EP0430011A1

EP0430011A1 - Brenner zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen

Info

Publication number: EP0430011A1
Application number: EP90122073A
Authority: EP
Inventors: Karl Dipl.-Ing. Kündig
Original assignee: ELCO ENERGIESYSTEME AG
Current assignee: ELCO ENERGIESYSTEME AG
Priority date: 1989-11-23
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1991-06-05
Anticipated expiration: 2010-11-19
Also published as: EP0433554A1; DE3938786A1; EP0430011B1; ATE134259T1; DE59010136D1

Abstract

Bei einem Brenner (1) zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durchgreift dessen Oeldüse (12) oder ein Füllstück eine Blende (21) und ist in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter der Blende (21) angeordnet bzw. endet dort. Des weiteren ist die Oeldüse (12) bzw. das Füllstück von einem Mischglied (31) umgeben, das mit diesen eine Mischkammer (32) bildet, die über einen oder mehrere Kanäle (33) mit dem Kesselraum (4) verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, eine große Menge Abgas gesteuert der Verbrennungsluft, bevor diese in die Brennkammer (20) einströmt, definiert beizumischen, so daß eine blaubrennende rußfreie Flamme mit geringem Anteil an Stickoxyden zu erzielen ist. Das Abgas wird hierbei durch die mit hoher Geschwindigkeit strömenden Verbrennungsluft in die Mischkammer (32) eingesogen und dort intensiv vermischt, eine nahezu stöchiometrische Verbrennung auf einem niederen Temperaturniveau ist somit gewährleistet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, bestehend aus einer oder mehreren Oel- oder Gasdüsen, denen über eine Brennstoffleitung der Brennstoff zuführbar ist, einer Luftzuführungsleitung für die von einem Ventilator oder dgl. geförderten Verbrennungsluft, einer durch ein in einen Kesselraum ragendes Brennerrohr gebildeten Brennkammer sowie einer mit einer zentrischen Öffnung versehenen Blende.
Unter der Bezeichnung "DFVLR-Verbrennungssystem Blaubrenner" ist ein Brenner dieser Art bekannt. Um zur Verbesserung der Verbrennung in die Brennkammer kaltes Abgas einbringen zu können, sind bei dieser Ausgestaltung in das Brennerrohr eine Vielzahl von Bohrungen eingearbeitet und des weiteren ist in diees ein Mischrohr eingesetzt, mittels dem das Abgas in Strömungsrichtung hinter der Zerstäuberdüse in die Verbrennungsluft eingebracht wird. Durch die Intensivierung der Abgasrezirkulation in der Brennkammer läßt sich zwar in der Betriebsphase die Stickstoffmonoxyd- Emission absenken, der Bauaufwand ist hierbei jedoch erheblich. Abgesehen davon, daß das Einarbeiten der Bohrungen in das Brennerrohr lohnintensiv ist, ist ein gesondertes Mischrohr erforderlich, das auch in einer besonderen Weise in dem Brennerrohr abzustützen ist, damit die Rezirkulation des Abgases, das unmittelbar vor der Blende aus einem Ringraum zwischen dem Brennerrohr und dem Mischrohr in dieses einzuleiten ist, nicht zu sehr beeinträchtigt wird. Ferner hat sich auch als nachteilig gezeigt, daß die Menge des Zufalls bedingt zuströmenden Abgases nicht regelbar und damit nicht einstellbar ist und daß in der Startphase, in der das Mischrohr und dessen Halterung noch nicht auf die Betriebstemperatur erwärmt sind, eine blaubrennende Flamme nicht gegeben und somit die Schadstoffemission hoch ist. Und da das Abgas in der Brennkammer das Mischrohr und dessen Halterung umspült, weist dieser Brenner somit nicht nur einen schlechten Wirkungsgrad, sondern auch einen hohen Geräuschpegel auf.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Brenner der vorgenannten Gattung in der Weise auszubilden, daß eine optimale Verbrennung des Luft-Brennstoffgemisches, das mit geringem Energieaufwand durch die gesteuerte Einbringung einer großen Menge von Abgas in die zugeführte Verbrennungsluft gebildet werden soll, vor allem auch bereits in der Startphase, in der Brennkammer ermöglicht wird und daß somit der Anteil der Stickoxide in den Abgasen während der gesamten Betriebsdauer des Brennners in einem erheblichen Maße reduziert werden kann. Des weiteren soll der Brenner, der auch leicht auf die jeweiligen Gegebenheiten einzustellen und zu regeln sein soll, äußerst geräuscharm arbeiten und die Flamme soll stets stabil sein und auf einem niederen Temperaturniveau blau ausbrennen. Der dazu erforderliche Bauaufwand soll gering gehalten werden, auch sollen Brenner nachrüstbar sein, um die Verbrennung in bestehenden Anlagen zu verbessern und damit eine Stickoxidreduktion zu gewährleisten.