DE4412185A1 - Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, insbesondere für Öl - Google Patents
Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, insbesondere für ÖlInfo
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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
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Description
Die Erfindung betrifft einen Brenner der im Oberbe
griff des Anspruchs 1 genannten Art für flüssige oder gas
förmige Brennstoffe, insbesondere für Öl.
Durch DE 39 36 461 A1 ist ein Brenner der betreffenden
Art bekannt, bei dem die Durchbrüche als Bohrungen ausge
bildet sind, die in zwei dichten nebeneinander liegenden
Reihen über den Umfang des Rohres angeordnet sind. Diese
Bohrungen dienen der Rückführung von Rauchgas in den im
Inneren des Rohres gebildeten Flammraum, um dort eine Küh
lung der Flamme durch das im Verhältnis kühlere Rauchgas
zu bewirken, wodurch der Bildung von Stickoxiden entgegen
gewirkt werden soll. Das Rohr selbst hat den Zweck, den
Flammraum von dem umgebenden Raum, beispielsweise in einem
Kessel, zu trennen, um so eine größere Flammruhe und bes
sere Verbrennungsverhältnisse zu erreichen. Das den Flamm
raum umschließende Rohr wird durch die Flamme, insbesonde
re durch Strahlung, erwärmt. Zwar wird ein Teil dieser
Wärme vom Flammrohr an die Umgebung abgegeben, jedoch wird
insgesamt die Temperatur im Flammraum erhöht, so daß auch
die Gefahr der Bildung von Stickoxiden erhöht wird.
Durch die Firmendruckschrift "JET K 1.2 UNI-NOX" der
Firma Körting Hannover AG in Hannover ist ein Ölbrenner
bekannt, bei dem ebenfalls der Flammraum durch ein Rohr
umgeben ist, bei dem jedoch das Rauchgas nicht durch Um
fangslochreihen in dem Rohr in den Flammraum eingeleitet
wird, sondern durch einen axialen Ringspalt im Bereich des
Mischrohraustritts der Flamme. Durch das rückgeführte
Rauchgas wird zwar ebenfalls die Temperatur im Flammraum
herabgesetzt, jedoch beeinträchtigt das Rohr die Wärmeab
fuhr durch Strahlung, so daß dies der gewünschten Kühlung
des Flammraumes und der Flamme entgegenwirkt. Die Kühlung
durch Rückführung von Rauchgas in den Flammraum und damit
die Verringerung der Gefahr der Bildung von Stickoxiden
ist daher begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bren
ner der betreffenden Art zu schaffen, bei dem die Herab
setzung der Temperatur im Flammraum und damit die Vermei
dung der Bildung von Stickoxiden verbessert ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre ge
löst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, Rauchgas
dem Flammraum nicht örtlich, sondern großflächig zuzufüh
ren. Hierdurch wird wie bisher eine Herabsetzung der Tem
peratur im Flammraum und damit eine Herabsetzung der Ge
fahr der Bildung von Stickoxiden bewirkt, gleichzeitig
wird jedoch die eine merkliche Kühlung des Rohres durch
das durch die Durchbrüche hindurchströmende Rauchgas er
reicht, wodurch zusätzlich die Temperatur der Flamme und
damit die Gefahr der Bildung von Stickoxiden herabgesetzt
und die Ableitung von Wärme von der Flamme durch Strahlung
verbessert, die durch die eine große Fläche des Rohres
ausmachenden Durchbrüche treten kann. Auch dies senkt die
Temperatur im Flammbereich. Durch die großflächige Anord
nung der Durchbrüche ergibt sich außerdem eine Verbesse
rung der Flammruhe.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Rohr
als Sieb ausgebildet. Der Durchsatz von Rauchgas ist da
durch hoch. Die Erwärmung des als Sieb ausgebildeten Roh
res durch Strahlung ist verhältnismäßig gering, da die der
Strahlung ausgesetzte Fläche gering ist. Gleichzeitig ist
die Kühlung durch das durch das Sieb einströmende Rauchgas
wegen der großen Kontaktoberfläche verbessert, was wieder
um zur Absenkung der Temperatur im Flammraum und der
Stickoxidanteile beiträgt. Die Ausbildung des Rohres als
Sieb führt auch zu einer weiter verbesserten Flammruhe, da
sich im Bereich der Maschen des Siebes viele kleine Wirbel
bilden, die der Gefahr von Schwingungen, insbesondere auch
im Hörfrequenzbereich, entgegenwirken, indem sie diese
dämpfen.
