DE4301779C2 - Brenner zur Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Brenner dieser Art ist durch das DE 84 19 926 U1 bekannt, bei dem, um den Durchsatzquerschnitt der mit Durchtrittsöffnungen versehenen Stauscheibe der jeweiligen Brennerleistung anpassen zu können, die Größe der Durchtrittsöffnungen einstellbar ist. Dazu ist die Stauscheibe aus zwei mit korrespondierenden Ausnehmungen als Einschnitten versehenen aneinanderliegenden Blenden gebildet, von denen zumindest eine verdrehbar gelagert ist.

Ferner ist es durch die DE 28 02 546 A1 bekannt, an einem Ölbrenner die plan oder kegelig ausgebildete Stauscheibe auf der der Brennkammer zugekehrten Seite zum Schutz vor dem kühlen Luftstrom mit einer ringförmigen Lage aus Mineralwolle oder einem andersartigen Material mit geringer Wärmeleitzahl zu beschichten, die mittels einer Edelstahlfolie abgedeckt ist. Der Abkühlung der Stauscheibe auf der der Mischkammer zugewandten Seite wird durch diese Ausgestaltungen aber nicht wesentlich entgegengewirkt, so daß die Verbrennung durch eine Temperaturabsenkung ungünstig beeinflußt wird und Rußablagerungen unvermeidbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, an einem gattungsgemäßen Brenner die Stauscheibe so auszubilden, daß diese bei Erreichbarkeit einer Betriebstemperatur auf der der Mischkammer zugewandten Seite, die keine Verschmutzung der Stauscheibe durch Rußablagerungen bedingt, eine hohe Festigkeit aufweist.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Wird die Stauscheibe gemäß der Erfindung ausgebildet, indem diese aus zwei thermisch voneinander getrennten mit Einschnitten versehenen Bauteilen zusammengesetzt wird, so ist die Gewähr gegeben, daß die Stauscheibe durch die anströmende frische Verbrennungsluft nicht in einer unzulässigen Weise abgekühlt wird und daß die Verbrennungsluft gleichmäßig über den Umfang verteilt in die Mischkammer eintritt. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird nämlich das der Mischkammer zugewandte Bauteil der Stauscheibe nicht unmittelbar von der Verbrennungsluft beaufschlagt, sondern nur dessen die Einschnitte gegebenenfalls abdeckende Flügel. Die Abkühlung ist demnach gering, eine gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsluft ist sichergestellt und eine hohe Festigkeit ist dennoch gegeben. Durch die vorschlagsgemäß ausgestaltete Stauscheibe wird somit die Verbrennung in der Mischkammer nicht ungünstig beeinflußt.

Des weiteren ist die aus zwei Stanzteilen zusammengesetzte Stauscheibe ohne Schwierigkeiten auf wirtschaftliche Weise herzustellen, da lediglich die ausgestanzten Scheiben z. B. durch Punktschweißen in einer vorgegebenen Lage fest miteinander zu verbinden sind. Und die Lage dieser beiden Bauteile zueinander kann problemlos exakt eingehalten werden, Stauscheiben mit gleichen Durchtritts­ querschnitten können somit ohne weiteres gefertigt werden. Auch ist ein Verzug, da die beiden Bauteile durch mehrere Punktschweißungen fest miteinander zu verbinden sind, nicht zu befürchten, aufwendige Ausrichtarbeiten entfal­ len demnach.

Bei der Herstellung der Stauscheibe kann auch die jewei­ lige Überdeckung der Einschnitte leicht verändert werden. Aus gleichen Bauteilen bestehende aber unterschiedlich groß bemessene durchströmbare Querschnitte und demnach unterschiedliche Drallzahlen aufweisende Stauscheiben, die für unterschiedliche Einsatzzwecke verwendbar und auch leicht reproduzierbar sind, können somit erstellt werden, ohne daß es einer besonderen Lagerhaltung bedarf.