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Oeldüse oder bei einem Gasbrenner ein Füllstück die Blende durchgreift und in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter der Blende angeordnet ist bzw. endet, daß die Oeldüse bzw. das Füllstück ganz oder teilweise von einem Mischglied umgeben sind, das mit der Oeldüse und/oder deren Ummantelung und/oder deren Halterung, dem Füllstück oder einem Kühlkanal eine Mischkammer mit ringförmigem Querschnitt bildet, und daß zur Einbringung von Abgas in die Brennkammer die Mischkammer über einen oder mehrere Kanäle mit dem Kesselraum verbunden ist.
Zweckmäßig ist es hierbei, das Mischglied konzentrisch zur Oeldüse und/oder deren Ummantelung und/oder deren Halterung, dem Füllstück oder dem Kühlkanal anzuordnen und durch eine in das Brennerrohr eingesetzte oder an diesem angebrachte Hülse zu bilden, wobei das Mischglied auf der dem Brennraum zugekehrten Seite mit einem Diffusor versehen sein kann und in Achsrichtung der Oeldüse gegenüber dieser bzw. dem Füllstück und/oder der Blende verstellbar angeordnet sein sollte. Selbstverständlich kann aber auch das Füllstück axial verschiebbar angeordnet werden.
Ferner ist es angebracht, die Mischkammer im Bereich der Oeldüse bzw. des Füllstückes mit einer konischen Erweiterung zu versehen.
Zur Verbrennung eines gasförmigen Brennstoffes ist es vorteilhaft, in der Luftzuführungsleitung vor der Blende eine oder mehrere Gasdüsen oder Gaseinsätze anzuordnen.
Zur Überführung eines Teiles des Luft-/Gasgemisches aus der Luftzuführungsleitung in die Brennkammer sollten bei dieser Ausgestaltung in dem Brennerrohr ein oder mehrere durch die Blende und das Mischglied sowie den von diesen eingeschlossenen Abgaszuführungskanal hindurchgeführte Verbindungskanäle vorgesehen sein, wobei die Verbindungskanäle mit radialem Abstand zu der Längsachse des Brennerrohres vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet und durch in die Blende und das Mischglied eingesetzte Rohrleitungen gebildet sein sollten.
Um die Gasflamme beeinflussen oder eine Umstellung auf die Verbrennung eines flüssigen Brennstoffes auf einfache Weise vornehmen zu können, ist es des weiteren zweckmäßig, wenn die Luft-/Gasgemisch-Zuführungskanäle beispielsweise durch eine begrenzt verdrehbar gelagerte vorzugsweise in der Blende eingesetzte Scheibe, durch axial verschiebbare Stifte oder dgl. ganz oder teilweise verschließbar sind.
Die Blende und/oder die Mischkammer können auf einfache Weise auch durch in dem Brennerrohr angeordnete Einbauten gebildet werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, die Oeldüse im Bereich der Blende mit einer zylindrischen, vorzugsweise abgestuften und/oder kegelig ausgebildeten Ummantelung zu versehen, die zur Veränderung des freien Strömungsquerschnittes der Blendenöffnung in Achsrichtung der Blende verstellbar angeordnet ist. Der Druck und/oder die Menge der zugeführten Verbrennungsluft können aber auch mittels einer Drosselklappe oder dgl. geregelt werden.
Nach einer Weiterbildung kann zwischen der Blende und der Oeldüse ein diese einschließender Kühlkanal vorgesehen werden, der an die Verbrennungsluftleitung anschließbar ist.
Der Kühlkanal kann in einfacher Ausgestaltung durch eine die Oeldüse mit radialem Abstand umgebende Rohrleitung gebildet werden, deren von der Verbrennungsluft durchströmbare Querschnittsfläche vorzugsweise im Eingangsbereich beispielsweise mittels einer axial verschiebbar angeordneten und mit einer kegeligen Außenmantelfläche versehenen Scheibe verstellt werden kann. Ferner kann der Kühlkanal im Bereich der Oeldüse mit einer Einschnürung, einer Blende und/oder mit Drallschaufeln versehen und die der Öeldüse zugeordnete Zündelektrode kann in dem Kühlkanal angeordnet werden.
Nach einer besonders einfachen Ausgestaltung können das Brennerrohr und/oder das Mischglied mit axialem Abstand zu der Blende angeordnet werden, so daß der Kanal zur Zuführung von Abgas in die Mischkammer durch den Abstand zwischen diesen Bauteilen gebildet ist, wobei zur Veränderung des Durchflußquerschnittes und damit der zuführbaren Abgasmenge das Brennerrohr und/oder das Mischglied gegenüber der Blende axial verstellbar sein sollten.
Nach einer andersartigen Ausführungsform können aber auch zur Verbindung des Kesselraumes mit der Mischkammer das Brennerrohr in Strömungsrichtung hinter der Blende mit mit den Kanälen zur Zuführung von Abgas kommunizierenden Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Löchern und/oder Schlitzen, versehen sein.
Eine optimale Verbrennung ist insbesondere dann zu erzielen, wenn die durchströmbare Querschnittsfläche der Mischkammer etwa um das 1,4 bis 3 - fache größer bemessen ist als die freie Querschnittsfläche der Blende, die von den Abgasen durchströmbaren den Kesselraum mit der Mischkammer verbindenden Kanäle und Ausnehmungen des Brennerrohres eine Querschnittsfläche aufweisen, die etwa dem 0,8 bis 2 - fachen der freien Querschnittsfläche der Blende entspricht, und die Mischstrecke der Mischkammer eine axiale Länge aufweist, die etwa dem 0,5 bis 10 - fachen des hydraulischen Durchmessers der Mischkammer entspricht.
Außerdem sollte die Oeldüse in einem axialen Abstand von dem Ende des Brennerrohres angeordnet sein, der mindestens dem 1,6 - fachen des Durchmessers des Brennerrohres entspricht.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Mischkammer und der bzw. die in diese mündenden Kanäle zur Zuführung von Abgas aus dem Kesselraum nach Art eines Venturirohres ausgebildet sind.
Wird ein Brenner gemäß der Erfindung ausgebildet, so kann eine große Menge Abgas gesteuert der Verbrennungsluft, bevor diese in die Brennkammer einströmt, definiert beigemischt werden, so daß eine blaubrennende rußfreie Flamme mit äußerst geringem Anteil an Stickoxiden in den Abgasen zu erzielen ist; und aufgrund der Injektorwirkung, die durch die mit hoher Geschwindigkeit durch die Mischkammer strömende Verbrennungsluft hervorgerufen wird, wird das Abgas in diese eingesogen und mit der durch die Blende beschleunigten Verbrennungsluft intensiv vermischt, eine nahezu stöchiometrische Verbrennung des aus der Oeldüse ausgestoßenen oder mittels einer oder mehrerer Gasdüsen oder Gaseinsätzen zugeführten Brennstoffes auf einem niederen Temperaturniveau, da die Brennerflamme durch das Abgas gekühlt wird, ist somit gewährleistet.
Ferner ist von Vorteil, daß in der Brennkammer die Flammenbildung durch Einbauten nicht beeinträchtigt wird. Irgendwelche Bauteile sind demnach, um eine optimale Verbrennung zu erzielen, nicht aufzuheizen, vielmehr ist bereits in der Startphase eine stabile blaubrennende Flamme und damit eine schadstoffarme Verbrennung gegeben. Und da somit auch keine Einbauten und Halterungen umspült werden, arbeitet der erfindungsgemäß ausgebildete Brenner äußerst geräuscharm.
Der Bauaufwand, mittels dem eine derartige optimale Verbrennung ermöglicht wird, ist sehr gering, da lediglich mit Hilfe des Mischgliedes und einer entsprechenden Anordnung der Oeldüse bzw. des Füllstückes eine Mischkammer zu bilden ist, die dem Brennraum vorzuschalten ist. Die Länge der Mischstrecke der Mischkammer, die Mengen der dieser zuzuführenden Verbrennungsluft sowie des Abgases wie auch die Strömungsgeschwindigkeiten sind hierbei leicht an unterschiedliche Gegebenheiten anpaßbar, so daß der vorschlagsgemäß ausgebildete Brenner nicht nur einen hohen Wirkungsgrad aufweist, sondern auch ohne Schwierigkeiten geregelt werden kann und stets eine optimale Auslegung zu bewerkstelligen ist.
Durch diese Konstruktion wird demnach nicht nur bezüglich der Verbrennungsqualität eine weitgehende Kessel-Brennkammerunabhängigkeit erreicht, sondern es werden auch auf jedem bekannten Kessel äußerst günstige Stickoxidwerte erzielt. Des weiteren können bestehende Anlagen ohne Schwierigkeiten problemlos nachgerüstet werden, so daß kurzzeitig die durch Heizungen gegebenen Abgasbelastungen gemindert werden können.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des gemäß der Erfindung ausgebildeten Brenners zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigt, jeweils in einem Längsschnitt:

Figur 1 einen mit einer Oeldüse und einer durch ein Mischglied gebildeter Mischkammer versehenen Brenner, teilweise in schematischer Darstellung,
Figur 2 eine andersartige Ausführungsform des Brenners nach Figur 1,
Figur 3 die Brennerausgestaltung nach Figur 2 als Gasbrenner
und
Figuren 4 und 5 einen als Oelbrenner nach Figur 2 mit einem die Oeldüse umgebenden unterschiedlich ausgebildeten Oelkanal, in schematischer Darstellung.

Der in Figur 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Oelbrenner dient zur Verbrennung von flüssigen Medien und besteht im wesentlichen aus einem Brennerrohr 11 und einer Oeldüse 12, der über eine mit einem Filter 17 versehenen Brennstoffleitung 15 mittels einer in dieser eingesetzten Pumpe 16 aus einem Vorratsbehälter 14 der Brennstoff zugeführt wird. Die Oeldüse 12, der eine Zündelektrode 18 zugeordnet ist, ist mittels Halterungen 24 in einer Luftzuführungsleitung 13 abgestützt, an der das Brennerrohr 11 mittels einer Halterung 23 befestigt ist. Die Luftzuführungsleitung 13, in der die von einem Ventilator 10 geförderte Verbrennungsluft zugeführt wird, ist hierbei in einer Wand 3 eines Heizkessels 2 eingesetzt, so daß das Brennerrohr 11, das eine Brennkammer 20 umgibt, in dessen Kesselraum 4 hineinragt.
Am Ende der Luftzuführungsleitung 13 ist eine Blende 21 angeordnet, die eine zentrische Öffnung 22 aufweist. Die Zerstäuberdüse 12 durchgreift bei dem Brenner 1 die Öffnung 22 der Blende 21 und ist somit in der durch den Pfeil P gekennzeichneten Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter der Blende 21 angeordnet.
Um in der Brennkammer 20 eine nahezu stöchiometrische Verbrennung auf einem niederen Temperaturniveau zu erzielen, wird bei dem Brenner 1 der von dem Ventilator 19 geförderten Verbrennungsluft eine einstellbare Menge Abgas aus dem Kesselraum 4 des Heizkessels 2 zugeführt und mit dieser innig und definiert vermischt. Dazu dient eine Mischkammer 32, die durch ein konzentrisch zu der Oeldüse 12 angeordnetes Mischglied 31 in Form einer Hülse 34 und einer zylindrischen Ummantelung 25 der Oeldüse 12 gebildet ist und somit einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist. Über einen Ringkanal 33 ist die Mischkammer 32 mit dem Kesselraum 4 ständig verbunden.
Die Hülse 34 ist in axialer Richtung verstellbar in einem Ansatz 35 des Brennerrohres 11 eingesetzt, außerdem ist dieses ebenfalls axial mittels der Halterung 23 gegen über der Blende 21 verstellbar, so daß die Abstände a und b zwischen dieser und dem Brennerrohr 11 bzw. dem Mischglied 31 leicht verändert werden können. Des weiteren kann der durchströmbare Querschnitt der Blendenöffnung 22 mit Hilfe einer weiteren kegelförmig ausgebildeten Ummantelung 26 der Zerstäuberdüse 12 stufenlos verändert werden, und die Menge und/oder der Druck der zugeführten Verbrennungsluft ist mittels einer dem Ventilator 19 zugeordneten Drosselklappe 27 einstellbar. Auf diese Weise können alle Parameter einschließlich der Länge der Mischkammer 32 verändert und an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden, so daß über die Menge der Verbrennungsluft und/oder des dieser zugeführten Abgases sowie der Länge der Mischkammer 32 eine gezielte Einmischung des Abgases in die Verbrennungsluft zu bewerkstelligen und somit eine optimale Regelung des Brenners 1 und eine Verbrennung auf niederem Temperaturniveau bei hohem Wirkungsgrad und geringen Geräuschen zu erzielen sind.
Auch der Oelbrenner 51 nach Figur 2 besteht aus einem Brennerrohr 61, einer mit einer Zündelektrode 68 versehenen Oeldüse 62, einer durch eine Verlängerung des Brennerrohres 61 gebildeten Luftzuführungsleitung 63 sowie einer zwischen dieser und dem Brennerrohr 61 angeordneten Blende 71, deren Öffnung 72 von der Oeldüse 62, durchgriffen ist, so daß diese wiederum in der durch den Pfeil P gekennzeichneten Strömungsrichtung hinter der Blende 71 angeordnet ist. Die Luftzuführungsleitung 63 ist in einer Wand 53 eines Heizkessels 52 eingesetzt, das Brennerrohr 61, das eine Brennkammer 70 umgibt, ragt somit in den Kesselraum 54 des Heizkessels 52 hinein.
Um der Verbrennungsluft vor Eintritt in die Brennkammer 70, wie dies durch die mit R bezeichneten Pfeile dargestellt ist, Abgas aus dem Kesselraum 54 zuführen und intensiv und definiert mit dieser durchmischen zu können, ist in das Brennerrohr 61 ein Mischglied 81 eingesetzt, das zusammen mit einer Ummantelung 66 der Oeldüse 62 und deren Brennstoffzuführungsleitung 65 eine Mischkammer 82 mit kreisringförmigem Querschnitt bildet. Über einen Ringkanal 83, der zwischen der Blende 71 und dem als Hülse 84 ausgebildeten Mischglied 81 vorgesehen und über in das Brennerrohr 61 eingearbeitete Ausnehmungen 64 in Form von Bohrungen oder Schlitzen an den Kesselraum 54 angeschlossen ist, wird das Abgas durch die mit hoher Geschwindigkeit aus der Blende 71 ausströmende Verbrennungsluft angesaugt und somit mit geringem Energieaufwand in die Mischkammer 82 eingebracht und dort mit der mit hoher Geschwindigkeit strömenden Verbrennungsluft vermischt.
Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit in der Mischkammer 82 wird das Abgas innig mit der Verbrennungsluft vermischt, wobei der Mischungsgrad durch die Länge der Mischkammer 82 gezielt beeinflußbar ist, so daß in der Brennkammer 70 eine optimale und leise Verbrennung auf einem niederen Temperaturniveau zu erzielen ist. Mit Hilfe eines am Ende des Mischgliedes 81 angebrachten Diffusers 85 und/oder einer im Bereich der Oeldüse 62 vorgesehenen konischen Erweiterung 86 der Mischkammer 82 kann die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffgemisches, um die Flammenbildung nicht zu beeinträchtigen, abgesenkt werden.
Um eine optimale Zuführung der Verbrennungsluft und des Abgases in die Mischkammer 82 zu gewährleisten, Um eine optimale Zuführung der Verbrennungsluft und des Abgases in die Mischkammer 82 zu gewährleisten, sollte deren durchströmbare mit C bezeichnete Querschnittsfläche etwa um das 1,4 bis 3 - fache größer bemessen sein als die freie Querschnittsfläche A der Blende 71, außerdem sollten der Ringkanal 83 bzw. die Ausnehmungen 64 eine Querschnittsfläche B aufweisen, die etwa dem 0,8 bis 2 - fachen der Querschnittsfläche A der Blende 21 entspricht. Und um eine intensive Vermischung des Abgases mit der Verbrennungsluft in der Mischkammer 82 zu erreichen, sollte sich deren Mischstrecke 1 über eine axiale Länge erstrecken, die etwa dem 0,5 bis 10 - fachen des hydraulischen Druchmessers der Mischkammer 82 entspricht. Des weiteren sollte die Zerstäüberdüse 62 in einem axialen Abstand L vor dem Ende des Brennerrohres 61 angeordnet sein, der mindestens um das 1,6 - fache größer ist als der Durchmesser D des Brennerrohres 61. Diese Werte sind einzeln einstellbar und auf die jeweiligen Verhältnisse anpaßbar, so daß der Brenner 51 optimal gesteuert und eingestellt werden kann.
Der in Figur 3 dargetellte und mit 51′ bezeichnete Brenner ist in nahezu gleicher Weise ausgebildet wie der Oelbrenner nach Figur 2, aber als Gasbrenner einsetzbar. Um eine optimale Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen, die mittels in der Luftzuführungsleitung 63 vor der Blende 71 angeordneter Gaseinsätze 62′ zugeführt werden, zu ermöglichen, sind in dem Brennerrohr 61 mehrere mit radialem Abstand zu dessen Längsachse und gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Zuführungskanäle 74 vorgesehen, die durch die Blende 71, das Mischglied 81 sowie den von diesen eingeschlossenen Kanal 83 zur Zuführung von Abgas durchgreifende Rohrleitungen 75 gebildet sind. Das Luft-/Gasgemisch gelangt somit nicht nur durch die Öffnung 72 der Blende 71 und die Mischkammer 82 in die Brennkammer 70, sondern auch durch die Zuführungskanäle 74.
Zur Schaffung der ringförmigen Mischkammer 82 dient bei dieser Ausgestaltung ein Füllstück 73, das die Blende 71 durchgreift und in Strömungsrichtung hinter dieser endet. Da das Füllstück 73 axial verstellbar ist, kann auf diese Weise die Länge der Mischstrecke eingestellt werden.
Um beispielsweise bei einem Betrieb des Brenners 51′ als Oelbrenner - in diesem Fall ist das Füllstück 73 durch eine Oeldüse gemäß Figur 2 zu ersetzen - die Zuführung von Verbrennungsluft durch die Zuführungskanäle 74 auszuschließen, können diese mittels einer in einer Ausnehmung 76 der Blende 71 begrenzt verdrehbar gelagerten Scheibe 77 abgesperrt werden. Die Scheibe 77 ist dazu mit den Zuführungskanälen 74 zugeordneten Bohrungen 78 ausgestattet und kann mittels eines Hebelgestänges 79 geringfügig verdreht werden. Die Zuführungskanäle 74 können somit ganz oder, um bei Verbrennung eines Luft-/Gasgemisches die Flammenbildung zu beeinflussen, ganz oder teilweise verschlossen werden.
Bei dem in den Figuren 4 und 5 gezeigten Oelbrenner 101, dessen Brennerrohr 111 wiederum in einer Wand 102 eines Heizkessels 103 eingesetzt ist und in dessen Kesselraum 104 hineinragt, ist zur Kühlung der Oeldüse 112 ein diese umgebender Kühlkanal 123 vorgesehen, der durch eine Rohrleitung 124 gebildet ist. Die Rohrleitung 124 wie auch die Oeldüse 112 durchgreifen die Öffnung 122 einer in dem Brennerrohr 111 eingesetzten Blende 121, so daß durch die Rohrleitung 124 und einem in das Brennerrohr 111 angeordneten als Hülse 134 ausgebildeten Mischglied 131 eine Mischkammer 132 gebildet und somit gewährleistet ist, daß die mittels einer Luftzuführungsleitung 113 zugeführte Verbrennungsluft mit dem durch in das Brennerrohr 111 eingearbeiteten schlitzartigen Ausnehmungen 114 und einen zwischen der Blende 121 und dem Mischglied 131 vorgesehenen Ringkanal 133 zuströmenden Abgas vor dem Eintritt in die Brennkammer 120 intensiv miteinander vermischt werden.
Die von der Verbrennungsluft durchströmbare Querschnittsfläche 125 des Kühlkanals 123 ist auf einfache Weise mittels einer axial verschiebbar angeordneten mit einer kegeligen Außenmantelfläche versehenen Scheibe 126 verstellbar, so daß die Oeldüse 112 mehr oder weniger stark in Abhängigkeit von der diese umströmenden kühlen Verbrennungsluft gekühlt werden kann. Und um die den Kühlkanal 123 durchströmende Verbrennungsluft störungsfrei in die durch die Öffnung 122 der Blende 121 zuströmenden und mit Abgas vermischten Verbrennungsluft einzubringen, kann die Rohrleitung 124 im Bereich der Oeldüse 112 gemäß Figur 4 mit einer Einschnürung 127 oder gemäß Figur 5 mit einer Blende 128 (obere Hälfte) und/oder mit Drallschaufeln 129 (untere Hälfte) versehen sein. Die der Oeldüse 112 zugeordnete Zündelektrode 118 ist in der den Kühlkanal 123 bildenden Rohrleitung 124 angeordnet, so daß durch diese das Verbrennungsluft/Abgasgemisch nicht beeinträchtigt wird.

Claims

1. Brenner zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, bestehend aus einer oder mehreren Oel- oder Gasdüsen, denen über eine Brennstoffleitung der Brennstoff zuführbar ist, einer Luftzuführungsleitung für die von einem Ventilator oder dgl. geförderten Verbrennungsluft, einer durch ein in einen Kesselraum ragendes Brennerrohr gebildeten Brennkammer sowie einer mit einer zentrischen Öffnung versehenen Blende,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oeldüse (12; 62; 112) oder bei einem Gasbrenner (51) ein Füllstück (73) die Blende (21; 71; 121) durchgreift und in Strömungsrichtung (P) der Verbrennungsluft hinter der Blende (21; 71; 121) ) angeordnet ist bzw. endet, daß die Oeldüse (12; 62; 112) bzw. das Füllstück (73) ganz oder teilweise von einem Mischglied (31; 81; 131) umgeben ist, das mit der Oeldüse (12; 62; 112) und/oder deren Ummantelung (25; 75) und/oder deren Halterung, dem Füllstück (73) oder einem Kühlkanal (124) eine Mischkammer (32; 82; 132) mit ringförmigem Querschnitt bildet, und daß zur Einbringung von Abgas in die Brennkammer (20; 70; 120) die Mischkammer (32; 82; 132) über einen oder mehrere Kanäle (33; 83; 133) mit dem Kesselraum (4; 54; 104) verbunden ist.

2. Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischglied (31; 81; 131) konzentrisch zur Oeldüse (12; 62; 122) und/oder deren Ummantelung (25; 66) und/oder Halterung, dem Füllstück (73) oder dem Kühlkanal (124) angeordnet ist.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischglied (31; 81; 131) durch eine in das Brennerrohr (11; 61; 111) eingesetzte oder an diesem angebrachte Hülse (34; 84; 134) gebildet ist.

4. Brenner nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischglied (81) auf der dem Brennraum (70) zugekehrten Seite mit einem Diffusor (85) versehen ist.

5. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischglied (31) in Achsrichtung der Oeldüse (12) gegenüber dieser bzw. dem Füllstück und/oder der Blende (21) und/oder daß das Füllstück (73) axial verstellbar angeordnet sind.

6. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischkammer (82) im Bereich der Oeldüse (62) bzw. des Füllstückes (73) mit einer konischen Erweiterung (86) versehen ist.

7. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verbrennung eines gasförmigen Brennstoffes in der Luftzuführungsleitung (63) vor der Blende (71) eine oder mehrere Gasdüsen oder Gaseinsätze (62′) angeordnet sind.

8. Brenner nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Überführung eines Teiles des Luft-/Gasgemisches aus der Luftzuführungsleitung (63) in die Brennkammer (70) in dem Brennerrohr (61) ein oder mehrere durch die Blende (71) und das Mischglied (81) sowie den von diesen eingeschlossenen Kanal (83) zur Zuführung von Abgas aus dem Kesselraum (54) hindurchgeführte Verbindungskanäle (74) vorgesehen sind.

9. Brenner nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungskanäle (74) mit radialem Abstand zu der Längsachse des Brennerrohres (61), vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt, angeordnet sind.

