beschrieben wird, oder eine Vergrößerung des
Volumens des Flammrohrs wird versucht, den Anteil der Stickoxide im
Rauchgas zu vermindern. Dies führt jedoch bei der Verbrennung des
Brennstoffs zu einer Flamme, die von ihrem Ausgangspunkt abhebt,
seitlich an eine Wand des Flammrohrs schlägt oder sogar erlischt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brenner zu
schaffen, in dem sich eine stabile Flamme ausbildet.
Die Aufgabe wird bei einem Brenner der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß in dem Brennraum Stabilisatoren zur
Stabilisierung der Flamme vorgesehen sind.
Diese Maßnahme ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gezielte
Beeinflussung der Form der Flamme, indem sie um die Stabilisatoren
herumströmt und sie dabei gleichzeitig erwärmt. Dadurch kann ein im
Verhältnis zur Größe der Flamme grobes Volumen des Flammrohrs
gewählt werden. Der Brennstoff verbrennt optimal, und die
Schadstoffemissionen und der Rußanteil im Rauchgas werden weiter
verringert.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen angegeben. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die
Stabilisatoren an der Wand des Flammrohrs in dessen Inneren
befestigt sind und vorzugsweise radial in die Flamme hineinragen.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, daß die
Stabilisatoren als hohle Rohre ausgebildet sind, so daß auch durch
sie Rauchgas aus dem Kesselraum in das Flammrohr einströmt. Auch
hierdurch wird die Form der Flamme stabilisiert und der Anteil der
Stickoxide in Rauchgas verringert.
Nachstehend wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Gelbbrenner im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Blaubrenner im Längsschnitt und
Fig. 3 den Querschnitt des Blaubrenners gemäß Fig. 2
entlang der Linie A-A′.
Ein Gelbbrenner (Fig. 1) weist ein Stützrohr 1 mit einem
angeflanschten Brennerkopf 2 auf. Der Brennerkopf 2 ragt in das
hintere Ende eines Flammrohrs 3 hinein. Das Flammrohr 3 ist in einer
hier nicht dargestellten Weise mit dem Brennerkopf 2 verbunden. Das
Stützrohr 1 und das Flammrohr 3 sind innen durch eine Stauscheibe 4
voneinander getrennt, die eine zentrale Öffnung 5 aufweist.
Aus einer Brennstoffpumpe 6 wird einer Einspritzdüse 20 durch ein in
der Mitte des Stützrohrs 1 liegendes Rohr 7 und einen Ölvorwärmer 8
flüssiger Brennstoff zugeführt. Aus der Einspritzdüse 20 wird der
Brennstoff durch die Öffnung 5 hindurch in einen Brennraum 31 im
Innern des Flammrohrs 3 zerstäubt. Die Einspritzdüse 20 ist in dem
Ölvorwärmer 8 eingeschraubt. Der Ölvorwärmer 8 weist seitliche
Befestigungen 9 auf, an denen die Stauscheibe 4 befestigt ist. An
einer der Befestigungen 9 sind Zündelektroden 10 angeordnet, die zur
Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in dem Brennraum 31 dienen.
Aus einem Gebläse 11 strömt Luft in einen Stauraum 12 im Innern des
Stützrohrs 1 und gelangt aus dem Stauraum 12 durch Schlitze und
Bohrungen sowie seitlich an der Stauscheibe 4 vorbei und über ein
Röhrchen 13 in das Innere des Flammrohrs 3. In dem Brennraum 31
vermischt sich die Luft mit dem eingespritzten Brennstoff und
verbrennt nach Zündung durch die Zündelektroden 10 unter Bildung
einer gelben Flamme. Zur Verminderung des Gehaltes an Stickoxiden im
Rauchgas wird ein Teil des Rauchgases in dem Bereich zwischen dem
Brennerkopf 2 und dem Flammrohr 3 wieder in den Brennraum 31
zurückgeführt.