Das Rohr besteht zweckmäßigerweise aus Metall. Beson
ders zweckmäßig ist es, wenn es aus Metallgewebe besteht,
das vorteilhafterweise verschweißt ist. Auch kann das Rohr
aus Streckmetall bestehen, das ist ein Blech, das mit
Schlitzen versehen und so gestreckt ist, daß die Schlitze
bleibend erweitert sind.
Da entsprechend dem erfindungsgemäßen Grundgedanken
die Durchbrüche in dem Rohr über die gesamte Fläche des
Rohres verteilt sind, ergibt sich entlang dem Flammverlauf
eine zunehmende Erhöhung des Rauchgasanteils. Dadurch wird
Wirbeln und damit Geräuschbildungen im Mündungsbereich des
Rohres, also im Bereich des Austritts der Flamme, entge
gengewirkt. In diesem Zusammenhang kann es gemäß einer
Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung zweckmäßig
sein, wenn die Dichte und/oder die Verteilung und/oder die
Fläche der Durchbrüche entlang dem Rohr unterschiedlich
ist. Diese Unterschiedlichkeit kann entsprechend den Ver
hältnissen im Flammbereich gewählt werden. Z.B. kann es
zweckmäßig sein, daß die Zahl der Durchbrüche pro Flächen
einheit oder ihr jeweiliger Querschnitt zum Mündungsbe
reich hin ab- oder zunimmt.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausfüh
rungsbeispielen näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt den vorderen Teil eines Brenners gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung im Schnitt und
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbei
spiels gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt den vorderen Teil eines Ausführungsbei
spiels eines Brenners gemäß der Erfindung, bei dem eine
Düse 1 von einem Düsenstock 2 gehalten ist, der eine Lei
tung 3 zur Zuleitung von Öl aufweist. An dem Düsenstock 2
ist eine Stauscheibe 4 durch Stege 5 gehalten. Die Stau
scheibe 4 weist in bekannter Weise eine zentrale Öffnung 6
auf, durch die durch Pfeile 7 angedeutete Luft sowie ein
durch gestrichelte Linien 8 angedeuteter, von der Düse 1
austretender Sprühkegel von Brennstoff treten kann. Außer
dem weist die Stauscheibe 4 in bekannter Weise teilweise
in radiale Richtung weisende, in der Zeichnung nicht näher
dargestellte Luftschlitze auf, durch die Luft wirbelförmig
austritt, wie das durch Pfeile 9 angedeutet ist.
Innerhalb eines Mischrohres 10 ist ein Kanal 11 zur
Zuführung der für die Verbrennung erforderlichen Luft ge
bildet. Das Mischrohr 10 weist an seinem Ende, das einem
hinter der Stauscheibe 4 gebildeten Flammraum 12 zugewandt
ist, eine konische Verjüngung 13 auf, zwischen der und
einem äußeren Rand 14 der Stauscheibe 4 ein ringförmiger
Schlitz 15 gebildet ist, durch den Luft in Richtung von
Pfeilen 16 in den Flammraum 12 einströmen kann.
In Verlängerung des Mischrohres 10 ist an dessen koni
scher Verjüngung 13 über Stege 17 ein Rohr 18 befestigt,
das aus einem schematisch dargestellten Gewebe gebildet
ist, dessen Ränder von Ringen 19 und 20 gehalten sind.
Durch zwischen den Maschen des Gewebes gebildete Durchbrü
che kann Rauchgas von außen in den Flammraum 12 gelangen,
was durch Pfeile 21 angedeutet ist. Das Einströmen des
Rauchgases in Richtung der Pfeile 21 wird im wesentlichen
durch in dem Flammraum 12 herrschenden Unterdruck bewirkt.
