DE4244400A1 - Brenner zur Heißgaserzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Heißgaserzeugung mit einem ein Stützrohr und ein sich daran anschließendes Flammrohr umfassenden Brennerrohr, mit einer im Stützrohr angeordneten Düse, aus welcher ein Brennstoffstrahl aus­ tritt, mit einer im Brennerrohr eine Vorkammer und eine Brennkammer voneinander trennenden Blende, die einen vom Brennstoffstrahl durchsetzten zentralen Durchlaß aufweist, mit einem sich in Brennstoffstrahlrichtung an die Blende anschließenden Mischrohr und mit im Flammrohr und im Mischrohr jeweils in Umfangsrichtung angeordneten, eine äußere Rezirkulation von ausgekühltem Rauchgas ermögli­ chenden Öffnungen.

Derartige Brenner werden beispielsweise mit Öl betrieben. Dabei wird das Öl beim Austritt aus der Düse zerstäubt und anschließend innerhalb des Mischrohrs verbrannt. Zur Redu­ zierung des bei der Verbrennung anfallenden Stickoxidan­ teils wird der Ölflamme ausgekühltes Rauchgas zugeführt. Dazu sind in Umfangsrichtung in das Flammrohr und in das Mischrohr Öffnungen eingeformt, so daß Rauchgas in Brenn­ stoffstrahlrichtung aus dem Flammrohr austreten kann, sich anschließend an das Flammrohr umgebenden Kesselwänden des Brenners abkühlen und durch die Öffnungen des Flamm- und des Mischrohrs wieder in den Bereich der Flamme eintreten kann. Das der Flamme zugeführte ausgekühlte Rauchgas be­ wirkt eine Erniedrigung der Flammtemperatur sowie eine Reduzierung des Sauerstoffan­ teils der Verbrennungsgase. Dies wiederum hat eine Ver­ ringerung der Stickoxidemission beim Betrieb des Brenners zur Folge.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Brenner zur Heißgaserzeugung so zu verbessern, daß die Stickoxidemission weiter reduziert wird. Diese Aufgabe wird bei einem Brenner der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brenner eine oder mehrere ausgekühltes Rauchgas von einem Bereich außerhalb des Brennerrohrs einem sich in Brennstoffstrahlrichtung an das Mischrohr anschließenden Bereich innerhalb des Bren­ nerrohrs zuleitende Zuführungen aufweist.

Dadurch, daß ausgekühltes Rauchgas dem sich in Brennstoff­ strahlrichtung an das Mischrohr anschließenden Bereich innerhalb des Brennerrohrs zugeleitet wird, wird insbeson­ dere dem Bereich der Flammenspitze des Ölbrenners ausge­ kühltes Rauchgas zugeführt und eine Reduzierung der Flamm­ temperatur und damit eine verminderte Stickoxidemission bewirkt.

Die Zuführungen können dabei ausgekühltes Rauchgas sowohl dem sich in Brennstoffstrahlrichtung an das Mischrohr an­ schließenden Bereich als auch durch die Umfangsöffnung des Mischrohres hindurch dem Bereich der Flamme zuleiten, so daß die äußere Rezirkulation von ausgekühltem Rauchgas durch die Zuleitungen hindurch einerseits über die Um­ fangsöffnungen des Mischrohres in den Bereich der Flamme und andererseits in den Bereich der Flammenspitze in Brennstoffstrahlrichtung hinter dem Mischrohr erfolgt.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Zuführungen ausgekühltes Rauch­ gas direkt einem innerhalb des Brennerrohrs in Brennstoff­ strahlrichtung an das Mischrohr anschließenden Bereich zu­ leiten und daß zusätzlich im blendennahen Bereich in das Flammrohr und das Mischrohr in Umfangsrichtung Öffnungen eingeformt sind, die eine äußere Rezirkulation von ausge­ kühltem Rauchgas ermöglichen. Dabei können Mittel vorge­ sehen sein, durch die die Öffnungen im blendennahen Be­ reich beim Starten des Brenners bis zur Ausbildung einer stabilen Verbrennung verschlossen werden und durch die die Öffnungen nach Beendigung der Startphase wieder freige­ geben werden können.