Dadurch wird zwar der Anteil der Stickoxide vermindert. Es besteht
jedoch bei herkömmlichen Brennern die Gefahr des Verlöschens der
Flamme, weil sie vom Brennerkopf abheben kann oder an der Innenseite
des Flammrohrs hin- und herwandert, was zu einer Instabilität und
zu Flammenabriß führen würde. Daher sind erfindungsgemäß
Stabilisatoren 14 vorgesehen, die jeweils auf der Innenseite des
Flammrohrs 3 befestigt sind und radial in die Flamme hineinragen. Es
sind wenigstens drei Stabilisatoren 14 vorhanden. Die Stabilisatoren
14 sind hier als hohle Rohre ausgebildet. Sie bestehen entweder aus
Metall, beispielsweise aus einem warmfesten, zunderbeständigen Stahl
oder aus einer Keramik, z. B. aus Porzellan, vorzugsweise einem
Werkstoff mit katalytischen Eigenschaften, oder die Stabilisatoren
14 haben eine katalytisch wirkende Beschichtung. Die Stabilisatoren
befinden sich, bezogen auf die Gesamtlänge LB des Brennraums 31, in
der von der Stauscheibe 4 abgewandten vorderen Hälfte des Brennraums
31, d. h. daß der Abstand LM der Mittelachse der Stabilisatoren 14
von dem offenen Ende des Flammrohrs 3 kleiner ist als die Hälfte der
Länge LB des Brennraums 31. Der Durchmesser dSt der Stabilisatoren 14
beträgt immer weniger als zwei Fünftel des Innenradius rF des
Flammrohrs 3. Gemäß Fig. 1 beträgt die Länge LSt der Stabilisatoren
14 weniger als zwei Fünftel des Innenradius rF des Flammrohrs 3. Die
Länge LSt der Stabilisatoren 14 darf höchstens sieben Zehntel des
Innenradius rF des Flammrohrs 3 betragen. Die Stabilisatoren 14 sind
nicht notwendigerweise als Rohre ausgebildet, sie können auch
würfelförmig sein und in anderer Weise im Innern des Flammrohrs 3
angeordnet sein. Sie können beispielsweise durch Befestigungsmittel
an den äußeren, dem offenen Ende des Flammrohrs 3 zugewandten Enden
des Brennerkopfs 2 befestigt sein. Die Stabilisatoren 14 ragen nicht
notwendigerweise radial in den Brennraum 31 hinein, sie können auch
schräg, bezogen auf die Ebene des Längsschnitts oder eines
Querschnitts, in ihn hineinragen.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) ist ein Blaubrenner
dargestellt. Soweit seine Bestandteile mit denen des Gelbbrenners
(Fig. 1) übereinstimmen, sind sie mit gleichen Bezugszeichen versehen
und werden daher an dieser Steile nicht näher erläutert. Aus dem
Stauraum 12 wird Luft zu einem größeren Teil einerseits unmittelbar
durch die zentrale Öffnung 5 der Stauscheibe 4 dem Brennraum 31
zugeführt, ebenfalls strömt jedoch Luft aus dem Röhrchen 13 in den
Brennraum 31 hinein. Das den Stauraum 12 umgebende Stützrohr 1 ist
unmittelbar an dem Flammrohr 5 angeflanscht. Ebenso ist es an einem
Kesselflansch 15 angeflanscht, der mit einer Kesselwand 16 verbunden
ist. Der Brennstoff gelangt aus der Einspritzdüse 20 durch die
Öffnung 5 in einen Mischzylinder 17, der koaxial zur Mittelachse
des Flammrohrs 3 angeordnet und an der Stauscheibe 4 befestigt
ist. Neben dem Brennstoff und der aus dem Stauraum 12 in den
Mischzylinder 17 hineingelangenden Luft werden zusätzlich im Bereich
des hinteren Endes des Mischzylinders 17 durch einen
umfangsseitigen Einlaßquerschnitt 18 Gase, die in dem Brennraum 31
rezirkulieren, angesaugt. Darüberhinaus gelangt durch Öffnungen 19
des Flammrohrs 3 Rauchgas aus dem Kesselraum in den Brennraum 31.
Die Stabilisatoren 14 sind wieder so angeordnet, daß sie in der von
der dem Stauraum 12 abgewandten Hälfte des Brennraums 31 liegen. In
diesem Fall weisen die Stabilisatoren 14 in ihrem Innern jeweils
einen Durchlaß zwischen dem Kesselraum und dem Brennraum 31 auf.
Auch durch diese Durchlässe strömt Rauchgas aus dem Kesselraum in
den Brennraum 31 hinein. Statt die Rauchgase aus dem Kesselraum
durch die innere stirnseitige Öffnung der Stabilisatoren 14 in den
Brennraum 31 einzuführen, ist es auch möglich, daß das Rauchgas aus
mantelseitigen Öffnungen der Stabilisatoren 14 in den Brennraum 31
gelangt. Der Blaubrenner gemäß Fig. 2 weist vier Stabilisatoren 14
(Fig. 3) auf. Es können jedoch auch mehr als diese vier
Stabilisatoren 14 vorgesehen werden.