10. Brenner nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luft-/Gasgemischzuführungskanäle (74) durch in die Blende (71) und das Mischglied (81) eingesetzte Rohrleitungen (75) gebildet sind.

11. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luft-/Gasgemisch-Zuführungskanäle (74) beispielsweise durch eine begrenzt verdrehbar gelagerte vorzugsweise in der Blende (71) eingesetzte Scheibe (77), durch axial verschiebbare Stifte oder dgl. ganz oder teilweise verschließbar sind.

12. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (71) und/oder die Mischkammer (82) durch in dem Brennerrohr (61) angeordnete Einbauten gebildet sind.

13. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oeldüse (1; 62) im Bereich der Blende (21; 71) mit einer zylindrischen, vorzugsweise abgestuften und/oder kegelförmig ausgebildeten Ummantelung (25, 26; 66) versehen ist, die zur Veränderung des freien Strömungsquerschnittes (A) der Blendenöffnung (22; 72) in Achsrichtung der Blende (21; 71) verstellbar angeordnet ist.

14. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck der zugeführten Verbrennungsluft mittels einer Drosselklappe (27) oder dgl. regelbar ist.

15. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Blende (121) und der Oeldüse (112) ein diese einschließender Kühlkanal (123) vorgesehen ist, der an die Verbrennungsluftleitung (113) angeschlossen ist.

16. Brenner nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlkanal (123) durch eine die Oeldüse (112) mit radialem Abstand umgebende Rohrleitung (124) gebildet ist.

17. Brenner nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von der Verbrennungsluft durchströmbare Querschnittsfläche (125) des Kühlkanals (123) vorzugsweise in dessen Eingangsbereich beispielsweise mittels einer axial verstellbar angeordneten und mit einer kegeligen Außenmantelfläche versehenen Scheibe (126) verstellbar ist.

18. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlkanal (123) im Bereich der Oeldüse (112) mit einer Einschnürung (127), einer Blende (128) und/oder mit Drallschaufeln (129) versehen ist.

19. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die der Öeldüse (112) zugeordnete Zündelektrode (118) in dem Kühlkanal (123) angeordnet ist.

20. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennerrohr (11) und/oder das Mischglied (31) mit axialem Abstand (a, b) zu der Blende (21) angeordnet sind, und daß der Kanal (33) zur Zuführung von Abgasen in die Mischkammer (32) durch den Abstand (a, b) zwischen diesen gebildet ist.

21. Brenner nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennerrohr (11) und/oder das Mischglied (31) gegenüber der Blende (21) axial verstellbar angeordnet sind.

22. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verbindung des Kesselraumes (54; 104) mit der Mischkammer (82; 132) das Brennerrohr (61; 111) in Strömungsrichtung (P) hinter der Blende (71; 121) mit mit dem Kanal (83; 133) zur Zuführung von Abgasen kommunizierenden Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Löchern (64) und/oder Schlitzen (114), versehen ist.

23. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durchströmbare Querschnittsfläche (C) der Mischkammer (32; 82; 132) etwa um das 1,4 bis 3-fache größer bemessen ist als die freie Querschnittsfläche (A) der Blende (21; 71; 121)

24. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Abgasen durchströmbaren den Kesselraum (4; 54; 104) mit der Mischkammer (32; 82; 132) verbindenden Kanäle (33; 83; 133) oder Ausnehmungen (64; 114) des Brennerrohres (61) eine Querschnittsfläche (B) aufweisen, die etwa dem 0,8 bis 2-fachen der freien Querschnittsfläche (A) der Blende (21; 71; 121) entspricht.

25. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischstrecke der Mischkammer (32; 82; 132) eine axiale Länge (1) aufweist, die etwa dem 0,5 bis 10 -fachen des hydraulischen Durchmessers der Mischkammer (32; 82; 132) entspricht.

26. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oeldüse (12; 62; 112) in einem axialen Abstand (L) von dem Ende des Brennerrohres (11; 61; 111) angeordnet ist, der mindestens dem 1,6 - fachen des Durchmessers (D) des Brennerrohres (11; 61; 111) entspricht.

27. Brenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischkammer (82; 132) und der bzw. die in diese mündenden Kanäle (83; 133) zur Zuführung von Abgas aus dem Kesselraum (54; 104) nach Art eines Venturirohres ausgebildet sind.