Durch die separate Zuleitung von ausgekühltem Rauchgas durch die Öffnungen des Flammrohrs und des Mischrohrs im blendennahen Bereich einerseits und durch die Zuführungen in den sich an das Mischrohr anschließenden Bereich an­ dererseits werden die Schwierigkeiten beim Betrieb des Brenners überwunden, die sich aus einer eventuell nicht gleichmäßig erfolgenden Vermischung des durch die Öff­ nungen des Flammrohrs und des Mischrohrs einströmenden Rauchgases mit einem aus der Vorkammer durch die Blende hindurch in den Bereich des Mischrohrs eintretenden Brenn­ luftstrom ergeben. Eine unvollständige Vermischung des ausgekühlten Rauchgases mit der Brennluft verhindert eine optimale Reduzierung der Stickoxidemission. Durch die zu­ sätzliche direkte Zuleitung von ausgekühltem Rauchgas in den sich in Brennstoffstrahlrichtung an das Mischrohr an­ schließenden Bereich wird eine beträchtlich verbesserte Vermischung des Rauchgases mit der Brennluft hervorgerufen und somit die Stickoxidemission reduziert.

Für die Zuleitung des ausgekühlten Rauchgases ist es be­ sonders günstig, wenn die Mündungen der Zuführungen in Brennstoffstrahlrichtung in Höhe eines Bereichs positio­ niert sind, der in der Nähe des der Düse abgewandten Endes des Mischrohrs liegt, vorzugsweise diesem benachbart ist. Die Zuführungsmündungen sind somit im Bereich der Flammen­ spitze des Brenners angeordnet, so daß das ausgekühlte Rauchgas einem der Flammenspitze naheliegenden Bereich zugeleitet und eine beträchtliche Reduzierung der Stick­ oxidemission bewirkt wird.

Eine konstruktiv besonders einfache Lösung sieht vor, daß die Zuführungen eine Wand des Flammrohrs durchdringen, insbesondere in Brennstoffstrahlrichtung in Höhe eines Bereiches, der in der Nähe des Mischrohres liegt. Dadurch kann die vom Rauchgas in den Zuführungen zurückzulegende Strecke relativ kurz gehalten werden; dies wiederum hat zur Folge, daß die Zuführungen dem Rauchgas nur einen kleinen Strömungswiderstand entgegensetzen.

Um eine möglichst vollständige Vermischung des dem sich in Brennstoffstrahlrichtung an das Mischrohr anschließenden Bereich zugeleiteten ausgekühlten Rauchgases mit der Brennluft zu erreichen, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Zuführungen gleichmäßig über den Umfang des Flammrohrs verteilt angeordnet sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zuführungen aus einer Außenseite des Flammrohrs vorstehen, da dadurch insbesondere Rauchgas zugeleitet wird, welches nach dem Austritt aus dem Flammrohr im Abstand vom Flammrohr rezirkulierte, mit den das Flammrohr umgebenden Kesselwänden in Kontakt kam und dabei besonders stark auskühlte.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Zuführungen aus einer Innenseite des Flammrohrs vorstehen, um ausgekühltes Rauchgas dem in radialer Richtung weiter innen gelegenen Bereich des Brennerrohrs zuzuleiten als es dem Innendurch­ messer des Flammrohres entspricht. Dadurch wird das ausge­ kühlte Rauchgas besonders effektiv mit der Brennluft ver­ mischt und damit die Stickoxidemission reduziert.

Eine konstruktiv besonders einfache Befestigung der Zufüh­ rungen am Flammrohr ergibt sich dadurch, daß die Zufüh­ rungen ungefähr in der Mitte ihrer Längserstreckung vom Flammrohr gehalten werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ragen die Zuführungen somit ungefähr so weit in das Flammrohr hinein, wie sie aus der Außenseite des Flammrohrs vorstehen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen außerhalb der Mitte ihrer Längserstreckung vom Flammrohr gehalten werden, das heißt, es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Zuführungen relativ weit in den Bereich des Flamm­ rohrs hineinragen, ihr außerhalb des Flammrohrs gelegenes Ende jedoch nur in kurzem Abstand von der Außenseite des Flammrohrs angeordnet ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist da­ gegen vorgesehen, daß die Zuführungen vor allem ausge­ kühltes Rauchgas in den sich in Brennstoffstrahlrichtung an das Mischrohr anschließenden Bereich zuleiten, welches im Abstand von der Außenseite des Flammrohrs von dem der Düse abgewandten Ende des Flammrohrs zu den Zuführungen rezirkulierte und deshalb besonders stark auskühlte, ins­ besondere durch Kontakt mit den das Flammrohr umgebenden Kesselwänden. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß die Länge des sich außerhalb des Flammrohrs erstreckenden Be­ reichs der Zuführungen die Länge des Zuführungsabschnitts übertrifft, der innerhalb des Flammrohrs positioniert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Länge des sich innerhalb des Flammrohrs erstreckenden Bereichs der Zuführungen mindestens ungefähr dem halben Innenradius des Flammrohrs entspricht.

Eine besonders wirkungsvolle Zuleitung von ausgekühltem Rauchgas wird dadurch erreicht, daß die Zuführungsmün­ dungen im Bereich des einerseits durch den Durchlaß der Blende und andererseits durch eine von der Düse abgewandte Austrittsöffnung des Mischrohrs begrenzten kegelförmigen Brennstoffstrahls positioniert sind. Die Mündungen der Zu­ führungen werden somit vom Brennstoffstrahl und auch von dem damit verbundenen Brennluftstrom umspült, wodurch nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe eine Saugwirkung hervor­ gerufen und ausgekühltes Rauchgas besonders effektiv zuge­ leitet wird.

Es kann vorgesehen sein, daß der Abstand der Zuführungs­ mündungen von- einer Mittelachse des Flammrohrs höchstens ungefähr dem Innenradius des Mischrohrs entspricht. In dieser vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung reichen die Zuführungen in radialer Richtung somit bis in Höhe des Innenbereichs des Mischrohrs, und ausgekühltes Rauchgas wird direkt der Flammenspitze des Brenners zugeführt.

Vorzugsweise sind dabei die Stirnflächen der Zuführungs­ mündungen der Mittelachse des Flammrohrs zugewandt.

Weiterhin ist es günstig, wenn die Stirnflächen der Zufüh­ rungsmündungen der Düse des Brenners abgewandt angeordnet sind.

Es kann vorgesehen sein, daß die Zuführungsmündungen jeweils eine ebene Stirnfläche aufweisen.

Eine besonders günstige und bevorzugte Lösung sieht vor, daß die Zuführungen durch Rezirkulationsrohre gebildet werden. Dabei können die Rezirkulationsrohre senkrecht zur Mittelachse des Flammrohrs angeordnet sein.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rezirkulationsrohre schräg zur Mittelachse des Flammrohrs positioniert sind. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Rezirkulations­ rohre in Brennstoffstrahlrichtung auf die Mittelachse des Flammrohrs gerichtet sind. Durch die schräge, in Brennstoffstrahlrichtung auf die Mittelachse des Flammrohrs gerichtete Positionierung der Rezirkula­ tionsrohre erhält das zugeleitete Rauchgas eine Strömungs­ komponente parallel zur Brennstoffstrahlrichtung, wodurch eine besonders effektive Vermischung des ausgekühlten Rauchgases mit dem Brennluftstrom bewirkt wird.

Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Brenners;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Brenners und

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine dritte Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Brenners.

In Fig. 1 ist ein Brennerrohr 10 dargestellt, welches ein Stützrohr 12 und ein sich daran anschließendes Flammrohr 14 umfaßt. Das Stützrohr 12 wird von einem Brennerrahmen 11 gehalten. Im Stützrohr 12 ist eine Vorkammer 16 ange­ ordnet, die sich bis zu einer Blende 18 erstreckt, welche eine Trennwand zwischen der Vorkammer 16 und einer Brenn­ kammer 20 bildet, die im wesentlichen im Flammrohr 14 an­ geordnet ist.

In der Vorkammer 16 ist ein Düsenstock 22 mit einer Düse 24 positioniert, wobei die Düse 24 vorzugsweise koaxial zu einer Mittelachse 26 des Brennerrohrs 10 ausgerichtet ist. Der Düsenstock 22 wird über ein Leitungsrohr 28 an einer Rückwand 30 des Brennerrahmens 11 geführt. Neben der Halterung des Düsenstocks 22 dient das Leitungsrohr 28 der Zuführung von Öl aus einer in der Zeichnung nicht darge­ stellten Pumpe zu der Düse 24.

Die Düse 24 ist von einem koaxial zum Düsenstock 22 und zum Stützrohr 12 ausgerichteten und innerhalb der Vor­ kammer 16 positionierten Hüllrohr 32 umgeben. Das Hüllrohr 32 weist über die Düse 24 hinaus und dient der Halterung der Blende 18, die an einer Innenseite 34 des Hüllrohrs 32 befestigt ist. Das Hüllrohr 32 wiederum ist über ein an seiner Innenseite 34 angreifendes Dreibein 36 am Düsen­ stock 22 fixiert. Zusätzlich ist das Hüllrohr 32 in Um­ fangsrichtung von einer Ringdichtung 38 umgeben und durch diese in Richtung der Mittelachse 26 verschieblich an einer Innenseite 30 des Stützrohrs 12 gehalten.

Das Hüllrohr 32 erstreckt sich in Austrittsrichtung eines aus der Düse 24 austretenden Brennstoffstrahls 40 über die Blende 18 hinaus und bildet einen über die Blende 18 in Richtung der Brennkammer 20 überstehenden Kragen 42, an dessen stirnseitigem, der Blende 18 abgewandten Ende ein Ringflansch 41 angeformt ist.

Innerhalb der Brennkammer 20 schließt sich an die Blende 18 ein Mischrohr 44 an, welches im Anschluß an die Blende 18 mit Umfangsöffnungen 46 versehen ist, durch welche hindurch eine innere Rezirkulation 48 von Rauchgas aus einem innerhalb des Mischrohrs 44 liegenden Mischraum 50 über einen zwischen dem Mischrohr 44 und dem Flammrohr 14 gelegenen Rezirkulationsraum 52 zurück in den Mischraum 50 erfolgt. In Brennstoffstrahlrichtung hinter den Umfangs­ öffnungen 46 sind in Umfangsrichtung des Mischrohres 44 zusätzlich Zündfenster 47 im Mischrohr 44 angeordnet.

Die Blende 18 weist einen gegenüber der Düse 24 zentral gelegenen Durchlaß 56 auf, der von dem aus der Düse 24 austretenden Brennstoffstrahl 40 durchsetzt wird.

Neben dem aus der inneren Rezirkulation 48 resultierenden Rauchgas wird dem Mischraum 50 zusätzlich aus der Vor­ kammer 16 Brennluft über um den Durchlaß 56 herum ange­ ordnete Öffnungen 54 in der Blende 18 zugeführt. Dabei sind die Öffnungen 54 vorzugsweise auf ihrer der Vorkammer 16 zugewandten Seite angephast und tragen somit zu einer Geräuschminderung des Brenners bei.

In das Flammrohr 14 sind in Umfangsrichtung bezogen auf die Brennstoffstrahlrichtung in Höhe der Umfangsöffnungen 46 des Mischrohrs 44 Rezirkulationsöffnungen 58 einge­ formt. Diese ermöglichen eine äußere Rezirkulation 60 von ausgekühltem Rauchgas, indem dieses ausgehend aus dem Mischraum 50 aus dem Mischrohr 44 und über eine der Blende 18 abgewandte Auslaßöffnung 62 des Flammrohrs 14 aus dem Flammrohr 14 heraustritt, sich an in der Zeichnung nicht dargestellten Kesselwänden des Brenners abkühlt und an­ schließend über die Rezirkulationsöffnungen 58 hindurch in den Rezirkulationsraum 52 und von dort über die Umfangs­ öffnungen 46 des Mischrohrs 44 zurück in den Mischraum 50 strömt.

Zur Steuerung der äußeren Rezirkulation 60 erstreckt sich der Kragen 42 des Hüllrohrs 32 von der Blende 18 so weit in die Brennkammer 20 hinein, daß dieser mit seiner Außen­ fläche 43 innerhalb des Flammrohrs 14 vor den Rezirkula­ tionsöffnungen 58 positionierbar ist.