Im Bereich der Stege 17 ist zwischen dem Rohr 18 und
der konischen Verjüngung 13 des Mischrohres 10 ein ring
förmiger Schlitz 22 gebildet, durch den ebenfalls, und
zwar in bekannter Weise, Rauchgas in Richtung von Pfeilen
23 in den Flammraum 12 eintreten kann.
Bei Betrieb des Brenners tritt aus der Düse 1 ein
durch die Linien 8 angedeuteter Kegel zerstäubten flüssi
gen Brennstoffs aus, der sich mit der in Richtung der
Pfeile 7, 9 und 16 zugeführten Luft vermischt und im
Flammraum 12 verbrennt. Durch das in Richtung der Pfeile
21 und 23 eintretende Rauchgas wird die Temperatur im
Flammraum 12 gesenkt und dadurch die Gefahr der Bildung
von Stickoxiden verringert. Die von der Flamme im Flamm
raum 12 erzeugte Wärmestrahlung trifft nicht in vollem
Maße auf das Rohr 18, sondern tritt in hohem Maße durch
die Durchbrüche des als Sieb ausgebildeten Rohres 18, so
daß dessen Temperatur gegenüber einem Rohr, das keine
großflächig angeordneten Durchbrüche aufweist, verringert
ist. Außerdem wird das als Gewebe gebildete Rohr 18 durch
das in Richtung der Pfeile 21 hindurchtretende, gegenüber
dem Flammraum 12 kühlere Rauchgas gekühlt, so daß die
Flamme dorthin mehr Wärme abgeben kann und somit ihre Tem
peratur gesenkt und die Gefahr der Bildung von Stickoxiden
verringert wird.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles
gemäß Fig. 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszif
fern versehen. Der Unterschied besteht darin, daß das Rohr
18 zur Verjüngung 13 des Mischrohres 10 hin eine flansch
artig nach innen gekrümmte Abbiegung 24 aufweist, die über
Winkel 25 mit der Verjüngung 13 verbunden ist. Das sieb
förmige Rohr 18 schließt sich also strömungsmäßig unmit
telbar an das Mischrohr 10 an. Ein Schlitz 22 wie bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist also entfallen. Da
durch wird vermieden, daß insbesondere beim Kaltstart im
Umkehrbetrieb zu große Rauchgasmengen in den Flammraum
gelangen und dadurch Flammenpulsationen in Verbindung mit
schlechten Verbrennungsergebnissen hervorrufen.
Claims (7)
1. Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, ins
besondere für Öl,
mit einer Düse zur Zuführung von Brennstoff,
mit einem die Düse umgebenden Kanal zur Zuführung von Luft in Austrittsrichtung des Brennstoffs aus der Dü se,
mit einem im Bereich der Flamme hinter der Düse ange ordneten, einen Flammraum umgebenden Rohr, und
mit Durchbrüchen in dem Rohr zur Zuführung von Rauch gas in den Flammraum,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche in dem Rohr (18) im wesentlichen über die gesamte Fläche des Rohres (18) verteilt sind.
mit einer Düse zur Zuführung von Brennstoff,
mit einem die Düse umgebenden Kanal zur Zuführung von Luft in Austrittsrichtung des Brennstoffs aus der Dü se,
mit einem im Bereich der Flamme hinter der Düse ange ordneten, einen Flammraum umgebenden Rohr, und
mit Durchbrüchen in dem Rohr zur Zuführung von Rauch gas in den Flammraum,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche in dem Rohr (18) im wesentlichen über die gesamte Fläche des Rohres (18) verteilt sind.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Rohr (18) als Sieb ausgebildet ist.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr aus Metall besteht.
4. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (18) aus einem Metallgewebe besteht.
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Metallgewebe verschweißt ist.
6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Rohr aus Streckmetall oder Lochblech besteht.
7. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dichte und/oder Verteilung und/oder die Fläche der
Durchbrüche entlang dem Rohr unterschiedlich ist.
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