Gemäß der Erfindung wird bei Brennern für flüssige oder gasförmige
Brennstoffe durch Einfügen von Stabilisatoren im Brennraum 31 auf
einfache Weise erreicht, daß einerseits die Flamme, die sonst zum
Wandern auf der inneren Mantelfläche des Flammrohrs 3 neigt, eine
stabile Form annimmt, indem sie die Stabilisatoren 14 seitlich
umstreicht. Die Stabilisatoren 14 können sowohl hohl als auch
geschlossen ausgebildet sein. Im Falle der hohlen Ausbildung lädt
sich auch durch die Stabilisatoren 14 Rauchgas aus dem Kesselraum
den Brennraum 31 einbringen.
Claims (12)
1. Brenner, insbesondere für flüssige Brennstoffe, mit einem
Stauraum (12), Mitteln zur Zuführung des Brennstoffs und zur
Zuführung von Luft und mit einem in seinem Innern einen
Brennraum aufweisenden Flammrohr (3) mit einem offenen Ende zur
Verbrennung des Brennstoffs in einer Flamme, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Brennraum (31) Stabilisatoren (14)
zur Stabilisierung der Flamme vorgesehen sind.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stabilisatoren (14) von der Innenwand des Flammrohrs (3) in die
Flamme hineinragen.
3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stabilisatoren (14) radial zu dem Flammrohr (3) in die Flamme
hineinragen.
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren (14) als hohle und zu dem
Kesselraum hin offene Rohre ausgebildet sind und daß durch sie
Rauchgas aus dem Kesselraum in den Brennraum (31) hineinströmt.
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stabilisatoren in ihren Mänteln Öffnungen aufweisen, aus denen
das Rauchgas in den Brennraum (31) einströmt.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand (LM) der Längsachse der
Stabilisatoren (14) von dem offenen Ende des Flammrohrs (3)
kleiner als die Hälfte der Länge (LB) des Brennraums (31) ist.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge (LSt) der Stabilisatoren (14)
höchstens neun Zehntel des Innenradius (rF) des Flammrohrs (3)
beträgt.
8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchmesser (dSt) der Stabilisatoren
(14) kleiner als zwei Fünftel des Innenradius (rF) des
Flammrohrs (3) ist.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens drei Stabilisatoren (14)
vorhanden sind.
10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren (14) aus einem Metall
oder einer Keramik bestehen.
11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stabilisatoren (14) aus einem katalytisch wirkenden Werkstoff
bestehen oder eine katalytisch wirkende Beschichtung aufweisen.
12. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stabilisatoren (14) aus einem warmfesten, zunderbeständigen
Stahl bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924232181 DE4232181A1 (de) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Brenner mit Stabilisatoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924232181 DE4232181A1 (de) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Brenner mit Stabilisatoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4232181A1 true DE4232181A1 (de) | 1994-03-31 |
Family
ID=6468850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924232181 Withdrawn DE4232181A1 (de) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Brenner mit Stabilisatoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4232181A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0947769A3 (de) * | 1998-04-02 | 2000-01-26 | VIESSMANN WERKE GmbH & CO. | Blaubrenner |
EP1653153A1 (de) * | 2004-10-28 | 2006-05-03 | Alfred Kärcher GmbH & Co. KG | Flammrohr für einen Brenner zur Heissgaserzeugung sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Flammrohrs |
US10569619B2 (en) | 2016-09-15 | 2020-02-25 | Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG | Combustion chamber assembly unit for a fuel-operated vehicle heater |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4009221A1 (de) * | 1990-03-22 | 1991-09-26 | Elco Oel & Gasbrenner | Brenner zur stoechiometrischen verbrennung von fluessigen oder gasfoermigen brennstoffen |
DE4201061A1 (de) * | 1992-01-17 | 1993-07-22 | Man B & W Diesel Ag | Brenner |
-
1992
- 1992-09-25 DE DE19924232181 patent/DE4232181A1/de not_active Withdrawn
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EP3296632B1 (de) * | 2016-09-15 | 2020-12-09 | Eberspächer Climate Control Systems GmbH | Brennkammerbaugruppe für ein brennstoffbetriebenes fahrzeugheizgerät |
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Legal Events
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---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |