DE4316315A1 - Brenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Ver­ brennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, mit einer in einem Brennerrohr angeordneten Düse, der über eine Brennstoffleitung der Brennstoff und über eine an das Brennerrohr angeschlossene vorzugsweise mit einer Dosierklappe als Absperrorgan versehenen Luft­ leitung die von einem Ventilator oder dgl. geförderte Verbrennungsluft zuführbar sind.

Öl- oder Gasbrenner dieser Art sind in einer großen Anzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen bekannt. Damit beim Zünden der Brennerflamme diese durch die zugeführte Verbrennungsluft nicht ausgeblasen wird und der Brenner gezündet werden kann, wird hierbei die zur Leistungsrege­ lung vorgesehene Dosierklappe mittels eines Stellantriebes geschlossen. Da jedoch Fertigungstoleranzen der zusammen­ wirkenden Bauteile unumgänglich und in den Randbereichen zwischen der Dosierklappe und der diese umgebenden Luft­ leitung mehr oder weniger große Spalte, durch die die Verbrennungsluft durchströmen kann, in Kauf zu nehmen sind, ist insbesondere bei Hochleistungsbrennern die der Düse auch bei geschlossener Dosierklappe noch zu­ strömende Verbrennungsluftmenge derart groß, daß eine Inbetriebnahme des Brenners oftmals nicht möglich ist. Das Volumen der der Brennkammer zuzuführenden Verbren­ nungsluft ist daher, um zu gewährleisten, daß der Brenner stets zuverlässig gezündet werden kann, mitunter in einem erheblichen Maße zu reduzieren. Und da während des Be­ triebes eine Änderung der Verbrennungsluftmenge nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten vorzunehmen ist, kann die installierte Leistung bei Hochleistungsbrennern vielfach, da nur eine reduzierte Verbrennungsluftmenge diesen zugeführt wird, nicht genutzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Brenner der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß dieser stets gezündet werden kann, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß die Flamme bei Inbetriebnahme des Brenners durch eine zu große zugeführte Verbrennungsluft­ menge ausgeblasen wird. Vielmehr soll erreicht werden, daß trotz möglicher Fertigungstoleranzen im Bereich der Dosierklappe nur eine geringe Menge an Verbrennungsluft zur Düse gelangt, so daß sichergestellt ist, daß die Flammenbildung bei der Zündung des Brenners nicht un­ günstig beeinflußt wird. Der dazu erforderliche Bauaufwand soll gering gehalten werden, dennoch soll ein Brenner sowohl nach einer längeren Betriebsunterbrechung und somit im kalten Zustand als auch bei noch erhitztem Brennerrohr in Betrieb genommen werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Brenner der vor­ genannten Gattung dadurch erreicht, daß die Luftleitung in dem Bereich zwischen der Dosierklappe und der Düse über eine in die Luftleitung eingearbeitete Freisparung z. B. in Form einer Bohrung in Abhängigkeit von der Stellung der Dosierklappe mit der Atmosphäre verbindbar ist.

Sehr zweckmäßig ist es hierbei, die in die Luftleitung eingearbeitete Freisparung mittels eines verdrehbar oder verschiebbar gelagerten Stellgliedes z. B. nach Art einer kreissegmentförmig ausgebildeten Platte ganz oder teilweise abzudecken und das Stellglied zwangläufig mit der Dosierklappe zu verbinden.

Das Stellglied kann fest, z. B. mittels einer von der Dosierklappe abstehenden Strebe mit dieser verbunden sein, es ist aber auch möglich, das Stellglied mittels einer Servoeinrichtung z. B. eines Elektromotors in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Brenners ge­ steuert zu verstellen, wobei das Stellglied einen in Abhängigkeit von dessen Betriebsstellung auf die Dosier­ klappe einwirkenden Anschlag aufweisen sollte, der durch eine auf einer verdrehbar gelagerten Welle angeordneten Platte gebildet sein kann, deren freies Ende mit der Dosierklappe zusammenwirkt.

Das Stellglied und die Dosierklappe sollten jeweils derart in Abhängigkeit voneinander wirksam sein, daß bei ganz oder teilweise durch das Stellglied geöffneter Freisparung der Luftleitung die Dosierklappe durch den Anschlag in Schließstellung arretiert ist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist gegeben, wenn das Stellglied und der Anschlag auf einer in der Luftleitung verdrehbar gelagerten und durch einen Elektromotor an­ treibbaren Welle angeordnet sind und der Elektromotor mittels eines der Düse zugeordneten Flammenwächters steuerbar ist.

Nach einer Weiterbildung kann zusätzlich die Freisparung der Luftleitung durch einen an dieser vorzugsweise auf der Außenseite angebrachten Schieber oder dgl. unabhängig von dem Stellglied ganz oder teilweise verschlossen werden.

Wird ein Brenner gemäß der Erfindung ausgebildet, in dem die Luftleitung in Strömungsrichtung hinter der Dosier­ klappe wahlweise über eine Freisparung mit der Atmosphäre verbindbar ist, so ist es ohne Schwierigkeiten möglich, die auch bei geschlossener Dosierklappe in die Luftleitung während eines Zündvorganges einströmende Verbrennungsluft ins Freie austreten zu lassen. Durch die Freisparung wird nämlich ein größerer Teil der durch Spalte in die Luft­ leitung gelangenden Verbrennungsluft, bevor diese zur Düse strömt, nach außen abgeführt, die Flamme des Brenners wird demnach bei dessen Inbetriebnahme durch die Verbrennungs­ luft nicht ausgeblasen. Vielmehr ist somit stets gewähr­ leistet, daß ein Zündvorgang zuverlässig vorzunehmen ist.

Auch Hochleistungsbrenner können somit, da die diesen zuzuführende Verbrennungsluft nicht reduziert werden muß, mit voller Leistung gestartet und/oder betrieben werden, Zündprobleme treten bei Anwendung der vorschlagsgemäßen Lehre demnach nicht auf. Auch ist der zu deren Verwirk­ lichung notwendige Bauaufwand sehr gering, die Störan­ fälligkeit eines Brenners wird aber durch die Druckent­ lastung bzw. die Entlüftung der Luftleitung während der Startphase wesentlich verringert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenners dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigen:

Fig. 1 und 2 einen Brenner mit einer druckentlasteten Luftleitung in unterschiedlichen Betriebs­ stellungen, jeweils in schematischer Dar­ stellung,

Fig. 3 und 4 die konstruktive Ausgestaltung der Druckent­ lastung der Luftleitung bei dem Brenner nach Fig. 1, ebenfalls in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen, und

Fig. 5 die Anordnung des bei dem Brenner nach Fig. 3 vorgesehenen Stellgliedes auf einer verdrehbar gelagerten Welle, in einem ver­ größerten Maßstab.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte und mit 1 bezeich­ nete Brenner dient zur Verbrennung eines flüssigen Brenn­ stoffes und besteht im wesentlichen aus einem eine Brenn­ kammer 3 bildenden Brennerrohr 2 und einer in diesem eingesetzten mit einer Zündelektrode 5 versehenen Düse 4. Der Brennstoff wird hierbei der Düse 4 aus einem Vorrats­ behälter 7 über eine Leitung 8 zugeführt, in die eine Förderpumpe 9 sowie ein steuerbares Absperrventil 10 ein­ gesetzt sind. Die Verbrennungsluft wird mittels eines Ventilators 11 gefördert, der durch einen Motor 12 ge­ steuert antreibbar und in einem Gehäuse 13 angeordnet ist, und strömt über eine Luftleitung 16, die an das Brennerrohr 2 angeschlossen und von der Brennkammer 3 durch eine Blende 6 getrennt ist, der Düse 4 zu.

Zur Leistungsregelung des Brenners 1 ist in die Luft­ leitung 16 eine Dosierklappe 18 verdrehbar eingesetzt, die bei der schematisch wiedergegebenen Ausgestaltung nach den Fig. 1 und 2 mittels eines Motors 19 ver­ stellbar ist. Bei der Ausführungsvariante nach den Fig. 3 und 4 ist die Dosierklappe 18 mittels einer Welle 18 drehbar gelagert und wird durch die Verbrennungsluft, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, bis zur Anlage an einen Anschlag 30 verschwenkt. Der Anschlag 30 ist durch eine Schraube gebildet, die in einen von einer Gehäusewand 14 abstehenden Halter 29 eingesetzt ist. Über Öffnungen 15 wird die erforderliche Verbrennungsluft von dem Ventilator 11 in dessen Gehäuse 13 eingesogen und der Düse 4 zugeführt.

Der Brenner 1 ist des weiteren mit einem Steuergerät 21 ausgestattet, das über eine Signalleitung 22 mit einem nicht dargestellten Signalgeber, beispielsweise einem Thermostaten, verbunden ist. Über Steuerleitungen 23, 24, 25, 26, 27 und 28 steht das Steuergerät 21 mit dem Motor 12 des Ventilators 11, der Brennstoff-Förderpumpe 9, dem in die Brennstoff-Förderleitung 8 eingesetzten Absperr­ ventil 10, der Zündelektrode 5, dem der Dosierklappe 18 zugeordneten Motor 19 sowie einem im Innenraum 17 der Luftleitung 16 vorgesehenen Flammenwächter 20 in Verbindung.

Soll der Brenner 1 in Betrieb genommen werden - dem Steuergerät 21 wurde in diesem Fall über die Signalleitung 22 ein entsprechendes Signal zugeleitet - , so wird zu­ nächst der Ventilator 11 in Gang gesetzt. Nach einer ein­ stellbaren Zeitspanne wird bei geöffnetem Absperrventil 10 mittels der Förderpumpe 9 der Düse 4 Brennstoff zuge­ führt und dieser wird mittels der Zündelektrode 5 gezündet.

Die Dosierklappe 18 ist während des Zündvorganges, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, geschlossen, damit die in der Brennkammer 3 zu bildende Flamme nicht durch eine zu große Menge an Verbrennungsluft ausgeblasen wird.

Sobald durch den Flammenwächter 20 signalisiert wird, daß die Flamme sich ausgebildet hat, wird, wie dies der Fig. 2 zu entnehmen ist, mit Hilfe des Steuergerätes 21 die Dosierklappe 18 ganz oder teilweise, je nach der geforderten Leistung des Brenners 1, geöffnet, die von dem Ventilator 1 geförderte Verbrennungsluft kann somit der Düse 4 zuströmen.

Um auszuschließen, daß bedingt durch Fertigungstoleranzen der Düse 4 auch bei geschlossener Dosierklappe 18 eine zu große Verbrennungsluftmenge während des Zündvorganges zugeführt und somit die Flamme ausgeblasen würde, ist die Luftleitung 16 im Bereich zwischen der Dosierklappe 18 und der Düse 4 mit einer Freisparung 31 in Form einer Bohrung 32 versehen, mittels der der Innenraum 17 in der Luftleitung 16 mit der Atmosphäre verbindbar ist. Bei geschlossener Dosierklappe 18 ist die Freisparung 31 geöffnet, so daß die Luftleitung 16 entlüftet ist, bei geöffneter Dosierklappe 18 wird dagegen die Freisparung 31 durch ein Stellglied 33 verschlossen. Der Innenraum 17 der Luftleitung 16 ist somit in Abhängigkeit von der Stellung der Dosierklappe 18 mit der Atmosphäre verbindbar.

Das Stellglied 31 besteht bei der Ausgestaltung nach den Fig. 1 und 2 aus einer Platte 34, die an einer von der Dosierklappe 18 abstehenden Strebe 35 befestigt ist. Durch Verschwenken der Dosierklappe 18 mittels des zuge­ ordneten Motors 19 wird somit die Freisparung 31 durch das Stellglied 33 abgedeckt, Verbrennungsluft kann demnach, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, bei gezündetem Brenner 1 durch die Freisparung 31 nicht ins Freie gelangen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist die auf einer Welle 36 angeordnete Platte 34 des Stell­ gliedes 33 durch eine Paßfeder 40 drehfest mit der Welle 36 verbunden, die durch einen Motor 37 verdrehbar und mittels Wälzlager 39 in der Luftleitung 16 drehbar gelagert ist. Der Motor 37 ist wiederum über eine Steuer­ leitung 38 an das Steuergerät 21 angeschlossen. In Ab­ hängigkeit von der Stellung der Dosierklappe 18, d. h. bei während des Zündvorganges geschlossener Dosierklappe 18, ist die Freisparung 31 durch Einschalten des Motors 37 und Verdrehen der Welle 36 ebenfalls durch das Stell­ glied 33 abdeckbar.

Um die Dosierklappe 18 beim Zünden der Brennerflamme zwangläufig geschlossen zu halten, obwohl die von dem Ventilator 11 geförderte Verbrennungsluft auf die Dosier­ klappe 18 einwirkt, ist an der Welle 36 des weiteren ein Anschlag 41 in Form einer Platte 42 angebracht, die mit ihrem freien Ende auf die Dosierklappe 18 einwirkt. Das Stellglied 33 und der Anschlag 41 sind hierbei derart auf der Welle 36 angeordnet, daß bei ganz oder teilweise geöffneter Freisparung 31 die Dosierklappe 18, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, durch den Anschlag 41 in Schließ­ stellung arretiert ist. Hat sich jedoch die Flamme ausge­ bildet und ist dem Steuergerät 21 von dem Flammenwächter 20 ein entsprechendes Signal zugeleitet worden, wird der Motor 37 kurzfristig in Betrieb genommen und das Stell­ glied 33 derart, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, verdreht, daß die Freisparung 31 durch dieses abgedeckt wird und keine Verbrennungsluft ins Freie gelangen kann.

Die durchströmbare Querschnittsfläche der Freisparung 31 kann, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, ferner durch einen an der Außenfläche der Luftleitung 16 in einer Führung 52 angeordneten Schieber 51 mehr oder weniger abgedeckt werden, so daß auf diese Weise die Menge der in die Atmosphäre abströmenden Verbrennungsluft einstell­ bar ist. In die Luftleitung 16 wie auch in den Schieber 51 sind dazu Bohrungen 53 bzw. 54 eingearbeitet, in denen ein Stift 55 einsetzbar ist. Der Schieber 51 ist somit in unterschiedlichen Lagen arretierbar.

Claims (9)

1. Brenner (1) zur Verbrennung von flüssigen oder gas­ förmigen Brennstoffen, mit einer in einem Brennerrohr (2) angeordneten Düse (4), der über eine Brennstoff­ leitung (8) der Brennstoff und über eine an das Brenner­ rohr (2) angeschlossene vorzugsweise mit einer Dosier­ klappe (18) als Absperrorgan versehenen Luftleitung (16) die von einem Ventilator (11) oder dgl. geförderte Verbrennungsluft zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (16) in dem Bereich zwischen der Dosierklappe (18) und der Düse (4) über eine in die Luftleitung (16) eingearbeitete Freisparung (31) z. B. in Form einer Bohrung (32) in Abhängigkeit von der Stellung der Dosierklappe (18) mit der Atmosphäre ver­ bindbar ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Luftleitung (16) eingearbeitete Frei­ sparung (31) mittels eines verdrehbar oder verschiebbar gelagerten Stellgliedes (33) z. B. nach Art einer kreissegmentförmig ausgebildeten Platte (34) ganz oder teilweise abdeckbar ist und daß das Stellglied (31) zwangläufig mit der Dosierklappe (18) verbunden ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) fest, z. B. mittels einer von der Dosierklappe (18) abstehenden Strebe (35) mit dieser verbunden ist.

4. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) mittels einer Servoeinrichtung z. B. eines Elektromotors (37) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Brenners (1) gesteuert ver­ stellbar ist.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) mit einem in Abhängigkeit von dessen Betriebsstellung auf die Dosierklappe (18) einwirkenden Anschlag (41) versehen ist.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der der Dosierklappe (18) zugeordnete Anschlag (41) durch eine auf einer verdrehbar gelagerten Welle (36) angeordneten Platte (42) gebildet ist, deren freies Ende mit der Dosierklappe (18) zusam­ menwirkt.

7. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) und die Dosierklappe (18) derart in Abhängigkeit voneinander wirksam sind, daß bei ganz oder teilweise durch das Stellglied (33) geöffneter Freisparung (31) der Luftleitung (16) die Dosierklappe (18) durch den Anschlag (41) in Schließ­ stellung arretiert ist.

8. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) und der Anschlag (41) auf einer in der Luftleitung (16) verdrehbar gelagerten und durch einen Elektromotor (37) antreibbaren Welle (36) angeordnet sind, und daß der Elektromotor (37) mittels eines der Düse (4) zugeordneten Flammenwächters (20) steuerbar ist.

9. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freisparung (31) der Luftleitung (16) durch einen an dieser vorzugsweise auf der Außenseite angebrachten Schieber (51) oder dgl., unabhängig von dem Stellglied (33) ganz der teilweise verschließ­ bar ist.