Aufgrund der thermischen Trennung der beiden die Stau­ scheibe bildenden Bauteile ist es ferner möglich, das der Mischkammer zugewandte Bauteil auf eine Betriebs­ temperatur aufzuheizen, die etwa der Temperatur des Brennerrohres entspricht. An der Stauscheibe lagert sich demnach kein Ruß ab, insbesondere wenn die Stau­ scheibe mit die Einschnitte überdeckenden Flügeln aus­ gestattet ist, so daß die Verbrennungsluft etwa parallel zur Stauscheibe in die Mischkammer einströmt. Durch die Stauscheibe bedingte Betriebsstörungen werden somit weitgehend vermieden.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele eines gemäß der Erfindung ausgebildeten mit einer Stauscheibe versehenen Ölbrenners dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen aus einer in einem durch eine Stau­ scheibe abgeteilten Brennerrohr eingesetzten Öldüse gebildeten Brenner, in einem Axial­ schnitt,

Fig. 2 die bei dem Brenner nach Fig. 1 vorgesehene Stauscheibe, in Vorderansicht in einer ver­ größerten Darstellung,

Fig. 3 und 4 die Stauscheibe nach Fig. 2 in zwei unter­ schiedlichen Ausführungsvarianten, in achs­ senkrechten Schnitten,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 2 und

Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausführungsformen der bei dem Brenner nach Fig. 1 verwendbaren Stauschei­ be.

Der in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Öl­ brenner besteht im wesentlichen aus einem Brennerrohr 11 und einer Öldüse 13, der über eine mit einem Filter 18 versehene Brennstoffleitung 15 mittels einer in dieser eingesetzten Pumpe 17 aus einem Vorratsbehälter 16 der Brennstoff zugeführt wird. Die Öldüse 13, der eine Zündelektrode 14 zugeordnet ist, ist mittels Halterungen 24 in einer Luftzuführungsleitung 19 abgestützt. Die Luftzuführungsleitung 19, in der die von einem Ventilator 20 geförderte Verbrennungsluft zugeführt wird, ist hierbei in eine Wand 3 eines Heizkessels 2 eingesetzt, so daß das Brennerrohr 11, das verschiebbar auf der Luftzuführungsleitung 19 aufgesetzt ist und eine Mischkammer 12 umgibt, in dessen Kesselraum 4 hinein­ ragt.

Durch eine Stauscheibe 21 ist die Mischkammer 12 des Brennerrohres 11 von der Luftzuführungsleitung 19 abge­ trennt. Mittels Halter 23, die in an der Stauscheibe 21 angebrachte jeweils mit einer Gewindebohrung 40 ausge­ stattete Buchsen 39 eingeschraubt sind, ist die mit einer zentrischen Öffnung 22 für die sich unmittelbar vor der Öldüse 13 ausbildenden Flamme versehene Stau­ scheibe 21 in dem Brennerrohr 11 gehalten.

Die Stauscheibe 21 ist aus zwei ringförmig ausgebildeten Bauteilen 31 und 32 zusammengesetzt, die zur Abschirmung der Mischkammer 12 von der Luftzuführungsleitung 19 thermisch voneinander getrennt sind und jeweils mehrere im wesentlichen radial zu einem Grundkreis angeordnete Einschnitte 33 und 34 aufweisen. Die Einschnitte 33 und 34 überdecken sich hierbei mehr oder weniger, so daß die über die Luftzuführungsleitung 19 anströmende Verbrennungsluft durch die Stauscheibe 21 gleichmäßig verteilt in die Mischkammer 12 gelangt.

Die in das Bauteil 32 eingearbeiteten Einschnitte 34 sind, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, zur Erhöhung der Festigkeit in dem radial inneren Bereich jeweils durch einen Verbindungssteg 45 unterteilt, die in das Bauteil 31 eingearbeiteten Einschnitte 33 sind dagegen durch Materialausbiegungen in Richtung der Mischkammer 12 geschaffen, so daß Flügel 35 gebildet sind. Die Flügel 35 bestehen gemäß Fig. 5 somit aus einer in Umfangsrichtung geneigt verlaufenden Abkantung 36, an deren Enden jeweils eine parallel zu dem Bauteil 31 gerichteter Abschnitt 37 vorgesehen ist. Die Verbren­ nungsluft tritt demnach etwa in Umfangsrichtung des Bauteils 31 aus den Austrittsöffnungen 38 der Flügel 35 aus.

Des weiteren ist zwischen den Bauteilen 31 und 32, wie dies in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist, zu deren thermischer Trennung ein radial nach innen und außen offener Luftspalt 42 vorgesehen. Dies ist in der Weise bewerkstelligt, daß in das Bauteil 31 in Richtung des Bauteils 32 abstehende Erhöhungen 41 eingeprägt sind, an denen das Bauteil 32 abgestützt ist. Im Bereich der Erhöhungen 41 sind die beiden Bauteile durch Punktschweißungen 43 fest miteinander verbunden.