Zur Abdichtung der Rezirkulationsöffnungen 58 ist das Flammrohr 14 mit einem auf einer Innenseite 64 desselben überstehenden Haltering 66 versehen, in dessen der Düse 24 zugewandter Seite eine ringförmige Nut 68 eingeformt ist, in die wiederum ein Dichtring 70 eingelegt ist. Dabei ist der Haltering 66 mit dem Dichtring 70 auf einer der Blende 18 gegenüberliegenden Seite der Rezirkulationsöffnungen 58 angeordnet.

Der Dichtring 70 hat einen derartigen Radius, daß gegen ihn der Ringflansch 41 des Hüllrohrs 32 anlegbar ist und somit eine ringförmige Dichtfläche zwischen dem Dichtring 70 und dem Ringflansch 41 geschaffen ist, die ebenfalls auf der der Blende 18 gegenüberliegenden Seite der Rezir­ kulationsöffnungen 58 liegt.

Die äußere Rezirkulation 60 ist somit durch Anlegen des Ringflanschs 41 an den Dichtring 70 unterdrückbar. Wird dagegen das Hüllrohr 32 in Richtung der Mittelachse 26 von der Brennkammer 20 wegbewegt, so hebt der Ringflansch 41 von dem Dichtring 70 ab und ist so weit zurückziehbar, daß der Ringflansch 41 auf der Blende 18 zugewandten Seite der Rezirkulationsöffnungen 58 liegt und somit die Rezirkula­ tionsöffnungen 58 wieder die äußere Rezirkulation 60 in den Rezirkulationsraum 52 zulassen.

Bei einer anderen in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform weist das Hüllrohr 32 keinen Kragen 42 und keinen Ringflansch 41 auf. Statt dessen ist bei einer solchen Ausführungsform ein radial außenliegender Bereich der Blende 18 direkt an der Dichtfläche 70 anlegbar. Im übrigen kann die Unterdrückung der äußeren Rezirkulation 60 auch in anderer Form ausgebildet sein, wesentlich ist, daß die Zuleitung von ausgekühltem Rauchgas in den blen­ dennahen Bereich unterdrückbar ist.

Zur Verschiebung des Hüllrohrs 32 ist an der Rückwand 30 des Brennerrahmens 11 ein Hydraulikzylinder 72 als Linear­ verschiebungseinheit angeordnet. Um den Hydraulikzylinder 72 zu betätigen, wird diesem über eine Hydraulikleitung 74 Öl aus der in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe zu­ geführt. Eine Kolbenstange 76 des Hydraulikzylinders 72 greift über einen Halter 78 am Düsenstock 22 an und ver­ schiebt diesen mit dem Hüllrohr 32 in Richtung der Mittel­ achse 26 entweder in Richtung der Brennkammer 20 oder in entgegengesetzter Richtung, wobei vorzugsweise eine Feder 80 vorgesehen ist, welche den Düsenstock 22 in Richtung der Brennkammer beaufschlagt, so daß ohne Wirkung des Hydraulikzylinders 72 das Hüllrohr 32 in Richtung der Brennkammer 20 verschoben ist und mit seinem Ringflansch 41 an dem Dichtring 70 innerhalb des Flammrohrs anliegt.

Somit kann während der Startphase des Brenners bis zur Ausbildung einer stabilen und gleichmäßigen Verbrennung die äußere Rezirkulation 60 teilweise unterbrochen werden.

Nach Beendigung der Startphase werden die Rezirkulations­ öffnungen 58 durch Verschieben des Hüllrohrs 32 freige­ geben, so daß der stromaufwärtige Teil der äußeren Rezir­ kulation 60 erfolgen kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des Brenners weist Rezirkulationsrohre 82 auf, die gleichmäßig über den Umfang des Flammrohrs 14 verteilt in Brennstoffstrahlrich­ tung hinter dem Mischrohr 44 eine Rohrwand 15 des Flamm­ rohrs 14 in radialer Richtung durchdringen und dadurch zu­ sätzlich ausgekühltes Rauchgas aus einem Bereich außerhalb des Flammrohrs 14 in einen sich in Brennstoffstrahlrich­ tung an das Mischrohr 44 anschließenden Bereich zuleiten.

