EP0655580A2 - Mischeinrichtung für Öl- und Gasbrenner - Google Patents
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- EP0655580A2 EP0655580A2 EP94118271A EP94118271A EP0655580A2 EP 0655580 A2 EP0655580 A2 EP 0655580A2 EP 94118271 A EP94118271 A EP 94118271A EP 94118271 A EP94118271 A EP 94118271A EP 0655580 A2 EP0655580 A2 EP 0655580A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
- F23C9/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
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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
- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
Definitions
- the invention relates to a mixing device for oil or gas burners with a mixing tube with an end opening, an annular baffle arranged in the flow direction upstream of the opening with a cylindrical jacket facing the opening of the mixing tube and at least one nozzle and at least one ignition electrode, wherein the cylindrical jacket at the passage opening is provided with a cone on the outside, the end edge of which with a smaller diameter lies at least approximately, preferably exactly in the plane of the passage opening of the mixing tube.
- the object of the invention is to improve a mixing device of this type in such a way that it is characterized by low NOx formation.
- Nitrogen oxides occur in all combustion processes in which fossil fuels are burned. They occur in the flame and the immediate high temperature zone. It is formed by partial oxidation of the molecular nitrogen in the combustion air and any (organic) nitrogen that is chemically bound in the fuel. Thus, two sources are responsible for the formation of nitrogen monoxide, with the reaction media gases and flame front leading to three different nitrogen monoxide formation mechanisms.
- thermal NO which arises from the molecular nitrogen N2 in the combustion air above 1300 ° C
- second prompt NO through the reaction of hydrocarbon radical Cx with oxygen
- third fuel NO from the atomic nitrogen bound in the heating oil.
- Oil and gas fires primarily generate thermal NOx consisting of approx. 95% NO and 5% NO2. At temperatures below 600 ° C and in the atmosphere, the NO oxidizes to NO2, which is why the emission values are calculated as NO2.
- the internal flue gas recirculation has not yet been satisfactorily solved. Since there is no additional fan for the internal flue gas recirculation, a much lower one must be available Power, in this case the air injector, which processes the fuel and adds flue gas. (For external flue gas recirculation, the flue gas fan requires an additional 30% more electricity).
- the aim of the invention is to eliminate the previous start-up problems and to increase the previously lacking operational safety.
- the object of the invention is achieved in that the cylindrical jacket protrudes from the mixing tube, the end edge of the cone or the inner tube being upstream in front of the end edge of the cylindrical jacket in the flow direction and in that the annular baffle plate is provided with radial slots.
- the core fire zone is yellow. In this area, about 10 to 30% of the fuel is burned due to lack of air. Due to the hollow cone characteristics of the oil nozzle, only some of the oil drops are burned with the core combustion air in the core area of the mixing device.
- the gasification zone / main flame is blue. Due to the kinetic energy of the oil droplets, 70 to 90% of the oil droplets escape unburned through the core fire zone, where they are gasified by the recirculation of the hot flue gases and mixed with the combustion air. This gasified and mixed with air and flue gas has very poor ignition properties and would burn unstably without the stabilizing core flame.
- the gasification temperature can be controlled by recirculating the flue gases.
- the situation with a gas burner is as follows: since gas is already being fed to the burner, the gasification zone is omitted.
- the core flame ensures that the poorly ignitable mixture of fuel, air and flue gas burns stably and cleanly.
- the gas fuel is mixed intensively and evenly with the combustion air in the area of the gas lances. This uniform mixing has the advantage that there is no CO formation in the exhaust gases in all operating states. Uniform mixing of air and gas has the advantage that the burnout is largely CO-free, but the ignitability of this mixture is worse.
- a gas-air mixture is the most ignitable when there is a lack of air.
- the essence of the present invention is the position of the baffle plate and the air inlet control edge.
- the incoming combustion air is pressed into the oil or gas mist.
- the novel baffle plate with the additional cone and the rectangular regulating edge creates a negative pressure in the area between the end flange of the mixing tube and the Recirculation pipe is generated, on the one hand the flue gas is mixed in and on the other hand the fuel is pressed outwards into this vortex area and mixed intensively.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a mixing device according to the invention of an oil fan burner
- FIG. 2 shows a same longitudinal section through a mixing device of a gas fan burner
- FIG. 3 shows a longitudinal section through the front region of an oil mixing device according to a further exemplary embodiment of the invention
- 4 shows an end view of this oil mixing device
- FIGS. 5 to 8 show the same views as FIGS. 3 and 4 according to further exemplary embodiments of an oil mixing device
- FIGS. 9 to 14 show the same views as FIGS. 3 and 4 4 according to further exemplary embodiments of different gas mixing devices.
- the mixing device according to the invention has a mixing tube 1.
- the mixing tube 1 is provided with a front passage 3 at the end facing the flame.
- a pressure atomizing nozzle 4 is located in the center of the mixing tube 1 and is connected to an oil pressure line.
- the pressure atomizing nozzle 4 can be carried by a nozzle assembly 6 which is provided with an oil preheater.
- the pressure atomizing nozzle 4 is located in a cone-like nozzle chamber 8.
- the nozzle chamber 8 has one cylindrical section 9, which is delimited on one side by an end wall 13 and on the other side by a frustoconical region 14.
- Two ignition electrodes 29 protrude through the wall 13.
- the wall 13 can be provided with additional bores in order to allow a throttled air supply. In general, however, the nozzle chamber 8 is closed except for the passage 15.
- the nozzle chamber 8 lies with its opening 15 directly against the baffle plate 10.
- the baffle plate 10 is annular and has a cylindrical jacket 11 on the side facing away from the pressure atomizing nozzle 4.
- the cylindrical jacket 11 can be provided with slot-shaped openings 33, which preferably run along generatrices of the cylindrical jacket 11.
- baffles 34 which have been created by pressing in the material.
- the guide plates 30 are preferably inclined at an angle of ⁇ 30 ° to the plane plane of the baffle plate 10.
- the fact that the baffles 30 project to the flame and not to the pressure atomizing nozzle 4 is advantageous in terms of production technology, but also has advantages in terms of flow technology.
- the nozzle chamber 8 is soldered or welded to the baffle plate 10 at its tip end.
- the nozzle chamber 8 is in its truncated cone-shaped area 14 with an ignition air channel or ignition air bores Mistake.
- the cone surrounding the cylindrical jacket 11 of the baffle plate 10 is formed in the exemplary embodiment by the conical section 7 'of an inner tube 7.
- the point of contact of the conical section 7 'of the inner tube 7 with the cylindrical jacket 11 lies in the embodiment shown exactly in the plane of the outlet opening 3 of the mixing tube 1.
- a tolerance range in which the edge 18 of the conical section 7' in front of or behind the plane of the outlet opening 3 lies in the area of the inventive concept.
- the cylindrical jacket 11 protrudes beyond the outlet opening 3 from the mixing tube 1.
- the inner tube 7 has a cylindrical section 7 ′′ on the inlet side, which is retracted as far as the end of the pressure atomizing nozzle 4 facing away from the nozzle opening 19.
- the inner tube 7 delimits an annular gap 5 with the cylindrical jacket 11 of the baffle plate 10.
- a full cone can also surround the cylindrical jacket 11 of the baffle plate 10.
- the pressure atomizing nozzle 4 projects into the inner tube 7.
- the yellow-burning core fire zone 23 projects in a wedge shape through the flame tube 17.
- the blue-burning main flame zone 24 adjoins the core fire zone 23.
- the flame tube 17 can be made from a perforated plate.
- the recirculation pipe 2 is provided with an electrical resistance heater 31.
- a mixing device for a gas fan burner with a plurality of gas nozzles 25, 26 is shown.
- the centrally arranged gas nozzle 25 protrudes through the baffle plate 10 into the core fire zone 23.
- the outer gas nozzles 26 surround the inner tube 7 and end at the level of the cylindrical section 7 ′′ of the inner tube 7.
- the ignition electrodes 29 protrude through the baffle plate 10 into the core fire zone 23.
- the construction of the mixing device is the same as the mixing device according to FIG. 1.
- a part of the gas-air mixture is led directly from the nozzle 25 into the core fire zone 23.
- the gas from the nozzles 26 and the air which mixes with it are guided through the outflow opening 3 of the mixing tube 1 delimited by the flange 16 and by the conical section 7 'of the inner tube 7 or the cylindrical wall 11 of the baffle plate 10.
- a negative pressure is formed in the zone between the mixing tube 1, the recirculation tube 2 and the inner flame tube 17 and an external recirculation 22 and an internal recirculation 21 of the flue gases.
- the core fire zone When gas is burned, the core fire zone also burns blue.
- 16 holes 28 are provided in the flange, which describe a circular ring with a smaller diameter than the flame tube 17.
- 1 nozzle pipes 20 are arranged in the flange 16 of the mixing tube and are inclined to the longitudinal center axis of the mixing device.
- the flange 16 of the mixing tube 1 is again provided with radially oriented inwardly open slots 27 and in the exemplary embodiment according to FIGS. 11 and 12 the flange 16, which lies in a flat plane, has holes 28 on.
- nozzle tubes 20 are provided on the flange 16, which in turn lies in a plane plane that is oriented perpendicular to the longitudinal central axis of the mixing device, but extends parallel to the longitudinal axis of the mixing device.
- the circular ring described by the nozzle tubes 20 in turn has a smaller diameter than the flame tube 17.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischeinrichtung für Öl- oder Gasbrenner mit einem Mischrohr mit einer stirnseitigen Durchlaßöffnung, einer in Strömungsrichtung stromaufwärts vor der Durchlaßöffnung angeordneten, ringförmigen Stauscheibe mit einem zur Durchlaßöffnung des Mischrohres weisenden zylindrischen Mantel sowie mindestens einer Düse und mindestens einer Zündelektrode, wobei der zylindrische Mantel bei der Durchlaßöffnung außen mit einem Konus versehen ist, dessen Abschlußrand mit kleinerem Durchmesser zumindestens annähernd, vorzugsweise exakt in der Ebene der Durchlaßöffnung des Mischrohres liegt.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischeinrichtung dieser Art derart zu verbessern, daß sie sich durch eine geringe NOx-Bildung auszeichnet.
- Stickoxyde entstehen bei allen Verbrennungsvorgängen, bei denen fossile Brennstoffe verbrannt werden. Sie treten in der Flamme und der umgehenden Hochtemperaturzone auf. Die Entstehung erfolgt durch teilweise Oxidation des molekularen Stickstoffes der Verbrennungsluft, sowie des gegebenenfalls im Brennstoff chemisch gebundenen (organischen) Stickstoffes. Somit sind zwei Quellen für die Stickstoffmonoxidbildung verantwortlich, wobei die Reaktionsmedien Gase und Flammenfront zu drei unterschiedlichen Stickstoffmonoxid-Bildungsmechanismen führen.
- Erstens thermisches NO, das aus dem molekularen Stickstoff N2 in der Verbrennungsluft über 1300°C entsteht; zweitens promptes NO, durch die Reaktion von kohlenwasserstoffradikalem Cx mit Sauerstoff; und drittens Brennstoff NO aus den im Heizöl gebundenen atomaren Stickstoff.
- Bei Öl- und Gasfeuerungen entsteht vorwiegend thermisches NOx bestehend aus ca. 95 % NO und 5 % NO2. Bei Temperaturen unter 600°C und in der Atmosphäre oxidiert das NO zu NO2, deshalb werden die Emissionswerte als NO2 gerechnet.
- Gemäß dem Stand der Technik werden mit üblichen Öl-Gas-Gebläsebrennern folgende NOx-Werte erzielt:
Öl > 140 mg/kWh
Gas > 100 mg/kWh - Von der Umweltbehörde werden nunmehr folgende NOx-Werte gefordert:
Öl < 120 mg/kWh
Gas < 80 mg/kWh - Da bei Öl-Gasfeuerungen vorwiegend thermisches NO entsteht, ist die geforderte NOx-Reduzierung nur durch Kühlung der Flamme möglich. Die Flammenkühlung erfolgt nach dem Stand der Technik durch Beimischen von Verbrennungsabgasen mittels eines zusätzlichen Gebläses, das die sogenannte externe Rauchgasrezirkulation bewirkt.
- Durch das zusätzlich notwendige Gebläse ist dieses System zu energieaufwendig, zu teuer und die externe Abgasrückführungsleitung zwischen Heizkesselausgang, Gebläse und Öl-Gas Mischeinrichtungseingang muß gewartet werden. Durch die Rauchgaskondensation in diesem Bereich entstehen Korrosionsprobleme. Die Leitungen und das Gebläse müssen aus Edelstahl sein.
- Die interne Rauchgasrezirkulation ist bis heute keinesfalls zufriedenstellend gelöst. Da bei der internen Rauchgasrezirkulation kein zusätzliches Gebläse vorhanden ist, muß mit einer wesentlich niederen vorhandenen Kraft, in diesem Fall der Luftinjektor, der Brennstoff aufbereitet und Rauchgas beigemischt werden. (Bei der externen Rauchgasrezirkulation benötigt man durch das Rauchgasgebläse ca. zusätzlich 30 % mehr Strombedarf).
- Durch die Flammenabkühlung unter 1300°C entstehen folgende Probleme:
- mangelnde Betriebssicherheit
- schlechtes Zündverhalten und dadurch Brennerstörungen (15.000 Starts im Jahr)
- die Schadstoffe wie Co und Cx Hy betragen in der Kaltstartphase das ca. 10 bis 20fache eines herkömmlichen Öl-Brenners.
- Theoretische Lösung des Problems:
Herkömmliche Ölbrenner haben eine gelbe Flammenfarbe. Mit diesen Gelbflammen kann die geforderte NOx-Reduzierung nicht erreicht werden, da die Ausbrandzeit zu lange dauert. Die thermische NOx-Bildung hängt nämlich von der Temperatur und der Zeit ab. Es müssen also Systeme entwickelt werden, bei denen das Öl vorher vergast wird. Vergastes Öl hat eine kürzere Ausbrandzeit. Die Energie zur Vergasung des Öles soll sinnvollerweise nicht durch zusätzliche Elektroenergie, sondern durch die eigene Flammentemperatur geliefert werden. Das Problem liegt nun darin, daß beim Start keine bzw. zuwenig Wärme vorhanden ist, um das Öl zu vergasen. Die Folge ist ein unsicherer und unsauberer Start. Es gibt Blaubrenner bereits am Markt, aber die Startphase ist nicht zufriedenstellend gelöst. - Ziel der Erfindung ist die Behebung der bisherigen Startprobleme und die Erhöhung der bisher mangelnden Betriebssicherheit.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der zylindrische Mantel aus dem Mischrohr hinausragt, wobei der Abschlußrand des Konusses bzw. des Innenrohres in Strömungsrichtung stromaufwärts vor dem Abschlußrand des zylindrischen Mantels liegt und daß die ringförmige Stauscheibe mit radialen Schlitzen versehen ist.
- Dadurch ergibt sich bei einem Ölgebläsebrenner folgende Situation:
Die Kernbrandzone ist gelb. In diesem Bereich werden ca. 10 bis 30 % des Brennstoffes im Luftmangel verbrannt. Bedingt durch die Hohlkegelcharakteristik der Öldüse wird nur ein Teil der Öltropfen mit der Kern-Verbrennungsluft im Kernbereich der Mischeinrichtung verbrannt. - Die Vergasungszone/Hauptflamme ist blau. Durch die kinetische Energie der Öltropfen gelangen 70 bis 90 % der Öltropfen unverbrannt durch die Kernbrandzone nach außen, wo sie durch die Rezirkulation der heißen Rauchgase vergast und mit der Verbrennungsluft vermischt werden. Dieser vergaste und mit Luft und Rauchgas vermischte Brennstoff hat sehr schlechte Zündeigenschaften und würde ohne der stabilisierenden Kernflamme unstabil brennen.
- In der Startphase kommt es, bedingt durch die Kernluftdrossel, im Bereich der Zündelektroden zu einer niederen Luftströmung und der Ölnebel wird optimal gezündet und brennt 1 - 2 sek. lang gelb, wie ein herkömmlicher Ölbrenner. Nach den 1 - 2 sek. ist die Temperatur so hoch, daß die Öltropfen in der Vergasungszone vergast werden können. Die Flamme schlägt, ausgenommen im Kernbereich, in die Farbe blau um.
- Durch die Rezirkulation der Rauchgase kann die Vergasungstemperatur gesteuert werden.
- Um die notwendige Öl-Vergasungstemperatur zu erreichen, müssen ca. 15 % der Rauchgase der Flamme zugeführt werden. Die Rücksaugung der Rauchgase erfolgt durch die Injektorvirkung der austretenden Luft.
- Bei einem Gasbrenner ergibt sich folgende Situation: Da dem Brenner bereits Gas zugeführt wird, entfällt die Vergasungszone. Es wird auch hier wieder zwischen stabiler Kernflamme und unstabiler Hauptflamme unterschieden. Die Kernflamme sorgt dafür, daß das schlechte zündfähige Gemisch aus Brennstoff, Luft und Rauchgas stabil und sauber brennt. Der Brennstoff Gas wird im Bereich der Gaslanzen intensiv und gleichmäßig mit der Verbrennungsluft vermischt. Diese gleichmäßige Durchmischung hat den Vorteil, daß in allen Betriebszuständen keine CO Bildung in den Abgasen vorkommt. Gleichmäßige Durchmischung von Luft und Gas hat den Vorteil, daß der Ausbrand weitgehenst CO-frei ist, die Zündfreudigkeit dieses Gemisches ist aber schlechter. Ein Gas-Luftgemisch ist bei einem gewissen Luftmangel am zündfreudigsten.
- Das wesentliche der vorliegenden Erfindung ist die Position der Stauscheibe und die Lufteinström-Regelkante. Bei den bisherigen Öl-Gas Mischeinrichtungen wird die einströmende Verbrennungsluft in den Öl- oder Gasnebel hineingedrückt.
- Bei dem erfindungsgemäßen System wird durch die neuartige Stauscheibe mit dem zusätzlichen Konus und der rechtwinkligen Regelkante ein unterdruck im Bereich zwischen dem Abschlußflansch des Mischrohres und dem Rezirkulationsrohr erzeugt, dem einerseits das Rauchgas beigemischt wird und in dem andererseits der Brennstoff nach außen in diesen Wirbelbereich gedrückt und intensiv vermischt wird.
- Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
- Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Mischeinrichtung eines Ölgebläsebrenners, die Fig. 2 zeigt einen gleichen Längsschnitt durch eine Mischeinrichtung eines Gasgebläsebrenners, die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den vorderen Bereich einer Öl-Mischeinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht dieser Öl-Mischeinrichtung, die Fig. 5 bis 8 zeigen gleiche Ansichten wie die Fig. 3 und 4 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen einer Öl-Mischeinrichtung und die Fig. 9 bis 14 zeigen gleiche Ansichten wie die Fig 3 und 4 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen verschiedener Gasmischeinrichtungen.
- Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung weist ein Mischrohr 1 auf. Das Mischrohr 1 ist an dem der Flamme zugewendeten Ende mit einem vorderen Durchlaß 3 versehen.
- Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3 bis 8 befindet sich mittig im Mischrohr 1 eine Druckzerstäuberdüse 4, die an eine Öldruckleitung angeschlossen ist. Die Druckzerstäuberdüse 4 kann von einem Düsenstock 6 getragen werden, der mit einem Ölvorwärmer versehen ist.
- Die Druckzerstäuberdüse 4 befindet sich in einer kegelartigen Düsenkammer 8. Die Düsenkammer 8 weist einen zylindrischen Abschnitt 9 auf, der auf der einen Seite von einer Abschlußwand 13 und auf der anderen Seite von einem kegelstumpfförmigen Bereich 14 begrenzt wird. Durch die Wand 13 ragen zwei Zündelektroden 29. Die Wand 13 kann bei großem Brennerleistungen mit Zusatzbohrungen versehen sein, um eine gedrosselte Luftzufuhr zu erlauben. Im allgemeinen ist jedoch die Düsenkammer 8 bis auf den Durchlaß 15 geschlossen.