Durch den Luftspalt 42 ist des ebenfalls zur Erhöhung der Stabilität mit einem in Richtung der Mischkammer 12 abstehenden Bund 46 versehene Bauteil 31 von dem Bauteil 32 isoliert, so daß durch diese thermische Tren­ nung eine wesentliche Abkühlung des Bauteils 31 durch die anströmende und durch die Einschnitte 33 und 34 in die Mischkammer 12 gelangende Verbrennungsluft ver­ mieden ist und Rußablagerungen entgegengewirkt wird. Zur Erhöhung der Isolierwirkung kann gemäß Fig. 4 zwi­ schen den beiden Bauteilen 31 und 32 zusätzlich eine Isolierschicht 44 z. B. aus Glaspapier eingelegt werden.

Nach Fig. 6 kann die Stauscheibe 21′ auch aus zwei kegeligen Bauteilen 31′ und 32′, wobei das Bauteil 31′ wiederum mit Flügeln 35′ ausgestattet ist, bestehen, so daß der zwischen diesen vorgesehene Luftspalt 42′ in Achsrichtung des Brennerrohres geneigt verläuft und die Entlüftung gesteigert wird.

Gemäß Fig. 7 ist es aber auch möglich, auf einem metal­ lischen Bauteil 31′′ einer Stauscheibe 21′′ als zweites Bauteil 32′′ eine Isolierschicht 44′′ anzubringen, so daß ebenfalls eine Isolierung des Bauteils 31′′ gegeben ist und dieses nicht unmittelbar von der kühlen Ver­ brennungsluft beaufschlagt wird.

Trotz der Zuführung der Verbrennungsluft durch die in den Bauteilen 31 und 32 vorgesehenen Einschnitte 33 und 34 wird die Stauscheibe 31 auf der der Mischkammer 12 zugekehrten Seite nicht wesentlich abgekühlt, so daß sich an dieser kein Ruß absetzt und die Verbrennung nicht ungünstig beeinflußt wird. Auch sind die jeweils durchströmbaren Querschnitte der Einschnitte 33, 34 untereinander gleich und können auch leicht an die je­ weiligen Gegebenheiten angepaßt werden, ein gleichmäßiger Lufteintritt in die Mischkammer und somit eine stabile Flammenbildung und Verbrennung sind demnach gewährleistet.

Claims (7)

1. Brenner zur Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes, bestehend aus einem an eine Zuführungsleitung (19) für Verbrennungsluft anschließenden Brennerrohr (11), durch das eine Mischkammer (12) gebildet ist, in dem mindestens eine mit einer Brennstoffleitung (15) verbundene Brennstoffdüse (13) angeordnet ist und dessen Mischkammer (12) auf der der Brennstoffdüse (13) zugekehrten Seite durch eine von der Verbrennungsluft durchströmbare plane oder kegelige Stauscheibe (21) begrenzt ist, die aus mindestens zwei ringförmig ausgebildeten, mit mehreren radial oder tangential zu einem Grundkreis angeordneten, sich ganz oder teilweise überdeckenden Einschnitten (33, 34) versehenen Bauteilen (31, 32) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (31, 32) der Stauscheibe (21) thermisch voneinander getrennt und fest miteinander verbunden sind und daß die in das der Mischkammer (12) abgewandte Bauteil (32) der Stauscheibe (21) eingearbeiteten Einschnitte (34) jeweils durch einen in dem radial inneren Bereich angeordneten Verbindungssteg (45) unterteilt sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Bauteilen (31, 32) diese mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind, derart, daß zwischen diesen ein radial nach außen und/oder innen offener Luftspalt (42) gebildet ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Bauteile (31) auf der dem anderen Bauteil (32) zugekehrten Stirnfläche mit eingeprägten Erhöhungen (41) versehen ist, an denen die beiden Bauteile (31, 32) abgestützt sind.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (31, 32) im Bereich der Erhöhungen (41) durch Punktschweißen verbunden sind.

5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Bauteilen (31, 32) zwischen diesen eine Isolierschicht (44) aus einem wärmefesten Werkstoff, beispielsweise aus Glaspapier oder nach Art einer Glasmatte, angeordnet ist.

6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Bauteil (31′′) aus einem metallischen Werkstoff der Stauscheibe (21′′) auf der der Mischkammer (12) abgewandten Stirnfläche eine Isolierschicht (44′′) aus einem wärmefesten Werkstoff, beispielsweise aus Glaspapier oder nach Art einer Glasfasermatte, als zweites Bauteil (32′′) aufgebracht ist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das der Mischkammer (12) zugewandte Bauteil (31, 31′, 31′′) der Stauscheibe (21, 21′, 21′′) am äußeren Rand mit einem parallel zu dem Brennerrohr (11) verlaufenden Bund (46) versehen ist.