Während durch die Rezirkulationsöffnungen 58 und die Um­ fangsöffnungen 46 ausgekühltes Rauchgas dem der Blende 18 benachbarten Bereich der Flamme des Brenners zugeleitet wird, erfolgt durch die Rezirkulationsrohre 82 eine Zulei­ tung von ausgekühltem Rauchgas in den Bereich der Flammen­ spitze.

Die Rezirkulationsrohre 82 sind geradlinig ausgebildet, senkrecht zur Mittelachse 26 angeordnet und weisen eine ebene, parallel zur Mittelachse 26 verlaufende und auf die Mittelachse 26 weisende Stirnfläche 84 auf. Die Rezirku­ lationsrohre 82 stehen so weit aus der Innenseite 64 des Flammrohrs 14 vor, daß der Abstand der Rezirkulations­ rohrmündungen 86 von der Mittelachse 26 ungefähr dem Innenradius des Mischrohrs 44 entspricht.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, welches insoweit, als es mit dem ersten Ausführungsbei­ spiel identische Teile aufweist, mit denselben Bezugs­ zeichen versehen ist, so daß hierzu auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 voll inhaltlich Bezug genommen wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist ebenfalls senkrecht zur Mittelachse 26 orientierte Rezirkulationsrohre 82 auf, jedoch mit einer angeschrägten Rohrmündung 86. Die Rezir­ kulationsrohre 82 des zweiten Ausführungsbeispiels weisen somit wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine ebene Stirnfläche 84 auf, diese liegt jedoch im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel nicht parallel zur Mittelachse 26, sondern schräg zur Mittelachse, so daß die Stirnfläche 84 der Düse 24 und dem Mischrohr 44 abgewandt in Brenn­ stoffstrahlrichtung auf die Mittelachse 26 weist.

Wie schon beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 werden die Rohrmündungen 86 der Rezirkulationsrohre 82 im zweiten Ausführungsbeispiel von dem durch den Durchlaß 56 und durch eine der Düse 24 abgewandte Austrittsöffnung 45 des Mischrohrs 44 begrenzten kegelförmigen Brennstoff­ strahl 40 umspült; dies hat entsprechend dem Funktions­ prinzip einer Wasserstrahlpumpe eine Ansaugwirkung zur Folge, so daß ausgekühltes Rauchgas aus einem außerhalb des Flammrohrs 14 gelegenen Bereich in den sich in Brenn­ stoffstrahlrichtung an das Mischrohr 44 anschließenden Bereich gesaugt wird. Die angeschrägten, dem Mischrohr 44 abgewandten Rohrmündungen 86 der Rezirkulationsrohre 82 bewirken eine verstärkte Ansaugwirkung und damit eine be­ sonders effektive Zuleitung von ausgekühltem Rauchgas.

Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners ist in Fig. 3 gezeigt. Wie schon das zweite Ausführungs­ beispiel ist auch das in Fig. 3 dargestellte Ausführungs­ beispiel insoweit, als es mit dem ersten Ausführungsbei­ spiel identische Teile aufweist, mit denselben Bezugszei­ chen versehen, so daß auch hierzu auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Das dritte Ausführungsbeispiel weist schräg zur Mittel­ achse 26 angeordnete, in Brennstoffstrahlrichtung auf die Mittelachse 26 gerichtete Rezirkulationsrohre 82 auf mit einer ebenen Stirnfläche 84, die der Düse 24 und dem Mischrohr 44 abgewandt in Brennstoffstrahlrichtung auf die Mittelachse 26 weist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Rohrmündungen 86 der Rezirkulationsrohre 82 vom Brennstoffstrahl 40 umspült, so daß aufgrund der damit verbundenen Ansaugwirkung eine effektive Zuleitung von ausgekühltem Rauchgas in den sich in Brennstoffstrahl­ richtung an das Mischrohr 44 anschließenden Bereich be­ wirkt wird. Die Schrägstellung der Rezirkulationsrohre im dritten Ausführungsbeispiel hat zur Folge, daß das zuge­ leitete ausgekühlte Rauchgas eine Strömungskomponente parallel zur Brennstoffstrahlrichtung aufweist und somit in Brennstoffstrahlrichtung besonders effektiv dem aus der Vorkammer 16 in das Mischrohr 44 einströmenden Brennluft­ strom beigemischt wird. Dies wiederum hat eine besonders deutliche Reduzierung der Stickoxidemission beim Betrieb des Brenners zur Folge.