- Die Düsenkammer 8 liegt mit ihrer Öffnung 15 unmittelbar an der Stauscheibe 10 an. Die Stauscheibe 10 ist ringförmig und weist an der der Druckzerstäuberdüse 4 abgewandten Seite einen zylindrischen Mantel 11 auf. Der zylindrische Mantel 11 kann mit schlitzförmigen Durchbrechungen 33 versehen sein, die vorzugsweise entlang Erzeugenden des zylindrischen Mantels 11 verlaufen. Neben den schlitzförmigen Durchbrechungen 33 befinden sich Leitbleche 34, die durch Eindrücken des Materials entstanden sind. Im inneren Stauscheibenbereich, d. h. im Bereich der flachen Ebene der Stauscheibe 10 ist diese mit radialen Schlitzen 12 versehen. Neben den Schlitzen 12 befinden sich ausgestanzte Leitbleche 30, die an der von der Druckzerstäuberdüse 4 abgewendeten Seite der Stauscheibe 10 auskragen. Die Leitbleche 30 befinden sich vorzugsweise in einem Winkel von ≦ 30° zur planen Ebene der Stauscheibe 10 geneigt. Daß die Leitbleche 30 zur Flamme und nicht zur Druckzerstäuberdüse 4 auskragen, ist herstellungstechnisch vorteilhaft, bringt aber auch strömungstechnische Vorteile.
- Die Düsenkammer 8 ist an ihrem spitzen Ende mit der Stauscheibe 10 verlötet oder verschweißt.
- Weiters ist die Düsenkammer 8 in ihrem kegelstumpfförmigen Bereich 14 mit einem Zündluftkanal oder Zündluftbohrungen versehen. Die Düsenkammer 8, die unmittelbar an der Stauscheibe 10 anliegt, dient als Kernluftdrossel.
- Der den zylindrischen Mantel 11 der Stauscheibe 10 umgebende Konus wird im Ausführungsbeispiel vom kegelförmigen Abschnitt 7' eines Innenrohres 7 gebildet. Der kegelförmige Abschnitt 7' liegt mit seinem Rand 18 unmittelbar am zylindrischen Mantel 11 an und ist mit diesem verlötet oder verschweißt. Die Berührungsstelle des kegelförmigen Abschnittes 7' des Innenrohres 7 mit dem zylindrischen Mantel 11 liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel genau in der Ebene der Auslaßöffnung 3 des Mischrohres 1. Ein Toleranzbereich, in dem der Rand 18 des kegelförmigen Abschnitts 7' vor oder hinter der Ebene der Auslaßöffnung 3 liegt, liegt im Bereich des Erfindungsgedankens. Der zylindrische Mantel 11 ragt über die Auslaßöffnung 3 hinaus aus dem Mischrohr 1 heraus.
- Das Innenrohr 7 weist einen eingangsseitigen zylindrischen Abschnitt 7'' auf, der bis zum der Düsenöffnung 19 abgewandten Ende der Druckzerstäuberdüse 4 zurückgezogen ist. Das Innenrohr 7 grenzt mit dem zylindrischen Mantel 11 der Stauscheibe 10 einen Ringspalt 5 ab.
- Anstelle des Innenrohres 7 kann auch ein voller Konus den zylindrischen Mantel 11 der Stauscheibe 10 umgeben.
- Im Ausführungsbeispiel ragt die Druckzerstäuberdüse 4 in das Innenrohr 7.
- An der Flammenseite des Mischrohres 1 befindet sich ein äußeres Rezirkulationsrohr 2 und ein inneres Flammrohr 17. Im Bereich zwischen dem Flansch 16 des Mischrohres 1 und dem Flammrohr 17 kommt es zu einem Unterdruck und in der Folge zu einer inneren Rezirkulation 21 und einer äußeren Rezirkulation 22 der Rauchgase. Die gelbbrennende Kernbrandzone 23 ragt keilförmig durch das Flammrohr 17. An die Kernbrandzone 23 schließt die blaubrennende Hauptflammzone 24 an.
- Das Flammrohr 17 kann aus einem Lochblech gefertigt sein. Um den Kaltstart des Brenners zu erleichtern, ist das Rezirkulationsrohr 2 mit einer elektrischen Widerstandsheizung 31 versehen.
- Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist eine Mischeinrichtung für einen Gasgebläsebrenner mit mehreren Gasdüsen 25, 26 gezeigt. Die mittig angeordnete Gasdüse 25 ragt durch die Stauscheibe 10 in die Kernbrandzone 23 hinein. Die äußeren Gasdüsen 26 umgeben das Innenrohr 7 und enden auf der Höhe des zylindrischen Abschnittes 7'' des Innenrohres 7. Die Zündelektroden 29 ragen durch die Stauscheibe 10 in die Kernbrandzone 23.