Claims (19)

1. Brenner zur Heißgaserzeugung mit einem ein Stützrohr und ein sich daran anschließendes Flammrohr umfassen­ den Brennerrohr, mit einer im Stützrohr angeordneten Düse, aus welcher ein Brennstoffstrahl austritt, mit einer im Brennerrohr eine Vorkammer und eine Brenn­ kammer voneinander trennenden Blende, die einen vom Brennstoffstrahl durchsetzten zentralen Durchlaß auf­ weist, mit einem sich in Brennstoffstrahlrichtung an die Blende anschließenden Mischrohr und mit im Flamm­ rohr und im Mischrohr jeweils in Umfangsrichtung an­ geordneten, eine äußere Rezirkulation von ausge­ kühltem Rauchgas ermöglichenden Öffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner eine oder mehrere ausgekühltes Rauchgas von einem Bereich außerhalb des Brennerrohrs (10) einem sich in Brennstoffstrahl­ richtung an das Mischrohr (44) anschließenden Bereich innerhalb des Brennerrohrs (10) zuleitende Zufüh­ rungen aufweist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen das ausgekühlte Rauchgas direkt dem sich in Brennstoffstrahlrichtung an das Mischrohr (44) anschließenden Bereich innerhalb des Brenner­ rohrs (10) zuleiten und daß zusätzlich im blenden­ nahen Bereich in das Flammrohr (14) und das Mischrohr (44) in Umfangsrichtung eine äußere Rezirkulation (60) von ausgekühltem Rauchgas ermöglichende Öff­ nungen (46, 58) eingeformt sind.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mündungen (86) der Zuführungen in Brenn­ stoffstrahlrichtung in Höhe eines Bereichs positio­ niert sind, der in der Nähe des der Düse (24) abge­ wandten Endes (45) des Mischrohrs (44) liegt.

4. Brenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführungen eine Wand (15) des Flammrohrs (14) durchdringen.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen gleichmäßig über den Umfang des Flammrohrs (14) verteilt angeordnet sind.

6. Brenner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zuführungen über einer Außenseite des Flammrohrs (14) überstehen.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen über einer Innen­ seite (64) des Flammrohrs (14) überstehen.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen ungefähr in der Mitte ihrer Längserstreckung vom Flammrohr (14) gehalten werden.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen außerhalb der Mitte ihrer Längserstreckung vom Flammrohr (14) ge­ halten werden.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge des sich innerhalb des Flammrohrs (14) erstreckenden Bereichs der Zufüh­ rungen mindestens ungefähr dem halben Innenradius des Flammrohrs (14) entspricht.

11. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsmündungen (86) im Bereich des durch den Durchlaß (56) der Blende (18) und durch eine von der Düse (24) abge­ wandte Austrittsöffnung (45) des Mischrohrs (44) be­ grenzten, kegelförmigen Brennstoffstrahls (40) posi­ tioniert sind.

12. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zuführungs­ mündungen (86) von einer Mittelachse (26) des Flamm­ rohrs (14) höchstens ungefähr dem Innenradius des Mischrohrs (44) entspricht.

13. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (84) der Zuführungsmündungen (86) der Mittelachse (26) des Flammrohrs (14) zugewandt ausgebildet sind.

14. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (84) der Zuführungsmündungen (86) der Düse (24) des Brenners abgewandt angeordnet sind.

15. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zuführungsmündungen (86) jeweils eine ebene Stirnfläche (84) aufweisen.

16. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zuführungen durch Re­ zirkulationsrohre (82) gebildet werden.

17. Brenner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationsrohre (82) senkrecht zur Mittel­ achse (26) des Flammrohrs (14) angeordnet sind.

18. Brenner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationsrohre (82) schräg zur Mittelachse (26) des Flammrohrs (14) positioniert sind.

19. Brenner nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezirkulationsrohre (82) in Brennstoffstrahlrich­ tung auf die Mittelachse (26) des Flammrohrs (14) gerichtet sind.