- Ansonsten ist der Aufbau der Mischeinrichtung gleich der Mischeinrichtung nach der Fig. 1. Ein Teil des Gasluftgemisches wird von der Düse 25 ausgehend direkt in die Kernbrandzone 23 geführt. Das Gas aus den Düsen 26 und die sich damit vermengende Luft werden durch die vom Flansch 16 und vom kegelförmigen Abschnitt 7' des Innenrohres 7 bzw. der zylindrischen Wandung 11 der Stauscheibe 10 begrenzte Ausströmöffnung 3 des Mischrohres 1 geführt. Es kommt wiederum zur Bildung eines Unterdruckes in der Zone zwischen dem Mischrohr 1, dem Rezirkulationsrohr 2 und dem inneren Flammrohr 17 und zu einer äußeren Rezirkulation 22 und einer inneren Rezirkulation 21 der Rauchgase.
- Bei der Verbrennung von Gas brennt auch die Kernbrandzone blau.
- Im Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4, die einen Mischer für einen Ölzerstäuberbrenner zeigen, sind im Abschlußflansch 16 radial angeordnete, einseitig offene Schlitze 27 vorgesehen, sodaß der Rand der Austrittsöffnung 3 zahnstangenartig ausgeführt ist.
- Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ebenfalls eine Mischeinrichtung für einen Ölbrenner betreffend, sind im Flansch 16 Löcher 28 vorgesehen, die einen Kreisring mit kleinerem Durchmesser als das Flammrohr 17 beschreiben.
- Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8, das ebenfalls eine Mischeinrichtung für einen Ölbrenner beschreibt, sind im Flansch 16 des Mischrohres 1 Düsenrohre 20 angeordnet, die zur Längsmittelachse der Mischeinrichtung geneigt sind.
- Die Fig. 9 bis 14 betreffen Mischeinrichtungen für einen Gasbrenner. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 ist der Flansch 16 des Mischrohres 1 wiederum mit radial ausgerichteten nach innen offenen Schlitzen 27 versehen und im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 und 12 weist der Flansch 16, der in einer planen Ebene liegt, Löcher 28 auf.
- Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 13 und 14 sind am Flansch 16, der wiederum in einer planen Ebene liegt, die senkrecht zur Längsmittelachse der Mischeinrichtung ausgerichtet ist, Düsenrohre 20 vorgesehen, die sich jedoch parallel zur Längsachse der Mischeinrichtung erstrecken. Der von den Düsenrohren 20 beschriebene Kreisring hat wiederum einen geringeren Durchmesser als das Flammrohr 17.
Claims (6)
- Mischeinrichtung für Öl- oder Gasbrenner mit einem Mischrohr mit einer stirnseitigen Durchlaßöffnung, einer in Strömungsrichtung stromaufwärts vor der Durchlaßöffnung angeordneten, ringförmigen Stauscheibe mit einem zur Durchlaßöffnung des Mischrohres weisenden zylindrischen Mantel sowie mindestens einer Düse und mindestens einer Zündelektrode, wobei der zylindrische Mantel bei der Durchlaßöffnung außen mit einem Konus versehen ist, dessen Abschlußrand mit kleinerem Durchmesser zumindestens annähernd, vorzugsweise exakt in der Ebene der Durchlaßöffnung des Mischrohres liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel (11) aus dem Mischrohr (1) hinausragt, wobei der Abschlußrand (18) des Konusses bzw. des Innenrohres (7) in Strömungsrichtung stromaufwärts vor dem Abschlußrand (32) des zylindrischen Mantels (11) liegt und daß die ringförmige Stauscheibe (10) mit radialen Schlitzen (12) versehen ist.
- Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel (11) mit vorzugsweise schlitzförmigen Durchbrechungen versehen ist.
- Mischeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Durchbrechungen (33) entlang Erzeugenden des zylindrischen Mantels (11) verlaufen.
- Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Flammbereich vor dem Mischrohr (1) ein äußeres Rezirkulationsrohr (2) und ein inneres Flammrohr (17) angeordnet sind, wobei das Flammrohr (17) von einem Lochblech gebildet wird.
- Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (1) einen Abschlußflansch (16) aufweist, der mit radialen, einseitig offenen Schlitzen (27) versehen ist.
- Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gasdüsen (25, 26) vorgesehen sind, von denen mindestens eine in Strömungsrichtung bis zur Flammseite der Stauscheibe (10) ragt.
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